तीव्र प्रजनक रिएक्टर

fast breeder reactor

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर एक प्रकार का परमाणु रिएक्टर है जिसे परमाणु विखंडन के माध्यम से ऊर्जा उत्पन्न करते समय उपभोग की तुलना में अधिक विखंडनीय सामग्री का उत्पादन करने के लिए अभिकल्पित (डिज़ाइन) किया गया है। शब्द "ब्रीडर" इंगित करता है कि ये रिएक्टर संचालन की अवधि में प्लूटोनियम जैसी अतिरिक्त विखंडनीय सामग्री का उत्पादन करने में सक्षम हैं। यह सुविधा फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों को परमाणु ईंधन और ऊर्जा का एक मूल्यवान स्रोत बनाती है।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कैसे काम करते हैं

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर एक अलग प्रकार के शीतलक, प्रायः तरल सोडियम का उपयोग करते हैं, जो न्यूट्रॉन को उच्च गति (इसलिए "तेज" शब्द) पर चलायमान हो सकता है । पारंपरिक थर्मल रिएक्टरों में, विखंडन की संभावना को बढ़ाने के लिए न्यूट्रॉन वेग को मंद कर दिया जाता है। फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में, तीव्र गति न्यूट्रॉन उन सामग्रियों में विखंडन का कारण बन सकते हैं, जो मंद गति के न्यूट्रॉन से सरलता से विखंडित नहीं होते हैं।

विखंडनीय सामग्री

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के मूल में प्रायः यूरेनियम-235 (यू-235) या प्लूटोनियम-239 (पीयू-239) जैसी विखंडनीय सामग्री होती है। जब ये नाभिक न्यूट्रॉन को अधिग्रहित कर लेते हैं तो परमाणु विखंडन से गुजर सकते हैं।

विखंडन

तीव्र न्यूट्रॉन का उपयोग विखंडनीय पदार्थ में विखंडन उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। जब एक विखंडनीय नाभिक एक न्यूट्रॉन को पकड़ लेता है, तो यह विखंडन से गुजरता है, जिससे बड़ी मात्रा में ऊर्जा और अधिक न्यूट्रॉन निकलते हैं।

न्यूट्रॉन गुणन

विखंडन प्रक्रिया में उत्पन्न कुछ न्यूट्रॉन उपजाऊ पदार्थों, जैसे घटे हुए यूरेनियम या थोरियम द्वारा अवशोषित होते हैं। यह इन सामग्रियों को प्लूटोनियम-239 जैसे विखंडनीय पदार्थों में बदल सकता है। इस प्रक्रिया से प्रतिघातक (आंग्ल भाषा में "रिएक्टर" : reactor) में विखंडनीय सामग्री की मात्रा बढ़ जाती है, इसलिए इसे प्रजनक(आंग्ल भाषा में "ब्रीडर" :breeder) के नाम से जाना जाता है।

ऊष्मा उत्पादन

विखंडन की अवधि में निकलने वाली ऊर्जा ऊष्मा में परिवर्तित हो जाती है, जिसका उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। फिर भाप एक जनरेटर से जुड़ी टरबाइन को चलाती है, जिससे बिजली उत्पन्न होती है।

गणितीय समीकरण

फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में उपयोग किए जाने वाले गणितीय समीकरण न्यूट्रॉन संतुलन, विखंडन की दर और गर्मी उत्पादन से संबंधित हैं। ये समीकरण काफी जटिल हैं और प्रायः कंप्यूटर अनुरूपण (सिमुलेशन) और रिएक्टर भौतिकी कोड का उपयोग करके हल किए जाते हैं।

आरेख

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर का एक सरलीकृत आरेख इस तरह दिख सकता है:

     Reactor Core
     ---------------
    | Fissile       |  (e.g., U-235, Pu-239)
    | Material      |
    |               |
    |               |
    |               |
    |               |
    |               |
    |               |
    | Fertile       |  (e.g., depleted uranium)
    | Material      |
    |               |
    |               |
     ---------------
        |
    Liquid Sodium
        |
        V
     Heat Exchanger
        |
        V
     Steam Generator
        |
        V
     Turbine & Generator
        |
        V
    Electrical Power

इस चरणबद्ध आरेख में यह दर्शाया गया है की,फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के कोर वह स्थान है, जहां विखंडन होता है, जो उपजाऊ सामग्री से घिरा हुआ है। तरल सोडियम शीतलक के रूप में कार्य करता है, इस प्रयोग में जनित ऊष्मा को ऊष्मा विनिमयक (हीट एक्सचेंजर) में स्थानांतरित करता है, जो फिर जनरेटर से जुड़े टरबाइन को चलाने के लिए भाप उत्पन्न करता है, जिससे विद्युत ऊर्जा उत्पन्न होती है।

प्रमुख बिंदु

•    फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों को उनके उपभोग से अधिक विखंडनीय सामग्री का उत्पादन करने के लिए अभिकल्पित (डिज़ाइन) किया गया है।
•    वे विखंडन को प्रेरित करने के लिए तीव्र गति के न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं, जिससे अतिरिक्त विखंडनीय सामग्री का उत्पादन संभव हो जाता है।
•    ये रिएक्टर टिकाऊ परमाणु ऊर्जा का एक संभावित स्रोत हैं और परमाणु कचरे के प्रबंधन में सुविधा करते हैं।

संक्षेप में

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर एक विशेष प्रकार के परमाणु रिएक्टर हैं जो उपभोग की तुलना में अधिक विखंडनीय सामग्री का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे वे परमाणु ऊर्जा उत्पादन और संसाधन प्रबंधन का एक महत्वपूर्ण अंग बन जाते हैं।