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

பிரபஞ்சப் பெரு வெடிப்பில்
பொரி உருண்டை
சிதறித் துகளாகித்
துண்டமாகித் துணுக்காகிப்
பிண்டமாகி,
பிண்டத்தில் பின்னமாகி
அணுவாகி,
அணுவுக்குள் அணுவாகி
பரமாணு வாகி
அவற்றின்
அடிப்படைத் தூளாகி
மூலமாகி, மூலகமாகித்
மூலக்கூறாகி
அலையாகி ஒளியாகி,
கோளாகி,
அண்டக் கோள்களின் வலையாகி
ஆத்மா வாகி
உயிராகிப் பயிராகி,
உடலாகி
அறுந்த நூலாகி,
இழையாய் புழுபோல்
நெளிகிறாய் !

அணுசக்தி மின்சார உற்பத்திக்கு இப்போதிருந்து இன்னும் இருபதாண்டுகளில் வெற்றிகரமாகப் பயன்படுத்தப் பட்டால், இந்தியா தனக்குத் தேவையான திறமைசாலிகளைத் தனது இல்லத்திலேயே தோற்றுவித்துக் கொண்டு, அன்னிய நாடுகளில் தேட வேண்டிய திருக்காது.

டாக்டர் ஹோமி பாபா (1944)

சுருங்கித் தேயும் நிலக்கரிச் சுரங்கங்கள், குன்றிடும் ¨†டிரோ-கார்பன் எரிசக்தி சேமிப்புகளைக் கொண்டு, விரிந்து பெருகும் இந்தியாவின் நிதிவளத்தை நோக்கினால், நூறு கோடியைத் தாண்டிவிட்ட மக்களின் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய யுரேனியம், தோரியம் ஆகியவற்றின் எரிசக்தியை முழுமையாகப் பயன் படுத்தி அணுசக்தியை உற்பத்தி செய்யும் முறை ஒன்றுதான் தற்போது இந்தியாவுக்கு ஏற்றதாக உள்ளது

டாக்டர் அனில் ககோட்கர் [அணுசக்திப் பேரவை அதிபர்] (செப்டம்பர் 17, 2003)

Fig. 1
Types of Radiation

முன்னுரை: “அணு ஆற்றல் தொழில் நுட்பம் என்பது முதிர்ச்சியானதா என்ற கேள்வி ஒருபுறமிருக்கட்டும், அதனை நடைமுறைப் படுத்தும் நம்நாட்டின் அரசியல்வாதிகளும் அதிகாரிகளும் இன்னபிற சம்பந்தப் பட்டவர்களும் இந்த தருணத்தில் முதிர்ச்சியானவர்களா என்ற கோணத்தையும் கவனத்தில் கொண்டு கட்டுரை எழுத வேண்டுகிறேன். மாற்று எரிபொருளுக்கான முயற்சிகள் உடனடியாக தேவையென்று எல்லோரும் ஒப்புக்கொள்ளும் அதேவேளையில், கடினமான தொழில்நுட்ப விஷயங்களையும் புள்ளிவிபரங்களையும் கொண்டு மட்டுமல்லாது இன்றய இந்தியாவின் அரசியல் மற்றும் சமூக நிலைப்பாடுகளையும் கவனித்தில் கொண்டு எழுதிய உங்கள் கட்டுரையைக்காண ஆவலுடன்.” என்று ஆகஸ்டு 9, 2007 திண்ணைக் கடிதம் ஒன்றில் நண்பர் R. பாலா குறிப்பிட்டிருந்தார்.

அணுமின்சக்தித் தொழில் நுட்பம் முதிர்ச்சியானதா ? அணுவியல் இயக்குநர் முதிர்ச்சி பெற்றவரா ? என்ற அவரது இரண்டு கேள்விகளுக்கும் பதில் கூறவே இந்தக் கட்டுரையை நான் எழுதுகிறேன். அணு ஆயுத சம்பந்தமான அணுக்கருப் பிளவு எருக்களைத் [Nuclear Fissile Materials Uranium-235, Uraniuam-233 & Plutonium-239] தயாரிக்கும் அணு உலைகளின் கண்காணிப்புகளை இராணுவமும், அரசாங்கமும் தேசீயப் பாதுகாப்புச் சட்டத்தின் கீழ் இரகசியமாக நடத்தி வருவதால் அவற்றைப் பற்றி இந்தக் கட்டுரையில் எதுவும் நான் குறிப்பிட விரும்பவில்லை.

