परमाणु बम का विस्फोट और उसकी क्रिया का तंत्र। परमाणु ऊर्जा संयंत्र: यह कैसे काम करता है

पुरातन काल के सैकड़ों-हजारों प्रसिद्ध और भूले-बिसरे बंदूकधारियों ने आदर्श हथियार की तलाश में लड़ाई लड़ी, जो एक क्लिक से दुश्मन सेना को ख़त्म करने में सक्षम हो। समय-समय पर, इन खोजों के निशान परियों की कहानियों में पाए जा सकते हैं जो कमोबेश एक चमत्कारिक तलवार या धनुष का वर्णन करते हैं जो बिना चूके वार करता है।

सौभाग्य से, तकनीकी प्रगति लंबे समय तक इतनी धीमी गति से आगे बढ़ी कि विनाशकारी हथियार का वास्तविक अवतार सपनों और मौखिक कहानियों और बाद में किताबों के पन्नों में ही रह गया। 19वीं सदी की वैज्ञानिक और तकनीकी छलांग ने 20वीं सदी के मुख्य भय के निर्माण के लिए परिस्थितियाँ प्रदान कीं। वास्तविक परिस्थितियों में बनाए और परीक्षण किए गए परमाणु बम ने सैन्य मामलों और राजनीति दोनों में क्रांति ला दी।

हथियारों के निर्माण का इतिहास

कब काऐसा माना जाता था कि सबसे शक्तिशाली हथियार केवल विस्फोटकों का उपयोग करके ही बनाए जा सकते हैं। सबसे छोटे कणों के साथ काम करने वाले वैज्ञानिकों की खोजों ने वैज्ञानिक प्रमाण प्रदान किए कि मदद से प्राथमिक कणप्रचंड ऊर्जा पैदा की जा सकती है. शोधकर्ताओं की श्रृंखला में सबसे पहले बेकरेल को कहा जा सकता है, जिन्होंने 1896 में यूरेनियम लवण की रेडियोधर्मिता की खोज की थी।

यूरेनियम स्वयं 1786 से ज्ञात है, लेकिन उस समय किसी को इसकी रेडियोधर्मिता पर संदेह नहीं था। 19वीं और 20वीं सदी के मोड़ पर वैज्ञानिकों के काम से न सिर्फ खास बातें सामने आईं भौतिक गुण, बल्कि रेडियोधर्मी पदार्थों से ऊर्जा प्राप्त करने की संभावना भी है।

यूरेनियम पर आधारित हथियार बनाने के विकल्प को सबसे पहले 1939 में फ्रांसीसी भौतिकविदों, जूलियट-क्यूरीज़ द्वारा विस्तार से वर्णित, प्रकाशित और पेटेंट कराया गया था।

हथियारों के लिए इसके महत्व के बावजूद, वैज्ञानिक स्वयं ऐसे विनाशकारी हथियार के निर्माण के सख्त विरोधी थे।

प्रतिरोध में द्वितीय विश्व युद्ध से गुज़रने के बाद, 1950 के दशक में दंपत्ति (फ्रेडरिक और आइरीन) ने युद्ध की विनाशकारी शक्ति को महसूस करते हुए, सामान्य निरस्त्रीकरण की वकालत की। उन्हें नील्स बोह्र, अल्बर्ट आइंस्टीन और उस समय के अन्य प्रमुख भौतिकविदों का समर्थन प्राप्त है।

इस बीच, जबकि जूलियट-क्यूरीज़ पेरिस में नाज़ियों की समस्या में व्यस्त थे, ग्रह के दूसरी ओर, अमेरिका में, दुनिया का पहला परमाणु प्रभार विकसित किया जा रहा था। रॉबर्ट ओपेनहाइमर, जिन्होंने इस कार्य का नेतृत्व किया, को व्यापक शक्तियाँ और विशाल संसाधन दिए गए। 1941 के अंत में मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत हुई, जिसके परिणामस्वरूप अंततः पहले लड़ाकू परमाणु हथियार का निर्माण हुआ।

न्यू मैक्सिको के लॉस एलामोस शहर में, हथियार-ग्रेड यूरेनियम के लिए पहली उत्पादन सुविधाएं स्थापित की गईं। इसके बाद, इसी तरह के परमाणु केंद्र पूरे देश में दिखाई दिए, उदाहरण के लिए शिकागो में, ओक रिज, टेनेसी में, और कैलिफोर्निया में शोध किया गया। अमेरिकी विश्वविद्यालयों के प्रोफेसरों के साथ-साथ जर्मनी से भागे भौतिकविदों की सर्वोत्तम ताकतों को बम बनाने में झोंक दिया गया।

"थर्ड रैह" में ही, फ्यूहरर की विशेषता के अनुसार एक नए प्रकार के हथियार बनाने पर काम शुरू किया गया था।

चूँकि "बेस्नोवेटी" को टैंकों और विमानों में अधिक रुचि थी, और जितना अधिक बेहतर था, उसे एक नए चमत्कारिक बम की अधिक आवश्यकता नहीं दिखी।

तदनुसार, परियोजनाएं हिटलर द्वारा समर्थित नहीं थीं सर्वोत्तम स्थितिघोंघे की गति से चला गया।

जब चीजें गर्म होने लगीं, और यह पता चला कि टैंक और विमानों को पूर्वी मोर्चे ने निगल लिया था, तो नए चमत्कारिक हथियार को समर्थन मिला। लेकिन तब तक बहुत देर हो चुकी थी; बमबारी और सोवियत टैंक वेजेज के लगातार डर की स्थिति में, परमाणु घटक वाला उपकरण बनाना संभव नहीं था।

सोवियत संघएक नए प्रकार के विनाशकारी हथियार बनाने की संभावना पर अधिक ध्यान दिया गया। युद्ध-पूर्व काल में, भौतिकविदों ने परमाणु ऊर्जा और परमाणु हथियार बनाने की संभावना के बारे में सामान्य ज्ञान एकत्र और समेकित किया। यूएसएसआर और यूएसए दोनों में परमाणु बम के निर्माण की पूरी अवधि के दौरान इंटेलिजेंस ने गहनता से काम किया। युद्ध ने विकास की गति को धीमा करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई, क्योंकि विशाल संसाधन मोर्चे पर चले गए।

सच है, शिक्षाविद इगोर वासिलीविच कुरचटोव ने अपनी विशिष्ट दृढ़ता से इस दिशा में सभी अधीनस्थ विभागों के काम को बढ़ावा दिया। थोड़ा आगे देखें, तो उन्हें यूएसएसआर के शहरों पर अमेरिकी हमले के खतरे के सामने हथियारों के विकास में तेजी लाने का काम सौंपा जाएगा। यह वह था, जो सैकड़ों और हजारों वैज्ञानिकों और श्रमिकों की एक विशाल मशीन की बजरी में खड़ा था, जिसे सोवियत परमाणु बम के जनक की मानद उपाधि से सम्मानित किया जाएगा।

दुनिया का पहला परीक्षण

लेकिन आइये अमेरिकी परमाणु कार्यक्रम पर लौटते हैं। 1945 की गर्मियों तक, अमेरिकी वैज्ञानिक दुनिया का पहला परमाणु बम बनाने में कामयाब रहे। कोई भी लड़का जिसने खुद बनाया है या किसी दुकान से कोई शक्तिशाली पटाखा खरीदा है, उसे जितनी जल्दी हो सके उसे फूंकने की चाहत में असाधारण पीड़ा का अनुभव होता है। 1945 में सैकड़ों अमेरिकी सैनिकों और वैज्ञानिकों ने भी ऐसा ही अनुभव किया था।

16 जून, 1945 को, पहला परमाणु हथियार परीक्षण और अब तक के सबसे शक्तिशाली विस्फोटों में से एक अलामोगोर्डो रेगिस्तान, न्यू मैक्सिको में हुआ।

बंकर से विस्फोट देख रहे चश्मदीद 30 मीटर स्टील टॉवर के शीर्ष पर जिस ताकत से विस्फोट हुआ, उससे आश्चर्यचकित रह गए। सबसे पहले, हर चीज़ सूरज से कई गुना तेज़ रोशनी से भर गई थी। फिर एक आग का गोला आकाश में उठा, जो धुएँ के स्तंभ में बदल गया जिसने प्रसिद्ध मशरूम का आकार ले लिया।

जैसे ही धूल जमी, शोधकर्ता और बम निर्माता विस्फोट स्थल की ओर दौड़ पड़े। उन्होंने सीसे से भरे शर्मन टैंकों के परिणाम को देखा। उन्होंने जो देखा उससे वे चकित रह गये; कोई भी हथियार इतनी क्षति नहीं पहुँचा सकता था। कुछ स्थानों पर रेत पिघलकर कांच बन गयी।

टावर के छोटे अवशेष भी विशाल व्यास के गड्ढे में पाए गए, कटे-फटे और कुचले हुए ढाँचे स्पष्ट रूप से विनाशकारी शक्ति का चित्रण करते हैं।

हानिकारक कारक

इस विस्फोट ने नए हथियार की शक्ति के बारे में पहली जानकारी प्रदान की, इसका उपयोग दुश्मन को नष्ट करने के लिए किया जा सकता है। ये कई कारक हैं:

• प्रकाश विकिरण, फ्लैश, दृष्टि के संरक्षित अंगों को भी अंधा करने में सक्षम;
• शॉक वेव, केंद्र से चलने वाली हवा की घनी धारा, अधिकांश इमारतों को नष्ट कर देती है;
• एक विद्युत चुम्बकीय पल्स जो अधिकांश उपकरणों को निष्क्रिय कर देता है और विस्फोट के बाद पहली बार संचार के उपयोग की अनुमति नहीं देता है;
• मर्मज्ञ विकिरण, उन लोगों के लिए सबसे खतरनाक कारक है जिन्होंने अन्य हानिकारक कारकों से शरण ली है, इसे अल्फा-बीटा-गामा विकिरण में विभाजित किया गया है;
• रेडियोधर्मी संदूषण जो दसियों या सैकड़ों वर्षों तक स्वास्थ्य और जीवन को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर सकता है।

युद्ध सहित परमाणु हथियारों के आगे उपयोग ने जीवित जीवों और प्रकृति पर उनके प्रभाव की सभी विशेषताओं को दिखाया। 6 अगस्त, 1945 हिरोशिमा के छोटे शहर के हजारों निवासियों के लिए आखिरी दिन था, जो उस समय कई महत्वपूर्ण सैन्य प्रतिष्ठानों के लिए जाना जाता था।

प्रशांत क्षेत्र में युद्ध का परिणाम पहले से तय था, लेकिन पेंटागन का मानना ​​था कि जापानी द्वीपसमूह पर ऑपरेशन में अमेरिकी नौसैनिकों की दस लाख से अधिक जानें जाएंगी। एक पत्थर से कई पक्षियों को मारने, जापान को युद्ध से बाहर निकालने, लैंडिंग ऑपरेशन पर बचत करने, एक नए हथियार का परीक्षण करने और इसे पूरी दुनिया में घोषित करने और सबसे ऊपर, यूएसएसआर को घोषित करने का निर्णय लिया गया।

सुबह एक बजे विमान ले जा रहा था परमाणु बम"बेबी" एक मिशन पर निकली।

शहर के ऊपर गिराया गया बम सुबह 8.15 बजे लगभग 600 मीटर की ऊंचाई पर फट गया। भूकंप के केंद्र से 800 मीटर की दूरी पर स्थित सभी इमारतें नष्ट हो गईं. केवल कुछ इमारतों की दीवारें, जो 9 तीव्रता के भूकंप को झेलने के लिए डिज़ाइन की गई थीं, बच गईं।

बम विस्फोट के समय 600 मीटर के दायरे में मौजूद प्रत्येक दस लोगों में से केवल एक ही जीवित बच सका। प्रकाश विकिरण ने लोगों को कोयले में बदल दिया, जिससे पत्थर पर छाया के निशान रह गए, उस स्थान की गहरी छाप पड़ गई जहां वह व्यक्ति था। विस्फोट की लहर इतनी तेज़ थी कि यह विस्फोट स्थल से 19 किलोमीटर की दूरी तक कांच को तोड़ सकती थी।

हवा की घनी धारा के कारण एक किशोर खिड़की के माध्यम से घर से बाहर गिर गया; जब वह नीचे उतरा, तो उसने घर की दीवारों को ताश के पत्तों की तरह मुड़ते हुए देखा। विस्फोट की लहर के बाद आग का बवंडर आया, जिससे वे कुछ निवासी नष्ट हो गए जो विस्फोट से बच गए और जिनके पास आग क्षेत्र छोड़ने का समय नहीं था। विस्फोट से कुछ दूरी पर मौजूद लोगों को गंभीर अस्वस्थता का अनुभव होने लगा, जिसका कारण शुरू में डॉक्टरों के लिए स्पष्ट नहीं था।

बहुत बाद में, कुछ सप्ताह बाद, "विकिरण विषाक्तता" शब्द की घोषणा की गई, जिसे अब विकिरण बीमारी के रूप में जाना जाता है।

280 हजार से अधिक लोग सिर्फ एक बम के शिकार बने, सीधे विस्फोट से और उसके बाद की बीमारियों से।

जापान पर परमाणु हथियारों से बमबारी यहीं ख़त्म नहीं हुई। योजना के अनुसार, केवल चार से छह शहरों को प्रभावित किया जाना था, लेकिन मौसम की स्थिति ने केवल नागासाकी को ही प्रभावित होने दिया। इस शहर में 150 हजार से अधिक लोग फैट मैन बम के शिकार बने।

जापान के आत्मसमर्पण करने तक ऐसे हमले जारी रखने के अमेरिकी सरकार के वादे के कारण युद्धविराम हुआ और फिर एक समझौते पर हस्ताक्षर हुआ जो समाप्त हो गया विश्व युध्द. लेकिन परमाणु हथियारों के लिए यह सिर्फ शुरुआत थी।

दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम

युद्ध के बाद की अवधि को यूएसएसआर ब्लॉक और उसके सहयोगियों के बीच संयुक्त राज्य अमेरिका और नाटो के साथ टकराव द्वारा चिह्नित किया गया था। 1940 के दशक में, अमेरिकियों ने सोवियत संघ पर हमला करने की संभावना पर गंभीरता से विचार किया। पूर्व सहयोगी को नियंत्रित करने के लिए, बम बनाने पर काम तेज करना पड़ा और 1949 में, 29 अगस्त को, परमाणु हथियारों में अमेरिकी एकाधिकार समाप्त हो गया। हथियारों की दौड़ के दौरान, दो परमाणु परीक्षण सबसे अधिक ध्यान देने योग्य हैं।

