भारत का परमाणु कार्यक्रम: तीन चरण, रिएक्टर और परीक्षण

भारत ने परमाणु ऊर्जा पर काम तब शुरू कर दिया था जब देश में एक भी बिजली देने वाला रिएक्टर नहीं था, और 1950 के दशक में बनी वह योजना आज भी देश की दिशा तय करती है। इसका कारण सीधा भूगर्भीय है: भारत के पास यूरेनियम के भंडार सीमित हैं पर थोरियम के भंडार दुनिया में सबसे बड़े भंडारों में हैं, जो केरल और ओडिशा के तटों की मोनाजाइट बालू में मिलते हैं। इसलिए कार्यक्रम इस तरह बनाया गया कि शुरुआत यूरेनियम से हो और अंत थोरियम पर, तीन जुड़े हुए चरणों में।

कार्यक्रम का ढांचा

परमाणु ऊर्जा आयोग 1948 में बना, जिसके अध्यक्ष होमी जहांगीर भाभा थे, और 1954 में परमाणु ऊर्जा विभाग बना, जिसे सीधे प्रधानमंत्री के अधीन रखा गया ताकि वह किसी एक मंत्रालय से बंधा न रहे। परमाणु ऊर्जा अधिनियम 1962 ने परमाणु खनिजों और परमाणु ऊर्जा के उत्पादन पर संघ सरकार को नियंत्रण दिया। भाभा, जो 1945 में टाटा मूलभूत अनुसंधान संस्थान स्थापित कर चुके थे, भारतीय परमाणु कार्यक्रम के जनक कहलाते हैं; 1966 में उनके निधन के बाद ट्रॉम्बे में बनी संस्था का नाम उनकी स्मृति में भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र रखा गया।

तीन चरणों का कार्यक्रम

• पहला चरण दाबित भारी जल रिएक्टरों का है, जो प्राकृतिक यूरेनियम जलाते हैं और जिनमें भारी जल मंदक तथा शीतलक दोनों का काम करता है। बिजली के साथ इनके खर्च हुए ईंधन में प्लूटोनियम 239 बनता है।
• दूसरा चरण तीव्र प्रजनक रिएक्टरों का है, जिनका ईंधन वही प्लूटोनियम है और जिनके क्रोड के चारों ओर थोरियम का आवरण रहता है। प्रजनक रिएक्टर जितना विखंडनीय पदार्थ खर्च करता है उससे अधिक बनाता है, और थोरियम का आवरण यूरेनियम 233 में बदल जाता है।
• तीसरा चरण उसी यूरेनियम 233 को तापीय प्रजनक रिएक्टरों में जलाता है, और उन्नत भारी जल रिएक्टर इसी चरण के लिए बनाया गया है। इसी बिंदु पर देश अपने थोरियम के बल पर चलने लगेगा।

कलपक्कम के तीव्र प्रजनक परीक्षण रिएक्टर ने दूसरे चरण की तकनीक सिद्ध की, और उसी स्थान पर भाविनी द्वारा बनाया गया 500 मेगावाट का प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर इसी चरण की बड़ी मशीन है।

अनुसंधान रिएक्टर और बिजलीघर

अप्सरा, जो 4 अगस्त 1956 को ट्रॉम्बे में क्रांतिक हुआ, एशिया का पहला परमाणु अनुसंधान रिएक्टर था। इसके बाद 1960 में सायरस और 1985 में ध्रुव आए, दोनों ट्रॉम्बे में। बिजली की ओर देखें तो महाराष्ट्र का तारापुर परमाणु बिजलीघर, जो 1969 में अमेरिकी सहयोग से शुरू हुआ, देश का पहला परमाणु बिजलीघर था और उसमें क्वथन जल रिएक्टर लगे हैं। रावतभाटा में कनाडा के सहयोग से बने राजस्थान बिजलीघर ने दाबित भारी जल रिएक्टर की शुरुआत की, और इसी डिजाइन को भारत ने अपना बनाकर तमिलनाडु के कलपक्कम, उत्तर प्रदेश के नरोरा, गुजरात के काकरापार और कर्नाटक के कैगा में दोहराया। तमिलनाडु का कुडनकुलम इनसे अलग है, क्योंकि वहां रूसी वीवीईआर प्रकार के दाबित जल रिएक्टर लगे हैं।

परीक्षण और अंतरराष्ट्रीय स्थिति

भारत ने अपना पहला परमाणु परीक्षण 18 मई 1974 को राजस्थान के पोखरण में स्माइलिंग बुद्धा नाम से किया और उसे शांतिपूर्ण परमाणु विस्फोट बताया। दूसरे दौर में 11 और 13 मई 1998 को पांच उपकरणों का परीक्षण हुआ, जिसे ऑपरेशन शक्ति कहा गया, और इसी की स्मृति में 11 मई को हर वर्ष राष्ट्रीय प्रौद्योगिकी दिवस मनाया जाता है। भारत ने परमाणु अप्रसार संधि और व्यापक परमाणु परीक्षण प्रतिबंध संधि पर हस्ताक्षर नहीं किए हैं और दोनों को भेदभावपूर्ण मानता है। अमेरिका के साथ हुए असैन्य परमाणु समझौते और 2008 में परमाणु आपूर्तिकर्ता समूह से मिली छूट के बाद भारत परमाणु ईंधन और तकनीक का व्यापार कर सका, जबकि उसके असैन्य रिएक्टर अंतरराष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी की निगरानी में आए और सामरिक रिएक्टर उससे बाहर रहे।

रिएक्टर कैसे काम करता है

विखंडन रिएक्टर में यूरेनियम 235 जैसा भारी नाभिक न्यूट्रॉन सोखकर टूटता है, जिससे ऊर्जा और और न्यूट्रॉन निकलते हैं, और मंदक उन न्यूट्रॉनों की गति घटाकर शृंखला अभिक्रिया चलाए रखता है। भारी जल, ग्रेफाइट और साधारण जल सामान्य मंदक हैं; कैडमियम या बोरॉन की नियंत्रक छड़ें न्यूट्रॉन सोखकर अभिक्रिया को स्थिर रखती हैं; और शीतलक, जो भारी जल, हल्का जल या तीव्र रिएक्टर में द्रव सोडियम हो सकता है, ऊष्मा बाहर लाकर भाप बनाता है। तीव्र प्रजनक रिएक्टर में मंदक होता ही नहीं, क्योंकि थोरियम 232 को यूरेनियम 233 में और यूरेनियम 238 को प्लूटोनियम 239 में बदलने के लिए तेज न्यूट्रॉन चाहिए।