Fig. 1A
Atomic Structure

அணுசக்தி உலைகள் இயக்கத்துக்குத் தேவையான பாதுகாப்புகள்

2. உட்புற, வெளிப்புற மனிதருக்குக் கதிரியக்கப் பாதுகாப்பு

அணுசக்தி நிலைய மின்சார உற்பத்தியில் முக்கியப் பாதுகாப்பு விதி, கதிரியக்க வெளியேற்றத்தைக் கோட்டை அரணுக்குள்ளே கட்டுப்படுத்தி, கவசமிட்டு குறைவு படுத்தி, உள்ளே பணி செய்வோரையும், வெளியே வாழ்பவரையும் கதிர்வீச்சிலிருந்து காப்பாற்றுவது. அணு உலைக்குள்ளே எல்லாத் தளங்களிலும், காற்றோற்றம் உள்ள எல்லா அறைகளிலும் வெவ்வேறு அளவுகளில் கதிரியக்கம் சூழ்ந்துள்ளது. மனிதர் நடமாடும் தளமெங்கும் ஒவ்வோர் இடத்திலும் உள்ள கதிர்வீச்சு அளவுகளைக் கருவிகள் காட்டுகின்றன ! திடீரெனக் கதிர்வீச்சு அளவு அதிகமானல் எச்சரிக்கை அறிவிப்பு மணி அடிக்கிறது. மிகவும் அதிகமானால் அபாயச் சங்கு ஊதிப் பணி செய்வோரைப் புறத்தே செல்ல அறிவிக்கிறது. அத்துடன் அணு உலை உடல்நலக் குழுவினர் [Health Physics Group] அனுதினமும் தமது தனிப்பட்டக் கதிர்வீச்சுக் கருவிகளில் [Radiation Monitors] தள உளவு, வாயு உளவு செய்து, கால நேரத்தையும் குறிப்பிட்டுப் பலகைகளில் எழுதி யாவரும் காணும்படி வைக்கிறார்.

Fig. 1B
Uranium Fission

கதிரியக்க அணு உலை இயக்க வல்லுநர் முதல், தரையைச் சுத்தம் செய்யும் சாதாரணப் பணியாளிகள் வரை அனைவருக்கும் கதிரிக்க எழுச்சி, கதிரிக்கத் தீங்கு, கதிரியக்கக் கவசம், கதிரிக்கப் பாதுகாப்பு பற்றி விளக்கமான பயிற்சிகள் நிலையத்தில் முதலில் அளிக்கப்படுகிறது. பாரத அணு உலைகளில் வேலை செய்யும் படிப்பில்லாத நபர்களை மேலாளர் ஒருவர் எப்போதும் அவர்கள் பணி புரியும் போது அருகில் நின்று கண்காணித்து வருகிறார். உட்புறம் வேலை செய்யும் அனைவரது
கதிர்வீச்சுத் தாக்கலைப் பதிவு செய்ய ஒவ்வொருவருக்கும் தனிப்பட்ட கதிர்ப்பதிவுப் பதக்கம் [Personal Dosimeter Badge] அளிக்கப் படுகிறது. பணியாட்களும் மற்ற அணு உலை இயக்குநர், எஞ்சினியர், மேலதிகாரிகளும் அணு உலை நிலயத்துள் நுழையும் போது கட்டாயம் கதிர்ப் பதக்கத்தைத் நெஞ்சில் தெரியும்படி அணிய வேண்டும். நிலையத்தை விட்டு வெளியே செல்லும் போது அவர்கள் வாயிலில் தொங்கும் பலகையில் வைத்துவிட்டு நீங்க வேண்டும்.

Fig. 1C
Fission Power Equation

பணியாட்களை நிலைய மேலாளர் [Plant Supervisors] கண்காணிப்பதுடன், தனிப்பட்ட உடல்நலக் குழுவினரும் [Independant Health Physics Unit] அடிக்கடி உளவு செய்து மேற்பார்வை செய்வதால் மனிதத் தவறுகள் பேரளவு குறைகின்றன. மேலும் நிலைய நபர்களின் கதிர்ப் பதக்கங்கள் 15 நாட்களுக்கு ஒருமுறை மாற்றப்பட்டு, புதியவை அளிக்கப்படும். பழைய பதக்கங்களின் பதிவுக் கதிரடிகள் [Radiation Doses Recorded] ஆய்வு செய்யப்பட்டு அவரவர் பெயருக்கடியில் நிரந்தரமாய் சேமிப்பாகின்றன. யாராவது மிகையான அளவில் கதிரடி பட்டிருந்தால் விசாரணைக் குழு அதன் காரணத்தை உளவு செய்யும். அவ்விதம் கதிரடிப் பதிவு, உளவு, பதக்க மாற்றம் அனைத்துப் பணிகளையும் தனிப்பட்ட உடல்நலக் குழுவினரே நிலையத்தில் கவனமாகச் செய்து வருகிறார்.

Fig. 1D
Radioactivity

3. கதிரியக்கம், அரை ஆயுள் என்றால் என்ன ?

