একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র হল একটি শিল্প প্রতিষ্ঠান যা পারমাণবিক শক্তি ব্যবহার করে বিদ্যুৎ উৎপাদন করে, যা একটি চুল্লী জাহাজের মধ্যে পারমাণবিক বিভাজন চেইন বিক্রিয়ার সময় তাপ শক্তি হিসাবে মুক্তি পায়। পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র কিভাবে কাজ করে তা অনেকেই জানেন না।
এই কারণে, আমরা আপনাকে বিস্তারিতভাবে বলতে যাচ্ছি কিভাবে একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র ভেতর থেকে কাজ করে.
পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের প্রধান উপাদান
পারমাণবিক চুল্লি একটি পাওয়ার প্ল্যান্টের প্রধান উপাদান, যেহেতু এতে পারমাণবিক জ্বালানী (সাধারণত ইউরেনিয়াম) থাকে এবং এটি এমন সিস্টেমে সজ্জিত যা পারমাণবিক বিক্রিয়া শুরু, রক্ষণাবেক্ষণ এবং নিয়ন্ত্রিত বন্ধ করার অনুমতি দেয়। একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের কার্যপ্রণালী একটি ঐতিহ্যবাহী তাপবিদ্যুৎ কেন্দ্রের অনুরূপ, যেখানে জীবাশ্ম জ্বালানীর দহন দ্বারা তাপ শক্তি উৎপন্ন হয়। বিপরীতে, একটি পারমাণবিক চুল্লি পারমাণবিক জ্বালানীতে উপস্থিত ইউরেনিয়াম পরমাণুর মধ্যে ঘটে এমন নিউক্লিয়ার ফিশন চেইন বিক্রিয়া থেকে তাপ শক্তি পায়।
উত্পন্ন তাপ শক্তি জলকে গরম করতে ব্যবহৃত হয় যতক্ষণ না এটি বাষ্পীভবনের বিন্দুতে পৌঁছায়, উচ্চ চাপ এবং তাপমাত্রায় বাষ্পে পরিণত হয়। এই বাষ্প একটি জেনারেটরের সাথে সংযুক্ত একটি টারবাইন চালায়, যা টারবাইনের ঘূর্ণন দ্বারা উত্পাদিত যান্ত্রিক শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে।
যদিও বিভিন্ন ধরণের পারমাণবিক চুল্লি রয়েছে, দুটি নির্দিষ্ট নকশা দেখা যায় যে, একসাথে, বিশ্বব্যাপী প্রায় 80টি অপারেশনাল ইউনিটের 450% এরও বেশি প্রতিনিধিত্ব করে: চাপযুক্ত জল চুল্লি (PWR) এবং চাপযুক্ত জল চুল্লি (BWR)।
একটি চাপযুক্ত জল চুল্লির অপারেশন (PWR)
এটা মনে রাখা অপরিহার্য যে নিউক্লিয়ার ফিশনের সময়, নিউক্লিয়াস দ্বারা আঘাতপ্রাপ্ত ভারী পরমাণুর নিউক্লিয়াস ছোট, হালকা নিউক্লিয়াসে পরিণত হয়। এই প্রক্রিয়াটি প্রোটন এবং নিউট্রনকে আবদ্ধ করে এমন শক্তি প্রকাশ করে এবং এর ফলে দুই বা তিনটি নিউট্রন নির্গত হয়। এই নিউট্রন নির্গত হয় তারা অন্যান্য ভারী নিউক্লিয়াসের সাথে মিথস্ক্রিয়া করে অতিরিক্ত বিভাজন প্ররোচিত করতে সক্ষম, যা চক্রকে স্থায়ী করে আরও নিউট্রন মুক্ত করবে। এই ক্যাসকেড প্রভাব নিউক্লিয়ার ফিশন চেইন বিক্রিয়া নামে পরিচিত।
একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের অপারেশন নিম্নলিখিত পর্যায়গুলিতে সংক্ষিপ্ত করা যেতে পারে:
- পারমাণবিক চুল্লিতে, ইউরেনিয়াম বিদারণের মধ্য দিয়ে যায় যা প্রচুর পরিমাণে শক্তি উৎপন্ন করে যা সিস্টেমের মাধ্যমে সঞ্চালিত উচ্চ-চাপের শীতল জলকে উত্তপ্ত করে। এই উত্তপ্ত জল তারপর প্রাথমিক সার্কিটের মাধ্যমে একটি হিট এক্সচেঞ্জারে পরিবহন করা হয়, যা একটি বাষ্প জেনারেটর হিসাবে পরিচিত, যেখানে এটি জলীয় বাষ্প উৎপাদনের সুবিধা দেয়।
