अणुऊर्जा

अणुऊर्जा वा अणुशक्ती अणु उर्जा म्हणजे परमाणु प्रतिक्रियांचा वापर म्हणजे उष्णता निर्माण करण्यासाठी अणु ऊर्जा सोडली जाते, ज्याचा वापर बहुतेक वेळा स्टीम टर्बाइनमध्ये अणु उर्जा प्रकल्पात वीज निर्मितीसाठी केला जातो. विभक्त विखंडन, विभक्त क्षय आणि विभक्त संलयन प्रतिक्रियांमधून विभक्त शक्ती मिळविली जाऊ शकते. सध्या, अणुऊर्जेपासून मिळणारी बरीचशी वीज युरेनियम आणि प्लूटोनियमच्या विभक्त विखंडनाने तयार होते. विभक्त क्षय प्रक्रिया रेडिओआइसॉपॉप थर्मोइलेक्ट्रिक जनरेटर सारख्या कोनाडा अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जातात. फ्यूजन पॉवरमधून वीज निर्मिती आंतरराष्ट्रीय संशोधनाच्या केंद्रस्थानी आहे. हा लेख मुख्यतः वीज निर्मितीसाठी अणू विखंडन शक्तीशी संबंधित आहे.

नागरी अणुऊर्जाने २०१७ मध्ये २,४८८ तेरा वॅट तास (टीडब्ल्यूएच) वीज पुरविली, जी जागतिक वीज निर्मितीच्या सुमारे १०% एवढी होती आणि जलविद्युत नंतरचा दुसरा सर्वात कमी कमी कार्बन उर्जा स्रोत होता. एप्रिल २०१८ of पर्यंत, ४४९ नागरी विखंडन रिएक्टर आहेत. जगात, ३९४ गीगावाट (जीडब्ल्यू) च्या संयुक्त विद्युत् क्षमतेसह.येथे ५८ अणुऊर्जा अणुभट्ट्या निर्माणाधीन असून १५४ अणुभट्ट्यांची योजना आखण्यात आली असून त्यांची संयुक्त क्षमता अनुक्रमे ६३ जीडब्ल्यू आणि १५७ जीडब्ल्यू आहे. जानेवारी २०१९ पर्यंत आणखी ३३७ अणुभट्ट्यांचा प्रस्ताव होता.

निर्माणाधीन बहुतेक अणुभट्ट्या आशिया खंडातील पिढी III अणुभट्ट्या आहेत.

अणु विभाजन केल्यानंतर होणाऱ्या स्फोटात प्रचंड ऊर्जा निर्माण होते. या ऊर्जेला अणुऊर्जा म्हणतात. या अणुऊर्जेचा उपयोग अनेक प्रकारे करून घेतला जातो. उदा० विद्युत निर्मिती केंद्र कोळश्यावर चालवण्याऐवजी अणुशक्तीवरही चालवले जाऊ शकते.

याच ऊर्जेचा उपयोग करून प्रचंड विध्वंस करू शकणारा अणुबॉंब बनवला गेला आहे.

