अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग १

एकोणीसाव्या शतकाच्या अखेरीस विजेचे उत्पादन आणि पुरवठा करण्याचा उद्योग व्यावसायिक तत्वावर सुरू झाला होता. त्यात मुख्यतः जलविद्युत (हैड्रो) आणि औष्णिक (थर्मल) वीजकेंद्रे होती. ज्या ठिकाणी नदीला धरण बांधून तिचे पाणी साठवून ठेवणे शक्य असेल अशा जागी धरण बांधतात, त्याच्या जलाशयातल्या पाण्याचा प्रवाह वळवून तो टर्बाइन नावाच्या यंत्रांमधून नेला जातो आणि त्या प्रवाहामुळे त्या यंत्रांची चक्रे गोल फिरतात. त्या चक्रांच्या दांड्याला जोडलेल्या जनरेटर्समध्ये विजेची निर्मिती होते. भूगर्भातील कोळसा किंवा तेल, वायू वगैरे इंधने औष्णिक केंद्रांमध्ये जाळून त्या ऊष्णतेच्या उपयोगातून पाण्याची वाफ केली जाते आणि त्या वाफेच्या सहाय्याने वेगळ्या प्रकारच्या टर्बाईन यंत्रांची चक्रे फिरवली जातात. शून्यातून ऊर्जा निर्माण करणे ही गोष्ट वैज्ञानिक दृष्ट्या केवळ अशक्य आहे. निसर्गातच पण वेगळ्या स्वरूपात उपलब्ध असलेल्या ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करण्याचे काम ही केंद्रे करतात. ऊन, वारा, समुद्राच्या लाटा यासारख्या ऊर्जेच्या इतर नैसर्गिक स्त्रोतांचा उपयोग वीजनिर्मितीच्या कामासाठी करण्याचे प्रयत्नसुध्दा पूर्वीपासून केले जात आहेत, आता त्यांना अधिक प्राधान्य मिळाले आहे, पण आपल्या आवश्यकता भागवण्यासाठी पुरेशी वीज त्यांच्यापासून तयार करता येण्याची शक्यता मात्र अजून दृष्टीपथात आलेली नाही.

अणूपासून प्रचंड प्रमाणात ऊर्जा मिळण्याची शक्यता दिसू लागताच या बाबतीतले सर्व संशोधनकार्य अत्यंत गुप्तपणे केले जाऊ लागले. त्या सुमाराला दुसरे महायुध्द भडकलेले असल्यामुळे या ऊर्जेचा सर्वात पहिला जाहीर उपयोग मात्र हिरोशिमा आणि नागासाकी या जपानमधील शहरांचा पुरता विध्वंस करण्यासाठीच केला गेला. त्यामुळे अणूशक्ती ही एक केवळ महाभयानक आणि विनाशकारी अशा प्रकारची शक्ती आहे असा समज रूढ झाला आणि हा गैरसमज आजपर्यंत टिकून राहिला आहे, किंबहुना सध्या त्याला अधिक खतपाणी घातले जात आहे.

अणूऊर्जेवर अंकुश ठेवण्याचे प्रयोग अॅटमबाँबच्या अनियंत्रित अशा विस्फोटाच्या आधीपासून केले जात होते. १९३२ साली न्यूट्रॉनचा शोध लागला, न्यूट्रॉनमुळे होऊ शकणा-या युरेनियमच्या भंजनाची क्रिया १९३८ साली समजली, त्यावरून १९३९ मध्ये न्यूक्लियर चेन रिअॅक्शनची कल्पना मांडली गेली आणि १९४२ मध्ये ती क्रिया प्रत्यक्षात घडवून आणणारा पहिला रिअॅक्टर कार्यान्वितसुध्दा झाला. या सर्व घटना निरनिराळ्या देशांमध्ये घडल्या होत्या यावरून हे काम किती तातडीने आणि एकाच काळात अनेक देशांमध्ये कसे केले जात होते याची कल्पना येईल. अणूऊर्जेवर खात्रीपूर्वक असे नियंत्रण करणारी यंत्रणा तयार झाल्यामुळेच हा रिअॅक्टर बनवता आला होता. मात्र हे सगळे काम अतीशय गुप्तपणे चालले होते. बाहेरच्या जगाला त्याचा सुगावा लागू दिला नव्हता.

अॅटम बाँबच्या आधी अॅटॉमिक रिअॅक्टर तयार झाला म्हणजे नेमके काय झाले? "या दोन्हीमध्ये अगदी केसाएवढा सूक्ष्म फरक असतो, रिअॅक्टरचे रूपांतर कोणत्याही क्षणी बाँबमध्ये होऊ शकते." अशी (गैर)समजूत अनेक उच्चशिक्षित लोकांची सुध्दा असणे शक्य आहे. सर्वसामान्य लोकांच्या मनात दोन्हीबद्दल तेवढीच भीती दिसते. या बाबतीत बाळगण्यात येणा-या कमालीच्या गोपनीयतेमुळे तसे झाल्यास आश्चर्य नाही, पण सत्यपरिस्थिती वेगळी आहे. निदान समाजाचे नेतृत्व करणारे लोकनेते आणि वर्तमानपत्रांचे संपादक या मंडळींनी अशा प्रकारची भन्नाट विधाने करण्याआधी त्यासंबंधी थोडा अभ्यास केला तर ते समाजाच्या दृष्टीने बरे होईल.

सोप्या उदाहरणाने सांगायचे झाले तर नवरात्रामध्ये नऊ दिवस देवघरात अखंड तेवत राहणारी समई आणि दिवाळीच्या दिवशी (रात्री) उडवलेला सुतळी बाँब यात जेवढा फरक असतो तेवढाच फरक अॅटॉमिक रिअॅक्टर आणि अॅटम बाँब यांच्या रचनेमध्ये असतो. सुतळी बाँबच्या वातीला बत्ती दिली की ती आतपर्यंत जळत जाते, आत ठेवलेल्या स्फोटक दारूचे अत्यंत वेगाने ज्वलन होऊन त्यातून जी ऊर्जा बाहेर पडते ती तप्त वायूंच्या दाबाच्या रूपात बाँबच्या कवचाच्या आतमध्येच साठत जाते, तसेच बाँब बनवतांना स्फोटक द्रव्यांना सर्व बाजूने गुंडाळलेल्या त्याच्या आवरणाला आतून जाळत जाऊन त्याला कमकुवत बनवत जाते. हे सगळे क्षणार्धात घडत असतांना अंतर्गत दाब सहन न झाल्यामुळे ते कवच अनेक बाजूंनी फाटते आणि त्याच्या चिंधड्या उडवून आतील सारी साठलेली ऊर्जा एकाच वेळी बाहेर पडते. त्यामुळे त्याचा मोठा स्फोट होतो. या उलट देवघरातील समई त्यात तेल असेपर्यंत मंद उजेड देत राहते. त्या तेलामधील एक एक सूक्ष्म थेंब वातीमधून हळूहळू ज्योतीत जातो आणि जळत राहतो. समईमध्ये असलेल्या सगळ्या तेलामधील सर्व राखीव ऊर्जेचा एकदम स्फोट होण्याची शक्यता नसते. त्याच प्रमाणे रिअॅक्टरचे रूपांतर बाँबमध्ये होण्याची शक्यता यापेक्षा कमी असते, किंबहुना ते कदापि शक्य होऊ नये यासाठी खास काळजी त्याच्या रचनेत अनेक प्रकारांनी घेतलेली असते. एकाद्या माथेफिरू अतिरेक्याने ठरवून तसे करायचे ठरवले तरीसुध्दा ते घडण्याची शक्यता नसते.

आता अॅटॉमिक रीअॅक्टरचा थोडासा पूर्वेतिहास पाहू. १९३२ साली न्यूट्रॉनचा शोध लागला म्हणजे नेमके काय झाले? प्रत्येक द्रव्याच्या अणूरेणूंमध्ये आधीपासून न्यूट्रॉन्स अस्तित्वात होतेच. त्या वर्षी केलेल्या प्रयोगांमध्ये त्यांना पहिल्यांदा अणूच्या गर्भामधून बाहेर काढून दाखवले गेले. याचा अर्थ भुईमुगाच्या शेंगातले दाणे काढून डब्यात भरून ठेवावेत तसे कोणी न्यूट्रॉन्सना बाटलीत भरून जगाला दाखवले असा होत नाही. एका विशिष्ट प्रक्रियेमध्ये क्षणभरासाठी न्यूट्रॉन्स एका अणूमधून बाहेर पडतात आणि लगेच ते अनंतात विलीन होऊन जातात. ती क्रिया घडवून आणणे आणि त्या क्षणापुरते त्या न्यूट्रॉनचे वेगळे अस्तित्व ओळखणे या गोष्टी एका शास्त्रज्ञाने साध्य करून दाखवल्या. टेलीव्हिजन आणि इंटरनेट यासारखी प्रभावी माध्यमे नसतांनाच्या त्या काळातसुध्दा ही बातमी जगभरातील वैज्ञानिकांमध्ये पसरली. त्यानुसार न्यूट्रॉनचा झोत तयार करून त्याचे विविध पदार्थांवर होणारे परिणाम यावर सगळीकडे संशोधन सुरू झाले. इतर सर्व पदार्थ या सुट्या न्यूट्रॉन्सना लगेच गिळंकृत करून टाकत असतांना युरेनियम या धातूमधून मात्र दुप्पट तिप्पट संख्येने जास्तच न्यूट्रॉन्स बाहेर पडतात असे धक्कादायक निरीक्षण १९३८ साली प्रसिध्द झाले. या क्रियेला फिशन (भंजन) असे नाव दिले गेले. ही क्रिया सातत्याने घडवून आणत राहणे शक्य होत असेल तर त्या क्रियांची एक वेगाने वाढत जाणारी साखळी (चेन रिअॅक्शन) बनवता येईल आणि त्यातून निर्माण होणा-या न्यूट्रॉन्सची संख्या अनंतपटीने वाढवत नेता येईल असा तर्क केला जाऊ लागला. त्या वेळी हा फक्त तर्क होता, प्रत्यक्ष कृती करून तो पडताळून पाहणे आवश्यक होते. त्यासाठी नक्की काय करायला हवे हा सुध्दा एक मोठा प्रश्न होता. अनेक शास्त्रज्ञ त्यासाठी आपली बुध्दी पणाला लावत होते.

