Özbekistonda yadro reaktori borligini bilarmidingiz?
|21:061 68312 min
Bizga yetib kelayotgan Quyoş nuri 150 million kilometr olisdagi termoyadroviy jarayonlar natijasida paydo böladi. Özbekistondagi tadqiqot reaktorida esa atom yadrosining bölinişidan tibbiyot va ilm-fan uçun foydalaniladi. Jamşid Qayumov atom tuzilişi, Quyoşning energiya manbai va Yadro fizikasi institutidagi VVR-SM reaktorining işlaşini sodda misollar orqali tuşuntiradi.
Hozir biz körayotgan tabiiy yoruğlik 150 million kilometr naridagi termoyadro reaktoridan - Quyoşdan keladi. Bugun atomning içiga, söng Quyoşning içiga nazar taşlaymiz. Keyin esa haqiqiy yadro reaktori qanday işlaşini köramiz. Lekin bundan oldin atom va uning yadrosi haqidagi tuşunçalarimizni yangilab olişimiz kerak.
Atom stadion bölsa, yadro qançalik kiçik?
Atom va yadroning kattaligini qanday tasavvur qilasiz? Mana bu yonğoqni uran yadrosi deb olaylik. Unda atomning özi qançalik katta böladi? Taxminan «Bunyodkor» stadionidek.
Eʼtiborlisi, şu ulkan atom massasining deyarli hammasi kiçkina yadroda jamlangan. Endi ana şu yadroning içiga nazar taşlaymiz.
Yadro musbat zaryadlangan zarraçalar - protonlar va zaryadsiz zarraçalar - neytronlardan taşkil topgan. Bir xil zaryadlar bir-birini itaradi. Demak, tor joyda jamlangan protonlar ham bir-birini itarib, yadro soçilib ketişi kerakdek. Lekin nega bunday bölmaydi?
Sababi, yadro içida protonlarning elektromagnit itarilişiga qarşi turib, ularni mahkam uşlab turadigan kuç bor. Bu - kuçli yadroviy taʼsir. Körsatuvdagi qiyos bilan aytganda, u elektromagnit kuçdan taxminan 100 baravar kuçli.
Faqat bir şarti bor: bu kuç juda yaqin masofada taʼsir qiladi.
Neytronlar zaryadsiz bölsa ham, yadroviy kuç orqali protonlar va boşqa neytronlar bilan boğlanadi. Ularni yadroda «yelim» vazifasini bajaradigan zarraçalarga öxşatiş mumkin.
Nega ayrim elementlar nurlanadi?
Nega baʼzi elementlar öz-özidan nur çiqaradi, boşqalari esa çiqarmaydi? Bu yadroning barqarorligi, jumladan, undagi proton va neytronlar nisbati bilan boğliq.
Masalan, körsatuvda keltirilgan uglerod yadrosida oltita proton va oltita neytron bor. Uran yadrosida esa 92 ta proton va 146 ta neytron mavjud. Bunda nisbat taxminan birga bir yarimni taşkil etadi.
Barqaror bölmagan yadro qanday özgaradi? Buni sodda bir qiyos bilan tuşuntiramiz.
Tasavvur qiling, siz şifokorsiz. Qabulingizga böyi 180 santimetr, vazni 150 kilogramm bölgan bemor keldi. Unga vazn taşlaşni maslahat berasiz. Muallif qiyosida, uning vazni taxminan 80–90 kilogrammga tuşişi kerak.
Barqaror bölmagan oğir yadroning özgarişini ham şunga öxşatiş mumkin: u barqarorlikka intilib, öz-özidan parçalanadi va nurlanadi.
Mavzuga oid
Quyoş nega milliardlab yil davomida sönmaydi?
Ilgari olimlar Quyoş gravitatsiya taʼsirida siqilib, issiqlik çiqaradi, deb öylagan. Lekin bu nazariya uning milliardlab yil davomida qanday qilib energiya taratayotganini tuşuntirib bera olmagan.
