फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कार्यक्रम

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प्रश्नभारत में परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी की वृद्धि और विकास का विवरण दीजिए। भारत में फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कार्यक्रम का क्या लाभ है? – 23 October 2021

उत्तर

कोयला, गैस, जलविद्युत और पवन ऊर्जा के बाद परमाणु ऊर्जा भारत में बिजली का पांचवां सबसे बड़ा स्रोत है। वर्ष 2018 तक, भारत में कुल 6,780 मेगावाट की कुल स्थापित क्षमता के साथ 7 परमाणु ऊर्जा संयंत्रों में कुल 22 परमाणु रिएक्टर संचालित हैं। 4,300 मेगावाट की संयुक्त उत्पादन क्षमता के साथ छह और रिएक्टर वर्नितमान में निर्माणाधीन हैं।

भारत का परमाणु कार्यक्रम 1950 के दशक में डॉ होमी भाभा द्वारा दक्षिण भारत के तटीय क्षेत्रों के मोनाजाइट रेत में पाए जाने वाले यूरेनियम और थोरियम भंडार के उपयोग के माध्यम से देश की दीर्घकालिक ऊर्जा स्वतंत्रता को सुरक्षित करने के लिए तैयार किया गया था।

भारत में परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी का विकास और विकास:

  • परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में भारत की यात्रा 1954 में परमाणु ऊर्जा विभाग के गठन के साथ शुरू हुई। इसका उद्देश्य शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु संसाधनों का दोहन करना था। भारत को सक्षम राष्ट्रों द्वारा प्रौद्योगिकी स्थान्तरण से इनकार करने की बाधा को भी दूर करना था।
  • संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ एक समझौते के एक हिस्से के रूप में, भारत ने 1963 में महाराष्ट्र के तारापुर में अपना पहला परमाणु ऊर्जा स्टेशन (410MW) स्थापित किया। यह संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा आपूर्ति किए गए समृद्ध यूरेनियम ईंधन का उपयोग करके बॉयलिंग वाटर रिएक्टर (बीडब्ल्यूआर) पर आधारित था। इस परियोजना ने 1969 में वाणिज्यिक संचालन शुरू किया। तारापुर ने भारत के परमाणु ऊर्जा विकास प्रयास की शुरुआत को चिह्नित किया।
  • 1988 में, भारत ने तत्कालीन सोवियत संघ के साथ कुडनकुलम, तमिलनाडु में सोवियत निर्मित दबावयुक्त जल रिएक्टरों पर आधारित 2x1000MW क्षमता की एक बिजली परियोजना स्थापित करने के लिए एक समझौते पर हस्ताक्षर किए।
  • दक्षिण भारत के तटीय क्षेत्रों के मोनाजाइट रेत में पाए जाने वाले यूरेनियम और थोरियम भंडार के उपयोग के माध्यम से, देश की दीर्घकालिक ऊर्जा स्वतंत्रता को सुरक्षित करने के लिए 1950 के दशक में डॉ होमी भाभा द्वारा तीन चरण का परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम तैयार किया गया था।
  • अपनाए गए तीन चरण थे:
  • प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन वाले दाबित भारी जल रिऐक्टर (PWHR)
  • प्लूटोनियम आधारित ईंधन का उपयोग करने वाले फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर)
  • थोरियम के उपयोग के लिए उन्नत परमाणु ऊर्जा प्रणालियाँ।
  • पहला चरण स्वदेशी रूप से निर्मित प्रेशराइज्ड हेवी वाटर रिएक्टर्स (पीएचडब्ल्यूआर) पर आधारित था, जो घरेलू स्रोतों से प्राकृतिक यूरेनियम को ईंधन के रूप में इस्तेमाल करता था, और स्वदेशी रूप से उत्पादित भारी पानी को मॉडरेटर और कूलेंट दोनों के रूप में इस्तेमाल करता था।
  • इसके दूसरे चरण में, पहले चरण में खर्च किए गए ईंधन से अलग किए गए प्लूटोनियम -239 को बिजली पैदा करने के लिए स्वदेशी रूप से विकसित फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर) में इस्तेमाल किया जाना था।
  • तीसरे चरण में, तट के किनारे समुद्री रेत से स्वदेशी रूप से उपलब्ध थोरियम कच्चे माल का उपयोग करने और यूरेनियम 233 का उत्पादन करने की परिकल्पना की गई है जो बिजली उत्पादन के लिए ईंधन होगा।
  • वर्तमान में, सभी घटकों और उपकरणों, विशेष रूप से बड़े आकार के भारी घटकों को भारतीय उद्योगों द्वारा सफलतापूर्वक निर्मित और उत्पादित किया गया है, और पीएफबीआर परियोजना में संचालन हेतु स्थापित किया गया है। उपरोक्त दृष्टिकोण का पालन करके, भारत ने सोडियम कूल्ड फास्ट ब्रीडर रिएक्टर्स (FBR) के डिजाइन और निर्माण में महारत हासिल किया है।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों (एफबीआर) के लाभ:

  • एक फास्ट ब्रीडर रिएक्टर एक परमाणु रिएक्टर है जो खपत की तुलना में अधिक विखंडनीय सामग्री उत्पन्न करता है।
  • FBRs को कई सुरक्षा उपायों और सुविधाओं के साथ डिज़ाइन किया गया है जो अतिरेक और विविधता सिद्धांतों का पालन करते हैं। फास्ट ब्रीडर रिएक्टर पर्यावरण के लिहाज से फायदेमंद होने के साथ-साथ सुरक्षित और कुशल हैं।
  • दूसरे चरण में मिश्रित ऑक्साइड ईंधन का उत्पादन करने के लिए प्लूटोनियम -239 का उपयोग करना शामिल है, जिसका उपयोग फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में किया जाएगा। प्लूटोनियम 239 ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए विखंडन से गुजरता है, और धातु ऑक्साइड समृद्ध यूरेनियम के साथ प्रतिक्रिया करता है, मिश्रित-ऑक्साइड ईंधन के साथ प्रतिक्रिया करके अधिक प्लूटोनियम -239 का उत्पादन करता है।
  • इसके अलावा, एक बार पर्याप्त मात्रा में प्लूटोनियम-239 बन जाने के बाद, थोरियम का उपयोग रिएक्टर में यूरेनियम-233 के उत्पादन के लिए किया जाएगा। यह यूरेनियम तीसरे चरण के लिए महत्वपूर्ण है।
  • ब्रीडर रिएक्टर एक छोटे कोर का उपयोग करते हैं, जो श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, उन्हें न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मॉडरेटर की भी आवश्यकता नहीं होती है।
  • इसके अलावा, वार्षिक बाहरी फ़ीड में बड़ी मात्रा में ईंधन सामग्री की आवश्यकता नहीं होती है, और इस प्रकार जटिल निर्माण सुविधाओं के साथ बड़ी क्षमता वाले अपशिष्ट भंडारण स्थानों की आवश्यकता समाप्त हो जाती है।

परमाणु ऊर्जा के लिए राजनीतिक इच्छाशक्ति और प्रतिबद्धता मजबूत बनी हुई है, सरकार ने हाल के दिनों में एनएसजी में सदस्यता सुरक्षित करने के लिए कड़ी मेहनत की है, एक प्रयास जो अंततः विफल रहा। यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि भारत को परमाणु प्रौद्योगिकी आयात करने के लिए एनएसजी सदस्यता की आवश्यकता नहीं है जिसे 2008 में दी गई छूट के माध्यम से पहले ही मंजूरी दे दी गई थी।

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