बिकनी एटोल, जो मुख्य रूप से फालतू स्विमसूट के लिए जाना जाता है, ने 1954 में एक विशेष शक्तिशाली परमाणु चार्ज के परीक्षण के कारण सचमुच दुनिया भर में धूम मचा दी।

अमेरिकियों ने परमाणु हथियारों के एक नए डिजाइन का परीक्षण करने का निर्णय लिया, लेकिन चार्ज की गणना नहीं की। परिणामस्वरूप, विस्फोट योजना से 2.5 गुना अधिक शक्तिशाली था। आस-पास के द्वीपों के निवासियों, साथ ही सर्वव्यापी जापानी मछुआरों पर हमला किया गया।

लेकिन यह सबसे शक्तिशाली अमेरिकी बम नहीं था. 1960 में, B41 परमाणु बम को सेवा में रखा गया था, लेकिन इसकी शक्ति के कारण इसका कभी भी पूर्ण परीक्षण नहीं किया गया। परीक्षण स्थल पर ऐसे खतरनाक हथियार के विस्फोट के डर से, चार्ज की शक्ति की गणना सैद्धांतिक रूप से की गई थी।

सोवियत संघ, जो हर चीज़ में प्रथम रहना पसंद करता था, ने 1961 में अनुभव किया, अन्यथा उपनाम "कुज़्का की माँ" रखा गया।

अमेरिका के परमाणु ब्लैकमेल का जवाब देते हुए सोवियत वैज्ञानिकों ने दुनिया का सबसे शक्तिशाली बम बनाया। नोवाया ज़ेमल्या पर परीक्षण किया गया, इसने दुनिया के लगभग सभी कोनों में अपनी छाप छोड़ी। स्मरणों के अनुसार, विस्फोट के समय सबसे दूरस्थ कोनों में हल्का भूकंप महसूस किया गया था।

बेशक, विस्फोट की लहर अपनी सारी विनाशकारी शक्ति खोकर, पृथ्वी का चक्कर लगाने में सक्षम थी। आज तक, यह मानव जाति द्वारा निर्मित और परीक्षण किया गया दुनिया का सबसे शक्तिशाली परमाणु बम है। बेशक, अगर उसके हाथ आज़ाद होते, तो किम जोंग-उन का परमाणु बम अधिक शक्तिशाली होता, लेकिन उसके पास इसका परीक्षण करने के लिए नई पृथ्वी नहीं है।

परमाणु बम उपकरण

आइए एक बहुत ही आदिम, विशुद्ध रूप से समझने के लिए, परमाणु बम के उपकरण पर विचार करें। परमाणु बमों के कई वर्ग हैं, लेकिन आइए तीन मुख्य पर विचार करें:

• यूरेनियम 235 पर आधारित यूरेनियम का विस्फोट सबसे पहले हिरोशिमा के ऊपर हुआ;
• प्लूटोनियम 239 पर आधारित प्लूटोनियम का विस्फोट सबसे पहले नागासाकी पर हुआ;
• थर्मोन्यूक्लियर, जिसे कभी-कभी हाइड्रोजन भी कहा जाता है, ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के साथ भारी पानी पर आधारित है, सौभाग्य से आबादी के खिलाफ इसका उपयोग नहीं किया जाता है।

पहले दो बम एक अनियंत्रित परमाणु प्रतिक्रिया के माध्यम से भारी नाभिक को छोटे में विभाजित करने के प्रभाव पर आधारित हैं, जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। तीसरा हीलियम के निर्माण के साथ हाइड्रोजन नाभिक (या बल्कि इसके ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के समस्थानिक) के संलयन पर आधारित है, जो हाइड्रोजन के संबंध में भारी है। समान बम वजन के लिए, हाइड्रोजन बम की विनाशकारी क्षमता 20 गुना अधिक है।

यदि यूरेनियम और प्लूटोनियम के लिए यह महत्वपूर्ण द्रव्यमान (जिस पर एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू होती है) से अधिक द्रव्यमान को एक साथ लाने के लिए पर्याप्त है, तो हाइड्रोजन के लिए यह पर्याप्त नहीं है।

यूरेनियम के कई टुकड़ों को विश्वसनीय रूप से एक में जोड़ने के लिए, एक तोप प्रभाव का उपयोग किया जाता है जिसमें यूरेनियम के छोटे टुकड़ों को बड़े टुकड़ों में गोली मार दी जाती है। बारूद का भी उपयोग किया जा सकता है, लेकिन विश्वसनीयता के लिए कम शक्ति वाले विस्फोटकों का उपयोग किया जाता है।

प्लूटोनियम बम में, श्रृंखला प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक परिस्थितियाँ बनाने के लिए, विस्फोटकों को प्लूटोनियम युक्त सिल्लियों के चारों ओर रखा जाता है। संचयी प्रभाव के कारण, साथ ही बहुत केंद्र में स्थित न्यूट्रॉन सर्जक (कई मिलीग्राम पोलोनियम के साथ बेरिलियम) आवश्यक शर्तेंहासिल किये जाते हैं.

इसमें एक मुख्य चार्ज होता है, जो अपने आप नहीं फट सकता और एक फ्यूज होता है। ड्यूटेरियम और ट्रिटियम नाभिक के संलयन के लिए स्थितियां बनाने के लिए, हमें कम से कम एक बिंदु पर अकल्पनीय दबाव और तापमान की आवश्यकता होती है। इसके बाद, एक शृंखला प्रतिक्रिया घटित होगी।

ऐसे पैरामीटर बनाने के लिए, बम में एक पारंपरिक, लेकिन कम-शक्ति, परमाणु चार्ज शामिल होता है, जो फ्यूज होता है। इसका विस्फोट थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया की शुरुआत के लिए स्थितियां बनाता है।

परमाणु बम की शक्ति का अनुमान लगाने के लिए, तथाकथित "टीएनटी समकक्ष" का उपयोग किया जाता है। विस्फोट ऊर्जा की रिहाई है, दुनिया में सबसे प्रसिद्ध विस्फोटक टीएनटी (टीएनटी - ट्रिनिट्रोटोल्यूइन) है, और सभी नए प्रकार के विस्फोटक इसके बराबर हैं। बम "बेबी" - 13 किलोटन टीएनटी। यह 13000 के बराबर है.

बम "फैट मैन" - 21 किलोटन, "ज़ार बोम्बा" - 58 मेगाटन टीएनटी। 26.5 टन के द्रव्यमान में केंद्रित 58 मिलियन टन विस्फोटकों के बारे में सोचना डरावना है, यानी इस बम का वजन कितना है।

परमाणु युद्ध और परमाणु आपदाओं का खतरा

के बीच में दिखाई दे रहा है भयानक युद्ध XX सदी, परमाणु हथियार मानवता के लिए सबसे बड़ा खतरा बन गए। द्वितीय विश्व युद्ध के तुरंत बाद, शीत युद्ध शुरू हुआ, जो कई बार पूर्ण परमाणु संघर्ष में बदल गया। कम से कम एक पक्ष द्वारा परमाणु बम और मिसाइलों के इस्तेमाल के खतरे पर 1950 के दशक में चर्चा शुरू हुई।

हर कोई समझता और समझता है कि इस युद्ध में कोई विजेता नहीं हो सकता।

इसे रोकने के लिए कई वैज्ञानिकों और राजनेताओं द्वारा प्रयास किए गए हैं और किए जा रहे हैं। शिकागो विश्वविद्यालय, नोबेल पुरस्कार विजेताओं सहित भ्रमणशील परमाणु वैज्ञानिकों के इनपुट का उपयोग करते हुए, आधी रात से कुछ मिनट पहले प्रलय की घड़ी निर्धारित करता है। आधी रात एक परमाणु प्रलय, एक नए विश्व युद्ध की शुरुआत और पुरानी दुनिया के विनाश का प्रतीक है। में अलग-अलग सालआधी रात से 17 बजकर 2 मिनट तक घड़ी की सुईयाँ ऊपर-नीचे होती रहीं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में होने वाली कई बड़ी दुर्घटनाएँ भी ज्ञात हैं। इन आपदाओं का हथियारों से अप्रत्यक्ष संबंध है; परमाणु ऊर्जा संयंत्र अभी भी परमाणु बमों से भिन्न हैं, लेकिन वे सैन्य उद्देश्यों के लिए परमाणु के उपयोग के परिणामों को पूरी तरह से प्रदर्शित करते हैं। उनमें से सबसे बड़ा:

• 1957, किश्तिम दुर्घटना, भंडारण प्रणाली में विफलता के कारण, किश्तिम के पास एक विस्फोट हुआ;
• 1957, ब्रिटेन, इंग्लैंड के उत्तर-पश्चिम में, सुरक्षा जांच नहीं की गई;
• 1979, संयुक्त राज्य अमेरिका, एक असामयिक रिसाव के कारण, एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र से विस्फोट और रिसाव हुआ;
• 1986, चेरनोबिल में त्रासदी, चौथी बिजली इकाई का विस्फोट;
• 2011, जापान के फुकुशिमा स्टेशन पर दुर्घटना।

इनमें से प्रत्येक त्रासदियों ने सैकड़ों हजारों लोगों के भाग्य पर भारी छाप छोड़ी और पूरे क्षेत्रों को विशेष नियंत्रण के साथ गैर-आवासीय क्षेत्रों में बदल दिया।

कुछ ऐसी घटनाएं हुईं जिनकी शुरुआत लगभग महंगी पड़ गई परमाणु आपदा. सोवियत परमाणु पनडुब्बियों में बार-बार रिएक्टर से संबंधित दुर्घटनाएँ हुई हैं। अमेरिकियों ने 3.8 मेगाटन की क्षमता वाले दो मार्क 39 परमाणु बमों के साथ एक सुपरफोर्ट्रेस बमवर्षक गिराया। लेकिन सक्रिय "सुरक्षा प्रणाली" ने आरोपों को विस्फोट नहीं होने दिया और एक आपदा टाल दी गई।

परमाणु हथियार अतीत और वर्तमान

आज यह बात किसी के लिए भी स्पष्ट है परमाणु युद्धनष्ट कर देगा आधुनिक मानवता. इस बीच, परमाणु हथियार रखने और परमाणु क्लब में प्रवेश करने, या यूं कहें कि दरवाजा खटखटाकर उसमें घुसने की इच्छा अभी भी कुछ राज्य नेताओं के मन को उत्तेजित करती है।

भारत और पाकिस्तान ने बिना अनुमति के परमाणु हथियार बनाए और इजरायली बम की मौजूदगी छिपा रहे हैं।

कुछ लोगों के लिए, परमाणु बम रखना अंतरराष्ट्रीय मंच पर अपना महत्व साबित करने का एक तरीका है। दूसरों के लिए, यह पंख वाले लोकतंत्र या अन्य बाहरी कारकों द्वारा हस्तक्षेप न करने की गारंटी है। लेकिन मुख्य बात यह है कि ये भंडार व्यवसाय में नहीं जाते, जिसके लिए वे वास्तव में बनाए गए थे।

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उत्तर कोरिया ने प्रशांत महासागर में महाशक्तिशाली हाइड्रोजन बम का परीक्षण कर अमेरिका को धमकी दी है। जापान, जिसे परीक्षणों के परिणामस्वरूप नुकसान उठाना पड़ सकता है, ने उत्तर कोरिया की योजनाओं को पूरी तरह से अस्वीकार्य बताया। राष्ट्रपति डोनाल्ड ट्रम्प और किम जोंग-उन साक्षात्कारों में बहस करते हैं और खुले सैन्य संघर्ष के बारे में बात करते हैं। उन लोगों के लिए जो परमाणु हथियारों को नहीं समझते हैं, लेकिन जानना चाहते हैं, द फ़्यूचरिस्ट ने एक मार्गदर्शिका संकलित की है।

परमाणु हथियार कैसे काम करते हैं?

डायनामाइट की एक नियमित छड़ी की तरह, एक परमाणु बम ऊर्जा का उपयोग करता है। केवल यह आदिम के दौरान जारी नहीं किया गया है रासायनिक प्रतिक्रिया, लेकिन जटिल परमाणु प्रक्रियाओं में। चयन करने के दो मुख्य तरीके हैं परमाणु ऊर्जाएक परमाणु से. में परमाणु विखंडन परमाणु का नाभिक न्यूट्रॉन के साथ दो छोटे टुकड़ों में विघटित हो जाता है। परमाणु संलयन - वह प्रक्रिया जिसके द्वारा सूर्य ऊर्जा उत्पन्न करता है - इसमें दो छोटे परमाणुओं के जुड़कर एक बड़ा परमाणु बनता है। किसी भी प्रक्रिया, विखंडन या संलयन में, बड़ी मात्रा में तापीय ऊर्जा और विकिरण निकलते हैं। परमाणु विखंडन या संलयन का उपयोग किया जाता है या नहीं, इसके आधार पर बमों को विभाजित किया जाता है परमाणु (परमाणु) और थर्मान्यूक्लीयर .

क्या आप मुझे परमाणु विखंडन के बारे में और बता सकते हैं?

हिरोशिमा पर परमाणु बम विस्फोट (1945)

जैसा कि आपको याद है, एक परमाणु तीन प्रकार के उपपरमाण्विक कणों से बना होता है: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन और इलेक्ट्रॉन। परमाणु का केंद्र, कहा जाता है मुख्य , प्रोटॉन और न्यूट्रॉन से मिलकर बनता है। प्रोटॉन सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, इलेक्ट्रॉन नकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, और न्यूट्रॉन पर कोई चार्ज नहीं होता है। प्रोटॉन-इलेक्ट्रॉन अनुपात हमेशा एक से एक होता है, इसलिए समग्र रूप से परमाणु पर एक तटस्थ चार्ज होता है। उदाहरण के लिए, एक कार्बन परमाणु में छह प्रोटॉन और छह इलेक्ट्रॉन होते हैं। कण एक मौलिक बल द्वारा एक साथ बंधे रहते हैं - मजबूत परमाणु शक्ति .

