थोरियम भारताला ऊर्जा सार्वभौम बनवू शकते?

0

भारताची कल्पक्कम फास्ट ब्रीडर अणुभट्टी हा केवळ तांत्रिक मैलाचा दगड नाही; भारतीय अणुभौतिकशास्त्रज्ञ होमी भाभा यांच्या तीन-टप्प्यांवरील अणुदृष्टी मूळ हेतूनुसार कार्य करण्यासाठी हा भारत सर्वात जवळ आला आहे. यश महत्त्वाचे आहे कारण ते आजच्या युरेनियम-आधारित उर्जा प्रणालीपासून उद्याच्या थोरियम अर्थव्यवस्थेपर्यंतचे पूल मजबूत करते, परंतु यामुळे गंभीर अभियांत्रिकी, सुरक्षितता आणि प्रसार जोखीम देखील आहेत ज्याचे व्यवस्थापन भारताला काळजीपूर्वक करावे लागेल. रशियानंतर, व्यावसायिक स्तरावर फास्ट ब्रीडर रिॲक्टर (FBR) चालविण्याची क्षमता प्राप्त करणारा भारत हा दुसरा देश आहे.

भाभाची दीर्घ रचना बऱ्याचदा अचूकपणे, “भारतीय अणुकार्यक्रमाचे जनक” म्हणून ओळखले जाणारे, होमी भाभा यांचा तीन-टप्प्याचा कार्यक्रम 1950 च्या दशकात एका साध्या धोरणात्मक समस्येवर तयार करण्यात आला होता: भारताकडे मर्यादित युरेनियम होते, परंतु थोरियमचे खूप मोठे साठे होते. दुर्मिळ विखंडन सामग्री शक्य तितक्या लांब पसरवणे, नंतर अधिक विखंडन इंधन तयार करण्यासाठी ब्रीडर अणुभट्ट्या वापरणे आणि शेवटी थोरियम-आधारित प्रणालीकडे जाणे जे दीर्घकालीन ऊर्जा सुरक्षिततेस समर्थन देऊ शकेल अशी कल्पना होती. दुसऱ्या शब्दांत सांगायचे तर, हा कार्यक्रम केवळ वीज निर्मितीसाठी नव्हता; ते स्वदेशी आण्विक इंधन सायकल तयार करण्याविषयी होते जे आयातित इंधन आणि तंत्रज्ञानावरील अवलंबित्व कमी करू शकते.

योजनेचा तर्क मोहक आहे. थोरियम स्वतःच विखंडन टिकवून ठेवू शकत नाही, म्हणून ते आधीपासून विखंडन चालक असलेल्या अणुभट्ट्यांमध्ये युरेनियम-233 मध्ये रूपांतरित केले पाहिजे. म्हणूनच पहिले दोन टप्पे आवश्यक आहेत: ते तिसऱ्या टप्प्यासाठी आवश्यक असलेले प्लुटोनियम आणि युरेनियम-233 तयार करतात. त्यामुळे भाभा यांची संकल्पना केवळ तांत्रिक ऐवजी अनुक्रमिक, एकत्रित आणि राष्ट्रीय धोरणात्मक होती.

तीन टप्पे पहिल्या टप्प्यात दाबाच्या जड पाण्याच्या अणुभट्ट्यांमध्ये नैसर्गिक युरेनियमचा वापर केला जातो. या अणुभट्ट्या वीज निर्मिती करतात आणि खर्च केलेल्या इंधनामध्ये प्लुटोनियम देखील तयार करतात, जे दुसऱ्या टप्प्यासाठी मुख्य सामग्री बनते. या टप्प्यात भारताने आधीच मोठा पाया तयार केला आहे आणि अनेक दशकांपासून देशाच्या नागरी आण्विक कार्यक्रमाचा कणा आहे.

दुसरा टप्पा फास्ट ब्रीडर रिॲक्टरचा टप्पा आहे आणि इथेच कल्पक्कम निर्णायक ठरतो. प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर अणुभट्टी प्लुटोनियम-युरेनियम मिश्रित ऑक्साईड इंधन वापरते, तर कोरच्या आजूबाजूचे युरेनियम-238 ब्लँकेट अणुभट्टीच्या वापरापेक्षा जास्त प्लुटोनियम वापरते. कालांतराने, डिझाइन ब्लँकेटमध्ये थोरियम-232 देखील वापरू शकते, त्याचे रूपांतर युरेनियम-233 मध्ये रूपांतर करते, जे तिसऱ्या टप्प्यासाठी आवश्यक इंधन आहे.

