डॉलर (अभिक्रियाशीलता, reactivity)

डॉलर, परमाणु भट्ठी (परमाणु रिएक्टर) के लिए अभिक्रियाशीलता की एक इकाई है, जो क्रान्तिकता और त्वरित क्रान्तिकता की स्थितियों के बीच के अंतराल के लिए अंशांकित (कैलिब्रेट, calibrate) की जाती है। त्वरित क्रान्तिकता के परिणामस्वरूप भट्ठी में उत्पन्न ऊर्जा अत्यंत तेजी से बढ़ेगी। 'एक प्रतिशत' एक डॉलर का सौवाँ भाग होता है। जब परमाणु भट्ठी की भौतिकी की चर्चा होती है तब इन प्रतीकों को अक्सर अभिक्रियाशीलता के संख्यात्मक मूल्य के अंत में जोड़ा जाता है, जैसे कि 3.48$ या 21¢https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021 अभिक्रियाशीलता (ρ या ΔK/K) प्रभावी न्यूट्रॉन गुणन कारक (keff) से संबंधित है, एक विखंडन (फिशन, fission) से सभी न्यूट्रॉन की औसत संख्या जो दूसरे विखंडन का कारण बनती है।https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021"Reactivity". nuclear-power.net. n.d. Archived from the original on 14 December 2017. Retrieved 7 July 2021. ρ = keff - 1 keff लेकिन नाभिकीय भौतिकी में, केवल त्वरित न्यूट्रॉन द्वारा योगदान की गई अभिक्रियाशीलता के बारे में बात करना उपयोगी है। यह डॉलर या सेंट में अभिक्रियाशीलता है। अपने सबसे सामान्य अर्थों में अभिक्रियाशीलता को डॉलर या सेंट में नहीं मापा जाएगा। ऐसा इसलिए है क्योंकि keff अभिक्रियाशीलता के कुल मूल्य को मापता है, जो त्वरित और विलंबित न्यूट्रॉन दोनों की अभिक्रियाशीलता का योग है। हालांकि, डॉलर में अभिक्रियाशीलता विलंबित न्यूट्रॉन भिन्न (βeff) पर निर्भर है।https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021"Reactivity". nuclear-power.net. n.d. Archived from the original on 14 December 2017. Retrieved 7 July 2021. डॅालर में अभिक्रियाशीलता = ρ βeff सेंट में अभिक्रियाशीलता = 100 x (ρ βeff) जब कुछ घटक या प्राचल (पेरेमीटर, parameter) परमाणु भट्ठी की अभिक्रियाशीलता को बदलते हैं, तो परिवर्तनों की गणना उनकी अभिक्रियाशीलता मूल्य के रूप में की जा सकती है। एक नियंत्रण छड़ और एक रासायनिक भट्ठी विष दोनों में नकारात्मक अभिक्रियाशीलता होती है, जबकि एक न्यूट्रॉन विमन्दक (न्यूट्रॅान मोडरेटर, neutron moderator) के जुड़ने से सामान्यतः पर सकारात्मक अभिक्रियाशीलता होती हैं। अभिक्रियाशीलता मूल्य को डॉलर या सेंट में मापा जा सकता है। परमाणु भट्ठी की अभिकल्पना और परीक्षण के दौरान, प्रत्येक घटक की अभिक्रियाशीलता मूल्य निर्धारित करने के लिए जांच की जाएगी, बहुधा अलग-अलग तापमानों, दबावों और नियंत्रण छड़ की ऊंचाइयों पर। उदाहरण के लिए, भट्ठी के विष को जलाना भट्ठी के कोर के जीवनकाल के लिए क्रांतिक है, क्योंकि उनकी अभिक्रियाशीलता मूल्य मुख्य आयु के साथ घट जाती है। सामान्य रूप से अभिक्रियाशीलता अभिक्रियाशीलता (ρ) आयामहीन है, लेकिन इसे कम बोझिल बनाने के लिए संशोधित किया जा सकता है। चूँकि अभिक्रियाशीलता बहुधा एक छोटी संख्या होती है, इसलिए इसे प्रतिशत, जोकि %ΔK/K में दर्शाया जा सकता है।