भारत द्वारा परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम में उपलब्धि हासिल

पाठ्यक्रम: GS3/ विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी

संदर्भ

• भारत ने एक महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की है क्योंकि कलपक्कम में स्वदेशी रूप से निर्मित प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) ने क्रिटिकलिटी प्राप्त कर ली है।

प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR)

• PFBR एक उन्नत रिएक्टर है जो जितना विखंडनीय ईंधन (fissile fuel) उपभोग करता है उससे अधिक उत्पन्न करता है।
• भारत का PFBR कलपक्कम में स्थित है और इसका संचालन भारतीय नाभिकीय विद्युत निगम लिमिटेड (BHAVINI) द्वारा किया जाता है।
• यह यूरेनियम–प्लूटोनियम मिश्रित ऑक्साइड (MOX) ईंधन का उपयोग करता है।
• इसे फास्ट ब्रीडर कहा जाता है क्योंकि:
  • यह मानक रिएक्टरों में प्रयुक्त धीमे थर्मल न्यूट्रॉनों के बजाय उच्च-ऊर्जा, तीव्र न्यूट्रॉनों का उपयोग करता है।
  • यह उपजाऊ पदार्थ (जैसे यूरेनियम-238) को विखंडनीय पदार्थ (प्लूटोनियम-239) में परिवर्तित करता है।
• क्रिटिकलिटी उस अवस्था को कहते हैं जब रिएक्टर एक आत्म-निर्भर नाभिकीय विखंडन प्रतिक्रिया प्राप्त कर लेता है, जहाँ उत्पन्न न्यूट्रॉनों की संख्या प्रतिक्रिया को बाहरी हस्तक्षेप के बिना जारी रखने के लिए पर्याप्त होती है।

उपलब्धि का महत्व

• भारत के त्रि-चरणीय परमाणु कार्यक्रम की प्रगति: PFBR भारत के तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम के दूसरे चरण में प्रगति का प्रतीक है।
  • यह उपजाऊ पदार्थ को विखंडनीय ईंधन में परिवर्तित करने में सक्षम बनाता है।
  • यह तीसरे चरण की नींव रखता है, जो थोरियम के उपयोग पर केंद्रित है।
• थोरियम क्षमता का दोहन: भारत के पास विशाल थोरियम भंडार है, और PFBR थोरियम-आधारित रिएक्टरों के लिए आवश्यक विखंडनीय पदार्थ (U-233) उत्पन्न करने में मदद करता है।
  • थोरियम-232 स्वयं विखंडनीय नहीं है, लेकिन इसे विखंडनीय पदार्थ में परिवर्तित किया जा सकता है।
• प्रौद्योगिकीय और सामरिक महत्व: भारत रूस के बाद केवल दूसरा देश बन गया है जिसने वाणिज्यिक फास्ट ब्रीडर रिएक्टर विकसित किया है।
  • यह परमाणु प्रौद्योगिकी और अभियंत्रण में उन्नत स्वदेशी क्षमता को प्रदर्शित करता है।

भारत का त्रि-चरणीय परमाणु कार्यक्रम

• स्थापना: भारत ने 1948 में परमाणु ऊर्जा आयोग की स्थापना की।
  • 1956 में एशिया का प्रथम अनुसंधान रिएक्टर “अप्सरा” भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (BARC), ट्रॉम्बे में चालू किया गया।
  • 1969 में भारत एशिया का दूसरा देश बना जिसने तारापुर में परमाणु ऊर्जा संयंत्र स्थापित किया (जापान के बाद और चीन से बहुत पहले)।
• भारत का तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम डॉ. होमी जे. भाभा द्वारा परिकल्पित किया गया था।
• प्रथम चरण (प्रेशराइज्ड हेवी वाटर रिएक्टर – PHWRs): इस चरण में प्राकृतिक यूरेनियम (U-238) का उपयोग किया गया, जिसमें थोड़ी मात्रा में U-235 विखंडनीय पदार्थ होता है।

• भारी जल (ड्यूटेरियम ऑक्साइड) को मॉडरेटर और कूलेंट दोनों के रूप में प्रयोग किया गया।
• इस चरण का मुख्य उद्देश्य यूरेनियम ईंधन से उप-उत्पाद के रूप में प्लूटोनियम-239 का उत्पादन करना था।
• प्लूटोनियम-239 एक विखंडनीय पदार्थ है जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में किया जाता है।
• द्वितीय चरण (फास्ट ब्रीडर रिएक्टर – FBRs): इस चरण में फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है।
  • ये रिएक्टर तीव्र न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रम का उपयोग करके उपभोग से अधिक विखंडनीय पदार्थ उत्पन्न करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं।
  • इस चरण में प्रथम चरण में उत्पन्न प्लूटोनियम-239 को ईंधन के रूप में U-238 के साथ प्रयोग किया जाता है ताकि ऊर्जा, U-233 और अधिक Pu-239 उत्पन्न किया जा सके।
  • यूरेनियम-233 भी एक विखंडनीय पदार्थ है जिसका उपयोग परमाणु रिएक्टरों में ईंधन के रूप में किया जा सकता है।
• तृतीय चरण (एडवांस्ड हेवी वाटर रिएक्टर – AHWRs): अंतिम चरण में एडवांस्ड हेवी वाटर रिएक्टरों का उपयोग किया जाता है।

• Pu-239 को थोरियम-232 (Th-232) के साथ संयोजित किया जाएगा ताकि ऊर्जा और U-233 उत्पन्न किया जा सके।
• थोरियम भारत में प्रचुर मात्रा में उपलब्ध है और यह चरण इसे परमाणु ईंधन के रूप में उपयोग करने की क्षमता को दोहन करने का लक्ष्य रखता है।

स्रोत: PIB