ते काम करण्यासाठी अनेक प्रयत्न करून झाल्यानंतर १९४२ साली पहिला यशस्वी रिअॅक्टर बनवला गेला त्याची चित्तरकथा मजेदार आहे. ज्या प्रयोगशाळेत हा उभारायचे ठरले होते त्या ठिकाणी मजूरांचा संप सुरू झाला. शास्त्रज्ञ आणि सरकारचे संरक्षण खाते यांना तर हा प्रयोग करण्याची घाई झाली होती. शिकागो युनिव्हर्सिटीमध्ये एक ओस पडलेली जुनी इमारत होती. तिथल्या एका खोलीत ग्राफाइटचे खूप ठोकळे आणि युरेनियमच्या चकत्या (पेलेट्स) यांची विशिष्ट प्रकारे रचना केली गेली. त्या काळी 'रिअॅक्टर' या शब्दाचा उपयोग सुरू झाला नव्हता. या रचनेला एक 'ढीग (पाईल)' असे साधे नाव दिले. न्यूट्रॉन्सचे शोषण करण्यासाठी कॅड्मियमचा मुलामा दिलेल्या काही सळ्या त्या पाइलच्या आतबाहेर सरकवता येतील अशी व्यवस्था केली होती. त्यांना हळूहळू पाईलच्या बाहेर काढले (वर उचलले) की चेन रिअॅक्शन सुरू होऊन न्यूट्रॉन्सची संख्या वाढेल आणि त्यांना खाली सोडून आत ढकलले की चेन रिअॅक्शन बंद पडून न्यूट्रॉन्सची संख्या रोडावेल अशी अपेक्षा होती. न्यूट्रॉन्सची आणि रेडिएशनची अत्यंत सूक्ष्म गणना करणारी अचूक अशी उपकरणेच पाईलच्या आत चाललेल्या किंवा बंद पडलेल्या रिअॅक्शनची माहिती पुरवणार होती. या न्यूट्रॉन्सची अपेक्षित गणती अगदी नगण्य असल्यामुळे त्यांच्यापासून रेडिएशनचे दुष्परिणाम होण्याची भीती नव्हती तसेच यातून निर्माण होणारी क्षीण ऊष्णता वाहून नेण्यासाठी कसलीही व्यवस्था केलेली नव्हती. प्रयोगाचे संचालक महान शास्त्रज्ञ एन्रिको फर्मी यांना हा प्रयोग हाताबाहेर जाणारच नाही याबद्दल एवढी जबरदस्त खात्री होती की त्यांनी कसल्याही प्रकारचे शील्डिंग सुध्दा बसवले नव्हते. आज कोणीही अशा प्रयोगाला सुध्दा अनुमती देणार नाही, पण युध्दपातळीवर चाललेल्या संशोधनाच्या त्या टप्प्यावर अशा रीतीने जगातला पहिला वहिला 'मानवनिर्मित रिअॅक्टर' तयार झाल्याची अधिकृत नोंद झाली.

रिऍक्टर रेखाचित्र

आजकालच्या अत्यंत गुंतागुंतीच्या रीअॅक्टर्सशी तुलना करता हा प्रयोग पहायला गेल्यास फारच साधा होता. त्या प्रॉजेक्टवर काम करणा-या शास्त्रज्ञांनी आणि त्यांच्या सहाय्यकांनीच त्यातले ग्राफाईटचे ब्लॉक्स आणि युरेनियमचे पेलेट्स एका लाकडी सांगाड्यामध्ये हाताने रचले आणि त्यात आपले अंग आणि कपडे मळवून घेतले. नियंत्रण करणारे कॅडमियमकोटेड रॉड्स दोरीला टांगले होते आणि त्यांना हाताने ओढून वरखाली करण्यासाठी तीन निधड्या छातीचे शिलेदार पाईलच्या माथ्यावर उभे होते. प्रयोगात काही गंभीर स्वरूपाची गफलत होऊन त्यात विस्फोट झाला असता तर ते थेट आसमानात गेले असते. याशिवाय एक खूप शक्तीशाली आणि वजनदार वेगळा रॉड टांगून ठेवला होता आणि संदेश मिळाला की तत्क्षणी त्याच्या दोरीवर घाव घालून तिला तोडण्याच्या तयारीने एक जवान हातात कु-हाड घेऊन त्याच्या शेजारी सज्ज उभा होता. त्याला SCRAM—the safety control rod ax-man असे नाव दिले होते. पाईलमधल्या न्यूक्लियर रीअॅक्शन प्रमाणाबाहेर जाऊ लागल्या असल्याची शंका आल्यास त्या माणसाने कु-हाडीचा घाव घालून ती दोरी तोडायची आणि तो रॉड पाईलमध्ये खाली पडला की रीअॅक्शन नक्की बंद पडणारच अशी व्यवस्था होती. गरज पडताच रिअॅक्टरला आपोआप बंद पाडण्याची स्वयंचलित 'ट्रिप' किंवा 'शट डाऊन सिस्टम' प्रत्येक रिअॅक्टरमध्ये असतेच. अमेरिकेत त्यांना आजही 'स्क्रॅम' असे म्हणतात.

या प्रयोगासाठीसुध्दा अफाट खर्च आला होता. त्यासाठी वापरले गेलेले तीनचारशे टन ग्राफाईट आणि कित्येक टन युरेनियम यांचीच किंमत त्याकाळी कोटींच्या घरात, म्हणजे आजच्या काळातील अब्जावधी रुपये एवढी होती. आणि त्यातून जेवढी ऊष्णता बाहेर पडत होती त्यावर एक कप चहासुध्दा झाला नसता. पण अणूशक्तीचा उपयोग करून त्यातून भरपूर प्रमाणात ऊष्णता निर्माण करणे हा या प्रयोगाचा उद्देश नव्हताच. भंजनाची (फिशन) एक अखंड साखळी तयार करता येईल अशी जी कल्पना पुढे आली होती, त्या कल्पनेचा पुरावा प्रत्यक्ष प्रमाणातून मिळवणे हा या प्रयोगाचा एकमेव उद्देश होता. एकदा ते सिध्द झाले की पुढे जाण्याचा मार्ग प्रशस्त होणार होता. जवळ जवळ अर्धा तास या पाईलशी हो नाही चा खेळ खेळून घेतल्यानंतर आपल्याला हवे तेंव्हा भंजनक्रियेची साखळी (न्यूक्लियर चेन रिअॅक्शन) सुरू करता येते, अपेक्षेनुसार ती सुरू होते, त्यानंतर ती आपोआप चालत राहते आणि नको वाटली की तिला लगेच बंदही करता येते याची शास्त्रज्ञांना पूर्ण आणि निःसंशय खात्री पटली. त्यांच्या मनातून तसे वाटत असले तरी त्यात कसलाही अनपेक्षित गोंधळ होणार नाही याचा प्रत्यक्ष पुरावा हवा होता. तो मिळाल्यानंतर त्यांनी हा पाईल कायमचा बंद करून टाकला, दोन तीन महिन्यातच त्यातले सारे सामान जसे रचले होते तसेच ते उतरवले आणि नव्या जागी पुन्हा व्यवस्थितपणे रचून आपले पुढील प्रयोग सुरू केले.

मानवाच्या भवितव्यावर एवढा मोठा प्रभाव ज्याने पडला अशा या ऐतिहासिक प्रयोगाबद्दल त्या काळात मात्र कमालीची गुप्तता बाळगली होती. त्यात मिळालेल्या माहितीला तर कणभर देखील प्रसिध्दी दिली गेली नाहीच, या प्रयोगावर काम करणा-या शास्त्रज्ञांच्या बायकांनादेखील तिथे असा प्रयोग केला गेल्याबद्दल आणखी काही वर्षे उलटून जाईपर्यंत अवाक्षर समजले नव्हते. या शास्त्रज्ञांनी अनेक दिवसरात्र काम करून केलेल्या अथक परिश्रमानंतर मिळालेल्या यशाने खूष होऊन श्रमपरिहार करण्यासाठी एक लहानशी पार्टी केली. त्या पार्टीत कोणीतरी डॉ.फर्मी यांचे अभिनंदन करताच ते कशाबद्दल असे त्यांच्या पत्नीने त्यांना विचारले. आयत्या वेळी एक थाप मारून त्या सहका-याने ती वेळ निभावून नेली, पण त्यानंतर त्या थापेशी सुसंगत अशी उडवाउडवी त्यांना करत रहावी लागली.

. . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग २

Moderation Effect

शिकागो पाईल हा पहिला मानवनिर्मित रिअॅक्टर म्हणजे एक ग्राफाइटच्या विटांचा मोठा ढिगारा होता. त्यात मध्ये मध्ये युरेनियमचे गोळे पेरून ठेवले होते. त्या ढिगाच्या मध्यभागी एक पोकळी ठेवून त्यात कॅड्मियमने मढवलेल्या सळ्या टांगून ठेवल्या होत्या आणि त्यांना वर किंवा खाली करण्याची व्यवस्था केलेली होती. या तीनही पदार्थांची संख्या तसेच त्यांचे आकार सहजपणे हवे तसे बदलता येण्याच्या दृष्टीने ही रचना अतीशय सोयिस्कर होती. त्यातला युरेनियम हा ऊर्जेचा स्त्रोत होता. त्याचा न्यूट्रॉनशी संयोग झाल्यास त्यामधून प्रचंड ऊर्जा प्रगट होते आणि त्याबरोबरच बाहेर निघालेले दोन तीन न्यूट्रॉन या ऊर्जेवर स्वार होऊन तुफान वेगाने उड्डाण करतात. त्या क्षणी त्यांचा वेग प्रकाशकिरणांच्या वेगाशी तुलना करता येण्याइतका जास्त असतो. इतके वेगवान न्यूट्रॉन युरेनियमच्या दुस-या एकाद्या अणूवर आदळले तर नक्कीच त्या अणूचे दोन तुकडे करतील असे वाटेल. त्या अॅटॉमिक रिअॅक्शनतून बाहेर पडलेले सहा सात न्यूट्रॉन पुन्हा वेगवेगळ्या अणूंचे भंजन करत जातील आणि अनेक नव्या न्यूट्रॉन्सना जन्म देतील, ते असेच काम करत जातील आणि अशा प्रकारे साठ्यामधील सर्व युरेनियमचा मोठा स्फोट होईल. अणूबाँबच्या स्फोटात साधारणपणे असे घडते, पण वीजनिर्मितीसाठी आपल्याला थोडी थोडी ऊर्जा सतत देत राहणारा स्त्रोत हवा असतो. यासाठी त्या स्फोटांवर काटेकोर नियंत्रण ठेवता येणे अत्यंत महत्वाचे आहे.

