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तमिलनाडु के कल्पक्कम में स्थित प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) ने 22 जून 2024 को क्रिटिकलिटी हासिल कर भारत के परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर स्थापित किया है। इस उपलब्धि की आधिकारिक घोषणा प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने की, जो स्वदेशी फास्ट ब्रीडर तकनीक की रणनीतिक अहमियत को दर्शाती है। PFBR का विकास Department of Atomic Energy (DAE) और Bhabha Atomic Research Centre (BARC) ने मिलकर किया है, जो 500 मेगावाट बिजली उत्पादन के लिए तैयार किया गया है। यह भारत के तीन-चरणीय परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम का अहम हिस्सा है, जिसका उद्देश्य ऊर्जा आत्मनिर्भरता और ईंधन के सतत उपयोग को बढ़ावा देना है।

UPSC Relevance

  • GS Paper 3: विज्ञान और तकनीक – परमाणु ऊर्जा, ऊर्जा सुरक्षा
  • GS Paper 3: पर्यावरण – सतत ऊर्जा विकास
  • GS Paper 2: राजनीति – Atomic Energy Act, 1962 और पर्यावरणीय नियमावली
  • निबंध: भारत की ऊर्जा सुरक्षा और तकनीकी आत्मनिर्भरता

PFBR की क्रिटिकलिटी का तकनीकी और रणनीतिक महत्व

क्रिटिकलिटी हासिल करने का मतलब है कि रिएक्टर में आत्म-निर्भर परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हो गई है, जो बिजली उत्पादन के लिए जरूरी है। PFBR तेज न्यूट्रॉनों का उपयोग करता है ताकि उपजाऊ यूरेनियम-238 को विखंडनीय प्लूटोनियम-239 में बदला जा सके, जिससे यह अपनी खपत से अधिक ईंधन पैदा करता है। यह थर्मल रिएक्टरों से अलग है, जो मुख्य रूप से यूरेनियम-235 का उपयोग करते हैं, जो प्राकृतिक यूरेनियम का केवल 0.7% होता है। प्राकृतिक यूरेनियम के 99.3% हिस्से वाले यूरेनियम-238 का उपयोग ईंधन की दक्षता बढ़ाता है और आयात पर निर्भरता घटाता है।

  • PFBR क्षमता: 500 मेगावाट (DAE आधिकारिक विज्ञप्ति, 2024)
  • फास्ट ब्रीडर रिएक्टर अपनी खपत से 60% तक अधिक ईंधन पैदा कर सकते हैं (IAEA तकनीकी रिपोर्ट, 2022)
  • भारत अपनी यूरेनियम जरूरतों का 80% आयात करता है (World Nuclear Association, 2023)
  • भारत का लक्ष्य है 2050 तक 25% बिजली परमाणु ऊर्जा से प्राप्त करना (Integrated Energy Policy, 2023)

परमाणु ऊर्जा के लिए कानूनी और नियामक ढांचा

भारत में परमाणु ऊर्जा के विकास और नियमन का मुख्य आधार Atomic Energy Act, 1962 है। इस अधिनियम की धारा 3 के तहत परमाणु ऊर्जा से जुड़े सभी कार्यों पर केंद्र सरकार का विशेष नियंत्रण होता है, जिसमें रिएक्टर संचालन, ईंधन चक्र और सुरक्षा नियम शामिल हैं। पर्यावरण सुरक्षा के नियम Environment Protection Act, 1986 के अंतर्गत आते हैं, खासकर धारा 3 जो परमाणु प्रतिष्ठानों के लिए पर्यावरणीय मंजूरी और निगरानी अनिवार्य करता है ताकि पारिस्थितिक नुकसान से बचा जा सके। संविधान के अनुच्छेद 51A(g) के तहत नागरिकों का कर्तव्य है कि वे प्राकृतिक संसाधनों की रक्षा करें, जो सतत परमाणु ऊर्जा विकास के लक्ष्य से मेल खाता है।