तिसरा टप्पा थोरियमचा टप्पा आहे, जिथे भारत थोरियमपासून मिळवलेल्या युरेनियम-२३३ वर प्रगत अणुभट्ट्या चालवणार आहे. या टप्प्याचे भाभाच्या योजनेतील सर्वात महत्त्वाकांक्षी भाग म्हणून वर्णन केले जाते कारण यामुळे भारताला दीर्घकालीन ऊर्जा सुरक्षेसाठी थोरियमचा मोठा साठा मिळू शकेल. हा टप्पा देखील आहे ज्याने जवळ येण्यास सर्वात जास्त वेळ घेतला आहे, कारण थोरियमचा मोठ्या प्रमाणावर वापर होण्याआधी पूर्वीचे टप्पे विश्वसनीयरित्या कार्य केले पाहिजेत.

कल्पक्कम महत्त्वाचे का आहे PFBR ची 6 एप्रिल 2026 रोजीची पहिली गंभीरता महत्त्वाची आहे कारण ती स्टेज दोनच्या ऑपरेशनल टप्प्यात भारताचा प्रवेश दर्शवते. क्रिटिकलिटी म्हणजे अणुभट्टीने एक स्वयं-टिकाऊ साखळी प्रतिक्रिया प्राप्त केली आहे, जी कमी-शक्तीच्या चाचण्या, ग्रिड कनेक्शन आणि अंतिम पूर्ण ऑपरेशनपूर्वी आवश्यक पहिली पायरी आहे. ही अणुभट्टी BHAVINI ने स्वदेशी बनवली आहे आणि IGCAR ने डिझाईन केली आहे, ज्यामुळे ती केवळ आण्विक क्षमतेचेच नव्हे तर औद्योगिक परिपक्वतेचेही प्रदर्शन करते.

हे एका साध्या कारणासाठी महत्त्वाचे आहे: कार्यरत ब्रीडर अणुभट्टीशिवाय, थोरियमचे वचन सैद्धांतिक राहते. फास्ट ब्रीडर्स हे ब्रिज टेक्नॉलॉजी आहे जे फिसिल मटेरियल गुणाकार करू शकते, इंधनाचा वापर सुधारू शकते आणि थोरियम शेवटी व्हॉल्यूममध्ये तैनात करता येईल अशी परिस्थिती निर्माण करू शकते. म्हणून कल्पक्कम अणुभट्टी जोडण्यापेक्षा अधिक करते; हे संपूर्ण धोरणात्मक आर्किटेक्चर प्रमाणित करते ज्याचा अनेक दशकांपासून पाठपुरावा केला जात आहे.

उर्जेच्या दृष्टीनेही हा टप्पा महत्त्वाचा आहे. भारताची उर्जेची मागणी सतत वाढत आहे आणि अणुऊर्जा मजबूत, कमी-कार्बन बेसलोड निर्मिती देते जी हवामान किंवा आयात केलेल्या जीवाश्म इंधनांवर अवलंबून नाही. जर ब्रीडर्स आणि नंतर थोरियम सिस्टीम यशस्वीरित्या मोजले तर भारत दीर्घकाळात अधिक सुरक्षित आणि वैविध्यपूर्ण ऊर्जा पाया मिळवू शकेल.

थोरियम संभाव्य थोरियम हे खरे बक्षीस आहे. भारताकडे जगातील सर्वात मोठ्या थोरियम एंडोमेंट्सपैकी एक असल्याचे मोठ्या प्रमाणावर समजले जाते, आणि त्या विपुलतेमुळेच भाभा यांचा कार्यक्रम इतके दिवस धोरणात्मकदृष्ट्या आकर्षक राहिला आहे. युरेनियमच्या विपरीत, थोरियम स्वतःच विघटनशील नाही, परंतु एकदा ते युरेनियम-233 मध्ये प्रजनन झाल्यावर ते बंद चक्रात अणुभट्टीला इंधन देऊ शकते.

म्हणूनच कल्पक्कम यशाचे वर्णन “गेम चेंजर” असे केले जाते. हे थोरियमची शक्ती त्वरित अनलॉक करत नाही, परंतु थोरियम वापरण्यायोग्य बनवणारे ब्रीडर फेज भारत चालवू शकतो हे सिद्ध करून एक मोठी अडचण दूर करते. धोरणात्मक दृष्टीने, हे आयातित युरेनियमवरील भारताचे अवलंबित्व कमी करू शकते, इंधन स्वायत्तता सुधारू शकते आणि देशाच्या दीर्घकालीन ऊर्जा सार्वभौमत्वाला बळकट करू शकते.

