नाभिकीय गलाव: Difference between revisions

[[File:LWR Meltdown.gif|thumb|शीतलक दुर्घटना की हानि के पश्चात      [[हल्का पानी रिएक्टर]] में कोर के पिघलने का अनुमानित एनीमेशन है। अत्यधिक उच्च तापमान तक पहुँचने के पश्चात    , परमाणु ईंधन और साथ में आवरण (परमाणु ईंधन) द्रवीभूत हो जाता है और [[रिएक्टर दबाव पोत|रिएक्टर दबाव जलयान]]        के तल में बह जाता है।]]

[[File:Fukushima I by Digital Globe.jpg|thumb|फुकुशिमा परमाणु दुर्घटनाओं में से तीन रिएक्टर अत्यधिक गरम हो गए क्योंकि सूनामी के पश्चात शक्ति  स्टेशन में बाढ़ आने के पश्चात शीतलन प्रणाली विफल हो गई, जिससे कोर अर्घपतन  हो गया। यह हाइड्रोजन गैस के विस्फोटों और दूषित भाप के निकलने से जटिल हो गया था जिसने बड़ी मात्रा में [[रेडियोधर्मी]] सामग्री को वायु में छोड़ा।<ref>{{cite news |url=https://www.nytimes.com/2011/06/02/world/asia/02japan.html?_r=1&ref=world |title=Report Finds Japan Underestimated Tsunami Danger |author=Martin Fackler |date=1 June 2011 |work=The New York Times}}</ref>]]

[[File:3MileIsland.jpg|thumb|right|[[थ्री माइल आइलैंड न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन|तीन मील द्वीप नाभिकीय जनरेटिंग स्टेशन]] में बैबॉक और विलकॉक्स द्वारा निर्मित दो [[दबाव पानी रिएक्टर]] सम्मलित थे, जिनमें से प्रत्येक अपने स्वयं के [[रोकथाम इमारत|नियंत्रण इमारत]] और कनेक्टेड [[शीतलन टॉवर]] के अंदर था। यूनिट 2, जिसे आंशिक कोर पिघल का सामना करना पड़ा, पृष्ठभूमि में है।]]परमाणु निष्क्रियता (कोर अर्घपतन, कोर पिघल दुर्घटना, अर्घपतन या आंशिक कोर पिघल<ref>{{cite web|url=https://books.google.com/books?id=PqaRAAAAMAAJ&q=core+melt+accident|title=Reactor Safety Study: An Assessment of Accident Risks in U.S. Commercial Nuclear Power Plants|first1=U. S. Nuclear Regulatory|last1=Commission|first2=Norman C.|last2=Rasmussen|date=18 June 1975|publisher=W.S. Hein|via=Google Books}}</ref>) जटिल परमाणु रिएक्टर है I परमाणु विकिरण दुर्घटनाएं और घटनाएं जो अति ताप से [[परमाणु रिएक्टर कोर]] को क्षति होती हैं। परमाणु अर्घपतन शब्द को अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी<ref name="IAEASafetyTerminology">{{cite book|last=International Atomic Energy Agency (IAEA)|title=IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection|publisher=International Atomic Energy Agency|location=[[Vienna]], [[Republic of Austria|Austria]]|year=2007|isbn=978-92-0-100707-0|url=http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1290_web.pdf|access-date=17 August 2009}}</ref> या संयुक्त राज्य [[परमाणु नियामक आयोग]] द्वारा आधिकारिक रूप से परिभाषित नहीं किया गया है।<ref name="USNRC-MeltdownAndNuclearMeltdownUndefined">{{cite web|url=https://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary.html|title=शब्दकोष|last=[[United States Nuclear Regulatory Commission]] (NRC)|date=14 September 2009|work=Website|publisher=[[Federal Government of the United States]]|pages=See Entries for Letter M and Entries for Letter N|location=Rockville, Maryland, USA|access-date=3 October 2009}}</ref> इसे परमाणु रिएक्टर के कोर के आकस्मिक पिघलने के अर्थ के रूप में परिभाषित किया गया है,<ref>{{cite web|url=https://www.merriam-webster.com/dictionary/meltdown|title=Definition of MELTDOWN|website=merriam-webster.com}}</ref> चूँकि, सामान्य उपयोग में कोर के पूर्ण या आंशिक पतन के संदर्भ में है।