நாமறிந்த எளிய ஹைடிரஜன் முதல் கனமான யுரேனியம் வரை உள்ள நூற்றுக்கும் மேற்பட்ட மூலகங்களில் ரேடியம், பொலோனியம், யுரேனியம், தோரியம், புளுடோனியம் போன்ற கன உலோகங்கள் சுயமாகவே கதிர்வீசுகின்றன. அவ்விதம் கதிர்வீசி பளு குறைந்து படிப்படியாய் வேறு மூலகங்களாக மாறுகின்றன. அவற்றின் அணுக்கரு சிதைந்து பொதுவாக வெளியாகுபவை ஆல்·பா துகள், பீட்டா துகள், அல்லது காமாக் கதிர். மூன்றும் வெளியாகலாம். அல்லது மூன்றில் ஒன்று அல்லது இரண்டு வெளியேறலாம். இயல் யுரேனியம் [Natural Uranium (U-238+U-235] அணுக்கருவில் சுயப்பிளவுகள் [Spontaneous Fissions] நிகழ்ந்து நியூட்ரான்களும் வெளியேறும். யுரேனியம் ஆ·பா துகள் வீசுவது. சுயப்பிளவில் விளையும் அணுப்பிளவுத் துணுக்கள் பெரும்பாலும் பீட்டா துகளும், காமாக் கதிர்களும் வெளியிடுகின்றன. அதைப் போல் செயற்கையாக ஆக்கும் புளுடோனியமும் Pu-239, யுரேனியம் U-233 இரண்டும் சுயப்பிளவாகி வெப்பம் தரும் உலோகங்கள். ஆதலால் அணு உலைகளில் பயன்படும் மூன்று முக்கிய கன உலோகங்கள் இயல் யுரேனியம், புளுடோனியம்-239 மற்றும் யுரேனியம் -233.

Fig. 2
PWR Reactor Coolant Sytems

ரேடிய உலோகம் ஆ·பா துகள், காமா வீசுவது. அவ்விதம் அதன் அணுக்கரு சிதையும் போது, அதன் பளு படிப்படியாய்க் குறைவாகி வருகிறது. ரேடியத்தின் பளு பாதியாகும் காலத்தை அரை ஆயுள் [Half Life] என்று விஞ்ஞானிகள் குறிப்பிடுகிறார்கள். அதாவது ஒரு கன உலோகத்தின் அரை ஆயுள் அது தீவிரமாகத் தேய்கிறதா அல்லது மெதுவாகத் தேய்கிறதா என்பதைக் காட்டுகிறது.

உதாரணமாக

ரேடியம் அரை ஆயுள் : 1600 ஆண்டுகள்

இயல் யுரேனியத்தின் U-238 அரை ஆயுள் : 4.5X10^9 ஆண்டுகள்

யுரேனியம் U-235 [from Nat Uranium] அரை ஆயுள்: 7.1×10^8 ஆண்டுகள்

யுரேனியம் [U-233 from Thorium] அரை ஆயுள்: 1.6X10^5 ஆண்டுகள்

புளுடோனியம் -239 [from Nat Uranium U-238] அரை ஆயுள் : 2.4X10^4 ஆண்டுகள்

தோரியம் -232 அரை ஆயுள் : 1.4X10^10 ஆண்டுகள்

Fig. 3
Nuclear Fission

அணு உலையில் நிகழும் நியூட்ரான்-அணுக்கரு இயக்கங்கள்:

அணு உலையில் நூற்றுக்கணக்கான துளைகளில் நுழைக்கப்பட்டுள்ள யுரேனியக் கோல்களைச் சுற்றிலும் மூழ்க்கும் திரவமாக நீர் எப்போதும் நிரப்பப் பட்டுள்ளது. அதுவே நியூட்ரான் வேகத்தைத் தணிக்கும் மிதவாக்கி [Neutron Moderator] நீராகச் சீரான உஷ்ண அளவில் அணு உலைக்குள் செலுத்தப்படுகிறது. அணுக்கருவை நியூட்டிரான்கள் பிளக்கும் போது ஒவ்வோர் பிளவிலும் வெப்பசக்தி உண்டாகிறது. அந்த வெப்பசக்தியைத் தொடர்ந்து கடத்திக் கொதிகலனுக்கு எடுத்துச் செல்ல தனியாக வேறொரு நீரோட்டம் அழுத்தமாக பூதப் பம்ப்புகளால் சுற்றோட்டம் பெறுகிறது. அது பிரதமக் கனல்தணிப்பு நீரோட்டம் [Primary Coolant] என்று அழைக்கப் படுகிறது. அணு உலை இயங்கினாலும் இயங்கா விட்டாலும் அந்த பிரதம நீரோட்டம் தொடர்ந்து யுரேனிய வெப்பத்தைச் சீரான உஷ்ணத்தில் கட்டுப்பாடு செய்ய வேண்டும்.

