ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు   (8 మార్కులు)

1. న్యూక్లియర్ రియాక్టర్ యొక్క సూత్రం, పనిచేసే విధానాలను పటం సహాయంతో విశదీకరించండి.

జ: న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌ను ఉపయోగించి కేంద్రక విచ్ఛిత్తి చర్య ద్వారా పరమాణు శక్తిని ఉత్పత్తి చేస్తారు.

రియాక్టర్ సూత్రం: ఇది నియంత్రిత శృంఖల చర్య అనే సూత్రం ఆధారంగా పని చేస్తుంది. న్యూక్లియర్ రియాక్టర్‌లో కింది భాగాలు ఉంటాయి.

1) ఇంధనం    2) మితకారిణి   3) నియంత్రణ కడ్డీలు   4) చల్లటి నీటి గొట్టాలు     5) రక్షణ కవచం

                               కేంద్రక రియాక్టర్‌  

1) ఇంధనం (Fuel): కేంద్రక రియాక్టర్‌లో ఉపయోగించే విచ్ఛిత్తి పదార్థాలను ఇంధనం అంటారు. సాధారణంగా U²³⁵, U²³⁸ లాంటివి ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తారు. ఈ ఇంధనాన్ని స్తూపాకార కడ్డీల ఆకారంలో తయారు చేసి అల్యూమినియం గొట్టాల్లో అమరుస్తారు. రియాక్టర్‌లో ఇంధనాన్ని నిల్వ ఉంచే విభాగాన్ని రియాక్టర్ యొక్క గర్భం (Core) అంటారు.

2) మితకారి(Moderator): అధిక వేగంతో చలించే న్యూట్రాన్ల వేగాన్ని తగ్గించడానికి మితకారి పదార్థాలను ఉపయోగిస్తారు. సాధారణంగా భారజలం, గ్రాఫైట్, బెరీలియంలను మితకారులుగా ఉపయోగిస్తారు. ఇంధన సముదాయం చుట్టూ మితకార పదార్థం పరివేష్టితమై ఉంటుంది.

3) నియంత్రణ కడ్డీలు (Control rods): ఈ కడ్డీలు రియాక్టర్‌లో ఏర్పడే అదనపు న్యూట్రాన్‌లను శోషించుకుని గొలును చర్యను నియంత్రిస్తాయి. బోరాన్ లేదా కాడ్మియం కడ్డీలను నియంత్రణ కడ్డీలుగా ఉపయోగిస్తారు. ఈ కడ్డీలను రియాక్టర్ లోపలికి, బయటికి కదపడం ద్వారా చర్య వేగాన్ని నియంత్రిస్తారు.

4) చల్లటి నీటి గొట్టాలు (Coolant): రియాక్టర్‌లో, ఉత్పత్తి అయ్యే అత్యధిక ఉష్ణాన్ని నియంత్రించడానికి ఈ చల్లటి నీటి గొట్టాలను ఉపయోగిస్తారు. సాధారణంగా ఈ గొట్టాల ద్వారా నీరు, భారజలం లేదా గాలిని ప్రసరింపజేస్తారు.

5) రక్షణ కవచం (Shielding): రియాక్టర్ నుంచి విడుదలయ్యే రేడియోధార్మిక కిరణాలు, రియాక్టర్ చుట్టు పక్కల పనిచేసే వ్యక్తులకు హాని కలిగిస్తుంది. కాబట్టి, రియాక్టర్ చుట్టు సీసం, సిమెంట్ లాంటి గోడలు కడతారు. ఇవి వికిరణాలను శోషించుకుని వాటి తీవ్రతను దాని చుట్టూ పనిచేసే వ్యక్తులకు హాని కలిగించని స్థాయి వరకు తగ్గిస్తాయి.

పని చేసే విధానం: 

    ఒక న్యూట్రాన్‌తో కేంద్రక విచ్ఛిత్తి చర్య ప్రారంభమవుతుంది. ఈ చర్యలో ఏర్పడిన న్యూట్రాన్‌లు మితకారి మీదుగా వెళ్తాయి. ఈ మితకారి న్యూట్రాన్‌ల వేగాన్ని తగ్గించి, థర్మో న్యూట్రాన్‌లుగా మారుస్తుంది. ఇవి మరికొన్ని విచ్ఛిత్తి చర్యలను ఏర్పరుస్తాయి. ఇదే విధానం కొనసాగుతుంది. రియాక్టర్‌లో ఏర్పడే అదనపు న్యూట్రాన్‌లను నియంత్రణ కడ్డీలు శోషించుకుంటాయి. ఈ నియంత్రణ కడ్డీలను రియాక్టర్‌లోకి బయటికి కదుపుతూ చర్యను నియంత్రిస్తారు. ఇప్పుడు రియాక్టర్‌లో ఏర్పడే ఉష్ణశక్తిని చల్లటి గొట్టాల సహాయంతో బయటకు తెచ్చి వివిధ శాంతియుత ప్రయోజనాలకు వినియోగిస్తారు.

2. సూర్యుడు, నక్షత్రాల యొక్క శక్తికి మూలకారణాలను విశదీకరించండి.

జ: * సూర్యుడు, ప్రకాశమంతమైన నక్షత్రాల్లో శక్తి కేంద్రక సంలీనం వల్ల వెలువడుతుంది. సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లో ఉష్ణోగ్రత 10⁷ K ఉంటుంది. ఈ ఉష్ణోగ్రత కేంద్రక సంలీనం చర్య ప్రారంభమవడానికి అవసరం.

* సూర్యుడు, నక్షత్రాల్లో శక్తి జనించడానికి రెండు రకాల చక్రీయ ప్రక్రియలు ఉన్నాయి. అవి

     1) కార్బన్ - నైట్రోజన్ చక్రం

    2) ప్రోటాన్ - ప్రోటాన్ చక్రం

కార్బన్ - నైట్రోజన్ చక్రం:

              బేదె అనే శాస్త్రవేత్త సౌరశక్తి, అత్యధిక ఉష్ణోగ్రత ఉన్న నక్షత్రాల్లో శక్తి ఉత్పత్తికి ప్రధానమైన కారణం కార్బన్ - నైట్రోజన్ చక్రం అని ప్రతిపాదించాడు.