किसी परमाणु के गुण इस बात पर निर्भर करते हुए महत्वपूर्ण रूप से बदल सकते हैं कि उसमें कितने अलग-अलग कण हैं। यदि आप प्रोटॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपके पास एक अलग रासायनिक तत्व होगा। यदि आप न्यूट्रॉन की संख्या बदलते हैं, तो आपको मिलता है आइसोटोप वही तत्व जो आपके हाथ में है। उदाहरण के लिए, कार्बन के तीन समस्थानिक हैं: 1) कार्बन-12 (छह प्रोटॉन + छह न्यूट्रॉन), तत्व का एक स्थिर और सामान्य रूप, 2) कार्बन-13 (छह प्रोटॉन + सात न्यूट्रॉन), जो स्थिर लेकिन दुर्लभ है, और 3) कार्बन -14 (छह प्रोटॉन + आठ न्यूट्रॉन), जो दुर्लभ और अस्थिर (या रेडियोधर्मी) है।

अधिकांश परमाणु नाभिक स्थिर होते हैं, लेकिन कुछ अस्थिर (रेडियोधर्मी) होते हैं। ये नाभिक अनायास कण उत्सर्जित करते हैं जिन्हें वैज्ञानिक विकिरण कहते हैं। इस प्रक्रिया को कहा जाता है रेडियोधर्मी क्षय . क्षय तीन प्रकार के होते हैं:

अल्फ़ा क्षय : नाभिक एक अल्फा कण उत्सर्जित करता है - दो प्रोटॉन और दो न्यूट्रॉन एक साथ बंधे होते हैं। बीटा क्षय : एक न्यूट्रॉन एक प्रोटॉन, इलेक्ट्रॉन और एंटीन्यूट्रिनो में बदल जाता है। उत्सर्जित इलेक्ट्रॉन एक बीटा कण है। सहज विखंडन: नाभिक कई भागों में विघटित हो जाता है और न्यूट्रॉन उत्सर्जित करता है, और विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा का एक स्पंद भी उत्सर्जित करता है - एक गामा किरण। यह बाद का प्रकार का क्षय है जिसका उपयोग परमाणु बम में किया जाता है। विखंडन के परिणामस्वरूप मुक्त न्यूट्रॉन उत्सर्जित होने लगते हैं श्रृंखला अभिक्रिया , जिससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है।

परमाणु बम किससे बने होते हैं?

इन्हें यूरेनियम-235 और प्लूटोनियम-239 से बनाया जा सकता है। यूरेनियम प्रकृति में तीन समस्थानिकों के मिश्रण के रूप में पाया जाता है: 238 यू (प्राकृतिक यूरेनियम का 99.2745%), 235 यू (0.72%) और 234 यू (0.0055%)। सबसे आम 238 यू श्रृंखला प्रतिक्रिया का समर्थन नहीं करता है: केवल 235 यू ही इसे प्राप्त करने में सक्षम है अधिकतम शक्तिविस्फोट, यह आवश्यक है कि बम के "भरने" में 235 यू की सामग्री कम से कम 80% हो। इसलिए, यूरेनियम का उत्पादन कृत्रिम रूप से किया जाता है समृद्ध करना . ऐसा करने के लिए, यूरेनियम आइसोटोप के मिश्रण को दो भागों में विभाजित किया जाता है ताकि उनमें से एक में 235 यू से अधिक हो।

आमतौर पर, आइसोटोप पृथक्करण अपने पीछे बहुत सारा क्षीण यूरेनियम छोड़ जाता है जो एक श्रृंखला प्रतिक्रिया से गुजरने में असमर्थ होता है - लेकिन ऐसा करने का एक तरीका है। तथ्य यह है कि प्लूटोनियम-239 प्रकृति में नहीं पाया जाता है। लेकिन इसे 238 यू पर न्यूट्रॉन की बमबारी करके प्राप्त किया जा सकता है।

उनकी शक्ति कैसे मापी जाती है?

​परमाणु और थर्मोन्यूक्लियर चार्ज की शक्ति को टीएनटी समकक्ष में मापा जाता है - ट्रिनिट्रोटोल्यूइन की मात्रा जिसे समान परिणाम प्राप्त करने के लिए विस्फोटित किया जाना चाहिए। इसे किलोटन (kt) और मेगाटन (Mt) में मापा जाता है। अति-छोटे परमाणु हथियारों की उपज 1 kt से कम होती है, जबकि अति-शक्तिशाली बमों की उपज 1 mt से अधिक होती है।

सोवियत "ज़ार बम" की शक्ति, विभिन्न स्रोतों के अनुसार, टीएनटी समकक्ष में 57 से 58.6 मेगाटन तक थी, सितंबर की शुरुआत में डीपीआरके द्वारा परीक्षण किए गए थर्मोन्यूक्लियर बम की शक्ति लगभग 100 किलोटन थी।

परमाणु हथियार किसने बनाए?

अमेरिकी भौतिक विज्ञानी रॉबर्ट ओपेनहाइमर और जनरल लेस्ली ग्रोव्स

1930 के दशक में, इतालवी भौतिक विज्ञानी एनरिको फर्मी प्रदर्शित किया गया कि न्यूट्रॉन द्वारा बमबारी किए गए तत्वों को नए तत्वों में परिवर्तित किया जा सकता है। इस कार्य का परिणाम खोज था धीमे न्यूट्रॉन , साथ ही नए तत्वों की खोज जो आवर्त सारणी में प्रदर्शित नहीं हैं। फर्मी की खोज के तुरंत बाद, जर्मन वैज्ञानिक ओटो हैन और फ़्रिट्ज़ स्ट्रैसमैन यूरेनियम पर न्यूट्रॉन की बमबारी की गई, जिसके परिणामस्वरूप बेरियम का रेडियोधर्मी आइसोटोप बना। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कम गति वाले न्यूट्रॉन यूरेनियम नाभिक को दो छोटे टुकड़ों में तोड़ने का कारण बनते हैं।

इस कार्य ने पूरी दुनिया के मन को उत्साहित कर दिया। प्रिंसटन विश्वविद्यालय में नील्स बोह्र के साथ काम किया जॉन व्हीलर विखंडन प्रक्रिया का एक काल्पनिक मॉडल विकसित करना। उन्होंने सुझाव दिया कि यूरेनियम-235 विखंडन से गुजरता है। लगभग उसी समय, अन्य वैज्ञानिकों ने पाया कि विखंडन प्रक्रिया से और भी अधिक न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं। इसने बोह्र और व्हीलर को एक महत्वपूर्ण प्रश्न पूछने के लिए प्रेरित किया: क्या विखंडन द्वारा निर्मित मुक्त न्यूट्रॉन एक श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू कर सकते हैं जो जारी होगी विशाल राशिऊर्जा? यदि ऐसा है तो अकल्पनीय शक्ति के हथियार बनाना संभव है। उनकी धारणाओं की पुष्टि एक फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी ने की थी फ्रेडरिक जूलियट-क्यूरी . उनका निष्कर्ष परमाणु हथियारों के निर्माण में विकास के लिए प्रेरणा बन गया।

जर्मनी, इंग्लैंड, अमेरिका और जापान के भौतिकविदों ने परमाणु हथियारों के निर्माण पर काम किया। द्वितीय विश्व युद्ध की शुरुआत से पहले अल्बर्ट आइंस्टीन अमेरिकी राष्ट्रपति को लिखा पत्र फ्रैंकलिन रूज़वेल्ट किस बारे मेँ नाजी जर्मनीयूरेनियम-235 को शुद्ध करके परमाणु बम बनाने की योजना। अब यह पता चला है कि जर्मनी एक श्रृंखला प्रतिक्रिया करने से बहुत दूर था: वे एक "गंदे", अत्यधिक रेडियोधर्मी बम पर काम कर रहे थे। जो भी हो, अमेरिकी सरकार ने यथाशीघ्र परमाणु बम बनाने के लिए अपने सारे प्रयास झोंक दिये। मैनहट्टन परियोजना एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में शुरू की गई थी रॉबर्ट ओपेनहाइमर और सामान्य लेस्ली ग्रोव्स . इसमें यूरोप से आये प्रमुख वैज्ञानिकों ने भाग लिया। 1945 की गर्मियों तक, दो प्रकार की विखंडनीय सामग्री - यूरेनियम -235 और प्लूटोनियम -239 के आधार पर परमाणु हथियार बनाए गए थे। एक बम, प्लूटोनियम "थिंग" को परीक्षण के दौरान विस्फोटित किया गया था, और दो अन्य, यूरेनियम "बेबी" और प्लूटोनियम "फैट मैन" को जापानी शहरों हिरोशिमा और नागासाकी पर गिराया गया था।

थर्मोन्यूक्लियर बम कैसे काम करता है और इसका आविष्कार किसने किया?

थर्मोन्यूक्लियर बम प्रतिक्रिया पर आधारित होता है परमाणु संलयन . परमाणु विखंडन के विपरीत, जो या तो अनायास या जबरदस्ती हो सकता है, बाहरी ऊर्जा की आपूर्ति के बिना परमाणु संलयन असंभव है। परमाणु नाभिक धनात्मक रूप से आवेशित होते हैं - इसलिए वे एक-दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं। इस स्थिति को कूलम्ब अवरोध कहा जाता है। प्रतिकर्षण पर काबू पाने के लिए, इन कणों को तीव्र गति तक तेज़ करना होगा। यह बहुत उच्च तापमान पर किया जा सकता है - कई मिलियन केल्विन (इसलिए नाम) के क्रम पर। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाएं तीन प्रकार की होती हैं: आत्मनिर्भर (तारों की गहराई में होती हैं), नियंत्रित और अनियंत्रित या विस्फोटक - इनका उपयोग हाइड्रोजन बम में किया जाता है।

परमाणु चार्ज द्वारा शुरू किए गए थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन वाले बम का विचार एनरिको फर्मी ने अपने सहयोगी को प्रस्तावित किया था एडवर्ड टेलर 1941 में, मैनहट्टन परियोजना की शुरुआत में। हालाँकि, यह विचार उस समय मांग में नहीं था। टेलर के विकास में सुधार हुआ स्टानिस्लाव उलाम , व्यवहार में थर्मोन्यूक्लियर बम के विचार को संभव बनाना। 1952 में, ऑपरेशन आइवी माइक के दौरान एनेवेटक एटोल पर पहले थर्मोन्यूक्लियर विस्फोटक उपकरण का परीक्षण किया गया था। हालाँकि, यह एक प्रयोगशाला नमूना था, जो युद्ध के लिए अनुपयुक्त था। एक साल बाद, सोवियत संघ ने दुनिया का पहला थर्मोन्यूक्लियर बम विस्फोट किया, जिसे भौतिकविदों के डिजाइन के अनुसार इकट्ठा किया गया था। एंड्री सखारोव और यूलिया खारीटोना . उपकरण एक परत केक जैसा दिखता था, इसलिए दुर्जेय हथियार का उपनाम "पफ" रखा गया। आगे के विकास के क्रम में, पृथ्वी पर सबसे शक्तिशाली बम, "ज़ार बॉम्बा" या "कुज़्का की माँ" का जन्म हुआ। अक्टूबर 1961 में नोवाया ज़ेमल्या द्वीपसमूह पर इसका परीक्षण किया गया था।

थर्मोन्यूक्लियर बम किससे बने होते हैं?

अगर आपने ऐसा सोचा है हाइड्रोजन और थर्मोन्यूक्लियर बम अलग चीजें हैं, आप गलत थे। ये शब्द पर्यायवाची हैं. यह हाइड्रोजन (या बल्कि, इसके समस्थानिक - ड्यूटेरियम और ट्रिटियम) है जो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया को पूरा करने के लिए आवश्यक है। हालाँकि, एक कठिनाई है: हाइड्रोजन बम को विस्फोटित करने के लिए, पहले पारंपरिक परमाणु विस्फोट के दौरान उच्च तापमान प्राप्त करना आवश्यक है - केवल तभी परमाणु नाभिकप्रतिक्रिया देना शुरू कर देंगे. इसलिए, थर्मोन्यूक्लियर बम के मामले में, डिज़ाइन एक बड़ी भूमिका निभाता है।

दो योजनाएँ व्यापक रूप से ज्ञात हैं। पहली सखारोव की "पफ पेस्ट्री" है। केंद्र में एक परमाणु डेटोनेटर था, जो ट्रिटियम के साथ मिश्रित लिथियम ड्यूटेराइड की परतों से घिरा हुआ था, जो समृद्ध यूरेनियम की परतों से घिरा हुआ था। इस डिज़ाइन ने 1 माउंट के भीतर शक्ति प्राप्त करना संभव बना दिया। दूसरी अमेरिकी टेलर-उलम योजना है, जहां परमाणु बम और हाइड्रोजन आइसोटोप अलग-अलग स्थित थे। यह इस तरह दिखता था: नीचे तरल ड्यूटेरियम और ट्रिटियम के मिश्रण वाला एक कंटेनर था, जिसके केंद्र में एक "स्पार्क प्लग" था - एक प्लूटोनियम रॉड, और शीर्ष पर - एक पारंपरिक परमाणु चार्ज, और यह सब एक में भारी धातु का खोल (उदाहरण के लिए, ख़त्म हुआ यूरेनियम)। विस्फोट के दौरान उत्पन्न तेज़ न्यूट्रॉन यूरेनियम शेल में परमाणु विखंडन प्रतिक्रियाओं का कारण बनते हैं और विस्फोट की कुल ऊर्जा में ऊर्जा जोड़ते हैं। लिथियम यूरेनियम-238 ड्यूटेराइड की अतिरिक्त परतें जोड़ने से असीमित शक्ति के प्रोजेक्टाइल बनाना संभव हो जाता है। 1953 में, सोवियत भौतिक विज्ञानी विक्टर डेविडेंको गलती से टेलर-उलम विचार दोहराया गया, और इसके आधार पर सखारोव एक बहु-मंचीय योजना लेकर आए जिससे अभूतपूर्व शक्ति के हथियार बनाना संभव हो गया। "कुज़्का की माँ" ने बिल्कुल इसी योजना के अनुसार काम किया।

और कौन से बम हैं?

न्यूट्रॉन भी होते हैं, लेकिन यह आम तौर पर डरावना होता है। मूलतः, न्यूट्रॉन बम एक कम शक्ति वाला थर्मोन्यूक्लियर बम होता है, जिसकी विस्फोट ऊर्जा का 80% विकिरण (न्यूट्रॉन विकिरण) होता है। यह एक नियमित परमाणु हथियार जैसा दिखता है कम बिजली, जिसमें बेरिलियम आइसोटोप वाला एक ब्लॉक जोड़ा जाता है - न्यूट्रॉन का एक स्रोत। जब परमाणु आवेश में विस्फोट होता है, तो थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू हो जाती है। इस प्रकार का हथियार एक अमेरिकी भौतिक विज्ञानी द्वारा विकसित किया गया था सैमुअल कोहेन . यह माना जाता था कि न्यूट्रॉन हथियार सभी जीवित चीजों को नष्ट कर देते हैं, यहां तक ​​​​कि आश्रयों में भी, लेकिन ऐसे हथियारों के विनाश की सीमा छोटी होती है, क्योंकि वायुमंडल तेज न्यूट्रॉन की धाराओं को बिखेरता है, और बड़ी दूरी पर सदमे की लहर अधिक मजबूत होती है।

कोबाल्ट बम के बारे में क्या?

