தோரியம் மற்றும் அது அணுசக்தி உற்பத்தியில் எவ்வாறு பயன்படுத்தப்படுகிறது என்பது குறித்து… -ரோஷ்னி யாதவ் & குஷ்பூ குமாரி

முக்கிய அம்சங்கள்:

— அணுசக்தித் துறையில் இந்தியா மற்றும் அமெரிக்கா இடையேயான இருதரப்பு வர்த்தக உறவுகள் இன்னும் நிச்சயமற்ற நிலையில் இருக்கும் இந்த நேரத்தில், பொதுத்துறை நிறுவனமான தேசிய வெப்ப மின் கழகத்தின் (National Thermal Power Corporation (NTPC)) நிர்வாகக் குழு, சுத்தமான மைய தோரியம் ஆற்றல் (Clean Core Thorium Energy (CCTE)) நிறுவனத்தில் சிறுபான்மை பங்கு முதலீடு செய்ய ஒப்புதல் அளித்துள்ளது. இந்த முதலீடு, ஒரு திறன்மிக்க ஆரம்பநிலை பங்கேற்பு முயற்சியாக, அணுசக்தி துறையில் இந்தியா-அமெரிக்கா இடையேயான நெருங்கிய ஒத்துழைப்பை மேலும் முன்னேற்ற வாய்ப்புள்ளது.

— தேசிய வெப்ப மின் கழகத்தின் பங்கு முதலீட்டுத் திட்டம் மின் அமைச்சகத்தின் அனுமதிக்கு உட்பட்டது. தேசிய வெப்ப மின் கழகத்தின் இந்த சிறுபான்மை முதலீடு, 2047-ஆம் ஆண்டுக்குள் 30 ஜிகா வாட் (Giga watt) அணுசக்தித் திறனை அமைக்கும் நோக்கத்துடன் ஒத்துப்போகிறது. மேலும், அணு எரிபொருள் சுழற்சியில் நுழைவதற்கான ஆய்வை மேற்கொள்வதாகவும், இது இந்தியாவின் அணுசக்தித் துறை மூலோபாய இலக்குகளுடன் இணக்கமாக இருப்பதாகவும் வட்டாரங்கள் தெரிவித்தன.

— இந்த நடவடிக்கை, இந்தியாவின் தற்போதுள்ள அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலைகளுக்கு (Pressurised Heavy Water Reactors - PHWRs) தோரியம் அடிப்படையிலான எரிபொருளைப் பயன்படுத்துவதற்கான அரசாங்கத்தின் திட்டத்தையும் குறிக்கிறது. இது நாட்டின் எரிசக்தி மற்றும் எரிபொருள் பாதுகாப்பை வலுப்படுத்த உதவும் என்கின்றனர்.

— முன்பு டிசம்பர் மாதம், நாடாளுமன்றம் “இந்தியாவை மாற்றுவதற்கான அணுசக்தியின் நிலையான பயன்பாடு மற்றும் மேம்பாடு (SHANTI) சட்டம், 2025”-ஐ நிறைவேற்றியது. இது இந்தியாவின் கடுமையான கட்டுப்பாட்டில் இருந்த அணுசக்தித் துறையை வரும் ஆண்டுகளில் எப்படி நிர்வகிப்பது என்பதில் பெரிய மாற்றத்தைக் கொண்டுவருகிறது.

— முதல்முறையாக இந்தச் சட்டம், எரிசக்தித் துறையில் தனியார் நிறுவனங்கள் நுழைய வாய்ப்பு வழங்குகிறது. இதில் வெளிநாட்டு நிறுவனங்களின் பங்களிப்புக்கான வாய்ப்பும் உள்ளது. பல ஆண்டுகளாக அரசுக் கட்டுப்பாட்டில் இருந்த எரிபொருள் மேலாண்மை போன்ற பகுதிகளிலும் தனியார் நிறுவனங்களுக்கு இடம் கிடைக்கும் என எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.

— நார்ஸ் கடவுளின் பெயரால் பெயரிடப்பட்ட கதிரியக்க உலோக தனிமமான தோரியம், இந்தியாவின் உண்மையான எரிசக்தி பாதுகாப்பிற்கான நீண்டகால நம்பிக்கையாக இருந்து வருகிறது. இது மிகவும் அதிகமாக கிடைக்கிறது, குறைவான நீண்டகால கதிரியக்கக் கழிவுகளை (நீண்ட அரை ஆயுளைக் கொண்டது) உருவாக்குகிறது, மேலும் அணு ஆயுதப் பெருக்க அபாயத்தைக் குறைக்க வாய்ப்புள்ளது என்பதால், 1954-ஆம் ஆண்டு முதல் இந்தியாவின் கொள்கை வகுப்பாளர்களால் இது யுரேனியத்திற்கு ஒரு மாற்றாகக் கூறப்படுகிறது.

