कल्पक्कम येथील भारताची ५०० मेगावॉट विद्युत क्षमतेची प्रोटोटाइप जलद प्रजनक अणुभट्टी ६ एप्रिल २०२६ रोजी रात्री ८:२५ वाजता पहिल्यांदा क्रांतिक अवस्थेत पोहोचली, आणि होमी भाभा यांच्या त्रिस्तरीय अणु योजनेचा दुसरा टप्पा सुरू झाला

तमिळनाडूतील कल्पक्कम येथील प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिॲक्टर (PFBR), म्हणजे प्रोटोटाइप जलद प्रजनक अणुभट्टी, ६ एप्रिल २०२६ रोजी रात्री ८:२५ वाजता पहिल्यांदा क्रांतिक अवस्थेत पोहोचली, असे ७ एप्रिल रोजी प्रसिद्ध झालेल्या अणुऊर्जा विभागाच्या (DAE) प्रसिद्धीपत्रकात म्हटले आहे. क्रांतिक अवस्था म्हणजे ती वेळ जेव्हा अणु साखळी अभिक्रिया स्वतःला टिकवते, विखंडनातून तयार होणारे न्यूट्रॉन आणि गमावले जाणारे न्यूट्रॉन समान असतात, अशी तिची व्याख्या प्रेस इन्फर्मेशन ब्युरोने (PIB) आपल्या माहितीपत्रकात केली आहे. अणुभट्टीची क्षमता ५०० MWe आहे, म्हणजे ५०० मेगावॉट वीज. इंदिरा गांधी अणुसंशोधन केंद्राने (IGCAR) तिचे तंत्रज्ञान विकसित केले, आणि अणुऊर्जा विभागाअंतर्गत येणाऱ्या सार्वजनिक क्षेत्रातील भारतीय नाभिकीय विद्युत निगम लिमिटेडने (BHAVINI) ती उभारली आणि कार्यान्वित केली. प्रसिद्धीपत्रक म्हणते की ती बहुतांशी देशी तंत्रज्ञान आणि घटकांनी बनली आहे.

अणुऊर्जा नियामक मंडळाने (AERB), म्हणजे अणु सुरक्षा नियामकाने, संयंत्र प्रणालींच्या सुरक्षेचा आढावा घेतल्यानंतर मंजुरी दिली, असे DAE म्हणते. PIB म्हणते की होमी भाभा यांनी प्रथम मांडलेल्या त्रिस्तरीय कार्यक्रमाच्या दुसऱ्या टप्प्यात भारताने प्रवेश केला आहे, आणि अणुभट्टी पूर्णपणे कार्यरत झाल्यावर भारत रशियानंतर व्यावसायिक जलद प्रजनक अणुभट्टी चालवणारा दुसरा देश असेल.

जलद प्रजनक असे काय करतो जे इतर अणुभट्ट्या करत नाहीत

बहुतेक वीज अणुभट्ट्या मंदक वापरतात, पाण्यासारखा पदार्थ जो न्यूट्रॉनचा वेग कमी करतो जेणेकरून ते युरेनियम-२३५ अणू कार्यक्षमपणे फोडतात. जलद अणुभट्टीला मंदक नसतो आणि ती फक्त वेगवान न्यूट्रॉनवर अवलंबून असते, असे वर्ल्ड न्यूक्लियर असोसिएशनने (WNA) म्हटले आहे. ती द्रव धातूने, साधारणपणे सोडियमने, थंड केली जाते, आणि WNA म्हणते की जलद अणुभट्ट्या वातावरणीय दाबाच्या जवळ सुमारे ५०० ते ५५० अंश सेल्सिअसवर चालतात.

PFBR च्या गाभ्यात मिश्र ऑक्साइड (MOX) इंधन वापरले जाते, युरेनियम आणि प्लुटोनियम ऑक्साइडांचे मिश्रण. PIB म्हणते की प्लुटोनियम भारताच्या दाबयुक्त जड पाण्याच्या अणुभट्ट्यांतील वापरलेल्या इंधनाच्या पुनर्प्रक्रियेतून मिळवले जाते. गाभ्याभोवती युरेनियम-२३८ चे आवरण असते. DAE म्हणते की वेगवान न्यूट्रॉन तो पदार्थ प्लुटोनियम-२३९ मध्ये रूपांतरित करतात, त्यामुळे अणुभट्टी वापरते त्यापेक्षा जास्त इंधन तयार करते.