नहीं, बेटे, यह शानदार है. आधिकारिक तौर पर किसी भी देश के पास कोबाल्ट बम नहीं हैं. सैद्धांतिक रूप से, यह कोबाल्ट शेल वाला एक थर्मोन्यूक्लियर बम है, जो अपेक्षाकृत कमजोर स्थिति में भी क्षेत्र के मजबूत रेडियोधर्मी संदूषण को सुनिश्चित करता है। परमाणु विस्फोट. 510 टन कोबाल्ट पृथ्वी की पूरी सतह को संक्रमित कर सकता है और ग्रह पर सभी जीवन को नष्ट कर सकता है। भौतिक विज्ञानी लियो स्ज़ीलार्ड , जिन्होंने 1950 में इस काल्पनिक डिज़ाइन का वर्णन किया, इसे "डूम्सडे मशीन" कहा।

क्या अच्छा है: परमाणु बम या थर्मोन्यूक्लियर?

"ज़ार बॉम्बा" का पूर्ण पैमाने का मॉडल

हाइड्रोजन बम परमाणु बम से कहीं अधिक उन्नत और तकनीकी रूप से उन्नत है। इसकी विस्फोटक शक्ति परमाणु से कहीं अधिक है और केवल उपलब्ध घटकों की संख्या से सीमित है। थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया में, परमाणु प्रतिक्रिया की तुलना में प्रत्येक न्यूक्लियॉन (तथाकथित घटक नाभिक, प्रोटॉन और न्यूट्रॉन) के लिए बहुत अधिक ऊर्जा जारी की जाती है। उदाहरण के लिए, यूरेनियम नाभिक के विखंडन से प्रति न्यूक्लियॉन 0.9 MeV (मेगाइलेक्ट्रॉनवोल्ट) उत्पन्न होता है, और हाइड्रोजन नाभिक से हीलियम नाभिक के संलयन से 6 MeV की ऊर्जा निकलती है।

बम की तरह बाँटनालक्ष्य तक?

पहले तो उन्हें हवाई जहाज से गिरा दिया गया, लेकिन वायु रक्षा प्रणालियों में लगातार सुधार हो रहा था, और इस तरह से परमाणु हथियार पहुंचाना मूर्खतापूर्ण साबित हुआ। मिसाइल उत्पादन में वृद्धि के साथ, परमाणु हथियार पहुंचाने के सभी अधिकार विभिन्न ठिकानों की बैलिस्टिक और क्रूज मिसाइलों को हस्तांतरित कर दिए गए। इसलिए, अब बम का मतलब बम नहीं, बल्कि हथियार है।

ऐसा माना जाता है कि उत्तर कोरियाई हाइड्रोजन बम रॉकेट पर स्थापित करने के लिए बहुत बड़ा है - इसलिए यदि डीपीआरके खतरे को अंजाम देने का फैसला करता है, तो इसे जहाज द्वारा विस्फोट स्थल तक ले जाया जाएगा।

परमाणु युद्ध के परिणाम क्या होते हैं?

हिरोशिमा और नागासाकी तो बस एक छोटा सा हिस्सा हैं संभावित सर्वनाश. उदाहरण के लिए, "परमाणु शीतकालीन" परिकल्पना ज्ञात है, जिसे अमेरिकी खगोल भौतिकीविद् कार्ल सागन और सोवियत भूभौतिकीविद् जॉर्जी गोलित्सिन ने आगे बढ़ाया था। यह माना जाता है कि कई परमाणु हथियारों के विस्फोट (रेगिस्तान या पानी में नहीं, बल्कि आबादी वाले क्षेत्रों में) से कई आग लगेंगी, और बड़ी मात्रा में धुआं और कालिख वातावरण में फैल जाएगी, जिससे वैश्विक शीतलन होगा। प्रभाव की तुलना ज्वालामुखी गतिविधि से करके इस परिकल्पना की आलोचना की गई है, जिसका जलवायु पर बहुत कम प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, कुछ वैज्ञानिकों का कहना है कि ठंडक की तुलना में ग्लोबल वार्मिंग होने की अधिक संभावना है - हालांकि दोनों पक्षों को उम्मीद है कि हमें कभी पता नहीं चलेगा।

क्या परमाणु हथियारों की अनुमति है?

20वीं सदी में हथियारों की होड़ के बाद देशों को होश आया और उन्होंने परमाणु हथियारों के इस्तेमाल को सीमित करने का फैसला किया। संयुक्त राष्ट्र ने परमाणु हथियारों के अप्रसार और परमाणु परीक्षणों पर प्रतिबंध पर संधियों को अपनाया (बाद में युवा परमाणु शक्तियों भारत, पाकिस्तान और डीपीआरके द्वारा हस्ताक्षर नहीं किए गए थे)। जुलाई 2017 में, परमाणु हथियारों के निषेध पर एक नई संधि को अपनाया गया था।

संधि के पहले अनुच्छेद में कहा गया है, "प्रत्येक राज्य पार्टी किसी भी परिस्थिति में परमाणु हथियार या अन्य परमाणु विस्फोटक उपकरणों को विकसित करने, परीक्षण करने, उत्पादन करने, अन्यथा अधिग्रहण करने, रखने या भंडारित करने का कार्य नहीं करती है।"

हालाँकि, दस्तावेज़ तब तक लागू नहीं होगा जब तक 50 राज्य इसकी पुष्टि नहीं कर देते।

आइए एक विशिष्ट वारहेड को देखें (वास्तव में, वारहेड के बीच डिज़ाइन में अंतर हो सकता है)। यह हल्के, टिकाऊ मिश्रधातुओं - आमतौर पर टाइटेनियम - से बना एक शंकु है। अंदर बल्कहेड, फ़्रेम हैं, पावर फ्रेम- लगभग हवाई जहाज़ पर होने जैसा। पावर फ्रेम टिकाऊ से ढका हुआ है धातु आवरण. आवरण पर ताप-सुरक्षात्मक कोटिंग की एक मोटी परत लगाई जाती है। यह एक प्राचीन नवपाषाणकालीन टोकरी की तरह दिखता है, जिसे मनुष्य के गर्मी और चीनी मिट्टी के साथ पहले प्रयोगों में उदारतापूर्वक मिट्टी से लेपित और पकाया गया था। समानता को समझाना आसान है: टोकरी और वारहेड दोनों को बाहरी गर्मी का विरोध करना पड़ता है।

वारहेड और उसका भराव

शंकु के अंदर, उनकी "सीटों" के लिए तय, दो मुख्य "यात्री" हैं जिनके लिए सब कुछ शुरू किया गया था: एक थर्मोन्यूक्लियर चार्ज और एक चार्ज नियंत्रण इकाई, या स्वचालन इकाई। वे आश्चर्यजनक रूप से कॉम्पैक्ट हैं. स्वचालन इकाई अचार वाले खीरे के पांच लीटर जार के आकार की है, और चार्ज एक साधारण बगीचे की बाल्टी के आकार की है। भारी और वज़नदार, एक कैन और एक बाल्टी के मिलन से तीन सौ पचास से चार सौ किलोटन का विस्फोट होगा। दो यात्री स्याम देश के जुड़वां बच्चों की तरह एक दूसरे से जुड़े हुए हैं, और इस कनेक्शन के माध्यम से वे लगातार कुछ न कुछ आदान-प्रदान करते रहते हैं। उनका संवाद हर समय जारी रहता है, यहां तक ​​कि जब मिसाइल युद्धक ड्यूटी पर होती है, तब भी जब इन जुड़वां बच्चों को विनिर्माण संयंत्र से ले जाया जा रहा होता है।

एक तीसरा यात्री भी है - वारहेड की गति को मापने या आम तौर पर इसकी उड़ान को नियंत्रित करने के लिए एक इकाई। बाद वाले मामले में, कार्य नियंत्रण को वारहेड में बनाया जाता है, जिससे प्रक्षेप पथ को बदला जा सकता है। उदाहरण के लिए, वायवीय प्रणालियों या पाउडर प्रणालियों को सक्रिय करना। और बिजली की आपूर्ति के साथ एक ऑन-बोर्ड विद्युत नेटवर्क, मंच के साथ संचार लाइनें, संरक्षित तारों और कनेक्टर्स के रूप में, विद्युत चुम्बकीय दालों के खिलाफ सुरक्षा और एक थर्मोस्टेटिंग प्रणाली - आवश्यक चार्ज तापमान को बनाए रखना।

फोटो में एमएक्स (पीसकीपर) रॉकेट और दस हथियार के प्रजनन चरण को दिखाया गया है। इस मिसाइल को लंबे समय से सेवा से हटा दिया गया है, लेकिन वही हथियार अभी भी उपयोग किए जाते हैं (और यहां तक ​​कि पुराने भी)। अमेरिकियों के पास केवल पनडुब्बियों पर स्थापित कई वारहेड वाली बैलिस्टिक मिसाइलें हैं।

बस से निकलने के बाद, हथियार ऊंचाई हासिल करना जारी रखते हैं और साथ ही अपने लक्ष्य की ओर बढ़ते हैं। वे अपने प्रक्षेप पथ के उच्चतम बिंदुओं तक उठते हैं, और फिर, अपनी क्षैतिज उड़ान को धीमा किए बिना, वे तेजी से नीचे की ओर खिसकना शुरू कर देते हैं। समुद्र तल से ठीक एक सौ किलोमीटर की ऊंचाई पर, प्रत्येक हथियार बाह्य अंतरिक्ष की औपचारिक रूप से मानव-निर्दिष्ट सीमा को पार करता है। आगे माहौल!

बिजली की हवा

नीचे वारहेड के सामने एक विशाल, खतरनाक ऊंचाइयों से विपरीत रूप से चमकदार, नीली ऑक्सीजन धुंध से ढका हुआ, एयरोसोल सस्पेंशन से ढका हुआ, विशाल और असीम पांचवां महासागर है। अलगाव के अवशिष्ट प्रभावों से धीरे-धीरे और बमुश्किल ध्यान देने योग्य, वारहेड एक सौम्य प्रक्षेपवक्र के साथ अपना वंश जारी रखता है। लेकिन तभी एक बहुत ही असामान्य हवा धीरे से उसकी ओर चली। उसने इसे थोड़ा सा छुआ - और यह ध्यान देने योग्य हो गया, शरीर को हल्के सफेद-नीले रंग की चमक की एक पतली, घटती लहर से ढक दिया। यह लहर आश्चर्यजनक रूप से उच्च तापमान वाली है, लेकिन यह अभी तक हथियार को नहीं जलाती है, क्योंकि यह बहुत आकाशीय है। हथियार के ऊपर से चलने वाली हवा विद्युत प्रवाहकीय होती है। शंकु की गति इतनी अधिक होती है कि यह वस्तुतः वायु के अणुओं को अपने प्रभाव से कुचलकर विद्युत आवेशित टुकड़ों में बदल देता है, और वायु का प्रभाव आयनीकरण होता है। इस प्लाज्मा हवा को हाइपरसोनिक प्रवाह कहा जाता है बड़ी संख्यामैक, और इसकी गति ध्वनि की गति से बीस गुना अधिक है।

उच्च विरलन के कारण, पहले सेकंड में हवा लगभग ध्यान देने योग्य नहीं होती है। जैसे-जैसे यह वायुमंडल में गहराई तक जाता है, बढ़ता और सघन होता जाता है, प्रारंभ में यह हथियार पर दबाव डालने की तुलना में अधिक गर्म होता है। लेकिन धीरे-धीरे वह अपने शंकु को जोर से भींचने लगती है। प्रवाह सबसे पहले वारहेड की नाक को घुमाता है। यह तुरंत प्रकट नहीं होता है - शंकु थोड़ा आगे-पीछे हिलता है, धीरे-धीरे अपने दोलन को धीमा कर देता है, और अंत में स्थिर हो जाता है।

हाइपरसोनिक पर गरम करें

जैसे ही यह नीचे आता है, संघनित होकर, प्रवाह वारहेड पर अधिक से अधिक दबाव डालता है, जिससे इसकी उड़ान धीमी हो जाती है। जैसे-जैसे यह धीमा होता है, तापमान धीरे-धीरे कम होता जाता है। प्रवेश की शुरुआत के विशाल मूल्यों से, हजारों केल्विन की नीली-सफेद चमक से लेकर पांच से छह हजार डिग्री की पीली-सफेद चमक तक। यह सूर्य की सतह परतों का तापमान है। चमक चकाचौंध हो जाती है क्योंकि हवा का घनत्व तेज़ी से बढ़ता है, और इसके साथ ही वॉरहेड की दीवारों में गर्मी का प्रवाह होता है। ताप-सुरक्षात्मक कोटिंग जल जाती है और जलने लगती है।

यह हवा के साथ घर्षण से बिल्कुल भी नहीं जलता, जैसा कि अक्सर गलत कहा जाता है। गति की अत्यधिक हाइपरसोनिक गति (अब ध्वनि से पंद्रह गुना तेज) के कारण, एक और शंकु शरीर के शीर्ष से हवा में अलग हो जाता है - एक शॉक वेव, जैसे कि एक वारहेड को घेर रहा हो। शॉक वेव कोन में प्रवेश करने वाली आने वाली हवा तुरंत कई बार संकुचित हो जाती है और वारहेड की सतह पर कसकर दबा दी जाती है। अचानक, तात्कालिक और बार-बार संपीड़न से, इसका तापमान तुरंत कई हजार डिग्री तक बढ़ जाता है। इसका कारण जो कुछ हो रहा है उसकी तीव्र गति, प्रक्रिया की अत्यधिक गतिशीलता है। प्रवाह का गैस-गतिशील संपीड़न, न कि घर्षण, जो अब वारहेड के किनारों को गर्म करता है।

सबसे ख़राब हिस्सा है नाक. वहां आने वाले प्रवाह का सबसे बड़ा संघनन बनता है। इस सील का क्षेत्र थोड़ा आगे बढ़ता है, मानो शरीर से अलग हो रहा हो। और यह किसी मोटे लेंस या तकिये का आकार लेकर सामने रहता है। इस गठन को "डिटैच्ड बो शॉक वेव" कहा जाता है। यह वारहेड के चारों ओर शॉक वेव कोन की बाकी सतह की तुलना में कई गुना अधिक मोटा है। आने वाले प्रवाह का ललाट संपीड़न यहां सबसे मजबूत है। इसलिए, डिस्कनेक्टेड बो शॉक वेव में उच्चतम तापमान और उच्चतम ताप घनत्व होता है। यह छोटा सा सूरज बड़े पैमाने पर वारहेड की नाक को जलाता है - हाइलाइट करता है, गर्मी को सीधे पतवार की नाक में विकीर्ण करता है और नाक में गंभीर जलन पैदा करता है। इसलिए, थर्मल सुरक्षा की सबसे मोटी परत होती है। यह बो शॉक वेव है जो वायुमंडल में उड़ रहे एक हथियार के आसपास कई किलोमीटर तक अंधेरी रात में क्षेत्र को रोशन करती है।