वेगाने धडकणारे काही 'फास्ट न्यूट्रॉन्स' युरेनियमच्या अणूचे भंजन किंवा विघटन (फिशन) घडवून आणतात, पण बरेचसे न्यूट्रॉन्स त्या अणूला आपटून किंवा चाटून वेगानेच दूर चालले जातात. क्रिकेटमधल्या पेस बॉलरचा चेंडू जसा बॅट्समनच्या बॅट किंवा पॅडला लागून वेगाने सीमापार जातो तसे काहीसे या 'फास्ट न्यूट्रॉन्स' च्या बाबतीत घडते. याला 'स्कॅटर' असे म्हणतात. याचे प्रमाण फिशनच्या मानाने जास्त असते. युरेनियम आणि प्ल्युटोनियम वगळता इतर कोणत्याही पदार्थाच्या अणूला न्यूट्रॉन धडकला तर एक तर तो स्कॅटर होतो म्हणजे वेगळ्या दिशेला चालला जातो किंवा तो अणू त्या न्यूट्रॉनला 'कॅप्चर' करतो म्हणजे तो न्यूट्रॉन त्या अणूमध्ये विरून जातो. ग्राफाइटमधील कार्बन या मूलधातूचे अणू मुख्यतः न्यूट्रॉन्सना स्कॅटर करतात, पण ते करतांना त्या न्यूट्रॉनमधली थोडी ऊर्जा त्यांना मिळते. त्यामुळे न्यूट्रॉनचा वेग कमी होतो. अशा अनेक अणूंशी टक्कर झाल्यानंतर हा वेग अगदी कमी होतो (तरीसुध्दा तो एकाद्या रॉकेट किंवा सुपरसॉनिक विमानाच्या वेगाइतका असतो). या संथगती न्यूट्रॉन्सना 'थर्मल न्यूट्रॉन्स' असे नाव दिले आहे. तसेच त्यांची गती मंद करण्याच्या क्रियेला 'मॉडरेशन' असे म्हणतात. असा संथ गतीचा थर्मल न्यूट्रॉन जेंव्हा युरेनियमच्या अणूला भेटतो तेंव्हा मात्र तो त्याच्या पोटात शिरतो आणि त्याची दोन शकले करतो. अशा प्रकारे ग्राफाइटने केलेल्या मॉडरेशनमुळे युरेनियमच्या अणूंच्या भंजनाची क्रिया पुढे चालत राहण्याला मदत मिळते. कॅड्मियमचे अणू मात्र आलेल्या सगळ्या न्यूट्रॉन्सना गिळून टाकतात (कॅप्चर करतात). त्यामुळे भंजनाची क्रिया मंदावते किंवा पूर्णपणे थांबते. अशा पदार्थांना 'पॉयझन' म्हणतात

मोटार गाडीमध्ये अॅक्सेलेरेटर आणि ब्रेक्स दिलेले असतात आणि या दोघांचा उपयोग करून चालक गाडीवर नियंत्रण ठेवतो. त्याच प्रमाणे मॉडरेटर आणि पॉयझन यांच्या सहाय्याने रिअॅक्टरवर नियंत्रण ठेवले जाते. शिकागो पाइलमध्ये ग्राफाइट या मॉडरेटरच्या हजारो विटा ठेवल्या होत्या. रिअॅक्टर सुरू करायच्या आधी त्यांची संख्या कमी जास्त करणे शक्य होते, पण त्यात अॅटॉमिक रिअॅक्शन चालू झाल्यानंतर ती चालली असतांना त्यात बदल करणे शक्य नसते. कॅड्मियम रॉड्सना कमी अधिक प्रमाणात खाली वर करणे त्या मानाने खूपच सोपे असते. या कारणांमुळे पाइल (रिअॅक्टर)ची रचना करतांना त्यात गरजेपेक्षा जास्त युरेनियम आणि ग्राफाइट ठेवले गेले, ते करण्यापूर्वी कॅड्मियमचे रॉड पूर्णपणे आत ठेवले होते. न्यूट्रॉन्सची लहान प्रमाणावर निर्मिती करणारा एक 'सोर्स' पाइलच्या आतमध्ये सरकवताच त्यामधून न्यूट्रॉन्स बाहेर पडू लागले. चूल पेटवण्यासाठी आधी त्यात कागद घालून तो काडेपेटीने पेटवतात तशा प्रकारे या सोर्सचा उपयोग सुरुवात करण्यासाठी केला. रिअॅक्टरमधले कॅड्मियम रॉड अनेक न्यूट्रॉन्सना गिळंकृत करत असल्यामुळे सुरुवातीला फिशन चेन रिअॅक्शन टिकत नव्हती. हे रॉड हळूहळू वर नेत गेल्यानंतर त्यांचा प्रभाव कमी होत गेला आणि असा क्षण आला की ही भंजनांची साखळी पुढे आपल्या आप चालत राहिली. याला 'क्रिटिकॅलिटी' असे म्हणतात. त्यानंतर कॅड्मियम रॉड आणखी वर उचलले असते तर रिअॅक्टर 'सुपरक्रिटिकल' झाला असता म्हणजे भंजनांची संख्या वेगाने वाढत गेली असती आणि त्यातून बाहेर पडणा-या ऊष्णतेची तीव्रता वाढत गेली असती. कॅड्मियम रॉड खाली सोडले असते तर रिअॅक्टर 'सबक्रिटिकल' झाला असता म्हणजे भंजनांची संख्या वेगाने कमी होत जाऊन ती थांबली असती. या पहिल्या यशस्वी प्रयोगाला आता साठ वर्षे होत आली असली तरी आजसुध्दा जगातला प्रत्येक रिअॅक्टर अशाच प्रकारे सुरू केला जातो. आता हे कंट्रोल रॉड्स हाताने ओढत नाहीत, त्यासाठी यांत्रिक व्यवस्था असते एवढाच बदल त्यात झाला आहे.

शिकागो पाइल रचली आणि लगेच ती यशस्वी झाली असे मात्र झाले नव्हते. कोणत्याही वैज्ञानिक प्रयोगात अशी शक्यता जवळ जवळ नसतेच. त्या काळात तर युरेनियम, कार्बन, कॅड्मियम वगैरेंचे गुणधर्मसुध्दा हळूहळू समजत होते. त्यामुळे ठाऊक असलेल्या आणि प्रयोगामधून मिळालेल्या माहितीचा उपयोग करून घेत टप्प्याटप्प्याने हा प्रयोग आकार घेत होता. गरजेनुसार सुधारणा करता याव्या या दृष्टीनेच त्याची रचना पाइलच्या स्वरूपात केली होती. एक नाही, दोन नाही, तीस वेळा वेगवेगळ्या आकारांच्या ढिगा-यांवर अयशस्वी प्रयोग करून झाल्यानंतर केलेला हा एकतीसावा प्रयोग होता. तो य़शस्वी झाला आणि ऊर्जेच्या निर्मितीच्या क्षेत्रात एक नवे दालन उघडले.

'फ्यूएल' (इंधन), 'मॉडरेटर' आणि 'पॉयझन' यांची निरनिराळ्या प्रकारे वेगवेगळ्या प्रमाणात रचना करून अनेक प्रकारचे रिअॅक्टर्स बनवण्याचे प्रयोग सुरू झाले. अत्यंत गुप्तता बाळगली गेली असली तरी हे विज्ञान आणि तंत्रज्ञान जगभरातील अनेक देशांनी विकसित आणि आत्मसात केले. त्यात अमेरिकेने पुढाकार घेतला असला तरी सोव्हिएट युनियन, ब्रिटन, फ्रान्स, जर्मनी, कॅनडा यासारखी राष्ट्रेसुध्दा या दिशेने प्रगतीपथावर होतीच. ग्राफाइटप्रमाणे पाणी आणि जड पाणी यांचा उपयोग मॉडरेशनसाठी करता येतो. त्यासाठी आवश्यक अशा आकाराचे पात्र रिअॅक्टर व्हेसल बवनण्याचे तंत्रज्ञान विकसित झाले. तसेच नियंत्रण करण्यासाठी स्वयंचालित यंत्रांच्या सहाय्याने चालणारे कंट्रोल रॉड्स तयार केले गेले. अणूंच्या भंजनातून निघालेल्या ऊष्णतेपासून वीज तयार करायची झाल्यास तिला रिअॅक्टरमधून बाहेर नेण्याची व्यवस्था करायला हवी. त्यासाठी 'कूलंट' ची आवश्यकता असते. पाणी, कार्बन डाय ऑक्साइड वायू, वितळलेला सोडियम धातू अशा अनेक विकल्पांचा त्यासाठी विचार केला जाऊ लागला आणि त्यांवर प्रयोग केले गेले. अशा असंख्य गोष्टींपासून त्या विषयीच्या तंत्रज्ञानाचीच एक वेगळी शाखा तयार झाली असे म्हणता येईल.

१९४२ च्या अखेरीस शिकागो पाइल १ हा पहिला रिअॅक्टरचा यशस्वी प्रयोग करून दाखवला गेल्यानंतर सुमारे नऊ वर्षांनी म्हणजे १९५१ च्या अखेरीस अमेरिकेमधीलच इडाहो या गावी स्थापन केलेल्या प्रायोगिक रिअॅक्टरमध्ये त्यामधून निघालेल्या ऊष्णतेपासून पहिल्यांदा विजेची निर्मिती झाली. ती होती फक्त १०० किलोवॉट! त्यावर त्या प्रयोगशाळेमधले काही दिवे पेटवले गेले होते. त्यानंतर लवकरच म्हणजे १९५४ साली सोव्हिएट युनियन (रशीया) मधील ओब्निस्क या गावी अणूशक्तीपासून ५ मेगावॉट इतकी वीज निर्माण करून ती ग्रिडला म्हणजेच विजेच्या जाळ्याला दिली गेली आणि घरोघरी तिचा वापर होऊ लागला.

. . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ३

कोणत्याही पदार्थाच्या अणूला न्यूट्रॉनने धडक दिली तर त्याचे तीन निरनिराळे परिणाम होण्याची शक्यता असते. तो अणू युरेनियमचा असल्यास त्याचे 'फिशन' (भंजन किंवा विखंडन) होऊ शकेल, नसल्यास कदाचित तो अणू त्या न्यूट्रॉनला 'कॅप्चर' करेल म्हणजे त्याला स्वतःमध्ये सामावून घेईल आणि त्यामुळे त्या न्यूट्रॉनचे 'अॅब्सॉर्प्शन' होईल किंवा यातील काहीही न होता तो न्यूट्रॉन 'स्कॅटर' होईल म्हणजे तो त्या अणूला धडकून निराळ्या दिशेने चालता होईल. अणू ऊर्जेचा वापर करण्यासाठी तयार केलेल्या रिअॅक्टरमध्ये फिशन, अॅब्सॉर्प्शन आणि स्कॅटर या तीन्ही शक्यतांचा कल्पकतेने उपयोग करून घेतला जातो. या क्रियांची काही ठळक वैशिष्ट्ये आणि त्यांचे दुष्परिणाम (साइड इफेक्ट्स) समजून घ्यायला हवेत.

