ભારતમાં 3 તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમ

ભારતમાં 3 તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમ જેને ક્યારેક ભારતનો ન્યૂક્લિયર ઊર્જ વિકાસનો પિતા માની શકાય છે, તે પુરાતન એચ. જે. ભબ્બાને વિકસાવ્યો હતો.

ભારતમાં 3 તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમ દેશના મોટા થોરિયમ-232 સંભાવનાઓનો ઉપયોગ કરવા માટે રચના કરવામાં આવી હતી.

• તેને ધ્યાનમાં રાખવું લાગે છે કે ભારત વિશ્વના ત્રીજા મોટા થોરિયમ ભંડાર ધરાવે છે. જોકે, થોરિયમ તેની ક્રિયાશીલ સ્થિતિમાં જ જવાબદારી નહીં કરી શકે તેવા જ જ જીવાણુઓનો ઉપયોગ જ નહીં કરી શકે છે.

• એક શરતનું સાક્ષાત્કાર કરવો જોઈએ કે થોરિયમને ક્રિયાશીલ સ્થિતિમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે એક શરતની શ્રાન્તિ જ હોવી જોઈએ. ભારતીય વિજ્ઞાનિ ડૉ. હોમી જે. ભબ્બાને આ માટે અને અંતે તેના થોરિયમ સંભાવનાઓમાંથી ન્યૂક્લિયર ઊર્જ વિકસાવવા માટે ભારતમાં 3 તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમ વિચારવો તેની રચના કરી.

બંધ ન્યૂક્લિયર જીવાણુ ચક્રના આધારે ભારતમાં 3 તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમની રચના કરવામાં આવી હતી.

ભારતમાં 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમના 3 તબક્કા નીચે આપેલા છે:

• ક્રિયાશીલ હાઇડ્રોજન વાયુ રેક્ટર્સ (PHWRs) જેને ક્રિયાશીલ હાઇડ્રોજન વાયુના જીવાણુઓથી ચલાવવામાં આવે છે.

• પ્લુટોનિયમ આધારિત જીવાણુઓનો ઉપયોગ કરીને ઝડપી બ્રીડર રેક્ટર્સ (FBRs).

• થોરિયમનો ઉપયોગ કરીને અદ્યતન ન્યૂક્લિયર ઊર્જ સિસ્ટમ્સ.

ભારતના 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમની પૃષ્ઠભૂમિ

ભારતના ત્રણ તબક્કાના ન્યૂક્લિયર ઊર્જ કાર્યક્રમ 1954 માં ડૉ. હોમી ભબ્બાને રચના કરી હતી. તે ભારતના ઊર્જ સુરક્ષાને આધારીત હતો. મુખ્ય ઉદ્દેશ્ય તે ભારતના મોટા થોરિયમ સંભાવનાઓનો ઉપયોગ કરવાનો હતો જ્યારે તેની નાની યુરેનિયમ સંભાવનાઓને ધ્યાનમાં રાખીને.

• ભારત વિશ્વના થોરિયમ સંભાવનાઓનો 25% ધરાવે છે પણ યુરેનિયમ સંભાવનાઓનો માત્ર 2% જ ધરાવે છે.

• ન્યૂક્લિયર ઊર્જ સુવિધાઓ પ્રથમ વખત 1950ના દાયકામાં બનાવવામાં આવી હતી. ત્યાં સુધી યુરેનિયમ ન્યૂક્લિયર પાવર રેક્ટર્સમાં સૌથી વધુ જીવાણુનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો.

• તેથી એચ.જે. ભબ્બાને આત્મનિર્ભર તકનીક પ્રસ્તાવિત કરી. આ વ્યૂહાર્થી રહેશે જે આયાતની આધારભૂત આધારને ઘટાડશે. ભારત સરકાર પછીથી ચાર વર્ષ પછી, 1958 માં ભારતમાં 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમને આધારભૂત રહેશે.

• તેના મંજૂરી આપવાના બે વર્ષ પહેલાં, ભારતનું પ્રથમ ન્યૂક્લિયર રેક્ટર, APSARA, ચાલુ થયો.

ભારતમાં 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમના ઉદ્દેશ્યો

• ભારત વિશ્વના થોરિયમ ભંડારનો મોટો ભાગ ધરાવે છે પણ યુરેનિયમ સંભાવનાઓનો નાનો ભાગ જ ધરાવે છે.

