कलपक्कम:

ऐसे समय में जब जापान, फ्रांस और संयुक्त राज्य अमेरिका जैसे विकसित देशों ने सुरक्षा चिंताओं के कारण अपने परमाणु ब्रीडर रिएक्टरों को कम कर दिया है या बंद कर दिया है, भारत अभी भी इस जटिल तकनीक का अनुसरण कर रहा है। ऐसा इसलिए है क्योंकि नई दिल्ली को दीर्घकालिक ऊर्जा स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए फास्ट ब्रीडर परमाणु रिएक्टर प्रौद्योगिकी की आवश्यकता है।

यह भी पढ़ें: भाजपा ने कहा- हम उन लोगों पर विचार नहीं करते जो महाराजा हरि सिंह, पीडीपी और हुर्रिद नेताओं के खिलाफ विद्रोह करते हैं

इस उद्देश्य को आगे बढ़ाते हुए, भारत ने अपनी परमाणु ऊर्जा यात्रा में सबसे महत्वपूर्ण मील के पत्थर में से एक हासिल किया है, क्योंकि प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (पीएफबीआर) ने महत्वपूर्णता हासिल की है – वह बिंदु जिस पर परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया आत्मनिर्भर हो जाती है।

यह भी पढ़ें: रन्या राव मामले में बड़ा प्रकटीकरण, डीजीपी फादर ने हवाई अड्डे पर मदद करने का निर्देश दिया

तमिलनाडु के कलपक्कम में हासिल की गई यह उपलब्धि ऊर्जा स्वतंत्रता की दिशा में एक लंबे नियोजित मार्ग की शुरुआत का प्रतीक है।

भारत को फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों की आवश्यकता क्यों है?

दशकों तक, भारत के परमाणु वैज्ञानिकों ने फास्ट ब्रीडर तकनीक को एक प्रतिष्ठित परियोजना के रूप में नहीं, बल्कि एक आवश्यकता के रूप में अपनाया। कई विकसित देशों के विपरीत, भारत में प्रचुर मात्रा में प्राकृतिक यूरेनियम नहीं है। जीवाश्म ईंधन के भंडार सीमित हैं। आयातित तेल और गैस ऊर्जा बास्केट पर हावी हैं। इस ऊर्जा-सीमित वास्तविकता में, फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कभी भी वैकल्पिक नहीं था।

यह भी पढ़ें: गर्मी, तूफान और मतपत्र: भारत के अप्रैल चुनाव एक नई जलवायु वास्तविकता का सामना करते हैं

यह भी पढ़ें: ‘पैसे को छोड़कर सब कुछ प्रिंट कर सकते हैं’: इसरो ने खरीदा रूसी 3डी प्रिंटर

इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (आईजीसीएआर), कलपक्कम के निदेशक श्रीकुमार पिल्लई ने कहा, “यह एक सपना था जिसका हमारा परमाणु समुदाय पिछले 20 वर्षों से बेसब्री से इंतजार कर रहा था।”

यह भी पढ़ें: आप सांसद राघव चड्ढा ने भारत में पितृत्व अवकाश कानून की मांग की है

उन्होंने कहा, “अक्टूबर 1985 में फास्ट ब्रीडर परीक्षण रिएक्टर के चालू होने के बाद, अगले प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के लिए गतिविधियां शुरू हुईं और हम एक लंबा सफर तय कर चुके हैं।”

भारत की ब्रीडर कहानी डॉ. होमी जहांगीर भाभा की वैज्ञानिक दृष्टि पर टिकी है। उनका तीन चरण का परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम विशेष रूप से भारत के संसाधन प्रोफ़ाइल के लिए डिज़ाइन किया गया था। पहले चरण में दबावयुक्त भारी जल रिएक्टरों (पीएचडब्ल्यूआर) में प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग किया जाता है। ये रिएक्टर न केवल बिजली पैदा करते हैं बल्कि उप-उत्पाद के रूप में प्लूटोनियम 239 का उत्पादन भी करते हैं। प्लूटोनियम प्राकृतिक रूप से नहीं पाया जाता है। इसे रिएक्टरों में बनाया जाना चाहिए और फिर पुन: प्रसंस्करण द्वारा अलग किया जाना चाहिए।

