Obninsk NPP - دنیا کے پہلے جوہری پاور پلانٹ کی تاریخ

27 جون، 1954 کو، ماسکو کے قریب، اوبنسک شہر میں، 5000 کلو واٹ کی کارآمد طاقت کے ساتھ دنیا کا پہلا جوہری پاور پلانٹ (NPP-1) کام میں لایا گیا۔

یورینس کو 1789 میں جرمن کیمیا دان مارٹن کلاپروتھ نے دریافت کیا تھا اور اس کا نام سیارہ یورینس رکھا گیا تھا۔ کئی دہائیوں بعد، دسمبر 1951 میں، آرکو، ایڈاہو، USA میں EBR-I تجرباتی بریڈر ری ایکٹر میں، جوہری توانائی نے پہلی بار چار لائٹ بلب چلانے کے لیے بجلی پیدا کی۔ تاہم، EBR-I کو بجلی پیدا کرنے کے لیے ڈیزائن نہیں کیا گیا ہے۔

Obninsk میں NPP-1 دنیا کا پہلا جوہری پاور پلانٹ ہے جو تجارتی استعمال کے لیے بجلی پیدا کرتا ہے۔

دنیا کا پہلا ایٹمی پاور پلانٹ

دنیا میں پہلی تخلیق میں ایٹمی بجلی گھر USSR کے سرکردہ اداروں، ڈیزائن بیورو اور فیکٹریوں نے شرکت کی۔ مسئلہ کا سائنسی انتظام انسٹی ٹیوٹ آف اٹامک انرجی (IAE) اور ذاتی طور پر ماہر تعلیم I. V. Kurchatov کے ذریعے کیا جاتا ہے۔ 1951 سے سائنسی اور تکنیکی انتظام انسٹی ٹیوٹ آف فزکس اینڈ انرجی اور اس کے ڈائریکٹر پروفیسر D.I. Blohintsev کو سونپا گیا ہے۔

اے کےکراسین پہلے ڈپٹی ڈائریکٹر ہیں۔ ایندھن کے عناصر (فیول راڈز) کی ترقی کی قیادت V.A. Malykh نے کی۔ ری ایکٹر کا ڈیزائن ماہر تعلیم N. A. Dolezhal اور اس کے قریبی معاون P. I. Aleshenkov کی قیادت میں ایک ٹیم نے تیار کیا۔ سب سے اہم نظاموں میں سے ایک - ری ایکٹر کنٹرول اور تحفظ کا نظام - I. Ya. Emelyanov کی قیادت میں تیار کیا گیا تھا، جو کہ USSR کی اکیڈمی آف سائنسز کے ایک متعلقہ رکن ہے۔

1950 کی دہائی میں اوبنسک نیوکلیئر پاور پلانٹ کی عمارت

فروری 1950 میں، سائنسدانوں نے ماسکو کے علاقے میں 30,000 کلو واٹ حرارت اور 5,000 کلو واٹ بجلی پیدا کرنے کے لیے ایک تجرباتی ری ایکٹر بنانے کی تجویز پیش کی۔ یو ایس ایس آر کی وزراء کی کونسل نے مئی 1950 میں اس منصوبے کی منظوری دی۔

دسمبر 1950 کے آخر میں، ری ایکٹر اور تھرمل پاور پلانٹ کا ڈیزائن جاری کیا گیا، اور اگلے سال کے آخر میں، تفصیلی ڈیزائن اور آلات کی پیداوار شروع ہوئی۔ تعمیر جولائی 1951 میں شروع ہوئی۔

پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کے لیے واٹر گریفائٹ چینل ری ایکٹر کا انتخاب کیا گیا۔ اس میں، ماڈریٹر گریفائٹ ہے، اور پانی ایندھن کے عناصر میں جاری گرمی کو دور کرنے کا کام کرتا ہے (ویسے، یہ نیوٹران کے اعتدال میں بھی حصہ لیتا ہے)۔

یو ایس ایس آر کالوگا علاقہ۔ اوبنسک۔ دنیا کے پہلے ایٹمی بجلی گھر کا ری ایکٹر۔ TASS / Valentin Kunov کی تصویر

پاور ری ایکٹر کا بنیادی ڈھانچہ — ایک پیچیدہ اور مہنگا تکنیکی ڈھانچہ — کافی آسان ہے۔

