ऊर्जा सुरक्षा के लिए भारत के थोरियम परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम में तेजी लाना
स्रोत:इंडियन एक्सप्रेस ↗
क्यों मायने रखता है
भारत का तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम और थोरियम की ओर संक्रमण UPSC प्रीलिम्स (थोरियम के लाभ, रिएक्टरों के प्रकार) और मेन्स GS3 (ऊर्जा सुरक्षा, स्वच्छ ऊर्जा तकनीक, विज्ञान नीति) के लिए बार-बार पूछे जाने वाले विषय हैं। HALEU और Molten Salt Reactors की शुरुआत परमाणु तकनीक से संबंधित उत्तरों के लिए महत्वपूर्ण समसामयिक अपडेट प्रदान करती है।
सारांश
2047 तक नेट-जीरो अनुपालन वाली अर्थव्यवस्था और ऊर्जा सुरक्षा प्राप्त करने के लिए, भारत का लक्ष्य अपनी परमाणु ऊर्जा क्षमता को बढ़ाकर 100 GWe करना है। सीमित घरेलू यूरेनियम को देखते हुए, डॉ. अनिल काकोडकर जैसे विशेषज्ञ भारत के प्रचुर थोरियम भंडारों के उपयोग की ओर संक्रमण को तेज करने पर जोर देते हैं। रणनीतियों में मौजूदा प्रेसराइज्ड हैवी वॉटर रिएक्टर्स (PHWRs) में थोरियम-HALEU ईंधन की तैनाती और भारत के त्रि-चरणीय परमाणु कार्यक्रम (three-stage nuclear programme) के उन्नत चरणों के हिस्से के रूप में थोरियम मोल्टन साल्ट रिएक्टर्स (TMSRs) विकसित करना शामिल है।
मुख्य बिंदु
- भारत ने नेट-जीरो अनुपालन वाले विकसित भारत की ऊर्जा मांगों को पूरा करने के लिए 2047 तक परमाणु ऊर्जा को 100 GWe तक बड़े पैमाने पर बढ़ाने का लक्ष्य रखा है।
- सीमित घरेलू यूरेनियम के कारण, इस पैमाने को प्राप्त करने के लिए भारत के विशाल थोरियम भंडार की ओर संक्रमण की आवश्यकता है, जो भारत के तीन चरणों वाले परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम का आधार है।
- पारंपरिक तीन-चरणीय कार्यक्रम Pressurised Heavy Water Reactors (PHWRs) और Fast Breeder Reactors (FBRs) का उपयोग करता है ताकि अंततः फर्टाइल Thorium-232 से विखंडनीय Uranium-233 (U-233) का उत्पादन किया जा सके।
- इस परिवर्तन को गति देने के लिए, विशेषज्ञों ने मौजूदा PHWRs में थोरियम-HALEU (high-assay low-enriched uranium) ईंधन का उपयोग करने का प्रस्ताव दिया है, जिससे FBR की तैनाती की समय-सीमा में होने वाली कुछ देरी से बचा जा सके।
- तीसरे चरण के लिए थोरियम मोल्टन साल्ट रिएक्टरों (TMSRs) की वकालत की जाती है, जो बेहतर सुरक्षा, उच्च परिचालन तापमान (ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उपयुक्त) और प्रसार के प्रति अंतर्निहित प्रतिरोध (inherent proliferation resistance) प्रदान करते हैं।
महत्वपूर्ण शब्द
तीन-चरणीय परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम
भारत के थोरियम का उपयोग करके ऊर्जा स्वतंत्रता प्राप्त करने के लिए होमी भाभा द्वारा तैयार की गई एक दीर्घकालिक रणनीति, जिसमें तीन चरण शामिल हैं: PHWRs, फास्ट ब्रीडर रिएक्टर और थोरियम आधारित रिएक्टर।
UPSC context
GS Paper 3: विज्ञान एवं तकनीक/ऊर्जा। भारत की परमाणु ईंधन आत्मनिर्भरता के स्वदेशी रोडमैप के ज्ञान का परीक्षण करता है।
विकसित भारत 2047
भारत को 2047 तक एक विकसित राष्ट्र बनाने का सरकार का विजन, जिसमें आर्थिक विकास, सामाजिक प्रगति और नेट-जीरो (net-zero) के अनुकूल ऊर्जा अवसंरचना पर बल दिया गया है।
UPSC context
GS Paper 3: आर्थिक विकास। दीर्घकालिक राष्ट्रीय नियोजन और सतत विकास लक्ष्यों को समझने के लिए प्रासंगिक।
थोरियम-HALEU ईंधन
एक उन्नत परमाणु ईंधन जो थोरियम को High-Assay Low-Enriched Uranium के साथ मिश्रित करता है। इसका प्रस्ताव वर्तमान रिएक्टरों में थोरियम के उपयोग को गति देने और आयातित प्राकृतिक यूरेनियम पर निर्भरता कम करने के लिए किया गया है।
UPSC context
GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। परमाणु ईंधन चक्र नवाचारों और ऊर्जा सुरक्षा पर आधारित प्रश्नों के लिए महत्वपूर्ण।
थोरियम मोल्टन साल्ट रिएक्टर (TMSR)
अगली पीढ़ी का एक रिएक्टर डिज़ाइन जो ईंधन और शीतलक दोनों के रूप में तरल लवणों का उपयोग करता है, जिसे थोरियम के कुशल उपयोग और उन्नत सुरक्षा के लिए अनुकूलित किया गया है।
UPSC context
GS पेपर 3: विज्ञान एवं तकनीक। उन्नत परमाणु प्रौद्योगिकियों और तीसरे चरण के रिएक्टर विकास के लिए प्रासंगिक।
परमाणु ऊर्जा आयोग (AEC)
भारत में परमाणु ऊर्जा नीति के लिए शासी निकाय, जो सीधे प्रधानमंत्री के अधीन कार्य करता है। यह परमाणु ऊर्जा विभाग (DAE) की निगरानी करता है।
UPSC context
