2026-01-20
कल्पना कीजिए कि एक स्टील का विशालकाय परमाणु ऊर्जा संयंत्र के केंद्र में गहरा दफन है, जो अकल्पनीय दबाव और विकिरण का सामना कर रहा है, जबकि मानवता की स्वच्छ ऊर्जा की खोज की रक्षा कर रहा है। यह रिएक्टर प्रेशर वेसल (RPV) है, जो परमाणु ऊर्जा संयंत्र सुरक्षा का आधार है। यह लेख इस महत्वपूर्ण घटक में तल्लीन है, इसकी असाधारण इंजीनियरिंग, कठोर सामग्री चयन और विकसित सुरक्षा तकनीकों की खोज करता है।
रिएक्टर प्रेशर वेसल परमाणु ऊर्जा संयंत्रों का एक महत्वपूर्ण घटक है, जो एक मजबूत किले के रूप में कार्य करता है जो रिएक्टर कूलेंट, कोर शील्डिंग और ईंधन असेंबली को घेरता है। सोवियत युग के RBMK रिएक्टरों के विपरीत, जिन्होंने प्रत्येक ईंधन असेंबली को व्यक्तिगत 8-सेमी व्यास के पाइप में रखा, अधिकांश आधुनिक परमाणु संयंत्र सुरक्षा के लिए RPV पर निर्भर करते हैं। जबकि रिएक्टरों को आमतौर पर पोत विन्यास के बजाय कूलेंट प्रकार से वर्गीकृत किया जाता है, प्रेशर वेसल की उपस्थिति और डिजाइन सीधे एक संयंत्र की सुरक्षा और दक्षता को प्रभावित करते हैं।
सामान्य रिएक्टर वर्गीकरण में शामिल हैं:
प्रेशर वेसल्स का उपयोग करने वाले प्रमुख रिएक्टर प्रकारों में, PWRs एक विशिष्ट चुनौती का सामना करते हैं: संचालन के दौरान न्यूट्रॉन विकिरण (या न्यूट्रॉन प्रवाह) धीरे-धीरे पोत सामग्री को भंगुर कर देता है। इसके विपरीत, BWR वेसल्स - आकार में बड़ी - बेहतर न्यूट्रॉन शील्डिंग प्रदान करते हैं। जबकि इससे निर्माण लागत बढ़ जाती है, यह सेवा जीवन को बढ़ाने के लिए एनीलिंग की आवश्यकता को समाप्त करता है।
PWR वेसल लाइफस्पैन को लम्बा करने के लिए, Framatome (पूर्व में Areva) और ऑपरेटरों जैसे परमाणु सेवा प्रदाता एनीलिंग तकनीकों का विकास कर रहे हैं। इस जटिल, उच्च-मूल्य प्रक्रिया का उद्देश्य लंबे समय तक विकिरण से खराब हुई सामग्री के गुणों को बहाल करना है।
डिजाइन विविधताओं के बावजूद, सभी PWR प्रेशर वेसल्स में प्रमुख विशेषताएं समान हैं:
RPV सामग्री को उच्च तापमान और दबाव का सामना करना चाहिए, जबकि संक्षारण को कम करना चाहिए। वेसल शेल आमतौर पर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील के 3-10 मिमी के साथ पहने हुए कम-मिश्र धातु फेरिटिक स्टील का उपयोग करते हैं (कूलेंट-संपर्क क्षेत्रों के लिए)। विकसित डिजाइनों में बेहतर उपज शक्ति के लिए SA-302 B (Mo-Mn स्टील) और SA-533/SA-508 ग्रेड जैसे निकल-समृद्ध मिश्र धातुओं को शामिल किया गया है। ये Ni-Mo-Mn फेरिटिक स्टील उच्च तापीय चालकता और शॉक प्रतिरोध प्रदान करते हैं - लेकिन उनकी विकिरण प्रतिक्रिया महत्वपूर्ण बनी हुई है।
2018 में, रोसाटॉम ने विकिरण क्षति को कम करने के लिए थर्मल एनीलिंग तकनीक विकसित की, जिससे पोत का जीवन 15-30 वर्ष तक बढ़ गया (बालाकोवो यूनिट 1 पर प्रदर्शित)। परमाणु वातावरण सामग्री को निरंतर कण बमबारी के अधीन करता है, परमाणुओं को विस्थापित करता है और सूक्ष्म संरचनात्मक दोष पैदा करता है। ये दोष - शून्य, विस्थापन, या विलेय क्लस्टर - समय के साथ जमा होते हैं, सामग्री को सख्त करते हैं जबकि लचीलापन कम करते हैं। तांबे की अशुद्धियाँ (>0.1wt%) भंगुरता को बढ़ाती हैं, जिससे "स्वच्छ" स्टील्स की मांग बढ़ जाती है।
क्रिप - निरंतर तनाव के तहत प्लास्टिक विरूपण - उच्च तापमान पर तेज दोष प्रवास के कारण तेज होता है। विकिरण-सहायक क्रिप तनाव-सूक्ष्म संरचना अंतःक्रियाओं से उत्पन्न होता है, जबकि हाइड्रोजन आयन (कूलेंट रेडियोलिसिस से) तीन सिद्धांतित तंत्रों के माध्यम से तनाव जंग क्रैकिंग को प्रेरित करते हैं: संसंजन में कमी, आंतरिक दबाव, या मीथेन ब्लिस्टरिंग।
नवीन दृष्टिकोण अनाज की सीमाओं, बड़े आकार के विलेय या ऑक्साइड फैलाव (जैसे, यट्रिया) का उपयोग करके विस्थापित परमाणुओं को स्थिर करने का लक्ष्य रखते हैं। ये तत्व पृथक्करण को कम करते हैं, लचीलापन और दरार प्रतिरोध में सुधार करते हैं। विकिरण-प्रतिरोधी मिश्र धातुओं को अनुकूलित करने के लिए आगे के शोध की आवश्यकता है।
2020 तक, प्रमुख RPV निर्माताओं में शामिल हैं:
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