இந்தியா ஏன் அதிவேக அணு உலைகளை விரும்புகிறது? -வாசுதேவன் முகுந்த்

 இந்தியாவின் தற்போதைய அணு உலைகளில் பெரும்பாலானவை அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகள் (Pressurised Heavy Water Reactors (PHWR)) ஆகும். இவை குறைந்த செயல்திறன் கொண்டவை ஆகும். ஏனெனில், இவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருளில் சுமார் 1% மட்டுமே பிளவுற்று (fission) ஆற்றலாக மாறுகிறது. அதற்கு மேல் அந்த எரிபொருளைத் தொடர்ந்து பயன்படுத்த முடியாத நிலை ஏற்படுகிறது.

கல்பாக்கத்தில் உள்ள முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை (Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR)) ஏப்ரல் மாதம் 6-ஆம் தேதி அணுக்கருப் பிளவு சீராகத் தொடங்கும் நிலையை (Criticality) எட்டியது ஒரு முக்கியமான மைல்கல்லாகும். இந்தியாவில், இந்த 'Criticality' என்ற சொல் நீண்டகாலமாக நமது அணுசக்தித் திட்டத்தின் மந்தமான முன்னேற்றத்துடன் தொடர்புடையதாகவே பார்க்கப்படுகிறது. பலரும் இதுதான் இறுதி இலக்கு என்று நினைத்தாலும், உண்மையில் இது ஒரு தொடக்கப் புள்ளி மட்டுமே என்கின்றனர்.

அணுக்கருப் பிளவு சீராகத் தொடங்கும் நிலை என்றால் என்ன?

ஒரு அணு உலை, தொடர் வினையை தானாகவே நிலைநிறுத்திக் கொள்ளும் நிலையை அடையும்போது, அது 'அணுக்கருப் பிளவு சீராகத் தொடங்கும் நிலையை' (Critical) அடைந்ததாகக் கருதப்படுகிறது. இதன் பொருள் என்னவென்றால், ஒரு அணு பிளவுபடும்போது (Nuclear Fission), அது நியூட்ரான்களை வெளியேற்றுகிறது; அந்த நியூட்ரான்கள் அருகில் உள்ள மற்றுமொரு அணுவை பிளவுபடச் செய்கின்றன. எரிபொருள், நியூட்ரான்கள் மற்ற அணுக்களை அடையும் விதம் மற்றும் உலையின் வெப்பநிலை ஆகியவற்றை முறையாகக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் பொறியாளர்கள் இந்தச் செயல்முறை சீராக நடப்பதை உறுதிசெய்கின்றனர். 

ஒரு அணுஉலை அணுக்கருப் பிளவு சீராகத் தொடங்கும் நிலையை (Critical State) அடையும்போது, அது ஒரு வகையான நிலையான தன்மையை அடைந்துவிட்டது என்று பொருள். இருப்பினும், அந்த உலை உடனடியாக வணிகரீதியாகப் லாபகரமான முறையில் மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்கிறது என்று அர்த்தமல்ல. அந்த நிலை வருவதற்கு இன்னும் நீண்டகாலம் ஆகும் என்கின்றனர். அணுக்கருப் பிளவு சீராகத் தொடங்கும் நிலையை அடைந்தபிறகு, உலையின் செயல்பாடுகள் அதன் வடிவமைக்கப்பட்ட அளவுகோல்களுக்குள் இருக்கிறதா என்பதை அதிகாரிகள் ஆய்வு செய்வார்கள். இதற்காக, மிகக் குறைந்த அளவு மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்தபடி, தேவைப்பட்டால் பல மாதங்களுக்கு அந்த உலையைத் தொடர்ந்து இயங்க வைப்பார்கள். சோதனைகள் அனைத்தும் திருப்திகரமாக இருப்பதாக அந்தப் பணியாளர் உறுதிசெய்த பின்னரே, அடுத்த கட்டத்திற்குச் செல்ல முடியும் என்கின்றனர்.

அதிவேக உற்பத்தி உலைகள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன?