— இந்தியாவில் யுரேனியம் இருப்பு மிகக் குறைவாக உள்ள போதிலும், தோரியம் இருப்பு அதிக அளவில் உள்ளது. எனவே, இறக்குமதி அணு எரிபொருள் சார்பை குறைக்கும் நீண்டகால திட்டத்தில் தோரியம் முக்கியப் பங்கு வகிக்கிறது.

— தோரியம் பயன்பாடு என்பது, இந்தியாவின் 3-கட்ட அணுசக்தி திட்டத்தின் கடைசி கட்டத்தில், இந்த எரிபொருளில் இயங்கும் வகையில் புதிய அணு உலைகளை வடிவமைப்பதன் மூலம் அமையும் என்ற கருத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இதற்கு நாட்டின் அணுமின் நிலையங்களின் முழு அமைப்பையும் அடிப்படையிலிருந்து புதிதாகக் கட்டடமைக்க வேண்டிய அவசியம் ஏற்பட்டுள்ளது.

— சுத்தமான அடிப்படை புதிய எரிபொருள் என்பது, வளமான வாழ்க்கைக்கான மேம்பட்ட அணுசக்தி (Advanced Nuclear Energy for Enriched Life (ANEEL)) என்று அழைக்கப்படுகிறது. இது மேம்படுத்தப்பட்ட அணுசக்தி எரிசக்தி ஆகும். இது நாட்டின் கன நீர் அழுத்தப்பட்ட அணு உலைகளில் (PHWRs) அதிக அளவில் பயன்படுத்தக்கூடிய சாத்தியக்கூறுகள் உள்ளன. சிறிய அளவிலான செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியத்துடன் கூடிய தோரியத்தின் கலவை மற்றும் ஏற்கனவே இருக்கும் அல்லது புதிய கன நீர் அழுத்தப்பட்ட அணு உலைகளில் இதைப் பயன்படுத்துவதற்கான அதன் உறுதிப்பாடு ஆகியவை, உள்நாட்டிலேயே கிடைக்கும் தோரியத்தைப் பயன்படுத்துவதன் மூலமும், பாதுகாப்பையும் அணு ஆயுதப் பரவல் எதிர்ப்பையும் மேம்படுத்துவதன் மூலமும் இந்தியாவின் எரிசக்தி பாதுகாப்பை மேம்படுத்த உறுதியளிக்கின்றன. இது அணுக்கழிவுகளை கணிசமாக குறைக்கவும் கூடும் என்கின்றனர்.

— முன்னதாக, மார்ச் மாதம் 26-ஆம் தேதி, அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையானது (Department of Energy (DoE)), நியூ ஜெர்சியை தளமாகக் கொண்ட ஹோல்டெக் இன்டர்நேஷனல் (Holtec International) நிறுவனத்தின் விண்ணப்பத்திற்கு ஒப்புதல் அளித்தது. இது "10CFR810" (அமெரிக்க அணுசக்திச் சட்டம் 1954-ன் பகுதி 810) என்று குறிப்பிடப்படும் கட்டுப்பாட்டு விதிமுறைகளுடன் தொடர்புடையதாகும். இதன்மூலம் இந்திய நிறுவனங்களுக்கு தொழில்நுட்பத்தை மாற்றுவதற்கான அங்கீகாரம் வழங்கப்பட்டது.

— அணுசக்தி விஞ்ஞானி அனில் ககோட்கர் (Anil Kakodkar) கூற்றுப்படி, இறக்குமதி செய்யப்பட்ட யுரேனியத்தை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தி பெரிய PHWR திறனை இந்தியாவால் உருவாக்க முடியும் என்பதால், உள்நாட்டில் கிடைக்கும் தோரியம் மற்றும் உயர் செறிவூட்டப்பட்ட குறைந்த செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம் (High-Assay Low-Enriched Uranium (HALEU)) யுரேனிய எரிபொருள் கலவையைப் பயன்படுத்தி, அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலைகளில்  (Pressurised Heavy Water Reactors - PHWRs)  தோரியத்தை கதிர்வீச்சுக்கு (irradiation) உட்படுத்துவதன் மூலம், அதை பிளவுபடக்கூடிய யுரேனியமாக (fissile uranium) மாற்றும் வாய்ப்பு நாட்டிற்கு உள்ளது.

