नाभिकीय ऊर्जा

नाभिकीय शक्ति (Nuclear Power) वह शक्ति है जिसे नियंत्रित (यानी, गैर-विस्फोटक) नाभिकीय अभिक्रिया से उत्पन्न किया जाता है। वर्तमान में विद्युत उत्पादन के लिए वाणिज्यिक संयंत्र नाभिकीय विखण्डन का उपयोग करते हैं। नाभिकीय रिएक्टर से प्राप्त उष्मा पानी को गर्म करके भाप बनाने के काम आती है, जिसे फिर बिजली उत्पन्न करने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। 2009 में, दुनिया की बिजली का 15% परमाणु ऊर्जा से प्राप्त हुआ। इसके अलावा, परमाणु प्रणोदन का उपयोग करने वाले 150 से अधिक नौसेना पोतों का निर्माण किया गया है। यथा 2005, परमाणु ऊर्जा ने विश्व की ऊर्जा का 6.3% और विश्व की कुल बिजली का 15% प्रदान किया और जिसमें फ्रांस, अमेरिका और जापान का परमाणु जनित बिजली में, एक साथ 56.5% का योगदान रहा।  2007 में, IAEA ने खबर दी कि विश्व में कुल 439 परमाणु ऊर्जा रिएक्टर काम कर रहे हैं, जो 31 देशों में संचालित हैं। संयुक्त राज्य अमेरिका सबसे अधिक परमाणु ऊर्जा का उत्पादन करता है, जिसके तहत वह विद्युत् की अपनी खपत का 19% परमाणु ऊर्जा से प्राप्त करता है, जबकि फ्रांस परमाणु रिएक्टरों से अपनी खपत की विद्युत ऊर्जा के सबसे उच्च प्रतिशत का उत्पादन करता है - यथा 2006 80%. यूरोपीय संघ में समग्र रूप, परमाणु ऊर्जा बिजली का 30% प्रदान करती है। यूरोपीय संघ के देशों के बीच परमाणु ऊर्जा नीति भिन्न है और कुछ देशों, जैसे ऑस्ट्रिया, एस्टोनिया और आयरलैंड, में कोई सक्रिय परमाणु ऊर्जा केंद्र नहीं है। इसकी तुलना में, फ्रांस में इनके ढेरों संयंत्र हैं, जिसमें से 16 बहु-इकाई केंद्र, वर्तमान में उपयोग में हैं। अमेरिका में, जबकि कोयला और गैस विद्युत उद्योग के 2013 तक $85 बीलियन मूल्य के होने का अनुमान है, परमाणु ऊर्जा जनरेटर के $18 बीलियन मूल्य के होने का पूर्वानुमान है। कई सैन्य और कुछ नागरिक जहाज (जैसे कुछ आइसब्रेकर) परमाणु समुद्री प्रणोदन का उपयोग करते हैं, परमाणु प्रणोदन का एक रूप. कुछ अंतरिक्ष विमानों को पूर्ण विकसित परमाणु रिएक्टर का उपयोग करते हुए प्रक्षेपित किया गया: सोवियत RORSAT श्रृंखला और अमेरिकी SNAP-10A. अंतरराष्ट्रीय अनुसंधान, सुरक्षा सुधार को आगे बढ़ा रहा है, जैसे निष्क्रिय रूप से सुरक्षित संयंत्र, नाभिकीय संलयन का उपयोग और प्रक्रिया ताप का अतिरिक्त उपयोग जैसे हाइड्रोजन उत्पादन (हाइड्रोजन अर्थव्यवस्था के समर्थन में), समुद्री जल को नमकविहीन करना और डिस्ट्रिक्ट हीटिंग प्रणाली में इस्तेमाल करना। नाभिकीय संलयन अभिक्रिया अपेक्षाकृत सुरक्षित होती है और विखंडन की अपेक्षा कम रेडियोधर्मी कचरा उत्पन्न करती है। ये अभिक्रियाएं संभावित