উন্নত রিঅ্যাক্টর জাহাজগুলি পারমাণবিক নিরাপত্তা মানদণ্ডকে শক্তিশালী করে

কল্পনা করুন যে একটি ইস্পাত দৈত্য একটি পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের গভীরে সমাহিত, মানবতার পরিচ্ছন্ন শক্তির সাধনাকে রক্ষা করার সময় অকল্পনীয় চাপ এবং বিকিরণ সহ্য করে। এটি হল চুল্লি চাপ জাহাজ (RPV), পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রের নিরাপত্তার ভিত্তি। এই নিবন্ধটি এই সমালোচনামূলক উপাদানটি খুঁজে বের করে, এর ব্যতিক্রমী প্রকৌশল, কঠোর উপাদান নির্বাচন এবং বিকশিত সুরক্ষা প্রযুক্তিগুলি অন্বেষণ করে।

চুল্লি চাপ জাহাজ পারমাণবিক বিদ্যুৎ কেন্দ্রগুলির একটি গুরুত্বপূর্ণ উপাদান, একটি শক্তিশালী দুর্গ হিসাবে কাজ করে যা চুল্লির কুল্যান্ট, কোর শিল্ডিং এবং জ্বালানী সমাবেশগুলিকে আবদ্ধ করে। সোভিয়েত যুগের RBMK চুল্লির বিপরীতে, যা প্রতিটি জ্বালানি সমাবেশকে পৃথক 8-সেমি ব্যাসের পাইপে রাখে, বেশিরভাগ আধুনিক পারমাণবিক প্ল্যান্ট নিরাপত্তার জন্য RPV-এর উপর নির্ভর করে। রিঅ্যাক্টরগুলি সাধারণত জাহাজের কনফিগারেশনের পরিবর্তে কুল্যান্ট টাইপের দ্বারা শ্রেণীবদ্ধ করা হয়, চাপের জাহাজের উপস্থিতি এবং নকশা সরাসরি একটি উদ্ভিদের নিরাপত্তা এবং দক্ষতাকে প্রভাবিত করে।

সাধারণ চুল্লি শ্রেণীবিভাগ অন্তর্ভুক্ত:

• হালকা-পানির চুল্লি (LWRs):প্রেসারাইজড ওয়াটার রিঅ্যাক্টর (PWRs) এবং ফুটন্ত ওয়াটার রিঅ্যাক্টর (BWRs) সহ সর্বাধিক ব্যবহৃত প্রকার।
• গ্রাফাইট-মডারেটেড চুল্লি:চেরনোবিল RBMK চুল্লি দ্বারা উদাহরণ, ডিজাইনগুলি বিশ্বের বেশিরভাগ বেসামরিক পারমাণবিক প্ল্যান্ট থেকে সম্পূর্ণ আলাদা।
• গ্যাস-শীতল তাপ চুল্লি:অ্যাডভান্সড গ্যাস-কুলড রিঅ্যাক্টর (এজিআর), গ্যাস-কুলড ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টর এবং উচ্চ-তাপমাত্রার গ্যাস-কুলড রিঅ্যাক্টর সহ। যুক্তরাজ্যের ম্যাগনক্স চুল্লী একটি উৎকৃষ্ট উদাহরণ।
• চাপযুক্ত ভারী-পানির চুল্লি (PHWRs):মডারেটর বা কুল্যান্ট হিসাবে ভারী জল (ডিউটেরিয়াম দিয়ে সমৃদ্ধ) ব্যবহার করা। কানাডার CANDU চুল্লি একটি বিশিষ্ট PHWR।
• তরল ধাতু-ঠান্ডা চুল্লি:শীতল করার জন্য সোডিয়াম বা সীসা-বিসমাথ অ্যালয়েসের মতো গলিত ধাতু ব্যবহার করা।
• গলিত লবণ চুল্লি (MSRs):কুল্যান্ট হিসাবে ফ্লোরাইড-ভিত্তিক গলিত লবণ ব্যবহার করা। উচ্চ তাপমাত্রা এবং নিম্ন চাপে কাজ করে, MSRs চুল্লী জাহাজের উপর চাপ কমায়।

প্রেসার ভেসেল ব্যবহার করে প্রধান চুল্লির ধরনগুলির মধ্যে, পিডব্লিউআরগুলি একটি স্বতন্ত্র চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়: অপারেশন চলাকালীন নিউট্রন বিকিরণ (বা নিউট্রন ফ্লুয়েন্স) ধীরে ধীরে জাহাজের উপাদানগুলিকে ক্ষয় করে। বিপরীতে, BWR জাহাজগুলি - আকারে বড় - ভাল নিউট্রন শিল্ডিং প্রদান করে। যদিও এটি উত্পাদন খরচ বাড়ায়, এটি পরিষেবা জীবন বাড়ানোর জন্য অ্যানিলিংয়ের প্রয়োজনীয়তা দূর করে।

পিডব্লিউআর জাহাজের জীবনকাল দীর্ঘায়িত করার জন্য, ফ্রেমটোম (পূর্বে আরেভা) এর মতো পারমাণবিক পরিষেবা প্রদানকারী এবং অপারেটররা অ্যানিলিং প্রযুক্তি বিকাশ করছে। এই জটিল, উচ্চ-মূল্যের প্রক্রিয়াটির লক্ষ্য হল দীর্ঘস্থায়ী বিকিরণ দ্বারা ক্ষয়প্রাপ্ত বস্তুগত বৈশিষ্ট্যগুলি পুনরুদ্ধার করা।

