दो दशकों से अधिक के लंबे वैज्ञानिक प्रयासों के बाद, भारत ने अपने नागरिक परमाणु कार्यक्रम में सबसे महत्वपूर्ण मील के पत्थर में से एक को पार कर लिया है। तमिलनाडु के कलपक्कम में प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (पीएफबीआर) ने पहली महत्वपूर्णता हासिल कर ली है, जिस क्षण निरंतर परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया स्थापित होती है।

इसके साथ, भारत निर्णायक रूप से अपने तीन चरण वाले परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम के दूसरे चरण में आगे बढ़ गया है, जो भारत के परमाणु कार्यक्रम का जनक है। इसका वर्णन आधी सदी से भी पहले होमी जे भाभा ने किया था।

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इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (आईजीसीएआर), कलपक्कम के निदेशक डॉ. श्रीकुमार जी. पिल्लई ने इस उपलब्धि को ऐतिहासिक बताते हुए कहा कि यह क्षण रिएक्टर के चालू होने से कहीं अधिक का प्रतिनिधित्व करता है।

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बंगाल की खाड़ी की ओर देखने वाली विशाल गुलाबी इमारत एक बड़ी तकनीकी सफलता है, जिसकी झलक एनडीटीवी को सुविधा की एक दुर्लभ यात्रा के दौरान मिली।

डॉ पिल्लई ने एनडीटीवी को बताया, “प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर की पहली महत्वपूर्णता की यह उपलब्धि भारत के परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम में एक निर्णायक मील का पत्थर है।” “यह डॉ. भाभा द्वारा परिकल्पित दूरदर्शी तीन-चरण परमाणु कार्यक्रम का प्रतिनिधित्व करता है, जिसका उद्देश्य सीमित यूरेनियम और विशाल थोरियम संसाधनों के इष्टतम उपयोग के माध्यम से दीर्घकालिक ऊर्जा सुरक्षा सुनिश्चित करना है।”

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श्रीकुमार जी. पिल्लई, इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (आईजीसीएआर), कलपक्कम के निदेशक
फोटो क्रेडिट: पल्लव बागला

पीएफबीआर कलपक्कम में स्थित है। देश का पहला व्यावसायिक स्तर का फास्ट ब्रीडर रिएक्टर और दुनिया में कहीं भी संचालित ऐसे बहुत कम रिएक्टरों में से एक। येकातेरिनबर्ग में वाणिज्यिक फास्ट ब्रीडर रिएक्टर संचालित करने वाला एकमात्र अन्य देश रूस के साथ, भारत अब एक बहुत ही विशिष्ट तकनीकी क्लब में शामिल हो गया है।

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संस्थागत स्मृति पर निर्मित एक परियोजना

पीएफबीआर वैज्ञानिकों, इंजीनियरों और नीति निर्माताओं की पीढ़ियों के निरंतर संस्थागत प्रयास का उत्पाद है। डॉ. पिल्लई के अनुसार, यह उपलब्धि निरंतर राजनीतिक समर्थन और वैज्ञानिक नेतृत्व के बिना संभव नहीं होती।

उन्होंने कहा, ”यह उपलब्धि भारत सरकार के निरंतर समर्थन और मार्गदर्शन के कारण संभव हो सकी है।” “प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी के नेतृत्व और प्रधान मंत्री कार्यालय की सक्रिय भूमिका ने नीति निरंतरता, रणनीतिक दिशा और समय पर निर्णय लेना सुनिश्चित किया है।”

उन्होंने कार्यक्रम के कार्यान्वयन को मजबूत करने के लिए परमाणु ऊर्जा राज्य मंत्री डॉ. जितेंदर सिंह को भी श्रेय दिया और परमाणु ऊर्जा विभाग के पूर्व और वर्तमान नेताओं की भूमिका को स्वीकार किया।

डॉ. पिल्लई ने कहा, “डॉ. अजीत कुमार मोहंती का वैज्ञानिक नेतृत्व परमाणु ऊर्जा विभाग को उन्नत रिएक्टरों को तैनात करने और दूसरे चरण के ईंधन चक्र को बंद करने के लिए मार्गदर्शन करने में सहायक रहा है।” “फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कार्यक्रम को आकार देने और आगे बढ़ाने में डॉ. अनिल काकोडकर का दूरदर्शी योगदान मौलिक था।”

इसमें 20 साल क्यों लगे?

