परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के "पेशे" और "नुकसान"। भौतिकी में शोध कार्य "परमाणु ऊर्जा: पक्ष और विपक्ष"

मुझे लगता है कि पूर्व सोवियत संघ के देशों में, जब परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की बात आती है, तो चेरनोबिल त्रासदी का विचार तुरंत कई लोगों के दिमाग में कौंध जाता है। इसे भूलना इतना आसान नहीं है और मैं इन स्टेशनों के संचालन के सिद्धांत को समझना चाहूंगा, साथ ही उनके फायदे और नुकसान का पता लगाना चाहूंगा।

परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन सिद्धांत

परमाणु ऊर्जा संयंत्र एक प्रकार का परमाणु प्रतिष्ठान है जिसका लक्ष्य ऊर्जा और उसके बाद बिजली का उत्पादन करना है। सामान्य तौर पर, पिछली शताब्दी के चालीसवें दशक को परमाणु ऊर्जा संयंत्र युग की शुरुआत माना जा सकता है। यूएसएसआर विकसित हुआ विभिन्न परियोजनाएँपरमाणु ऊर्जा के उपयोग के संबंध में सैन्य उद्देश्यों के लिए नहीं, बल्कि शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए। इन शांतिपूर्ण उद्देश्यों में से एक बिजली का उत्पादन था। 40 के दशक के अंत में, इस विचार को जीवन में लाने के लिए पहला काम शुरू हुआ। ऐसे स्टेशन जल रिएक्टर पर काम करते हैं, जहां से ऊर्जा निकलती है और विभिन्न शीतलक में स्थानांतरित होती है। इस प्रक्रिया के दौरान भाप निकलती है, जिसे कंडेनसर में ठंडा किया जाता है। और फिर जेनरेटर के माध्यम से करंट शहरवासियों के घरों तक चला जाता है।

परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के सभी फायदे और नुकसान

मैं सबसे बुनियादी और साहसिक लाभ के साथ शुरुआत करूंगा - उच्च ईंधन उपयोग पर कोई निर्भरता नहीं है। इसके अलावा, पारंपरिक ईंधन के विपरीत, परमाणु ईंधन के परिवहन की लागत बेहद कम होगी। मैं यह नोट करना चाहूंगा कि यह रूस के लिए बहुत महत्वपूर्ण है, यह देखते हुए कि हमारा कोयला साइबेरिया से वितरित किया जाता है, और यह बेहद महंगा है।

अब पर्यावरण के दृष्टिकोण से: प्रति वर्ष वायुमंडल में उत्सर्जन की मात्रा लगभग 13,000 टन है और, यह आंकड़ा कितना भी बड़ा क्यों न लगे, अन्य उद्यमों की तुलना में, यह आंकड़ा काफी छोटा है। अन्य पक्ष और विपक्ष:

• बहुत अधिक पानी का उपयोग किया जाता है, जिससे पर्यावरण खराब होता है;
• बिजली उत्पादन की लागत लगभग ताप विद्युत संयंत्रों के समान ही है;
• सबसे बड़ा दोष दुर्घटनाओं के भयानक परिणाम हैं (इसके बहुत सारे उदाहरण हैं)।

मैं यह भी नोट करना चाहूंगा कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र का संचालन बंद होने के बाद, इसे नष्ट कर दिया जाना चाहिए, और इसमें निर्माण मूल्य का लगभग एक चौथाई खर्च हो सकता है। तमाम कमियों के बावजूद दुनिया में परमाणु ऊर्जा संयंत्र काफी आम हैं।

परमाणु ऊर्जा का अनुप्रयोग आधुनिक दुनियायह इतना महत्वपूर्ण हो जाता है कि यदि हम कल जागे तो ऊर्जा मिलेगी परमाणु प्रतिक्रियागायब हो गया, जिस दुनिया को हम जानते हैं उसका अस्तित्व संभवतः समाप्त हो जाएगा। शांति ही आधार है औद्योगिक उत्पादनऔर फ्रांस और जापान, जर्मनी और ग्रेट ब्रिटेन, अमेरिका और रूस जैसे देशों का जीवन। और यदि पिछले दो देश अभी भी परमाणु ऊर्जा स्रोतों को थर्मल स्टेशनों से बदलने में सक्षम हैं, तो फ्रांस या जापान के लिए यह बिल्कुल असंभव है।

परमाणु ऊर्जा के प्रयोग से अनेक समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। मूल रूप से, ये सभी समस्याएं इस तथ्य से संबंधित हैं कि किसी के लाभ के लिए परमाणु नाभिक (जिसे हम परमाणु ऊर्जा कहते हैं) की बाध्यकारी ऊर्जा का उपयोग करने से व्यक्ति को अत्यधिक रेडियोधर्मी कचरे के रूप में एक महत्वपूर्ण बुराई प्राप्त होती है जिसे आसानी से फेंका नहीं जा सकता है। परमाणु ऊर्जा स्रोतों से निकलने वाले कचरे को संसाधित, परिवहन, दफनाया और लंबे समय तक सुरक्षित परिस्थितियों में संग्रहीत किया जाना चाहिए।

