Explained Energy Revolution in India | परमाणु विज्ञान में भारत की विजय, एक ऐसा रिएक्टर जो इस्तेमाल से ज़्यादा ईंधन पैदा करता है!

6 अप्रैल, 2026 भारत के वैज्ञानिक इतिहास में एक स्वर्णिम अक्षरों में लिखा जाने वाला दिन बन गया है। दशकों की मेहनत और इंजीनियरिंग चुनौतियों को पार करते हुए, कल्पक्कम स्थित प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) ने 'क्रिटिकैलिटी' (Criticality) हासिल कर ली है। यह उपलब्धि केवल बिजली उत्पादन तक सीमित नहीं है, बल्कि यह भारत को दुनिया के उन चुनिंदा देशों की कतार में खड़ा करती है जिनके पास भविष्य की असीमित ऊर्जा की चाबी है। एक भारी परमाणु के दो या उससे छोटे परमाणुओं में टूटने और उससे भारी मात्रा में ऊर्जा निकलने की प्रक्रिया को न्यूक्लियर फिशन कहते हैं। कल्पक्कम में मौजूद प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) ने 6 अप्रैल, 2026 को 'क्रिटिकैलिटी' हासिल कर ली, और भारत का लंबे समय से देखा जा रहा न्यूक्लियर सपना हकीकत बनने की दिशा में एक निर्णायक कदम और आगे बढ़ गया।

क्रिटिकैलिटी न्यूक्लियर रिएक्टर की वह सटीक स्थिति होती है, जब उसमें होने वाली चेन रिएक्शन (श्रृंखला अभिक्रिया) अपने-आप चलने लगती है। इसका मतलब है कि फिशन की हर घटना से ठीक उतने ही न्यूट्रॉन निकलते हैं, जो एक स्थिर गति से अगली फिशन घटना को शुरू कर सकें।

प्रधानमंत्री नरेंद्र मोदी ने इस उपलब्धि की घोषणा करते हुए इसे भारत की न्यूक्लियर यात्रा का एक "निर्णायक कदम" बताया, और साथ ही देश के विशाल थोरियम भंडारों का इस्तेमाल करने की दिशा में भी एक अहम कदम करार दिया। लेकिन भारत ने असल में क्या हासिल किया है, और यह इतना महत्वपूर्ण क्यों है?

कल्पक्कम PFBR क्या है, और यह इतना खास क्यों है?

PFBR की क्षमता 500 MWe (मेगावाट इलेक्ट्रिक) है; यह इतनी बिजली है जिससे भारत के लगभग चार से पाँच लाख औसत घरों को एक साथ बिजली दी जा सकती है।

पारंपरिक न्यूक्लियर रिएक्टरों के विपरीत—जो कूलेंट (शीतलक) के तौर पर पानी का इस्तेमाल करते हैं (यानी वह तरल पदार्थ जो रिएक्टर के अंदर पैदा होने वाली भीषण गर्मी को बाहर निकालता है)—PFBR में तरल सोडियम का इस्तेमाल होता है।

सोडियम धातु को लगभग 200 डिग्री सेल्सियस तापमान पर पिघली हुई अवस्था में रखा जाता है; यह पानी की तुलना में गर्मी को कहीं ज़्यादा कुशलता से बाहर निकालता है। और सबसे अहम बात यह है कि यह उन तेज़ गति वाले न्यूट्रॉनों की गति को धीमा नहीं करता, जिनकी वजह से यह रिएक्टर इतना खास बन पाता है।

यह यूरेनियम-प्लूटोनियम मिक्स्ड ऑक्साइड ईंधन पर चलता है, जिसे MOX के नाम से जाना जाता है। ये सिरेमिक के छोटे-छोटे टुकड़े (पेलेट्स) होते हैं, जिन्हें यूरेनियम और प्लूटोनियम के ऑक्साइड को आपस में मिलाकर बनाया जाता है।

इन पेलेट्स में मौजूद प्लूटोनियम, भारत के मौजूदा पहले चरण के रिएक्टरों में इस्तेमाल हो चुके (spent) ईंधन से प्राप्त किया जाता है।

यह MOX ईंधन रिएक्टर के 'कोर' (core) में रखा जाता है—यानी उस केंद्रीय कक्ष में, जहाँ परमाणु विखंडन (फिशन) की प्रक्रिया संपन्न होती है।

इस कोर के चारों ओर यूरेनियम-238 की एक परत (ब्लैंकेट) बिछी होती है। यूरेनियम-238, यूरेनियम का एक ऐसा रूप है जो प्रकृति में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है, लेकिन आमतौर पर यह रासायनिक रूप से निष्क्रिय (non-reactive) होता है; दुनिया में मौजूद कुल प्राकृतिक यूरेनियम का 99 प्रतिशत हिस्सा इसी यूरेनियम-238 से बना होता है। जब कोर से निकलने वाली तेज़ न्यूट्रॉन की बौछार इस ब्लैंकेट से टकराती है, तो यह आम तौर पर निष्क्रिय यूरेनियम-238 को ताज़े प्लूटोनियम में बदल देती है, जिसे निकालकर नए ईंधन के तौर पर इस्तेमाल किया जा सकता है।