இந்தியாவின் பெரும்பாலான செயல்பாட்டு அணு உலைகள் அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகள் (Pressurised Heavy Water Reactors (PHWRs)) ஆகும். இவை இயற்கையான யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்தி அணுப்பிளவை ஏற்படுத்தும் வகையில் கட்டமைக்கப்பட்டுள்ளன. இந்த இயற்கை யுரேனியத்தில் 99.3% யுரேனியம்-238 மற்றும் 0.7% யுரேனியம்-235 ஆகிய அணுக்கருக்கள் உள்ளன. இங்கு '235' மற்றும் '238' என்பது அந்த அணுக்கருவில் உள்ள புரோட்டான்கள் மற்றும் நியூட்ரான்களின் மொத்த எண்ணிக்கையைக் குறிக்கிறது. ஒரு அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலையில், நியூட்ரான்கள் உள்ளே செலுத்தப்பட்டு, ‘Moderator’ எனப்படும் கருவி மூலம் அவற்றின் வேகம் குறைக்கப்படுகின்றன. இவ்வாறு வேகம் குறைக்கப்பட்ட நியூட்ரான்கள் யுரேனியம்-235 அணுவைப் பிளக்கின்றன. இந்தச் செயல்பாட்டின் மூலம் வெப்பம் (மின்சாரம் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது), ஒரு சிறிய அளவு புளுட்டோனியம் மற்றும் சில கூடுதல் நியூட்ரான்கள் வெளியாகின்றன.

அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகள் (PHWRs) திறனற்றவையாகக் கருதப்படுகின்றன. ஏனெனில், இவற்றில் பயன்படுத்தப்படும் எரிபொருளில் சுமார் 1% மட்டுமே பிளவுறுதலுக்கு உட்படுகிறது. மீதமுள்ள எரிபொருள் பயன்படுத்த முடியாத நிலையை அடைந்து வீணாகிவிடுகிறது. 

ஒரு அதிவேக உற்பத்தி உலை (Fast-Breeder Reactor (FBR)) என்பது மிகவும் திறன் வாய்ந்தது இது எரிபொருளில் சுமார் 10% அல்லது அதற்கு மேற்பட்ட அளவைப் பயன்படுத்துகிறது. இதில் எரிபொருளாக யுரேனியத்திற்குப் பதிலாக முக்கியமாக புளூட்டோனியம் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இந்த உலையின் மையப்பகுதி, அழுத்தப்பட்ட கனநீர் உலைகளில் (PHWRs) இருந்து வெளியேறும் பயன்படுத்தப்படாத எரிபொருளைப் போன்ற 'செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியம்' (depleted uranium) கொண்ட ஒரு போர்வை போன்ற அமைப்பால் சூழப்பட்டிருக்கும். அதிவேக நியூட்ரான்கள் இந்த போர்வையின்மீது மோதும்போது, அந்த யுரேனியம் மீண்டும் புளூட்டோனியமாக மாற்றப்படுகிறது. இதனை மீண்டும் எரிபொருளாகப் பயன்படுத்த முடியும் என்கின்றனர். அதே சமயம், புளூட்டோனியம் எரிபொருளும் அதிவேக நியூட்ரான்களுடன் இணைந்து பிளவுபடுவதன் மூலம், இன்னும் கூடுதலான அதிவேக நியூட்ரான்களை உருவாக்குகிறது.

இந்தியாவின் மூன்று அடுக்கு அணுசக்தித் திட்டம் என்றால் என்ன?

இந்திய அணுசக்தித் திட்டத்தின் தந்தை எனப் போற்றப்படும் அணுக்கரு இயற்பியலாளர் ஹோமி பாபா, இந்தியா சுதந்திரம் பெற்ற ஆரம்ப ஆண்டுகளில் இந்தத் தொலைநோக்குத் திட்டத்தை வடிவமைத்தார். இந்தத் திட்டம் மூன்று நிலைகளைக் கொண்டது. முதலாவது நிலையில், கனநீர் அழுத்த உலைகள் (PHWRs) இயற்கை யுரேனியத்தைப் பயன்படுத்தி மின்சாரம், புளுட்டோனியம் மற்றும் செறிவூட்டப்பட்ட யுரேனியக் கழிவுகளை உருவாக்குகின்றன. இரண்டாவது நிலையில், அதிவேக உற்பத்தி உலைகள் (FBRs) முதல் நிலையிலிருந்து கிடைத்த புளுட்டோனியம் மற்றும் யுரேனியக் கழிவுகளைப் பயன்படுத்தி இன்னும் கூடுதலான புளுட்டோனியத்தையும் மின்சாரத்தையும் உருவாக்குகின்றன. இறுதியாக, எதிர்கால அணு உலைகள் புளுட்டோனியம் மற்றும் தோரியத்தைப் பயன்படுத்தி மின்சாரத்தை உற்பத்தி செய்யும் என்கின்றனர்.

