अणुविद्युतकेंद्रांचे प्रकार

अणुऊर्जेपासून विजेची निर्मिती – उत्तरार्ध

१. बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टर (बी.डब्ल्यू.आर)

सगळ्या प्रकारच्या व्यावसायिक न्यूक्लियर पॉवर स्टेशन्समध्ये पाण्याची वाफ करून ती टर्बाईनला पुरवली जाते, पण ‘बी.डब्ल्यू.आर’ या प्रकारात रिअॅक्टर व्हेसलमध्येच पाण्यापासून वाफ तयार होते. इतर प्रकारांच्या रिअॅक्टर्समध्ये त्यासाठी वेगळी उपकरणे असतात. बी.डब्ल्यू.आर.मध्ये ‘एन्रिच्ड युरेनियम’ हे फ्यूएल असते. ‘मॉडरेटर’ आणि ‘कूलंट’ या दोन्ही कामासाठी ‘डिमिनराइज्ड लाइट वॉटर’ (शुध्द केलेले साधे पाणी) वापरले जाते. रिअॅक्टरमधील प्रायमरी कूलंटच मॉडरेशनचे काम करतो. वरील क्र. १ या चित्रात बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टर असलेल्या पॉवर स्टेशनची रचना ढोबळ मानाने दाखवली आहे. रिअॅक्टर, टर्बाईन, कंडेन्सर आणि पंप यामधून पुनःपुनः फिरत राहणारे पाणी व वाफ यांचे अभिसरण अखंड चालत राहते.

रिअॅक्टरमध्ये अणूंच्या भंजनातून निर्माण झालेली जितकी ऊष्णता वाफेला मिळते त्यातल्या निम्म्याहून कमी ऊर्जेचे रूपांतर जनरेटरमध्ये विजेत होते आणि बाकीची ऊर्जा वाफेसोबत टर्बाईनच्या बाहेर येते. त्या वाफेला थंड करण्यासाठी कंडेन्सरमधील नळ्यांमध्ये थंड पाणी खेळत ठेवलेले असते. वाफेमध्ये असलेली ऊष्णता त्या पाण्याकडे जाऊन ते थोडे तापते आणि वाफेला थंड केले गेल्यामुळे तिचे पुन्हा पाण्यात रूपांतर होते. ते होत असतांना कंडेन्सरमधील नळ्यांमध्ये वहात असलेल्या पाण्यातून तिच्यातली ऊर्जा वीजकेंद्रातून बाहेर जाते आणि बाहेरील वातावरणात विलीन होते. रिअॅक्टरमध्ये निर्माण झालेल्या अणुऊर्जेमधील फक्त तीस चाळीस टक्के ऊर्जेचे विजेत रूपांतर होऊन साठ सत्तर टक्के स्थानिक पर्यावरणात मिसळते. पण याला इलाज नसतो. सुमारे दोन तृतीयांश ऊर्जेला वीजकेंद्राबाहेर टाकून देणारे असले कंडेन्सर कशाला हवे असा विचार मनात येईल, पण ते नसले तर टर्बाईनमधून बाहेर निघणारी वाफ तिच्याकडे असलेल्या ऊर्जेसकट थेट वातावरणात जाईल. त्यामुळे तिच्याकडे असलेली ऊर्जाही वाया जाईल आणि त्याबरोबर अत्यंत शुध्द असे मौल्यवान पाणीही नष्ट होईल.

शिवाय टर्बाईनमधील वाफ थेट वातावरणात सोडली तर ती तितक्याच दाबाने बाहेर पडेल पण कंडेन्सरमध्ये तिचे पाण्यात रूपांतर होतांना तिने व्यापलेली जागा रिकामी झाल्यामुळे अंशतः निर्वात पोकळी (पार्शल व्हॅक्यूम) निर्माण होते. वातावरणाएवढ्या दाबापासून ते अंशतः निर्वात पोकळीपर्यंतचा वाफेचा जास्तीचा प्रवास टर्बाईनमधून होत असल्यामुळे त्या वाफेतल्या ऊर्जेचा जास्तीत जास्त उपयोग होतो. या कारणांमुळे वीजनिर्मितीच्या प्रक्रियेत ‘कंडेन्सर’ हा सुध्दा एक महत्वाचा घटक ठरतो. औष्णिक विद्युत केंद्रातही (थर्मल पॉवर स्टेशनमध्ये) असेच घडते. रेल्वे इंजिन सोडले तर इतर बहुतेक सर्व ठिकाणी वाफेचा उपयोग झाल्यानंतर कंडेन्सरमधून त्यातले पाणी परत मिळवले जाते. जेम्स वॉटच्या काळापासून कंडेन्सरचा उपयोग केला जात आला आहे.

बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टरच्या मुख्य पात्राची (रिअॅक्टर व्हेसलची) अंतर्गत रचना चित्र क्र. २ मध्ये दाखवली आहे. या पात्राचा आकार एका ऊभ्या कॅपसूलसारखा असतो. त्याचा मुख्य भाग दंडगोलाकार (सिलिंड्रिकल) असतो आणि त्याच्या दोन्ही टोकांना घुमटाचा आकार दिलेला असतो. या मुख्य पात्राच्या आत एक दंडगोलाकार उपपात्र ठेवलेले असते, याला ‘कोअर श्राऊड’ असे म्हणतात. जेवढ्या भागात इंधन ठेवलेले असते आणि त्यातून ऊष्णता निर्माण होते त्याला ‘कोअर’ असे म्हणतात. कोअरचे आवरण म्हणजे ‘कोअर श्राऊड’ झाले. फ्यूएल आणि कंट्रोल रॉड्स यांना विवक्षित जागी व्यवस्थित रीत्या बसवण्यासाठी आणि आवश्यकतेनुसार त्यांना आतबाहेर करण्यासाठी सोयिस्कर अशी रचना या श्राऊडमध्ये केली जाते. पंपामधून येणारे पाणी कोअरच्या वरच्या भागात रिअॅक्टरमध्ये येते आणि कोअरच्या बाहेरील अंगाने वहात खालच्या भागात आल्यानंतर ते दिशा बदलून कोअरमधील फ्यूएलरॉड्सला स्पर्श करत वर चढते. तापलेल्या फ्यूएल रॉड्समुळे त्यात वाफेचे बुडबुडे तयार होतात आणि मागून येत असलेल्या पाण्याच्या रेट्याने ते वेगाने वर चढत जातात. ते एकत्र येऊन तयार झालेली वाफ रिअॅक्टर व्हेसलच्या वरच्या भागात जमा होत जाते. ‘स्टीम सेपरेटर’ नावाच्या उपकरणात त्या वाफेसोबत आलेले पाण्याचे कण वेगळे काढले जातात आणि बाष्पीभवनासाठी खालच्या भागात साभार परत पाठवले जातात. सेपरेट झालेली वाफ ‘स्टीम ड्रायर’ नावाच्या उपकरणात जाते. या भागात पाण्याच्या उरल्यासुरल्या थेंबांचे वाफेत रूपांतर होते आणि सुकी झालेली वाफ (ड्राय स्टीम) टर्बाईनकडे पाठवली जाते. टर्बाईनमध्ये वेगाने गेलेल्या वाफेच्या झोतात पाण्याचे थेंब असल्यास त्यांच्यामुळे टर्बाईनच्या पात्यांची झीज (इरोजन) होते. ते टाळण्यासाठी यासारख्या काही उपाययोजना केल्या जातात.

