വാർത്തകളിൽ എന്ത്?
ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധന ചക്രം (nuclear fuel cycle) പൂർത്തിയാക്കുന്നതിനായുള്ള നൂതന സാങ്കേതികവിദ്യകളെക്കുറിച്ചുള്ള പര്യവേക്ഷണം ഇന്ത്യൻ ആണവോർജ്ജ വകുപ്പ് (Department of Atomic Energy) തുടരുകയാണ്. ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടറുകളിൽ (fast breeder reactors) ഉപയോഗിച്ച ഇന്ധനം പുനരുപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്ന (reprocess) പൈറോപ്രോസസിംഗ് (pyroprocessing) എന്ന സാങ്കേതികവിദ്യ ഇതിലൊന്നാണ്. അമേരിക്കയിലെ ആർഗോൺ നാഷണൽ ലബോറട്ടറിയിൽ (Argonne National Laboratory) നടത്തിയ ഗവേഷണങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള അന്താരാഷ്ട്ര റിപ്പോർട്ടുകൾക്കും, ഇന്ത്യയുടെ മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളായുള്ള ആണവ പദ്ധതികളിൽ (three-stage nuclear programme) ഇതിനുള്ള പ്രാധാന്യത്തിനും ശേഷമാണ് ഈ വിഷയം ശ്രദ്ധേയമായത്.
പശ്ചാത്തലം
പരമ്പരാഗത റീപ്രോസസിംഗ് (traditional reprocessing) രീതിയിൽ, ഉപയോഗിച്ച യുറേനിയം ഇന്ധനം ആസിഡിൽ ലയിപ്പിച്ച ശേഷം സോൾവെന്റ് എക്സ്ട്രാക്ഷൻ (solvent extraction) വഴിയാണ് പ്ലൂട്ടോണിയവും യുറേനിയവും വേർതിരിക്കുന്നത്. ഇതിനു വിപരീതമായി, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്ന ഒരു ഇലക്ട്രോമെറ്റലർജിക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് (electrometallurgical technique) പൈറോപ്രോസസിംഗ്. ഉപയോഗിച്ച ഓക്സൈഡ് ഇന്ധനത്തെ ഏകദേശം 650°C-ൽ ഉരുകിയ ലിഥിയം ക്ലോರൈഡിൽ വച്ച് ലോഹമാക്കി (metal) മാറ്റുകയാണ് ആദ്യം ചെയ്യുന്നത്. തുടർന്ന് ഈ ലോഹ ഇന്ധനം ഒരു ഇലക്ട്രോ-റിഫൈനിംഗ് സെല്ലിൽ (electro-refining cell) സ്ഥാപിക്കുകയും, അവിടെ വൈദ്യുതിയോടിപ്പിച്ച് യുറേനിയവും ട്രാൻസ്യുറാനിക് ഘടകങ്ങളും (transuranic elements) കാഥോഡിൽ നിക്ഷേപിക്കുകയും ഫിഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ (fission products) ഉപ്പിൽ തന്നെ നിലനിർത്തുകയും ചെയ്യുന്നു. അവസാനം, യുറേനിയവും ആക്റ്റിനൈഡുകളും (actinides) സംയോജിപ്പിച്ച് ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടറുകൾക്കുള്ള പുതിയ ലോഹ ഇന്ധനമാക്കി (metallic fuel) മാറ്റുന്നു.
എന്തുകൊണ്ട് ഇത് പ്രാധാന്യമർഹിക്കുന്നു
- ചെറിയ പ്ലാന്റുകൾ: വലിയ അളവിലുള്ള ദ്രാവക മാലിന്യങ്ങൾക്ക് പകരം ലോഹങ്ങൾ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നതിനാൽ പൈറോപ്രോസസിംഗ് പ്ലാന്റുകൾ കൂടുതൽ കോംപാക്റ്റ് (compact) ആയിരിക്കും. ഉരുകിയ ലവണങ്ങളും (molten salts) ഉയർന്ന താപനിലയും കാരണം പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങൾ വേഗത്തിലാകുകയും വലിയ അളവിൽ ആസിഡിന്റെ ആവശ്യകത ഇല്ലാതാവുകയും ചെയ്യുന്നു.
