क्या भारत ने अपना मूल खेल सुलझा लिया है?

आज के फ़िनशॉट्स में हम इस बारे में बात करते हैं कि भारत ने अपने पहले प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर की महत्वपूर्णता कैसे हासिल की।

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अब आज की कहानी पर आते हैं.

कहानी

स्वतंत्रता प्राप्त करने के बाद के वर्षों में, भारत अभी भी दुनिया में अपने पैर जमा रहा था, जबकि एक व्यक्ति ने दशकों आगे की योजना बनाई थी। होमी जहांगीर भाभा सिर्फ परमाणु कार्यक्रम ही नहीं बना रहे थे. वह एक ऐसे भविष्य की रूपरेखा तैयार कर रहे थे जहां भारत को अपनी ऊर्जा जरूरतों के लिए दुनिया पर निर्भर नहीं रहना पड़ेगा।

लेकिन इसमें समस्याएं हैं। भारत के पास अधिक यूरेनियम नहीं था, जिस ईंधन से अधिकांश परमाणु रिएक्टर चलते हैं। आज भी, देश अपने रिएक्टरों को चालू रखने के लिए आयात पर बहुत अधिक निर्भर है अरबों डॉलर के सौदे कनाडा जैसे देशों के साथ.

इसके पास जो कुछ था उसके बारे में बहुत कम चर्चा की गई थी: थोरियम का विशाल भंडार या वैश्विक कुल का 25%, इसकी रेत में छिपा हुआ था। केवल एक ही कैच था.

अधिकांश परमाणु रिएक्टरों में थोरियम को सीधे ईंधन के रूप में उपयोग नहीं किया जा सकता है। इसे प्रयोग योग्य रूप में परिवर्तित किया जाना चाहिए। और उस प्रक्रिया को शुरू करने के लिए एक अलग सामग्री की आवश्यकता होती है।

और उस समय, अमेरिका जैसे देश यूरेनियम-आधारित रिएक्टरों के साथ आगे बढ़ रहे थे और जितनी जल्दी हो सके परमाणु ऊर्जा को चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर रहे थे। दूसरी ओर, जापान प्रौद्योगिकी और ईंधन दोनों का आयात करके अपना कार्यक्रम बनाना जारी रखेगा।

भारत के पास कोई विलासिता नहीं थी। सीमित यूरेनियम भंडार के साथ, यह आसानी से इन मॉडलों की नकल नहीं कर सका। इसलिए, गति का पीछा करने के बजाय, भाभा ने कुछ अधिक महत्वाकांक्षी विकल्प चुना: एक ऐसी प्रणाली जो इस संसाधन की कमी को आत्मनिर्भरता में बदल सकती है, भले ही वहां तक ​​पहुंचने में दशकों लग जाएं।

वह एक था तीन चरण परमाणु कार्यक्रम जो यूरेनियम से शुरू होगा, प्लूटोनियम की ओर बढ़ेगा और अंततः थोरियम को दीर्घकालिक ऊर्जा स्रोत के रूप में अनलॉक करेगा।

संदर्भ के लिए, चरण 1 में दबावयुक्त भारी जल रिएक्टर (पीएचडब्ल्यूआर) शामिल हैं, जो बिजली उत्पन्न करने और उपोत्पाद के रूप में प्लूटोनियम का उत्पादन करने के लिए प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करते हैं। इसके बाद चरण 2, फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर) आता है, जो उस प्लूटोनियम का उपयोग खपत से अधिक ईंधन उत्पन्न करने के लिए करता है। और अंत में, चरण 3, थोरियम-आधारित रिएक्टर, जो दीर्घकालिक ऊर्जा के लिए भारत के विशाल थोरियम भंडार को अनलॉक करने के लिए नस्ल सामग्री का उपयोग करते हैं।

सबसे लंबे समय तक, यह बस यही रहा: एक योजना जो पूरी होने की प्रतीक्षा कर रही थी, क्योंकि इस योजना के भीतर, वह दूसरा चरण लापता हिस्सा बना हुआ था। वह पिछले सप्ताह तक था।

6 अप्रैल को, तमिलनाडु के कलपक्कम में भारत का प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (पीएफबीआर) पहली बार गंभीर स्थिति में पहुंचा। गंभीरता वह बिंदु है जहां एक परमाणु रिएक्टर आत्मनिर्भर बन जाता है। दूसरे शब्दों में, रिएक्टर के अंदर श्रृंखला प्रतिक्रिया बाहरी दबाव की आवश्यकता के बिना अपने आप जारी रहती है।