இந்தியாவில் தோரியம் தாது மிக அதிக அளவில் இருப்பதும், யுரேனியம் கையிருப்பு மிகக் குறைந்த அளவிலேயே இருப்பதும்தான் ஹோமி பாபா அவர்கள் இந்தத் திட்டத்தை உருவாக்கியதற்குக் காரணமாகும். 

இந்தத் திட்டத்தில், இந்தியாவில் உள்ள வளங்களைப் பயன்படுத்துவதற்கான ஆரம்பக் கட்டத்திற்கும், அணுசக்தி சுழற்சியை முழுமையடையச் செய்து இந்தியாவை அணுமின் சக்தியில் ஒரு தன்னிறைவு பெற்ற நாடாக மாற்றுவதற்கான இறுதிக்கட்டத்திற்கும் இடையே ஒரு பாலமாக அதிவேக உற்பத்தி உலைகள் (FBRs) கருதப்படுகின்றன.

அதிவேக உற்பத்தி உலைகள் தொழில்நுட்பரீதியாக ஏன் சவாலான இருக்கின்றன?

ஒரு அதிவேக உற்பத்தி உலையை (FBR) உருவாக்குவது எளிது என்று சொல்வது அதன் சவால்களை மிகவும் குறைத்து மதிப்பிடுவதாகும். உண்மையில், "சொல்வது எளிது, செய்வது கடினம்" என்று சொல்வதை விடவும் இது மிகப்பெரிய சவால்களைக் கொண்டது. இந்திய அரசு, முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை (Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR)) திட்டத்திற்கு 20 ஆண்டுகளுக்கு முன்பே அனுமதி அளித்தது. இதனை இந்திரா காந்தி அணு ஆராய்ச்சி மையம் (Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR)) வடிவமைத்தது மற்றும் ‘Bharatiya Nabhikiya Vidyut Nigam, Ltd’ நிறுவனம் இதைக் கட்டமைத்தது. இந்த கட்டுமானப் பணியானது, முதலில் எதிர்பார்க்கப்பட்டதைவிட மிகவும் கடினமாக அமைந்ததாகக் கூறப்படுகிறது.

ஒரு முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை (PFBR) தனது முக்கிய அம்சமாக திரவ சோடியத்தை (Liquid Sodium) குளிர்விப்பானாகப் பயன்படுத்துகிறது. சோடியம் அதிக வெப்பநிலையில் மட்டுமே திரவமாக மாறும்; அந்த நிலையில் வெப்பப் பரிமாற்றம் மிகவும் திறமையாக இருப்பதோடு, இதற்கு அதிக அழுத்தம் கொடுக்க வேண்டிய அவசியமும் இல்லை என்கின்றனர். இருப்பினும், சோடியம் காற்று மற்றும் நீருடன் வினைபுரியும் போது வெடிக்கக்கூடிய தன்மை கொண்டிருப்பதால், இதைக் கையாளும் அனைத்து பம்புகள், குழாய்கள் மற்றும் தொட்டிகள் கசிவைக் கண்டறியும் கடுமையான அமைப்புகளுடன் கச்சிதமாக மூடப்பட்டிருக்க வேண்டும். ஆனால், நீரால் குளிர்விக்கப்படும் உலைகளில் (Water-cooled reactors) இதுபோன்ற சிக்கல்களோ அல்லது கூடுதல் செலவுகளோ இருப்பதில்லை என்கின்றனர்.

இந்தியா மட்டும் இந்தச் சிக்கல்களை எதிர்கொள்வதில்லை. ஜப்பானின் மோஞ்சு அணுமின் நிலையம் (Monju Nuclear Power Plant) 1995-ஆம் ஆண்டில் சோடியம் கசிவு மற்றும் தீ விபத்தை எதிர்கொண்டது; இது நீண்டகால பணிநிறுத்தங்களுக்கு வழிவகுத்து, இறுதியில் அந்த நிலையம் நிரந்தரமாக மூடப்பட்டது. ஒரு காலத்தில் உலகின் மிகப்பெரிய உற்பத்தி உலையாக இருந்த பிரான்சின் ‘Superphénix’, தொழில்நுட்ப சிக்கல்கள் மற்றும் அதிக செலவு காரணமாக மூடப்பட்டது, இது அங்கு அரசியல்ரீதியான எதிர்ப்புகளையும் அதிகரித்தது. இருப்பினும், ரஷ்யா மட்டும் தொடர்ந்து சில அதிவேக உற்பத்தி உலைகளை (FBR) இயக்கி வருவதாகக் கூறப்படுகிறது.