व्यापक भू-राजकीय परिणाम महत्त्वपूर्ण आहे. एक यशस्वी ब्रीडर-टोथोरियम मार्ग भारताला देशांच्या एका लहान गटात ठेवेल ज्यामध्ये भरीव स्वदेशी इनपुटसह अत्याधुनिक बंद आण्विक इंधन चक्र टिकवून ठेवता येईल. धोरणात्मक स्वायत्ततेचा भाग म्हणून दीर्घकाळ ऊर्जा सुरक्षेची रचना केलेल्या देशासाठी ही एक मोठी उपलब्धी असेल.

व्यवस्थापित करण्यासाठी जोखीम सर्वात मोठी जोखीम तांत्रिक गुंतागुंत आहे. जलद प्रजनन करणाऱ्या अणुभट्ट्या पारंपारिक वॉटर-कूल्ड रिॲक्टर्सपेक्षा डिझाइन करणे, चालू करणे आणि ऑपरेट करणे खूप कठीण आहे आणि कल्पक्कम येथे गंभीरतेपर्यंत पोहोचण्यात दीर्घ विलंब हा मार्ग किती कठीण असू शकतो हे दर्शविते. ब्रीडर सिस्टीमला न्यूट्रॉन इकॉनॉमी, इंधन कार्यप्रदर्शन आणि उष्णता काढून टाकण्याचे अचूक नियंत्रण आवश्यक आहे आणि कोणतीही त्रुटी तैनात करण्यास विलंब करू शकते किंवा ऑपरेटिंग जोखीम वाढवू शकते.

दुसरा धोका सोडियम शीतलक सुरक्षितता आहे. PFBR द्रव सोडियम वापरते, जे जलद अणुभट्ट्यांसाठी प्रभावी आहे परंतु हवा आणि पाण्यावर आक्रमकपणे प्रतिक्रिया देते, गळती किंवा शीतलक गमावल्यास विशेष धोके निर्माण करतात. सोडियम सिस्टम ऑपरेशन दरम्यान रेडिओएक्टिव्ह सोडियम -24 देखील तयार करतात, जे हाताळणी आणि देखभाल जटिलतेचा आणखी एक स्तर जोडते.

तिसरा धोका म्हणजे प्रसार. एक प्रजनन चक्र प्लुटोनियम तयार करते आणि हाताळते आणि नंतर थोरियम प्रणाली युरेनियम-233 तयार करते, या दोन्हीसाठी कठोर सामग्री लेखा आणि सुरक्षा उपायांची आवश्यकता असते. जरी भारताचा नागरी कार्यक्रम शांततापूर्ण राहिला तरीही, विस्तीर्ण इंधन सायकल आर्किटेक्चर छाननीला आकर्षित करू शकते कारण नागरी शक्ती सक्षम करणारे समान तंत्रज्ञान देखील विखंडन सामग्रीभोवती संवेदनशीलता वाढवू शकतात.

आर्थिक धोकाही आहे. ब्रीडर आणि थोरियम सिस्टीम भांडवल-केंद्रित, R&D-जड आणि व्यावसायिकीकरणासाठी मंद आहेत, याचा अर्थ ते अक्षय्य, वायू किंवा पारंपारिक अणुभट्ट्यांशी सहज स्पर्धा करणाऱ्या किंमतीवर जवळपास-मुदतीची वीज देऊ शकत नाहीत. हे त्यांना असंबद्ध बनवत नाही, परंतु याचा अर्थ असा होतो की त्यांना अल्पकालीन व्यावसायिक अपेक्षांऐवजी धैर्यवान, धोरणात्मक वित्तपुरवठा आवश्यक आहे.

अभियांत्रिकी कार्यक्रम, केवळ ‘प्रतिष्ठा प्रकल्प’ नाही तर भारताने ब्रीडर तैनातीला प्रतिष्ठेचा प्रकल्प न मानता टप्प्याटप्प्याने अभियांत्रिकी कार्यक्रम मानले पाहिजे. याचा अर्थ विस्तारित लो-पॉवर चाचणी, पुराणमतवादी रॅम्पअप शेड्यूल, स्वतंत्र सुरक्षितता पुनरावलोकन आणि स्केलवर प्रतिकृती करण्यापूर्वी पारदर्शक पोस्ट-कमिशनिंग कार्यप्रदर्शन विश्लेषण. या कॉम्प्लेक्स तंत्रज्ञानामध्ये, वेग कधीही पडताळणीच्या मागे जाऊ नये.