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दूसरे शब्दों में, यह रिएक्टर जितना ईंधन जलाता है, उससे ज़्यादा बनाता है। यही एक ब्रीडर रिएक्टर की खासियत है, और दुनिया में कोई भी दूसरा पावर रिएक्टर कमर्शियल पैमाने पर ऐसा नहीं कर सकता।

एक बार चालू हो जाने पर, भारत रूस के बाद दूसरा ऐसा देश बन जाएगा जिसके पास कमर्शियल तौर पर चलने वाला फास्ट ब्रीडर रिएक्टर होगा। यह एक खास क्लब है जिसमें रूस के अलावा सिर्फ़ एक और सदस्य है। PFBR को कल्पक्कम में इंदिरा गांधी सेंटर फॉर एटॉमिक रिसर्च (IGCAR) ने डिज़ाइन किया था, और इसे पूरी तरह से स्वदेशी तरीके से बनाया गया है, जिसमें MSME सहित 200 से ज़्यादा भारतीय उद्योगों का अहम योगदान रहा है।

क्रिटिकैलिटी का क्या मतलब है?

क्रिटिकैलिटी किसी न्यूक्लियर रिएक्टर की ऑपरेशनल धड़कन होती है। यह वह खास स्थिति है जिसमें रिएक्टर के अंदर होने वाली चेन रिएक्शन पूरी तरह से अपने आप चलती रहती है: हर फिशन इवेंट, यानी ईंधन के हर एटम के टूटने से न्यूट्रॉन निकलते हैं—ये ऐसे सब-एटॉमिक कण होते हैं जो आगे के फिशन को शुरू करने वाली गोलियों का काम करते हैं—और इनमें से ठीक उतने ही न्यूट्रॉन बचते हैं जो आगे एक और फिशन करवा सकें। न तो यह बेकाबू होकर बढ़ती है, न ही कमज़ोर पड़ती है, बस स्थिर बनी रहती है। न्यूक्लियर रिएक्टर में क्रिटिकैलिटी तब आती है जब फिशन से इतने न्यूट्रॉन पैदा होते हैं जो लीक होने या सोख लिए जाने से खत्म हुए न्यूट्रॉन की जगह ले सकें, जिससे न्यूट्रॉन की संख्या स्थिर बनी रहती है।

क्रिटिकैलिटी हासिल करने का मतलब बिजली बनाना नहीं है; वह काम बाद में होता है। लेकिन यह एक ज़रूरी शर्त है—वह पल जब रिएक्टर यह साबित कर देता है कि वह खुद को चला सकता है।

एक बार जब लगातार चलने वाली न्यूक्लियर फिशन चेन रिएक्शन शुरू हो जाती है, तो रिएक्टर को ग्रिड से जोड़ने से पहले, उसके व्यवहार को और बेहतर ढंग से समझने और उसका आकलन करने के लिए कम पावर वाले कई फिजिक्स एक्सपेरिमेंट किए जाएँगे।

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भारत के न्यूक्लियर पावर के तीन चरण कौन से हैं?

भारत के तीन चरणों वाले न्यूक्लियर पावर प्रोग्राम की योजना 1950 के दशक में भौतिक विज्ञानी होमी भाभा ने बनाई थी। इसका मकसद दक्षिण भारत के तटीय इलाकों की मोनाज़ाइट रेत में पाए जाने वाले यूरेनियम और थोरियम के भंडार का इस्तेमाल करके देश को लंबे समय तक ऊर्जा के मामले में आत्मनिर्भर बनाना था। मोनाज़ाइट रेत खनिज-समृद्ध समुद्री और भीतरी इलाकों की रेत है, जो भारत के दक्षिणी तटरेखा के साथ-साथ, विशेष रूप से केरल, तमिलनाडु और ओडिशा में केंद्रित है; इनमें दुनिया के सबसे बड़े थोरियम भंडार मौजूद हैं।

इसके पहले चरण में प्रेशराइज़्ड हेवी वॉटर रिएक्टर शामिल थे—ये बड़े परमाणु संयंत्र होते हैं जो 'हेवी वॉटर' (भारी जल) का उपयोग करते हैं। यह पानी का एक विशेष रूप है, जिसे हाइड्रोजन के एक भारी आइसोटोप से बनाया जाता है। यह एक 'कूलेंट' (शीतलक) और एक 'मॉडरेटर' (मंदक)—यानी ऐसे पदार्थ—दोनों के रूप में कार्य करता है, जो न्यूट्रॉन की गति को धीमा करके परमाणु विखंडन की प्रक्रिया को आसान बनाता है।