फिशनः यामधून निघालेल्या ऊर्जेचा उपयोग करून घेण्यासाठीच हा सारा खटाटोप असतो आणि त्यामधून निघालेल्या सुट्या न्यूट्रॉन्समुळे 'फिशन रिअॅक्शन'ची साखळी अखंड चालत राहून आपल्याला ही ऊर्जा सातत्याने मिळत राहते. पण या क्रियेतून निर्माण झालेले 'फिशन फ्रॅग्मेंट्स' (युरेनियमच्या अणूचे दोन तुकडे) हे रेडिओअॅक्टिव्ह ब्रह्मराक्षस मात्र फारच त्रासदायक असतात, तसेच त्यांना दीर्घायुष्याचे वरदान मिळालेले असल्यामुळे त्यांच्यापासून स्वतःचा बचाव करून घेण्यासाठी अनेक प्रकारचे प्रयत्न करावे लागतात, त्यात खूप खर्च येतो आणि तरीसुध्दा त्यांची भीती टांगत्या तलवारीप्रमाणे कायम राहते.

अॅब्सॉर्प्शनः या क्रियेत न्यूट्रॉनचे वेगळे अस्तित्व संपुष्टात येते, पण ज्या अणूमध्ये तो मिसळून जातो त्या अणूवर त्याचा परिणाम होतो. काही बाबतीत ते अणू त्यांच्याच मूलद्रव्याचे (कार्बन, हैड्रोजन यासारख्यांचे) वेगळे रूप (आयसोटोप) बनतात आणि त्यांचे रासायनिक गुणधर्म बदलत नाहीत, तर काही बाबतीत त्या अणूंचे एका वेगळ्या मूलद्रव्यामध्ये परिवर्तन होते आणि त्यामुळे त्यांचे सगळेच गुणधर्म बदलतात. अणूंचे हे नवे रूप किंवा वेगळ्या मूलद्रव्यांचे नवे अणू बहुतेक वेळी रेडिओअॅक्टिव्ह असतात. त्यामुळे फिशन फ्रॅग्मेंट्सच्या जोडीने त्यांचासुध्दा उपसर्ग होतो. शिवाय काही बाबतीत ते नवे अणू न्यूट्रॉन्सचे शत्रू असतात (त्यांना अॅब्सॉर्ब करतात) आणि रिअॅक्टरमधील 'चेन रिअॅक्शन'ला अडथळा बनतात, तर काही बाबतीत याच्या उलट होते. हवेला खाली दाबून आकाशात उंचावर उडणा-या विमानावर वातावरणामधील बदलाचा (हवेचा दाब कमी अधिक होण्याचा) परिणाम होतो आणि त्यामुळे विमान चालकाला त्यानुसार त्याचे नियंत्रण करावे लागते, तसेच रिअॅक्टरला कंट्रोल करतांना या जास्तीच्या अडचणींवर मात करून रिअॅक्टर चालवत ठेवण्याची आवश्यकता असते. मात्र युरेनियम २३८ आणि थोरियम २३२ यांचे रूपांतर अनुक्रमे प्ल्युटोनियम आणि युरेनियममध्ये होते आणि त्यांचे फिशन होणे शक्य असल्यामुळे त्यांच्य़ापासून आपल्याला लगेच जास्तीची अणूऊर्जा मिळू लागते किंवा भविष्यात मिळवता येते. यामुळे हा बदल मात्र फायदेशीर असतो.

स्कॅटरः क्रिकेटच्या पिचवर आपटल्यानंतर तो चेंडू कमी किंवा जास्त प्रमाणात उसळी घेतो, वळतो किंवा मंदावतो. त्याच प्रमाणे अणूला धडकल्यानंतर तो न्यूट्रॉन कसा परावर्तित होईल यात बरीच विविधता असते. पण या बाबतीत काही सर्वसाधारण नियम दिसतात. एका लहानशा गोटीने दुस-या गोटीवर मारले तर ती दुसरी गोटी वेगाने पुढे जाते आणि पहिल्या गोटीचा वेग कमी होतो किंवा ती तिथेच थबकते, पण तीच लहानशी गोटी लोखंडाच्या मोठ्या गोळ्यावर आपटली तर त्या गोळ्यावर फारसा परिणाम होत नाही आणि ती गोटी वेगाने परत येते. याच प्रमाणे साधारणपणे न्यूट्रॉनच्याच आकाराच्या हैड्रोजनच्या अणूला तो धडकला तर त्याचा वेग पटकन कमी होतो, पण तो न्यूट्रॉन त्याच्या दोनशेपट मोठ्या शिसाच्या अणूवर आपटला तर मात्र वेगाने परावर्तित होतो. या टक्करीमधून त्याचा वेग मंदावत नाही. कार्बनचा अणू हैड्रोजनपेक्षा मोठा असला तरी तसा लहानच असल्यामुळे त्याचाही मॉडरेशनच्या कामासाठी उपयोग होतो.

रिअॅक्टरसाठी फ्यूएल, मॉडरेटर, अॅब्सॉर्बर आणि कूलंट ठरवतांना वरील गुणधर्मांचा विचार केला जातो. युरेनियम या इंधनामध्ये त्याच्या दोन आयसोटोप्सचे मिश्रण असते. आज निसर्गात उपलब्ध असलेल्य़ा युरेनियममध्ये 'यू २३५' हा भंजनक्षम (फिसाइल) उपयुक्त पदार्थ फक्त ०.७ टक्के एवढा असतो, तर 'यू २३८' हा निष्क्रिय पदार्थ ९९.३ टक्के इतक्या जास्त प्रमाणात असतो. म्हणजे १४० अणूंपैकी फक्त एकच अणू भंजन पावू शकतो आणि त्यातून आपल्याला अणूऊर्जा मिळते. आजकाल बहुतेक रिअॅक्टरमध्ये 'एन्रिच्ड युरेनियम' वापरतात. त्यात 'यू २३५' चे प्रमाण २-४ टक्क्यापर्यंत वाढवल्याने ते इंधन अधिक प्रभावी असते. रिअॅक्टर चालत असतांना त्यातल्या काही यू २३८ अणूंचे प्ल्युटोनियममध्ये परिवर्तन होते आणि त्यांचे भंजन होऊ लागते. पण यू २३५ चे प्रमाण जितके कमी होते तितके प्ल्युटोनियमचे प्रमाण वाढत नाही. त्यामुळे एकंदरीने पाहता हे इंधन क्षीण होत जाते आणि त्याला रिअॅक्टरच्या बाहेर काढून नव्या इंधनाचा भरणा करावा लागतो.

यू २३५ चे प्रमाण ७०-७५ टक्क्यांच्याहून जास्त ठेवले तर तो रिअॅक्टर कोणत्याही मॉडरेटरच्या सहाय्याशिवाय सुध्दा चालू शकतो. अशा रिअॅक्टरला 'फास्ट रिअॅक्टर' म्हणतात. फास्ट न्यूट्रॉन्सची फिशन घडवून आणण्याची क्षमता कमी असल्यामुळे अत्यंत समृध्द इंधनातून त्यांची संख्या खूप जास्त ठेवली जाते. त्यामधील बहुसंख्य न्यूट्रॉन्स 'एस्केप' होतात, म्हणजे रिअॅक्टर व्हेसलच्या बाहेर जातात. इंधनाच्या सर्व बाजूंनी यू २३८ किंवा नैसर्गिक युरेनियमचे मोठे आणि दाट कोंडाळे (ब्लँकेट) करून ठेवले तर रिअॅक्टरमधून बाहेरच्या दिशेने जाणारे काही न्यूट्रॉन्स त्यांत कॅप्चर केले जातात आणि त्यातून प्ल्युटोनियमची निर्मिती होते. अणूइंधनाची ही नवनिर्मिती खर्च झालेल्या इंधनापेक्षा जास्त असल्यास त्या रिअॅक्टरला 'ब्रीडर' असे म्हणतात. सुरुवातीच्या काळात ही कल्पना फारच आकर्षक वाटली होती आणि जवळजवळ सर्व प्रगत देशांनी असे प्रायोजिक रिअॅक्टर बनवले होते. पण यासाठी येणारा खर्च आणि त्यामधून प्रत्यक्ष मिळणारे उत्पन्न यांची सांगड नीट जुळत नसल्यामुळे व्यावसायिक तत्वावर असे प्रकल्प उभे राहिले नाहीत. यातल्या तांत्रिक अडचणी दूर करणे आणि खर्च कमी करणे यासाठी सगळीकडे संशोधन चालले आहे. कदाचित आणखी दहा वीस वर्षांनंतर हे चित्र पालटलेले दिसेल.

हैड्रोजनचे अणू न्यूट्रॉन्सची गती कमी करण्यायाठी सर्वाधिक कार्यक्षम असतात, पण वायुरूप अवस्थेत ते अतीशय विरळ असल्यामुळे पुरेसे परिणामकारक नसतात. पाण्याच्या ( एच टू ओ च्या) प्रत्येक रेणूमध्ये हैड्रोजनचे दोन अणू असतात. खोलीभर हैड्रोजन वायूमध्ये जेवढे अणू असतील तेवढे कपभर पाण्यात असतात. या कारणाने मॉडरेटर म्हणून पाण्याचा उपयोग सर्वात जास्त रिअॅक्टर्समध्ये केला जातो. न्यूट्रॉन्सची गती कमी करत असतांना मध्येच त्यातल्या काही न्यूट्रॉन्सना पाणी खाऊन टाकते (अॅब्सॉर्ब करते). याची भरपाई करण्यासाठी समृध्द युरेनियमच वापरावे लागते. हैड्रोजनमध्ये अगदी सूक्ष्म प्रमाणात त्याचा 'ड्युटोरियम' नावाचा त्याचा जुळा भाऊ (आयसोटोप) असतो, तो कार्यक्षमतेच्या बाबतीत किंचित डावा असला तरी त्याचे न्यूट्रॉनभक्षणाचे प्रमाण अत्यल्प आहे. या कारणाने या ड्युटेरियमने युक्त असे 'जड पाणी' (हेवी वॉटर) हे सर्वोत्कृष्ट मॉडरेटर आहे. हा मॉडरेटर असला तर नैसर्गिक युरेनियमचासुध्दा इंधन म्हणून उपयोग करता येतो. साध्या पाण्यामधून हे जड पाणी वेगळे करायला खूप खर्च येत असल्यामुळे हा मॉडरेटर महाग मात्र पडतो.