WNA सामान्य अणुभट्टीचे रूपांतर गुणोत्तर सुमारे ०.६ असल्याचे सांगते आणि जलद अणुभट्टी १.० पेक्षा जास्त जाऊ शकते असे म्हणते. ते पुढे म्हणते की जलद अणुभट्ट्या युरेनियम सुमारे ६० पट अधिक कार्यक्षमतेने वापरू शकतात, आणि बांधकाम व पुनर्प्रक्रियेच्या जादा खर्चाची भरपाई याने तेव्हाच होते जेव्हा युरेनियमच्या किमती बऱ्यापैकी जास्त असतात किंवा दीर्घायुषी कचरा जाळणे हे ध्येय असते.

सोडियम काळजीने हाताळावे लागते. WNA म्हणते की रचनांनी रासायनिक अभिक्रिया, विशेषतः सोडियम आणि पाणी यांच्यातील, रोखली पाहिजे. जपानच्या मोन्जू अणुभट्टीतून १९९५ मध्ये दुय्यम शीतन प्रणालीतून सुमारे तीन टन सोडियम गळाले आणि गळतीला आग लागली. मोन्जू जवळजवळ १५ वर्षे बंद राहिली, आणि जपानने डिसेंबर २०१६ मध्ये ती निकामी करण्याचा निर्णय घेतला.

जगातील जलद अणुभट्ट्यांमध्ये भारताची अणुभट्टी कुठे बसते

WNA म्हणते की रशियाचे BN-600 १९८० पासून ग्रिडला वीज पुरवत आहे आणि BN-800 ने सप्टेंबर २०२२ मध्ये पूर्ण MOX गाभ्यासह काम सुरू केले. ते चीनचे शियापू येथील ६०० MWe चे CFR-600 सूचीबद्ध करते, जिथे बांधकाम डिसेंबर २०१७ मध्ये सुरू झाले. ते असेही नोंदवते की अमेरिकेने १९९४ मध्ये आपली EBR-II जलद अणुभट्टी बंद केली, फ्रान्सने १९९८ मध्ये राजकीय कारणांवरून सुपरफिनिक्स बंद केली, आणि १९८० च्या दशकापर्यंत जलद अणुभट्ट्या हलक्या पाण्याच्या अणुभट्ट्यांशी व्यावसायिकदृष्ट्या स्पर्धात्मक नव्हत्या.

भारताने एक का उभारली: थोरियमचे गणित

DAE चा त्रिस्तरीय आराखडा भाभा यांनी, भारताचे मर्यादित युरेनियम आणि मोठे थोरियम साठे वापरून दोन इंधन चक्रे जोडण्यासाठी, तयार केला, असे न्यूक्लियर पॉवर कॉर्पोरेशन ऑफ इंडिया लिमिटेड (NPCIL) म्हणते. पहिला टप्पा नैसर्गिक युरेनियमवरील दाबयुक्त जड पाण्याच्या अणुभट्ट्या आहेत, ज्यांचे वापरलेले इंधन प्लुटोनियम मिळवण्यासाठी पुन्हा प्रक्रियेत येते. दुसरा टप्पा त्या प्लुटोनियमवर चालणारे जलद प्रजनक आहेत, जे थोरियमपासून युरेनियम-२३३ ही तयार करतात. तिसरा टप्पा युरेनियम-२३३ आणि थोरियम वापरणाऱ्या अणुभट्ट्या आहेत. भाभा यांची कारकीर्द आणि योजनेच्या तारखा होमी भाभा आणि भारताचा अणुकार्यक्रम यात आहेत.

WNA भारताचे बऱ्यापैकी खात्रीशीर थोरियम साठे ३,१९,००० टन असल्याचे सांगते, जे जगाच्या एकूणाच्या सुमारे १३ टक्के आहे. थोरियम-२३२ जसे आहे तसे वापरता येत नाही. PFBR च्या रचनेत ते आवरणात बसवून युरेनियम-२३३ मध्ये, तिसऱ्या टप्प्याच्या इंधनात, बदलण्यासाठी आहे, आणि DAE चे प्रसिद्धीपत्रक फक्त इतकेच म्हणते की अणुभट्टी ते “अखेरीस” वापरण्यासाठी रचलेली आहे. १ ऑगस्ट २०२४ चा वर्ल्ड न्यूक्लियर न्यूजचा अहवाल म्हणतो की पहिल्या गाभ्यात युरेनियम-२३८ चे आवरण आहे, आणि युरेनियम व थोरियमचे आवरण नंतर योजले आहे.

