પાયરોપ્રોસેસિંગ અને ભારતની પરમાણુ ઉર્જા ઇકોસિસ્ટમને મજબૂત બનાવવી
#GS-3 #અર્થવ્યવસ્થા #ઇન્ફ્રાસ્ટ્રક્ચર #ઉર્જા #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજી #પરમાણુ ટેકનોલોજી #વિજ્ઞાન અને ટેકનોલોજીમાં ભારતીયોની સિદ્ધિઓ #ખનિજ અને ઉર્જા સંસાધનો #GS-1 #રૅપિડ ફાયર CA #પ્રિલિમ્સ માટે ઝડપી તથ્યો
પાયરોપ્રોસેસિંગ
- પાયરોપ્રોસેસિંગ એ ઊંચા તાપમાનનો ઉપયોગ કરીને ઘન સામગ્રીને ભૌતિક અથવા રાસાયણિક રીતે બદલવાની એક પદ્ધતિ છે. તે એક શુષ્ક પ્રક્રિયા છે અને અત્યંત ઊર્જા સઘન છે.
- સિમેન્ટ બનાવવાના ઉત્પાદનમાં, બારીક દળેલા ચૂનાના પથ્થર, માટી અને લોખંડને રોટરી કિલનમાં નાખવામાં આવે છે, જ્યાં તાપમાન આશરે 900°C સુધી પહોંચતા ચૂનાનો પથ્થર કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ગુમાવે છે.
- આશરે 1,450°C તાપમાને, મિશ્રણ માર્બલના કદના ક્લિંકર નોડ્યુલ્સ બનાવવા માટે આંશિક રીતે ઓગળે છે, જેને બાદમાં સિમેન્ટ બનાવવા માટે દળવામાં આવે છે.
- ધાતુશાસ્ત્રમાં, રોસ્ટિંગ સહિતના અનેક તબક્કાઓ દ્વારા ઓરમાંથી ધાતુઓ કાઢવા માટે પાયરોપ્રોસેસિંગનો ઉપયોગ થાય છે, જ્યાં સલ્ફાઇડ ઓરને ધાતુના ઓક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે હવામાં ગરમ કરવામાં આવે છે.
- અન્ય તબક્કાઓમાં ગાળણ (સ્મેલ્ટિંગ)નો સમાવેશ થાય છે, જે સ્લેગ તરીકે ઓળખાતી કચરાની અશુદ્ધિઓથી ધાતુને અલગ કરવા માટે ઓરને ઓગાળે છે, અને કેલ્સિનિંગ, જ્યાં ચૂનો બનાવવા માટે ચૂનાના પથ્થરને ગરમ કરવામાં આવે છે.
- પરમાણુ ઉદ્યોગમાં, પાયરોપ્રોસેસિંગ એ 1980 અને 1990ના દાયકામાં વિકસિત તકનીકોનો ઉપયોગ કરીને ખર્ચેલા પરમાણુ બળતણની પુનઃપ્રક્રિયાનો ઉલ્લેખ કરે છે.
- વપરાયેલ બળતણ ટુકડાઓમાં તોડી નાખવામાં આવે છે અને સામાન્ય રીતે 500°C કે તેથી વધુ તાપમાને લિથિયમ અને પોટેશિયમ ક્લોરાઇડથી બનેલા ઉચ્ચ-તાપમાનના સોલ્ટ બાથમાં મૂકવામાં આવે છે, ત્યારબાદ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ તત્વોને તેમના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગુણધર્મોના આધારે અલગ કરે છે.
- રસ ધરાવતા અલગ તત્વો વિવિધ પ્રવાહોમાં પુનઃપ્રાપ્ત થાય છે, અને આ પ્રક્રિયાનો અભ્યાસ અદ્યતન ફાસ્ટ રીએક્ટર પ્રોગ્રામ્સના ભાગરૂપે જાપાન, દક્ષિણ કોરિયા અને યુ.એસ.માં કરવામાં આવ્યો છે.
શા માટે ચર્ચામાં છે
- ગલ્ફમાં વધતા ભૂ-રાજકીય જોખમો અને કોલસા પર સતત નિર્ભરતા વચ્ચે, ભારત એક સ્થિર, સ્થાનિક બેઝલોડ સ્ત્રોત તરીકે પરમાણુ ઉર્જા પરનું તેનું ધ્યાન નવીનીકરણ કરી રહ્યું છે.
- ભારત તેની ઉર્જા શિફ્ટમાં વિવિધતા લાવવા અને આયાત નબળાઈ ઘટાડવા માટે સ્વદેશી તકનીકી સીમાચિહ્નો અને નીતિગત સુધારાઓનો લાભ લઈ રહી છે.