- টারবাইন-জেনারেটর সমাবেশ একটি সেকেন্ডারি সার্কিটের মাধ্যমে বাষ্প গ্রহণ করে। পৌঁছানোর পর, বাষ্প টারবাইন ব্লেড ঘোরে। টারবাইন শ্যাফটের এই ঘূর্ণন পরবর্তীকালে অল্টারনেটরকে চালিত করে, যান্ত্রিক শক্তিকে বিদ্যুতে রূপান্তরিত করে।
- একবার জলীয় বাষ্প টারবাইনের মধ্য দিয়ে চলে গেলে, এটি একটি কনডেন্সারে যায়, যেখানে এটি ঠান্ডা হয় এবং আবার তরল জলে রূপান্তরিত হয়।
- তারপরে জল আবার বাষ্প জেনারেটরে ফেরত দেওয়া হয়, একটি বন্ধ লুপের মধ্যে কাজ করে আবার বাষ্প তৈরি করে।
পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের মূল উপাদান
আমরা আগেই বলেছি যে একটি পারমাণবিক চুল্লী হল এমন একটি সুবিধা যা একটি নিয়ন্ত্রিত পদ্ধতিতে ফিশন চেইন বিক্রিয়াগুলি শুরু, বজায় রাখা এবং শেষ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, উত্পাদিত তাপ নিষ্কাশনের জন্য প্রয়োজনীয় প্রক্রিয়াগুলির সাথে সজ্জিত। চুল্লি হল একটি পাওয়ার প্লান্টের প্রধান উপাদান এবং পারমাণবিক জ্বালানী সংরক্ষণের জায়গা হিসাবে কাজ করে।
পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের প্রধান উপাদানগুলো হল:
- জ্বালানী: এটি এমন উপাদান যেখানে বিদারণ প্রতিক্রিয়া ঘটে, যা সাধারণত সমৃদ্ধ ইউরেনিয়াম ডাই অক্সাইড ব্যবহার করে। এই পদার্থটির একটি দ্বৈত কার্য রয়েছে: এটি শক্তির উত্স হিসাবে এবং চেইন বিক্রিয়া বজায় রাখার জন্য প্রয়োজনীয় নিউট্রনের সরবরাহকারী হিসাবে কাজ করে। এটি শক্ত আকারে সরবরাহ করা হয়, যার দৈর্ঘ্য প্রায় চার মিটার ধাতব বারে মোড়ানো নলাকার ট্যাবলেট থাকে।
- মডারেটরের: পদার্থ যা বিদারণের সময় উত্পাদিত দ্রুত নিউট্রনের গতি হ্রাস করে, এইভাবে অতিরিক্ত ফিশনকে সহজতর করে এবং চেইন বিক্রিয়া বজায় রাখে।
- রেফ্রিজারেন্ট: এটি একই জল যা একটি মডারেটর হিসাবে কাজ করে এবং ইউরেনিয়াম জ্বালানীতে ঘটে যাওয়া বিদারণ প্রতিক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত তাপ অপসারণ করতে ব্যবহৃত হয়।
- কন্ট্রোল বার: এগুলি চুল্লির নিয়ন্ত্রণ উপাদান এবং নিউট্রন শোষক হিসাবে কাজ করে। বোরন কার্বাইড বা ইন্ডিয়াম-ক্যাডমিয়াম দ্বারা গঠিত, এই রডগুলি নিউট্রন জনসংখ্যার ক্রমাগত পরিচালনার অনুমতি দেয়, চুল্লির স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে এবং প্রয়োজনে এটি বন্ধ করার সুবিধা দেয়।
- বর্ম: এটি চুল্লী থেকে বাহ্যিক পরিবেশে বিকিরণ এবং নিউট্রনের পালাতে বাধা দেয়। সাধারণত, এই উদ্দেশ্যে কংক্রিট, ইস্পাত বা সীসার মতো উপকরণ ব্যবহার করা হয়।
- নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য: প্রতিটি পারমাণবিক সুবিধা পরিবেশে তেজস্ক্রিয়তার মুক্তি রোধ করার জন্য পরিকল্পিত অসংখ্য সুরক্ষা ব্যবস্থার সাথে সজ্জিত, যার মধ্যে রয়েছে কন্টেনমেন্ট কাঠামো।
- চাপ নিয়ন্ত্রক: এটি প্রাথমিক কুলিং সার্কিটের একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান। এই নিয়ন্ত্রক চুল্লির ভিতরে চাপ কার্যকরভাবে পরিচালনা করতে সম্পৃক্ততার অবস্থার অধীনে তরল এবং বাষ্প পর্যায়ের মধ্যে ভারসাম্য বজায় রাখে।