யுரேனியம் -235 உலோகத்தின் அணுக்கருவில் சுயப்பிளவு எழுவதால் வேக நியூட்ரான்கள் எழுந்த வண்ணம் இருக்கும். அந்த நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைக்க நீர்த் தடாகமோ [Water Moderator] அல்லது திரள்கரி [Graphite Moderator] கவசமோ இல்லாவிட்டால் அவை காற்றில் மறைந்து விடும். அவ்விதம் மிதவாக்கி இருந்தால் மிதவேக நியூட்ரான்கள் மெதுவாக அடுத்தும் யுரேனிய அணுக்கருவைப் பிளந்து வெப்பசக்தியை வெளியாக்கும். நியூட்ரான் கணைகள் யுரேனியத்தைத் தாக்கி உண்டாகும் ஒவ்வொரு அணுப்பிளவிலும், இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்கள் மற்றும் சிறிய பிளவுத் துணுக்குகள் எரிக்கோல் கவசக் குழல்களில் சேமிப்பாகும். நியூட்ரான் பெருக்கத்தை அணு உலைக் கலனில் கட்டுப்படுத்துவது இயக்குநரின் முக்கியப் பணி. நியூட்ரான் எண்ணிகை அதிகமானால், வெப்பசக்தி ஆக்கம் மிகுதி ஆகும். நியூட்ரான் எண்ணிக்கை ஒரே எண்ணிக்கையில் கட்டுப் பாடானால், வெப்பசக்தி ஒரே அளவில் உற்பத்தி ஆகிறது. நியூட்ரான் எண்ணிக்கையைக் குறைத்தால் வெப்பசக்தி ஆற்றல் குன்றுகிறது. அந்தப் பணிக்கு உதவ மூன்று வித நியூட்ரான் விழுங்கிகள் [Neutron Absorbers] தேவைப்படுகின்றன.

சிறிதளவு நியூட்ரான் எண்ணிக்கைக் கூட்டிக் குறைக்க கோபால்ட் வில்லைகள் கொண்ட “ஆட்சிக் கோல்கள்” [Adjuster Rods or Control Rods with Cobalt pellets] என்பவை பயன்படும். மிகையான எண்ணிக்கையில் விரைவாக விழுங்கி அணு உலையை நிறுத்த காட்மியம் வில்லைகள் கொண்ட “தடுப்புக் கோல்கள்” [Shut-off Rods with Cadmium Pellets] அணு உலைக்குள் நுழைக்கப் பட வேண்டும். நியூட்ரான் எண்ணிக்கை மீறிச் செல்லும் போது உடனே நிறுத்தவோ அல்லது அணு உலைப் பராமரிப்பு உத்திரவாதத்துக்கு கடோலினியம் நச்சுத் திரவம் [Gadolinium Poison Injection] மிதவாக்கி நீரில் பாய்ச்சப் படுகிறது.

Fig. 4
Fission Energy Release

a) ஆறும் தொடரியக்கம் (Sub-critical Nuclear Reaction) :

அணு உலைத் தொடரியக்கம் (Chain Reaction) என்பது மிதவேக நியூட்ரான்கள் அணுக்கருப் பிளவால் அடுத்தடுத்து அணுக்கருவைத் தாக்கிச் சீராக வெப்பசக்தி உண்டாகி வருவது. ஒவ்வோர் அணுப்பிளவிலும் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை 2, 4, 8, 16, 32, என்று பெருக்கம் அடைவதால் அந்தப் பெருக்கம் ஓரளவு கட்டுப்படுத்தப்பட, குறிப்பிட்ட அளவைத் தவிர தேவையற்றவை விழுங்கப்பட வேண்டும்.

ஆறும் தொடரியக்கம் என்பது நியூட்ரான் பெருக்கத்தை குறைக்கும் முறை. நியூட்ரான் விழுங்கிக் கோல்கள் அணு உலைக்குள் இறக்கப்பட்டு வெப்பசக்தி மெதுவாகக் குறைக்கப் படுவது. இந்த முறை திட்டமிடப் பட்ட பராமரிப்புப் பணிகளுக்காகச் செய்யப் படுவது.

b) நிறுத்தும் தொடரியக்கம் [Shutdown State]

நியூட்ரான் விழுங்கிகள் ஏறக்குறைய இயக்கம் புரியும் அனைத்து நியூட்ரான்களையும் விரைவாக விழுங்கித் தொடரியக்கம் பேரளவு சீக்கிரம் நிறுத்தமாகி வெப்பசக்தி குன்றச் செய்தல். இந்த தடுப்பு இயக்கம் சுயமாகவும் நிகழும். கையாட்சி முறையிலும் நிகழும். அணு உலைகளில் சுயத்தடுப்பு நிகழ்ச்சியைத் தடை செய்ய இயலாது.

c) பூரணத் தொடரியக்கம் : (Criticality)

அணு உலை இயக்கம் ஆரம்பமாகி முதன்முதலில் உண்டாகித் தாக்கும் நியூட்ரான்களும், அணுக்கருவைப் பிளந்து பிறக்கும் நியூட்ரான்களும் ஒரே எண்ணிகையாகச் சீராகி தணிவான வெப்பசக்தி ஆற்றலில் அணு உலை இயங்குவது. அணு உலையின் வெப்பசக்தி ஆற்றலை மிகையாக்க இதுதான் அணு உலையின் முன்னோடி நிலை.

d) மிஞ்சும் தொடரியக்கம் : (Diverging Nuclear Reaction)

அணு உலை “பூரண நிலை” அடைந்த பிறகு ஆட்சிக் கோல்களை மெதுவாக உயர்த்தி சிறிதளவு நியூட்ரான் பெருக்கத்தை ஏற்படுத்தி வெப்ப சக்தி அதிகமாக முனைதல். அதைத் தொடர்ந்து அணு உலையை உச்ச ஆற்றலில் இயங்க பின்பற்றப் படும் தொடரிக்கம் அது.