साधे किंवा जड पाणी जेंव्हा मॉडरेटर म्हणून रिअॅक्टरमध्ये घातले जाते, तेंव्हा त्याच पाण्याचा कूलंट म्हणून उपयोग करणे सोयीचे असते. एका बाजूच्या नळांमधून पंपाने थंड पाणी रिअॅक्टरमध्ये सोडतात आणि ऊष्ण पाणी ( किंवा वाफ) दुस-या बाजूच्या नळामधून बाहेर पडते, तिच्यापासून वीजनिर्मिती केली जाते. त्यामुळे अशा प्रकारच्या रिअॅक्टर्समधले पाणी 'मॉडरेटर' आणि 'कूलंट' असे दुहेरी काम करते. पण जेंव्हा मॉडरेशनसाठी ग्राफाईटचा (कार्बन) वापर होतो तेंव्हा मात्र तो घनरूप असल्यामुळे एका जागी स्थिर राहतो. 'कूलंट'च्या कामासाठी दुसरा एकादा प्रवाही पदार्थच वापरणे आवश्यक असते. काही रिअॅक्टर्समध्ये कार्बन डायॉक्साईड वायूचा उपयोग या कामासाठी करतात तर काही ठिकाणी यासाठी रिअॅक्टरमधून पाण्याचा प्रवाह सोडतात. उच्च तपमानाच्या अवस्थेत पाणी आणि ग्राफाईट यांचा संयोग होऊ शकत असल्यामुळे ते कोठेही एकमेकांना स्पर्श करणार नाहीत याची काळजी घ्यावी लागते. यातला पाण्याचा प्रवाह बंद अशा वेगळ्या नलिकांमधून वाहतो. फास्ट रिअॅक्टरमध्ये मॉडरेटरच नसतो. त्यातील ऊष्णतेचे वहन करण्यासाठी वितळलेल्या सोडियम धातूसारखा अजब कूलंट वापरावा लागतो.

न्यूट्रॉन्सना कॅप्चर करणारे 'अॅब्सॉर्बर' कंट्रोल रॉड्स या कामात खर्ची पडत नाहीत. त्यांना एकदा बनवून रिअॅक्टरमध्ये बसवले की ते आय़ुष्यभर पुरतात. या कामासाठी अनेक पदार्थ उपलब्ध आहेत. त्यांना स्टेनलेस स्टीलच्या कुप्यांमध्ये ठेऊन किंवा स्टेनलेस स्टीलमध्येच मिसळून त्याच्या दांड्यांच्या सहाय्याने वरखाली करण्याची खास यंत्रणा केली जाते. त्याशिवाय काही खास कारणांसाठी काही वेळा मॉडरेटरमध्ये विरघळणारे एकादे पॉयझन मिसळले जाते आणि त्या पाण्याचे शुध्दीकरण करतांना ते हळूहळू बाहेर काढले जाते.

फ्यूएल, मॉडरेटर आणि कूलंट यांच्यामधील विविधतेमुळे त्यांचा अनेक प्रकारे उपयोग करण्याचे असंख्य प्रयोग करण्यात आले. त्यातून जे तांत्रिक दृष्ट्या यशस्वी आणि व्यावसायिक दृष्टीने फायदेशीर ठरले असे मोजके प्रकार पुढे आले. त्यांची एक एक करून अधिक माहिती पुढील भागांमध्ये करून घेऊ.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ४

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग १

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग २

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ३

एका पातेल्यात नळाचे पाणी घेऊन शेगडीवर तापवायला ठेवले की ते गरम होत जाते. त्या पाण्याचे तपमान वाढत वाढत सुमारे १०० अंश सेल्सियसच्या जवळ (पाण्याच्या उत्कलनबिंदू एवढे) पोचले की ते द्रवरूप पाणी उकळायला लागते आणि त्याचे रूपांतर झपाट्याने वायूरूप वाफेत होऊ लागते. त्यानंतर पाण्याचे तपमान वाढणे थांबून ते उत्कलनबिंदूपाशी थबकून राहते आणि पाण्याची वाफ होऊन ती हवेमध्ये पसरत जाते. प्रेशर कूकरच्या हवाबंद पात्रातून या वाफेला बाहेर पडण्याचा मार्ग मिळत नसल्यामुळे ती आतल्या आत कोंडली जाते आणि तिचा दाब वाढत जातो. दाब वाढल्यामुळे पाण्याच्या उत्कलनबिंदूत वाढ होते आणि पाण्याचे तपमान शंभरावर (सुमारे १२० अंशाकडे) जाते. जास्त तपमान आणि दाब यामुळे त्या पाण्याला डाळ, तांदूळ वगैरेंच्या दाण्यांच्या आत शिरायला मदत मिळते आणि अन्न लवकर शिजते. वाफेचा दाब वातावरणातील हवेच्या सुमारे दुप्पट एवढा झाला तर त्या दबावामुळे कूकरची शिटी वर उचलली जाते आणि त्यात तयार झालेल्या फटीतून थोडी वाफ बाहेर पडते. त्यामुळे आतला दाब कमी होतो. तो कमी झाला की स्वतःच्या वजनामुळे शिटी खाली बसते. शेगडीच्या आंचेमुळे त्यानंतर नव्याने निर्माण झालेल्या वाफेचा दाब पुन्हा वाढला की शिटीद्वारे तो कमी केला जातो. अशा प्रकारे कूकरमधील वाफेच्या दाबावर नियंत्रण ठेवले जाते.

औष्णिक विद्युत केंद्रात (थर्मल पॉवर स्टेशनमध्ये) एकाद्या हॉलएवढ्या मोठ्या आकाराची भट्टी (फर्नेस) असते. दिवसाला कित्येक वॅगन कोळसा किंवा कित्येक टँकर्स तेल जाळून टाकणारी भयंकर आग त्या फर्नेसमध्ये सतत जळत असते. त्या प्रखर अग्नीच्या ज्वाळा बॉयलरमधील पाण्याची वाफ बनवतात आणि त्या वाफेला बंदिस्त जागेत कोंडल्यामुळे तिचा दाब हवेच्या दाबाच्या शंभरपटीच्या आसपास इतका होतो. मोठमोठ्या नळांतून (पाइपातून) वहात ही वाफ स्टीम टर्बाईन नावाच्या यंत्राकडे जाते. या यंत्रामध्ये एकमेकांना जोडलेली अनेक चक्रे असतात आणि त्या प्रत्येक चक्राला कडेने अनेक पाती (व्हेन्स) बसवलेली असतात. उच्च दाबाची सामर्थ्यशाली वाफ (हाय प्रेशर स्टीम) सुसाट वेगाने टर्बाईनमध्ये घुसते आणि तिच्या मार्गात आडव्या येणा-या पात्यांना बाजूला ढकलत पुढे जात राहते. वाफेने केलेल्या या प्रहाराने त्या पात्यांना जोडलेली टर्बाईनची चक्रे वेगाने फिरतात. टर्बाईनच्या दांड्याला (शाफ्टला) जनरेटर जोडलेला असतो. त्यात वीजेची निर्मिती होते. सायकलच्या चाकाला जोडलेल्या डायनॅमोमध्ये कशी वीज तयार होते हे ग्रामीण भागातील लोकांनी पाहिले असेल, तसेच मोटार किंवा स्कूटरच्या इंजिनाला जोडलेल्या यंत्रातून वीज तयार होऊन बॅटरीला चार्ज करत असते हे बहुतेकांना ठाऊक असते. पॉवर स्टेशनमधील जनरेटर याच तत्वावर चालतो पण त्याची क्षमता काही लाख किंवा कोटीपटीने जास्त असते.

टर्बाईनची चक्रे फिरवून झाल्यानंतर मोकळी सुटलेली वाफ कंडेन्सर नावाच्या अवाढव्य उपकरणात जाते. याचा आकारही मोठ्या खोलीसारखा असतो. पण त्यात रिकामी जागा नसते. हजारो लहान लहान नळ्यांच्या जाळ्यांनी त्यातील सर्व जागा व्यापलेली असते. नदी, तलाव किंवा समुद्रातले थंड पाणी या नळ्यांमध्ये खेळत असते. या नळ्यांना स्पर्श करताच वाफेचे पुन्हा पाण्यात रूपांतर (कंडेन्सेशन) होते आणि ते पाणी कंडेन्सरच्या तळाशी साठत जाते. पंपांच्या सहाय्याने ते पाणी उपसून पुन्हा बॉयलरकडे पाठवले जाते. याप्रमाणे पाण्याचे रूपांतर वाफेत आणि वाफेचे रूपांतर पुन्हा पाण्यात करण्याचे चक्र अव्याहतपणे चालत राहते. मात्र हे करतांना ते जल (पाणी) भट्टीमध्ये जळत असलेल्या अग्नीकडून ऊर्जा घेते आणि जनरेटरमध्ये त्या ऊर्जेचे रूपांतर विद्युतशक्तीमध्ये करते. तारांमार्फत ही वीज गावोगावी आणि घरोघरी पोचवली जाते.

Pwer Plants

अणूपासून प्रचंड ऊर्जा मिळवणे साध्य झाले आणि ही ऊर्जा आपल्याला ऊष्णतेच्या रूपामध्ये कशा प्रकारे मिळू शकते याचे आकलन झाल्यानंतर तिचे रूपांतर विजेत करण्यासाठी वरील पारंपरिक मार्गाचा अवलंब करणे साहजीकच होते. ऊष्णता मिळवण्यासाठी कोळसा किंवा तेलासारख्या इंधनाच्या ज्वलनाऐवजी अणूऊर्जेचा उपयोग करणे एवढा बदल केला की झाले. त्यामुळे भट्टी (फर्नेस) आणि बॉयलर यांच्याऐवजी अणूभट्टी (रिअॅक्टर)ची योजना केली गेली. पण या दोघांमध्ये काही मूलभूत फरक आहेत. ते जाणून घेणे आवश्यक आहे. पारंपरिक इंधने भट्टीत जळून नाहीशी होतात, त्यांच्या ज्वलनातून निघालेला धूर धुराड्यांमधून वातावरणात सोडला जातो आणि उरलेली राख भट्टीच्या खाली जमत जाते. या दोन्ही गोष्टींची योग्य प्रकारे विल्हेवाट लावण्यासाठी सविस्तर व्यवस्था करावी लागते. तसेच भट्टीत घालण्यासाठी इंधनाचा आणि त्याच्या ज्वलनासाठी आवश्यक असा भरपूर हवेचा अखंड पुरवठा करावा लागतो. अणूशक्तीचे इंधन जळून नष्ट होत नाही, पण खूप काळ पुरेल एवढा त्याचा साठा सुरुवातीलाच रिअॅक्टरमध्ये करून ठेवावा लागतो. नवे इंधन गरजेनुसार पुरवावे लागत असले तरी त्याची सर्व यंत्रणा मात्र पहिल्यापासून सुसज्ज ठेवावी लागतेच. पण इंधन वेगळ्या प्रकारचे असल्यामुळे ती यंत्रसामुग्री सर्वस्वी वेगळी असते.