  • Atomic Energy Act, 1962: केंद्र सरकार का परमाणु ऊर्जा पर नियंत्रण (धारा 3)
  • Environment Protection Act, 1986: परमाणु संयंत्रों के लिए पर्यावरणीय सुरक्षा (धारा 3)
  • संविधान अनुच्छेद 51A(g): प्राकृतिक संसाधनों की रक्षा का कर्तव्य

PFBR और परमाणु ऊर्जा विस्तार के आर्थिक पहलू

DAE ने PFBR परियोजना के लिए लगभग 3,000 करोड़ रुपये (~400 मिलियन अमेरिकी डॉलर) का बजट आवंटित किया है (DAE वार्षिक रिपोर्ट 2023-24), जो उन्नत परमाणु तकनीक में भारी निवेश दर्शाता है। PFBR की ईंधन उत्पादन क्षमता यूरेनियम की उपयोगिता बढ़ाकर भारत की आयात निर्भरता को कम कर सकती है, जो 2022 में 80% थी। 500 मेगावाट की यह क्षमता सरकार के 2030 तक 500 गीगावाट गैर-जीवाश्म ऊर्जा लक्ष्य को पूरा करने में मदद करेगी, जो ऊर्जा संक्रमण और जलवायु प्रतिबद्धताओं के लिए अहम है।

  • DAE का PFBR के लिए बजट आवंटन: 3,000 करोड़ रुपये (DAE वार्षिक रिपोर्ट 2023-24)
  • PFBR की अपेक्षित क्षमता: 500 मेगावाट
  • भारत की यूरेनियम आयात निर्भरता: 80% (2022)
  • गैर-जीवाश्म ऊर्जा क्षमता लक्ष्य: 2030 तक 500 गीगावाट (विद्युत मंत्रालय)
  • परमाणु क्षेत्र का बजट 2023-24 में 12% बढ़ा (संघीय बजट 2023-24)

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर तकनीक के प्रमुख संस्थान

Department of Atomic Energy (DAE) परमाणु ऊर्जा अनुसंधान, विकास और नियमन की देखरेख करता है। Bhabha Atomic Research Centre (BARC) फास्ट ब्रीडर तकनीक और ईंधन चक्र पर अनुसंधान का नेतृत्व करता है। Nuclear Power Corporation of India Limited (NPCIL) परमाणु संयंत्रों का संचालन करता है, जिनमें PFBR भी शामिल है। International Atomic Energy Agency (IAEA) अंतरराष्ट्रीय सहयोग और सुरक्षा मानकों का मार्गदर्शन करता है।

  • DAE: नीति निर्धारण, वित्त पोषण और नियमन
  • BARC: फास्ट ब्रीडर रिएक्टर और ईंधन चक्र पर अनुसंधान
  • NPCIL: संयंत्र संचालन और रखरखाव
  • IAEA: सुरक्षा मानक और अंतरराष्ट्रीय सहयोग

तुलनात्मक अध्ययन: भारत का PFBR बनाम फ्रांस के फास्ट ब्रीडर रिएक्टर

पहलूभारत (कल्पक्कम PFBR)फ्रांस (Phénix और Superphénix)
रिएक्टर प्रकार500 मेगावाट प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टरPhénix (250 मेगावाट), Superphénix (1,200 मेगावाट)
संचालन स्थितिजून 2024 में क्रिटिकलिटी हासिल; कमीशनिंग जारीPhénix बंद 2009; Superphénix बंद 1997
बिजली योगदान500 मेगावाट की उम्मीद; भविष्य के परमाणु विस्तार का हिस्सासंचालन के दौरान बिजली मिश्रण में 17% तक योगदान
चुनौतियांईंधन पुनःप्रसंस्करण में देरी; आधारभूत संरचना का विस्तारआर्थिक व्यवहार्यता, सुरक्षा चिंताएं, राजनीतिक विरोध
ईंधन चक्रस्वदेशी पुनःप्रसंस्करण के साथ बंद ईंधन चक्र विकासाधीनएकीकृत बंद ईंधन चक्र; उन्नत पुनःप्रसंस्करण सुविधाएं

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के विस्तार में चुनौतियां और महत्वपूर्ण कमियां

