प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR)

प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR)

प्रसंग

भारत के न्यूक्लियर एनर्जी के लक्ष्यों के लिए एक अहम पड़ाव में, कलपक्कम में प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) ने हाल ही में क्रिटिकैलिटी हासिल की , जो सस्टेनेबल एनर्जी की ओर एक ऐतिहासिक छलांग है।

समाचार के बारे में

• यह क्या है: एक हाई-एफिशिएंसी न्यूक्लियर रिएक्टर जो फास्ट न्यूट्रॉन का इस्तेमाल करके अपनी खपत से ज़्यादा फिसाइल मटीरियल (फ्यूल) बनाता है।
• प्रोसेस: इसमें मुख्य रूप से प्लूटोनियम से बने कोर का इस्तेमाल होता है, जिसके चारों ओर डिप्लीटेड यूरेनियम का एक "कंबल" होता है, जो समय के साथ और प्लूटोनियम में "ब्रीड" होता है।
• माइलस्टोन: क्रिटिकैलिटी हासिल करना उस पॉइंट को दिखाता है जिस पर न्यूक्लियर फ्यूल एक स्टेबल फिशन चेन रिएक्शन बनाए रखता है, जिससे रिएक्टर लो-पावर टेस्टिंग शुरू कर पाता है।

भारत का तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम

• चरण I: नेचुरल यूरेनियम का इस्तेमाल करने वाले प्रेशराइज़्ड हेवी वॉटर रिएक्टर (PHWRs)।
• स्टेज II (PFBR): यह ज़रूरी ब्रिज का काम करता है , स्टेज I से प्लूटोनियम का इस्तेमाल करके ज़्यादा फ्यूल बनाता है और आखिर में थोरियम को यूरेनियम-233 में बदलता है।
• स्टेज III: लंबे समय तक एनर्जी सिक्योरिटी देने के लिए बड़े पैमाने पर थोरियम-बेस्ड रिएक्टर।

सामरिक महत्व

• फ्यूल सिक्योरिटी: हालांकि भारत के पास यूरेनियम सीमित है, लेकिन उसके पास दुनिया के थोरियम रिज़र्व का लगभग 25% हिस्सा है ।
• हाई एफिशिएंसी: FBRs लगभग 10% का फ्यूल यूटिलाइजेशन रेट हासिल करते हैं , जो ट्रेडिशनल PHWRs में देखे गए 1% से काफी ज़्यादा है।
• वेस्ट का इस्तेमाल: ये रिएक्टर पहले स्टेज से खत्म हुए यूरेनियम और प्लूटोनियम बाय-प्रोडक्ट्स को रीसायकल करते हैं, जिससे लंबे समय तक न्यूक्लियर वेस्ट कम होता है।
• एनर्जी इंडिपेंडेंस: "क्लोज्ड फ्यूल साइकिल" भारत को अपनी फ्यूल सप्लाई बनाने की सुविधा देता है, जिससे इंटरनेशनल इंपोर्ट पर निर्भरता कम होती है।

तकनीकी तंत्र

• कूलेंट सिस्टम: पानी का इस्तेमाल करने वाले पारंपरिक रिएक्टरों के उलट, PFBR लिक्विड सोडियम का इस्तेमाल करता है । यह बिना ज़्यादा प्रेशर के हीट ट्रांसफर करने में बहुत कुशल है।
• कोई मॉडरेटर नहीं: यह न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मॉडरेटर का इस्तेमाल नहीं करता; इसके बजाय, यह रिएक्शन को बनाए रखने के लिए हाई-स्पीड (तेज़) न्यूट्रॉन पर निर्भर करता है।
• ट्रांसम्यूटेशन: तेज़ न्यूट्रॉन यूरेनियम-238 कंबल पर बमबारी करते हैं, इसे प्लूटोनियम-239 में बदल देते हैं , जिसे नए फ्यूल में रीप्रोसेस किया जा सकता है।

चुनौतियां

• ऑपरेशनल मुश्किल: लिक्विड सोडियम हवा और पानी के साथ बहुत ज़्यादा रिएक्टिव होता है, जिसके लिए पूरी तरह से सील सिस्टम और लीक का अच्छी तरह से पता लगाने की ज़रूरत होती है।
• फाइनेंशियल ओवररन : प्रोजेक्ट में काफी देरी हुई है; बजट शुरुआती ₹3,500 करोड़ से बढ़कर ₹6,800 करोड़ से ज़्यादा हो गया ।
• इंफ्रास्ट्रक्चर की कमी: इसे बढ़ाने के लिए खास रीप्रोसेसिंग सुविधाओं और फ्यूल फैब्रिकेशन प्लांट में काफी निवेश की ज़रूरत है।
• रेगुलेटरी रुकावटें: एटॉमिक एनर्जी रेगुलेटरी बोर्ड (AERB) को कमर्शियल ब्रीडर ऑपरेशन के लिए खास स्टैंडर्ड बनाने होंगे, क्योंकि वे अभी तक ग्लोबली स्टैंडर्डाइज़्ड नहीं हैं।

आगे बढ़ने का रास्ता

• टेस्टिंग और रिफाइनमेंट: अलग-अलग ऑपरेटिंग कंडीशन में रिएक्टर के व्यवहार को एनालाइज़ करने के लिए कई महीनों तक लो-पावर टेस्ट करें।
• कमर्शियल सर्टिफ़िकेशन: रेटेड कैपेसिटी पर ऑपरेट करने और रिएक्टर को नेशनल पावर ग्रिड में इंटीग्रेट करने के लिए AERB से अप्रूवल लें।
• रीप्रोसेसिंग का विस्तार: डिपार्टमेंट ऑफ़ एटॉमिक एनर्जी (DAE) को FBRs के भविष्य के बेड़े को सपोर्ट करने के लिए फ्यूल रीप्रोसेसिंग सुविधाओं के विकास को प्राथमिकता देनी चाहिए।
• स्केलिंग अप: क्लोज्ड फ्यूल साइकिल के विज़न को पूरा करने के लिए भविष्य के कमर्शियल फास्ट ब्रीडर रिएक्टर्स को डिज़ाइन और बनाने के लिए PFBR से डेटा का इस्तेमाल करें।

निष्कर्ष

पीएफबीआर की अहमियत भारतीय इंजीनियरिंग की जीत है और होमी जहांगीर के सपने को पूरा करने की दिशा में एक अहम कदम है। भाभा का न्यूक्लियर आत्मनिर्भरता का विज़न । हालांकि आर्थिक और टेक्निकल चुनौतियां बनी हुई हैं, लेकिन रिएक्टर का सफल एक्टिवेशन भारत के बड़े थोरियम रिज़र्व का इस्तेमाल करने और लंबे समय तक कार्बन-फ्री एनर्जी सिक्योरिटी पक्का करने का आधार देता है।