अणूशक्तीतून ऊष्णता निर्माण करण्यासाठी जे रिअॅक्टर आजकाल उपयोगात येत आहेत त्यातील प्रमुख प्रकार खालीलप्रमाणे आहेत.
१. बॉइलिंग वॉटर (बीडब्ल्यूआर)- या रिअॅक्टरमध्येच पाण्याची वाफ होते आणि ती टर्बाईनला पुरवली जाते
२. प्रेशराइज्ड वॉटर (पीडब्ल्यूआर)- या रिअॅक्टरमध्ये पाणी तापते, पण त्याचा दाब इतका जास्त ठेवलेला असतो की ते अतीशय गरम झालेले पाणी द्रवरूपातच रिअॅक्टरमधून बाहेर पडते. स्टीम जनरेटर नावाच्या वेगळ्या उपकरणात या ऊष्ण पाण्यापासून वाफ तयार केली जाते.
३. प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर (पीएचडब्ल्यूआर) - वरील प्रकारेच, पण यात जड पाण्याचा उपयोग केला जातो.
४. गॅस कूल्ड (जीसीआर)- यात निर्माण झालेली ऊष्णता आधी कार्बन डायऑक्साई़ड वायू ग्रहण करतो आणि नंतर तिचा उपयोग वाफ बनवण्यासाठी केला जातो.

. . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ५

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 आणि त्या ऊष्णतेसह वाफ कंडेन्सरकडे जाते. त्या वाफेला थंड करण्यासाठी कंडेन्सरमधील नळ्यांमध्ये थंड पाणी खेळत ठेवलेले असते. वाफेमध्ये असलेली ऊष्णता त्या पाण्याकडे जाऊन ते थोडे तापते आणि थंड झालेल्या वाफेचे 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 अणूऊर्जेमधील 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 ठिकाणी वाफेचा उपयोग झाल्यानंतर कंडेन्सरमधून त्यातले पाणी परत मिळवले जाते.

BWR

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. पाण्यापासून वेगळी झालेली वाफ 'स्टीम ड्रायर' नावाच्या उपकरणात जाते. या भागात वाफेतील पाण्याच्या उरल्यासुरल्या सूक्ष्म 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 वाहणा-या 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 गरम 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 कंट्रोल 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 ऊभ्या 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 निघणा-या किरणांमधून खूप ऊर्जा बाहेर निघत राहते. निखारे विझल्यानंतरसुध्दा बराच वेळ राख धगधगत राहते. शटडाउन केलेल्या रिअॅक्टरमधून ऊष्णता बाहेर पडणे 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 वाहणा-या 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 पडलेली नाही. पण या तरतुदी 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 सहसा तिचा तुटवडा पडत नाही आणि त्याच वेळी नेमका लोका अपघात होण्याची शक्यता अत्यंत कमी असते. फुकुशिमा येथील दाइ इची या एका स्टेशनमध्ये सुनामीमुळे आधी विजेचे सगळेच स्त्रोत एका झटक्यात निकामी झाले आणि त्यामुळे 'लॉस ऑफ कूलंट अॅक्सिडेंट' सारखी 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 दुस-या 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 रिअॅक्टर काम करत असतांना यातल्या कोणत्याही भागात माणसांना प्रवेश करता येत नाही. 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.

जगभरात बी.डब्ल्यू.आर. या प्रकारचे ९२ रिअॅक्टर्स असून त्यांची एकंदर क्षमता ८४००० मेगावॉट्स एवढी आहे. हा प्रकार दुस-या क्रमांकावर आहे आणि बरीच वर्षे राहणार आहे. भारतामध्ये तारापूर येथे उभारलेला सर्वात पहिला अणूविद्युत प्रकल्प या प्रकारचा होता. त्यानंतर पुन्हा अशा प्रकारच्या रिअॅक्टरची उभारणी केली गेली नाही.

. . . . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ६

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 उकळणा-या पाण्याचे तपमान सुमारे १२० अंशापर्यंत वर जाते. दाब वाढल्यामुळे पाण्याच्या उत्कलनबिंदूमध्ये वाढ होते. पाण्याच्या या गुणधर्माचा उपयोग प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमध्ये करून घेतला जातो.

PWR

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) निघणा-या ऊर्जेने फ्यूएल रॉड्सच्या बाजूने वहात असलेले हे पाणी तापते. या पाण्याचे तपमान सुमारे सव्वातीनशे अंशावर गेले तरीही ते पाणी उकळून त्याची वाफ न होता ते पाणी त्याच्या द्रवरूपातच राहते. उच्च दाबाचे अतीशय तप्त असे हे पाणी रिअॅक्टरकडून 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 त्यातील 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 तेवढी 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 दुस-या 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 पाणी 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. एक साधारण अंदाज यावा म्हणून वरील ढोबळ आकडे दिले आहेत.) हे कमी तपमान असलेले पाणी पंपाद्वारे पुन्हा रिअॅक्टरकडे पाठवले जाते आणि तिथली ऊष्णता घेऊन तप्त झाल्यानंतर ते पुन्हा स्टीम जनरेटरकडे जाते. अशा प्रकारे त्याचे चक्राकार अभिसरण चालत राहते.

यातील पंपाचा उपयोग पाण्याचा दाब अंशतः वाढवण्यासाठी होत असला तरी मुळात तो वाढवून त्या दाबाचे नियंत्रण करण्यासाठी प्रेशरायजर नावाचे वेगळे उपकरण बसवतात. कॅपसूलच्याच आकाराच्या या पात्रातला खालचा भाग पाण्याने भरलेला असतो आणि वरील भागात वाफ असते. प्रायमरी सिस्टममधील पाण्याचे तपमान वाढले तर ते प्रसरण पावून जास्तीचे पाणी प्रेशराइजरमध्ये येते आणि त्यामुळे त्यातली वाफ कोंडली जाऊन तिचा 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 तपमान कमी होऊन ते आकुंचन पावले तर प्रेशरायजरमधला इलेक्ट्रिक हीटर सुरू होतो आणि पाण्याचे रूपांतर वाफेत करून तिचा दाब वाढवतो. अशा प्रकारे पाणी आणि वाफ यांचे प्रेशर ठराविक मर्यादेत राखले जाते.

प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमधले प्रायमरी कूलंटचे पाणी फक्त रिअॅक्टर, स्टीम जनरेटर आणि पंप एवढ्यांमध्येच फिरत राहते. त्यामुळे त्याचा विस्तार कमी असतो. शिवाय 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. जगातील ४४२ पैकी २६९ म्हणजे निम्म्याहून जास्त रिअॅक्टर्स या प्रकारचे आहेत आणि जगातील ३७५ पैकी २४८ गीगावॉट म्हणजे दोन तृतीयांश विजेचे उत्पादन त्यातून होत असते.

या रिअॅक्टरच्या प्रायमरी कूलंट सर्किटमधील कोणतेही पात्र, पंप, पाइप किंवा इतर कोणत्याही उपकरणामधून पाण्याची गळती झाली तर 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.

.................................................................................... (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ७

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. ऊष्णतेपासून मोठ्या प्रमाणावर थेट वीज निर्माण करण्याचे तंत्रज्ञान आजमितीला उपलब्ध नाही. ऊष्णतेचा उपयोग करून पाण्याची वाफ बनवायची आणि त्यावर इंजिन किंवा टर्बाइन चालवून त्याला विजेचा जनरेटर जोडायचा हाच राजमार्ग पन्नास 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 हवेत 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 (एजीसीआर) 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 एजीसीआरमध्ये 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. त्याचा प्रत्यक्ष उपयोग करण्याची गरज पडत नाही.

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ८ (पी.एच.डब्ल्यू.आर.)

प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टर्स

तांदूळ निवडतांना आपण त्यातले वेगळे दिसणारे खडे वेचून त्यांना काढून टाकतो, पिठामधल्या कोंड्याचे कण आकाराने मोठे असल्यामुळे चाळणीच्या बारीक छिद्रांमधून खाली पडत नाहीत, रेती धुतली तर त्यातली माती पाण्याबरोबर वाहून जाते, पाण्यात मिसळलेला मद्यार्क (अल्कोहोल) त्याला उकळवून पाण्यापासून वेगळा 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 एकत्र आणून त्यांचे निरनिराळे समूह बनवणे कोणत्याही सोप्या क्रियेने शक्य नसते. थोडक्यात सांगायचे तर आयसोटोप्सना एकमेकांपासून सहजासहजी वेगळे करता येत नाही.

निसर्गात सापडणा-या 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 मिळत नाही. यामुळे व्यावसायिक दृष्ट्या विद्युत निर्मितीसाठी नैसर्गिक युरेनियमचा उपयोग कसा करता येईल याविषयी सुरुवातीपासूनच विविध दिशेने प्रयत्न 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) अत्यल्प प्रमाणात त्यातच मिसळलेला असतो. त्याचे दोन अणू आणि ऑक्सीजनचा एक अणू यांच्या संयोगाने जड पाणी (हेवी वॉटर) बनते. साध्या पाण्यातच ते जड पाणीसुध्दा किंचितसे असते. आपल्या शरीरात नेहमीच चमचाभर हेवी वॉटर असते असे म्हणता येईल. पण शुध्द हेवी वॉटरच्या निर्मितीसाठी मात्र हैड्रोजन या मूलद्रव्याच्या ड्यूटेरियम या दुर्मिळ आयसोटोपाला वेगळे काढावे लागत असल्याने हे कामसुध्दा 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 हेवी वॉटरच्या उपयोगावर संशोधन केले असले तरी कॅनडाने या बाबतीत स्पृहणीय यश मिळवले. कँडू या नावाने ओळखल्या जाणा-या अनेक रिअॅक्टर्सची उभारणी कॅनडामध्ये करून त्यांनी हे तंत्रज्ञान प्रस्थापित केले, तसेच अशा प्रकारचे रिअॅक्टर्स इतर देशांना निर्यात केले. भारतीय अणूऊर्जेचे जनक डॉ.होमी भाभा यांनी पन्नास वर्षांपूर्वी दूरदृष्टीने विचार करून हेच तंत्रज्ञान भारतासाठी सर्वात चांगले आहे हे ओळखले आणि या क्षेत्रातील भारताच्या धोरणाला योग्य दिशा दिली. कॅनडामध्ये डग्लस पॉइंट या जागी २२० मेगावॉट क्षमतेचे पहिले पॉवर स्टेशन बांधले जात असतांनाच 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 देशभरात अनेक ठिकाणी स्वतःच्या प्रयत्नातून उभारली.