Aslida Quyoş markazida vodorod geliyga aylanadi - termoyadroviy sintez sodir böladi. Körsatuvda bu jarayon uç bosqiçli zanjir sifatida tuşuntiriladi.
Birinçi bosqiçda vodorod yadrolarining qöşiliş jarayoni juda sekin keçadi. Muallif uning vaqt miqyosini bir milliard yil deb keltiradi. Keyingi bosqiçda deyteriy vodorod yadrosi bilan birikib, geliy-3 ni hosil qiladi. Bu jarayon uçun esa tört soniyalik vaqt keltiriladi.
Quyoşning milliardlab yil davomida sönmay energiya taratayotganining asosiy sabablaridan biri - birinçi bosqiçning juda sekin keçişidir.
Özbekistondagi yadro reaktori içida
Bitta uran tabletkasi bir tonna kömirga teng energiya berişi mumkin. Özbekiston esa uran qazib oliş böyiça dunyodagi yetakçi beşlikka kiradi.
Atom energiyasidan qanday foydalanilişini köriş uçun Özbekiston Fanlar akademiyasi Yadro fizikasi institutidagi VVR-SM reaktoriga yöl olamiz.
VVR-SM - Markaziy Osiyodagi birinçi yadro reaktori. U 1959-yil sentabrda ilmiy tadqiqotlar uçun işga tuşirilgan.
Körsatuvda reaktor nomi suv-suvli, seriyali, modernizatsiya qilingan reaktor sifatida izohlanadi. «Suv-suvli» deyilişiga sabab - suv bu yerda ham sovituvçi, ham neytronlarni sekinlaştiruvçi vazifasini bajaradi.
Reaktorning dastlabki quvvati ikki megavatt bölgan. Keyinçalik u 10 megavattgaça oşirilgan.
Agar Özbekistonda kimdir qalqonsimon bez kasalligi yoki saratondan davolangan bölsa, ehtimol, uning davosida işlatilgan preparat aynan şu yerda işlab çiqarilgandir.
Reaktor degani har doim elektr stansiyasi degani emas
Avvalo, bir narsani aniqlaştirib olaylik: bu atom elektr stansiyasi emas.
Körsatuvda reaktorlarning ikki turi taqqoslanadi. Birinçisi - energetik reaktor. Uni peçga öxşatiş mumkin: undan issiqlik olinadi, issiqlik yordamida esa elektr işlab çiqariladi.
Ikkinçisi - tadqiqot reaktori. Uni çiroqqa qiyoslaymiz: bunda asosiy maqsad issiqlik oliş emas, neytron nurlanişidan foydalanişdir.
VVR-SM ikkinçi turga kiradi. U elektr işlab çiqarmaydi. Işlaş jarayonida hosil bölgan issiqlik sovitiş tizimi orqali havoga çiqariladi.
Reaktorning «yuragi» qanday tuzilgan?
Taşqaridan içkariga qarab harakatlansak, avvalo, qalin beton himoyaga duç kelamiz. Beton, qörğoşin va suv nurlanişdan himoya qilişga xizmat qiladi. Reaktor zalida odamlarning işlaşi ana şu himoya tizimlari bilan boğliq.
Beton himoya içida suvga töla çuqur hovuz bor. Reaktorning aktiv zonasi şu suv ostida joylaşgan. Yuqoridan qaraganda tiniq suv va uning tubidagi kökimtir-binafşa yoruğlik körinadi. Bu - Çerenkov nurlanişi.
Aktiv zona - reaktorning «yuragi». Körsatuvda uning diametri 64 santimetrgaça, balandligi esa taxminan 60 santimetr ekani aytiladi. Uni kattaroq çelakka qiyoslaş mumkin.
Bu yerda taxminan 24 ta yoqilği yiğmasi joylaşgan. Har bir yiğma bir-birining içiga kiritilgan kvadrat quvurlardan iborat. Quvurlarning devori alyuminiydan işlangan, içida esa uranli yoqilği bor. Quvurlar orasidagi ingiçka tirqişlardan suv ötadi.
