இந்தியாவின் அணுசக்தித் திட்டம் யுரேனியத்திலிருந்து தோரியத்திற்கு எவ்வாறு மாறுகிறது? -ரேணுகா

புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்திப்பதற்கான தேவை அதிகரித்து வருவதும், தற்போது நடைபெற்று வரும் ஈரான் போரினால் விநியோகச் சங்கிலியில் ஏற்பட்டுள்ள அபாயங்களும், இந்தியா தனது வசம் உள்ள மிகப்பெரிய தோரியம் (Thorium) இருப்பைப் பயன்படுத்த வேண்டியதன் அவசியத்தைக் காட்டுகின்றன. இருப்பினும், தோரியத்தை ஒரு அணு எரிபொருளாகப் பயன்படுத்துவதில் உள்ள சிக்கல்கள் என்ன?

தற்போது நடைபெற்று வரும் ஈரான் போருக்கு மத்தியில், யுரேனியத்தைச் செறிவூட்டப் பயன்படுத்தப்படும் ஈரானின் நட்டான்ஸ் (Natanz) அணுசக்தி நிலையத்தின் மீது இஸ்ரேல் மற்றும் அமெரிக்கா குண்டுவீசித் தாக்குதல் நடத்தின. இதற்குப் பதிலடியாக, இஸ்ரேலின் அணுசக்தி மையத்திற்கு அருகில் உள்ள நகரங்கள் மீது ஈரான் தாக்குதல் நடத்தியது. இத்தகைய நிகழ்வுகள் அணு உலை விபத்துகள் அல்லது கதிரியக்கக் கசிவு (Radioactive leaks) ஏற்படுமோ என்ற அச்சத்தை உலகளவில் அதிகரித்துள்ளன.

ஈரானின் அணுசக்தி திட்டம், குறிப்பாக யுரேனியத்தை செறிவூட்டும் அதன் உரிமைதான் இந்த நெருக்கடியின் மையப்புள்ளியாக உள்ளது. யுரேனியம் என்பது அணுசக்திக்குத் தேவையான மிக முக்கியமான எரிபொருளாகும். இது உலகம் முழுவதும் உள்ள பெரும்பாலான உலைகளில் பயன்படுத்தப்படும் நம்பகமான மற்றும் குறைந்த அளவே கார்பனை வெளியிடும் ஒரு ஆற்றல் மூலமாகக் கருதப்படுகிறது. இருப்பினும், ஈரான் மீதான அமெரிக்க-இஸ்ரேல் போர் யுரேனியம் செறிவூட்டல் குறித்த விவாதங்களை மீண்டும் கவனத்திற்குக் கொண்டு வந்துள்ளது.

யுரேனியத்துடன் (Uranium), தோரியம் (Thorium) மற்றும் புளூட்டோனியம் (Plutonium) ஆகியவையும் முக்கியமான அணுசக்தி பொருட்கள் ஆகும். இவை ஆற்றல் உற்பத்திக்கும் மற்றும் அணு ஆயுதங்கள் தயாரிப்பதற்கும் பயன்படுத்தப்படலாம் என்பதால், இவை மிகவும் 'ஆபத்தான' பொருட்களாகக் கருதப்படுகின்றன. எனவே, உலகளாவிய அமைதிக்கும் மற்றும் தூய்மையான எரிசக்திக்கும் இவற்றைக் கட்டுப்பாட்டிற்குள் வைத்திருப்பதும் முறைப்படுத்துவதும் மிகவும் அவசியமானதாகிறது.

இந்தச் சூழலில், இந்தியா போன்ற நாடுகள் இத்தகைய மூலப்பொருட்களின் இருப்பு மற்றும் நீண்டகால நிலைத்தன்மையை அடிப்படையாகக் கொண்டு தங்களது அணுசக்தி உத்திகளை வடிவமைத்து வருகின்றன.