रिअॅक्टरमधून वाहणाऱ्या पाण्याच्या या मुख्य प्रवाहाशिवाय एक उपप्रवाह वहात असतो. रिअॅक्टर व्हेसलच्या खालच्या भागातून सतत थोडे पाणी बाहेर काढून ते सूक्ष्म छिद्रे असलेल्या चाळणीतून गाळले जाते (फिल्टरिंग) आणि त्याचे शुध्दीकरण (प्यूरिफिकेशन) करून झाल्यावर ते पाणी पुन्हा मुख्य प्रवाहात आणून सोडले जाते. यामुळे या अत्यंत महत्वाच्या पाण्यात कचरा साठत नाही. काही ठिकाणी या पाण्यातील ऊष्णतेपासून कमी दाबाची वाफ तयार करतात आणि वीजनिर्मितीसाठी तिचा उपयोग करून घेतात. रिअॅक्टर व्हेसलचा वरचा भाग स्टीम सेपरेटर आणि स्टीम ड्रायर यांनी व्यापलेला असल्यामुळे कंट्रेल रॉड्सना वरखाली करणारी यंत्रणा खालच्या बाजूने बसवलेली असते. या यंत्रांना चालवण्यासाठी वीज लागते तसेच त्यांची देखभाल व दुरुस्ती करावी लागते. या कारणांमुळे ही यंत्रे वेगळ्या खोलीत असतात आणि त्यांना उभ्या दांड्यांच्या द्वारे कंट्रोल रॉड्सबरोबर जोडले जाते.

अॅटॉमिक रिअॅक्टरला ‘शट डाऊन’ करून त्यामध्ये चालत असलेली भंजनाची क्रिया बंद केली तरीसुध्दा त्यानंतर त्यातून ऊष्णता बाहेर पडतच राहते. युरेनियममधून अणूऊर्जा बाहेर पडणे थांबले असले तरी त्याच्या फिशन प्रॉडक्ट्समधून निघणाऱ्या विकिरणांमधून ती ऊर्जा बाहेर निघत राहते. निखारे विझल्यानंतरसुध्दा बराच वेळ राख धगधगत राहते, हा प्रकार तसाच पण खूप मोठ्या प्रमाणावर आहे. ही क्रिया हळूहळू आपोआप कमी कमी होत असते, पण तिला प्रतिबंध करण्याचा कोणताही उपाय अस्तित्वात नाही. ही नको असलेली ऊष्णता वाहून नेण्याची व्यवस्था करणे एवढेच करणे शक्य तसेच आवश्यक असते आणि त्यासाठी अनेक प्रकारच्या उपाययोजना केलेल्या असतात. रिअॅक्टरमधून जाणारे मुख्य आणि उपप्रवाह या दोन्हींच्या मार्गात निरनिराळे ‘हीट एक्स्चेंजर्स’ बसवलेले असतात. रिअॅक्टरमध्ये तप्त होऊन बाहेर निघालेले पाणी यात जाऊन थंड होऊन रिअॅक्टरमध्ये परत येते.

रिअॅक्टरमधून वाहणाऱ्या पाण्याला ‘प्रायमरी कूलंट’ असे म्हणतात. त्याच्या मार्गावरील उपकरणे किंवा पाईपलाईन यात कोठेही बिघाड झाला आणि त्या पाण्याची गळती झाली तर रिअॅक्टरला पुरेसे पाणी मिळणार नाही. याला ‘लॉस ऑफ कूलंट अॅक्सिडेंट’ (लोका) असे म्हणतात. त्यामुळे रिअॅक्टरमधले तपमान वाढून ते धोकादायक ठरू शकते. यामुळे अशा परिस्थितीत प्रायमरी कूलंट सर्किटमध्ये जास्त पाणी टाकण्याचे अनेक उपाय केलेले असतात. तसेच रिअॅक्टरच्या बाहेर किरणोत्सर्ग होऊ नये यासाठी रिअॅक्टरच्या सर्व बाजूंनी अत्यंत कडेकोट बंदोबस्त करून ठेवलेला असतो. रिअॅक्टर व्हेसलच्या सर्व बाजूने एक एअरटाइट ‘कंटेनमेंट’ असते. ते पाइपलाइन्सच्या सहाय्याने एका ‘व्हेपर सप्रेशन पूल’ला जोडलेले असते. रिअॅक्टरमधून वाफ बाहेर निघाल्यास ती आधी या कंटेनमेंटच्या ‘ड्रायवेल’ या भागात येते आणि पाइपांमधून पूलमधील पाण्यात सोडली गेल्याने ती त्या पाण्यात शोषली जाते. त्या वाफेसोबत आलेली ड्रायवेलमधली हवा ‘वेटवेल’मध्ये जाते. सप्रेशन पूलमधील पाण्याला थंड करण्याची वेगळी व्यवस्था असते, गरज पडल्यास त्यात भर घालण्याची सोय केलेली असते, तसेच त्यातले पाणी पंपाने उपसून ते तडक रिअॅक्टरमध्ये नेऊन सोडण्याची व्यवस्थासुध्दा असते. जगातील शंभरातल्या नव्याण्णऊ रिअॅक्टरमध्ये यातल्या कशाचीच प्रत्यक्ष गरज कधीच पडलेली नाही. पण ती तरतूद करणे अत्यंत आवश्यक असते आणि प्रसंग पडला तर त्यांचा उपयोग करून संभाव्य अनर्थ टाळता येतो.

