భారతదేశంలో 3 దశల అణు కార్యక్రమం

భారతదేశంలో 3 దశల అణు కార్యక్రమం దివంగత హెచ్. జె. భాభా చేత అభివృద్ధి చేయబడింది, ఆయనను కొన్నిసార్లు భారతదేశపు అణుశక్తి అభివృద్ధి పితామహుడిగా పిలుస్తారు.

భారతదేశంలోని 3 దశల అణు కార్యక్రమం దేశం యొక్క అపారమైన థోరియం-232 నిల్వలను ఉపయోగించుకోవడానికి రూపకల్పన చేయబడింది.

• భారతదేశం ప్రపంచంలో మూడవ అతిపెద్ద థోరియం నిక్షేపాలను కలిగి ఉందని గమనించడం విలువైనది. అయితే, థోరియంను దాని సహజ స్థితిలో ఇంధనంగా ఉపయోగించలేము.

• సరణి ప్రతిచర్యల తర్వాత, దానిని ఉపయోగకరమైన విచ్ఛేద్య రూపంలోకి మార్చాలి. భారతీయ శాస్త్రవేత్త డాక్టర్ హోమీ జె. భాభా, దీనిని సులభతరం చేయడానికి మరియు చివరికి దాని థోరియం నిల్వల నుండి అణుశక్తిని అభివృద్ధి చేయడానికి 3 దశల అణు కార్యక్రమాన్ని రూపొందించారు.

మూసివేసిన అణు ఇంధన చక్రంపై ఆధారపడిన 3 దశల అణు కార్యక్రమం పథకం రూపొందించబడింది.

3 దశల అణు కార్యక్రమం యొక్క 3 దశలు:

• సహజ యురేనియం-ఇంధనంతో పనిచేసే ప్రెషరైజ్డ్ హెవీ వాటర్ రియాక్టర్లు (PHWRలు)

• ప్లూటోనియం-ఆధారిత ఇంధనాన్ని ఉపయోగించే ఫాస్ట్ బ్రీడర్ రియాక్టర్లు (FBRలు)

• థోరియంను ఉపయోగించే అధునాతన అణు శక్తి వ్యవస్థలు.

భారతదేశం యొక్క 3 దశల అణు కార్యక్రమం నేపథ్యం

భారతదేశం యొక్క మూడు-దశల అణు శక్తి కార్యక్రమం 1954లో డాక్టర్ హోమీ భాబా చేత సృష్టించబడింది. ఇది భారతదేశానికి శక్తి భద్రతను అందించడానికి రూపొందించబడింది. ప్రాథమిక లక్ష్యం భారతదేశం యొక్క చిన్న యురేనియం నిల్వలను పరిగణనలోకి తీసుకుంటూ దాని పెద్ద థోరియం నిల్వలను ఉపయోగించుకోవడం.

• భారతదేశం ప్రపంచ థోరియం నిల్వలలో 25% కలిగి ఉంది కానీ ప్రపంచ యురేనియం నిల్వలలో కేవలం 2% మాత్రమే కలిగి ఉంది.

• అణు శక్తి సౌకర్యాలు మొదటిసారిగా 1950ల ప్రారంభంలో సృష్టించబడ్డాయి. ఇటీవల వరకు, యురేనియం అణు శక్తి రియాక్టర్లలో చాలా తరచుగా ఉపయోగించే ఇంధనంగా ఉండేది.

• కాబట్టి, హెచ్.జె. భాభా ఒక స్వయం సమృద్ధి పద్ధతిని సమర్పించారు. ఈ వ్యూహం దిగుమతులపై ఆధారపడటాన్ని తగ్గిస్తుంది. 3 దశల అణు కార్యక్రమం నాలుగు సంవత్సరాల తర్వాత, 1958లో, భారత ప్రభుత్వం చేత అధికారికంగా స్వీకరించబడింది.

• అదనంగా, కార్యక్రమం ఆమోదానికి రెండు సంవత్సరాల ముందు, భారతదేశం యొక్క మొదటి అణు రియాక్టర్, ఆప్సరా, పనిచేయడం ప్రారంభించింది.

3 దశల అణు కార్యక్రమం యొక్క లక్ష్యాలు

• భారతదేశం ప్రపంచంలోని థోరియం నిక్షేపాలలో గణనీయమైన భాగాన్ని కలిగి ఉంది కానీ ప్రపంచ యురేనియం నిల్వలలో చిన్న వాటాను మాత్రమే కలిగి ఉంది.