• યુરેનિયમથી અલગ થોરિયમ ક્રિયાશીલ નથી, એટલે કે તે ન્યૂક્લિયર ચેઇન રેક્ષન સહાય કરી શકતું નથી અને પોતાનું ઊર્જ ઉત્પાદન કરી શકતું નથી.

• જોકે, થોરિયમને એક અન્ય ક્રિયાશીલ ઘટક, યુ-233, તેમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય છે જે ન્યૂક્લિયર જીવાણુ તરીકે વાર્તાલાપિત થાય છે.

• યુ-233 ની બ્રીડિંગ અને થોરિયમ જીવાણુ ચક્રની સ્થાપના મલ્ટી-સ્ટેપ પ્રક્રિયાને કારણે ભારતે ત્રણ તબક્કાની કાર્યક્રમ અમલમાં મૂક્યો હતો.

આ કાર્યક્રમ થોરિયમ જીવાણુ ચક્રને સફળતાપૂર્વક પૂર્ણ કરવા અને દેશના ઊર્જ જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવામાં આત્મનિર્ભરતા અને આત્મનિર્ભર રહેવા માટે લક્ષ્ય રાખે છે.

ભારતમાં 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમ: પ્રક્રિયા

ભારતના અણુ ઊર્જ કાર્યક્રમની ચાર દાયકા પહેલાંની શરૂઆતથી, ન્યૂક્લિયર ઊર્જની સમાવેશકતા કે સુસ્ત સ્રોત તરીકે તેની મહત્વપૂર્ણ સ્થિતિ સ્વીકારવામાં આવી હતી. એક સમગ્ર ત્રણ તબક્કાનો ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમ રચના કરવામાં આવ્યો હતો જે બંધ ન્યૂક્લિયર જીવાણુ ચક્રને કેન્દ્રિત કરે છે.

આ ત્રણ તબક્કા નીચે આપેલા છે:

ક્રિયાશીલ હાઇડ્રોજન વાયુ રેક્ટર્સ (PHWRs) જેને ક્રિયાશીલ યુરેનિયમથી ચલાવવામાં આવે છે.
ઝડપી બ્રીડર રેક્ટર્સ (FBRs) જેમાં પ્લુટોનિયમ આધારિત જીવાણુઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.
થોરિયમનો ઉપયોગ કરીને અદ્યતન ન્યૂક્લિયર ઊર્જ સિસ્ટમ્સની વિકાસ.

આ ત્રણ તબક્કાનો કાર્યક્રમ ભારતમાં સુસ્ત અને આત્મનિર્ભર ન્યૂક્લિયર પાવર ક્ષેત્ર સુનામ કરવા માટે લક્ષ્ય રાખે છે જે ઉપલબ્ધ સ્રોતોનો સર્વોચ્ચ ઉપયોગ કરે છે અને તકનીકી અગ્રણીતાઓનો ઉપયોગ કરે છે.

તબક્કો I

• ભારતના ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમનો પ્રથમ તબક્કો PHWRs ને ક્રિયાશીલ યુરેનિયમથી ચલાવીને વીજળી ઉત્પાદન કરે છે અને પ્લુટોનિયમ-239 ને ઉપરાંતર તરીકે ઉત્પાદિત કરે છે.

• PHWRs પસંદ કરવામાં આવ્યા હતા કારણ કે તેમાં યુરેનિયમનો ઉપયોગ કરવામાં તેમની કાર્યક્ષમતા હતી.

• ગણાયું હતું કે હાઇડ્રોજન વાયુ ઉત્પાદન કરવું યુરેનિયમ એન્જિનિયરિંગ સુવિધાઓથી સરળ રહેશે.

• PHWRs નો ઉપયોગ LWRs ની જગ્યાએ કરવો સારી પસંદગી હતી કારણ કે PHWRs અનેન્જિનિયર્ડ યુરેનિયમનો ઉપયોગ કરે છે જે ભારતે રાષ્ટ્રીય રીતે ઉત્પાદિત કરી શકે છે.

• ઉપરાંતર તરીકે ઉત્પાદિત પ્લુટોનિયમ-239 કાર્યક્રમના બીજા તબક્કામાં ઉપયોગમાં લેવામાં આવશે.

પ્રથમ તબક્કામાં ઉપયોગમાં લેવાય તેવા રેક્ટર્સ નીચે આપેલા છે:

બ્લ્યુઅર વાયુ રેક્ટર
પ્રેસરાઇઝ્ડ હેવી વાયુ રેક્ટર
પ્રેસરાઇઝ્ડ વાયુ રેક્ટર

તબક્કો II

• ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમના બીજા તબક્કામાં પ્લુટોનિયમ-239 નો ઉપયોગ ઝડપી બ્રીડર રેક્ટર્સમાં મિક્સ્ડ-ઑક્સાઇડ જીવાણુઓ બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે.