रूप से व्यवहार्य दिखाई देती हैं, हालांकि तकनीकी तौर पर काफी मुश्किल हैं और इन्हें अभी भी ऐसे पैमाने पर निर्मित किया जाना है जहां एक कार्यात्मक बिजली संयंत्र में इनका इस्तेमाल किया जा सके। संलयन ऊर्जा 1950 के बाद से, गहन सैद्धांतिक और प्रायोगिक जांच से गुजर रही है। विखंडन और संलयन, दोनों अंतरिक्ष प्रणोदन अनुप्रयोगों के लिए संभावनापूर्ण दिखते हैं, जो न्यून अभिक्रिया राशि के साथ उच्च अभियान वेग सृजित करते हैं। ऐसा, परमाणु अभिक्रिया के बहुत अधिक ऊर्जा घनत्व के कारण है: परिमाण के कुछ 7 क्रम (10,000,000 गुना) रॉकेट की वर्तमान पीढ़ी को ऊर्जा प्रदान करने वाली रासायनिक अभिक्रियाओं से अधिक ऊर्जावान. रेडियोधर्मी क्षय को अपेक्षाकृत छोटे पैमाने (कुछ kW) पर इस्तेमाल किया गया है, ज्यादातर अंतरिक्ष अभियानों और प्रयोगों को ऊर्जा प्रदान करने के लिए। परमाणु भौतिकी के पिता के रूप में, अर्नेस्ट रदरफोर्ड को 1919 में परमाणु विखंडन के लिए श्रेय दिया जाता है। इंग्लैंड में उनके दल ने नाइट्रोजन पर रेडियोधर्मी पदार्थ से प्राकृतिक रूप से निकलने वाले अल्फा कण से बमबारी की और अल्फा कण से भी अधिक ऊर्जा युक्त एक प्रोटॉन को उत्सर्जित होते देखा. 1932 में उनके दो छात्र जॉन कौक्रोफ्ट और अर्नेस्ट वाल्टन ने, जो रदरफोर्ड के दिशा-निर्देश में काम कर रहे थे, पूरी तरह कृत्रिम तरीके से परमाणु नाभिक को विखंडित करने की कोशिश की, उन्होंने लिथियम पर प्रोटॉनों की बमबारी करने के लिए एक कण त्वरक का उपयोग किया, जिससे दो हीलियम नाभिक की उत्पत्ति हुई।  जेम्स चैडविक द्वारा 1932 में न्यूट्रॉन की खोज के बाद, परमाणु विखंडन को सर्वप्रथम एनरिको फर्मी ने प्रयोगात्मक रूप से 1934 में रोम में हासिल किया, जब उनके दल ने यूरेनियम पर न्यूट्रॉन से बमबारी की।  1938 में, जर्मन रसायनशास्त्री ओट्टो हान और फ्रिट्ज स्ट्रासमन और साथ में ऑस्ट्रियाई भौतिकविद लिसे मेट्नर और मेट्नर के भतीजे ओट्टो रॉबर्ट फ़्रिश ने न्यूट्रॉन से बमबारी किए गए यूरेनियम उत्पादों पर प्रयोग किए। उन्होंने निर्धारित किया कि अपेक्षाकृत छोटा न्यूट्रॉन, महाकाय यूरेनियम परमाणुओं के नाभिक को लगभग दो बराबर टुकड़ों में विभाजित करता है, जो एक आश्चर्यजनक परिणाम था। लियो शिलार्ड सहित जो एक अगुआ थे, अनेकों वैज्ञानिकों ने यह पाया कि अगर विखंडन अभिक्रियाएं अतिरिक्त न्यूट्रॉन छोड़ती हैं तो एक स्व-चालित परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया फलित हो सकती है। इस बात ने कई देशों में वैज्ञानिकों को (अमेरिका, यूनाइटेड किंगडम, फ्रांस, जर्मनी और सोवियत संघ सहित) परमाणु विखंडन अनुसंधान के समर्थन के लिए अपनी सरकारों को याचिका