- ભારતનું પરમાણુ-આગેવાની હેઠળની ઉર્જા વ્યૂહરચના તરફનું સ્થળાંતર, જે શાંતિ અધિનિયમ, 2025, નાની મોડ્યુલર રિએક્ટર (SMRs) અને સ્ટેજ II PFBR ક્રિટિકાલિટી દ્વારા સંચાલિત છે, તે ઉર્જા આત્મનિર્ભરતા સુનિશ્ચિત કરવા માટેનું એક નિર્ણાયક પગલું રજૂ કરે છે.
ભારત તેની પરમાણુ ઉર્જા લેન્ડસ્કેપને કેવી રીતે પરિવર્તિત કરી રહ્યું છે
- શાંતિ અધિનિયમ (સસ્ટેનેબલ હાર્નેસિંગ એન્ડ એડવાન્સમેન્ટ ઓફ ન્યુક્લિયર એનર્જી ફોર ટ્રાન્સફોર્મિંગ ઇન્ડિયા), 2025 એ જૂના પરમાણુ ઉર્જા અધિનિયમ, 1962 અને પરમાણુ નુકસાન માટે નાગરિક જવાબદારી અધિનિયમ, 2010નું સ્થાન લીધું છે.
- તે લાઇસન્સિંગ, સલામતી અને જવાબદારી માટે સ્પષ્ટ નિયમો પૂરા પાડે છે જેણે અગાઉ જૈતાપુર અને કોવડા જેવા પ્રોજેક્ટ્સ માટે વિદેશી ટેકનોલોજી પ્રદાતાઓ સાથેના સહયોગને અટકાવ્યો હતો.
- તેણે પરમાણુ અકસ્માતો માટે વૈધાનિક સપ્લાયર જવાબદારીને અસરકારક રીતે દૂર કરી છે.
- આ અધિનિયમ પરમાણુ ઉર્જા નિયમન મંડળ (AERB) ને વૈધાનિક સમર્થન આપે છે અને તેને સંસદ પ્રત્યે જવાબદાર બનાવે છે, નિયમનકારી સ્વતંત્રતા, પારદર્શિતા અને સલામતી દેખરેખને મજબૂત બનાવે છે.
- 2047 સુધીમાં 100 GW પરમાણુ ઉર્જા ક્ષમતા માટે જરૂરી ઝડપી સ્કેલિંગ હાંસલ કરવા માટે ખાનગી મૂડી અને ઓપરેશનલ કાર્યક્ષમતાનું ઇન્જેક્શન જરૂરી છે.
- આ ધ્યાનમાં રાખીને, શાંતિ અધિનિયમ, 2025 હેઠળ સરકાર હવે ખાનગી કંપનીઓને પરમાણુ પ્લાન્ટ્સ બનાવવા, માલિકી મેળવવા અને સંચાલિત કરવા તેમજ ઇંધણ બનાવટમાં જોડાવા માટે લાઇસન્સ માટે અરજી કરવાની મંજૂરી આપે છે.
- જ્યારે સંવેદનશીલ ઇંધણ-ચક્ર પ્રવૃત્તિઓ (દા.ત., સમૃદ્ધિ, કચરો પુનઃપ્રક્રિયા) સરકારી નિયંત્રણ હેઠળ રહે છે, ત્યારે સરકાર સેક્ટરમાં પ્રવેશતા ખાનગી ખેલાડીઓ માટે રોકાણના જોખમને ઘટાડવા માટે હાલમાં આશ્વાસન પાવર પરચેઝ એગ્રીમેન્ટ્સ (PPAs) વિકસાવી રહી છે.
- એક સમર્પિત, મિશન-મોડ અભિગમ પરંપરાગત, મોટા પાયે પ્લાન્ટ્સ કરતાં વધુ સ્કેલેબલ હોય તેવી ઉભરતી પરમાણુ તકનીકો પર કેન્દ્રિત ધ્યાન સુનિશ્ચિત કરે છે.
- ₹20,000 કરોડની ફાળવણી સાથે કેન્દ્રીય અંદાજપત્ર 2025-26 માં ઘોષણા કરવામાં આવી છે, આ મિશન ખાસ કરીને નાના મોડ્યુલર રિએક્ટર (SMRs) ના R&D અને જમાવટને લક્ષ્ય બનાવે છે.
- સરકાર લચીલા, વિશ્વાસપાત્ર બેઝલોડ પાવર પ્રદાન કરવા માટે 2033 સુધીમાં ઓછામાં ઓછા 5 સ્વદેશી રીતે ડિઝાઇન કરાયેલા SMRs (જેવા કે BSMR-200) ને કાર્યરત કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે.
