প্রেক্ষাপট
- সম্প্রতি, চেন্নাইয়ের কালপাক্কামে অবস্থিত ৫০০ মেগাওয়াট বৈদ্যুতিক (MWe) ক্ষমতাসম্পন্ন প্রোটোটাইপ ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টর (PFBR) ‘ক্রিটিক্যালিটি’ (criticality) অর্জন করেছে, যা ভারতের বেসামরিক পারমাণবিক যাত্রায় একটি ঐতিহাসিক পদক্ষেপ। এই মাইলফলকটির অর্থ হলো রিঅ্যাক্টরের ভেতরে পারমাণবিক বিভাজন বা ফিশন চেইন রিঅ্যাকশন এখন স্বনির্ভর এবং নিয়ন্ত্রিত অবস্থায় পৌঁছেছে।
- ভারতীয় নাভিকীয় বিদ্যুৎ নিগম লিমিটেড (BHAVINI) দ্বারা তৈরি এই PFBR ভারতের পারমাণবিক কর্মসূচির দ্বিতীয় পর্যায়ের একটি অপরিহার্য সেতু হিসেবে কাজ করবে। এটি দীর্ঘমেয়াদী জ্বালানি নিরাপত্তার জন্য থোরিয়াম ব্যবহারের পথ প্রশস্ত করবে।
১. প্রোটোটাইপ ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টর (PFBR)
- অবস্থান: কালপাক্কাম, তামিলনাড়ু।
- ক্ষমতা: ৫০০ মেগাওয়াট বৈদ্যুতিক (MWe)।
- সংস্থা: এটি ইন্দিরা গান্ধী সেন্টার ফর অ্যাটমিক রিসার্চ (IGCAR) দ্বারা নকশা করা এবং ভভিনি (BHAVINI) দ্বারা নির্মিত।
- জ্বালানি: এতে মিক্সড অক্সাইড (MOX) জ্বালানি ব্যবহার করা হয়, যা প্লুটোনিয়াম-২৩৯ (প্রথম পর্যায় থেকে প্রাপ্ত) এবং অবক্ষয়িত ইউরেনিয়াম-২৩৮ এর সংমিশ্রণ।
- শীতলকারক (Coolant): এতে তরল সোডিয়াম ব্যবহার করা হয়। জলের মতো সোডিয়াম নিউট্রনের গতি কমিয়ে দেয় না, যা একটি ‘ফাস্ট’ (দ্রুত) রিঅ্যাক্টরের জন্য প্রয়োজন।
২. ‘ব্রিডার’ ধারণা
একটি ব্রিডার রিঅ্যাক্টর এমনভাবে তৈরি করা হয় যা যতটুকু জ্বালানি ব্যবহার করে, তার চেয়ে বেশি জ্বালানি উৎপাদন করতে পারে।
- PFBR-এ নিউট্রনগুলো শক্তি উৎপাদনের জন্য প্লুটোনিয়াম-২৩৯-এর বিভাজন ঘটায়। একই সাথে, এই ‘দ্রুত’ নিউট্রনগুলো চারপাশের ইউরেনিয়াম-২৩৮ (ব্ল্যাঙ্কেট) কে আরও প্লুটোনিয়াম-২৩৯-এ রূপান্তরিত করে।
- ভবিষ্যতে, ইউরেনিয়াম-২৩৩ তৈরির জন্য একটি থোরিয়াম-২৩২ ব্ল্যাঙ্কেট ব্যবহার করা হবে, যা তৃতীয় পর্যায়ের জন্য জ্বালানি হিসেবে কাজ করবে।
৩. ভারতের তিন-পর্যায়ের পারমাণবিক কর্মসূচি
ভারতের সীমিত ইউরেনিয়াম এবং বিশাল থোরিয়াম ভাণ্ডার ব্যবহার করে দেশকে স্বনির্ভর করার জন্য ডঃ হোমি জে. ভাবা এই কর্মসূচি প্রণয়ন করেছিলেন।
| পর্যায় | রিঅ্যাক্টরের ধরন | ব্যবহৃত জ্বালানি | মূল উপজাত/লক্ষ্য |
| ১ম পর্যায় | প্রেসারাইজড হেভি ওয়াটার রিঅ্যাক্টর (PHWR) | প্রাকৃতিক ইউরেনিয়াম | প্লুটোনিয়াম-২৩৯ |
