भारतीय मूल के एक व्यक्ति द्वारा स्थापित एक अमेरिकी कंपनी का आविष्कार उत्तरी अमेरिका के परमाणु प्रतिष्ठान में हलचल मचा रहा है। यदि इसे भारत में अपनाया जाता है, तो यह परमाणु रिएक्टरों में थोरियम के उपयोग को तेजी से ट्रैक करके उपमहाद्वीप के लिए हरित ऊर्जा सुरक्षा की गारंटी दे सकता है।
भारत में थोरियम का दुनिया का सबसे बड़ा भंडार है, जिसका अनुमान 1.07 मिलियन टन है, जो एक शताब्दी से अधिक समय तक चलने के लिए पर्याप्त है। यदि भारत इस थोरियम का उपयोग करता है, तो यह पर्याप्त हरित ऊर्जा का उत्पादन कर सकता है और 2070 की अपनी लक्ष्य तिथि तक आसानी से नेट-शून्य हो सकता है।
हालाँकि, थोरियम एक उपजाऊ सामग्री है न कि विखंडनीय सामग्री। इसका मतलब है, रिएक्टर में ईंधन के रूप में उपयोग करने के लिए इसे यूरेनियम-235 या प्लूटोनियम-239 के साथ जोड़ा जाना चाहिए। जैसे ही इन विखंडनीय पदार्थों से न्यूट्रॉन थोरियम पर बमबारी करते हैं, यह यूरेनियम-233 में परिवर्तित हो जाता है, जो एक विखंडनीय पदार्थ भी है। इसलिए, भारत में थोरियम का उपयोग करने के लिए, आपको यूरेनियम-235 (जो भारत के पास बहुत कम है), या प्लूटोनियम-239 (जो यूरेनियम-235 का उपयोग करके उत्पादित किया जाता है) के पर्याप्त भंडार की आवश्यकता है। तो, सवाल यह है कि (कीमती) यूरेनियम के न्यूनतम उपयोग के साथ थोरियम का उपयोग कैसे किया जाए।
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यहीं पर क्लीन कोर थोरियम एनर्जी के संस्थापक और सीईओ मेहुल शाह का आविष्कार सामने आता है। शिकागो स्थित कंपनी ने एक ईंधन विकसित (और पेटेंट) किया है, जो एक निश्चित स्तर के संवर्धन के थोरियम और यूरेनियम का मिश्रण है। हेलू (उच्च परख कम समृद्ध यूरेनियम) कहा जाता है। क्लीन कोर इस मिश्रण को ANEEL (समृद्ध जीवन के लिए उन्नत परमाणु ऊर्जा) कहता है – यह नाम भारत के अग्रणी परमाणु वैज्ञानिकों में से एक डॉ. अनिल काकोडकर के सम्मान में रखा गया है।
खेल परिवर्तक
ANEEL का उपयोग मौजूदा दबावयुक्त भारी-जल रिएक्टरों (PHWRs) में किया जा सकता है, जो एक स्वदेशी रिएक्टर प्रणाली है जो भारत के परमाणु बेड़े का वर्कहॉर्स है। भारत में 4,460 मेगावाट की कुल क्षमता के 18 पीएचडब्ल्यूआर रिएक्टर हैं और वह 700 मेगावाट के दस और रिएक्टर बना रहा है।
यदि अनुसरण किया जाए, तो क्लीन कोर का ANEEL ईंधन भारत के लिए गेम-चेंजर साबित हो सकता है। विश्व परमाणु संघ के अनुसार, अधिकांश मौजूदा रिएक्टर 5 प्रतिशत तक समृद्ध यूरेनियम ईंधन पर चलते हैं। हेल्यू यूरेनियम से 5 प्रतिशत से अधिक लेकिन 20 प्रतिशत से कम समृद्ध है। विकास के तहत कई उन्नत परमाणु रिएक्टर डिजाइनों के लिए इसकी आवश्यकता है। “हेलेउ अभी तक व्यावसायिक रूप से व्यापक रूप से उपलब्ध नहीं है। वर्तमान में केवल रूस और चीन के पास ही बड़े पैमाने पर HALEU का उत्पादन करने के लिए बुनियादी ढांचा है। अमेरिका में सेंट्रस एनर्जी ने अक्टूबर 2023 में एक प्रदर्शन-पैमाने के कैस्केड से HALEU का उत्पादन शुरू किया, ”एसोसिएशन का कहना है। अनिश्चित व्यावसायीकरण समयसीमा के साथ, HALEU आपूर्तिकर्ता मांग-पक्ष जोखिम के कारण क्षमता बढ़ाने पर सतर्क बने हुए हैं।
उत्तम जोड़ी: थोरियम और हेलू से बना क्लीन कोर का परमाणु ईंधन बंडल
हालाँकि, क्लीन कोर के व्यावसायीकरण की निकट अवधि की समयसीमा के साथ, कंपनी HALEU आपूर्तिकर्ताओं के लिए मांग पक्ष के विश्वास को मजबूत करने में मदद कर सकती है।