परमाणु ऊर्जा के उपयोग के पक्ष और विपक्ष, लाभ और हानि

आइए परमाणु-परमाणु ऊर्जा के उपयोग के फायदे और नुकसान, मानव जाति के जीवन में उनके लाभ, हानि और महत्व पर विचार करें। स्पष्ट है कि परमाणु ऊर्जा की आवश्यकता आज केवल औद्योगिक देशों को ही है। अर्थात्, शांतिपूर्ण परमाणु ऊर्जा का उपयोग मुख्य रूप से कारखानों, प्रसंस्करण संयंत्रों आदि जैसी सुविधाओं में किया जाता है। यह ऊर्जा-गहन उद्योग हैं जो सस्ती बिजली के स्रोतों (जैसे जलविद्युत ऊर्जा संयंत्र) से दूर हैं जो अपनी आंतरिक प्रक्रियाओं को सुनिश्चित करने और विकसित करने के लिए परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का उपयोग करते हैं।

कृषि क्षेत्रों और शहरों को परमाणु ऊर्जा की अधिक आवश्यकता नहीं है। इसे थर्मल और अन्य स्टेशनों से बदलना काफी संभव है। यह पता चला है कि परमाणु ऊर्जा की महारत, अधिग्रहण, विकास, उत्पादन और उपयोग का अधिकांश उद्देश्य औद्योगिक उत्पादों के लिए हमारी जरूरतों को पूरा करना है। आइए देखें कि वे किस प्रकार के उद्योग हैं: मोटर वाहन उद्योग, सैन्य उत्पादन, धातु विज्ञान, रसायन उद्योग, तेल और गैस परिसर, आदि।

क्या कोई आधुनिक व्यक्ति नई कार चलाना चाहता है? फैशनेबल सिंथेटिक्स पहनना चाहते हैं, सिंथेटिक्स खाना चाहते हैं और सब कुछ सिंथेटिक्स में पैक करना चाहते हैं? चमकीला माल चाहता है अलग - अलग रूपऔर आकार? सभी नए फोन, टीवी, कंप्यूटर चाहते हैं? क्या आप बहुत कुछ खरीदना चाहते हैं और अक्सर अपने आस-पास के उपकरण बदलना चाहते हैं? क्या आप रंगीन पैकेजों से स्वादिष्ट रासायनिक भोजन खाना चाहते हैं? क्या आप शांति से रहना चाहते हैं? टीवी स्क्रीन से मधुर भाषण सुनना चाहते हैं? क्या वह चाहता है कि वहाँ बहुत सारे टैंक हों, साथ ही मिसाइलें और क्रूज़र भी हों, साथ ही गोले और बंदूकें भी हों?

और उसे यह सब मिल जाता है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि कथनी और करनी के बीच विसंगति अंततः युद्ध की ओर ले जाती है। इससे कोई फर्क नहीं पड़ता कि इसे रीसाइक्लिंग के लिए भी ऊर्जा की आवश्यकता होती है। फिलहाल शख्स शांत है. वह खाता है, पीता है, काम पर जाता है, बेचता है और खरीदता है।

और इन सबके लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। और इसके लिए तेल, गैस, धातु आदि की भी बहुत आवश्यकता होती है। और ये सब औद्योगिक प्रक्रियाएंपरमाणु ऊर्जा की जरूरत है. इसलिए, कोई कुछ भी कहे, जब तक पहला औद्योगिक रिएक्टर उत्पादन में नहीं डाला जाता थर्मोन्यूक्लियर संलयन, परमाणु ऊर्जा का ही विकास होगा।

हम परमाणु ऊर्जा के लाभों के रूप में उन सभी चीजों को सुरक्षित रूप से सूचीबद्ध कर सकते हैं जिनके हम आदी हैं। नकारात्मक पक्ष संसाधनों की कमी, परमाणु अपशिष्ट की समस्याओं, जनसंख्या वृद्धि और कृषि योग्य भूमि के क्षरण के कारण आसन्न मृत्यु की दुखद संभावना है। दूसरे शब्दों में, परमाणु ऊर्जा ने मनुष्य को प्रकृति पर और भी अधिक नियंत्रण करने की अनुमति दी, इस हद तक सीमा से परे उसका बलात्कार किया कि कुछ ही दशकों में उसने बुनियादी संसाधनों के पुनरुत्पादन की सीमा को पार कर लिया, जिससे 2000 के बीच उपभोग में गिरावट की प्रक्रिया शुरू हो गई। और 2010. यह प्रक्रिया वस्तुगत रूप से अब व्यक्ति पर निर्भर नहीं है।

हर किसी को कम खाना होगा, कम जीना होगा और प्राकृतिक वातावरण का कम आनंद लेना होगा। यहां परमाणु ऊर्जा का एक और प्लस या माइनस निहित है, जो यह है कि जिन देशों ने परमाणु पर महारत हासिल कर ली है, वे उन लोगों के दुर्लभ संसाधनों को अधिक प्रभावी ढंग से पुनर्वितरित करने में सक्षम होंगे जिन्होंने परमाणु पर महारत हासिल नहीं की है। इसके अलावा, केवल थर्मोन्यूक्लियर संलयन कार्यक्रम का विकास ही मानवता को आसानी से जीवित रहने की अनुमति देगा। आइए अब विस्तार से बताएं कि यह किस प्रकार का "जानवर" है - परमाणु (परमाणु) ऊर्जा और इसे किसके साथ खाया जाता है।