पी.डब्ल्यू,आर प्रमाणेच प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टर्स (पी.एच.डब्ल्यू.आर) मधले प्रायमरी कूलंट (हेवी वॉटर) फक्त रिअॅक्टर, पंप आणि स्टीम जनरेटर्स एवढ्या भागात आणि रिअॅक्टर बिल्डिंगमध्येच फिरत असते. स्टीम जनरेटर्समधून बाहेर पडलेली साध्या पाण्याची वाफ टर्बाइनमधील चक्राच्या शाफ्टला फिरवून कंडेन्सरमार्फत परत येते. त्याला जोडलेल्या जनरेटरमध्ये विजेची निर्मिती होते. पी.एच.डब्ल्यू.आर. मधला सगळाच कन्व्हेन्शनल एरिया जवळपास पी.डब्ल्यू.आर.सारखाच असतो. या दोन प्रकारच्या रिअॅक्टर्समध्ये मात्र काही महत्वाचे फरक आहेत. पी.एच.डब्ल्यू.आर.मधील रिअॅक्टर व्हेसल आकाराने बरेच मोठे असते आणि त्याच्या सिलिंडरचा आंस आडवा असतो. त्यातून आरपार जाणा-या नळ्यांच्या आकाराचे तीन चारशे कूलंट चॅनल्स (किंवा फ्य़ूएल चॅनल्स) बसवलेले असतात. या नळ्यांमध्ये जुडग्यांच्या आकारातली अनेक फ्यूएल बंडल्स ठेवतात आणि त्यांच्या मधून वाहणारे सुमारे १०० बार इतक्या उच्च दाबाचे हेवी वॉटर त्यातील ऊष्णतेला बाहेर वाहून स्टीम जनरेटरकडे नेते. रिअॅक्टर व्हेसलमधील कूलंट चॅनेल्स सोडून त्यांना सर्व बाजूंनी वेढलेला उरलेला मोकळा भाग हेवी वॉटर मॉडरेटरने भरलेला असतो. यातील जड पाण्याचा दाब १-२ बार इतका अगदी कमी असतो. त्याचे तपमान वाढू नये यासाठी एका वेगळ्या पंपाद्वारे हे पाणी निराळ्या हीट एक्स्चेंजरमधून खेळवून थंड केले जाते. पी.डब्ल्यू.आर. मधील एकाच कॉमन सर्किटमध्ये वाहणारे 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) दुस-या 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 शोषून घेते (अॅब्सॉर्ब करते) या कारणाने हेवी वॉटर हे सर्वोत्कृष्ट मॉडरेटर समजले जाते. पण जे थोडे न्यूट्रॉन्स या क्रियेत 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 सर्वाधिक महत्व दिले जाते.

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

. . .. . . . . . . . . . . . . . . (क्रमशः)

अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ९ - समारोप

सायन्स न शिकलेल्या अनेक लोकांना 'अॅटॉमिक' या शब्दाचा अर्थ माहीत नसतो. "हे ऑटोमेटिक एनर्जीवर काम करतात." अशा शब्दात अनेक लोकांनी माझी ओळख करून दिली आहे. त्यामुळे आपोआप तयार होत जाणारी वीज पुरवण्याचे अजब तंत्र मला अवगत आहे अशी काही लोकांची गैरसमजूत होते. "तुमची वीज केवढ्याला पडते हो? " या प्रश्नाला मला नेहमीच उत्तर द्यावे लागते. विजेचे बिल भरणा-या कोणाच्याही मनात हा प्रश्न उठणे जेवढे साहजीक आहे तेवढेच या प्रश्नाचे उत्तर देणे अवघड आहे.

कोणत्याही वस्तू किंवा सेवेचा बाजारभाव 'मार्केट फोर्सेस'मुळे ठरत असतो. मागणी आणि पुरवठा यातील समतोलाप्रमाणे तो कमी जास्त होत असतो असे ढोबळमानाने म्हंटले तरी हे दोन्ही घटक सहसा स्थिर पातळीवर नसतात. या दोन घटकांमध्ये उतार चढाव निर्माण करणारी असंख्य इतर कारणे असल्यामुळे त्याबद्दल काहीही नेमकेपणाने सांगता येणे कठीण आहे. शिवाय त्यावर सरकारी नियंत्रण असले तर त्यामधला गोँधळ जास्तच वाढतो.

विजेचेच उदाहरण घेतले तर केवळ मुंबईतीलच दक्षिण मुंबई, उपनगरे आणि नवी मुंबई या भागात विजेच्या दरांची निरनिराळी कोष्टके आहेत. घरगुती, औद्योगिक किंवा वाणिज्यिक उपयोग, कृषी, सार्वजनिक यासारख्या ग्राहकांच्या निरनिराळ्या श्रेणी आहेत, प्रत्येक श्रेणीमध्ये पहिले १०० युनिट्स, पुढील २०० किंवा ३०० युनिट्स, त्यावरील जास्तीचे युनिट्स वगैरेंच्या वीजशुल्कासाठी निरनिराळे दर आहेत, याशिवाय वीज आकार, इंधन समायोजन आकार, कर, उपकर वगैरे त्यात जोडले जाऊन एकूण बिल बनते. त्यामुळे आपल्या घरी येणारी वीज नेमकी 'केवढ्याला' पडते हे मीच काय, हा प्रश्न विचारणाराही सांगू शकत नाही.

वीज वितरण (डिस्ट्रिब्यूशन) करणा-या कंपनीकडून आपल्याला विजेचे बिल येते आणि आपण ते भरतो. त्यातला काही हिस्सा विजेचे वहन (ट्रान्स्मिशन) करणा-या केपनीला आणि काही भाग विजेची निर्मिती (जनरेशन) करणा-या कंपनीला मिळतो. त्यांना किती पैसे मिळावेत यावरसुध्दा सरकारी नियंत्रण असते. एकाच कंपनीच्या निरनिराळ्या वीजनिर्मिती केंद्रांमध्ये निर्माण झालेल्या विजेचे मूल्य वेगवेगळे असते. त्यात पुन्हा ड्यूअल प्राइसिंग पॉलिसीनुसार पहिले काही मेगावॉट्सपर्यंत एक दर आणि त्याहून अधिक विजेसाठी दुसरा दर असतो. भारतात निदान हे दर तरी सारखे बदलत नाहीत. युरोप आणि अमेरिकेत दिवसातल्या वेगवेगळ्या काळासाठी निरनिराळे दर लागू होतात. इतर वस्तू किंवा सेवांप्रमाणे तिकडे विजेचे ऑन लाइन ट्रेडिंगही चालते. थोडक्यात सांगायचे झाल्यास विजेच्या विक्रीचे दर अत्यंत अनिश्चित असतात.

विजेची निर्मिती करण्यासाठी किती खर्च येतो याचा काही प्रमाणात हिशोब करता येतो. कारखान्यात तयार होत असलेल्या इतर वस्तूंप्रमाणेच यासाठी काही भांडवली खर्च (कॅपिटाल एक्स्पेंडिचर) आणि काही महसुली खर्च (रेव्हेन्यू एक्स्पेंडिचर) असतो. वीजकेंद्राच्या उभारणीसाठी जमीनीची खरेदी करणे, इमारतीचे बांधकाम, यंत्रसामुग्रीची खरेदी आणि जोडणी वगैरेसाठी लागणारा खर्च भांडवली स्वरूपाचा असतो. कामाला सुरुवात होताच या खर्चाची सुरुवात होते आणि त्यासाठी लागणारे भांडवल कर्जाने घेतलेले असल्यास त्यावरील व्याजाची आकारणीही सुरू होते. पण विजेची निर्मिती करून तिच्या विक्रीमधून उत्पन्न यायला अवकाश असतो. या दरम्यानच्या काळात द्याव्या लागणा-या व्याजाला आय.डी.सी. (इंटरेस्ट ड्यूरिंग कन्स्ट्रक्शन) म्हणतात आणि भांडवली खर्चात त्याचा समावेश केला जातो. वीजकेंद्र काम करू लागल्यानंतर ते चालवत ठेवण्यासाठी जो खर्च येतो तो दोन प्रकारचा असतो. कामगारांचे पगार आणि भत्ते, ऑफीसमधील दिवे, पंखे वगैरे चालवण्यासाठी लागणारा खर्च यासारखे काही फिक्स्ड एक्सपेंडिचर्स असतात, केंद्र बंद असले तरी हे खर्च होतच राहतात, तर इंधनाची किंमत, यंत्रे चालवण्यासाठी येणारा खर्च वगैरे काही खर्च वीजनिर्मितीच्या प्रमाणात होतात.

भांडवली खर्चासाठी घेतलेल्या कर्जावर व्याज द्यावे लागते, तसेच त्याची परतफेडही करायची असते. याप्रमाणे त्याचे हप्ते ठरतात. हे हप्ते भरणे, फिक्स्ड खर्च भागवणे आणि खर्ची पडलेल्या इंधनाची किंमत भरून येणे हे सारे झाल्यानंतर जी शिल्लक राहील तो नफा असतो. व्यावसायिक तत्वावर कोणतेही काम करणा-याला नफ्याची अपेक्षा असतेच, तसा वाजवी नफा त्याला मिळावा असा विचार करून त्यानुसार विजेची किंमत ठरवली जाते. वीज कधीही साठवून ठेवता येत नाही, तिचे उत्पादन होताच क्षणभरात वितरणही होते. त्यामुळे या सगळ्या खर्चांचे अंदाज बांधून आणि अमूक इतके युनिट्स वीज तयार होईल असे ठरवून तिचा दर आधीच ठरवला जातो. ठराविक कालावधीनंतर मागील अनुभवाचा आढावा घेऊन पुढील काळासाठी त्यात बदल केले जातात.

औष्णिक वीजकेंद्राच्या तुलनेत परमाणू वीज केंद्रामधील यंत्रसामुग्री अधिक गुंतागुंतीची असते, शिवाय ती वेगळ्या आणि खास प्रकारची असल्यामुळे तिच्या निर्मिती आणि तपासणीसाठी जास्त खर्च येतो, तसेच त्यासाठी जास्त कालावधी लागतो. त्यामुळे दर मेगावॉट कपॅसिटीसाठी अणू वीज केंद्राला अधिक भांडवल लागते. पण औष्णिक केंद्राला सतत प्रचंड प्रमाणात इंधन पुरवत रहावे लागते. त्यासाठी लागणारा कोळसा, तेल किंवा गॅस यावर खूप खर्च होतो. शिवाय या इंधनांना खाणीमधून काढून वीजकेंद्रापर्यंत नेऊन पोचवण्यासाठी भरपूर खर्च येतो, तसेच वाहतुकीच्या साधनांवर ताण पडतो. त्या मानाने अणू इंधन आकाराने अगदीच लहान असते आणि त्यावर कमी खर्च होतो. यामुळे असे म्हणता येईल की कोळसा किंवा तेलाच्या खाणीजवळ औष्णिक वीज कमी खर्चात तयार होते आणि त्यापासून दूर गेल्यास अणूविद्युत स्वस्तात तयार होऊ शकते. वाढत जाणा-या किंमतींचा विचार केला तर असे दिसते की वर्षे उलटून जात असतांना भांडवली खर्चावरील व्याजाचा बोजा कमी होत जातो, तर इंधनाच्या किंमती वाढत गेल्यामुळे तो खर्च वाढत जातो. अशा प्रकारे एकाच वर्षी सुरू झालेल्या या दोन प्रकारच्या केंद्रामधून तयार होणा-या विजेच्या दरांमध्ये पंधरा वीस वर्षांनंतर फरक पडलेला दिसतो.