யுரேனியத்திலிருந்து தோரியம் பயன்பாட்டிற்கு இந்தியா எவ்வாறு மாறுகிறது

இந்தியாவின் அணுசக்தித் திட்டம் மூன்று நிலைகளைக் கொண்டது. தற்போது நடைபெற்று வரும் முதல் நிலையில், இந்தியா யுரேனியத்தை எரிபொருளாகக் கொண்ட அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகளை (Pressurized Heavy Water Reactor (PHWR)) பயன்படுத்தி வருகிறது. இருப்பினும், இந்தியாவிடம் யுரேனியத்தைவிட தோரியம் (Thorium) அதிக அளவில் உள்ளது. எனவே, அடுத்தடுத்த நிலைகள் புளூட்டோனியம் மற்றும் தோரியத்தைப் பயன்படுத்தும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன.

இரண்டாம் நிலையில், இந்தியா தனது மாதிரி வேக உற்பத்தி உலையில் (Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR)) புளூட்டோனியம் கலந்த ஆக்சைடை எரிபொருளாகப் பயன்படுத்தும். மேலும், இது முதல் நிலையில் உள்ள அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகளிலிருந்து வெளியேறும் பயன்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளையும்  மறுசுழற்சி செய்து பயன்படுத்திக் கொள்ளும் என்கின்றனர்.

மூன்றாவது கட்டத்தில், இது தோரியத்தை அடிப்படையாகக் கொண்ட மேம்படுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகளை (Advanced Heavy Water Reactors (AHWR)) பயன்படுத்த முயல்கிறது. இந்த உலைகள் தோரியத்தைப் பயன்படுத்தி யுரேனியத்தை உற்பத்தி செய்கின்றன. இக்கட்டம் எரிபொருள் தேவையில் இந்தியா சுய-சார்பு நிலையை  அடைவதை நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது.

ஆனால், யுரேனியம், தோரியம் மற்றும் புளூட்டோனியம் ஆகிய மூன்று அணுசக்திப் பொருட்களும் எவ்வாறு வேறுபடுகின்றன?

யுரேனியம்

யுரேனியம் என்பது இயற்கையாகவே கிடைக்கக்கூடிய ஒரு கதிரியக்கத் தனிமம் (Radioactive element) ஆகும். இதில் யுரேனியம்-234 (U-234), யுரேனியம்-235 (U-235), மற்றும் யுரேனியம்-238 (U-238) என மூன்று ஐசோடோப்புகள் (Isotopes) உள்ளன. பொதுவாக அணுக்கரு ஆற்றல் என்பது U-235 அணுக்களின் பிளவினால் உருவாக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், இயற்கையில் கிடைக்கும் யுரேனியத்தில் சுமார் 0.72% மட்டுமே U-235 உள்ளது. ஆனால், பெரும்பாலான அணு உலைகள்  சரியாகச் செயல்பட இதற்கு மேலான அதிகப்படியான செறிவு  தேவைப்படுகிறது.

எனவே, யுரேனியம் ஆற்றலை உற்பத்தி செய்யப் பயன்படுத்தப்படுவதற்கு முன்னால், யுரேனியம் செறிவூட்டல் எனும் ஒரு செயல்முறைக்கு உட்படுத்தப்படுகிறது. இது யுரேனியத்தில் உள்ள U-235 எனும் ஐசோடோப்பின் அளவை அதிகரிக்கிறது. பெரும்பாலான அணு உலைகளில் ஒரு தொடர்வினையைப் பராமரிக்க, இந்த அதிகப்படியான செறிவு மிகவும் அவசியமானது. வாயுப் பரவல் (Gaseous diffusion), வாயு மையவிலக்கு (Gas centrifuge) மற்றும் லேசர் செறிவூட்டல் (Laser enrichment) ஆகியவை இதன் முக்கியச் செறிவூட்டல் முறைகள் ஆகும்.