यह पक्षों के लिए बहुत अप्रिय हो जाता है। वे भी अब सिर के आघात की असहनीय चमक से भुने जा रहे हैं। और यह गर्म संपीड़ित हवा से जलता है, जो इसके अणुओं के कुचलने से प्लाज्मा में बदल जाता है। हालाँकि, इतने उच्च तापमान पर, हवा केवल गर्म करने से आयनित हो जाती है - इसके अणु गर्मी से अलग हो जाते हैं। परिणाम प्रभाव-आयनीकरण और तापमान प्लाज्मा का मिश्रण है। अपनी घर्षण क्रिया के माध्यम से, यह प्लाज्मा थर्मल संरक्षण की जलती हुई सतह को पॉलिश करता है, जैसे कि रेत के साथ या रेगमाल. गैस-गतिशील क्षरण होता है, जो गर्मी-सुरक्षात्मक कोटिंग का उपभोग करता है।

इस समय, वारहेड समताप मंडल की ऊपरी सीमा - स्ट्रैटोपॉज़ - को पार कर गया और 55 किमी की ऊंचाई पर समताप मंडल में प्रवेश कर गया। यह अब हाइपरसोनिक गति से, ध्वनि से दस से बारह गुना तेज गति से चल रहा है।

अमानवीय अतिभार

गंभीर जलन से नाक की ज्यामिति बदल जाती है। धारा, मूर्तिकार की छेनी की तरह, नाक के आवरण में एक नुकीले केंद्रीय उभार को जला देती है। असमान बर्नआउट के कारण सतह की अन्य विशेषताएं भी दिखाई देती हैं। आकार में परिवर्तन से प्रवाह में परिवर्तन होता है। इससे दबाव वितरण बदल जाता है संपीड़ित हवावारहेड की सतह और तापमान क्षेत्र पर। गणना किए गए प्रवाह की तुलना में हवा की बल क्रिया में भिन्नताएं उत्पन्न होती हैं, जो प्रभाव बिंदु के विचलन को जन्म देती है - एक मिस बनती है। भले ही यह छोटा हो - मान लीजिए, दो सौ मीटर, लेकिन स्वर्गीय प्रक्षेप्य एक विक्षेपण के साथ दुश्मन के मिसाइल साइलो पर हमला करेगा। या यह बिल्कुल भी नहीं टकराएगा.

इसके अलावा, शॉक वेव सतहों, धनुष तरंगों, दबाव और तापमान का पैटर्न लगातार बदल रहा है। गति धीरे-धीरे कम हो जाती है, लेकिन हवा का घनत्व तेजी से बढ़ता है: शंकु समताप मंडल में नीचे और नीचे गिरता है। वारहेड की सतह पर असमान दबाव और तापमान के कारण, उनके परिवर्तन की तीव्रता के कारण, थर्मल झटके लग सकते हैं। वे गर्मी-सुरक्षात्मक कोटिंग से टुकड़े-टुकड़े करने में सक्षम हैं, जो प्रवाह पैटर्न में नए बदलाव लाता है। और प्रभाव बिंदु का विचलन बढ़ जाता है।

साथ ही, वारहेड इन झूलों की दिशा में "ऊपर-नीचे" से "दाएं-बाएं" और पीछे बदलाव के साथ सहज लगातार स्विंग में प्रवेश कर सकता है। ये स्व-दोलन स्थानीय त्वरण पैदा करते हैं अलग-अलग हिस्सेहथियार. त्वरण दिशा और परिमाण में भिन्न होता है, जिससे वारहेड द्वारा अनुभव किए गए प्रभाव की तस्वीर जटिल हो जाती है। यह अधिक भार, अपने चारों ओर सदमे तरंगों की विषमता, असमान तापमान क्षेत्र और अन्य छोटी-छोटी खुशियाँ प्राप्त करता है जो तुरंत बड़ी समस्याओं में बदल जाती हैं।

लेकिन इससे आने वाला प्रवाह भी समाप्त नहीं होता है। आने वाली संपीड़ित हवा के इतने शक्तिशाली दबाव के कारण, वारहेड एक जबरदस्त ब्रेकिंग प्रभाव का अनुभव करता है। एक बड़ा नकारात्मक त्वरण घटित होता है। अपने सभी आंतरिक हिस्सों सहित वारहेड तेजी से बढ़ते अधिभार के अधीन है, और इसे अधिभार से बचाना असंभव है।

अंतरिक्ष यात्रियों को अवतरण के दौरान इस तरह के अधिभार का अनुभव नहीं होता है। मानवयुक्त वाहन कम सुव्यवस्थित होता है और अंदर वारहेड की तरह कसकर नहीं भरा होता है। अंतरिक्ष यात्रियों को जल्दी नीचे उतरने की कोई जल्दी नहीं है। वारहेड एक हथियार है. मार गिराए जाने से पहले उसे यथाशीघ्र लक्ष्य तक पहुंचना होगा। और यह जितनी तेजी से उड़ता है, इसे रोकना उतना ही कठिन होता है। शंकु सर्वोत्तम सुपरसोनिक प्रवाह का आकार है। वायुमंडल की निचली परतों तक उच्च गति बनाए रखने के बाद, हथियार को वहां बहुत बड़ी मंदी का सामना करना पड़ता है। यही कारण है कि मजबूत बल्कहेड और भार वहन करने वाले फ्रेम की आवश्यकता होती है। और दो सवारों के लिए आरामदायक "सीटें" - अन्यथा ओवरलोड के कारण वे अपनी सीटों से फट जाएंगी।

स्याम देश के जुड़वां बच्चों का संवाद

वैसे, इन सवारियों के बारे में क्या? मुख्य यात्रियों को याद करने का समय आ गया है, क्योंकि अब वे निष्क्रिय नहीं बैठे हैं, बल्कि अपने कठिन रास्ते से गुजर रहे हैं और उनका संवाद इन्हीं क्षणों में सबसे अधिक सार्थक हो जाता है।

परिवहन के दौरान चार्ज को भागों में विभाजित कर दिया गया था। जब वारहेड में स्थापित किया जाता है, तो इसे इकट्ठा किया जाता है, और मिसाइल में वारहेड स्थापित करते समय, यह पूर्ण युद्ध-तैयार कॉन्फ़िगरेशन से सुसज्जित होता है (एक स्पंदित न्यूट्रॉन आरंभकर्ता डाला जाता है, डेटोनेटर आदि से सुसज्जित होता है)। चार्ज वारहेड पर लक्ष्य तक जाने के लिए तैयार है, लेकिन अभी विस्फोट के लिए तैयार नहीं है। यहां तर्क स्पष्ट है: विस्फोट के लिए चार्ज की निरंतर तत्परता अनावश्यक और सैद्धांतिक रूप से खतरनाक है।

इसे दो सिद्धांतों पर आधारित जटिल अनुक्रमिक एल्गोरिदम द्वारा विस्फोट (लक्ष्य के निकट) के लिए तत्परता की स्थिति में स्थानांतरित किया जाना चाहिए: विस्फोट की ओर गति की विश्वसनीयता और प्रक्रिया पर नियंत्रण। विस्फोट प्रणाली सख्ती से समयबद्ध तरीके से चार्ज को तत्परता के उच्चतम स्तर तक स्थानांतरित करती है। और जब चार्ज पूरी तरह से तैयार होने पर नियंत्रण इकाई से विस्फोट के लिए लड़ाकू आदेश आता है, तो विस्फोट तुरंत, तुरंत हो जाएगा। स्नाइपर की गोली की गति से उड़ने वाला एक हथियार केवल एक मिलीमीटर के कुछ सौवें हिस्से की यात्रा करेगा, यहां तक ​​कि मानव बाल की मोटाई के बराबर भी अंतरिक्ष में जाने का समय नहीं होगा, जब इसके चार्ज में थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रिया शुरू होती है, विकसित होती है, पूरी तरह से गुजरती है और पूरा हो गया है, सारी सामान्य शक्ति जारी कर रहा है।

अंतिम फ्लैश

बाहर और अंदर दोनों जगह बहुत बदलाव होने के बाद, वारहेड क्षोभमंडल में चला गया - अंतिम दस किलोमीटर की ऊंचाई पर। वह बहुत धीमी हो गयी. हाइपरसोनिक उड़ान तीन से चार मैक इकाइयों की सुपरसोनिक गति तक कम हो गई है। वारहेड पहले से ही मंद चमक रहा है, फीका पड़ जाता है और लक्ष्य बिंदु के करीब पहुंच जाता है।

पृथ्वी की सतह पर विस्फोट की योजना शायद ही कभी बनाई जाती है - केवल जमीन में दबी वस्तुओं के लिए, जैसे मिसाइल साइलो के लिए। अधिकांश लक्ष्य सतह पर होते हैं। और उनके सबसे बड़े विनाश के लिए, चार्ज की शक्ति के आधार पर, विस्फोट एक निश्चित ऊंचाई पर किया जाता है। सामरिक बीस किलोटन के लिए यह 400-600 मीटर है। एक रणनीतिक मेगाटन के लिए इष्टतम विस्फोट ऊंचाई 1200 मीटर है। विस्फोट के कारण पूरे क्षेत्र में दो तरंगें फैलती हैं। भूकंप के केंद्र के करीब, विस्फोट की लहर पहले टकराएगी। यह गिरेगा और परावर्तित होगा, उछलकर किनारों की ओर जाएगा, जहां यह उस ताजा लहर के साथ विलीन हो जाएगा जो अभी-अभी ऊपर से, विस्फोट के बिंदु से यहां आई है। दो तरंगें - विस्फोट के केंद्र से घटना और सतह से परावर्तित - मिलकर जमीन की परत में सबसे शक्तिशाली सदमे की लहर बनाती हैं, जो विनाश का मुख्य कारक है।

परीक्षण प्रक्षेपण के दौरान, हथियार आमतौर पर बिना किसी बाधा के जमीन तक पहुंच जाता है। जहाज पर आधा सैकड़ा वजन का विस्फोटक है, जो गिरने पर विस्फोट हो जाता है। किस लिए? सबसे पहले, हथियार एक गुप्त वस्तु है और उपयोग के बाद इसे सुरक्षित रूप से नष्ट कर दिया जाना चाहिए। दूसरे, यह परीक्षण स्थल की माप प्रणालियों के लिए आवश्यक है - प्रभाव बिंदु का शीघ्र पता लगाने और विचलन के माप के लिए।

एक मल्टी-मीटर धूम्रपान क्रेटर तस्वीर को पूरा करता है। लेकिन उससे पहले, प्रभाव से कुछ किलोमीटर पहले, एक बख्तरबंद भंडारण कैसेट को परीक्षण वारहेड से निकाल दिया जाता है, जो उड़ान के दौरान बोर्ड पर दर्ज की गई सभी चीज़ों को रिकॉर्ड करता है। यह बख्तरबंद फ्लैश ड्राइव ऑन-बोर्ड जानकारी के नुकसान से रक्षा करेगी। वह बाद में पाई जाएगी, जब एक विशेष खोज समूह के साथ एक हेलीकॉप्टर आएगा। और वे एक शानदार उड़ान के परिणाम रिकॉर्ड करेंगे।

परमाणु हथियार वाली पहली अंतरमहाद्वीपीय बैलिस्टिक मिसाइल

दुनिया का पहला ICBM परमाणु हथियारसोवियत R-7 बन गया। यह एक तीन-मेगाटन हथियार ले गया और 11,000 किमी (संशोधन 7-ए) तक की दूरी पर लक्ष्य को मार सकता है। एस.पी. के दिमाग की उपज यद्यपि कोरोलेव को सेवा में रखा गया था, लेकिन ऑक्सीडाइज़र (तरल ऑक्सीजन) के साथ अतिरिक्त ईंधन भरने के बिना लंबे समय तक युद्ध ड्यूटी पर रहने में असमर्थता के कारण यह एक सैन्य मिसाइल के रूप में अप्रभावी साबित हुई। लेकिन आर-7 (और इसके कई संशोधनों) ने अंतरिक्ष अन्वेषण में उत्कृष्ट भूमिका निभाई।

कई वॉरहेड वाला पहला ICBM वॉरहेड

मल्टीपल वॉरहेड के साथ दुनिया की पहली ICBM अमेरिकी LGM-30 Minuteman III मिसाइल थी, जिसकी तैनाती 1970 में शुरू हुई थी। पिछले संशोधन की तुलना में, W-56 वॉरहेड को प्रजनन चरण पर स्थापित तीन हल्के W-62 वॉरहेड द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। इस प्रकार, मिसाइल तीन अलग-अलग लक्ष्यों को मार सकती है या एक पर हमला करने के लिए सभी तीन हथियारों को केंद्रित कर सकती है। वर्तमान में, निरस्त्रीकरण पहल के हिस्से के रूप में सभी मिनिटमैन III मिसाइलों पर केवल एक हथियार बचा है।

परिवर्तनीय उपज वारहेड

1960 के दशक की शुरुआत से, परिवर्तनीय उपज के साथ थर्मोन्यूक्लियर हथियार बनाने के लिए प्रौद्योगिकियों का विकास किया गया है। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, W80 वारहेड, जो विशेष रूप से टॉमहॉक मिसाइल पर स्थापित किया गया था। ये प्रौद्योगिकियां टेलर-उलम योजना के अनुसार निर्मित थर्मोन्यूक्लियर चार्ज के लिए बनाई गई थीं, जहां यूरेनियम या प्लूटोनियम आइसोटोप की विखंडन प्रतिक्रिया एक संलयन प्रतिक्रिया (यानी थर्मोन्यूक्लियर विस्फोट) को ट्रिगर करती है। सत्ता में परिवर्तन दो चरणों की परस्पर क्रिया में समायोजन करके हुआ।

पुनश्च. मैं यह भी जोड़ना चाहूंगा कि जाम करने वाली इकाइयां भी अपने काम पर काम कर रही हैं, डिकॉय जारी किए गए हैं, और इसके अलावा, लक्ष्यों की संख्या बढ़ाने के लिए बूस्टर इकाइयों और/या बस को विघटन के बाद उड़ा दिया गया है। रडार और मिसाइल रक्षा प्रणाली को अधिभारित करते हैं।

परमाणु ऊर्जा उत्पादन बिजली उत्पादन की एक आधुनिक और तेजी से विकसित होने वाली विधि है। क्या आप जानते हैं कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करते हैं? परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? आज किस प्रकार के परमाणु रिएक्टर मौजूद हैं? हम परमाणु ऊर्जा संयंत्र की संचालन योजना पर विस्तार से विचार करने का प्रयास करेंगे, परमाणु रिएक्टर की संरचना में उतरेंगे और पता लगाएंगे कि बिजली पैदा करने की परमाणु विधि कितनी सुरक्षित है।

कोई भी स्टेशन आवासीय क्षेत्र से दूर एक बंद क्षेत्र होता है। इसके क्षेत्र में कई इमारतें हैं। सबसे महत्वपूर्ण संरचना रिएक्टर भवन है, इसके बगल में टरबाइन कक्ष है जहाँ से रिएक्टर को नियंत्रित किया जाता है, और सुरक्षा भवन है।

परमाणु रिएक्टर के बिना यह योजना असंभव है। एक परमाणु (परमाणु) रिएक्टर एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र उपकरण है जिसे इस प्रक्रिया के दौरान ऊर्जा की अनिवार्य रिहाई के साथ न्यूट्रॉन विखंडन की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया आयोजित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। लेकिन परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है?