कागज़ पर, यह एक और तकनीकी मील का पत्थर जैसा लग सकता है। लेकिन ऐसा इसलिए नहीं है क्योंकि फास्ट ब्रीडर रिएक्टर नए नहीं हैं। रूस के पास इतिहास का एकमात्र अन्य वाणिज्यिक फास्ट ब्रीडर परमाणु रिएक्टर है, लेकिन यह थोरियम के बजाय यूरेनियम का उपयोग करता है। लेकिन अधिकांश अन्य देशों में, इन रिएक्टरों के पीछे के प्रयास बिल्कुल योजना के अनुसार नहीं हुए हैं। ये रिएक्टर कुछ असामान्य करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। वे न केवल बिजली पैदा करते हैं, बल्कि वे उपभोग से अधिक परमाणु ईंधन का उत्पादन करते हैं। अमेरिका, जापान और फ्रांस जैसे देशों ने प्लूटोनियम का उपयोग करके इसी तरह के रिएक्टर बनाने की कोशिश की है। लेकिन व्यवहार में यह कहीं अधिक कठिन था।

जापान का मोंजू रिएक्टरउदाहरण के लिए, 1995 में सोडियम रिसाव के कारण आग लगने के बाद इसे बंद कर दिया गया था और अंततः वर्षों बाद इसे बंद कर दिया गया था। अमेरिका में, क्लिंच रिवर ब्रीडर रिएक्टर जैसी परियोजनाओं को लागत नियंत्रण से बाहर होने के बाद छोड़ दिया गया था। यहां तक ​​कि फ्रांस का भी सुपर फीनिक्सजो कभी दुनिया के सबसे महत्वाकांक्षी ब्रीडर रिएक्टरों में से एक था, वह कम उपयोग के कारण संघर्ष कर रहा था और अंततः बंद हो गया।

इसलिए, समय के साथ, दुनिया का अधिकांश हिस्सा सरल परमाणु डिजाइनों की ओर चला गया या परमाणु ऊर्जा से पूरी तरह दूर हो गया। यूरेनियम का उपयोग करने वाले पारंपरिक रिएक्टरों का प्रबंधन, और घरेलू भंडार या अंतरराष्ट्रीय भागीदारी के माध्यम से दीर्घकालिक ईंधन आपूर्ति सुनिश्चित करने जैसी चीजें।

और फिर भी भारत इस लक्ष्य से पीछे नहीं हटा है। यह ब्रीडर रिएक्टरों के प्रति प्रतिबद्ध रहा क्योंकि यह आवश्यक था।

यह चरण कभी भी केवल बिजली पैदा करने का नहीं था। यह तीसरे और अंतिम चरण के लिए सामग्री तैयार करने के बारे में था।

और यही बात पीएफबीआर मील के पत्थर को इतना महत्वपूर्ण बनाती है।

महत्वपूर्ण द्रव्यमान तक पहुँचकर, भारत ने प्रदर्शित किया है कि वह प्लूटोनियम-आधारित ईंधन का उपयोग करके रिएक्टर संचालित कर सकता है। यह वह कदम है जो यूरेनियम से आगे बढ़ना संभव बनाता है। लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह देश को बहुत बड़ी चीज़ के करीब लाता है: अपने परमाणु ईंधन आधार का विस्तार करने की क्षमता।

यदि फास्ट ब्रीडर रिएक्टर इच्छित के अनुसार काम करते हैं, तो वे उपभोग करने की तुलना में अधिक उपयोगी (विखंडन योग्य) सामग्री का उत्पादन कर सकते हैं, जिससे एक दुर्लभ संसाधन को प्रभावी ढंग से अधिक उपयोगी ईंधन में बदल दिया जा सकता है।

इस प्रक्रिया में, वे न केवल अधिक ईंधन बनाते हैं। वे उस चीज़ का भी बेहतर उपयोग करते हैं जिसे अन्यथा परमाणु कचरा माना जाएगा।

और यही वह है जो योजना के अंतिम चरण को खोलता है: थोरियम। अपने आप में ईंधन के रूप में नहीं, बल्कि एक ऐसी सामग्री के रूप में जिसे यूरेनियम-233 में बदला जा सकता है, वह ईंधन जो चरण तीन को शक्ति प्रदान करता है।

हालाँकि, यहाँ पेचीदा हिस्सा है, क्योंकि इसे सही करना सिर्फ एक रिएक्टर को चालू करना नहीं था।