स्फोटक पदार्थासारखा वापर करून दुस-या देशावर आक्रमन करता येतो

अणुभंजनाचे तंत्रज्ञान

9 व प्लुटोनियम ही मूलद्रव्ये "फ़िसाईल" म्हणजे 'भंजनक्षम' आहेत. याचा अर्थ त्यांच्या अणुकेंद्रावर रेणूचा न्यूट्रॉन या मूलभूत कणाचा मारा झाला तर त्या अणुकेंद्राचे 'फिशन' म्हणजे 'भंजन' होऊ शकते. भंजन क्रियेमध्ये त्या एका अणुकेंद्राचे विभाजनाने दोन भाग होतात आणि त्यातून दोन नवे अणु बनतात. त्याशिवाय प्रचंड प्रमाणात उष्णता बाहेर पडते. हिलाच अणुऊर्जा किवां 'अणुशक्ती' असे म्हणतात. याशिवाय प्रत्येक भंजनक्रियेमध्ये दोन किंवा तीन सुटे न्यूट्रॉन सुद्धा प्रचंड वेगाने बाहेर पडतात त्यातल्या एखाद्या न्यूट्रॉनचा मारायोग दुसऱ्या भंजनक्षमशी अणूच्या अणुकेंद्रावर झाल्यास पुन्हा अणुभंजन होते. अशा रीतीने विभाजनांची साखळी पुढे चालत जाते. एका जागी पुरेसे भंजनक्षम मूलद्रव्य उपलब्ध असल्यास ती क्रिया अत्यंत वेगाने वाढत जाते आणि पहिल्या एका भंजनापासून तीन, नऊ, सत्तावीस , एक्याऐंशी अशा क्रमाने वाढत वाढत भंजनाची संख्या एकाद्या सेकंदात अनेक परार्धांवर जाऊ शकते. त्यातून निघालेल्या अपरिमित उष्णतेमुळे महाभयानक असा स्फोट होतो. हा स्फोट अधिकाधिक तीव्र व्हावा अशा रचना अ‍ॅटमबॉम्बमध्ये केलेली असते. सामान्य युरेनियम मधील भंजनक्षम भाग एक टक्क्याहूनसुद्धा कमी असल्यामुळे नैसर्गिक रीतीने भंजनाची साखळी चालू राहू शकत नाही. त्यामुळे युरेनियम च्या खाणीत कधी आण्विक स्फोट झाल्याची घटना ऐकिवात नाही. नैसर्गिकरीत्या उपलब्ध असलेल्या युरेनियममध्ये ह्या मूलद्रव्याची युरेनियम-238 (99.2739–99.2752%), युरेनियम-235 (0.7198–0.7202%) व युरेनियम-234 (0.0050–0.0059%) अशी तीन समस्थानिके आढळतात. त्यातील केवळ युरेनियम-235 हे भंजनक्षम आहे. याचा अर्थ त्यांच्या अणुकेंद्रावर कितीही उर्जेच्या (0.025 इलेट्रॉन व्होल्ट ते काही दशलक्ष इलेट्रॉन व्होल्ट) न्यूट्रॉन या मूलभूत कणाचा मारा झाला तर त्या अणुकेंद्राचे भंजन किंवा विखंडन होते. या क्रियेमध्ये युरेनियम-235 च्या अणुकेंद्रामधून दोन किरणोत्सारी भंजन उत्पाद व दोन ते तीन न्यूट्रॉन बाहेर पडतात. त्याचबरोबर प्रत्येक भंजनातून सुमारे 200 दशलक्ष इलेट्रॉन व्होल्ट इतकी उर्जा बाहेर पडते. बाहेर पडलेले न्यूट्रॉन प्रचंड वेगवान (प्रचंड उर्जा असलेले) असतात. न्यूट्रॉनचा वेग कमी झाल्यास (मंदन) त्यांचा मारा इतर युरेनियम-235 च्या अणुकेंद्रावर होऊन भंजनक्रिया पुन्हा घडू शकते. अशा रीतीने भंजनाची शृंखला अभिक्रिया चालू राहते. ही शृंखला अभिक्रिया नियंत्रित करण्यासाठी भंजनातून बाहेर पडलेल्या दोन ते तीन न्यूट्रॉनपैकी केवळ एकच न्यूट्रॉन दुसऱ्या भंजनासाठी उपलब्ध असेल असे पाहिले जाते. अशा रीतीने नियंत्रित भंजन शृंखला अभिक्रियाद्वारा अणुभट्टीमध्ये विद्युतउर्जेचे उत्पादन केले जाते. भंजनातून बाहेर पडलेल्या दोन ते तीन न्यूट्रॉनपैकी काही न्यूट्रॉन युरेनियम-238द्वारा शोषले जाऊन त्याचे रूपांतर युरेनियम-239मध्ये होते. युरेनियम-239 मधून एक बीटा कणाचे उत्सर्जन होऊन नेप्चुनियम-239 तयार होते. नेप्चुनियम-239 मधून आणखी एक बीटा कणाचे उत्सर्जन होऊन प्लुटोनियम-239 तयार होते. अशा रीतीने अणुभट्टीमध्ये तयार झालेले प्लुटोनियम-239 हे प्लुटोनियमचे भंजनक्षम समस्थानिक आहे. अनियंत्रित भंजन शृंखला अभिक्रिया घडून आल्यास पहिल्या एका भंजनापासून तीन न्यूट्रॉन, नंतर नऊ, त्यनंतर सत्तावीस , एक्याऐंशी अशा क्रमाने वाढत वाढत न्यूट्रॉनची संख्या एकाद्या सेकंदात अनेक परार्धांवर जाऊ शकते. त्यातून निघालेल्या प्रचंड उष्णतेमुळे महाभयानक असा स्फोट होतो. अणुबॉम्बमध्ये नेमके हेच घडते. स्फोटातून प्रचंड उष्णतेबरोबरच प्रचंड प्रमाणात किरणोत्सारी भंजन उत्पाद व किरणोत्सारिता बाहेर पडते. प्लुटोनियम-239 या इंधनाचा उपयोग द्रुत अभिजनक अणुभट्टीमध्ये (Fast Breeder Reactor) केला जातो. या अणुभट्टीमध्ये थोरियम-232 चे रूपांतर युरेनियम-233 या समस्थानिकात होते. युरेनियम-233 देखील भंजनक्षम आहे.

अणुशक्तीवरील मराठी पुस्तके

• अणुशक्ती : एक मायावी राक्षसी.(पंढरीनाथ सावंत)

संदर्भ यादी

• Boiling Water Reactor Plant, BWR Simulator Program
• IAEA Website—The International Atomic Energy Agency
  • IAEA's Power Reactor Information System (PRIS)
  • Information about all NPP in the world (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
  • IAEA's Web directory of nuclear related resources on the Internet (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• Energy Information Administration provides lots of statistics and information
• Argonne National Laboratory — Maps of Nuclear Power Reactors
• The World Nuclear Industry Status Report 2007 (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• Alsos Digital Library for Nuclear Issues — Annotated Bibliography on Nuclear Power
• British Energy — Understanding Nuclear Energy / Nuclear Power
  • Environmental impacts of nuclear power (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर) at EPA.gov
• Congressional Research Service report on Nuclear Energy PolicyPDF (94.0 KB)
• New Scientist — nuclear power articles (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• Nuclear Tourist.com, nuclear power information
• Nuclear Power Education
• Nuclear Waste Disposal Resources (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• Wilson Quarterly — Nuclear Power: Both Sides
• Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger?
• Nuclear Power Related News (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• An entry to nuclear power through an educational discussion of reactors (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)
• Briefing Papers from the Australian EnergyScience Coaltion
• How Nuclear Power Works

नवीन दुवे

• ANS Nuclear Clips
• Nuclear News
• World Nuclear News
• http://www.state.nv.us/nucwaste/whatsnew.htm: an up to date selection of US and international news on nuclear issues

टीकात्मक

• Beyond Nuclear at Nuclear Policy Research Institute advocacy organization
• Greenpeace: End the nuclear age
• Critical assessment of the US-India nuclear energy accord published by the Internationalist Review
• World Information Service on Energy (WISE)
• Greenpeace — Calendar of Nuclear Accidents
• 1 million Europeans against nuclear power
• Nuclear Files
• Climate Change and Nuclear Energy (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)PDF (265 kB)
• Critical Hour: Three Mile Island, The Nuclear Legacy, And National SecurityPDF (929 kB) Online book
• Natural Resources Defense CouncilPDF (158 KB)
• Sierra Club (विदागारातील आवृत्ती वेबॅक मशिनवर)