1. नाभिकीय रिएक्टर क्या है? (What is a Nuclear Reactor?)

नाभिकीय रिएक्टर (Nuclear Reactor) एक उपकरण है जो नाभिकीय विखंडन (Nuclear Fission) की नियंत्रित प्रक्रिया द्वारा ऊर्जा उत्पन्न करता है। इसका उपयोग मुख्य रूप से विद्युत ऊर्जा उत्पादन और शोध कार्यों के लिए किया जाता है।

2. नाभिकीय रिएक्टर के प्रमुख घटक (Key Components of a Nuclear Reactor)

• ईंधन (Fuel): यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239 जैसे नाभिकीय पदार्थ।
• मध्यवर्ती (Moderator): न्यूट्रॉनों की गति धीमी करने के लिए, जैसे पानी, भारी पानी, या ग्रेफाइट।
• नियंत्रक छड़ें (Control Rods): न्यूट्रॉन अवशोषित करने के लिए, जैसे बोरॉन या कैडमियम।
• शीतलक (Coolant): उत्पन्न गर्मी को हटाने के लिए, जैसे पानी, कार्बन डाइऑक्साइड, या हीलियम।
• संलग्नक (Containment): विकिरण को रोकने के लिए सुरक्षा परत।

3. नाभिकीय रिएक्टर का कार्य सिद्धांत (Working Principle of a Nuclear Reactor)

नाभिकीय रिएक्टर निम्नलिखित प्रक्रिया के माध्यम से कार्य करता है:

1. नाभिकीय ईंधन (यूरेनियम-235) न्यूट्रॉनों द्वारा विखंडित होता है।
2. विखंडन से ऊर्जा और अधिक न्यूट्रॉन उत्सर्जित होते हैं।
3. मध्यवर्ती (Moderator) न्यूट्रॉनों की गति धीमी करता है ताकि वे अधिक विखंडन प्रतिक्रियाएँ शुरू कर सकें।
4. नियंत्रक छड़ें (Control Rods) न्यूट्रॉन की संख्या को नियंत्रित करके प्रतिक्रिया को स्थिर करती हैं।
5. शीतलक (Coolant) उत्पन्न गर्मी को हटाकर इसे बिजली उत्पादन में परिवर्तित करता है।

4. नाभिकीय रिएक्टर के प्रकार (Types of Nuclear Reactors)

5. अनुप्रयोग (Applications)

• विद्युत उत्पादन।
• चिकित्सा क्षेत्र में रेडियोआइसोटोप निर्माण।
• शोध और वैज्ञानिक अध्ययन।

6. उदाहरण (Numerical Example)

उदाहरण:

प्रश्न: एक नाभिकीय रिएक्टर 200 MeV ऊर्जा प्रति विखंडन उत्पन्न करता है। यदि प्रति सेकंड 1 × 10²⁰ विखंडन होते हैं, तो उत्पन्न ऊर्जा कितनी होगी?

कुल ऊर्जा:

E = संख्या × ऊर्जा प्रति विखंडन

E = (1 × 10²⁰) × (200 × 1.6 × 10^-13)

E = 3.2 × 10⁷ J

उत्तर: रिएक्टर से उत्पन्न ऊर्जा 3.2 × 10⁷ J होगी।