द्रव्यमान, पदार्थ और परमाणु (परमाणु) ऊर्जा

हम अक्सर यह कथन सुनते हैं कि "द्रव्यमान और ऊर्जा एक ही चीज़ हैं," या ऐसे निर्णय कि अभिव्यक्ति E = mc2 एक परमाणु (परमाणु) बम के विस्फोट की व्याख्या करती है। अब जब आपको परमाणु ऊर्जा और इसके अनुप्रयोगों की पहली समझ हो गई है, तो आपको "द्रव्यमान ऊर्जा के बराबर है" जैसे बयानों से भ्रमित करना वास्तव में नासमझी होगी। किसी भी मामले में, महान खोज की व्याख्या करने का यह तरीका सर्वोत्तम नहीं है। जाहिर है, यह सिर्फ युवा सुधारवादियों, "नए समय के गैलिलियों" की बुद्धि है। दरअसल, सिद्धांत की भविष्यवाणी, जिसे कई प्रयोगों द्वारा सत्यापित किया जा चुका है, केवल यही कहती है कि ऊर्जा में द्रव्यमान होता है।

अब हम आधुनिक दृष्टिकोण की व्याख्या करेंगे और इसके विकास के इतिहास का संक्षिप्त विवरण देंगे।
जब किसी भौतिक पिंड की ऊर्जा बढ़ती है, तो उसका द्रव्यमान बढ़ता है, और हम इस अतिरिक्त द्रव्यमान का श्रेय ऊर्जा में वृद्धि को देते हैं। उदाहरण के लिए, जब विकिरण अवशोषित होता है, तो अवशोषक गर्म हो जाता है और उसका द्रव्यमान बढ़ जाता है। हालाँकि, वृद्धि इतनी कम है कि यह सामान्य प्रयोगों में माप की सटीकता से परे है। इसके विपरीत, यदि कोई पदार्थ विकिरण उत्सर्जित करता है, तो वह अपने द्रव्यमान की एक बूंद खो देता है, जिसे विकिरण द्वारा दूर ले जाया जाता है। एक व्यापक प्रश्न उठता है: क्या पदार्थ का संपूर्ण द्रव्यमान ऊर्जा द्वारा निर्धारित नहीं होता है, यानी, क्या सभी पदार्थों में ऊर्जा का एक बड़ा भंडार निहित नहीं है? कई वर्ष पहले, रेडियोधर्मी परिवर्तनों ने इस पर सकारात्मक प्रतिक्रिया व्यक्त की थी। जब एक रेडियोधर्मी परमाणु का क्षय होता है, तो भारी मात्रा में ऊर्जा निकलती है (ज्यादातर गतिज ऊर्जा के रूप में), और परमाणु के द्रव्यमान का एक छोटा हिस्सा गायब हो जाता है। माप यह स्पष्ट रूप से दर्शाते हैं। इस प्रकार, ऊर्जा अपने साथ द्रव्यमान ले जाती है, जिससे पदार्थ का द्रव्यमान कम हो जाता है।

नतीजतन, पदार्थ के द्रव्यमान का हिस्सा विकिरण, गतिज ऊर्जा आदि के द्रव्यमान के साथ विनिमेय है। इसीलिए हम कहते हैं: "ऊर्जा और पदार्थ आंशिक रूप से पारस्परिक परिवर्तनों में सक्षम हैं।" इसके अलावा, अब हम ऐसे पदार्थ के कण बना सकते हैं जिनमें द्रव्यमान होता है और जो पूरी तरह से विकिरण में परिवर्तित होने में सक्षम होते हैं, जिसमें द्रव्यमान भी होता है। इस विकिरण की ऊर्जा अन्य रूपों में परिवर्तित हो सकती है, अपना द्रव्यमान उनमें स्थानांतरित कर सकती है। इसके विपरीत, विकिरण पदार्थ के कणों में बदल सकता है। इसलिए "ऊर्जा में द्रव्यमान होता है" के बजाय, हम कह सकते हैं कि "पदार्थ और विकिरण के कण परस्पर परिवर्तनीय हैं, और इसलिए ऊर्जा के अन्य रूपों के साथ परस्पर रूपांतरित होने में सक्षम हैं।" यही पदार्थ की उत्पत्ति और विनाश है। ऐसी विनाशकारी घटनाएँ सामान्य भौतिकी, रसायन विज्ञान और प्रौद्योगिकी के दायरे में नहीं हो सकती हैं, उन्हें या तो परमाणु भौतिकी द्वारा अध्ययन की गई सूक्ष्म लेकिन सक्रिय प्रक्रियाओं में, या सूर्य और सितारों में परमाणु बमों के उच्च तापमान वाले क्रूसिबल में खोजा जाना चाहिए। हालाँकि, यह कहना अनुचित होगा कि "ऊर्जा द्रव्यमान है।" हम कहते हैं: "पदार्थ की तरह ऊर्जा में भी द्रव्यमान होता है।"