• પ્લુટોનિયમ-239 ફિઝિઓન કરે છે જે ઊર્જ ઉત્પાદન કરે છે અને પરિણામે ઉત્પાદિત ધાતુ ઑક્સાઇડ સાથે એન્જિનિયર્ડ યુરેનિયમને જોડી અનેન્જિનિયર્ડ પ્લુટોનિયમ-239 ઉત્પાદન કરે છે.

• તેના પછી, પ્લુટોનિયમ-239 ની પૂરતી માત્રા સંગ્રહિત થયા પછી થોરિયમનો ઉપયોગ રેક્ટરમાં કરવામાં આવશે જે યુરેનિયમ-233 ઉત્પાદન કરશે. આ યુરેનિયમ-233 કાર્યક્રમના ત્રીજા તબક્કામાં મહત્વપૂર્ણ ઘટક રહેશે.

• ઝડપી બ્રીડર રેક્ટર, જે પ્રથમ કલ્પકમાં, તમિલનાડુમાં સ્થાપિત થયો હતો, મોડેરેટર વગર ચાલે છે અને તેમાં તલવારી સોડિયમનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. તે તેના નામથી ઝડપી ન્યૂક્લિયર રેક્ટર તરીકે પણ ઓળખાય છે.

તબક્કો III

• ભારતના ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમના ત્રીજા તબક્કામાં સુસ્ત ન્યૂક્લિયર જીવાણુ ચક્ર સાધના માટે રચના કરવામાં આવી હતી.

• આ યુરેનિયમ-233 અને થોરિયમનો સમાવેશ કરશે.

• થોરિયમ એ ફિરિલ સામગ્રી છે, જે માન્ય છે કે તે ક્રિયાશીલ સામગ્રી ઉત્પાદન કરવા માટે ઉપયોગમાં લીધી શકાય છે.
  ત્રીજા તબક્કામાં, થોરિયમનો ઉપયોગ થર્મલ બ્રીડર રેક્ટર્સમાં કરવામાં આવશે.

• આ રેક્ટર્સ થોરિયમનો ઉપયોગ કરી યુરેનિયમ-233 ઉત્પાદન કરશે જે અન્ય રેક્ટર્સને ચલાવવા માટે ઉપયોગમાં લીધી શકાય છે.

• ત્રીજા તબક્કામાં થોરિયમનો ઉપયોગ ભારતને ન્યૂક્લિયર જીવાણુની સુસ્ત સપ્લાય આપવામાં મદદ કરશે.

ન્યૂક્લિયર પાવરમાં થોરિયમનો ઉપયોગ કરવાની અલગ અલગ ચુંટણીઓ નીચે આપેલી છે:

થોરિયમ સીધો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. તેને ક્રિયાશીલ સામગ્રી સાથે ઉપયોગ કરવામાં આવશે.

થોરિયમ ન્યૂટ્રોનો સંભાળો લે છે જે ઝડપી બ્રીડર રેક્ટરમાં પ્લુટોનિયમનું ઉત્પાદન કરવામાં વધુ કાર્યક્ષમ રહે છે.

આના કારણે ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમના પ્રથમ અથવા બીજા તબક્કાના શરૂઆતના ભાગમાં થોરિયમનો ઉપયોગ ન્યૂક્લિયર પાવર ઉત્પાદન ક્ષમતાની ઉચ્ચ વૃદ્ધિ દરને નેગટિવ રીતે અસર કરશે.

થોરિયમ તકનીકની લાભો શું છે?

• થોરિયમ આધારભૂત રેક્ટર્સ સુરક્ષિતતાની ઉન્નત સુવિધાઓ પૂર્ણ કરે છે કારણ કે રેક્ટરનું પ્રવૃત્તિ ઝડપથી બંધ કરી શકાય છે અને તેમાં તીવ્ર દબાણની જરૂર નથી.

• યુરેનિયમ રેક્ટર્સ તુલનામાં, થોરિયમ રેક્ટર્સ નોંધપાત્ર રીતે ઓછી કમાણી ઉત્પાદન કરે છે. તેમાં ઉત્પાદિત કમાણી તેની હફ્ટલાઇફને ઓછો રહે છે.

• થોરિયમનો ઉપયોગ એક નવો મુખ્ય ઊર્જ સ્રોત તરીકે કરવાનો વિચાર ઘણા વર્ષ પહેલાંથી જ મજબૂત રહ્યો છે.