https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021"Reactivity". nuclear-power.net. n.d. Archived from the original on 14 December 2017. Retrieved 7 July 2021. इस प्रकार, 0.02 ΔK/K की अभिक्रियाशीलता 2% ΔK/K के रूप में बताई जाएगी। 2% अभिक्रियाशीलता वाला परमाणु भट्ठी अति क्रान्तिक होती है। एक नकारात्मक संकेत इंगित करेगा कि यह उप क्रान्तिक-है। प्रतिशत मिली (पीसीएम) का उपयोग अभिक्रियाशीलता के महीन-दानेदार माप के लिए किया जाता है, जो एक प्रतिशत के एक हजार की मात्रा में होता है।https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021"Reactivity". nuclear-power.net. n.d. Archived from the original on 14 December 2017. Retrieved 7 July 2021. इसी तरह, एक इनहावर (व्युत्क्रम घंटा) अभिक्रियाशीलता का एक और छोटा माप है जो गुणन के समय को ध्यान में रखता है। इकाई रहित, पीसीएम, प्रतिशत और व्युत्क्रम-समय आधारित अभिक्रियाशीलता के संस्करणों को उपरोक्त सूत्र और इन-घंटे समीकरण का उपयोग करके डॉलर में परिवर्तित किया जा सकता है। वहां से, भट्ठी की चालू होने की दर (एसयूआर), भट्ठी अवधि और दोगुना होने का समय की गणना की जा सकती है। अर्थ और उपयोग प्रत्येक नाभिकीय विखंडन से कई न्यूट्रॉन उत्पन्न होते हैं, जो अवशोषित हो सकते हैं, भट्ठी से बाहर निकल सकते हैं या नाभिकीय श्रृंखला अभिक्रिया में और अधिक विखंडन उत्पन्न कर सकते हैं। जब प्रत्येक विखंडन से औसतन एक न्यूट्रॉन दूसरे विखंडन को प्रेरित करता है, तो भट्ठी "क्रांतिक" अवस्था में होता है, और श्रृंखला अभिक्रिया एक स्थिर ऊर्जा स्तर पर चलती रहती है। इस अवस्था में अभिक्रियाशीलता बढ़ाने से भट्ठी अतिक्रांतिक हो जाता है, जबकि अभिक्रियाशीलता घटाने से यह उपक्रांतिक हो जाता है। विखंडन में उत्पादित अधिकांश न्यूट्रॉन "त्वरित" होते हैं, अर्थात, विखंडन उत्पाद के साथ लगभग 10 नैनोसेकंड (समय के एक "शेक") में बनाए जाते हैं, लेकिन कुछ विखंडन उत्पाद अतिरिक्त न्यूट्रॉन का उत्पादन करते हैं जब वे विखंडन द्वारा अपने निर्माण के कई मिनट बाद तक क्षय हो जाते हैं। ये विलंबित-रिलीज न्यूट्रॉन, कुल का एक छोटा सा अंश, स्थिर परमाणु भट्ठी नियंत्रण की कुंजी हैं। विलंबित न्यूट्रॉन के बिना, एक भट्ठी जो कठिनाई से अति-क्रांतिक था, एक क्रांतिक नियंत्रण समस्या प्रस्तुत करेगा, क्योंकि भट्ठी की शक्ति मिलीसेकंड या माइक्रोसेकंड समय-सीमा पर तेजी से बढ़ेगी-वर्तमान या निकट-भविष्य की तकनीक के साथ नियंत्रित करने के लिए बहुत तेज। इस तरह की तीव्र शक्ति वृद्धि एक वास्तविक भट्ठी में भी हो सकती है जब विलंबित न्यूट्रॉन की मदद के बिना श्रृंखला अभिक्रिया बनी रहती है। मान लीजिए कि किसी विशेष भट्ठी के लिए विलंबित न्यूट्रॉन अंश 0.00700, या 0.700% है। मान लीजिए कि भट्ठी अत्यधिक अति-गंभीर है और ΔK/K 0.00700 है। डॅालर में अभिक्रियाशीलता = ρ βeff = 0.007 0.007 = 1$ यदि भट्ठी की अतिरिक्त अभिक्रियाशीलता 1 डॉलर (1$) या उससे अधिक है, तो भट्ठी शीघ्र क्रांतिक है। शीघ्र न्यूट्रॉन इतने अधिक हैं कि अभिक्रिया को बनाए रखने के लिए विलंबित न्यूट्रॉन के उत्पादन की आवश्यकता नहीं है। 