साधारण पदार्थ का द्रव्यमान

हम कहते हैं कि सामान्य पदार्थ का द्रव्यमान अपने भीतर आंतरिक ऊर्जा की एक बड़ी आपूर्ति रखता है, जो द्रव्यमान के गुणनफल (प्रकाश की गति)2 के बराबर होता है। लेकिन यह ऊर्जा द्रव्यमान में निहित है और इसके कम से कम हिस्से के गायब होने के बिना इसे जारी नहीं किया जा सकता है। इतना अद्भुत विचार कैसे आया और इसे पहले क्यों नहीं खोजा गया? इसे पहले भी प्रस्तावित किया गया था - विभिन्न रूपों में प्रयोग और सिद्धांत - लेकिन बीसवीं शताब्दी तक ऊर्जा में परिवर्तन नहीं देखा गया था, क्योंकि सामान्य प्रयोगों में यह द्रव्यमान में अविश्वसनीय रूप से छोटे परिवर्तन से मेल खाता है। हालाँकि, अब हमें विश्वास है कि एक उड़ने वाली गोली, अपनी गतिज ऊर्जा के कारण, अतिरिक्त द्रव्यमान रखती है। यहां तक ​​कि 5000 मीटर/सेकंड की गति पर भी, एक गोली जिसका वजन विश्राम के समय ठीक 1 ग्राम है, उसका कुल द्रव्यमान 1.0000000001 ग्राम होगा। 1 किलो वजनी सफेद-गर्म प्लैटिनम केवल 0.0000000000004 किलोग्राम जोड़ेगा और व्यावहारिक रूप से कोई भी वजन इन्हें पंजीकृत नहीं कर पाएगा। परिवर्तन। ऐसा तभी होता है जब परमाणु नाभिक से ऊर्जा का विशाल भंडार निकलता है, या जब परमाणु "प्रोजेक्टाइल" को प्रकाश की गति के करीब गति तक तेज किया जाता है, तो ऊर्जा का द्रव्यमान ध्यान देने योग्य हो जाता है।

दूसरी ओर, द्रव्यमान में सूक्ष्म अंतर भी भारी मात्रा में ऊर्जा जारी करने की संभावना को दर्शाता है। इस प्रकार, हाइड्रोजन और हीलियम परमाणुओं में है सापेक्ष जन 1.008 और 4.004. यदि चार हाइड्रोजन नाभिक मिलकर एक हीलियम नाभिक में मिल सकें, तो 4.032 का द्रव्यमान 4.004 में बदल जाएगा। अंतर छोटा है, केवल 0.028, या 0.7%। लेकिन इसका मतलब होगा ऊर्जा की विशाल रिहाई (मुख्य रूप से विकिरण के रूप में)। 4.032 किलोग्राम हाइड्रोजन 0.028 किलोग्राम विकिरण उत्पन्न करेगा, जिसकी ऊर्जा लगभग 60000000000 Cal होगी।

इसकी तुलना रासायनिक विस्फोट में ऑक्सीजन के साथ समान मात्रा में हाइड्रोजन के संयोजन से निकलने वाली 140,000 कैल्स से करें।
साधारण गतिज ऊर्जा साइक्लोट्रॉन में उत्पन्न होने वाले बहुत तेज़ प्रोटॉन के द्रव्यमान में महत्वपूर्ण योगदान देती है, और यह ऐसी मशीनों के साथ काम करते समय कठिनाइयाँ पैदा करती है।

हम अब भी यह क्यों मानते हैं कि E=mc2

अब हम इसे सापेक्षता के सिद्धांत के प्रत्यक्ष परिणाम के रूप में देखते हैं, लेकिन विकिरण के गुणों के संबंध में पहला संदेह 19वीं शताब्दी के अंत में पैदा हुआ। तब ऐसा लग रहा था कि विकिरण में द्रव्यमान था। और चूंकि विकिरण, पंखों की तरह, ऊर्जा की गति से, या यूं कहें कि यह स्वयं ऊर्जा है, वहन करता है, द्रव्यमान का एक उदाहरण सामने आया है जो किसी "अभौतिक" चीज़ से संबंधित है। विद्युत चुम्बकत्व के प्रायोगिक नियमों ने भविष्यवाणी की कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों में "द्रव्यमान" होना चाहिए। लेकिन सापेक्षता के सिद्धांत के निर्माण से पहले, केवल बेलगाम कल्पना ही अनुपात m=E/c2 को ऊर्जा के अन्य रूपों तक बढ़ा सकती थी।

