பாரதத்தில் முதல் அணுசக்தி பரிமாறிய தாராப்பூர் கொதிநீர் அணுமின் நிலையத்தின் பிரச்சனைகள் [Problems in Tarapur Atomic Power Station

This entry is part of 57 in the series 20030717_Issue

சி. ஜெயபாரதன் B.E.(Hons) P.Eng (Nuclear) கனடா


முன்னுரை: பம்பாயில் டாடா அடிப்படை ஆய்வுக் கூடத்தை [Tata Institute of Fundamental Research] டாக்டர் ஹோமி பாபா திறந்து வைத்த 1954 ஆம் ஆண்டிலிருந்துதான், பாரதத்தில் அணுவியல் துறைகள் வேரூன்றித் தழைத்து விழுதுகள் விட ஆரம்பித்தன. பாரத அணுசக்தியின் பிதாவாகப் போற்றப்படும் டாக்டர். ஹோமி பாபாவைக் கண்டு பிடித்து, அவரது கையில் அணுவியல் விஞ்ஞான வளர்ச்சிப் பொறுப்பை அளித்த அரசியல் மேதை, பண்டித ஜவஹர்லால் நேரு. 1960 ஆண்டுகளில் உலகெங்கும் அணுசக்தி ஆக்க வினைகளுக்குப் பரவத் தொடங்கிய சமயத்தில் டாக்டர் பாபாவின் முதற் பணியாக தாராப்பூர் அணுமின் திட்டம் மகாராஷ்டிர மாநிலத்தில் உதயமானது!

Two Grear Nation Builders, Nehru & Dr. Homi Bhabha

1964 ஆண்டில் இரட்டை 210 MWe மின்னாற்றல் கொண்ட முதல் அன்னிய அணுமின் உலைத் திட்டம், அமெரிக்க ஜெனரல் எலெக்டிரிக் கம்பெனியின் [G.E. USA] ‘முழுவினைத் திட்டமாக ‘ [Turnkey Project] தாராப்பூரில் முடித்துத் தர ஒப்பந்தம் செய்யப் பட்டது. அந்த உடன்படிக்கையின்படி G.E. டிசைன், சாதனங்கள், நிறுவக அமைப்பு, முதல் ஊட்ட எருக்கோல்கள், இயக்கம், பராமரிப்பு, பயிற்சி, நிதி ஆகிய அனைத்தையும் இந்தியாவுக்கு அளிக்கும் முழுப் பொறுப்பையும் ஏற்றுக் கொண்டது! ஐந்தாண்டுகளில் முற்றிலும் முடிக்கப் பட்டு, 1969 அக்டோர் முதல் தாராப்பூர் நிலையம் வாணிப ஒப்பந்த மின்சாரம் [Commercial Power] பரிமாற ஆரம்பித்தது. அதற்கு வேண்டிய 2.4% செறிவு யுரேனிய [Enriched Uranium Fuel Rods] எருக்கோல்களை G.E. தொடர்ந்து அனுப்பி வைக்கவும் உடன்பட்டது.

German Gundremmingen BWR

ஆசியாவிலே 1960 ஆண்டுகளில் முதன் முதல் நிறுவப்பட்டு மின்சாரம் பரிமாறிய அன்னிய அணுமின் உலைகள், தாராப்பூரில் கட்டப்பட்ட இரட்டைக் கொதிநீர் அணு உலைகளே! தாராப்பூர் அணுமின் உலைத் திட்டம் சிந்தையில் உள்ள போதே, டாக்டர் பாபா 1963 ஆம் ஆண்டில் கனடாவின் 220 MWe ஆற்றல் கொண்ட காண்டு இரட்டைக் கனநீர் அணுமின் நிலையம் [CANDU Heavy Water Reactors] ராஜஸ்தானில் உருவாக ஒப்பந்தம் செய்து வேலைகளும் ஆரம்பமாயின. அவரது மரணத்துக்குப் பிறகு 25 ஆண்டுகள் கழித்து 1000 MWe ஆற்றலுள்ள மூன்றாவது மாடல் இரட்டை அணுமின் உலைகள் ரஷ்யாவிடம் உடன்பாடாகி சென்னை மாநிலத்தின் தென்கோடியில் இருக்கும் கூடங்குளத்தில் தற்போது கட்டப்பட்டு வருகின்றன. தாராப்பூர், கூடங்குள அணு உலைகளுக்கு [2%-4%] செறிவு யுரேனியம் தொடர்ந்து தேவைப்படுகிறது.