- പ്രോലിഫറേഷൻ പ്രതിരോധം (Proliferation resistance): റീസൈക്കിൾ ചെയ്ത ഇന്ധനം യുറേനിയം, പ്ലൂട്ടോണിയം, മൈനർ ആക്റ്റിനൈഡുകൾ എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ്. ഇത് റേഡിയോ ആക്ടീവായും (self-radiating) വിഷമയമായും തുടരുന്നതിനാൽ, ആയുധ നിർമ്മാണത്തിനോ മറ്റ് ആവശ്യങ്ങൾക്കോ ഉപയോഗിക്കാൻ പ്രയാസമാണ്.
- ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടറുകളുമായുള്ള അനുയോജ്യത: ഇന്ത്യയുടെ 500 മെഗാവാട്ട് പ്രോട്ടോടൈപ്പ് ഫാസ്റ്റ് ബ്രീഡർ റിയാക്ടർ (PFBR) മിക്സഡ് ഓക്സൈഡ് ഇന്ധനമാണ് (mixed oxide fuel) ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നതിനേക്കാൾ കൂടുതൽ പ്ലൂട്ടോണിയം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു. ഈ ഇന്ധനത്തിന്റെ പുനരുപയോഗം സാധ്യമാക്കുന്നതിലൂടെ മൂന്ന് ഘട്ടങ്ങളായുള്ള ആണവ പദ്ധതിയുടെ (three-stage nuclear programme) രണ്ടാം ഘട്ടം നിലനിർത്താൻ പൈറോപ്രോസസിംഗിന് കഴിയും.
- മാലിന്യം കുറയ്ക്കൽ: ഫിഷൻ ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ നിന്ന് ദീർഘകാലം നിലനിൽക്കുന്ന ആക്റ്റിനൈഡുകളെ (long-lived actinides) വേർതിരിക്കുന്നതിലൂടെ, ഭൂമിക്കടിയിൽ സുരക്ഷിതമായി സൂക്ഷിക്കേണ്ടി വരുന്ന (geological disposal) ഉയർന്ന തോതിലുള്ള മാലിന്യങ്ങളുടെ (high-level waste) അളവും റേഡിയോടോക്സിസിറ്റിയും (radiotoxicity) കുറയ്ക്കാൻ ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ സഹായിക്കും.
- വികസന ഘട്ടം: പൈറോപ്രോസസിംഗ് ഇപ്പോഴും ഗവേഷണ ഘട്ടത്തിലാണ്. ആർഗോൺ നാഷണൽ ലബോറട്ടറി 1990-കളിൽ അവരുടെ ഇന്റഗ്രൽ ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടർ പ്രോജക്ടിനായി (integral fast reactor project) ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിരുന്നു. ദക്ഷിണ കൊറിയയും ജപ്പാനും പൈലറ്റ് പ്ലാന്റുകൾ സ്ഥാപിച്ചുവരികയാണ്. ഇന്ത്യയുടെ ഭാഭാ ആറ്റോമിക് റിസർച്ച് സെന്ററും (Bhabha Atomic Research Centre) ഇന്ത്യൻ ഇന്ധനങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമായ രീതിയിൽ ഈ പ്രക്രിയ മാറ്റിയെടുക്കാനുള്ള പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തിവരുന്നു.
ഉപസംഹാരം
ന്യൂക്ലിയർ ഇന്ധന ചക്രം പൂർത്തിയാക്കുന്നതിനും ഇന്ത്യയുടെ ഫാസ്റ്റ് റിയാക്ടർ സ്വപ്നങ്ങൾക്ക് കരുത്തേകുന്നതിനും പൈറോപ്രോസസിംഗ് വലിയൊരു സാധ്യത തുറന്നിടുന്നു. എന്നാൽ, ഉയർന്ന താപനിലയും വേഗത്തിൽ പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്ന ഉരുകിയ ലവണങ്ങളും (reactive molten salts) കാരണം ഈ സാങ്കേതികവിദ്യയ്ക്ക് കർശനമായ സുരക്ഷാ മുൻകരുതലുകൾ (stringent safety measures) ആവശ്യമാണ്. വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിന് മുമ്പായി തുടർച്ചയായ ഗവേഷണങ്ങളും, അന്താരാഷ്ട്ര സഹകരണവും, കർശനമായ നിയന്ത്രണങ്ങളും പരിശോധനകളും (regulatory oversight) അനിവാര്യമാണ്.