थोरियम के उपयोग के लिए भारत का दृष्टिकोण यूरेनियम या प्लूटोनियम रिएक्टरों के चारों ओर थोरियम कंबल बनाने का रहा है, ताकि जैसे ही रिएक्टर ऊर्जा पैदा करे, यह थोरियम को यूरेनियम -233 में परिवर्तित कर दे। हालाँकि, ANEEL आयातित HALEU का लाभ उठाते हुए थोरियम की तैनाती के लिए एक आसान और त्वरित विकल्प प्रदान करता है।
परमाणु अपशिष्ट में कमी
इसके अलावा, इस ईंधन का उपयोग करके, रिएक्टर ऑपरेटर परमाणु अपशिष्ट मात्रा और परिचालन लागत में नाटकीय कमी का आनंद ले सकते हैं।
एक अन्य महत्वपूर्ण लाभ ANEEL ईंधन बंडल की अंतर्निहित परिचालन विशेषताएँ हैं – यह अधिक समय तक चलता है और अधिक कुशलता से जलता है। पीएचडब्ल्यूआर में पारंपरिक प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन के 7,000 मेगावाट-दिन प्रति टन की तुलना में इसका बर्न-अप 60,000 मेगावाट-दिन प्रति टन है। वर्तमान में उपयोग किए जाने वाले प्राकृतिक यूरेनियम की तुलना में यह उच्च बर्न-अप अपशिष्ट मात्रा और रिएक्टर संचालन की अर्थव्यवस्था को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है।
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उदाहरण के लिए, मौजूदा भारतीय 220 मेगावाट पीएचडब्ल्यूआर में, प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन का उपयोग करते समय, रिएक्टर के 60 वर्षों के शेष परिचालन जीवन के लिए प्रतिदिन औसतन आठ बंडलों को बदलने की आवश्यकता होगी। यह एक रिएक्टर के जीवनकाल में लगभग 1,75,000 बंडलों का उपयोग होता है। ANEEL ईंधन के साथ, प्रतिदिन औसतन केवल एक ऐसे बंडल को बदलने की आवश्यकता होगी जिसके परिणामस्वरूप रिएक्टर के जीवनकाल में लगभग 22,000 बंडलों का उपयोग किया जाएगा। इससे अपशिष्ट उत्पादन में उल्लेखनीय कमी आती है और लागत बचत होती है।
मेहुल शाह कहते हैं, थोरियम के उपयोग के अंतर्निहित लाभों के कारण, खर्च किए गए एनईईएल ईंधन का उपयोग हथियारों के लिए नहीं किया जा सकता है – जो विदेशी यूरेनियम आपूर्तिकर्ताओं और रिएक्टर ऑपरेटरों के लिए आराम का स्रोत है।
इन सभी लाभों के साथ, शाह का मानना है कि ANEEL-संचालित 220 मेगावाट भारतीय PHWR स्वच्छ, बेसलोड ऊर्जा उत्पादन की बढ़ती आवश्यकता को पूरा कर सकता है, जैसा कि हाल ही में आयोजित COP28 में 20 से अधिक देशों द्वारा परमाणु क्षमता को तीन गुना करने की प्रतिज्ञा पर प्रकाश डाला गया है।
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अन्य देश भी ANEEL का उपयोग करने में रुचि दिखा रहे हैं। न्यूक्लियर इंजीनियरिंग और साइंस सेंटर के निदेशक और प्रोफेसर डॉ. सीन मैकडेविट कहते हैं, “यह अपनी तरह का पहला परमाणु ईंधन है, जिसमें यह हेलेयू और थोरियम को मालिकाना अद्वितीय रचनाओं में जोड़ता है जो वैश्विक स्वच्छ ऊर्जा भविष्य को आगे बढ़ा सकता है।” टेक्सास ए एंड एम विश्वविद्यालय में परमाणु इंजीनियरिंग विभाग में।
एक प्रेस विज्ञप्ति के अनुसार, अप्रैल 2023 में, कनाडाई परमाणु प्रयोगशालाओं ने “क्लीन कोर के ANEEL ईंधन के विकास और तैनाती को आगे बढ़ाने के लिए” क्लीन कोर के साथ एक समझौता ज्ञापन पर हस्ताक्षर किए। एमओयू के तहत, सीएनएल अनुसंधान एवं विकास और लाइसेंसिंग सहित क्लीन कोर की गतिविधियों का समर्थन करेगा।
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