குறைந்த செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம் (பொதுவாக 20 சதவீதத்திற்கும் குறைவான U-235) பெரும்பாலும் வணிக ரீதியிலான அணு உலைகளில் மின்சாரம் தயாரிக்கப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. ஆனால், அதிக செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம் பெரும்பாலும் பாதுகாப்புத் துறை மற்றும் அணு ஆயுதங்கள் தயாரிப்பில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

தோரியம்

யுரேனியத்தை விட இயற்கையில் அதிக அளவில் கிடைக்கக்கூடிய ஒரு அணுசக்திப் பொருள் தோரியம் (Thorium) ஆகும். இது இயற்கையில் தோரியம்-232 (232Th) என்ற ஒரே ஒரு ஐசோடோப்பாகக் காணப்படுகிறது. தோரியம் தானாகவே பிளவுபடக்கூடியது அல்ல. எனவே, அது தன்னிச்சையாக ஓர் அணுக்கருத் தொடர்வினையை  உருவாக்க முடியாது. இருப்பினும், இது ஒரு வளமான பொருள் (Fertile) எனக் கருதப்படுகிறது; ஏனெனில், இது ஒரு நியூட்ரானை உள்வாங்கும்போது யுரேனியம்-233 (233U) ஆக மாறுகிறது. இந்த யுரேனியம்-233 பிளவுபடக்கூடியது என்பதால், இதன் மூலம் அணுக்கருப் பிளவு வழியாக ஆற்றலை உருவாக்க முடியும் என்கின்றனர்.

புளூட்டோனியம்

யுரேனியம் மற்றும் தோரியத்துடன் ஒப்பிடுகையில், புளுட்டோனியம் (Plutonium) என்பது முக்கியமாக அணு உலைகளில் யுரேனியம்-238 (U-238) நியூட்ரான்களை உட்கொள்வதன் மூலம் உருவாக்கப்படுகிறது. புளுட்டோனியத்தில் ஐந்து பொதுவான ஐசோடோப்புகள் உள்ளன. அவை Pu-238, Pu-240, Pu-241, மற்றும் Pu-242 ஆகும். இவை அனைத்தும் பிளவுபடக்கூடியவை ஆகும்.

இருப்பினும், புளுட்டோனியம்-239 (Pu-239) அதிக அளவிலான பிளவுபடும் பொருட்களைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், இது அணு எரிபொருள் மற்றும் அணு ஆயுதங்களில் பயன்படுத்தப்படும் முதன்மையான எரிபொருள்களில் ஒன்றாகக் கருதப்படுகிறது. மேலும், புளுட்டோனியம்-238 (Pu-238) இயற்கை கதிரியக்கச் சிதைவிலிருந்து நிலையான வெப்பத்தை வெளியிடுவதால், இது விண்வெளி தொடர்பான ஆய்வுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

அணுசக்திப் பொருட்களின் புவியியல் பரவல்

உலகளவில் அணுசக்தி எரிபொருட்களின் பரவல் சமமற்ற நிலையில் உள்ளது. பெரும்பாலான இருப்புகள் ஒரு சில குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் மட்டுமே காணப்படுகின்றன. தற்போதைய மதிப்பீடுகளின்படி, உலகில் அறியப்பட்ட யுரேனியம் இருப்பு 5,925,700 டன்கள் ஆகும். இதில் ஆஸ்திரேலியா 1,671,200 டன்களுடன் (28%) முதலிடத்தில் உள்ளது. அதனைத் தொடர்ந்து கஜகஸ்தான் (813,900 டன்கள்), கனடா (582,000 டன்கள்), நமீபியா (497,900 டன்கள்) மற்றும் ரஷ்யா (476,600 டன்கள்) ஆகிய நாடுகள் அதிக இருப்புகளைக் கொண்டுள்ளன.

2024-ஆம் ஆண்டில், உலகின் ஒட்டுமொத்த யுரேனியம் உற்பத்தியில் கஜகஸ்தான் முதலிடத்தைப் பிடித்தது (உலகளாவிய விநியோகத்தில் 39%), அதைத் தொடர்ந்து கனடா (24%) மற்றும் நமீபியா (12%) ஆகிய நாடுகள் அடுத்தடுத்த இடங்களைப் பெற்றன. இந்த மூன்று நாடுகள் மட்டுமே இணைந்து உலக யுரேனியம் உற்பத்தியில் சுமார் 75% பங்கினை வழங்குகின்றன.