सोडियम सुरक्षिततेवर, उत्तर स्तरित संरक्षण आहे. अणुभट्ट्यांना मजबूत गळती शोधणे, निष्क्रिय वायू प्रणाली, कंपार्टमेंटलाइज्ड कूलंट लूप, सोडियम रसायनशास्त्रासाठी डिझाइन केलेले अग्निशमन आणि सर्व सोडियम हाताळणी उपकरणांसाठी कठोर देखभाल प्रोटोकॉल आवश्यक आहेत. हार्डवेअरइतकेच प्रशिक्षण महत्त्वाचे आहे, कारण ब्रीडरची सुरक्षितता असामान्य परिस्थितीत शिस्तबद्ध ऑपरेशन्सवर अवलंबून असते.

प्रसाराच्या बाबतीत, भारताने नागरी इंधन चक्राला कोणत्याही धोरणात्मक क्रियाकलापांपासून स्पष्टपणे वेगळे ठेवताना, सामग्री लेखांकन, दूरस्थ निरीक्षण, सीलबंद इंधन हाताळणी आणि मजबूत देशांतर्गत नियामक निरीक्षण मजबूत केले पाहिजे. ब्रीडर आणि थोरियम तंत्रज्ञान कठोर सुरक्षेखाली आणि नागरी उर्जेवर स्पष्ट लक्ष केंद्रित करून विकसित केले जात असल्याचे भारताने दाखविल्यास आंतरराष्ट्रीय आत्मविश्वास वाढेल.

अर्थशास्त्राच्या बाजूने, भारताने थोरियमचे जलद मोबदला देण्याचे टाळले पाहिजे. ब्रीडर प्रोग्रामला इतर सर्व उर्जा स्त्रोतांचा तात्काळ पर्याय म्हणून न पाहता PHWR, नूतनीकरण, संचयन आणि भविष्यातील प्रगत अणुभट्ट्यांच्या बरोबरीने कार्य करू शकणारा सक्षम स्तर म्हणून पाहणे हा हुशार दृष्टिकोन आहे. ते फ्रेमिंग कार्यक्रम अधिक विश्वासार्ह आणि राजकीयदृष्ट्या टिकाऊ बनवते.

सामरिक अर्थ कल्पक्कमचा सखोल अर्थ असा आहे की भारत भूवैज्ञानिक विपुलतेचे सामरिक क्षमतेत रूपांतर करण्याचा प्रयत्न करत आहे. ऊर्जा सुरक्षा म्हणजे केवळ मेगावाट निर्मितीच नव्हे, तर कच्च्या मालापासून अणुभट्टीपासून इंधन सायकलपर्यंतच्या साखळीवर नियंत्रण ठेवणे हे भाभा यांच्या हुशारीने समजले. PFBR पूर्वीच्या कोणत्याही बिंदूपेक्षा ती मूळ दृष्टी वास्तवाच्या जवळ आणते.

तरीही खरी कसोटी आता सुरू होते, गंभीरतेची नाही. भारताने हे सिद्ध केले पाहिजे की अणुभट्टी कालांतराने सुरक्षितपणे, विश्वासार्हतेने आणि आर्थिकदृष्ट्या कार्य करू शकते आणि ते मोठ्या ब्रीडर आणि थोरियम इकोसिस्टमचा पाया बनू शकते.

जर ते यशस्वी झाले, तर भारताचा अणुकार्यक्रम आकांक्षेकडून वास्तुकलेकडे सरकलेला क्षण म्हणून कल्पक्कम लक्षात ठेवता येईल.

परिणाम तांत्रिक यशापेक्षा अधिक असेल. हे एक दुर्मिळ प्रकरण असेल जेथे दीर्घ-श्रेणीचे राज्य नियोजन, वैज्ञानिक संयम आणि औद्योगिक क्षमता एका प्रमुख क्षेत्रात धोरणात्मक स्वायत्तता निर्माण करण्यासाठी एकत्रित होते.

म्हणूनच थोरियमचे हे यश खरे वळण देणारे ठरू शकते, जर भारताने अशा व्यवस्थेची मागणी असलेली सावधगिरी, कठोरता आणि नम्रतेने वागले तर.

• हिंदोल सेनगुप्ता हे ओपी जिंदाल ग्लोबल युनिव्हर्सिटीमध्ये स्कूल ऑफ इंटरनॅशनल अफेयर्सचे प्राध्यापक आणि कार्यकारी डीन आणि इंडिया इन्स्टिट्यूटचे संचालक आहेत.