फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों (Fast breeder reactors) में

Question

Examoogle · Accepted Answer

B: किसी मंदक का उपयोग नहीं किया जाता है

Explanation & Concepts:
फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (FBRs) श्रृंखला अभिक्रिया को बनाए रखने और उपजाऊ पदार्थ (fertile material) से विखंडनीय ईंधन (fissile fuel) बनाने के लिए उच्च-ऊर्जा (तेज) न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं। चूंकि इस प्रक्रिया को बनाए रखने के लिए तेज न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है, इसलिए किसी मंदक का उपयोग नहीं किया जाता है, क्योंकि मंदक न्यूट्रॉन को धीमा करके तापीय ऊर्जा (thermal energies) पर ले आएंगे।

Working Principle: श्रृंखला अभिक्रिया को MeV सीमा में ऊर्जा स्तर वाले न्यूट्रॉन द्वारा बनाए रखा जाता है। तेज न्यूट्रॉन $^{238}U$ जैसे उपजाऊ समस्थानिकों द्वारा न्यूट्रॉन के अवशोषण को सुविधाजनक बनाते हैं, जिससे $^{239}Pu$ का उत्पादन होता है, जो एक विखंडनीय ईंधन है। मंदक के स्थान पर एक तरल धातु शीतलक (coolant), आमतौर पर तरल सोडियम का उपयोग किया जाता है क्योंकि इसमें न्यूट्रॉन मंदन क्रॉस-सेक्शन बहुत कम होता है और इसमें उत्कृष्ट ऊष्मा स्थानांतरण गुण होते हैं।

Key Formulas: $E = \frac{1}{2}mv^2$ — तेज न्यूट्रॉन की उच्च गतिज ऊर्जा; $BR = \frac{	ext{विखंडनीय सामग्री के उत्पादन की दर}}{	ext{विखंडनीय सामग्री की खपत की दर}}$ — ब्रीडिंग अनुपात (Breeding Ratio) की परिभाषा

Key Points: FBRs विखंडन को बनाए रखने और उपजाऊ सामग्री को विखंडनीय ईंधन में बदलने के लिए तेज न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं।; तरल सोडियम का उपयोग शीतलक के रूप में किया जाता है क्योंकि यह न्यूट्रॉन को प्रभावी ढंग से धीमा नहीं करता है।; ब्रीडिंग अनुपात आमतौर पर 1 से अधिक होता है, जिससे रिएक्टर अपनी खपत से अधिक ईंधन का उत्पादन कर सकता है।; पानी या ग्रेफाइट जैसे मंदक न्यूट्रॉन ऊर्जा को तापीय सीमा में स्थानांतरित कर देंगे, जिससे ब्रीडिंग प्रक्रिया रुक जाएगी।

Advantages: यूरेनियम संसाधनों का अत्यंत कुशल उपयोग; उच्च परिचालन तापमान, जिससे बेहतर ऊष्मागतिक दक्षता प्राप्त होती है

Disadvantages: तरल सोडियम शीतलक प्रणाली की उच्च लागत; सामग्रियों पर तेज न्यूट्रॉन विकिरण क्षति का प्रबंधन करने में जटिलता

Applications: सतत विद्युत उत्पादन; दीर्घकालिक परमाणु कचरे का ट्रांसम्यूटेशन

Additional Info: मानक शीतलक में तरल सोडियम या तरल लेड-बिस्मथ शामिल हैं।. विकल्प A (भारी पानी) और विकल्प C (ग्रेफाइट) थर्मल रिएक्टरों जैसे CANDU या Magnox में उपयोग किए जाने वाले मंदक हैं, फास्ट रिएक्टरों में नहीं।

Answer: B सही है — फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों को ब्रीडिंग प्रक्रिया को बनाए रखने के लिए उच्च-ऊर्जा न्यूट्रॉन की आवश्यकता होती है, यही कारण है कि किसी भी मंदक का उपयोग नहीं किया जाता है।

Exam Tip: याद रखें: FBR 'तेज' होते हैं क्योंकि उनमें मंदक का अभाव होता है; थर्मल रिएक्टर (जैसे PWR/BWR) 'धीमे' होते हैं क्योंकि वे पानी का उपयोग शीतलक और मंदक दोनों के रूप में करते हैं।

Examoogle · Answer

Option A: भारी पानी का उपयोग मंदक (moderator) के रूप में किया जाता है

Examoogle · Answer

Option C: ग्रेफाइट का उपयोग मंदक के रूप में किया जाता है

Examoogle · Answer

Option D: कैडमियम का उपयोग मंदक के रूप में किया जाता है

Correct Answer

Discussion (0)

Correct Answer

Related Questions

Discussion (0)