पीएफबीआर परियोजना में अक्सर देरी होने की सूचना मिली है। डॉ. पिल्लई ने इस रूपरेखा को खारिज कर दिया, और यात्रा को एक आवश्यक सीखने की अवस्था बताया।

उन्होंने कहा कि हम पिछले 10 से 15 साल से इस पल का इंतजार कर रहे थे. “हमें कई कठिनाइयों का सामना करना पड़ा, जिनमें मुख्य रूप से उच्च तापमान पर सोडियम को संभालना, सामग्रियों की विश्वसनीयता, नियंत्रण प्रणाली और सेंसर शामिल थे जिन्हें उच्च तापमान वाले सोडियम वातावरण के लिए विकसित किया जाना था।”

तरल सोडियम का उपयोग फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में शीतलक के रूप में किया जाता है। यह कुशल ताप हस्तांतरण की अनुमति देता है लेकिन पानी और हवा के साथ हिंसक प्रतिक्रिया करता है, जिससे असाधारण इंजीनियरिंग परिशुद्धता की आवश्यकता होती है।

डॉ. पिल्लई ने बताया, “यह पहली बार था कि देश में इस तरह के उपकरण को इस पैमाने पर डिजाइन और संचालित किया जा रहा था।” “इसके लिए व्यापक परीक्षण और डेटा सृजन की आवश्यकता थी जहां कोई पिछला अनुभव उपलब्ध नहीं था।”

कमीशनिंग चरण में भी अपेक्षा से अधिक समय लगा। उन्होंने कहा, “परीक्षण के दौरान हमें बड़ी मात्रा में डेटा तैयार करना था। यह डेटा अंतरराष्ट्रीय साहित्य में मौजूद नहीं है और इसे किसी अन्य रिएक्टर से प्राप्त नहीं किया जा सकता है।”

किसी चौंकाने वाली बात से दूर, डॉ. पिल्लई ने इस प्रक्रिया को एक अमूल्य सीखने का अनुभव बताया। “मैं कहूंगा कि यह एक सीखने का अनुभव है। इसने ऐसा ज्ञान पैदा किया है जो भारत के लिए अद्वितीय है।”

तेज़ और ब्रीडर, सरलता से समझाया गया

पीएफबीआर भारत के पहले चरण के रिएक्टरों, दबावयुक्त भारी जल रिएक्टरों (पीएचडब्ल्यूआर) से एक तकनीकी छलांग का प्रतिनिधित्व करता है, जो देश के परमाणु बेड़े की रीढ़ है।

डॉ. पिल्लई ने कहा, “पहले चरण में, पीएचडब्ल्यूआर प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करते हैं।” “ऑपरेशन के दौरान, वे प्लूटोनियम-239 का भी उत्पादन करते हैं, जो प्राकृतिक रूप से उपलब्ध नहीं है।”

उस प्लूटोनियम को पुनर्प्रसंस्करण के माध्यम से पुनर्प्राप्त किया जाता है और फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

उन्होंने बताया, “तेज़ रिएक्टर तेज़ न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम में काम करते हैं। न्यूट्रॉन धीमा नहीं होते हैं।” “अद्वितीय लाभ यह है कि रिएक्टर इसमें डाली जाने वाली विखंडन सामग्री से अधिक उत्पादन करता है।”

इसलिए इसे ब्रीडर रिएक्टर कहा जाता है।

डॉ पिल्लई ने कहा, “प्रजनन अनुपात एक से अधिक है।” “जितना अधिक प्लूटोनियम आप रिएक्टर में भरेंगे, उतना अधिक प्लूटोनियम आप इससे बाहर निकालेंगे।”

सामान्य दर्शक को यह अवधारणा लगभग जादुई लगती है। ईंधन जलाना और अंत में जितना ईंधन आपने शुरू किया था उससे अधिक ईंधन के साथ समाप्त होना।

“यह एक वास्तविक चीज़ है,” डॉ. पिल्लई ने कहा। “मौजूदा ऑक्साइड ईंधन के साथ, हम लगभग 1.03 से 1.05 के प्रजनन अनुपात की उम्मीद करते हैं। अन्वेषण के तहत धातु ईंधन के साथ, यह और भी अधिक हो सकता है।”

बंद ईंधन चक्र लाभ

फास्ट ब्रीडर्स के मामले में भारत की सफलता बंद ईंधन चक्रों में इसकी विशेषज्ञता से जुड़ी हुई है।

डॉ. पिल्लई ने कहा, “प्लूटोनियम प्राकृतिक रूप से उपलब्ध नहीं है।” “सभी थर्मल रिएक्टर प्लूटोनियम का उत्पादन करते हैं, लेकिन केवल वे देश जो खर्च किए गए ईंधन को पुन: संसाधित करते हैं, वे इसका उपयोग फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों के लिए कर सकते हैं।”

भारत ने 1960 के दशक की शुरुआत से कई दशकों में स्वदेशी पुनर्प्रसंस्करण क्षमता का निर्माण किया है।

डॉ. पिल्लई ने कहा, “हमने 1960 के दशक की शुरुआत में पुनर्संसाधन गतिविधियाँ शुरू कीं।” “ट्रॉम्बे से तारापुर और कलपक्कम तक, हमने PUREX प्रक्रिया को परिपक्व और बढ़ाया है।”

