भारताची अणुऊर्जा क्रांती

भारताने गेल्या दशकभरामध्ये प्रगतीचा साध्य केलेला वेग जगाला अचंबित करणारा ठरला, या वेगाबरोबरच भारताची ऊर्जा-गरजही सातत्याने वाढती आहे. अशा वेळी ऊर्जा क्षेत्रातील स्वावलंबन ही देशाची गरज झाली आहे. या स्वावलंबनासाठी अणुऊर्जा हा शाश्वत विकासाचा राजमार्ग ठरतो. याच राजमार्गावरील एक टप्पा भारताने अलीकडेच साध्य केला असून, कलपक्कम येथील अणुभट्टीने ‌‘क्रिटिकल‌’ स्थिती प्राप्त केली आहे. या अणुभट्टीचे फायदे, त्यातून भविष्यकालीन ऊर्जानिर्मिती, या अणुभट्टीचे कार्य अशा विविध अंगांनी या नव्या टप्प्याचा घेतलेला आढावा...

दि.एप्रिल 2026 रोजी आपली कलपक्कम स्थित 500 मेगावॉट स्थापित विद्युत क्षमतेची, प्रारूप शीघ्र प्रजनक अणुभट्टी, प्रथमच क्रांतिक अर्थात, ‌‘क्रिटिकल‌’ झाली. त्यातील नियंत्रित साखळी विदलन प्रक्रिया सुखरूप सुरू झाली असून, विद्यमान ‌‘अणुऊर्जा आयोगा‌’चे अध्यक्ष डॉ. अजितकुमार मोहंती यांच्या उपस्थितीत हे साध्य झाले. प्रारूप म्हणजे पथदश नमुना, शीघ्र म्हणजे जलदगती विरक्त अर्थात, ‌‘न्यूट्रॉन्स‌’वर चालणारी, ‌‘प्रजनक‌’ म्हणजे जेवढे इंधन ती वापरते; त्याहून अधिक इंधन ती निर्माण करणारी ही अणुभट्टी आहे. ‌‘प्रजनक‌’ याअर्थाने ती ‌‘पुनर्नवीनीकरणक्षम‌’ आहे, असेही म्हणता येईल. आज उपलब्ध युरेनियमच्या प्रभावी वापराने, भविष्यातील मोठ्या प्रमाणातील ‌‘थोरियम‌’ इंधनाची सिद्धता करण्याचे कार्य ही अणुभट्टी करणार आहे. भारतात युरेनियमचे साठे सीमित असले, तरी थोरियमचे साठे जगातील सर्वात मोठ्या साठ्यांपैकी एक आहेत.

आपल्या खाणींत उपलब्ध असलेल्या थोरियमचा वापर आपण प्रभावीपणे ऊर्जानिर्मितीकरता करू शकलो, तर देशाची सुमारे 250 वर्षांची ऊर्जासुरक्षा सुनिश्चित केली होणार आहे. मात्र, थोरियमचा तसा उपयोग साध्य करण्यासाठी आपल्याला दोन टप्प्यांची पूर्वतयारी आवश्यक आहे. पहिल्या टप्प्यात प्रारूप शीघ्र प्रजनक अणुभट्टीकरता आवश्यक असे युरेनियम, प्लयुटोनियम इंधन गोळा करून, ती क्रांतिक आणि कार्यान्वित करणे. दुसऱ्या टप्प्यात अशा भट्टीत थोरियम वापरून त्याचे विदलनक्षम अर्थात, ‌‘फिजाईल युरेनियम-233‌’ समस्थानिकात रूपांतरण करणे. त्यानंतर थोरियम इंधनावर चालणारी प्रजनक भट्टी तयार करून, मोठ्या प्रमाणातील थोरियम ऊर्जेचे विमोचन करणे. अलीकडेच यामधील दुसरा टप्पा सुरळीतपणे सुरू झाला आहे.

देशात आज एकूण वीजनिर्मिती ही सुमारे 442 अब्ज वॉट इतकी असली, तरी त्यातील अणुऊर्जेचा वाटा केवळ आठ अब्ज वॉट इतका नगण्य आहे. अणुऊर्जा स्वच्छ आहे, सुरक्षित आहे, तुल्यखर्चिक असून, तिच्यातील आपला आजवर अनुभवही गौरवास्पदच आहे. त्यामुळे अणुऊर्जेच्या विकासाच्या माध्यमातून, आपल्याला देशाच्या विकासास गती देण्याची आवश्यकता आहे. 2047 स्वातंत्र्य-शताब्दीच्या वेळी, या प्रगतीच्या आधारेच आपण 100 अब्ज वॉट स्थापित अणुऊर्जा क्षमता निर्मितीची उमेद बाळगून आहोत.