भारत के फास्ट ब्रीडर कार्यक्रम को ईंधन पुनःप्रसंस्करण क्षमता की कमी और पूर्ण रूप से एकीकृत बंद ईंधन चक्र स्थापित करने में देरी जैसी बाधाओं का सामना करना पड़ रहा है। ये सीमाएं PFBR के तेजी से विस्तार को रोकती हैं। इसके विपरीत, रूस के पास संचालित बंद ईंधन चक्र प्रणाली है, जो ब्रीडर रिएक्टरों के वाणिज्यिक विस्तार को तेज करती है। भारत के लिए इन आधारभूत संरचनात्मक कमियों को दूर करना आवश्यक है ताकि फास्ट ब्रीडर तकनीक की पूरी क्षमता का लाभ उठाया जा सके।

  • सीमित पुनःप्रसंस्करण सुविधाएं ईंधन चक्र बंद करने में देरी करती हैं
  • रूस के मुकाबले आधारभूत संरचना विस्तार धीमा है
  • सुरक्षा प्रोटोकॉल और लागत प्रबंधन को बेहतर बनाना जरूरी

महत्त्व और आगे का रास्ता

  • PFBR की क्रिटिकलिटी स्वदेशी ईंधन उपयोग को अधिकतम करके ऊर्जा आत्मनिर्भरता की दिशा में निर्णायक कदम है।
  • फास्ट ब्रीडर रिएक्टर यूरेनियम आयात निर्भरता कम कर परमाणु ऊर्जा में रणनीतिक स्वायत्तता बढ़ाते हैं।
  • वाणिज्यिक व्यवहार्यता के लिए ईंधन पुनःप्रसंस्करण और बंद ईंधन चक्र की आधारभूत संरचना का विस्तार जरूरी है।
  • तकनीकी उन्नति के साथ सुरक्षा और आर्थिक व्यवहार्यता का संतुलन दीर्घकालिक स्थिरता तय करेगा।
  • भारत के तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम के साथ इसका समन्वय राष्ट्रीय ऊर्जा और जलवायु लक्ष्यों के अनुरूप है।
📝 प्रारंभिक अभ्यास
कल्पक्कम प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) के बारे में निम्नलिखित कथनों पर विचार करें:
  1. PFBR परमाणु श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए थर्मल न्यूट्रॉन का उपयोग करता है।
  2. यह यूरेनियम-238 का उपयोग कर अपनी खपत से अधिक विखंडनीय पदार्थ पैदा करता है।
  3. क्रिटिकलिटी का मतलब है कि रिएक्टर ने ग्रिड के लिए बिजली उत्पादन शुरू कर दिया है।
  • aकेवल 1 और 2
  • bकेवल 2
  • cकेवल 2 और 3
  • d1, 2 और 3
उत्तर: (b)
कथन 1 गलत है क्योंकि PFBR थर्मल न्यूट्रॉन की बजाय तेज न्यूट्रॉन का उपयोग करता है। कथन 2 सही है क्योंकि PFBR यूरेनियम-238 से विखंडनीय प्लूटोनियम-239 उत्पन्न करता है। कथन 3 गलत है; क्रिटिकलिटी का मतलब है निरंतर श्रृंखला प्रतिक्रिया, जरूरी नहीं कि बिजली उत्पादन शुरू हो गया हो।
📝 प्रारंभिक अभ्यास
Atomic Energy Act, 1962 के बारे में निम्नलिखित बातों पर विचार करें:
  1. यह परमाणु ऊर्जा गतिविधियों पर केंद्र सरकार को विशेष नियंत्रण देता है।
  2. यह धारा 3 के तहत परमाणु प्रतिष्ठानों के लिए पर्यावरणीय मंजूरी अनिवार्य करता है।
  3. यह परमाणु ऊर्जा उत्पादन में निजी क्षेत्र की भागीदारी की अनुमति देता है।
  • aकेवल 1
  • bकेवल 1 और 2
  • cकेवल 2 और 3
  • d1, 2 और 3
उत्तर: (a)
कथन 1 सही है; अधिनियम केंद्र सरकार को नियंत्रण देता है। कथन 2 गलत है क्योंकि पर्यावरणीय मंजूरी Environment Protection Act, 1986 के तहत आती है, Atomic Energy Act के तहत नहीं। कथन 3 भी गलत है; वर्तमान में परमाणु ऊर्जा उत्पादन में निजी क्षेत्र की भागीदारी सीमित है।