• જોકે, તેની મૂળ ઊર્જ ક્ષમતાને કોસ્ટ-એફિશિયન્ટ રીતે ઉપયોગમાં લેવી શકાય તેટલી સારી રીતે કરવી સમસ્યાનું સાક્ષાત્કાર કરવો જોઈએ છે અને તે મહત્ત્વપૂર્ણ શિક્ષણ અને વિકાસની જરૂર પડી શકે છે.

• જેમ કે આયરન અને યુરેનિયમ, થોરિયમ પ્રાકૃતિક રીતે મૂળ ઘટક છે.

• જેમ કે યુરેનિયમ, તેની ગુણવત્તાઓ તેને ન્યૂક્લિયર ચેઇન રેક્ષન શરૂ કરવામાં અને પાવર પ્લાન્ટ ચલાવવા અને ઊર્જ ઉત્પાદન કરવા માટે સક્ષમ બનાવે છે. જોકે, થોરિયમ પોતાને ફિઝિઓન કરી શકતો નથી અને ઊર્જ પોતાના આધારે ઉત્પાદિત કરી શકતો નથી.

ભારતમાં 3 તબક્કાના ન્યૂક્લિયર કાર્યક્રમની ચુંટણીઓ

• ભારતના ન્યૂક્લિયર પાવર કાર્યક્રમમાં મુખ્ય ચુંટણી તકનીકી નથી. થોરિયમને ક્રિયાશીલ યુ-233 તેમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે ક્રિયાશીલ સામગ્રીની મર્યાદિત ઉપલબ્ધતા છે.

• ભારતે કાર્યક્રમ સંબંધિત તમામ તકનીકોની ચડાવ લેવામાં આવી છે પણ તેને વધુ ક્રિયાશીલ સામગ્રીની જરૂર છે.

• કાર્યક્રમ પૂર્ણ થયા પછી પણ જાળવણી, દુરઘટના રોકવા અને ન્યૂક્લિયર કમાણીનું નિકાસ કરવામાં ચુંટણીઓ હશે. જોકે, તકનીકી વિકાસથી આ ચુંટણીઓ મોટી રીતે ઘટાડી શકાય છે.

• સરકારને ભૂમિ મેળવવામાં અને ન્યૂક્લિયર પાવર પ્લાન્ટ્સ માટે યોગ્ય સ્થળો શોધવામાં મદદ કરવાની જરૂર પડી શકે છે.

• સ્પેન્ટ ફ્યુએલને હેન્ડલિંગ અને/અથવા રિસાયક્લિંગ કરવા માટે ચોક્કસ રીતે કરવામાં વધુ ખર્ચ થાય છે કારણ કે ગેમા રેય્સને સ્ક્રીન કરવી મુશ્કેલ છે.

• ન્યૂક્લિયર ઉદ્યોગ અત્યંત સરહદપરાજિત છે અને થોરિયમની મુખ્ય ચુંટણી તેની ચાલુ કરવાની અનુભવની અભાવત્તા છે.

• થોરિયમ ડાયાક્સાઇડ યુરેનિયમ ડાયાક્સાઇડ તુલનામાં 550 ડિગ્રી વધુ તાપમાન પર તબક્કો થાય છે. તેથી, ઉચ્ચ ગુણવત્તાના તબક્કાને બનાવવા માટે અત્યંત ઉચ્ચ તાપમાન જરૂરી છે.

ભારતમાં ન્યૂક્લિયર રેક્ટર્સ

ભારતમાં, કોલ, ગેસ, વાયુ અને હાઇડ્રોએલિકિટીની નજીક, ન્યૂક્લિયર ઊર્જ ઊર્જ ઉત્પાદનનો પાંચમો મહત્ત્વપૂર્ણ સ્રોત રહ્યો છે. ભારતમાં હાલમાં 22 ન્યૂક્લિયર રેક્ટર્સ છે જેમાં સ્થાપિત ક્ષમતા આર્ક્યુટી 6,780 MW છે. હોમી જે. ભબ્બાની નેતૃત્વમાં, ભારતનું ન્યૂક્લિયર ઊર્જ કાર્યક્રમ સ્વતંત્રતા પછી શરૂ થયું હતું.

આગામી માર્ગ

ભારત જેવા મોટા દેશો માટે દીર્ઘકાળી ઊર્જ સુરક્ષા, મુખ્યત્વે રાષ્ટ્રીય સ્રોતો આધારિત, આર્થિક અને �