या अणुभट्टीसाठी विशेष असे मिश्र प्राणिल इंधन लागणार होते. परंतु, काही कारणास्तव, ते देण्यास फ्रान्सने असमर्थता दर्शविली होती. परिणामी, आपल्या या संशोधनाला तेथेच पूर्णविराम मिळण्याची शक्यता वर्तविली गेली होती. पण, आपल्या शास्त्रज्ञांनी हार मानली नाही. आपले तेव्हाचे एक तरुण शास्त्रज्ञ ‌‘पद्मश्री‌’ चैतन्यमय गांगुली यांनी, या इंधनाला कार्बाईड इंधनाचा पर्याय दिला. आपण या इंधनावर चाचणी अणुभट्टी यशस्वीपणे चालवीत आहोत. अशा प्रकारच्या भट्टीत कार्बाईड इंधन वापरणारा भारत हा एकमेव देश आहे.

शीघ्र प्रजनक अणुभट्ट्यांत इंधनातील ऊर्जा काढून घेण्याकरता, द्रवरूप सोडियम धातू वापरतात. त्याची उष्णता वहनक्षमता प्रचंड असते. उच्च तापमानापर्यंत तो द्रवरूपात राहू शकतो. तरीही, व्यापारी अणुभट्टीत त्याचा उपयोग करू शकणारे केवळ दोनच देश या पृथ्वीतलावर आहेत, रशिया आणि भारत. याचे कारण असे आहे की, द्रव सोडियम हवेच्या संपर्कात येताच जळू लागतो आणि पाण्याच्या संपर्कात येताच त्याचा स्फोट होतो. मात्र, अणुभट्टीत असलेल्या सोडियममधील उष्णता पाण्याद्वारेच काढून घेतली जात असते. त्यामुळे द्रव सोडियम शीतनार्थ वापरणे आणि त्यातील उष्णता, त्याचा प्रत्यक्ष स्पर्शही होऊ न देता पाण्याकरवी काढून घेणे, अत्यंत जोखमीचे असते. ती जोखीम पूर्ण व्यापारी, व्यावसायिक आणि तांत्रिक सामर्थ्याने हाताळण्यास एक देश म्हणून आपण समर्थ झालो आहोत, याचा आपल्याला अभिमान वाटला पाहिजे.

‌‘आत्मनिर्भर भारत‌’ धोरणानुसार, ही अणुभट्टी, ‌‘भारतीय अणू-विद्युत निगम‌’ मर्यादित (भाविनी- BHAVINI-Bharatiya nabhikiya Vidyuta Nigam) ही नोंदित पेढी निर्माण करत आहे. पूर्णतः स्वदेशी बनावटीची संकल्पना करूनच ती घडवलेली आहे. भारतातील 200हून अधिक मध्यम व लहान उद्योगांचाही या कार्यात सहभाग आहे. भारताचा अणुकार्यक्रम अशा उद्देशाने तयार केलेला आहे की, दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षा साध्य व्हावी आणि त्याच वेळी शाश्वत विकासही साधला जावा.

अमेरिकेसहित अनेक देश इंधन अणुभट्टीत जाळणे आणि वापरापश्चात त्याची विल्हेवाट लावणे, असे इंधनचक्र अमलात आणतात. त्यांच्या लेखी जळीत इंधनाचे मोल कचऱ्यासारखेच असते. किंबहुना, त्याच्या विल्हेवाटीचा खर्च हा अतिरिक्त, अनावश्यक भारच ठरतो. भारत जळीत इंधनावरही प्रक्रिया करून त्याचा पुनर्वापर करतो. केवळ सुमारे एक टक्के उर्वरित अवशिष्टावरही प्रक्रिया करून, त्याची विल्हेवाट लावण्याचे तंत्र भारताने अवगत केले आहे. अणुऊर्जा प्रकल्पांत निर्माण होणाऱ्या, वापरलेल्या आण्विक इंधनातील सक्रिय किरणोत्सारी अवशिष्ट पदार्थांतील किरणोत्सार निराळा करून, संघनित करून, काचेत बंद करण्याचा आणि जमिनीत पुरून टाकण्याच्या तंत्राचाही आपण भारतात विकास केलेला आहे. त्यामुळेच संपूर्ण अणुइंधनचक्राबाबत आपण स्वावलंबी झालो आहोत. एवढेच नव्हे, तर त्यामुळे होऊ शकणारे संभाव्य किरणोत्सार प्रदूषणही आपण नामशेष केलेले आहे. असे करू शकणाऱ्या मोजक्या देशांत आपण आलो असून, याचाही आपल्याला अभिमान वाटला पाहिजे.