மலிவான இயற்கை யுரேனியத்தை மிகையாகப் பயன்படுத்த, பாரதம் இப்போது கனடாவின் கனநீர் அணு உலை நிலையங்களைப் பெருக்கி வருகிறது. இம்மூன்று அன்னிய அணுமின் உலைகளில் பழைய டிசைனில் உருவான முதற் பிறப்புப் [First Generation Model] பிற்போக்கு அணு உலைகள், தாராப்பூரின் அணுமின் உலைகளே! 1999 ஆண்டு வரை 60 உலையாண்டு [60 reactor years] அனுபவத்தைத் தாண்டிய தாராப்பூர் நிலையம், தற்போது பல பிரச்சனைகளால் ஒவ்வொன்றும் மின்னாற்றல் 160 MWe ஆகக் குறைக்கப் பட்டுத் தள்ளாடும் முதிய வயதில் சிறப்பாகவே இயங்கி வருகிறது!

தாராப்பூர் கொதிநீர் அணுமின் உலையின் அம்சங்கள்

அமெரிக்க G.E. கம்பெனியின் முதற்பிறப்பு முன்னோடிக் கொதிநீர் அணுமின் உலைகள் [Prototype Boiling Water Reactors] பல நாடுகளில் கட்டப்பட்டன. அமெரிக்காவில் இல்லினாய்ஸ் மாரிஸில் 207 MWe ஆற்றலுள்ள டிரெஸ்டன்-1 [Dresden-1, Morris, Illinois], ஜெர்மெனியில் 250 MWe ஆற்றலுள்ள குன்றிமிங்கென் KRB-A [Gundremmingen], இந்தியா தாராப்பூரில் இரட்டை 210 MWe ஆற்றலுள்ள அணுமின் நிலையங்கள் யாவும் ஏறக்குறைய ஒரே அச்சில் பதிவான டிசைன் அம்சங்கள் கொண்டவை. டிரெஸ்டன்-1 1960 ஆண்டு முதல் மின்சாரம் பரிமாறியது. குன்றிமிங்கென் 1966 முதல் வாணிப ரீதியாக மின்சாரம் உற்பத்தி செய்தது. தாராப்பூர் அணுமின் நிலையம் 1969 முதல் வாணிப மின்சாரம் வழங்கியது.

தாராப்பூரில் உள்ள இரட்டைக் கொதிநீர் அணுமின் உலைகள் ஜெனரல் எலெக்டிரிக் கம்பெனியின் முதற்பிறப்பு டிசைனச் சேர்ந்தவை! மற்ற மாடல் உலைகளான அழுத்தக் கனநீர் அணுமின் உலை, அழுத்த நீர் அணுமின் உலை, வாயுத் தணிப்பு திரள்கரி அணுமின் உலை, வேகப் பெருக்கி அணுமின் உலை [Pressurized Heavy Water Reactor, Pressurized Water Reactor, Gas Cooled Graphite Reactor, Fast Breeder Reactor] ஆகியவற்றுடன் ஒப்பிட்டால், கொதிநீர் அணுமின் உலையின் அமைப்பு முற்றிலும் வேறு பட்டது.

பெரும்பான்மையான கொதிநீர் அணுமின் உலைகள் ‘நேர்ச்சுற்று வெப்பக் கடத்தி ஏற்பாடைக் ‘ [Direct Cycle Heat Transport System] கொண்டவை. அம்முறையில் நியூட்ரான் மிதவாக்கியாகவும், எருக்கோல் வெப்பத் தணிப்பாகவும் [Single Moderator & Coolant] 1000 psi அழுத்தமுள்ள ஒரே எளிய நீரோட்டம் [Light Water] பயன்படுகிறது. நேரெழுச்சி நீராவி அணு உலைக் கலனிலே [Direct Steam in Reactor Vessel] அணுவின் வெப்பசக்தி சூடேறி எளிய நீர் நேராக ஆவியாகிறது. அதனால் வெப்ப விரையம் குறைந்து மின்சக்தி ஆக்கும் ‘வெப்பத் திறன் ‘ [Thermal Efficiency] மற்ற அணு உலைகளை விட மிகையாக எழுகிறது! இது ஒரு முன்னேற்றம்! மற்ற அணுமின் உலைகளில் இரட்டைச் சுற்றுகள் [Dual Cycle Heat Transport System] டிசைன் செய்யப் பட்டு, நீராவி தனியாக வேறொரு நீராவி ஜனனியில் [Steam Generator] உற்பத்தியாகிறது.

