नियंत्रक छड़ें

Control Rods

नियंत्रण छड़ें परमाणु रिएक्टरों में एक आवश्यक घटक हैं, जिनका उपयोग परमाणु विखंडन प्रक्रिया को नियंत्रित और विनियमित करने के लिए किया जाता है। वे आम तौर पर ऐसी सामग्रियों से बने होते हैं जो न्यूट्रॉन को अवशोषित करने में प्रभावी होते हैं। नियंत्रण छड़ों का प्राथमिक उद्देश्य आगे की प्रतिक्रियाओं के लिए उपलब्ध न्यूट्रॉन की संख्या को समायोजित करके परमाणु विखंडन की दर को प्रबंधित करना है।

नियंत्रण छड़ों का कार्य

   रिएक्टर शक्ति को विनियमित करना

रिएक्टर कोर में नियंत्रण छड़ें डालने या निकालने से, विखंडन प्रतिक्रियाओं को शुरू करने के लिए उपलब्ध न्यूट्रॉन की संख्या को नियंत्रित किया जा सकता है। यह, बदले में, रिएक्टर के बिजली उत्पादन को नियंत्रित करता है।

   शटडाउन और सुरक्षा

आपातकालीन स्थिति में या जब रिएक्टर को बंद करने की आवश्यकता होती है, तो लगभग सभी न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए नियंत्रण छड़ें पूरी तरह से कोर में डाली जा सकती हैं, जिससे विखंडन प्रक्रिया को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है। यह एक सुरक्षा तंत्र के रूप में कार्य करता है।

गणितीय समीकरण

परमाणु रिएक्टर में नियंत्रण छड़ों के व्यवहार को न्यूट्रॉन अवशोषण से संबंधित गणितीय समीकरणों का उपयोग करके वर्णित किया जा सकता है। प्रमुख समीकरणों में से एक है:

$Reactivity={\frac {Change\;in\;Neutron\;Population}{Neutron\;Population\;before\;Change}},$

प्रतिक्रियाशीलता = न्यूट्रॉन जनसंख्या में परिवर्तन, परिवर्तन से पहले न्यूट्रॉन जनसंख्या, प्रतिक्रियाशीलता = परिवर्तन से पहले न्यूट्रॉन जनसंख्या, न्यूट्रॉन जनसंख्या में परिवर्तन​

   प्रतिक्रियाशीलता न्यूट्रॉन जनसंख्या में परिवर्तन को मापती है और यह समझने के लिए आवश्यक है कि नियंत्रण छड़ें रिएक्टर के व्यवहार को कैसे प्रभावित करती हैं।

आरेख

यहां परमाणु रिएक्टर में नियंत्रण छड़ों की अवधारणा को दर्शाने वाला एक सरलीकृत चित्र दिया गया है:

              Control Rods
           |-----------------|
           |                 |
           |                 |
           |                 |
           |                 |
 Reactor   |    Fuel Rods    |    Moderator
  Core     |                 |
           |                 |
           |                 |
           |-----------------|

आरेख में, आप रिएक्टर कोर में डाली गई नियंत्रण छड़ें देख सकते हैं। उनकी स्थिति को समायोजित करके, विखंडन प्रक्रिया के लिए उपलब्ध न्यूट्रॉन की संख्या को नियंत्रित किया जा सकता है।

प्रमुख बिंदु

•    परमाणु रिएक्टरों में परमाणु विखंडन की दर को नियंत्रित करने के लिए नियंत्रण छड़ों का उपयोग किया जाता है।
•    इनमें ऐसे पदार्थ होते हैं जो न्यूट्रॉन को प्रभावी ढंग से अवशोषित कर सकते हैं।
•    नियंत्रण छड़ें डालने या निकालने से, रिएक्टर के बिजली उत्पादन को विनियमित किया जा सकता है, और सुरक्षा के लिए रिएक्टर को बंद किया जा सकता है।

संक्षेप में

नियंत्रण छड़ें विखंडन प्रक्रिया को विनियमित करके और यह सुनिश्चित करके परमाणु रिएक्टरों के सुरक्षित और नियंत्रित संचालन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं कि आवश्यकता पड़ने पर रिएक्टर को सुरक्षित रूप से बंद किया जा सकता है।