देने के लिए प्रेरित किया। इस खोज ने अमेरिका में, जहां फर्मी और शीलार्ड, दोनों ने प्रवास किया था, मानव निर्मित प्रथम रिएक्टर को प्रेरित किया, जो शिकागो पाइल-1 कहलाया और जिसने 2 दिसम्बर 1942 को क्रिटिकलिटी हासिल की। यह कार्य मैनहट्टन प्रोजेक्ट का हिस्सा बन गया, जिसने हैनफोर्ड साईट (पूर्व में हैनफोर्ड शहर, वाशिंगटन) पर विशाल रिएक्टर बनाए, ताकि प्रथम परमाणु हथियारों में प्रयोग के लिए प्लूटोनियम पैदा किया जा सके, जिन्हें हिरोशिमा और नागासाकी के शहरों पर इस्तेमाल किया गया। यूरेनियम संवर्धन का एक समानांतर प्रयास भी जारी रहा। द्वितीय विश्व युद्ध के बाद, यह डर कि रिएक्टर अनुसंधान, परमाणु हथियारों और प्रौद्योगिकी के तीव्र प्रसार को प्रोत्साहित करेगा[vague] और इस डर के साथ संयुक्त कई वैज्ञानिकों[कौन?] की यह सोच कि यह विकास की एक लंबी यात्रा होगी, ऐसी परिस्थिति उत्पन्नं हुई जिसमें सरकार ने रिएक्टर अनुसंधान को कड़े सरकारी नियंत्रण और वर्गीकरण के तहत रखने का प्रयास किया। इसके अलावा, अधिकांश [कौनसे?] रिएक्टर अनुसंधान, विशुद्ध रूप से सैन्य प्रयोजनों पर केंद्रित थे। एक तत्काल [कब?] हथियार और विकास की दौड़ शुरू हो गई जब अमेरिकी सेना [कौन?] ने जानकारी साझा करने और परमाणु सामग्री को नियंत्रित करने के अपने ही वैज्ञानिक समुदाय की सलाह का पालन करने से इनकार कर दिया। [उद्धरण चाहिए] 2006 तक, एक चक्र पूरा करते हुए बातें, वैश्विक परमाणु ऊर्जा भागीदारी के साथ वहीं पहुंची हैं (नीचे देखें).[उद्धरण चाहिए] 20 दिसम्बर 1951 को पहली बार एक परमाणु रिएक्टर द्वारा बिजली उत्पन्न की गई, आर्को, आइडहो के नज़दीक EBR-I प्रयोगात्मक स्टेशन में, जिसने शुरुआत में 100 kW का उत्पादन किया (आर्को रिएक्टर ही पहला था जिसने 1955 में आंशिक मेल्टडाउन का अनुभव किया). 1952 में, राष्ट्रपति हैरी ट्रूमैन के लिए पाले आयोग (द प्रेसिडेंट्स मेटिरिअल्स पॉलिसी कमीशन) की एक रिपोर्ट ने परमाणु ऊर्जा का "अपेक्षाकृत निराशावादी" मूल्यांकन किया और "सौर ऊर्जा के सम्पूर्ण क्षेत्र में आक्रामक अनुसंधान की मांग की." राष्ट्रपति ड्वाइट आइज़नहावर द्वारा दिसम्बर 1953 को दिए गए भाषण "शांति के लिए परमाणु" ने परमाणु के उपयोगी दोहन पर बल दिया और परमाणु ऊर्जा के अंतरराष्ट्रीय प्रयोग के लिए अमेरिका को मजबूत सरकारी समर्थन के मार्ग पर आगे बढ़ाया. 27 जून 1954 को USSR के ओबनिंस्क न्यूक्लियर पावर प्लांट, विद्युत् ग्रिड के लिए बिजली उत्पादित करने वाला दुनिया का पहला परमाणु ऊर्जा संयंत्र बना और इसने करीब 5 मेगावाट बिजली का उत्पादन किया। बाद में 1954 में, अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग (U