ન્યુક્લિયર રિએક્ટર એટલે શું? તેના સિદ્ધાંત,રચના અને કાર્યપદ્ધતિ સમજાવો.

(N/A) ન્યુક્લિયર રિએક્ટર એ એક એવું સાધન છે જેમાં ન્યુક્લિયર શૃંખલા પ્રક્રિયા (chain reaction) શરૂ કરવામાં આવે છે,જાળવવામાં આવે છે અને તેનું નિયંત્રણ કરવામાં આવે છે.
સિદ્ધાંત: તે નિયંત્રિત ન્યુક્લિયર વિખંડન શૃંખલા પ્રક્રિયાના સિદ્ધાંત પર કાર્ય કરે છે,જેમાં ઉર્જા સતત અને નિયંત્રિત દરે મુક્ત થાય છે.
રચના:
$1$. ગર્ભ (Core): રિએક્ટરનો મધ્ય ભાગ જેમાં બળતણ તરીકે સમૃદ્ધ યુરેનિયમ $({ }_{92}^{235} U)$ હોય છે.
$2$. બળતણ: ${ }_{92}^{235} U$,${ }_{92}^{238} U$ અથવા ${ }_{94}^{239} Pu$ જેવા વિખંડનક્ષમ પદાર્થોનો ઉપયોગ થાય છે. આ બળતણને એલ્યુમિનિયમ અથવા સ્ટેનલેસ સ્ટીલના સળિયામાં રાખવામાં આવે છે.
$3$. મોડરેટર (મંદક): ભારે પાણી $(D_2O)$,ગ્રેફાઇટ અથવા બેરિલિયમ ઓક્સાઇડ જેવા પદાર્થોનો ઉપયોગ ઝડપી ન્યુટ્રોનને ધીમા કરીને થર્મલ ઉર્જા સુધી લાવવા માટે થાય છે.
$4$. નિયંત્રક સળિયા (Control Rods): કેડમિયમ અથવા બોરોન જેવા ન્યુટ્રોનનું શોષણ કરતા પદાર્થોના સળિયાનો ઉપયોગ વધારાના ન્યુટ્રોનનું શોષણ કરીને શૃંખલા પ્રક્રિયાના દરને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે.
$5$. પરાવર્તક (Reflector): ન્યુટ્રોનનો વ્યય ઘટાડવા માટે ગર્ભની આસપાસ રાખવામાં આવે છે.
$6$. શીતક (Coolant): પાણી,ભારે પાણી અથવા પ્રવાહી સોડિયમ જેવા પ્રવાહી ગર્ભમાંથી પસાર થઈને વિખંડન દ્વારા ઉત્પન્ન થતી ગરમીને દૂર કરે છે.
$7$. શીલ્ડિંગ: હાનિકારક વિકિરણોને બહાર આવતા રોકવા માટે આખા રિએક્ટરને કોંક્રિટના જાડા પાત્રમાં રાખવામાં આવે છે.
કાર્યપદ્ધતિ:
બળતણના ન્યુક્લિયસના વિખંડનથી ગરમી મુક્ત થાય છે. શીતક આ ગરમીનું શોષણ કરે છે અને તેને હીટ એક્સચેન્જર (સ્ટીમ જનરેટર) માં સ્થાનાંતરિત કરે છે. હીટ એક્સચેન્જર આ ઉર્જાનો ઉપયોગ પાણીને વરાળમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે કરે છે,જે પછી ટર્બાઇન ફેરવીને વીજળી ઉત્પન્ન કરે છે. પાવર આઉટપુટને સ્થિર રાખવા માટે નિયંત્રક સળિયાને અંદર કે બહાર કરવામાં આવે છે.