Fig. 5
Radiation in Heavier Elements

e) மீறிய தொடரியக்கம் : (Super-critical Nuclear Reaction)

மனிதத் தவறாலோ அல்லது ஆட்சிக் கோல்களின் பழுதாலோ அணு உலையில் நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கை பேரளவில் விரைவில் பெருகி, வெப்ப சக்தி கட்டுக்கு அடங்காமல் மிகையாவது. சோவியத் ரஷ்ய இயக்குநர்கள் செர்நோபில் அணுமின் நிலையில் செய்த மாபெரும் மனிதத் தவறுகளால் தணிவு நிலையில் சோதிப்பு நடக்கும் போது அவ்வித மீறிய தொடரியக்கமே நிகழ்த்தது.

முதல் காரணம் ஆட்சிக் கோல்கள் முழுவதும் மேலே கையாட்சியில் தூக்கப்பட்டு நியூட்ரான் பெருக்கம் மிகையானது.

இரண்டாவது காரணம் நிறுத்தக் கோல்கள் சுயக் கட்டுப்பாட்டில் இல்லாமல் கையாட்சிக்குக் கொண்டுவரப் பட்டது.

மூன்றாவது தானாக நியூட்ரான் விழுங்கிகள் இறங்க முடியாமல், கையாட்சியில் நுழைக்கப்பட்டு அணு உலை நிறுத்தம் தாமதமானது (Chain Reaction)

(தொடரும்)

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

தகவல்:

Picture Credits:

1. IAEA Team to Report on Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Plant Examination (Aug 16, 2007)
2. Japan Earthquake Triggers Nuclear Plant (Transformaer) Fire
3. Earthquake Spills Radioactive Water at Japanese Nuclear Plant (July 17, 2007)
4 Nuclear Waste (Water) Leak Fear after Japan Quake By: Justin McCurry (July 18, 2007) Tokyo
5. Japan Earthquake Caused Nuclear Waste (Water) Spill.
6. Japanese Earthquake Sparks Nuclear Plant (Transformer) Fire By: AP (July 16, 2007)
7. Japan Nuclear Power Plants and Earthquakes (August 2007)
8. Herald Tribune : Earthquake Stokes Fears Over Nuclear Safety in Japan By Martin Facker (July 24, 2007)
9. Earthquake Zone : Earthquakes & Nuclear Safety in Japan [Citizen Nuclear Information Center (CNIC)] By Philip White International Liaison Officer CNIC.
10. Four Categories of Buildings & Equipment for Earhtquake-resitant Design of Nuclear Power Plants.
11. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)
12. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)
13. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html Letter By R. Bala (August 9, 2007)
14. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp [World Association of Nuclear Operation Website]
15.
16. IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

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

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] September 13, 2007

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

முன்னுரை: “சில வாரங்களுக்குமுன் செல்வி அவர்கள் எழுதியதைப் போல, “மிகுந்த பாதுகாப்பு நடவடிக்கைக்கு பெயர்போன ஜப்பானில் இப்படி யென்றால்” என்றே நானும் பலகாலம் நினைத்துக் கொண்டிருந்தேன். சமீபகாலமாக இங்கு பத்திரிக்கைகள் மற்றும் பல்வேறு ஊடகங்கள் வாயிலாக வெளிவந்து உறுதிப்படுத்தப்பட்ட செய்திகளையும் உறுதிப்படுத்தபடாத ஊகங்களையும் பார்க்கும் போதும் படிக்கும்போதும், இது ஒரு பாதுகாப்பற்ற தொழில்நுட்பம் என்ற உணர்வே மேலோங்குகிறது.

அணுமின் தொழில்நுட்பம் குறித்து திரு சி. ஜெயபாரதன் அவர்கள் எழுதிய பல்வேறு கட்டுரைகளையும், அசுரன் போன்றோருக்கு பதிலிறுத்து எழுதிய கட்டுரைகளையும் வாசித்திருக்கிறேன். அணு ஆற்றல் தொழில் நுட்பம் என்பது முதிர்ச்சியானதா என்ற கேள்வி ஒருபுறமிருக்கட்டும், அதனை நடைமுறைப் படுத்தும் நம்நாட்டின் அரசியல்வாதிகளும் அதிகாரிகளும் இன்னபிற சம்பந்தப் பட்டவர்களும் இந்த தருணத்தில் முதிர்ச்சியானவர்களா என்ற கோணத்தையும் கவனத்தில் கொண்டு கட்டுரை எழுத வேண்டுகிறேன்.

மாற்று எரிபொருளுக்கான முயற்சிகள் உடனடியாக தேவையென்று எல்லோரும் ஒப்புக்கொள்ளும் அதேவேளையில், கடினமான தொழில்நுட்ப விஷயங்களையும் புள்ளிவிபரங்களையும் கொண்டு மட்டுமல்லாது இன்றய இந்தியாவின் அரசியல் மற்றும் சமூக நிலைப்பாடுகளையும் கவனித்தில் கொண்டு எழுதிய உங்கள் கட்டுரையைக்காண ஆவலுடன்.” என்று ஆகஸ்டு 9, 2007 திண்ணைக் கடிதம் ஒன்றில் நண்பர் R. பாலா குறிப்பிட்டிருந்தார்.