भारत ने जल्द ही पुनर्प्रसंस्करण तकनीक विकसित करना शुरू कर दिया। 1960 के दशक के मध्य तक, देश ने अपना पहला प्लूटोनियम पुनर्संसाधन संयंत्र चालू कर दिया था। समय के साथ, भारत ने बंद ईंधन चक्र में महारत हासिल कर ली, यह क्षमता केवल कुछ ही देशों के लिए उपलब्ध है। उस सफलता ने दूसरे चरण को संभव बना दिया।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कैसे काम करते हैं?

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर ईंधन के रूप में प्लूटोनियम का उपयोग करते हैं और तेज़ न्यूट्रॉन के साथ काम करते हैं। पारंपरिक रिएक्टरों के विपरीत, उन्हें उपभोग की तुलना में अधिक विखंडनीय सामग्री का उत्पादन करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पिल्लई बताते हैं, “जब आप ब्रीडर रिएक्टर कहते हैं, तो इसका मतलब यह है कि हमारे पास रिएक्टर में एक्स मात्रा में ईंधन जा रहा है, और खर्च किया गया ईंधन एक्स मात्रा से अधिक होगा।” पीएफबीआर के लिए प्रजनन अनुपात लगभग 1.05 है।

यह भौतिकी रोजमर्रा के सामान्य ज्ञान की अवहेलना करती है। ईंधन जलता है, फिर भी अधिक ईंधन निकलता है। इसका स्पष्टीकरण यूरेनियम 238 जैसी अशुद्ध सामग्री में निहित है, जो न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है और नए प्लूटोनियम में बदल देता है। बाद के चरणों में, थोरियम कंबल सामग्री के रूप में यूरेनियम की जगह लेगा, जिससे यूरेनियम 233 का उत्पादन होगा, जो भारत के तीसरे चरण के रिएक्टरों के लिए ईंधन है।

यह भी पढ़ें: दुनिया का सबसे पुराना चालू परमाणु संयंत्र, ‘ओपन हार्ट सर्जरी’ भारत में

वैश्विक अनुभव से पता चलता है कि यह रास्ता कठिन क्यों है।

जापान के मोनजू फास्ट ब्रीडर रिएक्टर को 1995 में एक गंभीर झटका लगा जब सोडियम रिसाव के कारण सेकेंडरी कूलिंग सर्किट में आग लग गई। हालाँकि रिएक्टर कोर क्षतिग्रस्त नहीं हुआ, लेकिन इस घटना ने जनता के विश्वास को तोड़ दिया। बाद की परिचालन त्रुटियों, लंबे समय तक शटडाउन, नियामक जांच और राजनीतिक झिझक का मतलब था कि मोनजू ने अपने पूरे जीवनकाल में मामूली बिजली का उत्पादन किया। अंत में, परियोजना को छोड़ दिया गया।

फ़्रांस के सुपरफ़ैनिक्स को समस्याओं के एक अलग लेकिन समान रूप से घातक संयोजन का सामना करना पड़ा। महत्वाकांक्षी पैमाने पर निर्मित, यह बार-बार सोडियम से संबंधित तकनीकी मुद्दों, लंबे रखरखाव रुकावटों और खराब परिचालन उपलब्धता से जूझता रहा। उसी समय, फ्रांस के पास पहले से ही पारंपरिक परमाणु रिएक्टरों के बड़े बेड़े के माध्यम से ऊर्जा सुरक्षा थी। राजनीतिक विरोध, उच्च लागत और तत्काल आवश्यकता के अभाव के कारण सरकार को 1990 के दशक के अंत में रिएक्टर को स्थायी रूप से बंद करना पड़ा।

संयुक्त राज्य अमेरिका ने भी इसी तरह का मार्ग अपनाया। ब्रीडर अनुसंधान आयोजित किया गया था, लेकिन वाणिज्यिक पुनर्संसाधन बंद कर दिया गया था, और यूरेनियम की आपूर्ति पर्याप्त होने के कारण प्रजनकों के लिए रणनीतिक धक्का फीका पड़ गया। पिल्लई बताते हैं, “अगर आपको फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कार्यक्रम को बनाए रखना है, तो देश के पास पुन: प्रसंस्करण के लिए विशेषज्ञता भी होनी चाहिए।” “अमेरिका ने इसमें महारत हासिल कर ली है, लेकिन उन्होंने इसे बंद कर दिया है।”

