रूस ने परमाणु शक्ति में एक सफलता हासिल की

2024 लेखक: Seth Attwood | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-16 16:05

"ब्रेकथ्रू" परियोजना - टॉम्स्क के पास निर्माणाधीन ब्रेस्ट -300 परमाणु रिएक्टर, पृथ्वी के ऊर्जा क्षेत्र में एक नया पृष्ठ खोलेगा। रूस 300 MW की क्षमता वाला दुनिया का पहला Perpetuum Mobile बना रहा है - एक बंद ईंधन चक्र के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र। स्व-व्याख्यात्मक नाम "ब्रेकथ्रू" के साथ परियोजना यूरेनियम खनन के बिना, खतरे के बिना ऊर्जा का वादा करती है और दशकों से प्रतियोगियों को पछाड़ती है …

तैंतालीस हेक्टेयर क्षेत्र, ग्रे अखंड दीवारें, फिटिंग बहुतायत से आकाश में चिपकी हुई, क्रेन और 600 कर्मचारी। तीन साल बाद इस जगह, एक बंद शहर में टॉम्स्क, से 25 किलोमीटर टॉम्स्क, काम करना शुरू कर देगा दुनिया में पहला300 मेगावाट की क्षमता वाला पेरपेटुम मोबाइल एक बंद ईंधन चक्र के साथ एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र है और शीतलक के रूप में पिघला हुआ सीसा है। उद्यम को प्रायोगिक कहा जाता है, क्योंकि इसके लिए सुपरटेक्नोलॉजी की गणना अब तक केवल गणितीय मॉडल पर की जाती है। हालाँकि, एक ऑपरेटिंग रिएक्टर पर उनकी जाँच करने के बाद, हमारे परमाणु वैज्ञानिकों को एक नई पीढ़ी का एक संदर्भ परमाणु ऊर्जा संयंत्र प्राप्त होगा, दशकों से तोशिबा, अरेवा और अन्य के प्रतिस्पर्धियों से अलग होना। परियोजना, जिसका एक स्व-व्याख्यात्मक नाम है " दरार", ऊर्जा का वादा करता है खतरे के बिना और सबसे महत्वपूर्ण रूप से, यूरेनियम खनन के बिना

संशयवादी और शांतिपूर्ण परमाणु

शांतिपूर्ण परमाणु को अवशेष मानने वालों के लिए कुछ शब्द। ऊर्जा के लिए मानवता की आवश्यकता हर 20 साल में दोगुनी हो जाती है। तेल और कोयले को जलाने से लगभग आधा बिलियन टन सल्फर डाइऑक्साइड और नाइट्रोजन ऑक्साइड का वार्षिक निर्माण होता है, अर्थात पृथ्वी के प्रत्येक निवासी के लिए 70 किलोग्राम हानिकारक पदार्थ। परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के प्रयोग से यह समस्या दूर होती है। इसके अलावा, तेल भंडार सीमित हैं, और एक टन यूरेनियम-235 की ऊर्जा तीव्रता लगभग दो मिलियन टन गैसोलीन की ऊर्जा तीव्रता के बराबर है।

लागत भी महत्वपूर्ण है। एक हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन पर, एक किलोवाट-घंटे बिजली की लागत 10-25 कोप्पेक होती है, लेकिन विकसित दुनिया में जलविद्युत क्षमता व्यावहारिक रूप से समाप्त हो जाती है। कोयले या ईंधन तेल स्टेशनों पर - 22-40 कोप्पेक, लेकिन पर्यावरणीय समस्याएं उत्पन्न होती हैं। औद्योगिक पवन और सौर ऊर्जा संयंत्रों में - 35-150 कोप्पेक, थोड़ा महंगा, और जो निरंतर हवा और बादलों की अनुपस्थिति की गारंटी देता है। परमाणु ऊर्जा की प्रमुख लागत 20-50 कोप्पेक है, यह स्थिर है, तेल और कोयले को जलाने की तुलना में बहुत कम पर्यावरणीय समस्याएं पैदा करती है, इसकी क्षमता असीमित है।