| ২য় পর্যায় | ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টর (FBR) | MOX (প্লুটোনিয়াম-২৩৯ + ইউরেনিয়াম-২৩৮) | আরও প্লুটোনিয়াম-২৩৯ / ইউরেনিয়াম-২৩৩ |
| ৩য় পর্যায় | অ্যাডভান্সড হেভি ওয়াটার রিঅ্যাক্টর (AHWR) | থোরিয়াম-২৩২ + ইউরেনিয়াম-২৩৩ | থোরিয়াম থেকে শক্তি |
৪. কারিগরি এবং নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য
- পুল-টাইপ রিঅ্যাক্টর: পুরো প্রাথমিক সার্কিট (কোর, পাম্প এবং হিট এক্সচেঞ্জার) তরল সোডিয়ামের একটি বড় পুলে নিমজ্জিত থাকে, যা উচ্চ তাপীয় জড়তা প্রদান করে (অতিরিক্ত গরম হওয়া থেকে সুরক্ষা দেয়)।
- ক্লোজড ফুয়েল সাইকেল (বদ্ধ জ্বালানি চক্র): কালপাক্কামের ডেমোনস্ট্রেশন ফাস্ট রিঅ্যাক্টর ফুয়েল রিপ্রসেসিং প্ল্যান্ট (DFRP) এমনভাবে তৈরি যাতে ব্যবহৃত জ্বালানি পুনর্প্রক্রিয়াকরণ করে প্লুটোনিয়াম এবং অব্যবহৃত ইউরেনিয়াম বের করে আনা যায় এবং চক্রটি সম্পূর্ণ করা যায়।
- তরল সোডিয়াম চ্যালেঞ্জ: সোডিয়াম বাতাস এবং জলের সাথে উচ্চ প্রতিক্রিয়াশীল; তাই রিঅ্যাক্টরে অত্যাধুনিক লিক-শনাক্তকরণ এবং অন্তর্বর্তীকালীন শীতলীকরণ লুপের প্রয়োজন হয়।
Q. কালপাক্কামের প্রোটোটাইপ ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টর (PFBR) এর প্রসঙ্গে নিচের উক্তিগুলো বিবেচনা করুন:
1. এটি শীতলকারক হিসেবে তরল সোডিয়াম ব্যবহার করে কারণ সোডিয়াম নিউট্রনের গতি কমায় না।
2. রিঅ্যাক্টরটি থোরিয়াম ব্ল্যাঙ্কেট থেকে ইউরেনিয়াম-২৩৩ তৈরি করে ৩য় পর্যায়ের ‘সেতু’ হিসেবে কাজ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে।
3. প্রথম পর্যায়ের PHWR-এর মতো নয়, বরং PFBR একটি বদ্ধ জ্বালানি চক্রে (closed fuel cycle) চলে যেখানে ব্যবহৃত জ্বালানি পুনর্প্রক্রিয়াকরণ করা হয়।
উপরের কয়টি উক্তি সঠিক?
(a) মাত্র একটি
(b) মাত্র দুটি
(c) তিনটিই
(d) কোনটিই নয়
উত্তর: (c) তিনটিই
ব্যাখ্যা:
• উক্তি 1 সঠিক: ব্রিডিং প্রক্রিয়া বজায় রাখতে ফাস্ট ব্রিডার রিঅ্যাক্টরে ‘দ্রুত’ নিউট্রন প্রয়োজন। সোডিয়াম (জলে থাকা) হাইড্রোজেনের তুলনায় একটি ভারী পরমাণু এবং এটি নিউট্রনের গতি উল্লেখযোগ্যভাবে কমায় না।
• উক্তি 2 সঠিক: PFBR শেষ পর্যন্ত তার ব্ল্যাঙ্কেটে থোরিয়াম-২৩২ ব্যবহার করবে ইউরেনিয়াম-২৩৩ তৈরি করতে, যা পারমাণবিক কর্মসূচির তৃতীয় পর্যায়ের জন্য অত্যাবশ্যকীয় জ্বালানি।
• উক্তি 3 সঠিক: ২য় পর্যায়টি স্পষ্টভাবে একটি বদ্ধ জ্বালানি চক্রের ওপর ভিত্তি করে। ব্যবহৃত জ্বালানি অনসাইট DFRP-তে পুনর্প্রক্রিয়াকরণ করা হয় যাতে প্লুটোনিয়াম পুনরায় ব্যবহারের জন্য উদ্ধার করা যায়।