भारत की राहें अलग हो गईं क्योंकि वह पीछे हटने का जोखिम नहीं उठा सकता था। पिल्लई कहते हैं, ”ऊर्जा सुरक्षा हमारे लिए सर्वोपरि है।” “ऊर्जा सुरक्षा के लिए, आपको बेस लोड बिजली की निरंतर आपूर्ति की आवश्यकता है।” वह वैश्विक भू-राजनीति और तेल संकट से पैदा हुई अतिरिक्त कमजोरी की ओर इशारा करते हैं।

भारत का थोरियम लाभ

जो चीज़ भारत को एक विशिष्ट लाभ देती है वह है थोरियम। देश के पास वैश्विक थोरियम भंडार का लगभग 25 प्रतिशत है। थोरियम का उपयोग सीधे परमाणु ईंधन के रूप में नहीं किया जा सकता है। इसे पहले तेज़ रिएक्टरों के भीतर यूरेनियम-233 में परिवर्तित किया जाना चाहिए। एक बार बड़े पैमाने पर तैनात होने के बाद, थोरियम-आधारित प्रणालियाँ भारत को सदियों तक ऊर्जा प्रदान कर सकती हैं। पिल्लई कहते हैं, “एक बार जब आप थोरियम का उपयोग करते हैं, तो कम से कम 500 से 700 साल की गारंटी दी जा सकती है।”

तरल सोडियम पहेली

इस कहानी के केंद्र में तरल सोडियम है।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर शीतलक के रूप में तरल सोडियम का उपयोग करते हैं क्योंकि यह गर्मी को कुशलतापूर्वक स्थानांतरित करता है और न्यूट्रॉन को धीमा किए बिना काम करने की अनुमति देता है। सोडियम पानी और हवा के साथ तीव्र प्रतिक्रिया करता है। फिर भी सोडियम में भारत का भरोसा लगभग चार दशकों के परिचालन अनुभव से आता है।

पिल्लई कहते हैं, “अक्टूबर 1985 में कलपक्कम में फास्ट ब्रीडर परीक्षण रिएक्टर के चालू होने के बाद से, हमने सोडियम की सुरक्षित हैंडलिंग के लिए आवश्यक तकनीकों में महारत हासिल करना शुरू कर दिया है।” पिछले कुछ वर्षों में, भारत ने सोडियम निगरानी प्रणाली, रिसाव का पता लगाने वाले सेंसर, रासायनिक नियंत्रण प्रोटोकॉल और विशेष अग्निशमन तकनीक विकसित की है। सोडियम की आग को बुझाने के लिए विशेष रूप से समर्पित रासायनिक पाउडर तैयार किए गए थे, और आपातकालीन टीमों को तदनुसार प्रशिक्षित किया गया था।

यह लंबा अनुभव भारत के सोडियम-कूल्ड रिएक्टरों के सबसे कठिन घटकों में से एक: संयुक्त भाप जनरेटर के प्रबंधन को भी दर्शाता है।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर में, सोडियम कोर से मध्यवर्ती सर्किट तक गर्मी का संचालन करता है। फिर बिजली उत्पादन के लिए भाप उत्पन्न करने के लिए भाप जनरेटर में गर्मी को पानी में स्थानांतरित किया जाता है। सोडियम जल के साथ प्रतिक्रिया हिंसक हो सकती है। ब्रीडर प्रौद्योगिकी के सबसे जटिल पहलुओं में से एक भाप जनरेटर का डिजाइन, निर्माण और संचालन है जो पूर्ण पृथक्करण बनाए रखता है।

भारत ने इस इंटरफ़ेस को सीखने में दशकों बिताए हैं। फास्ट ब्रीडर परीक्षण रिएक्टर ने प्रायोगिक मंच प्रदान किया। पीएफबीआर व्यावसायिक स्तर पर सीखने का प्रतिनिधित्व करता है।