अंत में, रूसी शांतिपूर्ण परमाणु प्रतिस्पर्धा से लगभग बाहर हो गया। 2010 में, जब 24 साल की ठंड के बाद, कई देश फिर से परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाना चाहते थे, हमारे रिएक्टर सस्ते हो गए और जापानी, फ्रेंच और अमेरिकी प्रोटोटाइप से भी बदतर नहीं थे। इसके अलावा, हम, प्रतियोगियों के विपरीत , इन सभी वर्षों में हम परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण कर रहे हैं - Rosatom के पास संभावित ग्राहक को दिखाने के लिए कुछ था।

राज्य निगम के प्रबंधन ने परिणामी बाधा का कुशलतापूर्वक निपटारा किया। नतीजतन, वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक पिछले साल दिवालिया हो गया। तोशिबा, जिसने पहले वेस्टिंगहाउस इलेक्ट्रिक को खरीदा था, रास्ते में है। अरेवा की आर्थिक स्थिति भी ठीक नहीं है। वहीं, एटमेक्सपो-2016 में 52 देशों के प्रतिनिधिमंडल आए थे। इनमें से 20 देशों के पास अभी तक परमाणु शक्ति नहीं है। वे अब पहली बार में दिखाई देंगे मिस्र, वियतनाम, तुर्की, इंडोनेशिया, बांग्लादेश - हमारे रूसी परमाणु ऊर्जा संयंत्र।

गहरा नरक

आज की परमाणु ऊर्जा की मुख्य समस्या है ईंधन … पृथ्वी पर 6,3 मिलियन टन आर्थिक रूप से पुनर्प्राप्त करने योग्य यूरेनियम है। यदि खपत वृद्धि को ध्यान में रखा जाए, तो यह लगभग 50 वर्षों तक चलेगी। आज लागत लगभग $ 50 प्रति किलोग्राम अयस्क है, लेकिन चूंकि निष्कर्षण में कम लाभदायक जमा शामिल हैं, यह बढ़कर 130 डॉलर प्रति किलोग्राम और अधिक हो जाएगा। बेशक, खनन भंडार हैं, और छोटे नहीं हैं, लेकिन वे हमेशा के लिए नहीं हैं।

यूरेनियम मेरे लिए कठिन है या बहुत मुश्किल … यूरेनियम अयस्क की चट्टान में लगभग है 0.1-1 प्रतिशत, फायदा या नुकसान।अयस्क लगभग एक किलोमीटर की गहराई पर होता है। खदानों में तापमान 60 डिग्री सेल्सियस से ऊपर है। यूरेनियम अयस्क को घोल से अलग करने के लिए निकाली गई चट्टान को एसिड में, अधिक बार सल्फ्यूरिक एसिड में घोलना चाहिए। कुछ जमा में, सल्फ्यूरिक एसिड को तुरंत जमीन में पंप किया जाता है, ताकि बाद में इसे भंग यूरेनियम के साथ ले जाया जा सके। हालांकि, यूरेनियम चट्टानें हैं जो सल्फ्यूरिक एसिड में नहीं घुलती हैं …

अंत में, केवल शुद्ध यूरेनियम में 0.72 प्रतिशत आवश्यक आइसोटोप यूरेनियम -235 है। वही जिस पर परमाणु रिएक्टर काम करते हैं। इसे उजागर करना एक अलग सिरदर्द है। यूरेनियम गैस (यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड) में परिवर्तित हो जाता है और सेंट्रीफ्यूज के कैस्केड के माध्यम से प्रति सेकंड लगभग दो हजार क्रांतियों की गति से घूमता है, जहां प्रकाश अंश भारी से अलग होता है। डंप - यूरेनियम -238, अवशिष्ट यूरेनियम -235 सामग्री 0.2-0.3 प्रतिशत के साथ, 50 के दशक में बस फेंक दिया गया था। लेकिन फिर उन्होंने इसे खुले आसमान के नीचे विशेष कंटेनरों में ठोस यूरेनियम फ्लोराइड के रूप में संग्रहीत करना शुरू कर दिया। 60 वर्षों से पृथ्वी लगभग जमा हुई है दो मिलियन टन यूरेनियम-238 फ्लोराइड … क्यों रखा जाता है? फिर, वह यूरेनियम-238 तेज परमाणु रिएक्टरों के लिए ईंधन बन सकता है, जिसके साथ अब तक परमाणु वैज्ञानिकों का कठिन संबंध रहा है।

