यह कार्यक्रम 1950 के दशक में डॉ. होमी भाभा द्वारा दक्षिण भारत के तटीय क्षेत्रों विशेषकर केरल राज्य के मोनाजाइट रेत में पाए जाने वाले यूरेनियम और थोरियम भंडार के उपयोग के माध्यम से देश की दीर्घकालिक ऊर्जा स्वतंत्रता को सुरक्षित करने के लिए तैयार किया गया था। अंतिम फोकस थोरियम ईंधन चक्र पर है।
1954 में एशिया का पहला अनुसंधान रिएक्टर APSARA स्थापित किया गया था। इसके बाद “शांति के लिए परमाणु कार्यक्रम” के तहत कनाडा से CIRUS आया, बाद में भारत ने ध्रुव विकसित किया जो अभी भी हथियारों के लिए प्लूटोनियम का सबसे बड़ा आपूर्तिकर्ता है, उनके अलावा, BARC ने ZERLINA और PURNIMA I-II-III विकसित किया है, उनमें से केवल ध्रुव है परिचालन.
इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र ने निम्नलिखित अनुसंधान रिएक्टर विकसित किया है –
- चिमनियों
- फास्ट ब्रीडर परीक्षण रिएक्टर
- प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर – इसने अभी तक परिचालन शुरू नहीं किया है।
भारत के तीन चरण वाले परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम इस प्रकार हैं:
- दबावयुक्त भारी जल रिएक्टर (पीएचडब्ल्यूआर)
- फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर)
- उन्नत भारी जल रिएक्टर (एएचडब्ल्यूआर)
स्टैग-1 (PHWR)
- पहले चरण में बिजली उत्पादन के लिए पीएचडब्ल्यूआर को ईंधन देने और उप-उत्पाद के रूप में प्लूटोनियम-239 का उत्पादन करने के लिए प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करना शामिल था।
- कृपया यहां ध्यान दें कि पीएचडब्ल्यूआर को पहले चरण के लिए चुना गया था क्योंकि 1960 के दशक में, भारत के पास यूरेनियम उपयोग के मामले में कुशल रिएक्टर डिजाइन था।
- यह गणना की गई कि यूरेनियम संवर्धन सुविधाओं के निर्माण के बजाय, भारी जल उत्पादन का निर्माण करना अधिक बुद्धिमानी होगी।
- इसके अलावा, हल्के पानी रिएक्टरों के बजाय दबावयुक्त भारी पानी रिएक्टरों का उपयोग करना भी एक सही और बुद्धिमान निर्णय था। जबकि दबावयुक्त भारी जल रिएक्टरों में असंवर्धित यूरेनियम का उपयोग किया जाता था, हल्के जल रिएक्टरों के लिए संवर्धित यूरेनियम की आवश्यकता होती थी। इसके अलावा, भारत एलडब्ल्यूआर के विपरीत, घरेलू स्तर पर पीडब्ल्यूएचआर के घटकों का उत्पादन कर सकता है।
- इसके अलावा, दूसरे चरण में उप-उत्पाद प्लूटोनियम-239 का उपयोग किया जाएगा।
पहला चरण: रिएक्टरों का अनुसरण करना
- उबलता पानी रिएक्टर
- दबावयुक्त भारी जल रिएक्टर
- दबावयुक्त जल रिएक्टर
BWR:
- 1962 में, भारत ने संयुक्त राज्य अमेरिका के साथ एक समझौते पर हस्ताक्षर किए और दो BWR प्राप्त किए।
- पहला रिएक्टर तारापोर में स्थापित किया गया।
- मॉडरेटर और शीतलक के रूप में हल्का पानी
- ईंधन के रूप में संवर्धित यूरेनियम
PHWR:
- CANDU-कैनेडियन ड्यूटेरियम यूरेनियम के नाम से भी जाना जाता है
- मॉडरेटर और शीतलक के रूप में भारी पानी
- ईंधन के रूप में प्राकृतिक यूरेनियम
- भारत के अधिकांश क्रियाशील रिएक्टर यही हैं
PWR:
- हल्का जल रिएक्टर
- मॉडरेटर और शीतलक के रूप में हल्का पानी