शुरुआत के लिए, रिएक्टर मिश्रित ऑक्साइड ईंधन (MOX) का उपयोग करता है जो प्लूटोनियम और यूरेनियम का एक संयोजन है। इस ईंधन को सटीक रूप से निर्मित किया जाना था, रिएक्टर कोर में लोड किया जाना था और इस तरह व्यवस्थित किया जाना था कि एक नियंत्रित श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हो सके।

शीतलक के रूप में पानी का उपयोग करने वाले पारंपरिक रिएक्टरों के विपरीत, पीएफबीआर तरल सोडियम का उपयोग करता है। यह रिएक्टर को बहुत अधिक तापमान पर और तेज़ गति वाले न्यूट्रॉन के साथ संचालित करने की अनुमति देता है, जो अधिक ईंधन उत्पन्न करने के लिए आवश्यक हैं।

लेकिन सोडियम अपने जोखिमों के साथ आता है। यह पानी और यहां तक ​​कि हवा के साथ भी तीव्र प्रतिक्रिया करता है। इसलिए संपूर्ण शीतलन प्रणाली को अत्यधिक सटीकता के साथ सील, निगरानी और डिज़ाइन किया जाना चाहिए। यहां तक ​​कि मामूली रिसाव भी खतरनाक हो सकता है.

और फिर आलोचना का क्षण भी आता है। आलोचना हासिल करना एक क्रमिक प्रक्रिया है। न्यूट्रॉन को अवशोषित करने के लिए उपयोग की जाने वाली नियंत्रण छड़ें धीरे-धीरे वापस ले ली जाती हैं। ब्रेक जैसी नियंत्रण छड़ों के बारे में सोचें। वे न्यूट्रॉन को अवशोषित करते हैं और प्रतिक्रिया को नियंत्रित रखते हैं। जैसे ही ऑपरेटर धीरे-धीरे बाहर खींचते हैं, यह ब्रेक को कम करने जैसा है, और प्रतिक्रिया शुरू हो जाती है। कदम दर कदम यह तब तक बनता है जब तक यह उस बिंदु तक नहीं पहुंच जाता जहां यह खुद को कायम रखता है।

यदि यह बहुत तेज़ है, तो आप अस्थिरता का जोखिम उठाते हैं और यदि यह बहुत धीमा है, तो प्रतिक्रिया कायम नहीं रहेगी। सब कुछ बिल्कुल संतुलित होना चाहिए.

इसमें दशकों लग गए, लेकिन इन सभी जोखिमों के बावजूद, वे गंभीरता हासिल करने और भारत के परमाणु कार्यक्रम के लिए अगले चरण को खोलने में सक्षम थे।

आलोचना हासिल करना तो बस शुरुआत है. के बारे में अगले कुछ महीनेपूर्ण वाणिज्यिक परिचालन शुरू करने से पहले संयंत्र को नियंत्रित परीक्षणों की एक श्रृंखला से गुजरना होगा। क्योंकि आलोचना की उपलब्धि विज्ञान को तो सिद्ध करती है, परंतु अर्थव्यवस्था को सिद्ध नहीं करती।

लगभग 8.7 गीगावाट की स्थापित क्षमता के साथ, भारत की कुल बिजली उत्पादन में परमाणु ऊर्जा का हिस्सा सिर्फ 3% से अधिक है। और यह काफी छोटा है, खासकर जब मांग बढ़ने ही वाली है। यदि भारत जीवाश्म ईंधन, मुख्य रूप से कोयले के आयात पर अपनी निर्भरता कम करना चाहता है और ऊर्जा स्वतंत्रता की ओर बढ़ना चाहता है, तो उसे बिजली के अधिक विश्वसनीय स्रोतों की आवश्यकता है।

यहीं पर परमाणु ऊर्जा आती है। यह स्थिर, 24/7 बेसलोड बिजली प्रदान करते हुए, सौर और पवन जैसे आंतरायिक नवीकरणीय ऊर्जा को पूरक कर सकती है। लेकिन अभी, परमाणु ऊर्जा भारत के ऊर्जा मिश्रण का केवल एक छोटा सा हिस्सा है और अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना बाकी है।

यदि यह काम करता है, तो भारत एकल प्रोटोटाइप से आगे बढ़कर ब्रीडर रिएक्टरों के बेड़े की ओर बढ़ सकता है और धीरे-धीरे आयातित यूरेनियम पर अपनी निर्भरता कम कर सकता है।

और अगर ऐसा हुआ तो भारत न सिर्फ बिजली पैदा करेगा. यह वही करेगा जो होमी भाभा ने दशकों पहले सोचा था: इसके लिए दुनिया पर निर्भर रहने के बजाय यह पहले से मौजूद ईंधन पर चलेगा।

अगली बार तक…

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