அணுமின்சக்தித் தொழில் நுட்பம் முதிர்ச்சியானதா ? அணுவியல் இயக்குநர் முதிர்ச்சி பெற்றவரா ?
என்ற அவரது இரண்டு கேள்விகளுக்கும் பதில் கூறவே இந்தக் கட்டுரையை நான் எழுதுகிறேன். அணு ஆயுத சம்பந்தமான அணுக்கருப் பிளவு எருக்களைத் [Nuclear Fissile Materials Uranium-235, Uraniuam-233 & Plutonium-239] தயாரிக்கும் அணு உலைகளின் கண்காணிப்புகளை இராணுவமும், அரசாங்கமும் தேசீயப் பாதுகாப்புச் சட்டத்தின் கீழ் இரகசியமாக நடத்தி வருவதால் அவற்றைப் பற்றி இந்தக் கட்டுரையில் எதுவும் நான் குறிப்பிட விரும்பவில்லை.

Fig. 1
IAEA Safeguard Programs

யந்திர யுகத்திலே மனிதரின் பயிற்சியும் சாதனங்களின் செம்மைப்பாடும்

யந்திர யுகத்திலே முப்பெரும் தீங்குகளால் விபத்துக்கள் உலகெங்கும் அடிக்கடி யந்திர சாதனங்களில் நேர்கின்றன ! முதலாவது மனிதத் தவறு, இரண்டாவது யந்திரக் கோளாறு, மூன்றாவது புயல், இடிமின்னல், வெள்ளம், சூறாவளி, சுனாமி, பேய்மழை, பூகம்பம், எரிமலை போன்ற இயற்கைச் சீற்றங்கள் ! குறையுள்ள மனிதரும், பழுதுள்ள சாதனங்களும் இருக்கும் வரை ஆகாய விமானத்திலும், அண்டவெளிக் கப்பலிலும், இரயில் பயணத்திலும், அணுமின்சக்தி நிலையத்திலும், ஏனைய தொழிற் சாலைகளிலும் “அபாய எதிர்பார்ப்புகளை” [Risks] உலக மாந்தர் எதிர்நோக்கி இருக்க வேண்டும். செம்மையான பயிற்சி முறைகள் மனிதத் தவறுகளைக் குறைத்துவிடும். அதுபோல் சீரான சாதனங்களும் விபத்துகளைச் சிறிய எண்ணிக்கை ஆக்கிவிடும். ஆனால் கூடியவரை விபத்துக்கள் மனிதராலோ, யந்திரத்தாலோ, இயற்கைச் சீற்றத்தாலோ நேர்ந்தால் யந்திரங்கள் பாதுகாப்பான நிலைக்குச் சுயமாக மாறி, மனிதர் தப்பிக் கொள்ள வழிகள் இருக்க வேண்டும். அதுதான் 21 ஆம் நூற்றாண்டில் யந்திர உலகிலே விஞ்ஞானிகள் மற்றும் பொறியியல் வல்லுநரின் குறிக்கோளாய் ஏற்றுக் கொள்ளப்பட வேண்டும்.

Fig. 1A
Nuclear Chain Reaction

யந்திர யுகத்திலே தம்மைப் பிணைத்துக் கொண்ட உலக நாடுகள் 21 ஆம் நூற்றாண்டிலே தனித்தியங்க முடியாத நிலையில் ஏதோ ஒரு தொப்புள் கொடி இணைப்பால் மாட்டிக் கொண்டுள்ளன ! செர்நோபில் விபத்தை ரஷ்யா விரும்பியும் ஒளித்து வைக்க முடியவில்லை ! அந்த விபத்தால் வெளியாகிப் பரவிய கதிரியக்கப் பொழிகள் கிழக்கே ஜப்பான் வரையிலும், மேற்கே கனடா வரையிலும் படிந்து விட்டன. ஆ·பிரிக்காவில் தோன்றிய எயிட்ஸ் காமநோய் பரவிச் சென்று உலகில் தாக்காத நாடெதுவும் இல்லை ! 2001 செப்டம்பர் 11 இல் அமெரிக்காவில் மூர்க்கர் பட்டாளம் வாஷிங்டன், நியூ யார்க் நகரங்களைத் தாக்கியதின் எதிரொலி இப்போது உலக நாடுகள் அனைத்தையும் பயத்துள்ளே தள்ளி விட்டிருக்கிறது. பறக்கும் ஜம்போ ஜெட் விமானம் 737 ஒன்றில் பழுது நேர்ந்து விபத்து ஏற்பட்டு அனைவரும் மரித்தால் அதை வாங்கிப் பயன்படுத்தும் எல்லா உலக நாடுகளும் அதிர்ச்சி அடைகின்றன. யந்திர யுகம் ஒரு போக்கில், ஒரு திசையில் செல்வது. அதற்குப் பின்னோக்கிச் செல்லும் உந்து சக்தி கிடையாது !