सभी प्रकार के विद्युत चुम्बकीय विकिरण (रेडियो तरंगें, अवरक्त, दृश्यमान और पराबैंगनी प्रकाशइत्यादि) कुछ की विशेषता हैं सामान्य सुविधाएं: वे सभी एक ही गति से शून्य में फैलते हैं और सभी ऊर्जा और गति धारण करते हैं। हम प्रकाश और अन्य विकिरण की कल्पना उच्च लेकिन निश्चित गति c = 3*108 मीटर/सेकेंड पर फैलने वाली तरंगों के रूप में करते हैं। जब प्रकाश किसी अवशोषित सतह से टकराता है, तो ऊष्मा उत्पन्न होती है, जो दर्शाता है कि प्रकाश की धारा में ऊर्जा होती है। इस ऊर्जा को प्रवाह के साथ-साथ प्रकाश की समान गति से प्रसारित होना चाहिए। वास्तव में, प्रकाश की गति को ठीक इसी प्रकार मापा जाता है: उस समय तक जब लंबी दूरी तय करने में प्रकाश ऊर्जा का एक हिस्सा लगता है।

जब प्रकाश कुछ धातुओं की सतह से टकराता है, तो यह इलेक्ट्रॉनों को नष्ट कर देता है जो बाहर उड़ जाते हैं जैसे कि वे एक कॉम्पैक्ट गेंद से टकराए हों। जाहिर है, यह संकेंद्रित भागों में वितरित होता है, जिसे हम "क्वांटा" कहते हैं। यह विकिरण की क्वांटम प्रकृति है, इस तथ्य के बावजूद कि ये भाग स्पष्ट रूप से तरंगों द्वारा निर्मित होते हैं। समान तरंग दैर्ध्य वाले प्रकाश के प्रत्येक टुकड़े में समान ऊर्जा, ऊर्जा की एक निश्चित "क्वांटम" होती है। ऐसे हिस्से प्रकाश की गति से दौड़ते हैं (वास्तव में, वे प्रकाश हैं), ऊर्जा और संवेग (मोमेंटम) स्थानांतरित करते हैं। यह सब विकिरण को एक निश्चित द्रव्यमान का श्रेय देना संभव बनाता है - प्रत्येक भाग को एक निश्चित द्रव्यमान सौंपा जाता है।

जब प्रकाश दर्पण से परावर्तित होता है, तो कोई ऊष्मा नहीं निकलती है, क्योंकि परावर्तित किरण सारी ऊर्जा अपने साथ ले जाती है, लेकिन दर्पण पर लोचदार गेंदों या अणुओं के दबाव के समान दबाव होता है। यदि प्रकाश दर्पण की बजाय किसी काली अवशोषक सतह से टकराए तो दबाव आधा हो जाता है। यह इंगित करता है कि किरण दर्पण द्वारा घुमाई गई गति की मात्रा को वहन करती है। इसलिए, प्रकाश ऐसे व्यवहार करता है मानो उसमें द्रव्यमान हो। लेकिन क्या यह जानने का कोई और तरीका है कि किसी चीज़ का द्रव्यमान है? क्या द्रव्यमान अपने आप में अस्तित्व में है, जैसे लंबाई, हरा रंगया पानी? या क्या यह शील जैसे व्यवहार द्वारा परिभाषित एक कृत्रिम अवधारणा है? वास्तव में, द्रव्यमान हमें तीन रूपों में ज्ञात होता है:

• A. "पदार्थ" की मात्रा को दर्शाने वाला एक अस्पष्ट कथन (इस दृष्टिकोण से द्रव्यमान पदार्थ में अंतर्निहित है - एक इकाई जिसे हम देख सकते हैं, छू सकते हैं, धक्का दे सकते हैं)।
• B. इसे अन्य भौतिक राशियों से जोड़ने वाले कुछ कथन।
• B. द्रव्यमान संरक्षित है।

अभी द्रव्यमान को संवेग और ऊर्जा के आधार पर निर्धारित करना बाकी है। फिर गति और ऊर्जा से चलने वाली किसी भी गतिशील वस्तु का "द्रव्यमान" होना ही चाहिए। इसका द्रव्यमान (संवेग)/(वेग) होना चाहिए।

सापेक्षता के सिद्धांत

निरपेक्ष स्थान और समय से संबंधित प्रायोगिक विरोधाभासों की एक श्रृंखला को एक साथ जोड़ने की इच्छा ने सापेक्षता के सिद्धांत को जन्म दिया। प्रकाश के साथ दो प्रकार के प्रयोगों ने विरोधाभासी परिणाम दिए, और बिजली के प्रयोगों ने इस संघर्ष को और बढ़ा दिया। तब आइंस्टीन ने वेक्टर जोड़ने के सरल ज्यामितीय नियमों को बदलने का प्रस्ताव रखा। यह परिवर्तन ही इसका सार है।” विशेष सिद्धांतसापेक्षता।"

कम गति के लिए (सबसे धीमे घोंघे से लेकर सबसे तेज़ रॉकेट तक), नया सिद्धांत पुराने सिद्धांत से सहमत है।
पर उच्च गतिप्रकाश की गति की तुलना में, लंबाई या समय की हमारी माप पर्यवेक्षक के सापेक्ष शरीर की गति से संशोधित होती है, विशेष रूप से, शरीर का द्रव्यमान अधिक हो जाता है, यह जितनी तेजी से चलता है।