ডিজাইনের বৈচিত্র থাকা সত্ত্বেও, সমস্ত PWR চাপ জাহাজের মূল বৈশিষ্ট্যগুলি ভাগ করে নেয়:

• জাহাজের শরীর:সবচেয়ে বড় উপাদান, হাউজিং ফুয়েল অ্যাসেম্বলি, কুল্যান্ট এবং সাপোর্ট স্ট্রাকচার। সাধারণত জ্বালানী লোড করার জন্য একটি শীর্ষ খোলার সাথে নলাকার।
• জাহাজের মাথা:কন্ট্রোল রড ড্রাইভ এবং কুল্যান্ট লেভেল প্রোবের জন্য অনুপ্রবেশ ধারণ করে শীর্ষে সংযুক্ত।
• জ্বালানী সমাবেশ:ইউরেনিয়াম বা ইউরেনিয়াম-প্লুটোনিয়াম মিশ্রণ ধারণকারী রডের গ্রিডের মতো অ্যারে।
• কোর শিল্ডিং:একটি নলাকার বাধা দ্রুত নিউট্রন থেকে জাহাজকে রক্ষা করে, যা ভ্রান্তি সৃষ্টি করে।

ক্ষয় কমানোর সময় RPV উপকরণ অবশ্যই উচ্চ তাপমাত্রা এবং চাপ সহ্য করতে হবে। ভেসেল শেল সাধারণত 3-10 মিমি অস্টেনিটিক স্টেইনলেস স্টীল (কুল্যান্ট-সংযোগ এলাকার জন্য) দিয়ে পরিহিত কম খাদ ফেরিটিক স্টিল ব্যবহার করে। বিকশিত ডিজাইনে এনকেল-সমৃদ্ধ ধাতু যেমন SA-302 B (Mo-Mn স্টিল) এবং SA-533/SA-508 গ্রেডগুলি উন্নত ফলন শক্তির জন্য অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে। এই Ni-Mo-Mn ফেরিটিক স্টিলগুলি উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং শক প্রতিরোধের অফার করে-কিন্তু তাদের বিকিরণ প্রতিক্রিয়া সমালোচনামূলক থাকে।

2018 সালে, Rosatom বিকিরণের ক্ষতি কমানোর জন্য তাপীয় অ্যানিলিং প্রযুক্তি তৈরি করেছে, জাহাজের আয়ু 15-30 বছর বাড়িয়েছে (বালাকোভো ইউনিট 1 এ প্রদর্শিত)। পারমাণবিক পরিবেশ নিরলস কণা বোমাবর্ষণের বিষয়বস্তু, পরমাণুকে স্থানচ্যুত করে এবং মাইক্রোস্ট্রাকচারাল ত্রুটি তৈরি করে। এই ত্রুটিগুলি-শূন্যতা, স্থানচ্যুতি, বা দ্রবণীয় ক্লাস্টারগুলি-সময়ের সাথে জমা হয়, নমনীয়তা হ্রাস করার সময় উপাদানগুলিকে শক্ত করে। কপারের অমেধ্য (>0.1wt%) ক্ষয়ক্ষতি বাড়িয়ে দেয়, যা "ক্লিনার" স্টিলের চাহিদা বাড়ায়।

ক্রীপ - টেকসই চাপের অধীনে প্লাস্টিকের বিকৃতি - দ্রুত ত্রুটি স্থানান্তরের কারণে উচ্চ তাপমাত্রায় তীব্র হয়। বিকিরণ-সহায়ক ক্রীপ স্ট্রেস-মাইক্রোস্ট্রাকচার মিথস্ক্রিয়া থেকে উদ্ভূত হয়, যখন হাইড্রোজেন আয়ন (কুল্যান্ট রেডিওলাইসিস থেকে) তিনটি তাত্ত্বিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্ট্রেস জারা ক্র্যাকিংকে প্ররোচিত করে: সমন্বয় হ্রাস, অভ্যন্তরীণ চাপ বা মিথেন ফোস্কা।

অভিনব পদ্ধতির লক্ষ্য হল শস্যের সীমানা, বড় আকারের দ্রবণ, বা অক্সাইড বিচ্ছুরণ (যেমন, ইট্রিয়া) ব্যবহার করে স্থানচ্যুত পরমাণুকে স্থিতিশীল করা। এগুলি উপাদানের বিচ্ছিন্নতা হ্রাস করে, নমনীয়তা এবং ফাটল প্রতিরোধের উন্নতি করে। বিকিরণ-প্রতিরোধী খাদ অপ্টিমাইজ করার জন্য আরও গবেষণা প্রয়োজন।

2020 সাল পর্যন্ত, প্রধান RPV নির্মাতাদের অন্তর্ভুক্ত:

• চীন: চায়না ফার্স্ট হেভি ইন্ডাস্ট্রিজ, এরঝং, হারবিন ইলেকট্রিক, সাংহাই ইলেকট্রিক
• ফ্রান্স: ফ্রেমটোম
• ভারত: এলএন্ডটি স্পেশাল স্টিলস (বিএআরসি/এনপিসিআইএল সহ)
• জাপান: জাপান স্টিল ওয়ার্কস, আইএইচআই কর্পোরেশন
• রাশিয়া: OMZ-Izhora, ZiO-Podolsk, AEM-Atommash
• দক্ষিণ কোরিয়া: ডুসান
• ইউকে: রোলস-রয়েস (নৌ চুল্লি)