या तरतुदी अंमलात आणण्यासाठी काही पंप चालणे, व्हॉल्व्हची उघडझाप होणे गरजेचे असते. ते काम करण्यासाठी विजेचे अनेक पर्याय दिलेले असतात. पॉवर स्टेशनमध्ये तयार होणारी वीज, बाहेरच्या ग्रिडमधून येणारी वीज, इमर्जन्सी डिझेल जनरेटर, बॅटरी बॅक अप अशा निरनिराळ्या स्त्रोतांकडून ती येत असल्याने कधीच तिचा तुटवडा पडत नाही आणि त्याच वेळी नेमका लोका अपघात होण्याची शक्यता अत्यंत कमी असते. पण फुकुशिमा येथील दाइ इची या एका स्टेशनमध्ये सुनामीमुळे आधी विजेचे सगळेच स्त्रोत एका झटक्यात निकामी झाले आणि त्यामुळे लोकासारखी परिस्थिती उद्भवली. टँकमध्ये साठवलेले पाणी आणि बॅटरी बँक या तरतुदी काही काळ कामाला येतात आणि नव्या पुरवठ्याची व्यवस्था करण्यासाठी सवड मिळते. एरवी तेवढ्या अवधीमध्ये ती करता आली असती, पण विक्रमी भूकंप आणि सुनामी यांनी केलेल्या पडझडीने जपानच्या त्या भागातले सारे जनजीवनच उध्वस्त झाल्यामुळे केलेले शर्थीचे प्रयत्न तोटके पडले. फुकुशिमा याच ठिकाणी असलेल्या दुसऱ्या पॉवर स्टेशनमध्ये मात्र या आणीबाणीच्या व्यवस्था कामाला आल्या आणि त्या स्टेशनमध्ये मोठा अपघात झाला नाही.

रिअॅक्टरमध्ये प्रायमरी कूलंट या कामासाठी वापरले जात असलेले पाणी गाळून घेतले असले तरी त्या गाळण्याच्या (फिल्टरच्या) सूक्ष्म छिद्रातून आरपार जाऊ शकणारे अतिसूक्ष्म कण शिल्लक राहतात. तसेच आयन एक्स्चेंजरमध्ये शुध्द केलेल्या पाण्यातही अत्यल्प प्रमाणात विरघळलेले क्षार शिल्लक असतातच. पीपीएम (पार्ट्स पर मिलियन किंवा दशलक्षात अमूक एवढे भाग) इतक्या कमी प्रमाणात ही अशुध्द द्रव्ये त्यात शिल्लक राहतात. एरवी त्यांचा काही उपसर्ग नसतो. पण हे पाणी रिअॅक्टरमधून जात असतांना तेथील न्यूट्रॉन्सच्या साम्राज्यात काही न्यूट्रॉन्स या अशुध्द द्रव्यांमध्ये शोषले जातात, तसेच पाण्यामधील हैड्रोजन आणि ऑक्सीजन या मूलद्रव्यांवरसुध्दा न्यूट्रॉन्स परिणाम करतात. यामुळे हे पाणी रेडिओअॅक्टिव्ह बनते. याच पाण्याची वाफ टर्बाईन, कंडेन्सर वगैरेमध्ये जात असल्यामुळे हा सारा भाग माणसांनी प्रवेश करण्यायोग्य रहात नाही. रिअॅक्टर सुरू असतांना निरीक्षण किंवा देखरेख या कामासाठीसुध्दा कोणीही या भागात जाऊ शकत नाही. ही कामे करण्यासाठी रिअॅक्टर शट डाऊन करून रेडिओअॅक्टिव्हिटी कमी होण्याची वाट पहात काही काळ थांबावे लागते. बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टरमध्ये ही एक उणीव असते.

सन २०११ मध्ये जगभरात बी.डब्ल्यू.आर. या प्रकारचे ९२ रिअॅक्टर्स होते आणि त्यांची एकंदर क्षमता ८४००० मेगावॉट्स एवढी होती. हा प्रकार दुसऱ्या क्रमांकावर आहे आणि बरीच वर्षे राहणार आहे. भारतामध्ये तारापूर येथे उभारलेला सर्वात पहिला अणुविद्युत प्रकल्प या प्रकारचा होता. त्यानंतर भारतात पुन्हा अशा प्रकारच्या रिअॅक्टरची उभारणी केली गेली नाही.

******************

भाग २ : प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टर

शेगडीवर ठेवलेल्या उघड्या पातेल्यातले चहाचे आधण सुमारे १०० अंश सेल्शियस तपमानाला उकळू लागते, पण प्रेशर कूकरच्या हवाबंद पात्रातील वाफ कोंडलेली असल्यामुळे तिचा दाब वाढत जातो. जेंव्हा तो वातावरणातल्या हवेच्या दाबाच्या दुप्पट होतो तेंव्हा कूकरमधील उकळणाऱ्या पाण्याचे तपमान सुमारे १२० अंशापर्यंत वर जाते. दाब वाढल्यामुळे पाण्याच्या उत्कलनबिंदूमध्ये वाढ होते. पाण्याच्या या गुणधर्माचा उपयोग प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमध्ये करून घेतला जातो

या रिअॅक्टरच्या पात्राचा (रिअॅक्टर व्हेसलचा) आकारसुद्धा एका प्रचंड उभ्या कॅपसूलसारखाच असतो आणि यातही समृद्ध (एन्रिच्ड) युरेनियम हेच इंधन वापरले जाते. प्राथमिक शीतलक (प्रायमरी कूलंट) सुद्धा साधे पाणीच (लाइट वॉटर) असते, मात्र यातील पाण्याचा दाब सुमारे १५० बार म्हणजे हवेच्या दाबाच्या सुमारे दीडशेपट एवढा असतो. युरेनियमच्या भंजनातून (फिशन मधून) निघणाऱ्या ऊर्जेने या पाण्याचे तपमान सुमारे सव्वातीनशे अंशावर जाते. तरीही ते पाणी उकळून त्याची वाफ न होता ते पाणी द्रवरूपातच राहते. उच्च दाबाचे अतीशय तप्त असे हे पाणी स्टीम जनरेटरकडे पाठवले जाते.

स्टीम जनरेटर हा शेल अँड ट्यूब प्रकारचा हीट एक्स्चेंजर असतो. या प्रकारात एक शेल किंवा बाह्य पात्र असते आणि त्यात ट्यूब्ज म्हणजे अनेक नलिकांचे मोठमोठे जुडगे बसवलेले असतात. एक द्रव या शेलमधून तर वेगळाच द्रव नलिकांमधून वहात असतो. यातला एक द्रव ऊष्ण आणि दुसरा थंड असतो. हे दोन्ही द्रव निरनिराळ्या द्वारांतून हीट एक्स्चेंजरमध्ये प्रवेश करतात आणि वेगवेगळ्या मार्गाने वहात असतात. ते कुठेही एकमेकात मिसळत नाहीत, पण त्यांच्या सान्निध्यामुळे ऊष्ण द्रवामधून त्यातली ऊष्णता थंड द्रवाकडे वहाते. त्यामुळे ऊष्ण द्रवाचे तपमान कमी होते आणि थंड द्रवाचे वाढते. हीट एक्स्चेंजरमधून बाहेर पडतांना त्या दोन्ही द्रवांचे तपमान एकमेकांच्या जवळ येते.