Aktiv zona atrofiga berilliy metallidan yasalgan bloklar örnatilgan. Ularning vazifasi - taşqariga çiqib ketayotgan neytronlarni orqaga qaytariş. Buni oynaning yoruğlikni qaytarişiga öxşatiş mumkin.
Yana bir muhim qism - boşqaruv sterjenlari. Körsatuvda yuqoridan pastga tuşiriladigan 12 ta sterjen haqida aytiladi. Ularning tarkibida neytronlarni yutadigan bor karbidi bor. Ana şu sterjenlar reaktorning «gaz pedali» va «tormozi» vazifasini bajaradi.
Reaktorda 40 ta vertikal va töqqizta gorizontal kanal mavjudligi keltiriladi. Vertikal kanallarga nurlantiriladigan namunalar tuşiriladi. Gorizontal kanallar orqali esa neytronlar oqimi tajribalar uçun taşqariga yönaltiriladi.
Sovitiş tizimi ikkita alohida konturdan iborat. Birinçi konturdagi suv reaktor içidan ötadi va radioaktiv bölib qoladi. U taşqi muhitga çiqarilmaydi: issiqligini issiqlik almaştirgiç orqali ikkinçi konturga uzatadi. Ikkinçi kontur esa bu issiqlikni sovitiş minoralari yordamida havoga çiqaradi.
Unga sekin harakatlanayotgan neytron yutilganda, yadro bölinişi mumkin. Hosil bölgan parçalar katta tezlikda harakatlanadi. Ular atrofdagi modda bilan töqnaşib, harakat energiyasini issiqlikka aylantiradi.
Keyingi muhim jarayon - neytronlarni sekinlaştiriş.
Bölinişdan çiqqan neytronlar juda tez harakatlanadi. Bu reaktorda zanjirli reaksiyani samarali davom ettiriş uçun ularni sekinlaştiriş kerak. Bu vazifani suv bajaradi.
Buni bilyard şarlari misolida tasavvur qiliş mumkin. Şarni devorga ursangiz, u orqaga qaytadi va tezligi unçalik kamaymaydi. Lekin xuddi öziga öxşagan boşqa şarga urilsa, energiyasining bir qismini unga berib, sekinlaşadi.
Suvdagi vodorod yadrosining massasi neytronnikiga yaqin. Şuning uçun neytron suvda töqnaşuvlar natijasida sekinlaşadi. Körsatuvda sekin neytronning uranni böliş ehtimoli 100 baravar yuqori ekani keltiriladi.
Demak, suv bu yerda uç vazifani bajaradi: neytronlarni sekinlaştiradi, issiqlikni olib ketadi va nurlanişdan himoya qiladi.
Aktiv zonadan çiqib ketayotgan neytronlarning bir qismini esa berilliy bloklari orqaga qaytaradi.
Zanjirli reaksiya qanday boşqariladi?
Qoida sodda: agar har bir böliniş örtaça bitta yangi bölinişni keltirib çiqarsa, reaktor barqaror işlaydi. Bittadan köp bölsa, quvvat ortadi. Kam bölsa, reaksiya susayadi.
Bu yerda yana bir muhim xususiyat bor: neytronlarning hammasi ham darhol paydo bölmaydi. Ularning bir qismi keçikib çiqadi. Ana şu keçikiş jarayonni boşqariş imkonini beradi.
Reaktorni işga tuşirişda operator boşqaruv sterjenlarini asta-sekin kötaradi. Quvvat bosqiçma-bosqiç oşirilib, belgilangan darajaga yetkaziladi. Körsatuvda bu daraja 10 megavatt deb keltirilgan. Keyin avtomatika uni uşlab turadi.
Nasoslar suvni aktiv zona orqali haydaydi. Suv yoqilği quvurlari orasidagi tor tirqişlardan ötib, issiqlikni oladi. Keyin issiqlik almaştirgiç, ikkinçi kontur va sovitiş minoralari orqali bu issiqlik havoga çiqariladi.
Reaktorda dori qanday tayyorlanadi?