Fig. 1B
Pressurized Water Reactor
Schematic

தொழிற்புரட்சிக்குப் (1780-1850) பிறகு மின்சக்தி நிலையங்கள் பெருகி அதன் ஆற்றலில் இயங்கும் யந்திரங்கள் ஆயிரக் கணக்கில் ஈசல்கள் போல் தோன்றன. அவற்றில் முக்கியமாக எரி ஆயிலில் இயங்கும் வாகனங்கள், விமானங்கள், ஏவுகணைகள், அண்ட வெளிக் கப்பல்கள் போன்றவை குறிப்பிடத்தக்கவை.. கடந்த நூறாண்டுகளாக செம்மையாக இயங்கி வரும் கார் வாகனங்களின் தொழில் நுட்பம் சீராக்கப்பட்டு முதிர்ச்சி நிலை அடைந்துள்ளதை எவரும் மறுக்க முடியாது. அவற்றைப் போல் கோடிக்கணக்கான பேர் அனுதினமும் பயணம் செய்யும் ஆகாய விமானங்களும் சீராக்கப்பட்டு அவற்றின் தொழில் நுட்பமும் முதிர்ச்சி நிலை பெற்றுள்ளதை யாரும் எதிர்த்துச் சொல்ல முடியாது. அந்த வழிமுறையில் உலக நாடுகள் கடந்த 50 ஆண்டுகளாக 900 மேற்பட்ட அணு உலைகள், அணு ஆய்வு உலைகள், அணுமின் உலைகள் ஆகியவற்றை நிறுவி அனுபவம் அடைந்து, தற்போது 400 மேற்பட்ட அணுமின் நிலையங்கள் பாதுகாப்பாக அனுதினமும் மின்சாரத்தை பரிமாறி வருகின்றன. அவற்றின் இயக்கங்களைக் கண்காணிப்பதோடு, அவற்றில் விளையும் அபாய நிகழ்ச்சிகளையும் நேராக உளவிப் பதிவு செய்து மற்ற நாடுகளுக்கும் 1957 ஆண்டு முதல் பகிர்ந்து வருவது, ஆஸ்டிரியாவில் உள்ள அகில நாட்டு அணுசக்திப் பேரவை [International Atomic Energy Agency (IAEA)].

Fig. 2
IAEA Vienna

1986 இல் நேர்ந்த செர்நோபில் அணுமின் உலை வெடிப்பு உலக நாடுகளைப் பேரளவில் அதிர்ச்சியில் தள்ளியது. அதனால் உலகெலாம் பரவிய கதிரியக்கப் பொழிகளால் பல நாடுகள் பாதகம் அடைந்தன. அவ்விதம் கவலைப்பட்ட நாடுகள் ரஷ்யாவின் செர்நோபில் விபத்தைத் தீவிர உளவுகள் செய்து தங்கள் அணுமின் உலைகளிலும் பெருத்த மாற்றத்தையும், பயிற்சி முறைகளையும் செம்மைப்படுத்தினார்கள். அதன் விளைவாக 1989 இல் உலக அணு உலை இயக்குநர்கள் அனைவரும் ஒன்று கூடி “உலக அணுமின் உலை இயக்குநர் ஐக்கியப் பேரவையை” WANO [World Association of Nuclear Operation] நிறுவகத்தை ஏற்படுத்தி அணு உலை இயக்கங்களைப் பகிர்ந்து கொண்டார்கள். அத்துடன் உலக நாடுகளின் WANO குழுவினர் ஓரிரண்டு ஆண்டுகளுக்கு ஒருமுறை அணுமின் உலைகளுக்கு விஜயம் செய்து, அதன் பாதுகாப்பான இயக்கங்களை உளவிக் கண்காணிப்பும் செய்து தரப்படுத்தியும் வருகிறார்கள்.

Fig. 3
IAEA Inspectors
Inspect the Core

அணுமின் உலைப் பாதுகாப்புகள் எப்படிக் கடைப்பிடிக்கப் படுகின்றன ?