स्टीम जनरेटरच्या शेलचा आकार बहुतेक ठिकाणी मशरूमसारखा असतो आणि त्यात यू या अक्षराप्रमाणे वाकवलेल्या शेकडो नलिकांचे गठ्ठे (ट्यूब बंडल्स) बसवलेले असतात. या नलिका एकमेकींना चिकटणार नाहीत आणि प्रत्येक नळीच्या सर्व बाजूंना पाण्याला मुक्तपणे वाहण्यासाठी मोकळी जागा राहील याची काळजी घेतलेली असते. रिअॅक्टरमधून बाहेर निघालेले प्रायमरी कूलंटचे तप्त पाणी स्टीम जनरेटरच्या नलिकांमधून वहाते. त्या नलिकांच्या बाहेरच्या बाजूला शेलमधून सेकंडरी पाणी वहात असते. ते तापून त्याची वाफ होते आणि शेलच्या वरच्या फुगीर भागातल्या ड्रममध्ये गोळा होते. त्यापुढील भाग म्हणजे टर्बाइन, कंडेन्सर वगैरे सारे काही बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टरसारखेच असते.

स्टीम जनरेटरच्या ट्यूब्जमधून एका बाजूने आत शिरलेले प्रायमरी कूलंटचे ऊष्ण पाणी दुसऱ्या बाजूने बाहेर पडते तेंव्हा त्याचे तपमान कमी झाले असले तरी ते उकळत असलेल्या सेकंडरी कूलंटच्या मानाने जास्तच असणे आवश्यक असते कारण तसे असले तरच त्या पाण्यातील ऊष्णतेचा वाफ तयार करण्याच्या कामात उपयोग होऊ शकतो. वाफेचे तपमान जितके जास्त असेल तेवढी जास्त वीजनिर्मिती होत असल्याकारणाने ते सुमारे अडीचशे अंशांच्यावर ठेवण्यात येते. याचा अर्थ थंड होऊन परतणारे प्रायमरी पाणीसुद्धा २६०-२७० अंश इतके गरम असते. या तपमानाला ते द्रवरूप राहण्यासाठी त्याचा दाब भरपूर असणे आवश्यक असते. स्टीम जनरेटरच्या अरुंद नलिकांमधून वहात असतांना पाण्याचा दाब कमी होऊन वातावरणाच्या सुमारे शंभरपट एवढा झालेला असतो. (प्रत्येक रिअॅक्टर आणि स्टीम जनरेटरचा आकार, क्षमता आणि अंतर्गत रचना यांच्यानुसार हे आकडे वेगळे असतात. साधारण अंदाज यावा म्हणून वरील आकडे दिले आहेत.) हे पाणी पंपाद्वारे पुन्हा रिअॅक्टरकडे पाठवले जाते आणि तिथली ऊष्णता घेऊन स्टीम जनरेटरकडे. अशा प्रकारे त्याचे अभिसरण चालत राहते.

यातील पंपाचा उपयोग पाण्याचा दाब वाढवण्यासाठी होत असला तरी त्या दाबाचे नियंत्रण करण्यासाठी प्रेशरायजर नावाचे वेगळे उपकरण बसवतात. कॅपसूलच्याच आकाराच्या या पात्रातला खालचा भाग पाण्याने भरलेला असतो आणि वरील भागात वाफ असते. पाण्याचे तापमान वाढले तर ते प्रसरण पावून त्याचा दाबही वाढतो. या वेळी प्रेशरायजरच्या माथ्यावर बसवलेला थंड पाण्याचा स्प्रे सुरू होतो. त्यामुळे थोड्या वाफेचे रूपांतर पाण्यात होऊन तिने व्यापलेली जागा रिकामी होते आणि तिचा दाब कमी होतो. पाण्याचे तापमान कमी होऊन ते आकुंचन पावले तर प्रेशरायजरमधला इलेक्ट्रिक हीटर सुरू होतो आणि पाण्याचे रूपांतर वाफेत करून तिचा दाब वाढवतो.

प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमधले प्रायमरी कूलंटचे पाणी फक्त रिअॅक्टर, स्टीम जनरेटर आणि पंप एवढ्यांमध्येच फिरत राहते. ही सारी उपकरणे रिअॅक्टर बिल्डिंगच्या कंटेनमेंटच्या आत ठेवलेली असल्यामुळे सारा किरणोत्सार फक्त तेवढ्या जागेत बंदिस्त राहतो. टर्बाईन, जनरेटर, कंडेन्सर वगैरे इतर सारे भाग त्यापासून मुक्त राहतात. त्यांच्या देखभालीसाठी आणि गरज पडल्यास दुरुस्तीसाठी त्या भागांमध्ये केंव्हाही जाता येते. पीडब्ल्यूआरचा हा सर्वात महत्वाचा फायदा असतो. २०११ मध्ये जगातील ४४२ पैकी २६९ म्हणजे निम्म्याहून जास्त रिअॅक्टर्स या प्रकारचे होते आणि जगातील ३७५ पैकी २४८ गीगावॉट म्हणजे दोन तृतीयांश विजेचे उत्पादन त्यातून होत होते.

या रिअॅक्टरच्या प्रायमरी कूलंट सर्किटमधील कोणतेही पात्र, पंप, पाइप किंवा इतर कोणत्याही उपकरणामधून पाण्याची थोडी गळती झाली तर त्याची भरपाई प्रेशराइजरमधून आपोआप होते आणि त्यातील पाण्याची पातळी खाली जाऊन धोक्याची पूर्वसूचना मिळते. इमर्जन्सी कोअर कूलिंग सिस्टममध्ये अशा अॅक्सिडेंटच्या वेळी उपयोगात आणण्यासाठी अनेक राखीव उपाययोजना करून ठेवलेल्या असतात आणि त्यांचा उपयोग करून रिअॅक्टरला पुरेसे पाणी पुरवले जाते. रिअॅक्टरच्या तुलनेत स्टीम जनरेटर अधिक उंचावर ठेवलेले असतात. विजेचा पुरवठा पुरता ठप्प झाल्यामुळे प्रायमरी पंप बंद पडले तरीही रिअॅक्टरमधील पाणी तापून हलके होते आणि आपोआप वरच्या बाजूला असलेल्या स्टीमजनरेटरकडे जाते आणि तिथे थंड झाल्यामुळे वजनाने जड झालेले पाणी गुरुत्वाकर्षणाने खालच्या बाजूला रिअॅक्टरमध्ये परतते. अशा प्रकारे रिअॅक्टर थंड होत राहतो. याला नैसर्गिक पुनराभिसरण (नॅचरल रिसर्क्युलेशन) म्हणतात. ते घडवून आणण्यासाठी स्टीम जनरेटरला केला जाणारा थंड सेकंडरी पाण्याचा पुरवठा रेडिओअॅक्टिव्ह क्षेत्राच्या बाहेरून होत असल्यामुळे त्यावर नियंत्रण करणे किंवा त्याची पर्यायी व्यवस्था करणे तुलनेने सोपे असते. यामुळे प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमधील संभाव्य गंभीर अॅक्सिडेंट हाताळणारी यंत्रणा बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टरपेक्षा जास्त भरोशाची असते असे म्हणता येईल. थ्री माइल आयलंड येथे झालेल्या घटनेमुळे तिचा अनुभव आलेला आहे. त्या रिअॅक्टरमध्येही कोअर मेल्टडाउनपर्यंत बिघाड झाला होता, पण किरणोत्सार मात्र आटोक्यात राहिला. त्या अणुशक्तीकेंद्राच्या बाहेर पडला नाही.