• యురేనియంకు భిన్నంగా, థోరియం అంతర్గతంగా విచ్ఛేద్యం కాదు, అంటే అది అణు శృంఖల ప్రతిచర్యను కొనసాగించలేదు మరియు స్వయంగా శక్తిని ఉత్పత్తి చేయలేదు.

• అయితే, థోరియంను U-233 అనే మరొక విచ్ఛేద్య మూలకంగా మార్చవచ్చు, ఇది తరచుగా అణు ఇంధనంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

• U-233ని పెంచడం మరియు థోరియం ఇంధన చక్రాన్ని స్థాపించడంలో బహుళ-దశల స్వభావం కారణంగా, భారతదేశం మూడు-దశల కార్యక్రమాన్ని అమలు చేసింది.

ఈ కార్యక్రమం థోరియం ఇంధన చక్రాన్ని విజయవంతంగా పూర్తి చేయడం మరియు దేశం యొక్క శక్తి అవసరాలను తీర్చడంలో స్వయం సమృద్ధిని సాధించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది.

3 దశల అణు కార్యక్రమం: ప్రక్రియ

నాలుగు దశాబ్దాల కంటే ఎక్కువ కాలం క్రితం భారతదేశం యొక్క అణు శక్తి కార్యక్రమం ప్రారంభం నుండి, మన దేశానికి శాశ్వత వనరుగా అణుశక్తి యొక్క ప్రాముఖ్యత గుర్తించబడింది. మూసివేసిన అణు ఇంధన చక్రంపై దృష్టి సారించి, సమగ్రమైన మూడు-దశల అణు శక్తి కార్యక్రమం రూపొందించబడింది.

ఈ మూడు దశలు ఈ క్రింది విధంగా ఉన్నాయి:

ప్రెషరైజ్డ్ హెవీ వాటర్ రియాక్టర్లు (PHWRలు) సహజ యురేనియంతో ఇంధనంగా ఉపయోగించబడతాయి. ప్లూటోనియంపై ఆధారపడిన ఇంధనాన్ని ఉపయోగించే ఫాస్ట్ బ్రీడర్ రియాక్టర్ల (FBRల) అమలు. ఒక వనరుగా థోరియంను ఉపయోగించుకోవడానికి అధునాతన అణు శక్తి వ్యవస్థల అభివృద్ధి.

ఈ మూడు-దశల కార్యక్రమం భారతదేశంలో శాశ్వత మరియు స్వయం నిర్భర అణు శక్తి రంగాన్ని నిర్ధారించడం లక్ష్యంగా పెట్టుకుంది, అందుబాటులో ఉన్న వనరులు మరియు సాంకేతిక పురోగతులను సరైన వినియోగం చేసుకుంటుంది.

దశ I

• భారతదేశం యొక్క అణు శక్తి కార్యక్రమం యొక్క మొదటి దశ విద్యుత్తును ఉత్పత్తి చేయడానికి మరియు ఉప ఉత్పత్తిగా ప్లూటోనియం-239ని ఉత్పత్తి చేయడానికి సహజ యురేనియంను PHWRలకు ఇంధనంగా ఉపయోగిస్తుంది.

• PHWRలు యురేనియం వినియోగం పరంగా సమర్థవంతంగా ఉన్నందున వాటిని ఎంపిక చేసారు.

• యురేనియం సంవర్ధక సౌకర్యాల కంటే భారీ నీటి ఉత్పత్తిని సృష్టించడం సులభం అని లెక్కించబడింది.

• LWRలకు బదులుగా PHWRలను ఉపయోగించడం ఒక తెలివైన నిర్ణయం, ఎందుకంటే PHWRలు సంవర్ధన చేయని యురేనియంను ఉపయోగిస్తాయి, దీనిని భారతదేశం దేశీయంగా ఉత్పత్తి చేయగలదు.

• ఉప ఉత్పత్తి ప్లూటోనియం-239 కార్యక్రమం యొక్క రెండవ దశలో ఉపయోగించబడుతుంది.

మొదటి దశలో ఉపయోగించే రియాక్టర్లు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

బాయిలింగ్ వాటర్ రియాక్టర్ ప్రెషరైజ్డ్ హెవీ వాటర్ రియాక్టర్ ప్రెషరైజ్డ్ వాటర్ రియాక్టర్

దశ II

• అణు శక్తి కార్యక్రమం యొక్క రెండవ దశలో, ఫాస్ట్ బ్రీడర్ రియాక్టర్లలో ఉపయోగించడానికి మిశ్రమ-ఆక్సైడ్ ఇంధనాన్ని సృష్టించడానికి ప్లూటోనియం-239 ఉపయోగించబడుతుంది.