1 $पर या उससे ऊपर, श्रृंखला अभिक्रिया उनके बिना आगे बढ़ती है, और भट्ठी की शक्ति इतनी तेजी से बढ़ती है कि कोई भी पारंपरिक नियंत्रण तंत्र इसे रोक नहीं सकता है। ऐसी दशा में एक भट्ठी एक भट्ठी भ्रमण का उत्पादन करेगा और भट्ठी दुर्घटना हो सकती है। त्वरित क्रांतिक अभिक्रिया का एक चरम उदाहरण एक विस्फोटक परमाणु हथियार है, जहां काफी अभिकल्पना प्रयास कोर को यथासंभव लंबे समय तक एक त्वरित क्रांतिक स्थिति में सीमित रखने में जाता है जब तक कि सामग्री का सबसे बड़ा प्राप्य प्रतिशत विखंडित न हो जाए।Hugh C. Paxton: A History of Critical Experiments at Pajarito Site. Los Alamos Document LA-9685-H https://web.archive.org/web/20141014163410/http://www.atomictraveler.com/LANLPajarito.pdf 2014-10-14, 1983. SPERT भट्ठी ने अतिक्रांतिक ऑपरेशन के दौरान दबाव वाले पानी और उबलते पानी के भट्ठी के रिएक्टर भौतिकी के बारे में प्रश्नों के उत्तर देने के लिए त्वरित क्रांतिक के बिंदु के निकट भट्टियों का अध्ययन किया। SPERT भट्ठियों में, अभिक्रियाशीलता को एक क्रमादेशित क्रमिक सम्मिलन (अभिक्रियाशीलता के रैंप जोड़ या कोर के नीचे से एक क्षणिक नियंत्रण छड़ को बाहर निकालकर) द्वारा जोड़ा जा सकता है। परिभाषा के अनुसार, शून्य डॉलर की अभिक्रियाशीलता कठिनाई से त्वरित और विलंबित न्यूट्रॉन दोनों का उपयोग करके क्रांतिकता के किनारे पर है। शून्य डॉलर से कम की अभिक्रियाशीलता उप-क्रांतिक है-शक्ति स्तर तेजी से कम हो जाएगा और एक निरंतर श्रृंखला अभिक्रिया नहीं होगी। एक डॉलर को विलंबित और त्वरित क्रांतिकता के बीच की सीमा के रूप में परिभाषित किया गया है। शीघ्र विखंडन पर, औसतन प्रत्येक विखंडन त्वरित न्यूट्रॉन के माध्यम से ठीक एक अतिरिक्त विखंडन का कारण बनेगा, और विलंबित न्यूट्रॉन तब शक्ति बढ़ा देंगे। 1$ से ऊपर की कोई भी अभिक्रियाशीलता अति क्रांतिक है और शक्ति तेजी से बढ़ेगी, लेकिन 0$ और 1$ के बीच बिजली की वृद्धि इतनी धीमी होगी कि यांत्रिक और आंतरिक सामग्री गुणों (रॉड आंदोलनों को नियंत्रित करें, शीतलक का घनत्व, मध्यस्थ गुण, भाप निर्माण) के साथ सुरक्षित रूप से नियंत्रित किया जा सके क्योंकि श्रृंखला अभिक्रिया आंशिक रूप से विलंबित न्यूट्रॉन पर निर्भर करती है। स्थिर अवस्था में काम करने वाले एक विद्युत रिएक्टर (स्थिर शक्ति) की औसत अभिक्रियाशीलता 0 $होगी, जिसमें इस मान के ऊपर और नीचे छोटे उतार-चढ़ाव होंगे।