அதே சமயம் அணு உலையில் கசியும் கதிர்வீச்சு நேராக நீராவி மூலம் நிலைய மெங்கும் பரவி இயக்குநருக்கும், பராமரிப்புப் பணியாளிகளுக்கும் அதிகமான கதிரடியை ஊட்டுகிறது! இது கொதிநீர் உலைகளில் மாபெரும் தொல்லை தரும் பின்னேற்றமே! எருக்கோல்களில் கசிந்து வெளியேறும் கதிரியக்கத் துணுக்குகளை, கொதிநீர் உலையில் நேராக உண்டாகும் நீராவி தூக்கிக் கொண்டு போய் டர்பைன் யந்திரச் சாதனங்களிலும், நீரோட்டப் பைப்புகளிலும் இறக்கி விடுகிறது. டர்பைன் சாதனங்களில் கதிர்வீச்சுத் தீண்டல் ஒட்டிக் கொள்வதும் அதனால் பராமரிப்பு சமயங்களில் பணியாளிகளுக்குக் கதிரடி மிகையாகப் படுவதும் கொதிநீர் அணு உலைகளில் எழும் தீராத பிரச்சனைகள்! மற்ற எல்லா அணுமின் உலைகளைப் போன்று, உலைக் கலனை உள்ளடக்க ஒரு கான்கிரீட் கோட்டையும் [Reactor Vault] ஏனைய சாதனங்களையும் சேர்த்துக் கொள்ள மாபெரும் புறக்கோட்டை [Containment] ஒன்றும், கொதிநீர் அணுமின் உலைகளில் அமைக்கப் பட்டுள்ளன.

தாராப்பூர் அணுமின் நிலையம் பம்பாயிக்கு வடக்கே கடல் ஓரத்தில் அமைக்கப் பட்டுள்ளதால், டர்பைன் தணிகலன், மற்றும் பிற தணிகலன்களில் கடல்நீரே வெப்ப நீக்கியாகப் பயன்படுகிறது. நேரோட்ட நீராவி உண்டாகும் கொதிநீர் அணு உலைகளில் கடல்நீர் வெப்பத் தணிப்பு திரவமாகப் பயன்படுவது வரவேற்கத் தக்கதாத இல்லை! காரணம் கடல்நீர் தணிப்புக் கலன்களில் கசியும் போது, உலையில் சுற்றும் நல்ல நீர் கரைபடுகிறது! கரைபட்ட நல்ல நீர் வெப்பக் கடத்தியாக அணு உலை மூலமாகச் சுற்றும் போது, நீரின் கதிரியக்கம் ஒவ்வொரு சுற்றிலும் மிகையாகிறது! அதனால் தொடர்ந்து ‘நீர்ச் சுத்திகரிப்புச் சாதனம் ‘ [Water Treatment Plant] இயங்கி, நீரிலுள்ள கதிரியக்கத் துணுக்குகளைப் பிரித்தெடுக்க வேண்டும்.

தாராப்பூர் கொதிநீர் அணுமின் நிலையத்தில் விளைந்த பிரச்சனைகள்

அறுபது உலையாண்டுகளைத் தாண்டி முதுமைப் பருவம் அடைந்து, இரண்டு யூனிட்களும் 210 MWe ஆற்றலிலிருந்து இறங்கி 160 MWe ஆற்றலில் தற்போது 75% திறத்தில் இயங்கி வருகின்றன! யூனிட்-1, யூனிட்-2 அணுமின் உலைகளின் இயக்கத் தகுதிகள் [Capacity Factors] சராசரி முறையே 52%, 53% ஆகத் தாழ்மட்ட நிலையில் இருந்து வருவது அவற்றின் பிரச்சனையான போக்கை எடுத்துக் காட்டுகின்றன! அணுமின் உலையின் கீழான திறமைக்கு பின்வரும் காரணங்கள் அறியப் படுகின்றன:

25% ஆற்றல் பரிமாறும் இரண்டாம் நிலை நீராவி ஜெனனிகளின் [Secondary Steam Generators] குழல்களில் ஏற்படும் நீர்க்கசிவுகள்! 1969 இல் வாணிப இயக்கம் துவங்கி மூன்றாண்டுகளிலே குழலில் நீர்க்கசிகள் வரத் தொடங்கின! அதனால் அணுமின் உலைகள் அடிக்கடி நிறுத்தமாகி, பணியாளர் கசிவை அடைக்கப் புகுந்திடும் போது, பெரும் கதிரடியால் தாக்கப் பட்டனர்!