- ईंधन के रूप में संवर्धित यूरेनियम
- यूएसपी उनमें शामिल सुरक्षा तंत्र है
- जनरेशन III + से संबंधित हैं
भारत को रूस और फ्रांस से पीडब्लूआर मिल रहा है
वीवीईआर: रूस से वोडा वोडा एनर्जी रिएक्टर
स्टेज-2 (FBR)
- दूसरे चरण में मिश्रित-ऑक्साइड ईंधन का उत्पादन करने के लिए प्लूटोनियम-239 का उपयोग करना शामिल है, जिसका उपयोग फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में किया जाएगा। प्लूटोनियम 239 ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए विखंडन से गुजरता है, और धातु ऑक्साइड को समृद्ध यूरेनियम के साथ प्रतिक्रिया करके मिश्रित-ऑक्साइड ईंधन के साथ प्रतिक्रिया करके अधिक प्लूटोनियम-239 का उत्पादन किया जाता है।
- इसके अलावा, एक बार पर्याप्त मात्रा में प्लूटोनियम-239 तैयार हो जाने पर, यूरेनियम-233 का उत्पादन करने के लिए रिएक्टर में थोरियम का उपयोग किया जाएगा। यह यूरेनियम तीसरे चरण के लिए महत्वपूर्ण है।
दूसरा चरण: केवल एक प्रकार का रिएक्टर
फास्ट ब्रीडर रिएक्टर:
- सबसे पहले तमिलनाडु के कलपक्कम में
- ईंधन के रूप में पीयू-239 का उपयोग करता है और यू-238 को पीयू-239 में परिवर्तित किया जाता है
- इसे फास्ट न्यूट्रॉन रिएक्टर के नाम से भी जाना जाता है
- कोई मॉडरेटर नहीं
- शीतलक द्रव Na है
स्टैग-3 (AHWR)
- चरण-3 का मुख्य उद्देश्य एक स्थायी परमाणु ईंधन चक्र प्राप्त करना है। उन्नत परमाणु प्रणाली का उपयोग यूरेनियम-233 और थोरियम के संयोजन के रूप में किया जाएगा। इस प्रकार, थर्मल ब्रीडर रिएक्टर का उपयोग करके भारत के विशाल थोरियम का दोहन किया जाएगा।
- थोरियम का उपयोग अंतिम चरण के लिए आरक्षित किया गया था क्योंकि महत्वपूर्ण उपलब्धता के बावजूद, ऊर्जा उत्पादन में थोरियम का उपयोग कुछ चुनौतियों से भरा रहा है। इसका प्रयोग सीधे तौर पर नहीं किया जा सकता.
- चूँकि यह एक उपजाऊ सामग्री है, इसका उपयोग केवल विखंडनीय सामग्री के साथ किया जा सकता है जिसे यूरेनियम, प्लूटोनियम या यूरेनियम -233 (थोरियम के विकिरण के बाद प्राप्त) से समृद्ध किया जा सकता है।
- थोरियम न्यूट्रॉन को अवशोषित करता है, जो तेजी से विकास के लिए फास्ट ब्रीडर रिएक्टर में अधिक कुशलता से अधिक प्लूटोनियम का उत्पादन कर सकता है।
- इसलिए, परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम के पहले या दूसरे चरण के शुरुआती भाग में थोरियम का उपयोग प्रारंभिक अवधि में परमाणु ऊर्जा उत्पादन क्षमता की वृद्धि दर पर प्रतिकूल प्रभाव डालेगा।
- इन कारणों से, थोरियम की बड़े पैमाने पर तैनाती को दूसरे चरण के बाद के भाग तक स्थगित कर दिया गया था। दूसरे चरण में फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों के संचालन के दौरान थोरियम को केवल एक इष्टतम बिंदु पर पेश किया जाना है।
- बिजली उत्पादन के लिए थोरियम का उपयोग मुख्य रूप से तीसरे चरण में किया जाना है।
AHWR: उन्नत भारी जल रिएक्टर: BARC विकसित हो रहा है
- ईंधन U-233 है लेकिन U-233 बनाने के लिए थोरियम का उपयोग किया जाएगा, इसलिए यह बहुत महत्वपूर्ण है
- शीतलक के रूप में हल्का पानी
- मॉडरेटर के रूप में भारी जल