यह सीखने की अवस्था लंबी समयावधि की व्याख्या करती है। पिल्लई कहते हैं, ”कई घटकों को शुरुआत से ही विकसित करना पड़ा।” उच्च तापमान सोडियम प्रणालियों के लिए विशेष सामग्री, सटीक निर्माण और व्यापक परीक्षण की आवश्यकता होती है। नियामक पूर्ण सत्यापन की मांग करते हैं क्योंकि ऐसे रिएक्टरों से चालीस से साठ वर्षों तक सुरक्षित रूप से काम करने की उम्मीद की जाती है।

पीएफबीआर ने अब बहुत कम शक्ति पर पहला गुरुत्वाकर्षण पार कर लिया है। आने वाले महीनों में, सुरक्षा प्रणालियों का मूल्यांकन और रिएक्टर भौतिकी प्रयोग किए जाने तक यह इसी स्थिति में रहेगा। रेगुलेटरी क्लीयरेंस के बाद ही पावर धीरे-धीरे बढ़ेगी। यदि परीक्षण योजना के अनुसार आगे बढ़े, तो इस वर्ष के अंत में बिजली उत्पादन की उम्मीद है।

महत्वपूर्ण बात यह है कि पीएफबीआर कोई समापन बिंदु नहीं है। कलपक्कम में फास्ट ब्रीडर रिएक्टर 1 और 2 के लिए डिजाइन का काम पहले से ही चल रहा है। दूसरे चरण के चक्र को पूरी तरह से बंद करते हुए, ब्रीडर ईंधन को ऑनसाइट पुन: संसाधित और पुन: निर्मित करने के लिए एक तेज़ रिएक्टर ईंधन चक्र सुविधा की योजना बनाई गई है।

श्रीकुमार पिल्लई, इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (आईजीसीएआर) के निदेशक।

भारत की ऊर्जा सुरक्षा

लागत परिपक्व दबावयुक्त भारी जल रिएक्टरों की तुलना में अधिक है, पीएफबीआर के लिए लगभग 30 करोड़ रुपये प्रति मेगावाट। लेकिन पिल्लई को उम्मीद है कि जैसे-जैसे अनुभव बढ़ेगा और डिजाइन स्थिर होंगे, लागत और निर्माण समय में तेजी से गिरावट आएगी।

भारत का व्यापक दृष्टिकोण स्पष्ट है। परमाणु ऊर्जा स्वच्छ बेस-लोड बिजली प्रदान करती है। प्रजनक ईंधन सुरक्षा सुनिश्चित करते हैं। थोरियम दीर्घायु का वादा करता है। साथ में, वे 2047 तक 100 गीगावॉट परमाणु क्षमता और 2070 तक शुद्ध शून्य उत्सर्जन तक पहुंचने की भारत की महत्वाकांक्षा की रीढ़ हैं।

पिल्लई कहते हैं, “प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर की शुरुआत के साथ, विश्वास का स्तर बढ़ गया है कि हम ऊर्जा स्वतंत्र हो जाएंगे।”

कलपक्कम में भारत के परमाणु कार्यक्रम के तीनों चरण एक ही स्थान पर दिखाई देते हैं। दबावयुक्त भारी जल रिएक्टरों से लेकर तीव्र प्रजनकों और थोरियम के पथ तक, भारत की परमाणु दृष्टि का पूरा चक्र एक साथ आ रहा है, लेकिन प्राथमिक ईंधन के रूप में थोरियम का उपयोग करना अभी भी बहुत दूर है।

कलपक्कम का मतलब चट्टानी जगह हो सकता है। यात्रा निःसंदेह पथरीली थी। लेकिन पीएफबीआर में इसे मिली आलोचना से भारत की ऊर्जा भूख को इसका जवाब मिल गया है। जहां अन्य देश अपनी भूख मिटाने के लिए पीछे हट गए, वहीं भारत ने दबाव डाला। इसका प्रतिफल सदियों की सुनिश्चित ऊर्जा और अति-आवश्यक ऊर्जा स्वतंत्रता हो सकता है।