कुल मिलाकर, दुनिया में 11 औद्योगिक फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर बनाए गए: जर्मनी में तीन, फ्रांस में दो, रूस में दो, कजाकिस्तान, जापान, ग्रेट ब्रिटेन और संयुक्त राज्य अमेरिका में एक-एक। उनमें से एक, जर्मनी में SNR-300 को कभी लॉन्च नहीं किया गया था। आठ और रुके हुए हैं। दो मजदूर चले गए … आप कहाँ सोचते हैं? यह सही है, पर बेलोयार्स्क एनपीपी।

एक ओर, फास्ट रिएक्टर पारंपरिक थर्मल रिएक्टरों की तुलना में अधिक सुरक्षित हैं। उनमें कोई उच्च दबाव नहीं है, भाप-ज़िरकोनियम प्रतिक्रिया का कोई खतरा नहीं है, और इसी तरह। दूसरी ओर, न्यूट्रॉन क्षेत्रों की तीव्रता और कार्य क्षेत्र में तापमान अधिक है; स्टील, जो दोनों मापदंडों के तहत अपने गुणों को बनाए रखेगा, निर्माण के लिए अधिक कठिन और अधिक महंगा है। इसके अलावा, पानी को तेज रिएक्टर में शीतलक के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। अवशेष: पारा, सोडियम और सीसा। पारा इसकी उच्च संक्षारकता के कारण समाप्त हो जाता है। लेड को पिघली हुई अवस्था में रखना चाहिए - पिघलने का तापमान 327 डिग्री है। सोडियम का गलनांक 98 डिग्री होता है, इसलिए अब तक सभी फास्ट रिएक्टरों को सोडियम कूलेंट से बनाया गया है। लेकिन सोडियम पानी के साथ बहुत हिंसक रूप से प्रतिक्रिया करता है। यदि सर्किट क्षतिग्रस्त हो गया था … जैसा कि 1995 में जापानी रिएक्टर "मोंजू" में हुआ था। सामान्य तौर पर, तेज़ वाले बहुत कठिन निकले।

चिंता मत करो फ्रीज नहीं होगा

BREST-OD-300 प्रोजेक्ट के प्रमुख Lente.ru को बताते हैं, "चिंता न करें, हमारे ब्रेस्ट-300 रिएक्टर में लेड न केवल कभी जम नहीं पाएगा, बल्कि यह 350 डिग्री से नीचे कभी भी ठंडा नहीं होगा।" एंड्री निकोलेव … - इसके लिए विशेष योजनाएं और प्रणालियां जिम्मेदार हैं। यह एक पूरी तरह से नई परियोजना है जिसका पनडुब्बियों पर लगे लेड-बिस्मथ रिएक्टरों से कोई लेना-देना नहीं है। यहां सब कुछ नवीनतम विकास, प्रौद्योगिकियों और उपलब्धियों को ध्यान में रखते हुए विकसित किया गया था। यह दुनिया का पहला लीड-कूल्ड फास्ट रिएक्टर … यह व्यर्थ नहीं है कि इसे "सफलता" कहा जाता है। इससे पहले कि आप भविष्य का उद्यम हों - चौथी पीढ़ी का परमाणु ऊर्जा संयंत्र बंद किया हुआ ईंधन चक्र।

मुझे निर्माण स्थल पर चढ़ने की अनुमति नहीं थी - यह एक गोपनीय जानकारी है। उन्हें तस्वीरें लेने की भी अनुमति नहीं थी, इसलिए तस्वीरें मेरी नहीं हैं। वे एक ऐसे व्यक्ति द्वारा बनाए गए थे जिन्हें पहले से समझाया गया था कि किसी वस्तु को किस कोण से पकड़ना संभव है, और किन कोणों से यह असंभव है। लेकिन एंड्री निकोलेव ने विस्तार से बताया कि क्यों और किस क्रम में तीन प्रोरीव संयंत्र बनाए जा रहे हैं और एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र कैसे बनाया जा रहा है यूरेनियम के बिना काम कर सकते हैं.