संपूर्ण रिएक्टर स्थापना रिएक्टर भवन में स्थित है, एक बड़ा कंक्रीट टॉवर जो रिएक्टर को छुपाता है और दुर्घटना की स्थिति में परमाणु प्रतिक्रिया के सभी उत्पादों को समाहित करेगा। इस बड़े टावर को कन्टेनमेंट, हर्मेटिक शेल या कन्टेनमेंट जोन कहा जाता है.

नए रिएक्टरों में सीलबंद क्षेत्र में 2 मोटी कंक्रीट की दीवारें हैं - गोले।
बाहरी आवरण, 80 सेमी मोटा, नियंत्रण क्षेत्र को बाहरी प्रभावों से बचाता है।

आंतरिक आवरण, 1 मीटर 20 सेमी मोटा, में विशेष स्टील केबल हैं जो कंक्रीट की ताकत को लगभग तीन गुना बढ़ा देते हैं और संरचना को ढहने से रोकेंगे। साथ अंदरइसे विशेष स्टील की एक पतली शीट के साथ पंक्तिबद्ध किया गया है, जिसे रोकथाम के लिए अतिरिक्त सुरक्षा के रूप में काम करने के लिए और दुर्घटना की स्थिति में, रिएक्टर की सामग्री को रोकथाम क्षेत्र के बाहर नहीं छोड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का यह डिज़ाइन इसे 200 टन वजन वाले हवाई जहाज दुर्घटना, 8 तीव्रता वाले भूकंप, बवंडर और सुनामी का सामना करने की अनुमति देता है।

पहला सीलबंद शेल 1968 में अमेरिकी कनेक्टिकट यांकी परमाणु ऊर्जा संयंत्र में बनाया गया था।

कन्टेनमेंट जोन की कुल ऊंचाई 50-60 मीटर है।

परमाणु रिएक्टर किससे मिलकर बनता है?

परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत और इसलिए परमाणु ऊर्जा संयंत्र के संचालन सिद्धांत को समझने के लिए, आपको रिएक्टर के घटकों को समझने की आवश्यकता है।

• सक्रिय क्षेत्र. यह वह क्षेत्र है जहां परमाणु ईंधन (ईंधन जनरेटर) और मॉडरेटर रखे जाते हैं। ईंधन परमाणु (अक्सर यूरेनियम ईंधन होता है) एक श्रृंखला विखंडन प्रतिक्रिया से गुजरते हैं। मॉडरेटर को विखंडन प्रक्रिया को नियंत्रित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है और गति और ताकत के संदर्भ में आवश्यक प्रतिक्रिया की अनुमति देता है।
• न्यूट्रॉन परावर्तक. कोर के चारों ओर एक परावर्तक होता है। इसमें मॉडरेटर के समान ही सामग्री होती है। संक्षेप में, यह एक बॉक्स है, जिसका मुख्य उद्देश्य न्यूट्रॉन को कोर छोड़ने और पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकना है।
• शीतलक. शीतलक को ईंधन परमाणुओं के विखंडन के दौरान निकलने वाली गर्मी को अवशोषित करना चाहिए और इसे अन्य पदार्थों में स्थानांतरित करना चाहिए। शीतलक काफी हद तक यह निर्धारित करता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे डिज़ाइन किया गया है। आज सबसे लोकप्रिय शीतलक पानी है।
  रिएक्टर नियंत्रण प्रणाली. सेंसर और तंत्र जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को शक्ति प्रदान करते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन

परमाणु ऊर्जा संयंत्र किस पर संचालित होता है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन रेडियोधर्मी गुणों वाले रासायनिक तत्व हैं। सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में यह तत्व यूरेनियम है।

स्टेशनों के डिज़ाइन से पता चलता है कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र जटिल मिश्रित ईंधन पर काम करते हैं, न कि शुद्ध रासायनिक तत्व पर। और प्राकृतिक यूरेनियम से यूरेनियम ईंधन निकालने के लिए, जिसे परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है, कई जोड़तोड़ करना आवश्यक है।

संवर्धित यूरेनियम

यूरेनियम में दो समस्थानिक होते हैं, यानी इसमें अलग-अलग द्रव्यमान वाले नाभिक होते हैं। इन्हें प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की संख्या आइसोटोप -235 और आइसोटोप-238 के आधार पर नामित किया गया था। 20वीं सदी के शोधकर्ताओं ने अयस्क से यूरेनियम 235 निकालना शुरू किया, क्योंकि... इसे विघटित करना और रूपांतरित करना आसान था। यह पता चला कि प्रकृति में ऐसे यूरेनियम का केवल 0.7% है (शेष प्रतिशत 238वें आइसोटोप में जाता है)।

ऐसे में क्या करें? उन्होंने यूरेनियम संवर्धन का निर्णय लिया। यूरेनियम संवर्धन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें बहुत सारे आवश्यक 235x समस्थानिक और कुछ अनावश्यक 238x समस्थानिक उसमें रह जाते हैं। यूरेनियम संवर्धनकर्ताओं का कार्य 0.7% को लगभग 100% यूरेनियम-235 में बदलना है।

यूरेनियम को दो प्रौद्योगिकियों का उपयोग करके समृद्ध किया जा सकता है: गैस प्रसार या गैस सेंट्रीफ्यूज। इनका उपयोग करने के लिए अयस्क से निकाले गए यूरेनियम को गैसीय अवस्था में परिवर्तित किया जाता है। यह गैस के रूप में समृद्ध होता है।

यूरेनियम पाउडर

समृद्ध यूरेनियम गैस को ठोस अवस्था - यूरेनियम डाइऑक्साइड में परिवर्तित किया जाता है। यह शुद्ध ठोस यूरेनियम 235 बड़े सफेद क्रिस्टल के रूप में दिखाई देता है, जिन्हें बाद में यूरेनियम पाउडर में कुचल दिया जाता है।

यूरेनियम की गोलियाँ

यूरेनियम की गोलियाँ ठोस धातु की डिस्क होती हैं, जो कुछ सेंटीमीटर लंबी होती हैं। यूरेनियम पाउडर से ऐसी गोलियां बनाने के लिए, इसे एक पदार्थ - एक प्लास्टिसाइज़र के साथ मिलाया जाता है, इससे गोलियों को दबाने की गुणवत्ता में सुधार होता है;

गोलियों को विशेष ताकत और उच्च तापमान के प्रति प्रतिरोध प्रदान करने के लिए दबाए गए पक को एक दिन से अधिक समय तक 1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पकाया जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह सीधे तौर पर इस बात पर निर्भर करता है कि यूरेनियम ईंधन कितनी अच्छी तरह संपीड़ित और पकाया गया है।

गोलियाँ मोलिब्डेनम बक्सों में पकाई जाती हैं, क्योंकि केवल यह धातु डेढ़ हजार डिग्री से अधिक के "नारकीय" तापमान पर पिघलने में सक्षम नहीं है। इसके बाद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए यूरेनियम ईंधन तैयार माना जाता है।

टीवीईएल और एफए क्या हैं?

रिएक्टर कोर एक विशाल डिस्क या पाइप जैसा दिखता है जिसकी दीवारों में छेद होते हैं (रिएक्टर के प्रकार के आधार पर), जो मानव शरीर से 5 गुना बड़ा होता है। इन छिद्रों में यूरेनियम ईंधन होता है, जिसके परमाणु वांछित प्रतिक्रिया करते हैं।

रिएक्टर में केवल ईंधन फेंकना असंभव है, जब तक कि आप पूरे स्टेशन में विस्फोट और आस-पास के कुछ राज्यों के लिए परिणाम के साथ दुर्घटना का कारण नहीं बनना चाहते। इसलिए, यूरेनियम ईंधन को ईंधन छड़ों में रखा जाता है और फिर ईंधन असेंबलियों में एकत्र किया जाता है। इन संक्षिप्ताक्षरों का क्या अर्थ है?

• टीवीईएल एक ईंधन तत्व है (उस रूसी कंपनी के समान नाम से भ्रमित न हों जो उन्हें बनाती है)। यह मूल रूप से ज़िरकोनियम मिश्रधातु से बनी एक पतली और लंबी ज़िरकोनियम ट्यूब है जिसमें यूरेनियम की गोलियाँ रखी जाती हैं। यह ईंधन की छड़ों में है कि यूरेनियम परमाणु एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू करते हैं, प्रतिक्रिया के दौरान गर्मी छोड़ते हैं।

ज़िरकोनियम को इसकी अपवर्तकता और संक्षारण-रोधी गुणों के कारण ईंधन छड़ों के उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में चुना गया था।

ईंधन छड़ों का प्रकार रिएक्टर के प्रकार और संरचना पर निर्भर करता है। एक नियम के रूप में, ईंधन छड़ों की संरचना और उद्देश्य नहीं बदलता है; ट्यूब की लंबाई और चौड़ाई भिन्न हो सकती है।

मशीन 200 से अधिक यूरेनियम छर्रों को एक ज़िरकोनियम ट्यूब में लोड करती है। कुल मिलाकर रिएक्टर में लगभग 10 मिलियन यूरेनियम छर्रे एक साथ काम कर रहे हैं।
एफए - ईंधन संयोजन। एनपीपी कार्यकर्ता ईंधन असेंबलियों को बंडल कहते हैं।

मूलतः, ये एक साथ बांधी गई कई ईंधन छड़ें हैं। एफए तैयार परमाणु ईंधन है, जिस पर परमाणु ऊर्जा संयंत्र संचालित होता है। यह ईंधन असेंबलियाँ हैं जिन्हें परमाणु रिएक्टर में लोड किया जाता है। एक रिएक्टर में लगभग 150 - 400 ईंधन असेंबलियाँ रखी जाती हैं।
रिएक्टर के आधार पर जिसमें ईंधन असेंबलियाँ संचालित होंगी, वे हो सकती हैं अलग अलग आकार. बंडलों को कभी घन में, कभी बेलनाकार में, कभी षट्कोणीय आकार में मोड़ा जाता है।

4 वर्षों के संचालन में एक ईंधन असेंबली उतनी ही ऊर्जा पैदा करती है जितनी कोयले की 670 कारों, प्राकृतिक गैस के 730 टैंकों या तेल से भरे 900 टैंकों को जलाने पर होती है।
आज, ईंधन असेंबलियों का उत्पादन मुख्य रूप से रूस, फ्रांस, अमेरिका और जापान के कारखानों में किया जाता है।

अन्य देशों में परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ईंधन पहुंचाने के लिए, ईंधन असेंबलियों को लंबे और चौड़े धातु पाइपों में सील कर दिया जाता है, हवा को पाइपों से बाहर निकाला जाता है और कार्गो विमानों पर विशेष मशीनों द्वारा वितरित किया जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए परमाणु ईंधन का वजन बहुत अधिक होता है, क्योंकि... यूरेनियम ग्रह पर सबसे भारी धातुओं में से एक है। उसका विशिष्ट गुरुत्वस्टील से 2.5 गुना ज्यादा.

परमाणु ऊर्जा संयंत्र: संचालन सिद्धांत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत क्या है? परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का संचालन सिद्धांत एक रेडियोधर्मी पदार्थ - यूरेनियम के परमाणुओं के विखंडन की श्रृंखला प्रतिक्रिया पर आधारित है। यह प्रतिक्रिया परमाणु रिएक्टर के मूल में होती है।

जानना महत्वपूर्ण:

परमाणु भौतिकी की पेचीदगियों में गए बिना, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत इस तरह दिखता है:
परमाणु रिएक्टर के चालू होने के बाद, ईंधन छड़ों से अवशोषक छड़ें हटा दी जाती हैं, जो यूरेनियम को प्रतिक्रिया करने से रोकती हैं।

एक बार जब छड़ें हटा दी जाती हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक दूसरे के साथ बातचीत करना शुरू कर देते हैं।

जब न्यूट्रॉन टकराते हैं, तो परमाणु स्तर पर एक लघु-विस्फोट होता है, ऊर्जा निकलती है और नए न्यूट्रॉन पैदा होते हैं, एक श्रृंखला प्रतिक्रिया होने लगती है। यह प्रक्रिया ऊष्मा उत्पन्न करती है।

ऊष्मा को शीतलक में स्थानांतरित किया जाता है। शीतलक के प्रकार के आधार पर, यह भाप या गैस में बदल जाता है, जो टरबाइन को घुमाता है।

टरबाइन एक विद्युत जनरेटर को चलाता है। वही वास्तव में विद्युत धारा उत्पन्न करता है।

यदि आप प्रक्रिया की निगरानी नहीं करते हैं, तो यूरेनियम न्यूट्रॉन एक-दूसरे से तब तक टकरा सकते हैं जब तक कि वे रिएक्टर में विस्फोट न कर दें और पूरे परमाणु ऊर्जा संयंत्र को नष्ट न कर दें। प्रक्रिया को कंप्यूटर सेंसर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। वे रिएक्टर में तापमान में वृद्धि या दबाव में बदलाव का पता लगाते हैं और स्वचालित रूप से प्रतिक्रियाओं को रोक सकते हैं।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का परिचालन सिद्धांत ताप विद्युत संयंत्रों (थर्मल पावर प्लांट) से किस प्रकार भिन्न है?