आज, भारत के पास पीएफबीआर और तेज़ रिएक्टरों के अगले सेट का समर्थन करने के लिए पर्याप्त पुनर्संसाधन क्षमता है।

उन्होंने कहा, “प्लूटोनियम की उपलब्धता कोई मुद्दा नहीं है।” “पीएफबीआर स्वयं एफबीआर-1 और एफबीआर-2 का समर्थन करने के लिए पर्याप्त ईंधन उत्पन्न करेगा।”

सुरक्षा और विनियमन

सुरक्षा संबंधी चिंताएँ अक्सर उत्पन्न होती हैं क्योंकि तेज़ रिएक्टर तरल सोडियम का उपयोग करते हैं। डॉ. पिल्लई अपने आत्मविश्वास में स्पष्ट थे।

उन्होंने कहा, “आईजीसीएआर के पास सोडियम से निपटने का दशकों का अनुभव है।” “हमने जोखिमों को कम करने के लिए सेंसर, सामग्री और विशेष पाउडर विकसित किए हैं।”

पीएफबीआर परमाणु सुरक्षा में विश्व स्तर पर उपयोग किए जाने वाले गहन रक्षा दर्शन का अनुसरण करता है। “यह सुनिश्चित करने के लिए कई परतें हैं कि सोडियम सिस्टम के भीतर रहे,” उन्होंने समझाया।

भारतीय परमाणु ऊर्जा नियामक बोर्ड ने महत्वपूर्ण भूमिका निभाई। डॉ. पिल्लई ने कहा, “इस पैमाने पर तेज़ रिएक्टरों के लिए कोई अंतरराष्ट्रीय सुरक्षा कोड उपलब्ध नहीं थे।” “एईआरबी सुरक्षा गाइड और नियामक आवश्यकताओं को विकसित करने में पूरी तरह से शामिल था।”

आगे क्या आता है

पहले के साथ आलोचना हासिल किया गया, रिएक्टर अब भौतिकी प्रयोगों और नियामक निरीक्षण के तहत क्रमिक शक्ति वृद्धि से गुजरेगा। डॉ. पिल्लई ने कहा, “वाणिज्यिक बिजली उत्पादन तक पहुंचने में छह से आठ महीने लग सकते हैं।”

कलपक्कम में दो और फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों, एफबीआर-1 और एफबीआर-2 के लिए तैयारी का काम पहले से ही चल रहा है।

फोटो क्रेडिट: पल्लव बागला

उन्होंने कहा, “पीएफबीआर से सीखे गए सभी सबक शामिल किए जाएंगे।” “इससे निर्माण और कमीशनिंग का समय काफी कम हो जाएगा।”

थोरियम और ऊर्जा स्वतंत्रता का प्रवेश द्वार

शायद पीएफबीआर का सबसे गहरा महत्व इसमें है कि यह और क्या सक्षम बनाता है। भारत के पास यूरेनियम सीमित है लेकिन थोरियम का विशाल भंडार है। डॉ. पिल्लई ने बताया, “जब थोरियम को फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में कंबल सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, तो यह यूरेनियम -233 का उत्पादन करता है।” “यह तीसरे चरण के लिए ईंधन है।

यह पीएफबीआर को भारत के दीर्घकालिक ऊर्जा भविष्य के लिए एक आवश्यक पुल बनाता है। उन्होंने कहा, “हां, यह मील का पत्थर भारत को लंबे समय में ऊर्जा स्वतंत्रता हासिल करने में मदद करेगा।”

अक्सर पीएफबीआर को ‘ऊर्जा की धुरी’, अनंत आपूर्ति का पौराणिक जहाज कहा जाता है। डॉ. पिल्लई सहमत हुए।

उन्होंने कहा, “एक बार पीएफबीआर संतुलन पर पहुंच जाए, तो बाहरी स्रोतों से ईंधन की तलाश करने की कोई जरूरत नहीं है।” “रिएक्टर आत्मनिर्भर है और अतिरिक्त ईंधन पैदा करता है। यह वास्तव में अविश्वसनीय है।”

जलवायु परिवर्तन के युग में, पीएफबीआर कम कार्बन बेसलोड बिजली भी प्रदान करता है। डॉ. पिल्लई ने कहा, “यह 2070 तक नेट शून्य हासिल करने की दिशा में एक कदम है।”

जैसा कि भारत इस वैज्ञानिक मील के पत्थर का जश्न मना रहा है, यह उपलब्धि दशकों की दृढ़ता, संस्थागत स्मृति और स्वदेशी तकनीकी मार्गों में विश्वास के लिए एक श्रद्धांजलि के रूप में खड़ी है। डॉ. भाबा द्वारा शुरू किया गया सपना हकीकत के बेहद करीब आ गया है। पिल्लई का कहना है कि एक बार जब हम ब्रीडर रिएक्टर में महारत हासिल कर लेते हैं, तो हम अगली कई शताब्दियों तक ऊर्जा के मामले में स्वतंत्र रहेंगे।