ये रिएक्टर प्राकृतिक यूरेनियम पर चलते हैं और बिजली बनाते हैं, लेकिन अपने इस्तेमाल हो चुके ईंधन में एक बाय-प्रोडक्ट के तौर पर प्लूटोनियम भी पैदा करते हैं।

वह प्लूटोनियम अब दूसरे चरण के लिए शुरुआती ईंधन बन जाता है, और ठीक यही PFBR का मकसद है। तीसरा और आखिरी चरण थोरियम का इस्तेमाल करेगा, जो भारत का सबसे ज़्यादा पाया जाने वाला परमाणु संसाधन है, और इसे अपने मुख्य ईंधन के तौर पर इस्तेमाल करेगा।

भारत थोरियम को लेकर इतना गंभीर क्यों है?

भारत के पास दुनिया के कुल यूरेनियम भंडार का सिर्फ़ 1 से 2 प्रतिशत हिस्सा है, लेकिन दुनिया के कुल थोरियम भंडार में से लगभग 25 प्रतिशत हिस्सा भारत के पास है, जो दुनिया में सबसे ज़्यादा थोरियम भंडार वाले देशों में से एक है।

यूरेनियम ज़्यादातर आयात करना पड़ता है। थोरियम भारत की अपनी ज़मीन में ही मौजूद है। भारत के परमाणु विभाग के मुताबिक, देश अपने आर्थिक रूप से निकाले जा सकने वाले थोरियम भंडार का इस्तेमाल करके अगले चार सदियों तक 500 GW (गीगावाट) बिजली पैदा कर सकता है।

संदर्भ के लिए, भारत की मौजूदा कुल परमाणु बिजली उत्पादन क्षमता सिर्फ़ 8.18 GW है। लेकिन इसमें एक पेंच है: थोरियम-232, जो भारत की ज़मीन में प्राकृतिक रूप से पाया जाता है, वह 'फर्टाइल' (उपजाऊ) तो है, लेकिन 'फिसाइल' (विखंडनीय) नहीं है। 'फिसाइल' का मतलब है ऐसा पदार्थ जिसके परमाणुओं को सीधे तोड़ा जा सके, ताकि एक 'चेन रिएक्शन' (श्रृंखला अभिक्रिया) लगातार चलती रहे।

थोरियम अपने आप ऐसा नहीं कर सकता। इसे पहले एक रिएक्टर के अंदर न्यूट्रॉन की बौछार से गुज़ारना पड़ता है, जिससे यह यूरेनियम-233 में बदल जाता है। यूरेनियम-233 एक 'फिसाइल' ईंधन है, जिसका इस्तेमाल तीसरे चरण के रिएक्टरों को चलाने के लिए किया जा सकता है।

इस बदलाव के लिए जिस तरह के तेज़-रफ़्तार और 'फास्ट न्यूट्रॉन' वाले माहौल की ज़रूरत होती है, वैसा माहौल सिर्फ़ PFBR जैसा रिएक्टर ही दे सकता है। थोरियम को यूरेनियम-233 में बदलने का काम कार्यक्रम के दूसरे चरण में पूरा करने की योजना है। इस चरण में 'फास्ट ब्रीडर रिएक्टर' का व्यावसायिक संचालन शामिल है।

आगे क्या होगा?

'क्रिटिकैलिटी' (रिएक्टर के चालू होने की स्थिति) तक पहुँचना सिर्फ़ एक दरवाज़ा है, मंज़िल नहीं। अब इस रिएक्टर पर कम-पावर वाले कई प्रयोग किए जाएँगे, और उसके बाद ही इसे बिजली के ग्रिड से जोड़ा जाएगा। भारत के परमाणु ऊर्जा मिशन का लक्ष्य परमाणु शक्ति से 100 GW बिजली पैदा करना है। इसके अलावा, अभी 7.30 GW की अतिरिक्त क्षमता वाले रिएक्टरों का निर्माण कार्य चल रहा है या उन्हें चालू करने की प्रक्रिया चल रही है। परमाणु ऊर्जा विभाग ने PFBR के एक साल के सफल संचालन के बाद कल्पक्कम में अतिरिक्त 'फास्ट ब्रीडर रिएक्टर' बनाने का प्रस्ताव रखा है, और 2030 के बाद और भी रिएक्टर बनाने की योजना है। यह महज़ ऊर्जा की कहानी नहीं है। यह 70 साल की एक ऐसी दूरदृष्टि की कहानी है, जिसे 1950 के दशक में भारत के महानतम वैज्ञानिक दिमागों में से एक ने तैयार किया था, और जो अब एक-एक न्यूट्रॉन के साथ साकार होने की ओर बढ़ रही है।