* शीतलक की हानि की दुर्घटना में, या तो शीतलक की भौतिक हानि      होती है (जो सामान्यतः विआयनीकृत पानी, अक्रिय गैस, [[NaK|एनएके,]] या [[तरल सोडियम]] होता है) या शीतलक की पर्याप्त प्रवाह दर सुनिश्चित करने के लिए विधि की हानि होती है। कुछ रिएक्टरों में शीतलक की हानि और दबाव-नियंत्रण की हानि निकट से संबंधित हैं। दबाव वाले पानी के रिएक्टर में, लोका(LOCA) भी अवरोधक शीतलक के अत्यधिक ताप के कारण या पश्चात में शीतलक के तीव्रता से हानि और दबाव-नियंत्रण-हानि के कारण भाप के बुलबुले का कारण बन सकता है।बलपूर्वक परिसंचरण दुर्घटना में, गैस शीतलक रिएक्टर के परिसंचारी (सामान्यतः मोटर या भाप  चालित टर्बाइन) गैस शीतलक को कोर के अंदर प्रसारित करने में विफल होते हैं, और ऊष्मा स्थान्तरण को असहाय संचालन के इस हानि से बाधित किया जाता है, चूँकि प्राकृतिक संचालन के माध्यम से संवहन ईंधन को तब तक ठंडा रखेगा जब तक कि रिएक्टर का दबाव अल्प न हो जाए।<ref name="H&C-DPZF">{{cite book|title=Introduction to nuclear power|year=2000|publisher=Taylor & Francis|isbn=978-1-56032-454-6|chapter-url=https://books.google.com/books?id=YvLum7UFjK8C&q=depressurization%20fault&pg=PA133|author=Hewitt, Geoffrey Frederick|author2=Collier, John Gordon |access-date=5 June 2010|location=London, UK|page=133|chapter=4.6.1 Design Basis Accident for the AGR: Depressurization Fault}}</ref>