— இதன் மூலம், (இந்தியாவின் மூன்று-கட்ட அணுசக்தி திட்டத்தின் மூன்றாவது கட்டமான) தோரியம் கட்டத்தை, இரண்டாம் கட்டத்தில் தேவையான வேக ஈனுலை (Fast Breeder Reactor - FBR) திறனை உருவாக்க காத்திருக்காமல், முன்கூட்டியே தொடங்க முடியும். அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலைகள் (Pressurised Heavy Water Reactors - PHWRs) இந்த மூன்று-கட்ட திட்டத்தின் முதல் கட்டத்தை உருவாக்குகின்றன.

— இந்தியாவின் அணுசக்தித் திட்டத்தின் முதன்மையான அடித்தளமாக உள்ள அழுத்தப்பட்ட கன நீர் அணு உலைகளில் இருந்து வெளியேறும் பயன்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளை மறுசுழற்சி செய்து, அதைப் பயன்படுத்தி கூடுதல் மின்சாரம் உற்பத்தி செய்ய முடியும் என்றும் இதற்கு புதிய தலைமுறை உருகிய உப்பு அணு உலைகள் (Molten Salt Reactors - MSRs) மூலமாகவும் மின்சார உற்பத்தி சாத்தியம் என்றும் இது இறக்குமதி அணு எரிபொருள் மீதான சார்பை விரைவாகக் குறைத்து, ஆற்றல் சுதந்திரத்தை அடைய உதவும் என்றும் அணுசக்தி விஞ்ஞானி அனில் ககோட்கர், தி இந்தியன் எக்ஸ்பிரஸ் நாளிதழுக்கு அளித்த பேட்டியில் தெரிவித்தார்.

— உலகம் முழுவதும், அமெரிக்கா, ரஷ்யா, பிரான்ஸ் மற்றும் தென் கொரியா போன்ற பெரும்பாலான முன்னணி அணுசக்தி நாடுகள், இலகுவான நீர் உலைகளை (Light Water Reactors - LWRs) உருவாக்குவதில் நிபுணத்துவம் பெற்றுள்ளன. அவற்றில் சாதாரண நீர் குளிர்விப்பானாகவும் (coolant) மற்றும் மட்டுப்படுத்தியாகவும் (moderator) பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஷாந்தி சட்டம் (SHANTI Act) ஆனது LWR அடிப்படையிலான இறக்குமதி செய்யப்பட்ட உலைகளை நிறுவ வழி திறந்தாலும், தற்போதுள்ள அழுத்தப்பட்ட கன நீர் உலைகளை (Pressurized Heavy Water Reactors - PHWRs) பயன்படுத்துவது, இறக்குமதி அபாயத்திலிருந்து ஒரு முக்கியமான பல்வகைப்படுத்தலை அளிக்கிறது.

உங்களுக்குத் தெரியுமா?

— அணுசக்தித் துறையின் 3-கட்ட மின் உற்பத்தித் திட்டம் (The Department of Atomic Energy’s 3-stage power programme) ஆனது, இந்தியாவின் ஏராளமான தோரியம் கையிருப்புகளை மின்சாரம் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தும் ஒரு வழியை  நோக்கியதாக உள்ளது. இந்த தோரியம் கையிருப்புகள் கடலோர மணல்களில் - குறிப்பாக கேரளா, தமிழ்நாடு, ஒடிசா, ஆந்திரப் பிரதேசம், மகாராஷ்டிரா மற்றும் குஜராத்தின் கடற்கரைகளிலும் - மற்றும் உள்நாட்டு ஆற்று மணல்களில் (inland riverine sands) - குறிப்பாக ஜார்கண்ட் மற்றும் மேற்கு வங்காளத்திலும் - காணப்படுகின்றன. இந்த 3-கட்டத் திட்டத்தின் இரண்டாவது கட்டம் (second stage) விரைவு ஈனுலைகள் (Fast Breeder Reactors - FBRs) தொடர்புடையது. இதில் செயல்பாட்டு முன்னேற்றம் மெதுவாக  உள்ளது.

— அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகள் (PHWRs) தோரியத்தைப் பயன்படுத்துவதற்கு மிகவும் ஏற்றவை என்று கூறப்படுகிறது. கனநீர் (டியூட்டீரியம் கொண்ட நீர்) பிளவுறும் போது உற்பத்தியாகும் நியூட்ரான்களை மிகக் குறைவாகவே உறிஞ்சுகிறது (சாதாரண நீரைவிட பல மடங்கு குறைவு). இதனால், அதிக நியூட்ரான்கள் கிடைக்கின்றன; அவை தோரியத்தை உறிஞ்சி யூரேனியம்-233 ஆக்கி, பிளவு வினையைத் திறமையாக நடத்த உதவுகின்றன.