कार्य में अंतर केवल प्रथम चरण में ही होता है। एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को यूरेनियम ईंधन के परमाणुओं के विखंडन से गर्मी प्राप्त होती है; एक तापीय ऊर्जा संयंत्र में, शीतलक को कार्बनिक ईंधन (कोयला, गैस या तेल) के दहन से गर्मी प्राप्त होती है। यूरेनियम परमाणुओं या गैस और कोयले द्वारा गर्मी जारी करने के बाद, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों और ताप विद्युत संयंत्रों की संचालन योजनाएं समान होती हैं।

परमाणु रिएक्टरों के प्रकार

परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे काम करता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि यह कैसे काम करता है परमाणु भट्टी. आज दो मुख्य प्रकार के रिएक्टर हैं, जिन्हें न्यूरॉन्स के स्पेक्ट्रम के अनुसार वर्गीकृत किया गया है:
एक धीमा न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिसे थर्मल रिएक्टर भी कहा जाता है।

इसके संचालन के लिए यूरेनियम 235 का उपयोग किया जाता है, जो संवर्धन, यूरेनियम छर्रों के निर्माण आदि चरणों से गुजरता है। आज, अधिकांश रिएक्टर धीमे न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं।
तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर.

ये रिएक्टर भविष्य हैं, क्योंकि... वे यूरेनियम-238 पर काम करते हैं, जो प्रकृति में एक दर्जन से भी अधिक है और इस तत्व को समृद्ध करने की कोई आवश्यकता नहीं है। ऐसे रिएक्टरों का एकमात्र नकारात्मक पक्ष डिजाइन, निर्माण और स्टार्टअप की बहुत अधिक लागत है। आज, तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टर केवल रूस में संचालित होते हैं।

तेज़ न्यूट्रॉन रिएक्टरों में शीतलक पारा, गैस, सोडियम या सीसा है।

धीमे न्यूट्रॉन रिएक्टर, जिनका उपयोग आज दुनिया के सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्र करते हैं, भी कई प्रकार के होते हैं।

संगठन IAEA (अंतरराष्ट्रीय एजेंसी) परमाणु ऊर्जा) ने अपना स्वयं का वर्गीकरण बनाया है, जिसका उपयोग विश्व परमाणु ऊर्जा उद्योग में सबसे अधिक बार किया जाता है। चूँकि परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत काफी हद तक शीतलक और मॉडरेटर की पसंद पर निर्भर करता है, इसलिए IAEA ने अपना वर्गीकरण इन अंतरों पर आधारित किया।

रासायनिक दृष्टिकोण से, ड्यूटेरियम ऑक्साइड एक आदर्श मॉडरेटर और शीतलक है, क्योंकि इसके परमाणु अन्य पदार्थों की तुलना में यूरेनियम न्यूट्रॉन के साथ सबसे प्रभावी ढंग से बातचीत करते हैं। सीधे शब्दों में कहें तो भारी जल न्यूनतम हानि और अधिकतम परिणाम के साथ अपना कार्य करता है। हालाँकि, इसके उत्पादन में पैसा खर्च होता है, जबकि साधारण "हल्का" और परिचित पानी का उपयोग करना बहुत आसान है।

परमाणु रिएक्टरों के बारे में कुछ तथ्य...

यह दिलचस्प है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र रिएक्टर को बनाने में कम से कम 3 साल लगते हैं!
एक रिएक्टर बनाने के लिए, आपको ऐसे उपकरण की आवश्यकता होती है जो 210 किलो एम्पीयर के विद्युत प्रवाह पर काम करता है, जो किसी व्यक्ति की जान लेने वाले विद्युत प्रवाह से दस लाख गुना अधिक है।

परमाणु रिएक्टर के एक शेल (संरचनात्मक तत्व) का वजन 150 टन होता है। एक रिएक्टर में 6 ऐसे तत्व होते हैं।

दबावयुक्त जल रिएक्टर

हमने पहले ही पता लगा लिया है कि एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र सामान्य रूप से कैसे काम करता है; सब कुछ परिप्रेक्ष्य में रखने के लिए, आइए देखें कि सबसे लोकप्रिय दबावयुक्त जल परमाणु रिएक्टर कैसे काम करता है।
आज पूरी दुनिया में 3+ पीढ़ी के दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है। इन्हें सबसे विश्वसनीय और सुरक्षित माना जाता है।

दुनिया के सभी दबावयुक्त जल रिएक्टरों ने, अपने संचालन के सभी वर्षों में, पहले से ही 1000 से अधिक वर्षों के परेशानी-मुक्त संचालन को जमा कर लिया है और कभी भी गंभीर विचलन नहीं दिया है।

दबावयुक्त जल रिएक्टरों का उपयोग करने वाले परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की संरचना का तात्पर्य है कि 320 डिग्री तक गर्म किया गया आसुत जल ईंधन छड़ों के बीच घूमता है। इसे वाष्प अवस्था में जाने से रोकने के लिए इसे 160 वायुमंडल के दबाव में रखा जाता है। परमाणु ऊर्जा संयंत्र आरेख इसे प्राथमिक सर्किट जल कहता है।

गर्म पानी भाप जनरेटर में प्रवेश करता है और अपनी गर्मी को द्वितीयक सर्किट के पानी में छोड़ देता है, जिसके बाद यह रिएक्टर में फिर से "लौटता" है। बाह्य रूप से, ऐसा लगता है कि पहले सर्किट की पानी की नलियाँ अन्य नलिकाओं के संपर्क में हैं - दूसरे सर्किट का पानी, वे एक दूसरे को गर्मी स्थानांतरित करते हैं, लेकिन पानी संपर्क में नहीं आते हैं। ट्यूब संपर्क में हैं.

इस प्रकार, द्वितीयक सर्किट के पानी में विकिरण के प्रवेश की संभावना, जो आगे चलकर बिजली पैदा करने की प्रक्रिया में भाग लेगी, को बाहर रखा गया है।

एनपीपी परिचालन सुरक्षा

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के संचालन के सिद्धांत को सीखने के बाद, हमें यह समझना चाहिए कि सुरक्षा कैसे काम करती है। आज परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण में सुरक्षा नियमों पर अधिक ध्यान देने की आवश्यकता है।
एनपीपी सुरक्षा लागत संयंत्र की कुल लागत का लगभग 40% है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन में 4 भौतिक बाधाएं शामिल हैं जो रेडियोधर्मी पदार्थों की रिहाई को रोकती हैं। इन बाधाओं को क्या करना चाहिए? सही समय पर, परमाणु प्रतिक्रिया को रोकने में सक्षम हो, कोर और रिएक्टर से लगातार गर्मी हटाने को सुनिश्चित करें, और रोकथाम (हर्मेटिक ज़ोन) से परे रेडियोन्यूक्लाइड की रिहाई को रोकें।

• पहली बाधा यूरेनियम छर्रों की ताकत है।यह महत्वपूर्ण है कि वे परमाणु रिएक्टर में उच्च तापमान से नष्ट न हों। परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे संचालित होता है यह इस बात पर निर्भर करता है कि प्रारंभिक विनिर्माण चरण के दौरान यूरेनियम छर्रों को कैसे "बेक" किया जाता है। यदि यूरेनियम ईंधन छर्रों को सही ढंग से नहीं पकाया गया है, तो रिएक्टर में यूरेनियम परमाणुओं की प्रतिक्रियाएं अप्रत्याशित होंगी।
• दूसरी बाधा ईंधन छड़ों की जकड़न है।ज़िरकोनियम ट्यूबों को कसकर सील किया जाना चाहिए; यदि सील टूट गई है, तो सबसे अच्छा रिएक्टर क्षतिग्रस्त हो जाएगा और काम बंद हो जाएगा, सबसे खराब स्थिति में, सब कुछ हवा में उड़ जाएगा।
• तीसरा अवरोध एक टिकाऊ स्टील रिएक्टर पोत हैए, (वही बड़ा टॉवर - हर्मेटिक जोन) जिसमें सभी रेडियोधर्मी प्रक्रियाएं "समाहित" होती हैं। यदि आवास क्षतिग्रस्त हो जाता है, तो विकिरण वायुमंडल में फैल जाएगा।
• चौथा अवरोध आपातकालीन सुरक्षा छड़ें हैं।मॉडरेटर वाली छड़ें मैग्नेट द्वारा कोर के ऊपर निलंबित कर दी जाती हैं, जो 2 सेकंड में सभी न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकती हैं और श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोक सकती हैं।

यदि, कई डिग्री की सुरक्षा के साथ परमाणु ऊर्जा संयंत्र के डिजाइन के बावजूद, रिएक्टर कोर को सही समय पर ठंडा करना संभव नहीं है, और ईंधन का तापमान 2600 डिग्री तक बढ़ जाता है, तो सुरक्षा प्रणाली की आखिरी उम्मीद काम आती है - तथाकथित पिघला हुआ जाल।

तथ्य यह है कि इस तापमान पर रिएक्टर पोत का निचला भाग पिघल जाएगा, और परमाणु ईंधन और पिघली हुई संरचनाओं के सभी अवशेष रिएक्टर कोर के ऊपर निलंबित एक विशेष "ग्लास" में प्रवाहित हो जाएंगे।

पिघला हुआ जाल प्रशीतित और अग्निरोधक है। यह तथाकथित "बलि सामग्री" से भरा होता है, जो धीरे-धीरे विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया को रोकता है।

इस प्रकार, परमाणु ऊर्जा संयंत्र का डिज़ाइन सुरक्षा के कई स्तरों का तात्पर्य करता है, जो दुर्घटना की किसी भी संभावना को लगभग पूरी तरह से समाप्त कर देता है।

उपकरण और संचालन का सिद्धांत एक आत्मनिर्भर परमाणु प्रतिक्रिया के आरंभीकरण और नियंत्रण पर आधारित है। इसका उपयोग एक अनुसंधान उपकरण के रूप में, रेडियोधर्मी आइसोटोप का उत्पादन करने के लिए और परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के लिए ऊर्जा स्रोत के रूप में किया जाता है।

संचालन सिद्धांत (संक्षेप में)

यह एक ऐसी प्रक्रिया का उपयोग करता है जिसमें एक भारी नाभिक दो छोटे टुकड़ों में टूट जाता है। ये टुकड़े अत्यधिक उत्तेजित अवस्था में होते हैं और न्यूट्रॉन, अन्य उपपरमाण्विक कण और फोटॉन उत्सर्जित करते हैं। न्यूट्रॉन नए विखंडन का कारण बन सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप उनका अधिक उत्सर्जन होता है, इत्यादि। विभाजन की ऐसी निरंतर आत्मनिर्भर श्रृंखला को श्रृंखला प्रतिक्रिया कहा जाता है। इससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है, जिसका उत्पादन परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करने का उद्देश्य है।

परमाणु रिएक्टर का संचालन सिद्धांत ऐसा है कि प्रतिक्रिया शुरू होने के बाद बहुत कम समय के भीतर लगभग 85% विखंडन ऊर्जा जारी हो जाती है। बाकी हिस्सा न्यूट्रॉन उत्सर्जित करने के बाद विखंडन उत्पादों के रेडियोधर्मी क्षय से उत्पन्न होता है। रेडियोधर्मी क्षय एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु अधिक स्थिर अवस्था में पहुँच जाता है। विभाजन पूरा होने के बाद भी यह जारी रहता है।

परमाणु बम में, श्रृंखला प्रतिक्रिया की तीव्रता तब तक बढ़ती रहती है जब तक कि वह टूट न जाए अधिकांशसामग्री। यह बहुत तेज़ी से होता है, जिससे ऐसे बमों के विशिष्ट अत्यंत शक्तिशाली विस्फोट होते हैं। परमाणु रिएक्टर का डिज़ाइन और संचालन सिद्धांत एक नियंत्रित, लगभग स्थिर स्तर पर श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने पर आधारित है। इसे इस तरह से डिजाइन किया गया है कि यह परमाणु बम की तरह विस्फोट नहीं कर सकता।

श्रृंखला प्रतिक्रिया और गंभीरता

परमाणु विखंडन रिएक्टर की भौतिकी यह है कि श्रृंखला प्रतिक्रिया न्यूट्रॉन उत्सर्जित होने के बाद नाभिक के विभाजन की संभावना से निर्धारित होती है। यदि बाद की जनसंख्या कम हो जाती है, तो विभाजन की दर अंततः शून्य हो जाएगी। इस मामले में, रिएक्टर एक सबक्रिटिकल स्थिति में होगा। यदि न्यूट्रॉन जनसंख्या को स्थिर स्तर पर बनाए रखा जाता है, तो विखंडन दर स्थिर रहेगी। रिएक्टर गंभीर स्थिति में होगा. अंततः, यदि समय के साथ न्यूट्रॉन की जनसंख्या बढ़ती है, तो विखंडन दर और शक्ति में वृद्धि होगी। कोर की स्थिति अति गंभीर हो जाएगी.