* दबाव का नियंत्रण दुर्घटना में, सीमित शीतलक का दबाव इसे पूर्ववत् करने के साधनों के बिना विनिर्देश से अल्प हो जाता है। कुछ स्तिथियों में यह ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता (शीतलक के रूप में [[अक्रिय गैस]] का उपयोग करते समय) को अल्प कर सकता है और अन्य में ईंधन असेंबलियों (दबाव वाले पानी रिएक्टरों के लिए) के निकट भाप का प्रवेशित बुलबुला बना सकता है। पश्चात की स्तिथि में, क्षय ऊष्मा के कारण भाप के बुलबुले के स्थानीयकृत ताप के कारण, भाप के बुलबुले को अवगत कराने के लिए आवश्यक दबाव रिएक्टर के डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो सकता है जब तक कि रिएक्टर को ठंडा होने का समय न मिल जाए। (उबलते पानी के रिएक्टरों में इस घटना के घटित होने की संभावना अल्प होती है, जहां कोर को निश्चयपूर्वक अवसादित किया जा सकता है जिससे आपातकालीन कोर शीतलन प्रणाली को प्रारम्भ किया जा सके)। अवसादन दोष में, गैस-शीतलक रिएक्टर कोर के अंदर गैस का दबाव समाप्त हो जाता है, ऊष्मा हस्तांतरण दक्षता को अल्प करता है और ईंधन को ठंडा करने के लिए लक्ष्य प्रस्तुत करता है; जब तक अल्प से अल्प गैस परिसंचारक उपलब्ध है, तथापि, ईंधन को ठंडा रखा जाएगा।<ref name="H&C-DPZF" />अनियंत्रित विद्युत् भ्रमण दुर्घटना में, रिएक्टर [[प्रतिक्रियाशीलता (परमाणु)]] में अज्ञात वृद्धि के कारण रिएक्टर में अज्ञात विद्युत् वृद्धि रिएक्टर डिजाइन विनिर्देशों से अधिक हो जाती है। अनियंत्रित शक्ति भ्रमण पैरामीटर को महत्वपूर्ण रूप से परिवर्तित करने के कारण होते है जो श्रृंखला प्रतिक्रिया के न्यूट्रॉन गुणन दर को प्रभावित करता है (उदाहरणों में नियंत्रण रॉड को बाहर निकालना या मॉडरेटर की परमाणु विशेषताओं को परिवर्तित करना सम्मलित है, जैसे तीव्रता से ठंडा करना)। अंतिम स्तिथियों में रिएक्टर ऐसी स्थिति में अग्नि को बढ़ा सकता है जिसे [[शीघ्र महत्वपूर्ण]] कहा जाता है। यह विशेष रूप से उन रिएक्टरों में समस्या है जिनके पास प्रतिक्रियाशीलता का सकारात्मक [[शून्य गुणांक]] है, और सकारात्मक तापमान गुणांक है, जो अति-संचालित हैं, या उनके ईंधन या मध्यस्थों के भीतर अत्यधिक मात्रा में हानिकारक विखंडन उत्पादों को प्राप्त कर सकते हैं। इन विशेषताओं में से कई [[आरबीएमके]] डिजाइन में उपस्तिथ हैं, और [[चेरनोबिल आपदा]] ऐसी अल्पता के साथ-साथ जटिल ऑपरेटर असावधानी के कारण हुई थी। पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टर अधिक बड़े अनियंत्रित शक्ति भ्रमण के अधीन नहीं हैं क्योंकि शीतलक की हानि बढ़ने के स्थान पर अल्प हो जाती है, कोर प्रतिक्रियाशीलता (प्रतिक्रिया का नकारात्मक शून्य गुणांक); क्षणिक, जैसा कि पश्चिमी प्रकाश जल रिएक्टरों के अंदर सामान्य विद्युत् के उतार-चढ़ाव को कहा जाता है, प्रतिक्रियात्मकता में क्षणिक वृद्धि तक सीमित है जो समय के साथ तीव्रता से घटेगा (लगभग 200% -250% अधिकतम न्यूट्रॉनिक शक्ति कुछ सेकंड के लिए पूर्ण तीव्र होने की स्थिति में) शटडाउन विफलता क्षणिक के साथ संयुक्त होगा।

* कोर-आधारित अग्नि कोर को आशंका  में डालती है और ईंधन असेंबलियों को पिघला सकती है। ग्रेफाइट मॉडरेट रिएक्टर, या लिक्विड-सोडियम शीतलक रिएक्टर में प्रवेश करने वाली वायु के कारण अग्नि लग सकती है। ग्रेफाइट भी [[विग्नर ऊर्जा]] के संचय के अधीन है, जो ग्रेफाइट को अधिक गरम कर सकता है (जैसा कि [[विंडस्केल आग|विंडस्केल अग्नि]] में हुआ)। हल्के पानी के रिएक्टरों में ज्वलनशील कोर या मॉडरेटर नहीं होते हैं और वे कोर अग्नि के अधीन नहीं होते हैं। [[मैग्नॉक्स]], [[यूएनजीजी]], और [[उन्नत गैस कूल्ड रिएक्टर|उन्नत गैस शीतलक रिएक्टर]] प्रकार के रिएक्टर जैसे गैस-शीतलक नागरिक रिएक्टर, अपने कोर को गैर-प्रतिक्रियाशील [[कार्बन डाइऑक्साइड]] गैस से ढक कर रखते हैं, जो अग्नि का समर्थन नहीं कर सकता है। आधुनिक गैस-शीतलक नागरिक रिएक्टर [[हीलियम]] का उपयोग करते हैं, जो जल नहीं सकता है, और इसमें ईंधन होता है जो पिघलने के बिना उच्च तापमान का सामना कर सकता है (जैसे [[उच्च तापमान गैस कूल्ड रिएक्टर|उच्च तापमान गैस शीतलक रिएक्टर]] और [[कंकड़ बिस्तर मॉड्यूलर रिएक्टर]])।