- લાંબા ગાળાની ઉર્જા સુરક્ષા માટે પરમાણુ ચક્રના બીજા તબક્કામાં આગળ વધવું મહત્વપૂર્ણ છે, કારણ કે તે ભારતને તેના વિશાળ ઘરેલું થોરિયમ ભંડોળનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.
- એપ્રિલ, 2026 માં, કલ્પક્કમ ખાતેનું 500 MWe પ્રોટોટાઇપ ફાસ્ટ બ્રીડર રિએક્ટર (PFBR) એ પ્રથમ ક્રિટિકાલિટી પ્રાપ્ત કરી.
- આ સીમાચિહ્ન ઘટેલા યુરેનિયમનું પ્લુટોનિયમમાં રૂપાંતર કરવા સક્ષમ બનાવે છે, જે આખરે ભારતના પરમાણુ પ્રોગ્રામના ત્રીજા તબક્કાને શક્તિ આપવા માટે જરૂરી વિખંડનયોગ્ય સામગ્રી પ્રદાન કરે છે, જે થોરિયમનો ઉપયોગ કરવા માટે ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું છે.
- કસ્ટમ, વન-ઓફ પ્રોજેક્ટ્સથી દૂર જઈને પ્રમાણભૂત, ફ્લીટ-મોડ બાંધકામ તરફ આગળ વધવું એ પ્રોજેક્ટના ગર્ભાવસ્થાના સમય અને ખર્ચને ઘટાડવાની સૌથી અસરકારક રીત છે.
- પરમાણુ ઉર્જા વિભાગ (DAE) એ 700 MWe પ્રેશરાઇઝ્ડ હેવી વોટર રિએક્ટર (PHWR) ની ડિઝાઇનને પ્રમાણભૂત બનાવી છે. આનાથી બહુવિધ સ્થળો પર એકસાથે બાંધકામ શક્ય બને છે, જે ઉત્પાદન અને સપ્લાય ચેઇન મેનેજમેન્ટમાં સ્કેલની અર્થવ્યવસ્થા બનાવે છે.
- તાજેતરની સફળતાઓમાં આ મોડેલનો ઉપયોગ કરીને કાકરાપાર એટોમિક પાવર સ્ટેશન (KAPS, ગુજરાત) અને રાજસ્થાન એટોમિક પાવર સ્ટેશન (રાવતભાટા) ખાતેના એકમોનું ઝડપી વેપારીકરણ સામેલ છે.
- ભારે ઉદ્યોગનું ડીકાર્બોનાઇઝેશન કરવા માટે સ્થાનિક, સુસંગત ઉર્જા સ્ત્રોતોની જરૂર છે જે હવામાનની અનિશ્ચિતતાઓ અથવા લાંબા અંતરના ગ્રીડ ટ્રાન્સમિશન પર આધાર રાખતા નથી.
- સરકાર સ્ટીલ અને એલ્યુમિનિયમ જેવા ઉર્જા-સઘન ક્ષેત્રો માટે કેપ્ટિવ પાવર પ્લાન્ટ્સ તરીકે BSRs ને પ્રોત્સાહન આપી રહી છે.
- BSMR-200 અને SMR-55 નો ઉપયોગ એલ્યુમિનિયમ, સ્ટીલ વગેરે જેવા ઉર્જા સઘન ઉદ્યોગો માટે કેપ્ટિવ પ્લાન્ટ તરીકે, નિવૃત્ત થતા અશ્મિભૂત ઈંધણ આધારિત પાવર પ્લાન્ટ્સના પુનઃઉપયોગ માટે અને દૂરના તેમજ ઓફ-ગ્રીડ સ્થાનો માટે ઉર્જા પૂરી પાડવા માટે થઈ શકે છે.
- આ મોડ્યુલર યુનિટ્સને સીધા ઔદ્યોગિક ક્લસ્ટરોની નજીક તૈનાત કરીને, સરકાર કાર્બન-મુક્ત પ્રક્રિયા ગરમી અને વીજળી પ્રદાન કરવાનું લક્ષ્ય રાખે છે, જેનાથી માત્ર સૌર કે પવનનો ઉપયોગ કરીને મુશ્કેલ હોય તેવા ઔદ્યોગિક ઉત્સર્જનનો સામનો કરી શકાય.
- આયાતી ઉચ્ચ-તકનીકી ઘટકો પર નિર્ભરતા ઘટાડવી એ આર્થિક કાર્યક્ષમતા અને વ્યૂહરચનાત્મક સ્વાયત્તતા બંને હાંસલ કરવા માટે નિર્ણાયક છે.