https://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity/ Reactivity n.d. nuclear-power.net https://web.archive.org/web/20171214011731/http://www.nuclear-power.net/nuclear-power/reactor-physics/nuclear-fission-chain-reaction/reactivity 14 December 2017 7 July 2021"Reactivity". nuclear-power.net. n.d. Archived from the original on 14 December 2017. Retrieved 7 July 2021. अभिक्रियाशीलता को सापेक्ष शब्दों में भी व्यक्त किया जा सकता है, जैसे कि "त्वरित क्रांतिक से 5 सेंट ऊपर"।http://www.orau.org/ptp/Library/accidents/la-13638.pdf A Review of Criticality Accidents McLaughlin Thomas P. Los Alamos National Laboratory 2000 Los Alamos 75 LA-13638 etal 5 November 2012 https://web.archive.org/web/20070927235352/http://www.orau.org/ptp/Library/accidents/la-13638.pdf 27 September 2007 जबकि बिजली भट्ठियों को सावधानीपूर्वक डिजाइन किया जाता है और सभी परिस्थितियों में त्वरित क्रांतिकता से बचने के लिए संचालित किया जाता है, कई छोटे शोध या "शून्य शक्ति" भट्ठियों की संरचना जानबूझकर त्वरित क्रांतिकता (1 डॉलर से अधिक) में पूरी सुरक्षा के साथ उनकी नियंत्रण छड़ को शीघ्रता से वापस लेने के लिए की जाती है। उनके ईंधन तत्वों को इस तरह से अभिकल्पित किया गया है कि जैसे-जैसे वे गर्म होते हैं, डोपलर के विस्तार और थर्मल विस्तार जैसे प्रभावों के माध्यम से अभिक्रियाशीलता स्वचालित रूप से और जल्दी से कम हो जाती है। इस तरह के भट्ठियों को बहुत उच्च शक्ति स्तरों (जैसे, कुछ मिलीसेकंड के लिए कई GW) के लिए "स्पंदित" किया जा सकता है, जिसके बाद अभिक्रियाशीलता स्वचालित रूप से 0 $तक गिर जाती है और अपेक्षाकृत कम और निरंतर शक्ति स्तर (जैसे कई सौ kW) को नियंत्रित छड़ को फिर से सम्मिलित करके हस्त रूप से बंद होने तक बनाए रखा जाता है।https://www.youtube.com/watch?v=qCH3Yiyw3yc WSU Reactor Pulsing to 1.2 GW (January 2007) 20 February 2012 YouTube 7 July 2021 उपक्रांतिक भट्ठी, जो अब तक केवल प्रयोगशाला पैमाने पर बनाए गए हैं, लगातार "नकारात्मक डॉलर" में चलते हैं (सबसे अधिक संभावना है कि कुछ सेंट नीचे [विलंबित] महत्वपूर्ण न्यूट्रॉन के साथ एक बाहरी न्यूट्रॉन स्रोत द्वारा प्रदान किए गए "लापता" न्यूट्रॉन, उदाहरण के लिए एक त्वरक-संचालित उपक्रांतिक भट्ठी में एक कण त्वरक द्वारा संचालित समुत्यखंडन। इतिहास. एल्विन वेनबर्ग और यूजीन विग्नर के अनुसार, लुई स्लोटिन ने सबसे पहले मुश्किल से क्रांतिक और त्वरित क्रांतिकता के बीच अभिक्रियाशीलता के अंतराल के लिए "डॉलर" नाम का प्रस्ताव रखा था, और डॉलर के दशमलव अंश के लिए "सेंट"।The Physical Theory of Neutron Chain Reactors Weinberg Alvin M. Wigner Eugene P. University of Chicago Press 1958 Chicago 595 संदर्भ श्रेणी:नाभिकीय स्थापत्य श्रेणी:नाभिकीय शक्ति श्रेणी:नाभिकीय भौतिकी श्रेणी:मापन की इकाइयाँ श्रेणी:Pages with unreviewed translations