* बीजान्टिन गलती सहनशीलता और उपकरण और नियंत्रण प्रणालियों के अंदर [[कैस्केडिंग विफलता]]एं रिएक्टर संचालन में जटिल समस्याएं उत्पन्न कर सकती हैं, जो संभावित रूप से अल्प नहीं होने पर मुख्य क्षति का कारण बन सकती हैं। उदाहरण के लिए, [[ब्राउन फेरी परमाणु ऊर्जा संयंत्र]] ने नियंत्रण केबलों को क्षतिग्रस्त कर दिया और शीतलन प्रणाली को नियमावली रूप से सक्रिय करने के लिए संयंत्र संचालकों की आवश्यकता थी। थ्री माइल द्वीप दुर्घटना भ्रामक जल स्तर गेज के साथ संयुक्त रूप से फंसे हुए खुले पायलट-संचालित दबाव राहत वाल्व के कारण हुई थी, जिसने रिएक्टर ऑपरेटरों को विपथगामी किया, जिसके परिणामस्वरूप मुख्य क्षति हुई।

[[File:Graphic TMI-2 Core End-State Configuration.png|thumb|right|324px|{{center|[[थ्री माइल आइलैंड न्यूक्लियर जनरेटिंग स्टेशन|थ्री माइल आइलैंड]] रिएक्टर 2 [[थ्री माइल आइलैंड दुर्घटना|मेल्टडाउन]] के बाद।}}]]हल्के पानी के परमाणु रिएक्टर के कोर को क्षतिग्रस्त होने से  पूर्व, दो अग्रदूत घटनाएं  पूर्व ही हो चुकी होंगी:

* सीमित दोष (या जटिल आपातकालीन स्थितियों का समुच्चय) जो कोर के अंदर ऊष्मा विस्थापित करने की विफलता (ठंडा करने की हानि) की ओर जाता है। निम्न जल स्तर कोर को उजागर करता है, जिससे यह गर्म हो जाता है।

* आपातकाल कोर शीतलन प्रणाली (ECCS) की विफलता है। ईसीसीएस कोर को तीव्रता से ठंडा करने और अधिकतम दोष (डिजाइन के आधार पर दुर्घटना) की स्थिति में सुरक्षित बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिसकी कल्पना परमाणु नियामक और संयंत्र इंजीनियर कर सकते हैं। प्रत्येक रिएक्टर के लिए निर्मित ईसीसीएस की अल्प से अल्प दो प्रतियां हैं। ईसीसीएस का प्रत्येक प्रभाग (प्रतिलिपि) डिजाइन के आधार पर दुर्घटना का उत्तर देने में सक्षम है। नवीनतम रिएक्टरों में ईसीसीएस के चार प्रभाग हैं। यह अतिरेक, या पुनरावृत्ति का सिद्धांत है। जब तक अल्प    से अल्प ईसीसीएस डिवीजन कार्य करता है, तब तक कोई मुख्य क्षति नहीं हो सकती। ईसीसीएस के कई डिवीजनों में से प्रत्येक में घटकों की कई आंतरिक ट्रेनें हैं। इस प्रकार ईसीसीएस डिवीजनों में आंतरिक अतिरेक है - और उनके अंदर घटकों की विफलताओं का सामना कर सकते हैं।

थ्री माइल द्वीप दुर्घटना आपात स्थितियों का जटिल समूह था जिसके कारण मुख्य क्षति हुई। इसका कारण यह था कि गेज रीडिंग जो या तो गलत थी या गलत व्याख्या की गई थी, जिसके कारण आपातकालीन स्थिति के समय ईसीसीएस को बंद करने के लिए ऑपरेटरों द्वारा गलत निर्णय लिया गया था; इसने आपातकालीन स्थिति उत्पन्न कर दी, जिसके कई घंटे पश्चात, कोर संक्षेप और कोर आघात की घटना हुई। यदि ईसीसीएस को कार्य करने की अनुमति दी गई होती, तो यह विपत्ति और कोर क्षति दोनों का अवरोध कर देता है। [[फुकुशिमा दाइची परमाणु आपदा]] के समय आपातकालीन शीतलन प्रणाली को प्रारम्भ होने के कई मिनट पश्चात नियमावली रूप से बंद कर दिया गया था।<ref name="JAIF91">{{cite web |url=http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |title=Earthquake Report No. 91 |publisher=JAIF |date=25 May 2011 |access-date=25 May 2011 |url-status=dead |archive-url=https://web.archive.org/web/20120103112327/http://www.jaif.or.jp/english/news_images/pdf/ENGNEWS01_1306229916P.pdf |archive-date=3 January 2012}}</ref>