निरनिराळ्या प्रकारच्या अणूविद्युत केंद्रांचा तुलनात्मक अभ्यास करतांना त्यांच्या उभारणीवर आणि चालवण्यावर येणा-या खर्चांचा विचार करावा लागेल. या केंद्राच्या उभारणीसाठी येणारा खर्च त्याच्या क्षमतेच्या समप्रमाणात वाढत नाही. केंद्राची क्षमता जितकी मोठी असेल त्या प्रमाणात त्यावरील दर मेगावॉटमागे येणारा भांडवली खर्च कमी होत जातो. यामुळे बहुतेक प्रगत देशांमध्ये १००० मेगावॉट युनिट्स बांधली गेली आहेत आणि चालवली जात आहेत. सुरुवातीच्या काळात उभारलेली २०० - ३०० मेगावॉट्स किंवा त्याहून लहाल क्षमतेची युनिट्स त्यांनी बंदच केली आहेत. भारतासारख्या देशात मात्र ती चालवणे आजही शक्य आणि आवश्यक आहे. अर्थातच त्यातून निघणारी वीज तुलनेने महाग पडते.

जगभरातले हजार मेगावॉटवर क्षमता असलेले रिअॅक्टर्स पी.डब्ल्यू.आर आणि बी.डब्ल्यू आर. या प्रकारचे आहेत. ग्राफाइट मॉडरेटेड रिअॅक्टर्स आता मागे पडले आहेत. हेवी वॉटर मॉडरेटेड रिअॅक्टर्स बनवणा-या कॅनडामध्ये पाचशे मेगावॉट्सपासून सातआठशे मेगावॉट्सपर्यंतची अनेक युनिट्स त्यांनी उभारली. पुढे विजेची मागणी वाढणेच थांबल्यामुळे हजार मेगावॉट्सचे डिझाइन करूनसुध्दा ते उभारले गेले नाही. भारतातील परिस्थिती पाहून आधी दोनशे मेगावॉट्सची अनेक युनिट्स उभारल्यानंतर तारापूर येथे पाचशे मेगावॉट्सची दोन युनिट्स उभारली, आता सातशे मेगावॉट्स युनिट्स उभारण्याची सुरुवात झाली आहे.

बॉइलिंग वॉटर रिअॅक्टरमध्ये एकच कूलंट सर्किट असते. रिअॅक्टर आणि टर्बाईन यांची स्थापना एकाच इमारतीत होते. एकंदरच केंद्राचा विस्तार आणि त्यामधील यंत्रसामुग्री आटोपशीर असल्यामुळे त्यासाठी कमी खर्च येतो. मात्र हे पॉवर स्टेशन चालत असतांना त्यातील सर्वच भागात किरणोत्साराचे प्रमाण मोठे असल्यामुळे कोणीही त्यात प्रवेश करू शकत नाही. विजेची निर्मिती थांबवल्यानंतरसुध्दा रिअॅक्टर पुरेसा थंड होण्याची वाट पहावी लागते. काही यांत्रिक बिघाड झाला तर दुरुस्ती करण्यासाठी सुध्दा कोणी आत जाऊ शकत नाही. त्यामुळे याची काळजी घेण्यासाठी अनेक पाठीराख्या (बॅकअप) पर्यायी व्यवस्था केलेल्या असतात. पण जपानमध्ये आलेल्या सुनामीसारख्या प्रसंगी त्या तोकड्या पडल्याचे दिसून आले. परिस्थितीत सुधारणा होऊन तिच्यावर ताबा मिळवणे शक्य होईपर्यंत ती आणखी किती बिघडणार आहे हेच सांगता येत नव्हते आणि त्यामुळे अव्वाच्या सव्वा वावड्या उडवणा-या लोकांना मोकळे रान मिळाले होते. प्रत्यक्षात तसे काहीच घडले नसले तरी या प्रसंगातून निर्माण झालेले भीतीचे वातावरण मात्र जगभर पसरले.

प्रेशराइज्ड वॉटर रिअॅक्टरमध्ये प्रायमरी आणि सेकंडरी अशी दोन कूलंट सर्किट्स असल्यामुळे जास्तीची उपकरणे लागतात. त्यातील स्टीम जनरेटर आणि प्रेशराइजर ही अवाढव्य आकाराची असतात. प्रायमरी कूलंटचे तपमान आणि दाब या दोन्ही गोष्टी जास्त असल्यामुळे त्यासाठी लागणारे पंप्स, व्हॉल्व्हज, पाइप्स वगैरे सर्वांसाठी विशेष प्रकारच्या मिश्रधातूंचा उपयोग करावा लागतो. टर्बाइन आणि सेकंडरी कूलंट सिस्टिममधील सर्व उपकरणे वेगळ्या बिल्डिंगमध्ये ठेवली जातात. यामुळे बांधकामाचा खर्च वाढतो. या प्रकारात केंद्राची कार्यक्षमता कमी असते. वगैरे कारणांमुळे वीजनिर्मितीला थोडा अधिक खर्च येण्याची शक्यता असते. पण बी.डब्ल्यू.आर,मधील वर दिलेले दोष नसल्यामुळे गरज पडताच दुरुस्ती करणे सोपे असते आणि स्टेशन चालत राहिल्यामुळे विजेची अधिक निर्मिती झाली तर या खर्चाची भरपाई होते. शिवाय आणीबाणीची परिस्थिती हाताबाहेर जाऊ न देता तिला हाताळणे शक्य असते.

प्रेशराइज्ड हेवी वॉटर रिअॅक्टरमध्येसुध्दा प्रायमरी आणि सेकंडरी अशी दोन कूलंट सर्किट्स असल्यामुळे वरील सर्व गोष्टी लागू होतातच. त्याखेरीज इतर जास्तीची उपकरणे असावी लागतात. यातील तीनचारशे प्रेशर ट्यूब्स झिर्कोनियम नावाच्या खास धातूपासून बनवली जातात. मॉडरेटरसाठी निराळे सर्किट असते, त्यात पंप्स, व्हॉल्व्हज, हीट एक्स्चेंजर्स वगैरे असतातच. मॉडरेटरला थंड करतांना त्यातून निघालेली ऊष्णता वायाच जाते. लीक होऊन हवेत मिसळलेले हेवी वॉटर परत मिळवण्यासाठी व्हेपर रिकव्हरी सिस्टम असते आणि गोळा झालेल्या जड पाण्याचे शुध्दीकरण करून त्याचा दर्जा वाढवण्यासाठी अपग्रेडिंग सिस्टिम असते. ऑन पॉवर फ्यूएलिंग करण्यासाठी खास प्रकारची फ्यूएलिंग मशीन्स आणि ट्रान्स्फर सिस्टिम असते. या सर्वांसाठी जादा खर्च येतो. त्यामुळे वीज उत्पादनाचा खर्च वाढतो.

जगभरातील अनुभव पाहता पी.डब्ल्यू.आर. आणि बी.डब्ल्यू,आर. रिअॅक्टर्स अनेक देशांमध्ये निश्चितपणे स्वस्तात वीजनिर्मिती करत आहेत. जगातील सुमारे एक शष्ठांश वीजनिर्मिती यातून होत आहे. पी.एच.डब्ल्यू.आर. तग धरून आहेत आणि माफक प्रमाणात नफा कमावत आहेत, पण अर्थनिवेश करणा-यांना (इन्व्हेस्टर्सना) ती कदाचित आकर्षित करू शकत नाहीत असे दिसते. कॅनडा आणि भारत सोडता इतर देशांनी त्यात मोठा पुढाकार घेतला नाही. दक्षिण कोरिया, चीन. अर्जेंटिना, रुमानिया इत्यादि देशात अशी केंद्रे आहेत, पण इतरांच्या तुलनेत संख्येने ती जास्त नाहीत.

सत्तरीच्या दशकातील अणूशक्तीच्या सुवर्णयुगात सगळीकडे मोठ्या प्रमाणात अणूविद्यितकेंद्रे उभारली गेली. किरणोत्साराच्या धोक्याचा विचार करता त्यानंतरच्या काळात ती बांधणे कमी झाले होते. औष्णिक केंद्रांमधून मोठ्या प्रमाणात वायूप्रदूषण होत असल्यामुळे पर्यावरणाचा विचार करता पुन्हा अणूविद्युत केंद्रांच्या उभारणीला वेग येईल अशी चिन्हे अलीकडे दिसू लागली होती. फुकुशिमा येथील सुनामीत झालेल्या घटनांनंतर त्याला ब्रेक लागला आहे. पण कोळसा आणि तेल काही दशकांनंतर संपणारच आहेत. त्यांची उपलब्धता कमी होताच त्यांच्या किंमती कशा भडकतात हे आपण पाहतच आहोत. लोखंडासारख्या अनेक धातूंची निर्मिती आणि त्यावर प्रक्रिया करणे तसेच विविध प्रकारची रसायने तयार करण्यासाठीही त्यांची आवश्यकता असते. त्यामुळे ती इंधने जाळून टाकण्यापेक्षा जास्तीत जास्त पुरवून वापरण्यावर भर दिला जाईल यात शंका नाही. आपली आजची जीवनशैली पुन्हा बदलून शंभर दोनशेवर्षे मागे जायला कोणीही तयार होणार नाहीत. त्यामुळे विजेची मागणी कमी होणार नाही. सौर ऊर्जा, वायू ऊर्जा वगैरे अजूनही खूपच महाग आहेत आणि त्यांची किंमत कमी होण्याची सध्या तरी आशा दिसत नाही. त्यामुळे काही काळ उलटून गेल्यानंतर पुन्हा अणूशक्तीच्या पर्यायावर गंभीरपणे विचार करावा लागणार आहे असे वाटते.

याआधीचा लेख अणूऊर्जेपासून विजेची निर्मिती - भाग ८ (पी.एच.डब्ल्यू.आर.)