रशीयाच्या सहाय्याने उभारलेले, प्रत्येकी १००० मेगावॉट क्षमतेची दोन युनिट्स असलेले, अणुविद्युतकेंद्र कन्याकुमारीजवळ कूडनकूलम या ठिकाणी कार्यरत आहे. ते आताच भारतातले सर्वात मोठे केंद्र आहे आणि तिथे आणखी दोन नव्या युनिट्सची उभारणी सुरू झाली आहे.

****************

भाग ३ : ग्राफाइट मॉडरेटेड आणि गॅस कूल्ड रिअॅक्टर्स

वीज आणि ऊष्णता या ऊर्जेच्या दोन रूपांमध्ये काहीसा एकतर्फी संबंध असतो. आपल्या घरातले दिवे, टोस्टर, गीजर किंवा कारखान्यातल्या विजेच्या भट्ट्या, वेल्डिंग मशीन्स वगैरे असंख्य उपकरणांमध्ये विजेचे रूपांतर ऊष्णतेमध्ये सहजपणे होते. त्यासाठी या उपकरणातून विजेचा प्रवाह फक्त वहात जातो आणि त्याच्या वहनाला होत असलेल्या अडथळ्यामुळे ऊष्णता बाहेर पडते. पण याच्या उलट ऊष्णतेच्या इकडून तिकडे जाण्यामधून मात्र वीज तयार होत नाही. थर्मोकपलमध्ये अत्यंत सूक्ष्म प्रमाणात ऊष्णतेपासून वीज मिळते आणि त्यावरून ऊष्ण वस्तूचे तपमान मोजता येते. कृत्रिम उपग्रहांमधील थर्मोपाइल्समध्ये अशा प्रकारे अल्पशी वीज तयार करून काही इन्स्ट्रुमेंट्स चालवण्यासाठी तिचा उपयोग केला जातो. पण ऊष्णतेपासून मोठ्या प्रमाणावर थेट वीज निर्माण करण्याचे सुलभ तंत्रज्ञान आजमितीला उपलब्ध नाही. ऊष्णतेचा उपयोग करून पाण्याची वाफ बनवायची आणि त्यावर इंजिन किंवा टर्बाइन चालवून त्याला विजेचा जनरेटर जोडायचा हाच राजमार्ग साठ वर्षांपूर्वी उपलब्ध होता आणि आजही त्यात फारसा फरक पडलेला नाही.

अणू ऊर्जेचा शोध लागल्यानंतर तिचा वीजनिर्मितीसाठी वापर करण्याच्या दिशेने संशोधन सुरू झाले. शिकागो पाइल या पहिल्या मानवनिर्मित रिअॅक्टरमध्ये अणूऊर्जेची निर्मिती झाली. पण या प्रयोगाची माहिती या कानाची त्या कानालासुद्धा कळणार नाही याची दक्षता त्या काळात घेतली होती. अमेरिकेत हा यशस्वी प्रयोग झाला असला तरी रशिया, इंग्लंड, जर्मनी आदि इतर प्रगत देशातसुद्धा यावर गुप्तपणे संशोधन चालले होतेच. अणूशक्तीच्या क्षेत्रामधील त्यांची स्पर्धा पडद्या आड चालली होती. तो काळ महायुद्धाचा होता आणि संशोधकांचे लक्ष विनाशकारी अस्त्रांच्या निर्मितीवर एकवटले होते. तरीसुद्धा त्याबरोबर विजेच्या निर्मितीसाठीही संशोधन होत होते आणि युद्ध संपल्यानंतर त्याला वेग आला.

शिकागो पाइल या पहिल्या मानवनिर्मित रिअॅक्टरमध्ये युरेनियम हे इंधन आणि ग्राफाइट हे मॉडरेटर होते. प्रयोगासाठी रचना आणि पुनर्रचना करायला हे सोयीचे होते. या विषयावर अत्यंत गुप्तता बाळगण्याच्या त्या काळात अमेरिकेखेरीज इतर प्रगत राष्ट्रांनीसुद्धा अशा प्रकारचे प्रायोगिक रिअॅक्टर बनवले असणारच. त्यापासून वीजनिर्मितीसाठी करण्याचे प्रयत्नही सगळ्यांनी गुपचुपपणे निरनिराळ्या मार्गांनी केले. त्यांना यश येऊन त्यापासून तयार झालेली वीज ग्राहकांना पुरवली जाऊ लागल्यानंतर त्याविषयीची माहिती हळूहळू बाहेर आली. ग्राफाइट मॉडरेटेड रिअॅक्टर आणि साधा बॉयलर यांचा संयोग करून सोव्ह्एट युनियनने आरबीएमके नावाचे रिअॅक्टर्स उभारले. रशियन भाषेत (reaktor bolshoy moshchnosti kanalniy म्हणजे High Power Channel-type Reactor). या रिअॅक्टरमध्ये बसवलेल्या नलिकांमधून पाणी आत सोडले जाते आणि ते उकळून तयार झालेली वाफ बाहेरील ड्रममध्ये जमा होते. अशा प्रकारचे रिअॅक्टर्स फक्त कम्युनिस्ट जगातच होते. इतर कोणी त्यांची उभारणी केली नव्हती. १९८६ साली झालेल्या चेर्नोबिल येथील अॅक्सिडेंटनंतर अशा प्रकारचे नवे रिअॅक्टर्स उभारणे बंद झाले. सोव्हिएट युनियनची शकले झाल्यानंतर युक्रेन आणि लिथुआनियामधले चालत असलेले सारे आरबीएमके रिअॅक्टर बंद केले गेले. रशियामध्ये मात्र असे काही रिअॅक्टर्स मूळच्या डिझाइनमध्ये सुधारणा करून अजूनही कार्यरत आहेत. आरबीएमके रिअॅक्टर्समध्ये प्रत्यक्षात किंचित समृद्ध (स्लाइटली एन्रिच्ड) युरेनियम हे इंधन वापरले जाते. पण नैसर्गिक युरेनियम आणि नैसर्गिक पाणी यांचा उपयोग करून रिअॅक्टर्स उभे करणे अशा प्रकारात तात्विक दृष्ट्या (थिअरॉटिकली) शक्य आहे. यामुळे त्यातल्या तांत्रिक अडचणींवर मात करता आली आणि त्याच्या सुरक्षिततेची संपूर्णपणे विश्वासार्ह अशी भक्कम प्रकारची व्यवस्था करता आली तर भविष्यकाळात या प्रकाराचे पुनरागमन होण्याची शक्यता नाकारता येत नाही. सध्या मात्र याचे महत्व संपुष्टात आले आहे.