இயற்கையில் யுரேனியத்தை விட தோரியம் (Thorium) 3 முதல் 4 மடங்கு அதிக அளவில் கிடைக்கிறது. இதன் முக்கிய ஆதாரமாக மோனசைட் (Monazite) என்ற கனிமம் விளங்குகிறது. இதில் பொதுவாக 6% முதல் 7% வரையிலும், சில நேரங்களில் 12% வரையிலும் தோரியம் காணப்படுகிறது. மேலும், கடற்கரை மணல் பகுதிகளில் மிக அதிகப்படியான தோரியப் படிவுகள் காணப்படுகின்றன.

உலகின் பெரும்பாலான தோரியம் (Thorium) இருப்பு இந்தியாவில் உள்ளது. இது சுமார் 8.5 லட்சம் டன்கள் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது (உலகளாவிய இருப்பில் சுமார் 25–30%). இவை முக்கியமாக கேரளா, தமிழ்நாடு மற்றும் ஒடிசா மாநிலங்களின் கடற்கரை மணல் பகுதிகளில் காணப்படுகின்றன. இந்தியாவிற்கு அடுத்தபடியாக பிரேசில் (632,000 டன்கள்) உள்ளது. அதே நேரத்தில் ஆஸ்திரேலியா மற்றும் அமெரிக்கா ஆகிய நாடுகள் ஒவ்வொன்றும் சுமார் 595,000 டன்கள் அளவிலான  தோரியம் இருப்பைக் கொண்டுள்ளதாகக் கூறப்படுகிறது.

இந்தியாவின் அணுசக்தி எரிபொருள் சவால்

இந்தியா தனது அணுசக்தித் திட்டத்தின் இரண்டாம் கட்டத்திற்குள் நுழைந்துவிட்ட போதிலும், அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகளே (PHWRs) இந்தியாவின் முக்கிய அணுசக்தி ஆதாரமாகத் தொடர்ந்து நீடிக்கின்றன. இந்தியாவில் சுமார் 4,25,570 டன்கள் யுரேனியம் இருப்பு இருந்தபோதிலும், அந்தத் தாதுவின் தரம் குறைவாக இருப்பதால், அதனைப் பிரித்தெடுப்பதற்கான செலவு மிக அதிகமாக உள்ளது. இதன் காரணமாக, இந்தியா தனது அணுசக்தித் தேவைக்காகப் பெருமளவில் யுரேனியம் இறக்குமதியையே சார்ந்து இருக்க வேண்டிய நிலையில் உள்ளது.

நீண்ட காலத்திற்குத் தடையற்ற யுரேனியம் விநியோகத்தை உறுதி செய்வதற்காக, இந்தியா சமீபத்தில் கனடாவின் ‘Cameco’ நிறுவனத்துடன் சுமார் 10,000 டன் யுரேனியத்தைப் பெறுவதற்கான ஒப்பந்தத்தில் கையெழுத்திட்டுள்ளது. இதற்கு முன்பாக, இந்தியா கஜகஸ்தான் நாட்டுடன் ஒப்பந்தம் மேற்கொண்டதாகக் கூறப்படுகிறது. மேலும், ரஷ்யா மற்றும் பிரான்ஸ் ஆகிய நாடுகளிலிருந்தும் இந்தியா யுரேனியத்தை இறக்குமதி செய்ய திட்டமிட்டுள்ளதாகவும் தெரிவிக்கின்றனர்.

இருப்பினும், புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தித் தேவை அதிகரித்து வருவதாலும், ஈரான் போர் காரணமாக விநியோகச் சங்கிலியில் ஏற்பட்டுள்ள அபாயங்களாலும், இந்தியா தனது அணுசக்தி எரிபொருள் ஆதாரங்களைப் பன்முகப்படுத்தவும், தன்னிடம் உள்ள தோரியம் இருப்பைப் பயன்படுத்தவும் வேண்டிய கட்டாயத்தில் உள்ளது. யுரேனியத்திற்கு மாற்றாக விளங்கும் தோரியம், அதிக நிலைத்தன்மை கொண்டதாகவும், அதிகத் திறன் வாய்ந்ததாகவும் மற்றும் மிகக் குறைவான கழிவுகளை உருவாக்குவதாகவும் உள்ளது.