मेन प्रश्न

भारत के तीन-चरणीय परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम और ऊर्जा सुरक्षा के संदर्भ में कल्पक्कम प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर की क्रिटिकलिटी हासिल करने के महत्व पर चर्चा करें। (250 शब्द)

झारखंड और JPSC से प्रासंगिकता

  • JPSC पेपर: पेपर 3 (विज्ञान और तकनीक), ऊर्जा सुरक्षा
  • झारखंड का नजरिया: झारखंड में यूरेनियम खनन महत्वपूर्ण है, जो परमाणु ईंधन आपूर्ति में अहम भूमिका निभाता है; ब्रीडर तकनीक में प्रगति स्थानीय यूरेनियम मांग और खनन नीतियों को प्रभावित करती है।
  • मेन पॉइंट: उत्तरों में स्वदेशी परमाणु तकनीक और संसाधन उपयोग के बीच संबंध, साथ ही झारखंड की यूरेनियम आपूर्ति श्रृंखला और सतत ऊर्जा लक्ष्यों की भूमिका को उजागर करें।
परमाणु रिएक्टर के लिए क्रिटिकलिटी हासिल करने का क्या मतलब है?

क्रिटिकलिटी का मतलब है कि रिएक्टर में आत्म-निर्भर परमाणु विखंडन श्रृंखला प्रतिक्रिया शुरू हो गई है, जिसमें प्रत्येक विखंडन घटना कम से कम एक और घटना को जन्म देती है, जिससे निरंतर संचालन संभव होता है। इसका अर्थ तुरंत बिजली उत्पादन शुरू होना नहीं है, जिसके लिए आगे की कमीशनिंग प्रक्रिया आवश्यक होती है।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर थर्मल रिएक्टर से कैसे अलग होता है?

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर तेज न्यूट्रॉनों का उपयोग कर उपजाऊ यूरेनियम-238 को विखंडनीय प्लूटोनियम-239 में बदलता है, जिससे यह अपनी खपत से अधिक ईंधन पैदा करता है। थर्मल रिएक्टर धीमे (थर्मल) न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं और मुख्य रूप से विखंडनीय यूरेनियम-235 को खपत करते हैं, बिना ईंधन पैदा किए।

भारत के परमाणु कार्यक्रम में Atomic Energy Act, 1962 की क्या भूमिका है?

Atomic Energy Act, 1962 केंद्र सरकार को परमाणु ऊर्जा गतिविधियों पर विशेष नियंत्रण प्रदान करता है, जिसमें अनुसंधान, विकास, रिएक्टर संचालन और ईंधन चक्र शामिल हैं, जिससे राष्ट्रीय सुरक्षा और सुरक्षा सुनिश्चित होती है।

भारत के लिए यूरेनियम आयात निर्भरता क्यों चिंता का विषय है?

भारत अपनी यूरेनियम जरूरतों का लगभग 80% आयात करता है, जिससे आपूर्ति जोखिम और विदेशी निर्भरता बढ़ती है। फास्ट ब्रीडर रिएक्टर प्रचुर मात्रा में उपलब्ध यूरेनियम-238 का कुशल उपयोग कर इस निर्भरता को कम करने में मदद करते हैं।

फास्ट ब्रीडर रिएक्टर के विस्तार में भारत को कौन-कौन सी चुनौतियों का सामना है?

चुनौतियों में सीमित पुनःप्रसंस्करण आधारभूत संरचना, बंद ईंधन चक्र के पूर्ण विकास में देरी, और वाणिज्यिक स्तर पर विस्तार के लिए सुरक्षा तथा लागत प्रबंधन की जरूरत शामिल है।

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