अमेरिकेतील विद्युत निर्मितीचे काम पूर्णपणे खाजगी क्षेत्रात चालते. त्यामुळे यातील नफातोट्याचा विचार करून त्यात भांडवल गुंतवले जाते. त्या देशात पीडब्ल्यूआर आणि बीडब्ल्यूआर हे दोनच प्रकार मुख्यत्वाने पुढे आले, इतकेच नव्हे तर अशा प्रकारचे रिअॅक्टर्स अमेरिकन कंपन्यांनी जगभर अनेक देशांना विकले. महायुद्ध संपल्यानंतरच्या काळात तत्कालीन राजकीय आणि आर्थिक परिस्थितीचा विचार करून ब्रिटिश सरकारने ग्राफाइट मॉडरेटेड आणि गॅस कूल्ड रिअॅक्टर्सना भरघोस पाठिंबा दिला. मॅग्नॉक्स या नावाने प्रसिद्ध झालेले हे रिअॅक्टर्स यूकेमधील अनेक जागी स्थापले गेले. अणूशक्तीचा अभ्यास आणि विकास यासाठी रिअॅक्टर पाहिजेत आणि त्यातून निघालेली ऊष्णता बाहेर काढून त्यांना थंड करणेही आवश्यकच असते. या ऊष्णतेचा उपयोग करून घेऊन जमेल तेवढी वीजनिर्मिती करून घ्यावी असा सूज्ञ विचार करून पन्नास साठ ते दीड दोनशे मेगावॉट क्षमतेचे वीस पंचवीस रिअॅक्टर त्यांनी बनवले आणि त्यांचा प्राथमिक उद्देश सफळ झाल्यानंतर ते मोडीतही काढले. त्यातला सर्वात मोठा सुमारे पाचशे मेगावॉट क्षमतेचा प्लँटही आता चाळीस वर्षे चालवल्यानंतर लवकरच निवृत्त होण्याच्या मार्गावर आहे. हे सारे रिअॅक्टर्स एका प्रकारे प्रायोगिक अवस्थेतले असल्यामुळे त्यांचे आकार आणि अंतर्गत रचना यात फरक आहेत. या सर्वांमध्ये नैसर्गिक युरेनियम हे इंधन, ग्राफाइट हे मॉडरेटर आणि कर्बद्विप्राणील ( कार्बन डायॉक्साइड) वायू हे कूलंट असतात. यातील युरेनियम फ्यूएल रॉड्सवर मॅग्नेशियम अॅलॉय (मिश्रधातू) चा मुलामा दिलेला असतो म्हणून याचे नाव मॅग्नॉक्स असे पडले. रिअॅक्टरमधील ऊष्णता घेऊन तप्त झालेला हा वायू एका हीट एक्स्चेंजर किंवा स्टीम जनरेटरमध्ये जातो. त्यातल्या सेकंडरी साइडमध्ये पाण्याची वाफ तयार होते. उरलेले सगळे इतर रिअॅक्टर्स सारखेच असते.

मॅग्नॉक्स या पहिल्या पिढीतल्या प्रायोगिक रिअॅक्टर्सच्या अनुभवाच्या आधारावर अॅडव्हान्स्ड गॅस कूल्ड रिअॅक्टर्स (एजीआर) हे अकराबाराशे मेगावॉट्स क्षमतेचे रिअॅक्टर्स व्यावसायिक पायावर उभारले गेले. जास्त कार्यक्षमता मिळवण्यासाठी वाफेचे तपमान जास्त हवे, त्यासाठी कार्बन डायॉक्साइड कूलंटला जास्त तापवायला पाहिजे आणि ते सहन करण्याची क्षमता मॅग्नॉक्समध्ये नसल्यामुळे त्याऐवजी स्टेनलेस स्टीलचे अवगुंठन इंधनावर दिले गेले. त्यामुळे नैसर्गिक युरेनियम वापरता येत नाही म्हणून समृद्ध (एन्रिच्ड) युरेनियम आले. हा रिअॅक्टर चालत असतांनाच त्यात नवे फ्यूएल घालावयाची मूळ योजना होती, पण हे ऑन पॉवर फ्यूएलिंग बिनभरवशाचे ठरले आणि त्यासाठी रिअॅक्टर बंद (शट डाउन) करण्याची आवश्यकता पडू लागली. असे करता करता अखेर हे रिअॅक्टर्स चालवणे मूळ अपेक्षेच्या तुलनेत महागात पडू लागले आणि अशा प्रकारचे रिअॅक्टर्स नव्याने उभे करणे बंद झाले. तीस पस्तीस वर्षांपूर्वी उभे केलेले सात आठ रिअॅक्टर्स मात्र व्यवस्थित रीत्या चालवले जात आहेत आणि त्यांचे जीवनमान संपल्यावर यथावकाश त्यांना निवृत्त केले जाण्याची योजना आहे. वाफ आणि कूलंटचे दाब (प्रेशर), तपमान (टेंपरेचर) आणि त्यांचे प्रवाह या सगळ्याच बाबतीतल्या संख्या मॅग्नॉक्सच्या मानाने एजीआरमध्ये मोठ्या असतात. यातील स्टीम जनरेटर्ससुद्धा रिअक्टरच्या कोठडीत (व्हॉल्ट) बंदिस्त असल्यामुळे प्रायमरी कूलंट त्याच्या बाहेर जात नाही. हा एक महत्वाचा फरक आहे.

भारतामध्ये यातल्या कोणत्याही प्रकारचा रिअॅक्टर उभारलाच नाही आणि तशी योजनाही नाही. त्यामुळे त्यांच्यासंबंधीची माहिती फक्त उत्सुकतेपोटी गोळा केली जाते. आपल्याला त्याचा प्रत्यक्ष उपयोग करण्याची गरज पडत नाही.