இருப்பினும், தோரியத்தை அணுசக்தி எரிபொருளாகப் பயன்படுத்துவதில் இன்னும் சில முக்கிய சிக்கல்கள் உள்ளன. முதலாவதாக, உலகின் பெரும்பாலான அணுசக்தி உள்கட்டமைப்புகள் யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்துவதற்காகவே வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளன. இரண்டாவதாக, தோரியம் தானாகவே பிளவுபடக்கூடிய தன்மை கொண்டது அல்ல என்றும் மாறாக, அணுக்கரு பிளவு தொடங்குவதற்கு இதற்கு ஒரு 'இயக்கி எரிபொருள்' தேவைப்படுவதாகவும் குறிப்பிடுகின்றனர்.  இது தோரியத்தின் பயன்பாட்டைச் சிக்கலாக்குவதாகத் தெரிவிக்கின்றனர்.

மூன்றாவதாக, இந்தியாவில் தோரியம் அதிக அளவில் கிடைத்தாலும், இது முக்கியமாக மோனாசைட் (Monazite) என்ற தாதுவிலிருந்தே ஒரு துணைப் பொருளாகப் பெறப்படுகிறது. இந்த மோனாசைட் தாது பொதுவாக அரிய வகை மண் தனிமங்களுக்காக மட்டுமே வெட்டியெடுக்கப்படுகிறது. இந்தத் தனிமங்களுக்கான தேவை இல்லாத பட்சத்தில், வெறும் தோரியத்திற்காக மட்டும் மோனாசைட்டைப் பிரித்தெடுப்பது மிகவும் சிக்கலானதாகவும், அதிகச் செலவுமிக்கதாகவும்  இருக்கும் என்கின்றனர். 

இந்தியாவின் சுயசார்பு  நிலையை நோக்கிய பயணம்

அடுத்த சில ஆண்டுகளில், பல்வேறு நாடுகள் தங்களின் பருவநிலை இலக்குகளை எட்டவும், எரிசக்தி பாதுகாப்பை உறுதிப்படுத்தவும் அணுசக்தியை விரிவுபடுத்தத் திட்டமிட்டுள்ளன. இதனால் அணுசக்திப் பொருட்களுக்கான தேவை கணிசமாக அதிகரிக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. இருப்பினும், தற்போது நடைபெற்று வரும் ஈரானுடனான போர், அணுசக்தி விநியோகச் சங்கிலியில் உள்ள பலவீனங்களை வெளிச்சம் போட்டுக் காட்டியுள்ளது. இது 'யுரேனியம்' (Uranium) தாதுவை ஒரு மிக முக்கியமான வளமாக மீண்டும் உலக நாடுகளின் கவனத்திற்கு கொண்டு வந்துள்ளது.

இந்த நிகழ்வுகள் இந்தியா தொடர்ந்து இறக்குமதி செய்யப்படும் யுரேனியத்தையே சார்ந்து இருப்பதை எடுத்துக் காட்டுகின்றன. இந்தியா தனது அதிகளவிலான தோரியம் இருப்பைப் பயன்படுத்தி, ஆற்றல் துறையில் சுய-சார்பு நிலையைப் பெறுவதோடு நீண்ட கால எரிசக்தி பாதுகாப்பையும் உறுதி செய்ய வேண்டியது அவசியம் என்பதை இவை வலியுறுத்துகின்றன. இந்த மாற்றத்தை அடைவதற்கு, தோரியம் சார்ந்த தொழில்நுட்பங்களில் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டை வலுப்படுத்துவதும், மூடிய எரிபொருள் சுழற்சி முறைகளை (Closed Fuel Cycle Systems) மேம்படுத்துவதும் மிக முக்கியமானதாகும்

Original link;

How India’s nuclear energy programme transitions from uranium to thorium.