सरकारने 2003 मध्ये ‌‘भाविनी‌’ला, भारताची सर्वात प्रगत अशी प्रारूप शीघ्र प्रजनक अणुभट्टी उभारण्यास, तसेच चालवण्यास संमती दिली. व्यापारी स्तरावर शीघ्र प्रजनक अणुभट्टी सुरू करणारा भारत, रशियानंतरचा दुसरा देश ठरला. आपल्या देशात युरेनियम साठे मर्यादित असून, थोरियम विपुल प्रमाणात उपलब्ध आहे. त्यामुळे त्यांच्यापासूनच दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षा प्राप्त करणे गरजेचे आहे. भारताने त्यासाठी तीन टप्प्यांचा अणुकार्यक्रमाचा अवलंब केला. त्याचा उद्देश देशातील आण्विक स्रोतांचा इष्टतम वापर करण्याचा आहे. हा कार्यक्रम क्रमवार असून, प्रत्येक टप्प्याकरिता इंधनक्रम योजलेले आहेत. यामध्ये वापरलेल्या इंधनाचे पुनर्प्रक्रियण करून, पुढील टप्प्यातील इंधन मिळवता येत असते. हे तीन टप्पे पुढीलप्रमाणे -

1. नैसर्गिक युरेनियम इंधनावर चालणाऱ्या, दाबित जड पाणी अणुभट्ट्या,

2. प्लयुटोनियम इंधनावर चालणाऱ्या, शीघ्र प्रजनक अणुभट्ट्या.

3. थोरियम-युरेनियम चक्रात, ‌‘युरेनियम-233‌’ इंधनावर चालणाऱ्या, प्रगत अणुभट्ट्या.

पहिल्या टप्प्यातील दाबित जड पाणी अणुभट्ट्यांचा कार्यक्रम, ‌‘भारतीय अणुऊर्जा महामंडळ‌’ मर्यादित एनपीसीआयएल ही नोंदीत पेढी चालवत आहे. दुसऱ्या टप्प्यातील शीघ्र प्रजनक अणुभट्ट्यांचा कार्यक्रम ‌‘भाविनी‌’ पुढे नेत आहे. ‌‘भाविनी‌’ ही भारत सरकारच्या अणुऊर्जा विभागाच्या प्रशासकीय नियंत्रणातील नोंदीत पेढी असून, तिचे उद्दिष्ट तामिळनाडूतील कलपक्कम येथे पहिली 50 कोटी वॉट विद्युत क्षमतेची शीघ्र प्रजनक अणुभट्टी उभारणे आणि तिचे कार्यान्वयन करण्याचे आहे. त्यानंतर देशाला दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षा पुरवण्याकरिता भारत सरकारच्या अणुऊर्जा कार्यक्रमाखाली, भावी प्रजनक अणुभट्ट्यांची उभारणी, कार्यान्वयन, संचालन व देखभाल यांची जबाबदारीही ‌‘भाविनी‌’स दिलेली आहे. शीघ्र प्रजनक अणुभट्टी प्रकाराची ही सुरुवात असून, येत्या काळात 60 कोटी वॉट क्षमतेच्या आणखी दोन शीघ्र प्रजनक अणुभट्ट्या कलपक्कम येथे उभारल्या जाणार आहेत. कलपक्कम येथील ‌‘इंदिरा गांधी अणुऊर्जा संशोधन केंद्रा‌’त विकसित केलेल्या तंत्रज्ञानाच्या आधारे, ही प्रारूप अणुभट्टी उभारली जात आहे.