واٹر گریفائٹ چینل ری ایکٹر، جو کہ پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کا پیش خیمہ ہے، عمودی سوراخوں سے چھیدے ہوئے گریفائٹ بلاکس کے ڈھیر پر مشتمل ہے۔ سوراخ ایک یکساں گرڈ بناتے ہیں۔ ان میں ایندھن کے عناصر اور کنٹرول اور تحفظ کے آلات (CPS) کے ساتھ ایندھن کے چینلز ہوتے ہیں۔

گریفائٹ پیکج کو ایک مہر بند ری ایکٹر کی جگہ میں رکھا جاتا ہے جو ایک غیر فعال گیس سے بھری ہوتی ہے۔ ری ایکٹر کی جگہ نیچے کی پلیٹ سے بنتی ہے جس پر چنائی ہوتی ہے، ایک سائیڈ جیکٹ اور ایک اوپری پلیٹ ہوتی ہے جس میں چنائی کے سوراخوں کے مساوی سوراخ ہوتے ہیں۔

پہلے این پی پی کے ایندھن کے عناصر میں جاری گرمی کو دور کرنے کے لئے، دو گردش سرکٹس فراہم کیے گئے تھے.

پہلا سرکٹ سیل ہے۔ اس میں، پانی (کولینٹ) کو اوپر سے ہر ایندھن کے چینل میں کھلایا جاتا ہے، جہاں اسے گرم کیا جاتا ہے، پھر ہیٹ ایکسچینجر میں داخل ہوتا ہے - ایک بھاپ جنریٹر، ٹھنڈا ہونے کے بعد، جس میں پمپ اسے ری ایکٹر میں واپس کردیتے ہیں۔

دوسرے سرکٹ میں سٹیم جنریٹر میں بھاپ پیدا ہوتی ہے جو روایتی ٹربائن چلاتی ہے۔اس طرح انرجی ری ایکٹر تھرمل پاور پلانٹ کے سٹیم بوائلر کی جگہ لے لیتا ہے۔ اس کی وجہ سے، اسے اکثر بھاپ پیدا کرنے والا ایٹمی پاور پلانٹ کہا جاتا ہے۔

پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کے ری ایکٹر کا ساختی خاکہ

اب پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کی ڈیوائس سادہ اور عام لگتی ہے۔ خاص طور پر ماہرین کے لیے۔ لیکن تقریباً 70 سال پہلے، جب اسے بنایا گیا تھا، کوئی اینالاگ، ماڈل یا بینچ نہیں تھا جس پر حسابات کے نتائج کو چیک کیا جا سکے۔

اور بہت سے سوالات تھے۔ پرائمری سرکٹ سے پانی کو تمام 128 فیول چینلز اور ہر چینل سے چار مزید فیول سیلز میں کیسے تقسیم کیا جائے، اور جب چینل کی پاور تبدیل ہو جائے گی (آپریشن کے دوران ناگزیر) تو یہ تقسیم کیسے بدلے گی؟

ری ایکٹر کیسا سلوک کرے گا جب چینل میں پانی کی کثافت میں ایک بار پھر ناگزیر تبدیلی آئے گی، خاص طور پر اس کے وارم اپ کے دوران اسٹارٹ اپ کے دوران اور ٹھنڈا ہونے کے دوران، جب ری ایکٹر ایک فیڈ سے دوسرے فیڈ میں منتقل ہوتا ہے، وغیرہ؟

پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کے آپریشن کے آغاز کے ساتھ ہی ان اور بہت سے دوسرے سوالات کے جوابات مل گئے، جس نے سائنسدانوں اور پاور پلانٹ کے ڈویلپرز کی توقعات کی مکمل تصدیق کی۔

پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کے ڈیزائن میں شامل حل اتنے کامیاب نکلے کہ اب چالیس سال کے آپریشن کے بعد بھی اسے سائنسی اور تکنیکی تجربات کے لیے کامیابی سے استعمال کیا جا رہا ہے۔

1956 میں، کیلڈر ہال 1، پہلا تجارتی ایٹمی بجلی گھر، برطانوی نیشنل گرڈ سے منسلک ہوا۔ 1958 میں، امریکہ میں پہلا تجارتی نیوکلیئر پاور پلانٹ، شپپورٹ نیوکلیئر پاور پلانٹ، کھولا گیا۔ 1964 میں، پہلا فرانسیسی پاور ری ایکٹر EDF1 دریائے لوئر پر چنون میں کام کر رہا تھا۔

تقریباً 4 سال تک، ٹامسک میں سائبیرین نیوکلیئر پاور پلانٹ کے افتتاح سے پہلے، اوبنسک سوویت یونین کا واحد جوہری ری ایکٹر رہا۔ اگلا سوویت ایٹمی پاور پلانٹ جو ان کے گرڈ سے منسلک ہونا تھا وہ 1964 میں 100 میگاواٹ کا بیلویارسک پاور پلانٹ نمبر 1 تھا (دیکھیں — روس کے نیوکلیئر پاور پلانٹس).