- চুল্লি জাহাজ: এটি পারমাণবিক চুল্লিকে আবদ্ধ করে, যেখানে ফিশন চেইন বিক্রিয়া ঘটে। এই জাহাজের মূল অংশ জ্বালানি উপাদান দিয়ে তৈরি।
- বাষ্প জেনারেটর: এগুলি হিট এক্সচেঞ্জার হিসাবে কাজ করে, যেখানে প্রাথমিক সার্কিটের শীতল জল উল্টানো U-আকৃতির টিউবের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত হয় এবং এর তাপীয় শক্তিকে সেকেন্ডারি সার্কিটের জলে স্থানান্তরিত করে, এইভাবে এটি জলীয় বাষ্পে রূপান্তরিত করে।
- কন্টেনমেন্ট বিল্ডিং: এটি এমন একটি ঘের যা চুল্লী কুলিং সিস্টেম সহ বেশ কয়েকটি সহায়ক সিস্টেম ধারণ করে এবং স্বাভাবিক ক্রিয়াকলাপের সময় একটি প্রতিরক্ষামূলক বাধা হিসাবে কাজ করে, কার্যকরভাবে বাইরের পরিবেশে দূষণকারী পদার্থের পালাতে বাধা দেয়। অন্যান্য নিরাপত্তা ব্যবস্থার সাথে একত্রে, দুর্ঘটনা ঘটলে বায়ুমণ্ডলে ফিশন পণ্যের সম্ভাব্য মুক্তি রোধ করার গুরুত্বপূর্ণ দায়িত্ব রয়েছে।
- টারবাইন: সুবিধাটি বাষ্প জেনারেটর থেকে জলীয় বাষ্প ক্যাপচার করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, ব্লেডের মাধ্যমে এর শক্তিকে ঘূর্ণন যান্ত্রিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। বেশ কয়েকটি বিভাগ বাষ্প সম্প্রসারণের উদ্দেশ্যে করা হয়েছে। খাদ নিরাপদভাবে অল্টারনেটর খাদ সঙ্গে সংযুক্ত করা হয়.
- বিকল্পকারী: টারবাইনের ঘূর্ণন যান্ত্রিক শক্তিকে মাঝারি ভোল্টেজ এবং উচ্চ তীব্রতা বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তর করে বিদ্যুৎ উৎপন্ন করে এমন ডিভাইস।
- ট্রান্সফরমার: অল্টারনেটর দ্বারা উত্পাদিত বিদ্যুতের ভোল্টেজ বাড়ানোর জন্য ডিজাইন করা ডিভাইসটি কনজাম্পশন পয়েন্টে ট্রান্সমিশনের সময় ক্ষতি কমাতে।
- শীতল জল: নদী, জলাধার বা সমুদ্রের জল কনডেন্সারের ভিতরে জলীয় বাষ্পকে ঘনীভূত করতে কাজ করে। এই জল সরাসরি তার মূল উৎসে ফেরত দেওয়া যেতে পারে, যা একটি খোলা লুপ হিসাবে পরিচিত, বা একটি বন্ধ লুপ সিস্টেমে একটি কুলিং টাওয়ারের মাধ্যমে পুনর্ব্যবহারযোগ্য।
- কুলিং টাওয়ার: তারা বায়ুমণ্ডলে বিদ্যুৎ উৎপাদনের সময় উত্পন্ন অবশিষ্ট তাপের একটি অংশের অপচয়ের সুবিধা দেয়, ঠান্ডার উত্স হিসাবে পরিবেশন করে। এই সিস্টেমটি কনডেন্সারের মাধ্যমে সঞ্চালিত জলকে ঠান্ডা করতে ব্যবহৃত হয়, যা উদ্ভিদের সহায়ক কুলিং সার্কিটের একটি অবিচ্ছেদ্য উপাদান।
- কনডেন্সার: একটি হিট এক্সচেঞ্জারে একাধিক টিউব থাকে যা শীতল জলের সঞ্চালনকে সহজ করে। টারবাইন থেকে কনডেন্সারে প্রবেশ করা বাষ্পীভূত জল একটি তরল প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে তরল পর্যায়ে চলে যায়। এই প্রক্রিয়াটি একটি ভ্যাকুয়াম তৈরি করে যা টারবাইনের অপারেটিং দক্ষতা উন্নত করে।
আমি আশা করি যে এই তথ্যের সাহায্যে আপনি একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্র কীভাবে ভিতরে থেকে কাজ করে সে সম্পর্কে আরও জানতে পারবেন।