२००३ पासून २०२६ पर्यंतचा लांब रस्ता

IGCAR ची पहिली सोडियम-शीतित जलद अणुभट्टी, कल्पक्कम येथील फास्ट ब्रीडर टेस्ट रिॲक्टर, १९८५ मध्ये पहिल्यांदा क्रांतिक अवस्थेत पोहोचली. १८ ऑक्टोबर २०२५ ला IGCAR च्या कार्यक्रमाने त्याला ४० वर्षे झाल्याची नोंद केली, आणि दिनमलर वृत्त देते की चाचणी अणुभट्टीची क्षमता ४० MWt (उष्णतेचे मेगावॉट), म्हणजे १३.६ MWe, आहे आणि तिचा गाभा मिश्र प्लुटोनियम-युरेनियम कार्बाइडचा आहे.

सरकारने BHAVINI ला २००३ मध्ये मंजुरी दिली. द वायरमध्ये २०२० मध्ये लिहिताना आर. रामचंद्रन नोंदवतात की PFBR प्रकल्प सप्टेंबर २००३ मध्ये ३,४९२ कोटी रुपयांवर मंजूर झाला, सप्टेंबर २०१० पर्यंत पूर्ण व्हावा म्हणून. WNA म्हणते की नियामकाने बांधकामाला २००२ मध्ये मंजुरी दिली आणि बांधकाम २००४ मध्ये सुरू झाले.

त्यानंतर तारखा सरकत गेल्या. रामचंद्रन एप्रिल २०१२ मधील सुधारित मंजुरी ५,६७७ कोटी रुपयांवर, सप्टेंबर २०१४ पर्यंत पूर्ण होण्याच्या मुदतीसह, नोंदवतात. BHAVINI ने त्सुनामीचे नुकसान, वाढते साहित्य आणि मजुरीचे खर्च, रचनेतील बदल आणि कर ही विलंबाची कारणे दिली, असे ते लिहितात. १५ डिसेंबर २०२१ रोजी पीटीआयने वृत्त दिलेल्या लोकसभेतील लेखी उत्तरात सरकारने म्हटले की २०२१ मध्ये ६,८४० कोटी रुपयांचा सुधारित पूर्णत्व खर्च मंजूर झाला, ऑक्टोबर २०२२ च्या लक्ष्यासह. इंटरनॅशनल पॅनेल ऑन फिसाइल मटेरियल्स (IPFM), एक संशोधन गट, वृत्त देतो की २०२६ मध्ये संसदीय स्थायी समितीने खर्च ८,१८१ कोटी रुपये सांगितला.

गाभ्यात इंधन भरणे ४ मार्च २०२४ रोजी पंतप्रधानांच्या उपस्थितीत सुरू झाले, असे पीटीआयने वृत्त दिले. त्या दिवशीच्या अधिकृत निवेदनात म्हटले होते की लघु आणि मध्यम उद्योगांसह २०० हून अधिक भारतीय उद्योगांनी अणुभट्टीसाठी योगदान दिले. त्यानंतर AERB ने क्रांतिक अवस्थेकडे पहिल्या वाटचालीला परवानगी दिली, ज्यात इंधन भरणे आणि कमी शक्तीचे भौतिकशास्त्र प्रयोग सुरू करणे येते, तिच्या निवेदनाची तारीख २७ जुलै २०२४ आहे.

५ ऑगस्ट २०२५ च्या लेखी उत्तरात अणुऊर्जा मंत्र्यांनी लोकसभेला सांगितले की विलंब “मुख्यतः पहिल्याच प्रकारच्या तांत्रिक अडचणींमुळे” झाला, ज्या एकात्मिक कार्यान्वयनादरम्यान आढळल्या. IPFM भर घालतो की एप्रिल २०२५ मध्ये DAE अधिकाऱ्यांनी संसदीय समितीला सांगितले की पहिली क्रांतिक अवस्था मार्च २०२६ मध्ये अपेक्षित आहे आणि संयंत्र सप्टेंबर २०२६ पर्यंत पूर्ण होईल. क्रांतिक अवस्था एप्रिलच्या पहिल्या आठवड्यात आली.