उद्यम में शामिल होंगे तीन कारखाने: ईंधन उत्पादन संयंत्र, स्वयं रिएक्टर और ईंधन पुनर्संसाधन संयंत्र। ईंधन उत्पादन संयंत्र ईंधन तत्वों की एक पूरी तरह से नई संरचना का निर्माण करेगा, जिसका दुनिया में कोई एनालॉग नहीं था। यह एक मिश्रित नाइट्राइड यूरेनियम-प्लूटोनियम ईंधन - एमएनयूपी है। नए रिएक्टर में विखंडनीय पदार्थ होगा प्लूटोनियम … और यूरेनियम -238, जो स्वयं विखंडित नहीं है, थर्मल न्यूट्रॉन से विकिरणित होकर प्लूटोनियम -239 में बदल जाएगा। यही है, ब्रेस्ट -300 रिएक्टर गर्मी, बिजली और इसके अलावा उत्पन्न करेगा , अपने लिए ईंधन तैयार करो।

एक तीर से दो शिकार

दुनिया में आज काम कर रहे हैं 449 शांतिपूर्ण औद्योगिक परमाणु रिएक्टर और 60 अन्य निर्माणाधीन हैं। इन रिएक्टरों के संचालन के दौरान, अतीत और भविष्य, एक नियोजित समस्या उत्पन्न होती है - खर्च किए गए ईंधन असेंबली। सबसे पहले, उन्हें विशेष स्नान में डाल दिया जाता है, जहां वे कई सालों तक "ठंडा हो जाते हैं"। फिर, "ठंडा" ईंधन तत्वों को "सूखी" भंडारण सुविधाओं में संग्रहीत किया जाता है, जहां वे बड़ी मात्रा में जमा होते हैं। अपशिष्ट संयोजनों को संसाधित करने की क्षमता आवश्यकता से कई गुना कम है। क्यों? क्योंकि यह बहुत कठिन और महंगा है।

ब्रेकथ्रू परियोजना अपना स्वयं का ईंधन प्रसंस्करण संयंत्र बनाएगी। जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, यह संयंत्र न केवल जले हुए ईंधन को नष्ट करेगा, बल्कि नई असेंबली के लिए कच्चा माल भी देगा … पुरानी ईंधन की छड़ें एसिड, संभवतः सल्फ्यूरिक में भंग कर दी जाएंगी, फिर संयंत्र में, जटिल रासायनिक तकनीकों का उपयोग करके, समाधान को तत्व द्वारा अलग किया जाएगा। अनावश्यक को वातानुकूलित और दफनाया जाता है, आवश्यक का उपयोग किया जाता है। नए ईंधन के लिए कच्चे माल के अलावा, उद्यम पुराने असेंबलियों से भारी तत्वों के दुर्लभ समस्थानिकों को निकालेगा जिनकी दवा, विज्ञान और उद्योग में मांग है।

वैसे, 300 मेगावाट की रिएक्टर शक्ति को संयोग से नहीं चुना गया था। इस शक्ति पर, यह उतना ही प्लूटोनियम का उत्पादन करेगा जितना कि यह खपत करता है। उच्च शक्ति वाला एक ही रिएक्टर जितना खर्च करेगा उससे अधिक ईंधन का उत्पादन करेगा। इसलिए, एक बार लोड होने के बाद, ब्रेस्ट रिएक्टर सामान्य पेरपेटम मोबाइल की तरह काम करेगा। केवल घटे हुए यूरेनियम की एक छोटी आपूर्ति की आवश्यकता होगी। खैर, और यूरेनियम -238, जैसा कि मैंने पहले ही उल्लेख किया है, परमाणु उद्योग द्वारा इतनी मात्रा में जमा किया जाता है जो हमेशा के लिए चलेगा।