 

यदि ऐसी सीमित गलती होती है, और सभी ईसीसीएस डिवीजनों की पूर्ण विफलता होती है, तो कुआन, एट अल और हास्किन, दोनों सीमित गलती (शीतलन की हानि) और क्षमता की प्रारम्भ के मध्य छह चरणों का वर्णन करते हैं। नियंत्रण में पिघला हुए कोरियम (परमाणु रिएक्टर) से बचना (तथाकथित पूर्ण अर्घपतन) होता है:<ref name="KuanStages">{{Cite book

# कोर का संक्षेप- क्षणिक, व्याकुल, आपातकालीन, या सीमित गलती की स्थिति में, एलडब्लूआर को स्वचालित रूप से [[दौड़ना]] (एससीआरएएम सभी नियंत्रण छड़ों का तत्काल और पूर्ण सम्मिलन होता है) और ईसीसीएस को घुमाने करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह रिएक्टर थर्मल शक्ति  को अधिक अल्प कर देता है (लेकिन इसे पूर्ण रूप से विस्थापित नहीं करता है); यह देरी से कोर खुल जाता है, जिसे उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जब ईंधन की छड़ें अब शीतलक द्वारा कवर नहीं की जाती हैं और गर्म होना प्रारम्भ हो सकती हैं। जिसे कुआन कहते हैं: बिना किसी आपातकालीन कोर शीतलक के छोटे से ब्रेक लोका(LOCA) में, कोर अनकवरी [एसआईसी] सामान्यतः ब्रेक के प्रारम्भ के लगभग घंटे पश्चात प्रारम्भ होती है। यदि रिएक्टर शीतलक पंप नहीं चल रहे हैं, तो कोर का ऊपरी भाग भाप वातावरण के संपर्क में आ जाएगा और कोर का ताप प्रारम्भ हो जाएगा। चूँकि,यदि शीतलक पंप चल रहे हैं, तो कोर को भाप और पानी के दो-चरण के मिश्रण से ठंडा किया जाएगा, और ईंधन की छड़ों के गर्म होने में देरी होगी, जब तक कि दो-चरण मिश्रण में लगभग सभी पानी वाष्पीकृत न हो जाए। टीएमआई(TMI)-2 दुर्घटना से पता चला कि रिएक्टर शीतलक पंपों का संचालन लगभग दो घंटे तक दो चरण के मिश्रण को वितरित करने के लिए किया जा सकता है जो कोर ऊर्जा का अवरोध कर सकता है।<ref name="KuanStages" />

#पूर्व-हानि गर्म- पानी के उबलने की भरपाई के लिए कोर के माध्यम से या पानी के अतिरिक्त कोर के माध्यम से जाने वाले दो-चरण मिश्रण की अनुपस्थिति में, भाप वातावरण में ईंधन की छड़ें 0.3 डिग्री सेल्सियस / के मध्य की दर से गर्म होंगी। s (0.5 °F/s) और 1 °C/s (1.8 °F/s) (3)।<ref name="KuanStages" />

#ईंधन का विस्फारण और विस्फोट- आधे घंटे से भी अल्प समय में, अंतिम कोर {{convert|1100|K|C}} तापमान तक पहुंच जाएगा I इस तापमान पर ईंधन की छड़ों का जिरकालॉय आवरण हो सकता है और फट सकता है। यह कोर आघात का प्रथम चरण है। आवरण बैलूनिंग कोर के प्रवाह क्षेत्र के बड़े भाग को अवरुद्ध कर सकता है और शीतलक के प्रवाह को प्रतिबंधित कर सकता है। चूँकि, कोर के पूर्ण अवरोधक की संभावना नहीं है क्योंकि सभी ईंधन छड़ें अक्षीय स्थान पर बैलूनिंग नहीं करती हैं। इस स्तिथि में, पर्याप्त पानी देने से कोर को ठंडा किया जा सकता है और कोर क्षति की प्रगति का अवरोध किया जा सकता है।<ref name="KuanStages" />