بیلویار این پی پی اور بلیبین این پی پی کے پہلے مرحلے کے ری ایکٹر اوبنسک میں ری ایکٹر کے قریب ترین تھے۔ لیکن بنیادی اختلافات بھی ہیں۔ بیلویارسک این پی پی میں، عالمی مشق میں پہلی بار بھاپ کی جوہری سپر ہیٹنگ کا استعمال کیا گیا۔

چینل ری ایکٹر بنانے کے تجربے اور ایک دہائی کے آپریشن نے سیریز پاور ری ایکٹر RBMK (ہائی پاور بوائلنگ ری ایکٹر) کے لیے ایک پروجیکٹ تیار کرنا ممکن بنایا۔ اس کی تھرمل اسکیم واٹر گریفائٹ چینلز والے ری ایکٹرز جیسی ہے، لیکن ایندھن کے عناصر نلی نما نہیں ہوتے بلکہ چھڑی کی شکل کے ہوتے ہیں، جس میں زرکونیم الائے کی استر ہوتی ہے، جو نیوٹران کو کمزوری سے جذب کرتا ہے۔

ایسی 18 ایندھن کی سلاخوں کو ایک ایندھن اسمبلی میں ملایا جاتا ہے، جو ایک زرکونیم ٹیوب میں اوپر نصب کیا جاتا ہے، جس سے ایندھن کا چینل بنتا ہے۔ تحفظ اور کنٹرول کے آلات ایک ہی پائپ میں چلتے ہیں۔

ایندھن کے چینلز کا ڈیزائن ری ایکٹر کو بند کیے بغیر ایندھن کو دوبارہ لوڈ کرنا (خصوصی مشین کا استعمال کرتے ہوئے) ممکن بناتا ہے، جو کہ تقریباً تمام دیگر قسم کے ری ایکٹرز کے لیے ناگزیر ہے۔ پاور پر ری ایکٹر چلانے کے وقت میں اضافہ ہوا ہے اور یورینیم کے استعمال کی کارکردگی میں بہت اضافہ ہوا ہے۔

چینل واٹر گریفائٹ ری ایکٹر RBMK کا ساختی خاکہ

لینن گراڈ نیوکلیئر پاور پلانٹ میں 1000 میگاواٹ کی برقی صلاحیت کے ساتھ پہلا RBMK نصب کیا گیا تھا، جو 1973 میں شروع ہوا تھا۔ یہی ری ایکٹر چرنوبل نیوکلیئر پاور پلانٹ میں نصب کیے گئے تھے۔

1983 کے آخر میں، پہلا RBMK-1500 Ignalina NPP میں شروع ہوا۔ اس طرح 30 سال سے بھی کم عرصے میں ری ایکٹرز کی یونٹ پاور 300 گنا بڑھ گئی ہے۔ ایک RBMK-1500 میں GOELRO پلان کے تحت بنائے گئے تمام پاور پلانٹس جیسی صلاحیت ہے۔ اگنالینا ری ایکٹر کئی سالوں سے دنیا کا سب سے طاقتور تھا۔

انٹرنیشنل اٹامک انرجی ایجنسی کے مطابق اس وقت دنیا میں 443 سویلین نیوکلیئر ری ایکٹر کام کر رہے ہیں جن میں سے 51 زیر تعمیر ہیں۔

Obninsk NPP کا مین کنٹرول پینل

Obninsk NPP کو اپریل 2002 میں بند کر دیا گیا تھا، یعنی اس نے 48 سال تک بغیر کسی واقعے کے کام کیا، جو کہ اصل منصوبہ بندی سے 18 سال زیادہ ہے، اور اس دوران اسٹیشن کا صرف ایک ہی اوور ہال تھا۔

پہلے نیوکلیئر پاور پلانٹ کی اہمیت کا شاید ہی زیادہ اندازہ لگایا جا سکے۔جوہری توانائی کی ترقی میں اس کا کردار بہت بڑا ہے، اگلے اسٹیشنوں کے منصوبوں میں شامل تکنیکی حل کو درست ثابت کرنے میں، اعلیٰ تعلیم یافتہ اہلکاروں کی تربیت میں۔

2009 میں، جوہری توانائی کا ایک میوزیم Obninsk NPP کی بنیاد پر قائم کیا گیا تھا۔