तब सापेक्षता के सिद्धांत ने घोषणा की कि द्रव्यमान में यह वृद्धि पूरी तरह से सामान्य थी। सामान्य गति पर कोई परिवर्तन नहीं होता है, और केवल 100,000,000 किमी/घंटा की गति पर द्रव्यमान में 1% की वृद्धि होती है। हालाँकि, रेडियोधर्मी परमाणुओं या आधुनिक त्वरक से उत्सर्जित इलेक्ट्रॉनों और प्रोटॉन के लिए, यह 10, 100, 1000%… तक पहुँच जाता है। ऐसे उच्च-ऊर्जा कणों के साथ प्रयोग द्रव्यमान और वेग के बीच संबंध की उत्कृष्ट पुष्टि प्रदान करते हैं।

दूसरे किनारे पर विकिरण है जिसका कोई विश्राम द्रव्यमान नहीं है। यह कोई पदार्थ नहीं है और इसे स्थिर अवस्था में नहीं रखा जा सकता; इसमें बस द्रव्यमान है और गति c से चलता है, इसलिए इसकी ऊर्जा mc2 के बराबर है। जब हम कणों की एक धारा के रूप में प्रकाश के व्यवहार को नोट करना चाहते हैं तो हम फोटॉन के रूप में क्वांटा के बारे में बात करते हैं। प्रत्येक फोटॉन का एक निश्चित द्रव्यमान m, एक निश्चित ऊर्जा E=mс2 और संवेग (मोमेंटम) होता है।

परमाणु परिवर्तन

नाभिक के साथ कुछ प्रयोगों में, हिंसक विस्फोटों के बाद परमाणुओं का द्रव्यमान समान कुल द्रव्यमान में नहीं जुड़ता है। मुक्त ऊर्जा अपने साथ द्रव्यमान का कुछ भाग लेकर आती है; ऐसा प्रतीत होता है कि परमाणु सामग्री का गायब टुकड़ा गायब हो गया है। हालाँकि, यदि हम मापी गई ऊर्जा को द्रव्यमान E/c2 निर्दिष्ट करते हैं, तो हम पाते हैं कि द्रव्यमान संरक्षित है।

पदार्थ का विनाश

हम द्रव्यमान को पदार्थ के अपरिहार्य गुण के रूप में सोचने के आदी हैं, इसलिए द्रव्यमान का पदार्थ से विकिरण में परिवर्तन - एक दीपक से प्रकाश की निकलती हुई किरण तक - लगभग पदार्थ के विनाश जैसा दिखता है। एक और कदम - और हमें यह जानकर आश्चर्य होगा कि वास्तव में क्या हो रहा है: सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रॉन, पदार्थ के कण, एक साथ जुड़कर, पूरी तरह से विकिरण में परिवर्तित हो जाते हैं। उनके पदार्थ का द्रव्यमान विकिरण के बराबर द्रव्यमान में बदल जाता है। यह सबसे शाब्दिक अर्थ में पदार्थ के गायब होने का मामला है। मानो फोकस में, प्रकाश की चमक में।

मापन से पता चलता है कि (ऊर्जा, विनाश के दौरान विकिरण)/सी2 दोनों इलेक्ट्रॉनों के कुल द्रव्यमान के बराबर है - सकारात्मक और नकारात्मक। एक एंटीप्रोटॉन एक प्रोटॉन के साथ जुड़ता है और नष्ट हो जाता है, आमतौर पर उच्च गतिज ऊर्जा वाले हल्के कणों को छोड़ता है।

पदार्थ का निर्माण

अब जब हमने उच्च-ऊर्जा विकिरण (अल्ट्रा-शॉर्ट-वेव एक्स-रे) का प्रबंधन करना सीख लिया है, तो हम विकिरण से पदार्थ के कण तैयार कर सकते हैं। यदि किसी लक्ष्य पर ऐसी किरणों से बमबारी की जाती है, तो वे कभी-कभी कणों की एक जोड़ी उत्पन्न करते हैं, उदाहरण के लिए सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रॉन। और यदि हम फिर से विकिरण और गतिज ऊर्जा दोनों के लिए सूत्र m=E/c2 का उपयोग करते हैं, तो द्रव्यमान संरक्षित रहेगा।

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ऊर्जा सुरक्षा सुनिश्चित करना किसी के भी प्रमुख कार्यों में से एक है आधुनिक राज्य. आज, बिजली पैदा करने के लिए सबसे उन्नत विकल्पों में से एक का उपयोग है परमाणु रिएक्टर. इस संबंध में, बेलारूस में एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाया जा रहा है। हम लेख में इस औद्योगिक सुविधा के बारे में बात करेंगे।

मूल जानकारी

बेलारूसी देश के ग्रोड्नो क्षेत्र में बनाया जा रहा है, जो पड़ोसी लिथुआनिया की राजधानी - विनियस से लगभग 50 किलोमीटर दूर है। निर्माण 2011 में शुरू हुआ और 2019 में पूरा होने वाला है। इकाई की डिज़ाइन क्षमता 2400 मेगावाट है।