• ప్లూటోనియం-239 శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి విచ్ఛేదనం చెందుతుంది మరియు ఫలితంగా వచ్చే మెటల్ ఆక్సైడ్ అదనపు ప్లూటోనియం-239ని ఉత్పత్తి చేయడానికి సంవర్ధిత యురేనియంతో కలపబడుతుంది.

• అంతేకాకుండా, తగినంత ప్లూటోనియం-239 సంచితమైన తర్వాత, యురేనియం-233ని ఉత్పత్తి చేయడానికి రియాక్టర్లో థోరియం ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ యురేనియం-233 కార్యక్రమం యొక్క మూడవ దశకు కీలకమైన భాగం.

• మొదటిసారిగా తమిళనాడులోని కల్పాక్కంలో స్థాపించబడిన ఫాస్ట్ బ్రీడర్ రియాక్టర్, మోడరేటర్ లేకుండా పనిచేస్తుంది మరియు శీతలకారిణిగా ద్రవ సోడియంను ఉపయోగిస్తుంది. దీనిని సాధారణంగా ఫాస్ట్ న్యూట్రాన్ రియాక్టర్ అని కూడా పిలుస్తారు.

దశ III

• భారతదేశం యొక్క అణు శక్తి కార్యక్రమం యొక్క మూడవ దశ శాశ్వతమైన అణు ఇంధన చక్రాన్ని సాధించడానికి రూపొందించబడింది.

• ఇది యురేనియం-233 మరియు థోరియం కలయికను ఉపయోగించడం ద్వారా చేయబడుతుంది.

• థోరియం ఒక సుప్త పదార్థం, అంటే విచ్ఛేద్య పదార్థాన్ని ఉత్పత్తి చేయడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు. మూడవ దశలో, థోరియం థర్మల్ బ్రీడర్ రియాక్టర్లలో ఉపయోగించబడుతుంది.

• ఈ రియాక్టర్లు యురేనియం-233ని ఉత్పత్తి చేయడానికి థోరియంను ఉపయోగిస్తాయి, దీనిని తర్వాత ఇతర రియాక్టర్లకు ఇంధనంగా ఉపయోగించవచ్చు.

• మూడవ దశలో థోరియం ఉపయోగం భారతదేశానికి అణు ఇంధనం యొక్క శాశ్వతమైన సరఫరాను నిర్ధారించడంలో సహాయపడుతుంది.

అణుశక్తిలో థోరియం ఉపయోగించడంలో కొన్ని సవాళ్లు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

థోరియంను నేరుగా ఉపయోగించలేము. ఇది జోడించిన విచ్ఛేద్య పదార్థంతో ఉపయోగించాలి.

థోరియం న్యూట్రాన్లను గ్రహిస్తుంది, ఫాస్ట్ బ్రీడర్ రియాక్టర్లో మరింత సమర్థవంతంగా ఎక్కువ ప్లూటోనియంను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఇది అణు శక్తి కార్యక్రమం యొక్క మొదటి లేదా రెండవ దశ ప్రారంభ భాగంలో థోరియంను ఉపయోగించడం ప్రారంభ కాలాలలో అణు శక్తి ఉత్పాదన సామర్థ్యం వృద్ధి రేటుపై ప్రతికూల ప్రభావాన్ని చూపుతుందని అర్థం.

థోరియం సాంకేతికత యొక్క ప్రయోజనాలు ఏమిటి?

• థోరియం-ఆధారిత రియాక్టర్లు మెరుగైన భద్రతా లక్షణాలను అందిస్తాయి, ఎందుకంటే ప్రతిచర్యను త్వరగా ఆపవచ్చు మరియు తీవ్రమైన ఒత్తిడి అవసరం లేదు.

• యురేనియం రియాక్టర్లతో పోలిస్తే, థోరియం రియాక్టర్లు గణనీయంగా తక్కువ వ్యర్థాలను ఉత్పత్తి చేస్తాయి. అవి ఉత్పత్తి చేసే వ్యర్థాలకు చాలా తక్కువ అర్ధ-జీవితం ఉంటుంది.

• కొత్త ప్రాథమిక శక్తి వనరుగా థోరియంను ఉపయోగించడం చాలా సంవత్సరాలుగా ఆసక్తికరంగా ఉంది.

• అయితే, దాని సుప్త శక్తి విలువను ఖర్చు-సమర్థవంతంగా సమర్థవంతంగా ఉపయోగించుకోవడం ఇప్పటికీ సవాలుగా ఉంది మరియు గణనీయమైన పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి పెట్టుబడిని అవసరం చేస్తుంది.