2. அவ்விதம் அடிக்கடிக் கதிரியக்க நீர்க்கசிவுகள் பேரளவில் சேர்ந்தது சேகரிப்புத் தொட்டிகள், அவற்றின் சுத்திகரிப்புச் சாதனங்கள் போதாமையால், அவை பின்னால் மேம்படுத்தப்பட்டுப் புதிதாகப் பெருக்கப்பட வேண்டியதாயிற்று! யூனிட் ஒன்றுக்கு இரண்டாக மொத்தம் நான்கு இரண்டாம் நிலை நீராவி ஜெனனிகள் உள்ளன. கசிவுகள் மிகுந்து, கதிவீச்சும் பெருகியதால் அவற்றைப் பராமரிப்பது சிரமாகப் போகவே, நிரந்தரமாக அவை ஆறு வருடத்திற்குப் பிறகு இயக்கப்படாமல் பிரித்துவிடப் பட்டன!

அதனால் 25% ஆற்றல் [2×50=100 MWe] நிலையத்துக்கு இழப்பானது! அவை நான்கும் துண்டிக்கப் பட்டபின், கதிர்வீச்சுத் திரவக் கழிவின் அளவு குறைந்தது! பராமரிப்புப் பணியாளிகளின் கதிரடி அளவுகள் குன்றின! மேலும் எதிர்முகமாக நேரும் எருக்கோல்களின் சிதைவுகள் நீங்கின!

அணு உலைக் கட்டுப்பாடு [Reactor Control] செய்யும் சாதனங்கள் டிசைன் பழுதுகளால் நிறுத்தமாகி, உலைக்கலனின் கீழிருந்து அவற்றைச் செம்மைப் படுத்த வேண்டியதாயிற்று. அப்பணி முடிய ஒவ்வொரு யூனிட்டும் ஆறு மாதங்கள் எடுத்தன!

2.

4. புதிதாக முதலில் அமெரிக்காவிலிருந்து இறக்குமதி செய்யப்பட்ட செறிவு எருக்கோல்களின் [2.4% Enriched Fuel Rods] பணித்திறம் [Performance] திருப்த்தியாக இல்லை! முதல் எருவூட்டும் பராமரிப்பு நிறுத்தம் [First Refuelling Outage] நிறைவேறும் போது இயக்கத்தினால் பிளவாகிக் கசிந்த சுமார் 100 எருக்கட்டுகளை [Fuel Bundles] நீக்க வேண்டியதாயிற்று! பிளவு பட்ட எருக்கோலில் கசியும் கதிர்வீச்சுத் துணுக்குகள் [Fission Products] வெப்பத் தணிப்பு நீரில் கலக்கின்றன!

கொதிநீர் அணு உலையில் கதிர்வீச்சுக் கசிவு கண்டு பிடிக்கப் பட்டாலும், உடனே கசியும் அந்த எருக்கோலை அகற்ற முடியாது! ஆண்டு முடிவில் வரப் போகும் பராமரிப்பு நிறுத்தம் வரும்வரைப் பொறுக்க வேண்டும்! அதுவரை அணு உலை இயங்கும் போதெல்லாம், தொடர்ந்து எருவிலிருந்து கதிர்வீச்சுக் கசிவு ஏற்பட்டு, அணு உலைக் கலன், தணிப்புநீர் பைப்புகள், நீராவி செல்லும் இடமெல்லாம் [டர்பைன் உள்பட] தீவிரக் கதிர்வீச்சுத் தீண்டல் ஏற்படுகிறது. அப்பிரச்சனை தீர செறிவு யுரேனிய உலோகம் மட்டும் அமெரிக்காவிலிருந்து இறக்குமதியாகி, இந்தியாவிலே ஹைதிராபாத்தில் எருக்கோல்கள் செம்மையாக டிசைன் செய்யப்பட்டுத் தாராப்பூருக்கு அனுப்பப் பட்டன!

5. டர்பைன் மசிவு ஆயில் [Turbine Lubricating oil] டர்பைன் சுழலியின் தாங்கிகளுக்கு [Turbine Rotor Bearings] இழப்பானதால், அவை சிதைவடைந்து செப்பனிட நான்கு மாதம் அணுமின் உலை முடங்கிப் போனது!

6. டர்பைன் கட்டுப்பாடு ஆயில் ஏற்பாட்டில் கசிவுகள் நேர்ந்து, ஆயில் அழுத்தக் கருவிகள் பாதிக்கப்பட்டு டர்பைன் நின்றுபோய், அணு உலைப் பல முறை நிறுத்த மானது!

7. அடிக்கடி டர்பைன் நீராவித் தணிகலனில் குழல்களில் கடல்நீர் கசிவாகி [Turbine Condenser Tube Leakage] அணுமின் நிலையம் பாதிக்கப் பட்டது!