************

भाग ४ – प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टर्स

तांदूळ निवडतांना आपण त्यातले वेगळे दिसणारे खडे वेचून त्यांना काढून टाकतो, पिठामधल्या कोंड्याचे कण आकाराने मोठे असल्यामुळे चाळणीतून खाली पडत नाहीत, रेती धुतली तर त्यातली माती पाण्याबरोबर वाहून जाते, पाण्यात मिसळलेला मद्यार्क (अल्कोहोल) त्याला उकळवून पाण्यापासून वेगळे केला जातो. एकमेकात मिसळलेले भिन्न पदार्थ अशा अनेक पध्दती वापरून आपल्याला पुन्हा वेगवेगळे करता येतात कारण त्या दोहोंच्या गुणधर्मात काही महत्वाचे फरक असतात. त्या फरकामुळे आपण त्यांचे वेगळेपण ओळखून त्यांना बाजूला करू शकतो. पण मूलद्रव्यांचे वेगवेगळे आयसोटोप्स मात्र सर्वच दृष्टीने अगदी एकसारखे असतात, त्यांचे एकूण एक भौतिक व रासायनिक गुणधर्म (फिजिकल आणि केमिकल प्रॉपर्टीज) जवळ जवळ समान असतात, त्यांचे अतीसूक्ष्म अणू एकमेकात बेमालूम मिसळलेले असतात. घन किंवा द्रवरूप अवस्थेत ते अणू जवळच्या इतर अणूंना घट्ट चिकटलेले असल्यामुळे त्यांना वेगळे करणे अशक्यच असते. वायूरूप स्थितीत मात्र प्रत्येक अणू स्वतःच सुटा होऊन फिरत असतो पण तो सुपरसॉनिक विमानाच्या गतीने दाही दिशांना भरकटत असतो. वेगवेगळ्या आयसोटोप्सच्या अशा गतीमान अणूंना गोळा करून त्यांचे निरनिराळे समूह करणे कोणत्याही सोप्या क्रियेने शक्य नसते. थोडक्यात सांगायचे तर आयसोटोप्सना सहजासहजी वेगळे करता येत नाही.

निसर्गात सापडणाऱ्या युरेनियममध्ये यू २३५ आणि यू २३८ हे त्याचे दोन आयसोटोप्स असतात. त्यामधील यू २३५ भंजनक्षम असते, त्यापासून अणू ऊर्जा उत्पन्न करता येते, पण यू २३८ या कामासाठी उपयुक्त नसते. नैसर्गिक युरेनियममधून या दोहोंना वेगळे करण्यासाठी या सर्वात जड अशा मूलद्रव्याला वायुरूप अवस्थेत आणून त्या वायूचे पृथक्करण करणे हे कल्पनातीत महाकठीण कर्म असते. त्याबाबतचे सारे कार्य अत्यंत गुप्तपणे केले जाते. त्याची माहिती आणि त्यासाठी लागणारी यंत्रसामुग्री जागतिक बाजारात विकत मिळत नाही. यामुळे व्यावसायिक दृष्ट्या विद्युत निर्मितीसाठी नैसर्गिक युरेनियमचा उपयोग कसा करता येईल याविषयी प्रयत्न सुरुवातीपासूनच चाललेले आहेत. त्या दृष्टीने ग्राफाईट मॉडरेटर रिअॅक्टर्स बनवण्याच्या प्रयत्नाबद्दल मागील भागात पाहिले.

हेवी वॉटर मॉडरेटर आणि नैसर्गिक युरेनियम फ्यूएल यांचा वापर करून सुध्दा ही गोष्ट साध्य करता येते. हैड्रोजन या मूलद्रव्याचा ड्यूटेरियम नावाचा एक वजनदार जुळा भाऊ (आयसोटोप) आहे. त्याचे दोन अणू आणि ऑक्सीजनचा एक अणू यांच्या संयोगाने जड पाणी (हेवी वॉटर) बनते. साध्या पाण्यातच ते अत्यल्प प्रमाणात असते. आपल्या शरीरात नेहमीच चमचाभर हेवी वॉटरसुध्दा असते असे म्हणता येईल. पण शुध्द हेवी वॉटरच्या निर्मितीसाठी हैड्रोजन या मूलद्रव्याच्या ड्यूटेरियम या आयसोटोपाला वेगळे काढावे लागत असल्याने हे सुध्दा सहजपणे करता येत नाही. मात्र पाणी हा द्रव आपल्या चांगला ओळखीचा आहे, आर्किमिडीजच्याही आधीपासून त्यावर संशोधन केले गेले आहे, पाणी आणि वाफ यांच्या गुणधर्मांबद्दल भरपूर आणि सविस्तर माहिती उपलब्ध आहे, विविध प्रकाराने त्यांचा वापर होत असलेली नानाविध प्रकारची यंत्रसामुग्री गेल्या दोन तीन शतकांपासून तयार होत आली आहे, शिवाय जड पाणी हे विनाशकारी, विस्फोटक किंवा विषारी असे भयानक द्रव्य नसल्यामुळे त्याच्या उत्पादनावर सरसकट फार कडक आणि जाचक आंतरराष्ट्रीय प्रतिबंध कदाचित घातले जात नसावेत. अशा अनेक कारणांमुळे युरेनियमच्या एन्रिचमेंटच्या तुलनेत हेवी वॉटर बनवणे किंचित सुलभ, कमी खर्चिक आणि आवाक्यातले वाटते.