बड़ा सॉस पैन

- ताकि आप एक रिएक्टर की कल्पना कर सकें, - आंद्रेई निकोलेव जारी है। - यह 17 मीटर ऊंचा और 26 मीटर व्यास वाला पैन है। इसमें फ्यूल असेंबलियों को उतारा जाएगा। एक हीट एक्सचेंजर - पिघला हुआ सीसा इसके माध्यम से प्रसारित होगा। से और केवल रूसी उत्पादन के लिए सभी उपकरण। यह एक पूरी तरह से सुरक्षित रिएक्टर होगा जिसमें एकता से कम का प्रतिक्रियाशीलता मार्जिन होगा। यही है, भौतिकी के नियमों के अनुसार, इसमें तेजी लाने के लिए पर्याप्त प्रतिक्रियाशीलता नहीं है। इस पर बड़े पैमाने पर दुर्घटनाएं संभव नहीं हैं। आबादी की निकासी की आवश्यकता कभी नहीं होगी। कोई भी विफलता, यदि ऐसा होता है, तो उद्यम भवन की सीमाओं से आगे नहीं जाएगी। यहां तक कि एक काल्पनिक दुर्घटना के परिणामस्वरूप वातावरण में उत्सर्जन भी नहीं होगा।

ब्रेस्ट-300 रिएक्टर में शीतलक की स्वचालित सफाई शुरू की जाएगी। नए रिएक्टर के कूलेंट, यानी लेड को कभी भी बदलने की आवश्यकता नहीं होगी। यह पारंपरिक परमाणु ऊर्जा - LRW के एक और समस्याग्रस्त अपशिष्ट को समाप्त करता है।

रास्ते में समस्याओं का समाधान होता है

ब्रेस्ट -300 परियोजना के लेखक NIKIET हैं जिनका नाम डोललेज़ल के नाम पर रखा गया है। धन समय पर आवंटित किया जाता है, निर्माण नियोजित गति से आगे बढ़ रहा है, ईंधन निर्माण संयंत्र का संचालन शुरू करने वाला पहला होगा। रिएक्टर का प्रक्षेपण 2024. के लिए निर्धारित है … फिर फ्यूल रीप्रोसेसिंग मॉड्यूल पूरा हो जाएगा। निर्माण के समानांतर, अनुसंधान एवं विकास कार्य जारी है। इन कार्यों के परिणामस्वरूप, निर्माण में समय-समय पर परिवर्तन किए जाते हैं, इसलिए अंतिम अंतिम समय बिंदु का नाम नहीं है।

ब्रेस्ट प्रोजेक्ट के अकादमिक हलकों में विरोध करने वाले हैं। यह समझ में आता है, परियोजना ने प्रतियोगिता जीती, जिसमें कई और प्रतिष्ठित संस्थानों ने भाग लिया। आलोचकों का कहना है कि ब्रेस्ट में इस्तेमाल की जाने वाली प्रौद्योगिकियां अधूरी हैं। विशेष रूप से, वे गर्मी वाहक के रूप में पिघले हुए लेड के उपयोग पर सवाल उठाते हैं, और इसी तरह और भी बहुत कुछ। हम विवरण में नहीं जाएंगे, वे बहुत जटिल और अस्पष्ट हैं। दूसरी ओर, हमें अपने परमाणु वैज्ञानिकों पर भरोसा क्यों नहीं करना चाहिए? यूएसएसआर और उसके बाद रूस ने परमाणु उद्योग में जो भी परियोजनाएं कीं, वे अपने पश्चिमी और पूर्वी समकक्षों से एक कदम आगे थीं। तो हमें यह मानने का क्या कारण है कि इस बार चीजें अलग होंगी? मुझे ऐसा लगता है कि आपको रोसाटॉम और टीवीईएल के लिए और साथ ही साथ अपने लिए खुश होना चाहिए, क्योंकि यह है हमारी निगम।