सुरुवातीस प्रारूप शीघ्र प्रजनक अणुभट्टीत युरेनियम ऑक्साईड व प्लयुटोनियम ऑक्साईड यांचे मिश्रण इंधन म्हणून वापरले जाईल. इंधनाभोवतीचे आच्छादन इंधनाच्या पुनर्निर्मितीकरता वापरले जाणार आहे. या भागास पांघरूण (ब्लँकेट) म्हणतात. इंधनातून बाहेर पडणारे शीघ्र विरक्तक अर्थात, ‌‘न्यूट्रॉन्स‌’ यात शोषले जाऊन, यातील धातूचे रूपांतर विदलनक्षम धातूत होते. पुनर्प्रक्रियणानंतर हा धातू इंधन म्हणून वापरता येतो. वापरल्या जाणाऱ्या इंधनाहून, नव्याने निर्माण होणारे इंधनाचे प्रमाण जास्त असल्याने अशा प्रकारच्या अणुभट्टीस प्रजनक अणुभट्टी म्हटले जाते. ‌‘युरेनियम-238‌’चा उपयोग पांघरूण म्हणून केला जाईल. ‌‘थोरियम-232‌’ विदलनक्षम नाही. मात्र, पांघरूण म्हणून वापरल्यास, त्याचे अंशतः ‌‘युरेनियम-233‌’ या विदलनक्षम धातूत रूपांतरण होते. त्यामुळे या टप्प्यात ‌‘थोरियम-232‌’चा उपयोगही, पांघरूण म्हणून केला जाणार आहे. रूपांतरणात तयार होणाऱ्या ‌‘युरेनियम-233‌’चा उपयोग तिसऱ्या टप्प्यातील अणुभट्ट्यांत इंधन म्हणून होणार आहे. जगात थोरियमचा साठा आपल्याच भूमीत सर्वाधिक असून, या प्रकल्पाचा तिसरा टप्पा कार्यान्वित झाल्यावर भारतातील थोरियम-साठ्याचा पूर्णांशाने वापर होऊन दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षेकरता त्याचा आपण उपयोग करून घेऊ शकू. तसेच अशाप्रकारे देशातील थोरियमचा वापर झाल्यास, स्वदेशी थोरियम देशाला 250 वर्षांहूनही अधिक काळपर्यंत वीज पुरवू शकेल, असे अनुमान आहे. हाच तो सुप्रसिद्ध थोरियम सिद्धांत. भाभांपासून आजवरच्या सर्व अणुऊर्जा आयोगाच्या अध्यक्षांनी याचे समर्थन केलेले आहे.

ऊर्जेविना विकास होऊ शकत नाही. सर्वसामान्य इंधनांवर चालणारी संयंत्रे आपल्याला सुमारे 50 टक्के ऊर्जा पुरवतात खरी मात्र, प्रदूषणाची किंमत मोजूनच. प्रदूषणाविना ते साध्य करायचे तर अणुऊर्जा हवीच. शिवाय, दीर्घकालीन ऊर्जा सुनिश्चित करण्यासाठीही अणुऊर्जा हवीच. सोमवार, दि. 4 मार्च 2024 रोजी आपल्या प्रारूप शीघ्र प्रजनक अणुभट्टीमध्ये इंधन भरण्याची प्रक्रिया सुरू झाली. हा टप्पा पाहण्यासाठी पंतप्रधान नरेंद्र मोदी स्वतः कलपक्कम येथे उपस्थित होते. आज ती क्रांतिक झाली आहे. यातूनच, पुढे अखंड वीजनिर्मिती चालू होईल. सौर आणि पवनऊर्जांव्यतिरिक्त आपल्या गरजा भागवण्याची अपार क्षमता अणुऊर्जेत आहे. ती पर्यावरणस्नेही आहे आणि तिच्या बाबतीत आपण पूर्णतः स्वावलंबी झालेलो आहोत. दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षेचा विचार तर अणुऊर्जेविना केलाच जाऊ शकत नाही. 2040 सालपर्यंत आपली एकूण ऊर्जेच्या 40 टक्के वीज सौर असणार आहे. तरीही, अणुऊर्जेचे दोहन करून आपण दीर्घकालीन ऊर्जासुरक्षा सुनिश्चित करावी, हेच शहाणपणाचे ठरेल. तसे करण्यास आज आपण पात्र आहोत, याचाही आपल्याला अभिमान वाटला पाहिजे.

- नरेंद्र गोळे
9930501335