इतर प्रगत देशांनी देखील सुरुवातीच्या काळात यावर संशोधन केले असले तरी कॅनडाने या बाबतीत स्पृहणीय यश मिळवले. कँडू या नावाने ओळखल्या जाणाऱ्या अनेक रिअॅक्टर्सची उभारणी कॅनडामध्ये करून त्यांनी हे तंत्रज्ञान प्रस्थापित केले, तसेच अशा प्रकारचे रिअॅक्टर्स निर्यात केले. भारतीय अणुऊर्जेचे जनक डॉ.होमी भाभा यांनी दूरदृष्टीने विचार करून हेच तंत्रज्ञान भारतासाठी सर्वात चांगले आहे हे ओळखले आणि या क्षेत्रातील भारताच्या धोरणाला दिशा दिली. कॅनडामध्ये डग्लस पॉइंट या जागी २२० मेगावॉट क्षमतेचे पहिले पॉवर स्टेशन बांधले जात असतांना त्याच्या मागोमाग भारतात राजस्थानातील रावतभाटा या ठिकाणी तशाच स्वरूपाचा पहिला प्रकल्प कॅनडाच्या सहाय्याने उभारला गेला. त्यानंतर त्याच डिझाइनचा आणखी एक रिअॅक्टर त्याच्या बाजूला स्थापन केला गेला. हे करतांना आपल्या तंत्रज्ञांनी यासंबंधीचे तंत्रज्ञान आत्मसात केले आणि आधी त्यात थोडा थोडा आणि नंतर आमूलाग्र फरक करत अशा प्रकारची न्यूक्लियर पॉवर स्टेशन्स कल्पकम, नरोरा, काक्रापार आणि कैगा या देशभरातल्या निरनिराळ्या ठिकाणी उभारली. आधी दोनशे मेगावॉट्सची अनेक युनिट्स उभारल्यानंतर तारापूर येथे पाचशे मेगावॉट्सची दोन युनिट्स उभारली, आता सातशे मेगावॉट्स युनिट्स उभारण्याची सुरुवात झाली आहे. यातले पहिले युनिट गुजरातमधील काक्रापार इथे लवकरच सुरू होण्याच्या मार्गावर आहे आणि तीन युनिट्सवर काम जोरात सुरू आहे. आणखी दहा अशी युनिट्स बांधायला सरकारची अनुमति मिळाली असून त्यातल्या काहींवर प्राथमिक कामाला सुरुवात झाली आहे.

पी.डब्ल्यू,आर प्रमाणेच प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टर्स (पी.एच.डब्ल्यू.आर) मधले प्रायमरी कूलंट फक्त रिअॅक्टर, पंप आणि स्टीम जनरेटर्स एवढ्या भागात फिरत असते. स्टीम जनरेटर्समधून बाहेर पडलेली वाफ टर्बाइनच्या शाफ्टला फिरवून कंडेन्सरमार्फत परत येते. त्याला जोडलेल्या जनरेटरमध्ये विजेची निर्मिती होते. पी.एच.डब्ल्यू.आर. मधला सगळाच कन्व्हेन्शनल एरिया पी.डब्ल्यू.आर.सारखाच असतो. या दोन प्रकारच्या रिअॅक्टर्समध्ये मात्र काही महत्वाचे फरक आहेत. पी.एच.डब्ल्यू.आरमध्ये रिअॅक्टर व्हेसलचा सिलिंडर आडवा असतो आणि त्यात नळीच्या आकाराचे तीन चारशे कूलंट चॅनल्स (किंवा फ्य़ूएल चॅनल्स) बसवलेले असतात. या नळ्यांमध्ये जुडग्यांच्या आकारातली अनेक फ्यूएल बंडल्स ठेवतात आणि त्यांच्या मधून वाहणारे उच्च दाबाचे हेवी वॉटर त्यातील ऊष्णतेला बाहेर वाहून स्टीम जनरेटरकडे नेते. रिअॅक्टर व्हेसलमधील कूलंट चॅनेल्स सोडून त्यांना सर्व बाजूंनी वेढलेला उरलेला भाग हेवी वॉटर मॉडरेटरने भरलेला असतो. यातील जड पाण्याचा दाब अगदी कमी असतो. त्याचे तपमान वाढू नये यासाठी एका वेगळ्या पंपाद्वारे हे पाणी निराळ्या हीट एक्स्चेंजरमधून खेळवून थंड केले जाते. पी.डब्ल्यू.आर, मध्ये वाहणारे एकाच सर्किटमधले साधे पाणी कूलंट आणि मॉडरेटर ही दोन्ही कामे करते, पण पी.एच.डब्ल्यू.आर. मध्ये उच्च दाबाचे कूलंट आणि कमी दाबाचे मॉडरेटर अशा दोन वेगवेगळ्या सिस्टिम्समध्ये जड पाणी वहात असते. ते कोठेही एकमेकांत मिसळत नाही.

नैसर्गिक युरेनियममधील भंजनक्षम भाग कमी असल्यामुळे वीजनिर्मितीसाठी त्यातला जेवढा भाग खर्च होतो त्याची लगेच भरपाई करणे आवश्यक असते. फ्यूएलिंग मशीन्स नावाच्या खास यंत्रांद्वारे हे काम रिअॅक्टर चालत असतांनाच केले जाते. याला ऑन पॉवर रिफ्यूएलिंग म्हणतात. चित्रात दाखवल्याप्रमाणे एका कूलंट चॅनलच्या दोन बाजूंनी दोन मशीने त्याला जोडली जातात. एका बाजूने नवे इंधन आत ढकलले जाते आणि जुने खर्ची पडलेले इंधन (स्पेंट फ्यूएल) दुसऱ्या बाजूच्या मशीनमध्ये घेतले जाते. त्यानंतर ती मशीने चॅनलपासून वेगळी होतात. स्पेंट फ्यूएल त्याच्या स्टोअरेज बे किंवा पूलमध्ये पाण्याखाली साठवून ठेवले जाते आणि पुढील चॅनलच्या फ्यूएलिंगसाठी एका फ्यूएलिंग मशीनमध्ये नवे फ्यूएल घेतले जाते.

ड्यूटेरियम हे मूलद्रव्य न्यूट्रॉन्सना अगदी अल्प प्रमाणात खाते (अॅब्सॉर्ब करते) या कारणाने हेवी वॉटर हे सर्वोत्कृष्ट मॉडरेटर समजले जाते. पण जे थोडे न्यूट्रॉन्स ड्यूटेरियमच्या न्यूक्लियसमध्ये प्रवेश करतात त्यांच्यामुळे ट्रीशियम नावाचा हैड्रोजनचा तिसरा आयसोटोप तयार होतो आणि तो मात्र रेडिओअॅक्टिव्ह असतो. तो इतस्ततः पसरू नये आणि मूल्यवान हेवी वॉटर वाया जाऊ नये याची विशेष काळजी घ्यावी लागते. या रिअॅक्टरमध्ये बसवलेली सर्व यंत्रसामुग्री, उदाहरणार्थ पंप्स, व्हॉल्व्हज, हीट एक्स्चेंजर्स, फिल्टर्स, पाइप्स, फिटिंग्ज, सील्स वगैरेची कसून तपासणी केली जाते आणि त्यांच्या लीकटाइटनेसला खूप महत्व दिले जाते.

प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टर्स भारताच्या अणूऊर्जेच्या कार्यक्रमाचा गाभा असल्यामुळे त्यांचे डिझाईन, त्यामधील यंत्रांची निर्मिती, केंद्राची उभारणी आणि ती चालवणे या सर्व बाबतीत आपण खूप मजल मारली आहे आणि जवळजवळ स्वयंपूर्ण बनलेलो आहोत.

One Response

प्रतिक्रिया व्यक्त करा

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  बदला )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  बदला )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  बदला )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  बदला )

Connecting to %s

%d bloggers like this: