समझाया: काकरापार-3 का क्या महत्व है?

KAPP-3, जो बुधवार की सुबह गंभीर हो गया, भारत की पहली 700 MWe इकाई है, और प्रेशराइज्ड हेवी वाटर रिएक्टर का सबसे बड़ा स्वदेशी रूप से विकसित संस्करण है।

KAPP-3 देश की पहली 700 MWe (मेगावाट इलेक्ट्रिक) इकाई है, और प्रेशराइज्ड हैवी वाटर रिएक्टर (PHWR) का सबसे बड़ा स्वदेशी रूप से विकसित संस्करण है। (फाइल फोटो)

गुजरात में काकरापार परमाणु ऊर्जा परियोजना (KAPP-3) की तीसरी इकाई अपनी 'पहली महत्वपूर्णता' हासिल की - एक शब्द जो एक नियंत्रित लेकिन निरंतर परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया की शुरुआत का प्रतीक है - बुधवार को सुबह 9.36 बजे। पीएम नरेंद्र मोदी ने इस उपलब्धि पर भारत के परमाणु वैज्ञानिकों को बधाई दी, स्वदेशी रिएक्टर के विकास को मेक इन इंडिया का एक चमकदार उदाहरण और ऐसी कई भविष्य की उपलब्धियों के लिए एक ट्रेलब्लेज़र के रूप में वर्णित किया।

यह उपलब्धि क्यों महत्वपूर्ण है?

यह भारत के घरेलू नागरिक परमाणु कार्यक्रम में एक ऐतिहासिक घटना है, यह देखते हुए कि केएपीपी -3 देश की पहली 700 मेगावाट (मेगावाट इलेक्ट्रिक) इकाई है, और दबावयुक्त भारी पानी रिएक्टर (पीएचडब्ल्यूआर) का सबसे बड़ा स्वदेशी रूप से विकसित संस्करण है।

PHWR, जो ईंधन के रूप में प्राकृतिक यूरेनियम और मॉडरेटर के रूप में भारी पानी का उपयोग करते हैं, भारत के परमाणु रिएक्टर बेड़े का मुख्य आधार हैं। अब तक, स्वदेशी डिजाइन का सबसे बड़ा रिएक्टर आकार 540 मेगावाट पीएचडब्ल्यूआर था, जिनमें से दो महाराष्ट्र के तारापुर में तैनात किए गए हैं।

भारत के पहले 700MWe रिएक्टर का संचालन प्रौद्योगिकी में एक महत्वपूर्ण पैमाने को चिह्नित करता है, दोनों अपने PHWR डिजाइन के अनुकूलन के संदर्भ में - नई 700MWe इकाई अतिरिक्त थर्मल मार्जिन के मुद्दे को संबोधित करती है - और महत्वपूर्ण परिवर्तनों के बिना पैमाने की अर्थव्यवस्थाओं में सुधार 540 मेगावाट रिएक्टर के डिजाइन के लिए। ('थर्मल मार्जिन' से तात्पर्य उस सीमा से है, जिस हद तक रिएक्टर का ऑपरेटिंग तापमान उसके अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान से नीचे है।)

700MWe रिएक्टर की चार इकाइयां वर्तमान में काकरापार (KAPP-3 और 4) और रावतभाटा (RAPS-7 और 8) में बनाई जा रही हैं। 700MWe रिएक्टर 12 रिएक्टरों के एक नए बेड़े की रीढ़ होंगे, जिन्हें सरकार ने 2017 में प्रशासनिक मंजूरी और वित्तीय मंजूरी दी थी, और जिन्हें फ्लीट मोड में स्थापित किया जाना है।

स्रोत: एनपीसीआईएल

जैसा कि भारत 2031 तक अपनी मौजूदा परमाणु ऊर्जा क्षमता 6,780 मेगावाट से 22,480 मेगावाट तक बढ़ाने के लिए काम कर रहा है, 700 मेगावाट क्षमता विस्तार योजना का सबसे बड़ा घटक होगा। वर्तमान में, परमाणु ऊर्जा क्षमता 3,68,690 मेगावाट (जनवरी 2020 के अंत) की कुल स्थापित क्षमता के 2% से कम है।

स्रोत: एनपीसीआईएल

असैन्य परमाणु क्षेत्र अगले सीमांत के लिए तैयार है - स्वदेशी डिजाइन के 900 मेगावाट के दबाव वाले पानी रिएक्टर (पीडब्लूआर) का निर्माण - बड़े 700 मेगावाट रिएक्टर डिजाइन को निष्पादित करने का अनुभव काम आएगा, खासकर बड़े बनाने की बेहतर क्षमता के संबंध में दबाव वाहिकाओं। परमाणु ऊर्जा विभाग के अधिकारियों ने कहा है कि यह अगले एक दशक में इन नई पीढ़ी के रिएक्टरों को बिजली देने के लिए आवश्यक समृद्ध यूरेनियम ईंधन के हिस्से की आपूर्ति के लिए विकसित किए जा रहे आइसोटोप संवर्धन संयंत्रों के साथ है।

700 मेगावाट की इस परियोजना पर काम कब शुरू हुआ?

कंक्रीट का पहला डालना नवंबर 2010 में हुआ था, और इस इकाई को मूल रूप से 2015 में चालू होने की उम्मीद थी।

सरकारी स्वामित्व वाली न्यूक्लियर पावर कॉरपोरेशन ऑफ इंडिया लिमिटेड (एनपीसीआईएल) ने केएपीपी-3 और 4 दोनों के लिए रिएक्टर-निर्माण का ठेका लार्सन एंड टुब्रो को 844 करोड़ रुपये के मूल अनुबंध मूल्य पर दिया था। 700 मेगावाट की दो इकाइयों की मूल लागत 11,500 करोड़ रुपये आंकी गई थी, और प्रति यूनिट शुल्क की गणना मूल रूप से 2010 की कीमतों पर 2.80 रुपये प्रति यूनिट (केडब्ल्यूएच) की गई थी (लगभग 8 करोड़ रुपये प्रति मेगावाट की लागत)। इस लागत में कुछ वृद्धि देखने की उम्मीद है।

इन परियोजनाओं के लिए पूंजी निवेश को 70:30 के ऋण-से-इक्विटी अनुपात के साथ वित्त पोषित किया जा रहा है, जिसमें इक्विटी हिस्से को आंतरिक संसाधनों से और बजटीय सहायता के माध्यम से वित्त पोषित किया जा रहा है।

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आलोचनात्मकता प्राप्त करने का क्या अर्थ है?

रिएक्टर एक परमाणु ऊर्जा संयंत्र का दिल होते हैं, जहां एक नियंत्रित परमाणु विखंडन प्रतिक्रिया होती है जो गर्मी पैदा करती है, जिसका उपयोग भाप उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जो फिर बिजली बनाने के लिए एक टरबाइन को घुमाता है। विखंडन एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक परमाणु का नाभिक दो या दो से अधिक छोटे नाभिकों में विभाजित होता है, और आमतौर पर कुछ उपोत्पाद कणों में। जब नाभिक विभाजित होता है, तो विखंडन के टुकड़ों की गतिज ऊर्जा को ईंधन में अन्य परमाणुओं में ऊष्मा ऊर्जा के रूप में स्थानांतरित किया जाता है, जो अंततः टर्बाइनों को चलाने के लिए भाप का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। प्रत्येक विखंडन घटना के लिए, यदि उत्सर्जित न्यूट्रॉन में से कम से कम एक औसतन दूसरे विखंडन का कारण बनता है, तो एक आत्मनिर्भर श्रृंखला प्रतिक्रिया होगी। एक परमाणु रिएक्टर महत्वपूर्णता प्राप्त करता है जब प्रत्येक विखंडन घटना प्रतिक्रियाओं की एक सतत श्रृंखला को बनाए रखने के लिए पर्याप्त संख्या में न्यूट्रॉन जारी करती है।

काकरापार परमाणु ऊर्जा संयंत्र-3 की महत्ता प्राप्त करने के लिए हमारे परमाणु वैज्ञानिकों को बधाई! यह स्वदेशी रूप से डिजाइन किया गया 700 मेगावाट का केएपीपी-3 रिएक्टर मेक इन इंडिया का एक चमकदार उदाहरण है। और ऐसी कई भविष्य की उपलब्धियों के लिए एक पथप्रदर्शक!

— Narendra Modi (@narendramodi) 22 जुलाई, 2020

भारत की PHWR प्रौद्योगिकी के विकास में मील के पत्थर क्या हैं?

PHWR तकनीक भारत में 1960 के दशक के अंत में पहले 220 MWe रिएक्टर, राजस्थान परमाणु ऊर्जा स्टेशन, RAPS-1 के निर्माण के साथ कनाडा में डगलस पॉइंट रिएक्टर के समान डिजाइन के साथ संयुक्त भारत-कनाडाई परमाणु सह के तहत शुरू हुई थी। कार्यवाही। कनाडा ने इस पहली इकाई के लिए सभी मुख्य उपकरणों की आपूर्ति की, जबकि भारत ने निर्माण, स्थापना और कमीशनिंग की जिम्मेदारी बरकरार रखी।

दूसरी इकाई (RAPS-2) के लिए, आयात सामग्री को काफी कम कर दिया गया था, और प्रमुख उपकरणों के लिए स्वदेशीकरण किया गया था। पोखरण -1 के बाद 1974 में कनाडा के समर्थन को वापस लेने के बाद, भारतीय परमाणु इंजीनियरों ने निर्माण पूरा कर लिया, और भारत में बने अधिकांश घटकों के साथ संयंत्र को चालू कर दिया गया।

तीसरी पीएचडब्ल्यूआर इकाई (मद्रास परमाणु ऊर्जा स्टेशन, एमएपीएस-1) से आगे, डिजाइन का विकास और स्वदेशीकरण शुरू हुआ। स्वदेश में विकसित मानकीकृत 220 मेगावाट डिजाइन का उपयोग करते हुए पीएचडब्ल्यूआर की पहली दो इकाइयों को नरोरा परमाणु ऊर्जा स्टेशन पर स्थापित किया गया था।

इस मानकीकृत और अनुकूलित डिजाइन में कई नई सुरक्षा प्रणालियां थीं जिन्हें काकरापार, कैगा और रावतभाटा में स्थित जुड़वां 220 मेगावाट इकाइयों की क्षमता वाले पांच और जुड़वां-इकाई परमाणु बिजली स्टेशनों में शामिल किया गया था।

पैमाने की मितव्ययिता का एहसास करने के लिए, 540 मेगावाट पीएचडब्ल्यूआर का डिजाइन बाद में विकसित किया गया था, और ऐसी दो इकाइयों को तारापुर में बनाया गया था। इसके अतिरिक्त अनुकूलन तब किए गए जब 700 मेगावाट क्षमता का उन्नयन किया गया, जिसमें केएपीपी-3 इस तरह की पहली इकाई थी।

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क्या 700MWe इकाई सुरक्षा सुविधाओं के मामले में एक उन्नयन को चिह्नित करती है?

पीएचडब्ल्यूआर प्रौद्योगिकी में कई अंतर्निहित सुरक्षा विशेषताएं हैं। पीएचडब्ल्यूआर डिजाइन का सबसे बड़ा फायदा यह है कि बड़े दबाव वाले जहाजों के बजाय पतली दीवार वाली दबाव ट्यूबों का उपयोग किया जाता है जो कि दबाव पोत प्रकार रिएक्टरों में उपयोग किए जाते हैं। इसके परिणामस्वरूप बड़ी संख्या में छोटे-व्यास वाले दबाव ट्यूबों में दबाव की सीमाओं का वितरण होता है, इस प्रकार दबाव सीमा के आकस्मिक टूटने के परिणाम की गंभीरता कम हो जाती है।

इसके अतिरिक्त, 700 MWe PHWR डिज़ाइन ने एक समर्पित 'पैसिव डेके हीट रिमूवल सिस्टम' के माध्यम से सुरक्षा को बढ़ाया है, जो किसी भी ऑपरेटर कार्रवाई की आवश्यकता के बिना रिएक्टर कोर से क्षय गर्मी (रेडियोधर्मी क्षय के परिणामस्वरूप जारी) को हटा सकता है। यह 2011 में जापान में हुई फुकुशिमा-प्रकार की दुर्घटना की संभावना को नकारने के लिए जनरेशन III+ संयंत्रों के लिए अपनाई गई समान तकनीक की तर्ज पर है।

700 MWe PHWR इकाई, KAPP में तैनात की तरह, किसी भी रिसाव को कम करने के लिए एक स्टील-लाइन वाली रोकथाम से सुसज्जित है, और शीतलक दुर्घटना के नुकसान के मामले में रोकथाम दबाव को कम करने के लिए एक नियंत्रण स्प्रे प्रणाली है।

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