परमाणु रिएक्टर का संचालन सिद्धांत इस प्रकार है। इसके प्रक्षेपण से पहले, न्यूट्रॉन आबादी शून्य के करीब है। इसके बाद ऑपरेटर कोर से नियंत्रण छड़ें हटा देते हैं, जिससे परमाणु विखंडन बढ़ जाता है, जो अस्थायी रूप से रिएक्टर को सुपरक्रिटिकल स्थिति में धकेल देता है। रेटेड शक्ति तक पहुंचने के बाद, ऑपरेटर न्यूट्रॉन की संख्या को समायोजित करते हुए, आंशिक रूप से नियंत्रण छड़ें वापस कर देते हैं। इसके बाद, रिएक्टर को गंभीर स्थिति में बनाए रखा जाता है। जब इसे रोकने की आवश्यकता होती है, तो ऑपरेटर इसमें पूरी तरह से छड़ें डाल देते हैं। यह विखंडन को दबाता है और कोर को एक सबक्रिटिकल स्थिति में स्थानांतरित करता है।

रिएक्टर प्रकार

दुनिया के अधिकांश परमाणु ऊर्जा संयंत्र बिजली संयंत्र हैं, जो जनरेटर चलाने वाले टर्बाइनों को चालू करने के लिए आवश्यक गर्मी पैदा करते हैं। विद्युतीय ऊर्जा. वहाँ कई अनुसंधान रिएक्टर भी हैं, और कुछ देशों में परमाणु ऊर्जा द्वारा संचालित पनडुब्बियाँ या सतह जहाज हैं।

ऊर्जा प्रतिष्ठान

इस प्रकार के रिएक्टर कई प्रकार के होते हैं, लेकिन हल्के पानी के डिज़ाइन का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। बदले में, यह दबावयुक्त पानी या उबलते पानी का उपयोग कर सकता है। पहले मामले में, नीचे तरल उच्च दबावसक्रिय क्षेत्र की गर्मी से गर्म होता है और भाप जनरेटर में प्रवेश करता है। वहां, प्राथमिक सर्किट से गर्मी को द्वितीयक सर्किट में स्थानांतरित किया जाता है, जिसमें पानी भी होता है। अंततः उत्पन्न भाप भाप टरबाइन चक्र में कार्यशील तरल पदार्थ के रूप में कार्य करती है।

उबलते पानी का रिएक्टर प्रत्यक्ष ऊर्जा चक्र के सिद्धांत पर काम करता है। सक्रिय क्षेत्र से गुजरने वाले पानी को मध्यम दबाव पर उबाल में लाया जाता है। संतृप्त भाप रिएक्टर पोत में स्थित विभाजकों और ड्रायरों की एक श्रृंखला से गुजरती है, जिसके कारण यह अत्यधिक गर्म हो जाती है। इसके बाद अत्यधिक गरम जलवाष्प का उपयोग किया जाता है कार्यात्मक द्रव, टरबाइन को घुमाना।

उच्च तापमान वाली गैस को ठंडा किया गया

उच्च तापमान गैस-कूल्ड रिएक्टर (HTGR) एक परमाणु रिएक्टर है जिसका संचालन सिद्धांत ईंधन के रूप में ग्रेफाइट और ईंधन माइक्रोस्फीयर के मिश्रण के उपयोग पर आधारित है। दो प्रतिस्पर्धी डिज़ाइन हैं:

• एक जर्मन "भरण" प्रणाली जो 60 मिमी व्यास वाले गोलाकार ईंधन तत्वों का उपयोग करती है, जो ग्रेफाइट शेल में ग्रेफाइट और ईंधन का मिश्रण है;
• ग्रेफाइट हेक्सागोनल प्रिज्म के रूप में अमेरिकी संस्करण जो एक कोर बनाने के लिए गूंथता है।

दोनों मामलों में, शीतलक में लगभग 100 वायुमंडल के दबाव में हीलियम होता है। जर्मन प्रणाली में, हीलियम गोलाकार ईंधन तत्वों की परत में अंतराल से गुजरती है, और अमेरिकी प्रणाली में, हीलियम रिएक्टर के मध्य क्षेत्र की धुरी के साथ स्थित ग्रेफाइट प्रिज्म में छेद से गुजरती है। दोनों विकल्प बहुत उच्च तापमान पर काम कर सकते हैं, क्योंकि ग्रेफाइट में अत्यधिक उच्च बनाने की क्रिया तापमान होता है और हीलियम पूरी तरह से रासायनिक रूप से निष्क्रिय होता है। गर्म हीलियम को सीधे उच्च तापमान पर गैस टरबाइन में कार्यशील तरल पदार्थ के रूप में लगाया जा सकता है, या इसकी गर्मी का उपयोग जल चक्र भाप उत्पन्न करने के लिए किया जा सकता है।

तरल धातु और कार्य सिद्धांत

1960 और 1970 के दशक में सोडियम-कूल्ड फास्ट रिएक्टरों पर बहुत ध्यान दिया गया। तब ऐसा लगा कि तेजी से बढ़ते परमाणु उद्योग के लिए ईंधन का उत्पादन करने के लिए जल्द ही उनकी प्रजनन क्षमताओं की आवश्यकता होगी। 1980 के दशक में जब यह स्पष्ट हो गया कि यह अपेक्षा अवास्तविक थी, तो उत्साह कम हो गया। हालाँकि, इस प्रकार के कई रिएक्टर संयुक्त राज्य अमेरिका, रूस, फ्रांस, ग्रेट ब्रिटेन, जापान और जर्मनी में बनाए गए हैं। उनमें से अधिकांश यूरेनियम डाइऑक्साइड या प्लूटोनियम डाइऑक्साइड के साथ इसके मिश्रण पर चलते हैं। हालाँकि, संयुक्त राज्य अमेरिका में, धातुई ईंधन के साथ सबसे बड़ी सफलता हासिल की गई है।

CANDU

कनाडा अपने प्रयासों को उन रिएक्टरों पर केंद्रित कर रहा है जो प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करते हैं। इससे इसे समृद्ध बनाने के लिए अन्य देशों की सेवाओं का सहारा लेने की आवश्यकता समाप्त हो जाती है। इस नीति का परिणाम ड्यूटेरियम-यूरेनियम रिएक्टर (CANDU) था। इसे भारी पानी से नियंत्रित और ठंडा किया जाता है। परमाणु रिएक्टर के डिजाइन और संचालन सिद्धांत में वायुमंडलीय दबाव पर ठंडे डी 2 ओ के भंडार का उपयोग करना शामिल है। कोर को प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन युक्त जिरकोनियम मिश्र धातु से बने पाइपों द्वारा छेदा जाता है, जिसके माध्यम से इसे ठंडा करने वाला भारी पानी प्रसारित होता है। भारी पानी में विखंडन ऊष्मा को भाप जनरेटर के माध्यम से प्रसारित होने वाले शीतलक में स्थानांतरित करके बिजली का उत्पादन किया जाता है। फिर द्वितीयक सर्किट में भाप एक पारंपरिक टरबाइन चक्र से गुजरती है।

अनुसंधान सुविधाएं

बाहर ले जाने के लिए वैज्ञानिक अनुसंधानसबसे अधिक बार, एक परमाणु रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, जिसका संचालन सिद्धांत असेंबली के रूप में पानी को ठंडा करने और प्लेट के आकार के यूरेनियम ईंधन तत्वों का उपयोग होता है। कई किलोवाट से लेकर सैकड़ों मेगावाट तक, बिजली के विभिन्न स्तरों पर काम करने में सक्षम। चूंकि बिजली उत्पादन अनुसंधान रिएक्टरों का प्राथमिक उद्देश्य नहीं है, इसलिए उन्हें उत्पादित थर्मल ऊर्जा, घनत्व और कोर न्यूट्रॉन की नाममात्र ऊर्जा की विशेषता होती है। ये वे पैरामीटर हैं जो विशिष्ट अनुसंधान करने के लिए एक अनुसंधान रिएक्टर की क्षमता को मापने में मदद करते हैं। कम-शक्ति प्रणालियाँ आमतौर पर विश्वविद्यालयों में पाई जाती हैं और शिक्षण के लिए उपयोग की जाती हैं, जबकि सामग्री और प्रदर्शन परीक्षण और सामान्य अनुसंधान के लिए अनुसंधान प्रयोगशालाओं में उच्च-शक्ति प्रणालियों की आवश्यकता होती है।

सबसे आम एक अनुसंधान परमाणु रिएक्टर है, जिसकी संरचना और संचालन सिद्धांत इस प्रकार है। इसका कोर पानी के एक बड़े, गहरे कुंड के तल पर स्थित है। यह उन चैनलों के अवलोकन और प्लेसमेंट को सरल बनाता है जिनके माध्यम से न्यूट्रॉन किरणों को निर्देशित किया जा सकता है। कम बिजली के स्तर पर सुरक्षित परिचालन स्थिति बनाए रखने के लिए शीतलक को पंप करने की कोई आवश्यकता नहीं है प्राकृतिक संवहनशीतलक पर्याप्त गर्मी निष्कासन प्रदान करता है। हीट एक्सचेंजर आमतौर पर सतह पर या पूल के शीर्ष पर स्थित होता है जहां गर्म पानी जमा होता है।

जहाज की स्थापना

परमाणु रिएक्टरों का मूल और मुख्य अनुप्रयोग पनडुब्बियों में उनका उपयोग है। उनका मुख्य लाभ यह है कि, जीवाश्म ईंधन दहन प्रणालियों के विपरीत, उन्हें बिजली उत्पन्न करने के लिए हवा की आवश्यकता नहीं होती है। इसलिए, एक परमाणु पनडुब्बी लंबे समय तक पानी में डूबी रह सकती है, जबकि एक पारंपरिक डीजल-इलेक्ट्रिक पनडुब्बी को बीच हवा में अपने इंजनों को चालू करने के लिए समय-समय पर सतह पर आना पड़ता है। नौसैनिक जहाजों को रणनीतिक लाभ देता है। इसके लिए धन्यवाद, विदेशी बंदरगाहों पर या आसानी से कमजोर टैंकरों से ईंधन भरने की कोई आवश्यकता नहीं है।

पनडुब्बी पर परमाणु रिएक्टर के संचालन सिद्धांत को वर्गीकृत किया गया है। हालाँकि, यह ज्ञात है कि संयुक्त राज्य अमेरिका में इसमें अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम का उपयोग किया जाता है, और इसे हल्के पानी से धीमा और ठंडा किया जाता है। पहले परमाणु पनडुब्बी रिएक्टर, यूएसएस नॉटिलस का डिज़ाइन, शक्तिशाली अनुसंधान सुविधाओं से काफी प्रभावित था। इसकी अनूठी विशेषताएं एक बहुत बड़ी प्रतिक्रियाशीलता रिजर्व हैं, जो ईंधन भरने के बिना संचालन की लंबी अवधि और रुकने के बाद फिर से शुरू करने की क्षमता सुनिश्चित करती है। पता लगाने से बचने के लिए पनडुब्बियों में बिजली संयंत्र बहुत शांत होना चाहिए। विशिष्ट आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए विभिन्न वर्गों की पनडुब्बियों का निर्माण किया गया विभिन्न मॉडलबिजली संयंत्रों।

अमेरिकी नौसेना के विमान वाहक एक परमाणु रिएक्टर का उपयोग करते हैं, जिसके संचालन सिद्धांत को उधार लिया हुआ माना जाता है सबसे बड़ी पनडुब्बियाँ. उनके डिज़ाइन का विवरण भी प्रकाशित नहीं किया गया है।

संयुक्त राज्य अमेरिका के अलावा, ग्रेट ब्रिटेन, फ्रांस, रूस, चीन और भारत के पास परमाणु पनडुब्बियां हैं। प्रत्येक मामले में, डिज़ाइन का खुलासा नहीं किया गया था, लेकिन यह माना जाता है कि वे सभी बहुत समान हैं - यह उनके लिए समान आवश्यकताओं का परिणाम है तकनीकी निर्देश. रूस के पास एक छोटा बेड़ा भी है जो सोवियत पनडुब्बियों के समान रिएक्टरों का उपयोग करता है।

औद्योगिक प्रतिष्ठान

उत्पादन उद्देश्यों के लिए, एक परमाणु रिएक्टर का उपयोग किया जाता है, जिसका संचालन सिद्धांत कम ऊर्जा उत्पादन के साथ उच्च उत्पादकता है। यह इस तथ्य के कारण है कि कोर में प्लूटोनियम के लंबे समय तक रहने से अवांछित 240 पु का संचय होता है।

ट्रिटियम उत्पादन

वर्तमान में, ऐसी प्रणालियों द्वारा उत्पादित मुख्य सामग्री ट्रिटियम (3H या T) है - प्लूटोनियम-239 के लिए चार्ज का आधा जीवन 24,100 वर्षों का है, इसलिए इस तत्व का उपयोग करने वाले परमाणु हथियार शस्त्रागार वाले देशों में इसकी मात्रा अधिक होती है। आवश्यकता से अधिक. 239 पु के विपरीत, ट्रिटियम का आधा जीवन लगभग 12 वर्ष है। इस प्रकार, आवश्यक आपूर्ति बनाए रखने के लिए, हाइड्रोजन के इस रेडियोधर्मी आइसोटोप का लगातार उत्पादन किया जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में, सवाना नदी (दक्षिण कैरोलिना) कई भारी जल रिएक्टरों का संचालन करती है जो ट्रिटियम का उत्पादन करते हैं।

फ़्लोटिंग बिजली इकाइयाँ

परमाणु रिएक्टर बनाए गए हैं जो बिजली प्रदान कर सकते हैं और भाप तापनसुदूर पृथक क्षेत्र. उदाहरण के लिए, रूस में, आर्कटिक बस्तियों की सेवा के लिए विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए छोटे बिजली संयंत्रों का उपयोग पाया गया है। चीन में, 10 मेगावाट एचटीआर-10 अनुसंधान संस्थान को गर्मी और बिजली प्रदान करता है जहां यह स्थित है। स्वीडन और कनाडा में समान क्षमताओं वाले छोटे स्वचालित रूप से नियंत्रित रिएक्टरों का विकास चल रहा है। 1960 और 1972 के बीच, अमेरिकी सेना ने ग्रीनलैंड और अंटार्कटिका में दूरस्थ ठिकानों को बिजली देने के लिए कॉम्पैक्ट जल रिएक्टरों का उपयोग किया। उनकी जगह तेल से चलने वाले बिजली संयंत्रों ने ले ली।

अंतरिक्ष की विजय

इसके अलावा, बाहरी अंतरिक्ष में बिजली आपूर्ति और आवाजाही के लिए रिएक्टर विकसित किए गए थे। 1967 और 1988 के बीच, सोवियत संघ ने बिजली उपकरण और टेलीमेट्री के लिए अपने कॉसमॉस श्रृंखला के उपग्रहों पर छोटी परमाणु इकाइयाँ स्थापित कीं, लेकिन यह नीति आलोचना का विषय बन गई। इनमें से कम से कम एक उपग्रह ने पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश किया, जिससे कनाडा के दूरदराज के इलाकों में रेडियोधर्मी संदूषण फैल गया। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1965 में केवल एक परमाणु-संचालित उपग्रह लॉन्च किया है। हालाँकि, लंबी दूरी की अंतरिक्ष उड़ानों, अन्य ग्रहों की मानवयुक्त खोज या स्थायी चंद्र आधार पर उनके उपयोग के लिए परियोजनाएं विकसित की जा रही हैं। यह आवश्यक रूप से एक गैस-ठंडा या तरल धातु परमाणु रिएक्टर होगा, जिसके भौतिक सिद्धांत रेडिएटर के आकार को कम करने के लिए आवश्यक उच्चतम संभव तापमान प्रदान करेंगे। इसके अलावा, रिएक्टर के लिए अंतरिक्ष प्रौद्योगिकीप्रक्षेपण के दौरान परिरक्षण के लिए उपयोग की जाने वाली सामग्री की मात्रा को कम करने और वजन कम करने के लिए जितना संभव हो उतना कॉम्पैक्ट होना चाहिए अंतरिक्ष उड़ान. ईंधन आपूर्ति अंतरिक्ष उड़ान की पूरी अवधि के लिए रिएक्टर के संचालन को सुनिश्चित करेगी।