ओस्ट्रोवेट्स साइट - वह स्थान जहां स्टेशन बनाया जा रहा है - की देखरेख एटमस्ट्रॉयएक्सपोर्ट कंपनी के रूसी विशेषज्ञों द्वारा की जाती है।

डिज़ाइन के बारे में कुछ शब्द

बेलारूस में राज्य के बजट पर 11 बिलियन अमेरिकी डॉलर का खर्च आएगा।

देश में सुविधा स्थापित करने का मुद्दा 1990 के दशक में उठा, लेकिन निर्माण शुरू करने का अंतिम निर्णय 2006 में ही किया गया। स्टेशन के लिए मुख्य स्थान के रूप में ओस्ट्रोवेट्स शहर को चुना गया था।

नीति प्रभाव

कई विदेशी शक्तियां परमाणु ऊर्जा के पेशेवरों और विपक्षों का विश्लेषण करने के तुरंत बाद परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का निर्माण शुरू करने के लिए तैयार थीं: चीन, चेक गणराज्य, अमेरिका, फ्रांस और रूस। हालाँकि, अंत में मुख्य ठेकेदार बन गया रूसी संघ. हालाँकि शुरू में यह माना गया था कि यह निर्माण रूसी संघ के लिए लाभहीन होगा, जिसने कलिनिनग्राद क्षेत्र में अपने परमाणु ऊर्जा संयंत्र को चालू करने की योजना बनाई थी। लेकिन फिर भी, अक्टूबर 2011 में, बेलारूसी शहर ओस्ट्रोवेट्स को उपकरणों की आपूर्ति के लिए रूसियों और बेलारूसियों के बीच एक अनुबंध पर हस्ताक्षर किए गए।

विधायी पहलू

बेलारूस में, इसे देश की आबादी के विकिरण सुरक्षा संकेतकों को विनियमित करने वाले कानून के अनुसार बनाया गया है। यह अधिनियम उन्हें सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक शर्तों को निर्दिष्ट करता है, जो लोगों को परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की परिचालन स्थितियों के तहत जीवन और स्वास्थ्य को संरक्षित करने की अनुमति देगा।

नगद ऋण

परियोजना के विकास की शुरुआत से ही, इसकी अंतिम लागत विचार के अनुसार भिन्न-भिन्न थी विभिन्न प्रकार केरिएक्टर। प्रारंभ में, 9 बिलियन डॉलर की आवश्यकता थी, जिनमें से 6 को निर्माण पर ही खर्च किया जाना था, और 3 को सभी आवश्यक बुनियादी ढांचे के निर्माण पर खर्च किया जाना था: बिजली लाइनें, स्टेशन श्रमिकों के लिए आवासीय भवन, रेलवे ट्रैक और अन्य चीजें।

यह तुरंत स्पष्ट हो गया कि बेलारूस के पास सभी आवश्यक धन नहीं थे। और इसलिए, देश के नेतृत्व ने रूस से ऋण लेने की योजना बनाई, और "वास्तविक" धन के रूप में। वहीं, बेलारूसवासियों ने तुरंत कहा कि अगर उन्हें पैसा नहीं मिला तो निर्माण खतरे में पड़ जाएगा। बदले में, रूसी अधिकारियों ने अपनी आशंका व्यक्त की है कि उनके पड़ोसी ऋण चुकाने में असमर्थ होंगे या प्राप्त धन का उपयोग अपने देश की अर्थव्यवस्था का समर्थन करने के लिए करेंगे।

इस संबंध में, रूसी अधिकारियों ने बेलारूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्र को एक संयुक्त उद्यम बनाने का प्रस्ताव रखा, लेकिन बेलारूसी पक्ष ने इनकार कर दिया।

इस विवाद का अंत 15 मार्च 2015 को हुआ, जब पुतिन ने मिन्स्क का दौरा किया और स्टेशन के निर्माण के लिए बेलारूस को 10 बिलियन प्रदान किए। परियोजना के लिए अनुमानित भुगतान अवधि लगभग 20 वर्ष है।

निर्माण प्रक्रिया

साइट पर खुदाई 2011 में शुरू हुई। और दो साल बाद, लुकाशेंको ने रूसी सामान्य ठेकेदार को इतने बड़े निर्माण शुरू करने का अधिकार देने वाले एक डिक्री पर हस्ताक्षर किए औद्योगिक सुविधा, बेलारूस में परमाणु ऊर्जा संयंत्र की तरह।

मई 2014 के अंत में, गड्ढा पूरी तरह से तैयार हो गया, और दूसरी इमारत की नींव डालने का काम शुरू हुआ। दिसंबर 2015 में, पहले रिएक्टर के लिए जहाज स्टेशन पर पहुंचाया गया।

आपात स्थिति

मई 2016 में, मीडिया में जानकारी लीक हुई कि परमाणु ऊर्जा संयंत्र निर्माण स्थल पर एक धातु संरचना कथित तौर पर ढह गई थी। बदले में, बेलारूसी विदेश मंत्रालय ने लिथुआनियाई लोगों को आधिकारिक प्रतिक्रिया दी कि निर्माण स्थल पर कोई आपातकालीन स्थिति उत्पन्न नहीं हुई।