GS पेपर 2: सांविधिक/नियामक निकाय। रणनीतिक ऊर्जा क्षेत्रों के लिए संस्थागत ढांचे की समझ का परीक्षण करता है।
भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (BARC)
भारत का प्रमुख परमाणु अनुसंधान संस्थान। यह रिएक्टर डिजाइन, ईंधन चक्र (fuel cycles) और परमाणु ऊर्जा के सामाजिक अनुप्रयोगों पर व्यापक R&D करता है।
UPSC context
GS पेपर 3: विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी। स्वदेशी वैज्ञानिक अनुसंधान को संचालित करने वाले प्रमुख संस्थानों के ज्ञान का परीक्षण करता है।
प्रारंभिक ट्रैप
थोरियम-232 एक विखंडनीय सामग्री (fissile material) है जो स्टेज III रिएक्टरों में स्वतंत्र रूप से परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया को बनाए रख सकती है।
थोरियम-232 फर्टिल (fertile) है, विखंडनीय (fissile) नहीं। यह स्वतंत्र रूप से श्रृंखला अभिक्रिया (chain reaction) को बनाए नहीं रख सकता और इसे विखंडनीय U-233 में रूपांतरित होने के लिए एक विखंडनीय 'ड्राइवर' (जैसे U-235) की आवश्यकता होती है।
संबंधित अवधारणाएँ
भारत का तीन-चरणीय परमाणु कार्यक्रम किस प्रकार संरचित है?
- प्रथम चरण (PHWRs): विद्युत उत्पादन के लिए प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करता है, जिससे अगले चरण के लिए एक महत्वपूर्ण उपोत्पाद के रूप में प्लूटोनियम-239 प्राप्त होता है।
- द्वितीय चरण (FBRs): अधिक ईंधन उत्पन्न करने के लिए प्लूटोनियम-239 और डिप्लीटेड यूरेनियम का उपयोग करता है, जबकि एक फर्टाइल थोरियम ब्लैंकेट को विखंडनीय यूरेनियम-233 में परिवर्तित करता है।
- चरण III (थोरियम रिएक्टर): मुख्य रूप से यूरेनियम-233 और थोरियम-232 पर संचालित होता है, जिससे एक आत्मनिर्भर थोरियम चक्र प्राप्त होता है जो भारत के विशाल भंडारों का लाभ उठाता है।
भारत में थोरियम भंडार (मोनाज़ाइट रेत) भौगोलिक रूप से कहाँ केंद्रित हैं?
- तटीय प्लेसर निक्षेप: पूर्वी और पश्चिमी तटों के साथ प्लेसर निक्षेपों (placer deposits) के रूप में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है, मुख्य रूप से केरल (चवारा), तमिलनाडु और ओडिशा (छतरपुर) में।
- आंतरिक निक्षेप: झारखंड, पश्चिम बंगाल और बिहार राज्यों में भी महत्वपूर्ण अंतर्देशीय प्लेसर निक्षेप मौजूद हैं।
- वैश्विक महत्व: भारत के पास विश्व के थोरियम भंडार का लगभग 25% हिस्सा है, जिससे परमाणु ऊर्जा अधिनियम (Atomic Energy Act) के तहत मोनाजाइट एक निर्धारित पदार्थ (prescribed substance) बन गया है।
अंतर-विषय पैटर्न
परमाणु ऊर्जा आधारित ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन
थोरियम मोल्टन साल्ट रिएक्टर्स (TMSRs) उच्च तापमान पर संचालित होते हैं, जो उन्हें ग्रीन हाइड्रोजन उत्पादन के लिए उच्च-तापमान स्टीम इलेक्ट्रोलिसिस हेतु आदर्श बनाता है, और यह परमाणु S&T को भारत के नेशनल ग्रीन हाइड्रोजन मिशन के साथ जोड़ता है।
HALEU निर्भरता और NSG भू-राजनीति
HALEU (20% तक संवर्धित) का उपयोग करने के लिए वैश्विक संवर्धन क्षमताओं की आवश्यकता होती है। यह भारत के घरेलू थोरियम त्वरण को सीधे तौर पर परमाणु आपूर्तिकर्ता समूह (NSG) की भू-राजनीति और वैश्विक यूरेनियम आपूर्ति श्रृंखलाओं से जोड़ता है।
2026 की प्रीलिम्स परीक्षा में फर्टाइल थोरियम-232 और फिसाइल सामग्रियों के बीच अंतर, तथा साथ ही PHWRs में HALEU की भूमिका पर आधारित एक मल्टी-स्टेटमेंट प्रश्न की अपेक्षा करें।
संबद्ध PYQ · 3
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- 2012PrelimsGS1
To meet its rapidly growing energy demand, some opine that India should pursue research and development on thorium as the future fuel of nuclear energy. In this context, what advantage does thorium hold over uranium? 1. Thorium is far more abundant in nature than uranium. 2. On the basis of per unit mass of mined mineral, thorium can generate more energy compared to natural uranium. 3. Thorium produces less harmful waste compared to uranium. Which of the statements given above is/are correct?
- 2020PrelimsGS1
In India, why are some nuclear reactors kept under "IAEA Safeguards" while others are not?
- 2025MainsGS3
How can India achieve energy independence through clean technology by 2047? How can biotechnology can play a crucial role in this endeavour?