#तीव्रता से ऑक्सीकरण- कोर आघात का अगला चरण, लगभग {{convert|1500|K|C}}, भाप द्वारा [[Zircaloy|ज़िरकलोय(Zircaloy]]) का तीव्रता से ऑक्सीकरण करता है। ऑक्सीकरण प्रक्रिया में, हाइड्रोजन का उत्पादन होता है और बड़ी मात्रा में ऊष्मा निकलती है। {{convert|1500|K|C}} के ऊपर , ऑक्सीकरण से शक्ति, क्षय ताप (4,5) से अधिक होती है जब तक कि ऑक्सीकरण दर या तो ज़िरकलोय या भाप की आपूर्ति द्वारा सीमित न हो।<ref name="KuanStages" />  

#मलबे का निर्माण - जब कोर में तापमान लगभग {{convert|1700|K|C}} पहुँच जाता है, तब पिघला हुआ नियंत्रण सामग्री (1,6) ईंधन की छड़ के निचले भागो के मध्य के स्थान में प्रवाहित होगी और जम जाएगी जहां तापमान तुलनात्मक रूप से अल्प होता है । {{convert|1700|K|C}} के ऊपर, कोर तापमान कुछ ही मिनटों में ज़िरकालॉय के पिघलने बिंदु तक बढ़ सकता है [{{convert|2150|K|C}}] ऑक्सीकरण दर में वृद्धि के कारण जब ऑक्सीकरण आवरण टूट जाती है, तो पिघली हुई जिरकलॉय, भंग UO₂ के साथ (1,7) नीचे की ओर प्रवाहित होगा और कोर के निचले क्षेत्र में जम जाएगा। पूर्व के नीचे प्रवाह से जमी हुई नियंत्रण सामग्री के साथ, स्थानांतरित जिरकालॉय और UO₂ विकासशील संसक्त मलबे निर्माण की निचली पपड़ी का निर्माण करेगा।<ref name="KuanStages" />  

#निचले विस्तृत में स्थानांतरण - छोटे ब्रेक एलओसीए के परिदृश्य में, कोर स्थानांतरण के समय जहाज के निचले विस्तृत में सामान्यतः पानी का पूल होता है। पानी में पिघली हुई कोर सामग्री को छोड़ने से सदैव बड़ी मात्रा में भाप उत्पन्न होती है। यदि कोर पदार्थों की पिघली हुई धारा जल में तीव्रता से विखंडित होती है तो भाप के विस्फोट की भी संभावना रहती है। स्थानांतरण के समय, पिघले हुए पदार्थ में किसी भी गैर-ऑक्सीकृत जिरकोनियम को भी भाप द्वारा ऑक्सीकृत किया जा सकता है, और इस प्रक्रिया में हाइड्रोजन का उत्पादन होता है। यदि नियंत्रण सामग्री कोर में पीछे रह जाती है और स्थानांतरित सामग्री निचले विस्तृत में अनबोरेटेड पानी में टूट जाती है, तो पुनरावृत्ति भी विचार का विषय हो सकता है।<ref name="KuanStages" />जिस बिंदु पर कोरियम निचले विस्तृत  में स्थानांतरित होता है, हस्किन, एट अल से संबंधित है कि ईंधन-शीतलक इंटरैक्शन (एफसीआई) नामक घटना के लिए संभावना उपस्तिथ है, जब कोरियम निचले भाग में स्थानांतरित हो जाता है तो प्राथमिक दबाव सीमा को अधिक  उत्तेजनाया भंग कर देता है। रिएक्टर दबाव जलयान (RPV) का विस्तृत है।<ref name="HaskinFCI">