அதிவேக உற்பத்தி உலைகள் (FBRs) தொழில்நுட்பரீதியாகச் சாத்தியமானவை என்பதை இயக்குநர்கள் நிரூபித்துள்ளனர். ஆனால், அவை இன்னும் பொருளாதாரரீதியாக லாபகரமானதாக மாறவில்லை மற்றும் பொதுமக்களிடையே பரவலான வரவேற்பைப் பெறவில்லை என்பதையும் சுட்டிக்காட்டுகின்றனர். இந்த உலைகளைக் கட்டுவதற்கு அதிக செலவு ஏற்படுவதோடு மட்டுமல்லாமல், இவற்றை மிகக் கடுமையான கண்காணிப்பிற்கு உட்படுத்த வேண்டும். இத்தகைய கண்காணிப்பு, வலுவான பொறியியல் திறன் மற்றும் மிகச் சிறந்த பாதுகாப்பு நடைமுறைகளை அடிப்படையாகக் கொண்டதாகக் கூறப்படுகிறது.

இந்தியா அதிவேக உற்பத்தி உலைகளை எவ்வாறு செயல்படுத்தியுள்ளது?

இந்தியா தனது மூன்று-கட்ட அணுசக்தி திட்டத்தில் (Three-Stage Nuclear Power Programme) நீண்டகால எரிபொருள் பாதுகாப்பிற்கு முக்கியத்துவம் அளிப்பதாலேயே, அதிவேக உற்பத்தி உலைகளை (FBRs) உருவாக்கி வருகிறது. அணுசக்தித் துறையானது பெரும்பாலும் அரசாங்கத்தின் கட்டுப்பாட்டில் இருப்பதால் இது சாத்தியமாகிறது. மேலும், அணுசக்தித் துறை (Department of Atomic Energy (DAE)) நேரடியாக பிரதமர் அலுவலகத்தின்கீழ் செயல்படுவதால், இதன் முடிவெடுக்கும் அதிகாரம் அரசியல் தலையீடுகள் இன்றித் தனித்து இயங்குகிறது. இதன் காரணமாக, நாட்டில் அரசியல் நிலைத்தன்மை இருக்கும் வரை, அரசாங்கங்கள் மாறினாலும் அணுசக்தித் திட்டங்கள் எந்தத் தடையும் இன்றித் தொடர்ந்து நடைபெற்று வருகின்றன.

மறுபுறம், இந்தத் தனிமைப்படுத்தப்பட்ட பாதுகாப்புச் சூழல், அணுசக்தித் திட்டங்கள் மீதான பொதுமக்களின் கண்காணிப்பைக் குறைத்துள்ளது. இது, இந்திய இரயில்வே மற்றும் இந்திய தேசிய நெடுஞ்சாலை ஆணையம் (National Highways Authority of India (NHAI)) போன்ற பிற பொதுத்துறை நிறுவனங்கள் எதிர்கொள்ளும் அழுத்தத்திலிருந்து அணுசக்தித் துறையைப் பாதுகாத்துள்ளது. இதனால், பொறியாளர்கள் காலக்கெடு மற்றும் நிதிஒதுக்கீடு குறித்த வெளிப்படைத்தன்மை இல்லாமலேயே திட்டங்களை முன்னெடுத்துள்ளனர். திட்டங்கள் தாமதமாகும்போதோ அல்லது செலவு அதிகரிக்கும்போதோ, அதற்கான பொறுப்பு பல்வேறு அமைப்புகளுக்கு இடையே பிரித்து விடப்படுகிறது. உதாரணமாக, முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலைகளின் (PFBR) ஆரம்பக்கட்ட மதிப்பீடு ₹3,500 கோடியாக இருந்தது, ஆனால் 2019-ஆம் ஆண்டில் ₹6,800 கோடியாக உயர்ந்தது. மேலும், அணுசக்தித் துறை (DAE) பலமுறை காலக்கெடுவை நீட்டிக்கக் கோரியது. 2020-ஆம் ஆண்டில், முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை திட்டம் அக்டோபர் மாதம் 2022-ஆம் ஆண்டுக்குள் வணிகரீதியாகத் தொடங்கும் என்று கூறப்பட்டது. ஆனால், அந்த இலக்கு இன்னும் எட்டப்படவில்லை என்றும் கூறப்படுகிறது.