• ఇనుము మరియు యురేనియం వలె, థోరియం ప్రకృతిలో ఒక ప్రాథమిక మూలకం.

• యురేనియం వలె, దాని లక్షణాలు ఒక పవర్ ప్లాంట్ను శక్తివంతం చేయగల మరియు శక్తిని ఉత్పత్తి చేయగల అణు శృంఖల ప్రతిచర్యను ప్రారంభించడానికి దానిని అనుమతిస్తాయి. అయితే, థోరియం స్వయంగా విచ్ఛేదనం చెందదు మరియు శక్తిని విడుదల చేయదు.

3 దశల అణు కార్యక్రమం యొక్క సవాళ్లు

• భారతదేశం యొక్క అణు శక్తి కార్యక్రమంలో ప్రధాన సవాలు సాంకేతికమైనది కాదు. సుప్త థోరియంను విచ్ఛేద్య U-233గా మార్చడానికి విచ్ఛేద్య పదార్థం యొక్క పరిమిత లభ్యత.

• భారతదేశం కార్యక్రమానికి సంబంధించిన అన్ని సాంకేతికతలను ప్రయోగశాలల్లో పరీక్షించింది, కానీ దానికి మరింత విచ్ఛేద్య పదార్థం అవసరం.

• కార్యక్రమం పూర్తయిన తర్వాత కూడా నిర్వహణ, ప్రమాద నివారణ మరియు అణు వ్యర్థాల నిర్వహణలో సవాళ్లు ఉంటాయి. అయితే, ఈ సవాళ్లను సాంకేతిక నవీకరణతో గణనీయంగా తగ్గించవచ్చు.

• ప్రభుత్వానికి అణు విద్యుత్ కేంద్రాల కోసం భూమి సముపార్జన మరియు తగిన స్థానాలను కనుగొనడంలో సహాయం అవసరం కావచ్చు.

• గామా కిరణాలను నిరోధించడం కష్టం కాబట్టి వినియోగించిన ఇంధనాన్ని నిర్వహించడం మరియు/లేదా రీసైక్లింగ్ చేయడం ఎక్కువ ఖర్చుతో కూడుకున్నది.

• అణు పరిశ్రమ చాలా సంప్రదాయవాది, మరియు థోరియంతో ప్రధాన సవాలు దాని నిర్వహణ అనుభవం లేకపోవడం.

• థోరియం డయాక్సైడ్ యురేనియం డయాక్సైడ్ కంటే 550 డిగ్రీల ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కరుగుతుంది. అందువల్ల, అధిక-నాణ్యత ఘన ఇంధనాన్ని తయారు చేయడానికి చాలా ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం.

భారతదేశంలో అణు రియాక్టర్లు

భారతదేశంలో, బొగ్గు, గ్యాస్, గాలి మరియు జలవిద్యుత్ వెనుక, అణుశక్తి శక్తి ఉత్పత్తిలో ఐదవ అతిపెద్ద మూలంగా ర్యాంక్ చేయబడింది. భారతదేశంలో ప్రస్తుతం 22 అణు రియాక్టర్లు ఉన్నాయి, వీటి స్థాపిత సామర్థ్యం సుమారు 6,780 MW. హోమీ జె. భాభా మార్గదర్శకత్వంలో, భారతదేశం యొక్క అణు శక్తి కార్యక్రమం స్వాతంత్ర్యం చుట్టూ ప్రారంభమైంది.

ముందుకు దారి

దీర్ఘకాలిక శక్తి భద్రత, ప్రధానంగా స్వదేశీ వనరులపై ఆధారపడి ఉంటుంది, ఇది ఆర్థికంగా మరియు వ్యూహాత్మకంగా భారతదేశం వంటి పెద్ద దేశానికి ముఖ్యమైన మరియు తప్పనిసరి అవసరం. శక్తి వనరుల యొక్క శాశ్వత అభివృద్ధికి అనేక అంశాలు ఉన్నాయి, ఉదాహరణకు ప్రపంచ పర్యావరణ, పర్యావరణ మరియు సామాజిక కారకాలు ఆర్థిక, సాంకేతిక మరియు రాజకీయ కారకాలతో పాటు. ఈ కారకాలు భవిష్యత్తులో వివిధ సమయాల్లో మన శక్తి మిశ్రమం యొక్క ఆదర్శ కూర్పును నిర్ణయిస్తాయి.