- પરમાણુ ઉર્જા વિભાગ (DAE) અને ભારતીય ઉદ્યોગે રિએક્ટર પ્રેશર વેસલ્સમાં ઉપયોગ માટે ApuRVA (એડવાન્સ્ડ પ્યોરિફાઇડ રિએક્ટર વેસલ એલોય) જેવી સ્વદેશી સામગ્રી સફળતાપૂર્વક વિકસાવી છે.
- વધુમાં, 2024માં જાદુગડા ખાણો પર યુરેનિયમ થાપણોની નવી શોધે તે સુવિધાના ઓપરેશનલ જીવનને 50 વર્ષ સુધી લંબાવ્યું છે, જે વધુ વિશ્વસનીય ઈંધણ પુરવઠા શૃંખલા સુનિશ્ચિત કરે છે.
- ન્યુક્લિયર પાવર કોર્પોરેશન ઓફ ઇન્ડિયા લિમિટેડ (NPCIL) અને NTPC લિમિટેડ વચ્ચેના સંયુક્ત સાહસ (JV) તરીકે અનુશક્તિ વિદ્યુત નિગમ લિમિટેડ (ASHVINI) ની રચના, કેન્દ્રીકૃત રાજ્ય સંચાલનથી સહયોગી, બહુ-એજન્સી અમલીકરણ મોડેલ તરફના માળખાકીય પરિવર્તનને દર્શાવે છે.
- રિએક્ટર ડિઝાઇનમાં NPCILની ટેકનિકલ કુશળતા સાથે NTPCના વિશાળ પ્રોજેક્ટ મેનેજમેન્ટ અને નાણાકીય મૂડીને જોડીને, સરકારે ઝડપી ક્ષમતા ઉમેરા માટે એક એન્જિન બનાવ્યું છે.
- મહી બાસવાડા રાજસ્થાન એટોમિક પાવર પ્રોજેક્ટ (MBRAPP) ચાર 700 MWe સ્વદેશી PHWRs ચાલુ કરવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે આ JV ના મુખ્ય લાભાર્થી તરીકે કાર્ય કરે છે.
- પાર્ટીશનિંગ અને ટ્રાન્સમ્યુટેશન અપનાવવું
પડકારો
- પરમાણુ પ્રોજેક્ટ્સ માટે મોટા પાયે આગોતરી મૂડી રોકાણની જરૂર પડે છે, જે TERI દ્વારા 100 GW ના લક્ષ્ય સુધી પહોંચવા માટે ₹25 ટ્રિલિયન હોવાનો અંદાજ લગાવવામાં આવ્યો છે, અને સૌર અથવા પવન પ્રોજેક્ટ્સની સરખામણીમાં લાંબા બાંધકામ સમયરેખાથી પીડાય છે.
- નીતિ આયોગના મતે
આગળનો રસ્તો
- સ્ટેન્ડઅલોન પાવર પ્લાન્ટ્સ બનાવવાને બદલે, પરમાણુ રિએક્ટર્સને સીધા જ ઉર્જા-સઘન ઔદ્યોગિક ક્લસ્ટરો (દા.ત., સ્ટીલ, એલ્યુમિનિયમ અથવા ખાતર હબ) માં એકીકૃત કરો. તે વેચાણમાંથી મૂલ્ય પ્રસ્તાવને બદલે છે
પ્રિલિમ્સ ધ્યાનમાં
- પાયરોપ્રોસેસિંગ એ ઊંચા તાપમાનનો ઉપયોગ કરીને સામગ્રી બદલવા માટે વપરાતી શુષ્ક અને ઉર્જા-સઘન પદ્ધતિ છે, જે સિમેન્ટ, ધાતુશાસ્ત્ર અને પરમાણુ બળતણ પુનઃપ્રક્રિયામાં વ્યાપકપણે લાગુ પડે છે.
- શાંતિ અધિનિયમ, 2025 ખાનગી ક્ષેત્રની ભાગીદારી સક્ષમ કરવા અને શાસનને આધુનિક બનાવવા માટે જૂના પરમાણુ કાયદાઓનું સ્થાન લે છે.
- કલ્પક્કમ ખાતેનું પ્રોટોટાઇપ ફાસ્ટ બ્રીડર રિએક્ટર (PFBR) એ એપ્રિલ 2026 માં પ્રથમ ક્રિટિકાલિટી પ્રાપ્ત કરી, જે ભારતના થોરિયમ ઉપયોગના લક્ષ્યો તરફ એક પગલું ચિહ્નિત કરે છે.