हम न्यूक्लियर ऊर्जा के माध्यम से विद्युत शक्ति उत्पन्न कर सकते हैं। न्यूक्लियर पावर स्टेशन में, न्यूक्लियर रिएक्शन द्वारा विद्युत शक्ति उत्पन्न की जाती है। यहाँ, यूरेनियम (U235) या थोरियम (Th232) जैसे भारी रेडियोधर्मी तत्वों को न्यूक्लियर फिशन के लिए विषय किया जाता है। यह फिशन एक विशेष उपकरण जिसे रिएक्टर कहा जाता है, में किया जाता है।
फिशन प्रक्रिया में, भारी रेडियोधर्मी परमाणुओं के न्यूक्लियस को दो लगभग बराबर भागों में टूटा दिया जाता है। इस न्यूक्लियस के टूटने के दौरान, एक बड़ी मात्रा में ऊर्जा निकलती है। यह ऊर्जा की रिहाई द्रव्यमान की कमी के कारण होती है। अर्थात्, आरंभिक उत्पाद का कुल द्रव्यमान फिशन के दौरान कम हो जाता है। फिशन के दौरान द्रव्यमान की यह कमी अल्बर्ट आइंस्टीन द्वारा स्थापित प्रसिद्ध समीकरण के अनुसार ऊष्मा ऊर्जा में परिवर्तित हो जाती है।
न्यूक्लियर पावर स्टेशन का मूल सिद्धांत एक पारंपरिक थर्मल पावर स्टेशन के समान है। इसमें एकमात्र अंतर यह है कि, कोयला के दहन से उत्पन्न ऊष्मा के स्थान पर, यहाँ न्यूक्लियर फिशन से उत्पन्न ऊष्मा का उपयोग बॉयलर में पानी को भाप में परिवर्तित करने के लिए किया जाता है। यह भाप एक भाप टर्बाइन को चलाने के लिए उपयोग की जाती है।
यह टर्बाइन एक एल्टरनेटर का प्राइम मोवर है। यह एल्टरनेटर विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करता है। हालांकि, न्यूक्लियर ईंधन की उपलब्धता बहुत कम है, लेकिन बहुत कम मात्रा में न्यूक्लियर ईंधन से बड़ी मात्रा में विद्युत ऊर्जा उत्पन्न की जा सकती है।
यह न्यूक्लियर पावर स्टेशन की विशेष विशेषता है। एक किलोग्राम यूरेनियम 4500 मेट्रिक टन उच्च ग्रेड कोयले के बराबर होता है। इसका अर्थ यह है कि 1 किलोग्राम यूरेनियम का पूर्ण फिशन 4500 मेट्रिक टन उच्च ग्रेड कोयले के पूर्ण दहन से उतनी ही ऊष्मा उत्पन्न कर सकता है।
इसलिए, हालांकि न्यूक्लियर ईंधन बहुत महंगा है, फिर भी न्यूक्लियर ईंधन की लागत प्रति यूनिट विद्युत ऊर्जा की लागत कोयला और डीजल जैसे अन्य ईंधन से कम होती है। वर्तमान युग में पारंपरिक ईंधन संकट को दूर करने के लिए, न्यूक्लियर पावर स्टेशन सबसे उपयुक्त विकल्प हो सकते हैं।
जैसा कि हमने कहा, इस पावर स्टेशन में ईंधन की खपत बहुत कम है और इसलिए, एक यूनिट ऊर्जा उत्पन्न करने की लागत अन्य पारंपरिक ऊर्जा उत्पादन विधियों की तुलना में बहुत कम होती है। आवश्यक न्यूक्लियर ईंधन की मात्रा भी कम होती है।
एक न्यूक्लियर पावर स्टेशन अन्य समान क्षमता वाले पारंपरिक पावर स्टेशनों की तुलना में बहुत कम जगह घेरता है।
यह स्टेशन बहुत सारा पानी नहीं चाहता, इसलिए इसे प्राकृतिक पानी के स्रोतों के पास नहीं बनाना आवश्यक होता है। इसे बहुत सारा ईंधन भी नहीं चाहिए, इसलिए इसे कोयला खदान या अच्छी परिवहन सुविधाओं के साथ जगह के पास नहीं बनाना आवश्यक होता है। इसके कारण, न्यूक्लियर पावर स्टेशन लोड केंद्र के बहुत पास बनाया जा सकता है।
विश्व में न्यूक्लियर ईंधन के बड़े भंडार हैं, इसलिए ऐसे संयंत्र आने वाले हजारों वर्षों तक विद्युत ऊर्जा की निरंतर आपूर्ति की गारंटी दे सकते हैं।
ईंधन आसानी से उपलब्ध नहीं है और यह बहुत महंगा है।
न्यूक्लियर पावर स्टेशन का निर्माण की आरंभिक लागत बहुत अधिक होती है।
इस संयंत्र का निर्माण और आयोजन अन्य पारंपरिक पावर स्टेशनों की तुलना में बहुत जटिल और उन्नत होता है।
फिशन उत्पाद रेडियोधर्मी होते हैं, और यह उच्च रेडियोधर्मी प्रदूषण का कारण बन सकते हैं।
रखरखाव की लागत अधिक होती है और न्यूक्लियर पावर स्टेशन को चलाने के लिए विशेषज्ञ ट्रेन किया गया व्यक्तियों की आवश्यकता होती है।
लोड की अचानक बदलाव को न्यूक्लियर पावर स्टेशन द्वारा कुशलता से नहीं मिला सकता है।
न्यूक्लियर रिएक्शन के उत्पाद बहुत रेडियोधर्मी होते हैं, इसलिए इन उत्पादों का निपटान एक बड़ी समस्या है। इन्हें धरती के गहरे भाग में या समुद्र में दूर से निपटाया जा सकता है।
एक न्यूक्लियर पावर स्टेशन में मुख्य रूप से चार घटक होते हैं।
न्यूक्लियर रिएक्टर
हीट एक्सचेंजर
भाप टर्बाइन
एल्टरनेटर
आइए इन घटकों को एक-एक करके चर्चा करें:
न्यूक्लियर रिएक्टर में, U235 पर न्यूक्लियर फिशन किया जाता है। यह फिशन के दौरान शुरू होने वाली श्रृंखला अभिक्रिया को नियंत्रित करता है। श्रृंखला अभिक्रिया को नियंत्रित किया जाना चाहिए, अन्यथा ऊर्जा की रिहाई की दर तेज हो जाएगी, जिससे विस्फोट की उच्च संभावना हो सकती है। न्यूक्लियर फिशन में, न्यूक्लियर ईंधन जैसे U235 के न्यूक्लियस को धीमे न्यूट्रॉनों के प्रवाह से बमबारी की जाती है। इस बमबारी के का