Reaktor işlab turganida vertikal kanallarga maxsus idişlarda namunalar tuşiriladi. Neytronlar taʼsirida ulardan radioaktiv izotoplar olinadi. Keyin bu izotoplardan tibbiyotda qöllanadigan preparatlar tayyorlanadi.
Reaktorni töxtatişda boşqaruv sterjenlari pastga tuşiriladi. Bor karbidi neytronlarni yutadi va zanjirli reaksiya bir neça soniyada uziladi.
Lekin yoqilği hali issiq böladi. Şu sabab sovitiş töxtatilmaydi. Hovuzdagi katta suv hajmi ham issiqlikni yutiş va himoya vazifasini bajaradi.
Körsatuvda reaktor taxminan 21 kun işlaşi, keyin esa bir hafta profilaktika uçun töxtatilişi aytiladi.
U atom bombasidek portlaydimi?
Odamlar «yadro reaktori» degan sözni eşitganda, köpinça portlaş haqida öylaydi. Muallif bu reaktor atom bombasi kabi portlamasligini tuşuntirib, bir neçta omilni keltiradi.
Birinçisi - yoqilğining tarkibi. Körsatuvda reaktor yoqilğisidagi uran-235 uluşi taxminan 20 foizgaça ekani aytiladi.
Ikkinçisi - suvning xususiyati. Suv qizib, unda buğ pufaklari paydo bölganda, neytronlarni sekinlaştiriş samarasi pasayadi. Muallif buni reaksiyani susaytiradigan, yaʼni reaktorning özini «tormozlaydigan» xususiyat sifatida izohlaydi.
Uçinçisi - hovuzdagi suv hajmi. Aktiv zona katta miqdordagi suv ostida joylaşgan. Körsatuvda bu suv issiqlikni uzoq vaqt öziga qabul qilişi taʼkidlanadi.
Körsatuvda keltirilişiça, reaktor yordamida 60 dan ortiq turdagi mahsulot olinadi. Şundan 20 tasi tayyor dori preparatidir. Institut qoşidagi «Radiopreparat» korxonasi bu yönalişda 1976-yildan buyon işlaydi.
Masalan, yod-131 qalqonsimon bez kasalliklarini davolaşda, lyutetsiy-177 prostata saratoniga qarşi qöllanadi. Samariy-153 esa saraton bilan oğrigan bemorlarda oğriqni uzoq muddat kamaytiriş uçun işlatiladi.
Muallif keltirgan maʼlumotga köra, Özbekistonda işlab çiqariladigan yod-125 jahon bozorining 80 foizigaça bölgan qismini egallaydi. Mahsulotlarning 95 foizdan ortiği eksport qilinadi.
Yod-125 ni Özbekistondan taşqari Kanadaning Makmaster reaktori ham işlab çiqaradi. Körsatuvda Özbekistondagi reaktor faoliyatining xalqaro taʼminot uçun ahamiyati Makmaster universiteti axborotlarida ham qayd etilgani aytiladi. Şuningdek, mahalliy yod-125 ning tozalik darajasi yuqori ekani taʼkidlanadi.
Bu yerda iş jarayonining mayda jihatlarigaça eʼtibor qaratilgan. Masalan, qöl ifloslangan paytda kranga tegmaslik uçun suvni oyoq yordamida oçib-yopiş mexanizmi örnatilgan.
Şamol va yomğirning atomga qanday aloqasi bor?
Yerdagi köplab energiya manbalari - şamol, suv aylanişi va qazilma yoqilğilarda jamlangan energiyaning kelib çiqişi oxir-oqibat Quyoşdagi yadroviy jarayonlarga borib taqaladi.
Quyoş nuri atmosfera va suvni turliça isitadi. Natijada havo massalari harakatlanadi. Suv buğlanib, keyin yoğin bölib yerga qaytadi.
Qazilma yoqilğilar esa millionlab yillar avval yaşagan ösimliklar va planktonlar qoldiqlarining uzoq vaqt davomida özgarişi natijasida hosil bölgan.
Şu tariqa atom yadrosidagi jarayonlardan boşlangan hikoya biz har kuni köradigan yoruğlik, şamol va yomğirgaça yetib keladi.