ஒரு அதிவேக உற்பத்தி உலையின் (FBR) பொருளாதாரரீதியான லாபங்கள் இன்னும் உறுதியற்றதாகவே உள்ளன. ஏற்கனவே குறிப்பிடப்பட்ட சிக்கல்கள் தவிர, விரிவான எரிபொருள் சுழற்சிக்கு — குறிப்பாகப் பயன்படுத்தப்பட்ட எரிபொருளை மறுசுழற்சி செய்வது மற்றும் புதிய எரிபொருள் கூட்டமைப்புகளை தயாரிப்பது போன்ற பணிகளுக்கெனத் தனிப்பட்ட உள்கட்டமைப்புகள் தேவைப்படும். இதற்காக, அணுசக்தித் துறை புதிய ஒழுங்குமுறை நடைமுறைகளை உருவாக்க வேண்டும் என்றும் வலியுறுத்தப்படுகிறது. 

முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை திட்டத்தின் அடுத்தகட்ட நடவடிக்கை என்ன?

முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலை (PFBR) முதன்முதலில் குறைந்த அளவிலான மின்திறனில் இயக்கப்பட்டு, பல்வேறு சூழல்களில் அது எவ்வாறு செயல்படுகிறது என்பது குறித்து ஆய்வு செய்யப்படும். இந்தச் சோதனையின் மூலம் கிடைக்கும் தரவுகளைக் கொண்டு, அதன் மின்திறனை எப்பொழுது அதிகரிப்பது மற்றும் பாதுகாப்பு நடவடிக்கைகளை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது என்பது குறித்துப் பொறியாளர்கள் முடிவு செய்கின்றனர். அதன் பிறகு, இந்த உலையை வணிகரீதியாக இயக்குவதற்கு அணுசக்தி ஒழுங்குமுறை வாரியத்திடம் (Atomic Energy Regulatory Board (AERB)) அனுமதி பெறப்பட வேண்டும் என்றும் குறிப்பிடுகின்றனர். 

முறையான நடைமுறைகள் மற்றும் தகுந்த ஒழுங்குமுறை கட்டுப்பாடுகளைப் பின்பற்றி, மின்சாரக் கட்டமைப்புக்குத் தேவையான மின்சாரத்தை நிலையாக வழங்குவதற்காக, முன்மாதிரி அதிவேக உற்பத்தி உலைகளை (PFBR) அதன் முழுத் திறனில் அல்லது அதற்கு நெருக்கமான அளவில் இயக்க வழிவகை செய்யப்பட வேண்டும் என்கின்றனர். அந்தக் காலகட்டத்திற்குள், இந்த அணுக்கரு உலையானது ஒரு சோதனை நிலையிலிருந்து மாறி, முழுமையான ஒரு வணிகரீதியான மின்உற்பத்தி நிலையமாக மாறிவிடும் என்றும் எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. 

அதேநேரத்தில், அணுசக்தி துறை (DAE) எரிபொருள் மறுசுழற்சி நிலையங்களை அமைப்பதற்கான பணிகளை மேற்கொள்வதுடன், எதிர்கால  அதிவேக உற்பத்தி உலைகளுக்கான (Fast Breeder Reactors) திட்டங்களையும் வகுக்கும் என்கின்றனர். இந்த முயற்சிகள் முன்னேற்றமடையும்போது, ஒரு 'மூடிய எரிபொருள் சுழற்சியை' (Closed Fuel Cycle) நம்மால் சாத்தியப்படுத்த முடியுமா என்பதைப் பற்றி அரசாங்கம் தெளிவாகப் புரிந்துகொள்ள முடியும் என்றும் தெரிவிக்கின்றனர்.

Original article : Why does India want fast breeder nuclear reactors? -Vasudevan Mukunth