पहिली क्रांतिक अवस्था काय करते आणि काय नाही

PIB क्रांतिक अवस्थेचे वर्णन बांधकामातून कार्यान्वयनाकडे होणारे संक्रमण आणि उष्णता, आणि अंतिमतः वीज, निर्माण करण्याकडे पहिले पाऊल असे करते. DAE चे प्रसिद्धीपत्रक ग्रिडशी जोडणी, व्यावसायिक कार्यान्वयन किंवा आवरणातील थोरियमचा वापर यांसाठी कोणतेही वेळापत्रक देत नाही. PIB चे माहितीपत्रकही देत नाही.

अणुभट्टीचे वापरलेले इंधन पुन्हा प्रक्रिया करून पुनर्वापरले जाणे अपेक्षित आहे, असे PIB म्हणते. त्यासाठी वेगळा संयंत्र लागतो, फास्ट रिॲक्टर फ्यूएल सायकल फॅसिलिटी, जी डिसेंबर २०२१ च्या लोकसभा उत्तरानुसार ३० नोव्हेंबर २०२१ पर्यंत ३२ टक्के आर्थिक प्रगतीवर होती, आणि पूर्णत्व डिसेंबर २०२७ मध्ये अपेक्षित होते. IPFM ने ७ एप्रिल २०२६ रोजी वृत्त दिले की संसदीय समिती म्हणते की ही सुविधा मूळ २०१४ मध्ये अपेक्षित होती आणि आता डिसेंबर २०२९ मध्ये अपेक्षित आहे.

विलंबांचा अर्थ काय यावर मूल्यमापने वेगवेगळी आहेत. IPFM अणुभट्टी वेळापत्रकापेक्षा १५ वर्षांहून अधिक मागे असल्याचे म्हणतो आणि विलंब व खर्चवाढ इतरत्रच्या जलद प्रजनकांसाठी नेहमीची मानतो. ऑब्झर्व्हर रिसर्च फाउंडेशनच्या प्रतीक त्रिपाठी यांनी ऑक्टोबर २०२४ मध्ये लिहिले की भांडवली आणि प्रति युनिट वीज खर्च इतर अणु आणि पारंपरिक संयंत्रांशी तुलनीय आहेत, आणि २०१९ च्या DAE च्या विधानाचा हवाला देत म्हटले की व्यावसायिक जलद प्रजनक कदाचित अनेक दशके दूर आहेत.

पुढे काय

डिसेंबर २०२१ च्या लोकसभा उत्तरात म्हटले होते की कल्पक्कम येथील आणखी दोन जलद प्रजनक अणुभट्ट्या, FBR-1 आणि FBR-2, यांच्या प्रकल्पपूर्व कामासाठी २५० कोटी रुपये राखून ठेवले आहेत, PFBR कार्यान्वयनातील अभिप्राय वापरून IGCAR येथे तपशीलवार रचना सुरू आहे, आणि त्या तारखेपर्यंत मंजुरी मिळालेली नाही. WNA कल्पक्कमसाठी आणखी दोन ५०० MWe युनिट जाहीर झालेले म्हणून सूचीबद्ध करते.

PIB ७ एप्रिल २०२६ रोजी भारताची अणु क्षमता ८.७८ GW असल्याचे सांगते, आणि म्हणते की अणु संयंत्रांनी २०२४ ते २०२५ मध्ये ५६,६८१ दशलक्ष युनिट वीज निर्माण केली, जी एकूण निर्मितीच्या ३.१ टक्के होती. ती २०३१ ते २०३२ पर्यंत २२.३८ GW चा अंदाज देते आणि २०२५ ते २०२६ च्या केंद्रीय अर्थसंकल्पात जाहीर झालेल्या, २०४७ पर्यंत १०० GW च्या ध्येयासह, अणुऊर्जा मिशनचा उल्लेख करते. सौर आणि जलविद्युतच्या शेजारी अणुऊर्जेचे स्थान भारताची गैर-जीवाश्म वीज क्षमता यात आले आहे.

५ ऑगस्ट २०२५ च्या लोकसभा उत्तरापर्यंत तिसऱ्या टप्प्यातील अणुभट्ट्या उभारल्या गेल्या नव्हत्या, ज्यात मंत्र्यांनी कळवले की प्रगत जड पाण्याची अणुभट्टी रचना पडताळणीत होती आणि औपचारिकपणे सुरू झालेली नव्हती, आणि मोल्टन सॉल्ट अणुभट्टी संकल्पना सिद्ध करण्याच्या कामात होती.