लेकिन अक्टूबर 2016 तक, स्टेशन के निर्माण के दौरान आधिकारिक दुर्घटनाओं की संख्या दस तक पहुंच गई, जिनमें से तीन घातक थीं।

कांड

जैसा कि बेलारूस के नागरिक कार्यकर्ताओं में से एक ने बताया, उनके आंकड़ों के अनुसार, 10 जुलाई 2015 को रिएक्टर पोत स्थापित करने के पूर्वाभ्यास के दौरान, यह जमीन पर गिर गया। यह योजना बनाई गई कि अगले दिन पत्रकारों और टेलीविजन की उपस्थिति में स्थापना होगी।

26 जुलाई को, देश के ऊर्जा मंत्रालय ने घटना की पुष्टि की, यह संकेत देते हुए कि यह घटना पतवार के भंडारण स्थल पर क्षैतिज दिशा में बाद की गति के लिए स्लिंगिंग के दौरान हुई। इससे लिथुआनिया की ओर से तत्काल और अत्यंत तीखी प्रतिक्रिया हुई। 28 जुलाई को, इस बाल्टिक देश के ऊर्जा मंत्री ने घटना के सभी विवरणों को स्पष्ट करने और उनके बारे में सूचित करने के अनुरोध के साथ बेलारूसी राजदूत को एक नोट सौंपा।

1 अगस्त अधिष्ठापन कामआवास की स्थापना को उसी समय निलंबित कर दिया गया था मुख्य डिजाइनरइस इकाई ने कहा कि सैद्धांतिक गणना से पता चला है कि रिएक्टर को गिरने से गंभीर क्षति नहीं हुई है। रोसाटॉम के प्रमुख ने भी यही राय साझा की और बताया कि इमारत के संचालन पर प्रतिबंध लगाने का कोई आधार नहीं है।

हालाँकि, परमाणु भौतिकविदों और अन्य तकनीकी विशेषज्ञों की राय बिल्कुल अलग थी। उन सभी ने एक स्वर में कहा: गिरे हुए पतवार का भविष्य में उपयोग नहीं किया जा सकता। यह इस तथ्य से समझाया गया था कि, उत्पाद के वजन को देखते हुए, वेल्ड और कोटिंग गंभीर रूप से क्षतिग्रस्त हो सकते हैं। ये सभी दोष बाद में न्यूट्रॉन प्रवाह के निरंतर संपर्क के कारण प्रकट हो सकते हैं और संपूर्ण संरचना के अंतिम विनाश का कारण बन सकते हैं। इसके अलावा, इंजीनियरों ने वोल्गोडोंस्क स्थित निर्माता में ऐसे मामलों के उत्पादन में पूर्ण अनुभव की कमी पर ध्यान दिया, जिसने तीस से अधिक वर्षों से ऐसे घटकों का उत्पादन नहीं किया था।

परिणामस्वरूप, 11 अगस्त को बेलारूस के ऊर्जा मंत्री ने घोषणा की कि रिएक्टर को आखिरकार बदल दिया जाएगा। परिणामस्वरूप, इंस्टॉलेशन कार्यों की पूर्णता तिथियां अनिश्चित काल के लिए बदल जाएंगी। समस्या के समाधान के रूप में, रोसाटॉम ने दूसरी इकाई के रिएक्टर पोत का उपयोग करने का प्रस्ताव रखा।

विरोध प्रदर्शन

गणतंत्र में ही, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के निर्माण के खिलाफ कई लोकप्रिय विरोध प्रदर्शन बार-बार आयोजित किए गए। लिथुआनिया और ऑस्ट्रिया के उच्च पदस्थ अधिकारियों ने भी स्टेशन के निर्माण के प्रति नकारात्मक रवैया व्यक्त किया। इन दोनों राज्यों ने नोट किया कि परियोजना कई कारणों से कार्यान्वयन के लिए तैयार नहीं थी।

परमाणु ऊर्जा के फायदे और नुकसान

परमाणु ऊर्जा के फायदे और नुकसान पर विचार करते हुए, यह ध्यान देने योग्य है कि परमाणु प्रतिक्रियाओं की विशिष्ट प्रकृति के कारण, खपत किए गए ईंधन की लागत काफी कम है। इस प्रकार के विद्युत उत्पादन का यह मुख्य सकारात्मक पहलू है। साथ ही, यह सुनने में भले ही अजीब लगे, लेकिन यह पर्यावरण के अनुकूल है। यहां तक ​​कि ताप विद्युत संयंत्र भी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की तुलना में वायुमंडल में अधिक हानिकारक उत्सर्जन उत्पन्न करते हैं।

परमाणु रिएक्टरों के नकारात्मक पहलुओं में, हम अपशिष्ट निपटान प्रक्रिया की समस्याग्रस्त प्रकृति और मानव निर्मित दुर्घटनाओं के उच्च खतरे को नोट कर सकते हैं, जो संभावित रूप से लाखों लोगों को नुकसान पहुंचा सकते हैं।

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