8. காற்றில் கலந்த கடல் உப்பு நிலையத்தின் திறந்தவெளியில் உள்ள மின்சாரத் துண்டிப்புச் சாதனங்கள் [Electrical Switchyard Breakers], மின்சாரப் பயணக் கம்பிகள் [Transmission Lines] ஆகியவற்றின் மீது படிந்து மின்வெட்டுக்கள் [Electrical Flashover] ஏற்பட்டு, அணுமின் நிலையம் நிறுத்தம் அடைந்தது!

9. யூனிட்-1 மின்சார ஜெனனியின் பிரதம மின்னழுத்த மாற்றியில் [Generator Transformer] ஆயில் தணிப்பியில் [Oil Cooler] ஏற்பட்டக் கசிவு கடல் நீரால் பழுதாகிச் செப்பனிடப் பட்டபோது, அணுமின் உலை 12 மாதங்கள் ஓடாமல் வாளா விருந்தது.

10. கொதிநீர் அணு உலைகளில் நிலைய மெங்கும் பின்புலக் கதிர்வீச்சு [Background Radiation] அதிகமாக இருப்பதாலும், இயங்கும் சாதனங்கள், பைப்புகளில் மிகையான கதிர்த் தீண்டல் உள்ளதாலும், ‘வருடாந்தர எருவூட்டல் பராமரிப்பு ‘ [Annual Refuelling Outage] சமயங்களில் பணி செய்ய நூற்றுக் கணக்கான தற்காலிக நபர்களை வேலை செய்ய வைத்துக் கொள்ள வேண்டியதாகிறது!

முப்பது ஆண்டுகளில் முதுமை அடையாத தாராப்பூர் அணுமின் நிலையம்!

அமெரிக்காவின் முதல் முன்னோடிக் கொதிநீர் அணுமின் உலைகள் யாவும் இயக்கத்தின் போது விளைந்த மிகையான கதிர்வீச்சுப் பிரச்சனைகளால் மூடப்பட்டு ‘முடத்துவ நிலை ‘ [Decommissioned State] அடைந்து விட்டன! இல்லினாய்ஸ் மாரிஸில் உள்ள டிரெஸ்டன்-1 1978 முதல் நிறுத்தமாகி, 2013 இல் முடத்துவப் படுத்த 364 மில்லியன் டாலர் [1996 நாணய மதிப்பு] செலவாகும் என்று மதிப்பீடு செய்யப் பட்டுள்ளது! 1980 இல் நிறுத்தமாகி ஜெர்மனியில் குன்றிமிங்கென் அணு உலையில் 1983 இல் முடத்துவ நிலை ஆரம்பமானது! 1998 இல் மட்டும் சுமார் 6200 டன் உறுப்புக்கலன் பாகங்கள் நீக்கப் பட்டுள்ளன.

அணு உலைகளின் ஆயுள் சுமார் 25 ஆண்டுகள் என்று டிசைன் வல்லுநர் குறிப்பிட்டுதான் மற்ற உலை உறுப்புகளை டிசைன் செய்து இணைத்து வருகிறார்கள்! ஆனால் முப்பது ஆண்டுகள் தாண்டி முதுமையில் இயங்கிவரும் தாராப்பூர் இரட்டை அணு உலைகள் இப்போது 160 MWe முழு ஆற்றலில் சிறப்பாக மின்சாரம் பரிமாறி வருவது விந்தையிலும் விந்தையே! கடந்த நான்கு ஆண்டுகளில் அவற்றின் சராசரி இயக்கத்தகுதி [Capacity Factor] 80%! அவ்விதம் உன்னத முறையில் தாராப்பூர் இரட்டை அணு உலைகள் முதுமைப் பருவத்திலே இளமைத் திறமோடு சிறப்பாக இயங்கி வருவது ஒரு புதுமையிலும் புதுமையே!

தகவல்கள்:

1. Indian Nuclear Power Program – An Overview, Nuclear News [April 1990]

2. Progress of India ‘s Nuclear Power Program, Nuclear Europe WorldScan [Jan-Feb 2001]

3. Boiling Water Reactor [BWR], General Description, General Electric Nuclear Energy Divisions [March 1976]

4. Nuclear History Site, Reactor Basics, Boiling Water Reactors.

5. Boiling Water Reactor [BWR], www.nucleartourist.com/type/bwr.htm [March 15, 2001]

6. Commonwealth Edison Utility Report By: Rock Akbar, Decommissioning Project Manager.

***************

jayabar@bmts.com

Series Navigation