— தற்போது, உலகளவில் 45-க்கும் மேற்பட்ட அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகள் இயங்கி வருகின்றன. சர்வதேச அணுசக்தி முகமையின் (International Atomic Energy Agency - IAEA) தரவுகளின்படி, இவற்றில் இந்தியாவில் 19, கனடாவில் 17, அர்ஜென்டினா மற்றும் தென் கொரியாவில் தலா மூன்று, மற்றும் சீனா மற்றும் ருமேனியாவில் தலா இரண்டு உலைகள் இயங்கி வருகின்றன.

மூன்று கட்ட அணுசக்தி திட்டம்

→ நிலை 1: அழுத்தப்பட்ட கனநீர் அணு உலைகள் (PHWRs): 

அழுத்தப்பட்ட கனநீர் அணு உலைகள் (Pressurised Heavy Water Reactors - PHWRs) இயற்கையான யுரேனியத்தை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தி மின்சாரம் தயாரிக்கின்றன. அதே நேரத்தில், பயன்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளை மறுசுழற்சி செய்வதன் மூலம் பிரித்தெடுக்கக்கூடிய பிளவுபடும் புளூட்டோனியத்தையும் உற்பத்தி செய்கின்றன.இந்த அணு உலைகள் கனநீரை (டியூட்டீரியம் ஆக்சைடு - deuterium oxide) குளிரூட்டியாகவும் மட்டுப்படுத்தியாகவும் பயன்படுத்துகின்றன. இந்தத் திட்டத்துடன், வெளிநாடுகளில் இருந்து இறக்குமதி செய்யப்பட்ட எளிதான நீர் அணு உலைகளும் (Light Water Reactors (LWRs)) கட்டப்பட்டு வருகின்றன.

→ நிலை 2: விரைவு ஈனுலைகள் (FBRs) :

இது கல்பாக்கத்தில் உள்ளதைப் போன்ற விரைவு ஈனுலைகளை (Fast Breeder Reactors - FBRs) அமைப்பதை உள்ளடக்கியது. இவை புளூட்டோனியத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட எரிபொருட்களைப் பயன்படுத்துகின்றன. இதனால் அணுசக்தி உற்பத்தித் திறனை அதிகரிக்க முடியும், மேலும் வளமான தோரியத்தை பிளவுபடும் யுரேனியமாக  மாற்ற முடியும்.புளூட்டோனிய இருப்பைப் பயன்படுத்த, பயன்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளை மறுசுழற்சி செய்வது மிக அவசியமாகிறது.

→ நிலை 3: தோரியம்-யுரேனியம் 233 சுழற்சி (Th-U233 Cycle) :

மூன்றாவது நிலை தோரியம்-யுரேனியம் 233 (Th U233) சுழற்சியை அடிப்படையாகக் கொண்டது. இரண்டாவது நிலையில் உற்பத்தி செய்யப்படும் U233 ஆனது, நீண்டகால எரிசக்திப் பாதுகாப்பிற்காக மேம்பட்ட வெப்ப மற்றும் விரைவு ஈனுலைகளைக் கொண்ட மூன்றாவது நிலை மின் திட்டத்திற்காகப் பயன்படுத்தப்படலாம். இதற்காக மேம்பட்ட கனநீர் அணு உலைகள் (Advanced Heavy Water Reactor - AHWR) முன்மொழியப்பட்டுள்ளன. தற்போது, உருகிய உப்பு அணு உலைகளைப் பயன்படுத்துவதும் ஒரு தேர்வாகப் பார்க்கப்படுகிறது.

— மூன்றாவது நிலைக்குச் செல்வதற்கான ஒரு முக்கியமான மைல்கல், விரைவு ஈனுலை (Fast Breeder Reactor (FBR)) ஆகும். இது நாட்டின் தோரியத்தை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவதற்கான வழியை அமைக்கிறது. தமிழ்நாட்டில் உள்ள கல்பாக்கத்தில் இந்தியாவின் முதல் உள்நாட்டு விரைவு ஈனுலையில் (FBR) எரிபொருள் நிரப்பும் செயல்முறை மார்ச் மாதம் 2024-ஆம் ஆண்டில் தொடங்கப்பட்டுள்ளது.

Original Article : About Thorium and how it is used in nuclear energy production -Roshni Yadav and Khushboo Kumari