அணுமின் நிலையப் பாதுகாப்பு நியதி எங்கிருந்து ஆரம்பிக்கிறது ? முதலில் விஞ்ஞானப் பொறியியற் துறை நிபுணர்கள் பயிற்சியிலிருந்து துவங்குகிறது. அணு உலைக்கெனத் தனித்தனி டிசைன், கட்டுமானம், இயக்கம், பராமரிப்பு நிபுணர்கள் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டு பயிற்சி அளிக்கப்படுகிறார். 1957 ஆகஸ்டில் பாம்பே அணுவியல் துறைக்குச் சேர்ந்த என்னைப் போல் 250 விஞ்ஞானி, பொறியியல் பட்டதாரிகளுக்கு ஓராண்டு அணுவியற் பயிற்சி அளிக்கப்பட்டது. அணு உலை இயக்கத்துக்குச் சேர்க்கப் பட்ட எனக்கு பெங்களூர் இந்திய விஞ்ஞான கழகத்தில் [Indian Institute of Science, Bangalore] ஆறு மாதங்களும், பாம்பே அணுவியற் பயிற்சிப் பள்ளியில் ஆறு மாதங்களும் சிறப்புப் பயிற்சிகள் அளிக்கப்பட்டன. அவ்விதம் ஒவ்வோர் ஆண்டும் 200-250 பட்டதாரிகள் மொம்பை அணுவியல் பள்ளியில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்டு பௌதிகம்., இரசாயனம், மேம்பாட்டுக் கணிதம், மற்றும் அணு உலைகளின் பண்பாடு, இயக்கம், பராமரிப்பு, கதிரியக்கம், அணுக்கழிவுகள் பற்றிக் கல்வி புகட்டப் படுகிறது. இந்தியாவிலே அணுவியல் சம்பந்தப்பட்ட எந்தப் பணிக்கும் பயிற்சி இல்லாத பட்டதாரிகளோ, அல்லது பணியாட்களோ வேலையில் புகுத்தப் படுவதில்லை !

Fig. 4
Reconstruction After IAEA Advice

அணுமின் உலைகள் நிறுவனமாகத் தகுதியுள்ள பல இடங்கள் முதலில் உளவாய்வு செய்யப்பட்டு அவற்றில் தகுதி மிக்கத் தளமே தேர்வாகி முடிவு செய்யப்படுகிறது. அத்தகைய தேர்வு ஆய்வுகளில்
நீர் வசதி, நில அமைப்பு, ஜன நெருக்கம், காலநிலை, மழைப் பொழிவு, சூழ்வெளி, வேளாண்மை விருத்தி, நிலநடுக்கம், வாகனப் போக்குவரது வசதி, கப்பல் வரத் துறைமுக வசதி போன்றவை குறிப்பிடத் தக்கவை. இந்திய அணுசக்தித் துறையகம் [Indian Dept of Atomic Energy (DAE)], இந்திய அணுசக்தி கார்பொரேஷன் [Nuclear Power Corporation India Ltd (NPCIL)] ஆகிய துறையகங்களில் அனுபவமும், பயிற்சியும் பெற்ற டிசைன், கட்டுமான, இயக்கக் குழுவினர் பலர் இருக்கிறார்கள்.

Fig. 5
IAEA Director General

அணுசக்தி உலைகள் இயக்கத்துக்குத் தேவையான ஏற்பாடுகள்

அணுமின் நிலையத்தில் இயங்கும் முக்கிய ஏற்பாடுகள் [Plant Operating Systems] எவை ? அனல் மின்சார நிலையத்தைப் [Thermal Power Station] பல முறைகளில் ஒத்ததே அணுமின் நிலையமும்.. அனல்மின் நிலையத்தில் நிலக்கரி எரிசக்தியாகப் பயன்படுகிறது. அதன் கனல் நீராவியை உண்டாக்க ஒரு கொதிகலன் [Boiler] உள்ளது. ஆனால் அணுமின் நிலையத்தில் எரிபொருள் யுரேனியம். அதிலிருந்து வரும் வெப்பத்தால் நீராவி உண்டாக்க அணு உலை அமைக்கப் பட்டுள்ளது ! நீராவி அணு உலையில் நேராக உண்டாக்கப் படலாம். அல்லது ஒரு வெப்ப மாற்றிக் கொதிகலன் மூலம் [Heat Exchanger & Boiler] நீராவி உற்பத்தி செய்யலாம். அவ்விதம் உண்டான அழுத்தமடைந்த நீராவி டர்பைன் சுழலிகளை ஓட வைத்து மின்சார ஜனனி மின்சக்தியை உற்பத்தி செய்து பரிமாறப் படுகிறது.

Fig. 6
Reactor Fuel Core

அணுமின் நிலையத்தின் முக்கிய பாகங்கள், சாதனங்கள்:

1. வெப்பசக்தியை உண்டாக்கும் யுரேனியக் கோல்கள் நீரில் மூழ்கிய அணு உலை

2. வெப்பத்தைக் கடத்தும் வெப்பமாறி நீராவிக் கொதிகலன்.

3. அணு உலை, கொதிகலன் அடங்கிய கோட்டை அரண் (Contaiment).

4. மின்சாரம் உற்பத்தி செய்யும் டர்பைன் ஜனனி.

5. மின்சார அழுத்த மாற்றி & பரிமாறும் மின்சக்திக் கோபுர வடங்கள். [Transmission Tower Cables]

Fig. 7
Spent Fuel Bay Inspection
By IAEA

அணுசக்தி உலைகள் இயக்கத்துக்குத் தேவையான பாதுகாப்புகள்

1. அணு உலை இயக்கச் சாதனங்களுக்கு வேண்டிய காப்பு முறைகள்

அணு உலையில் முக்கியமாக யுரேனியக் கோல்கள் நீர் நிரம்பிய அழுத்த உலைக்கலனில் (Pressure Vessel) புகுத்தப்பட்டுள்ளன. யுரேனியம் அணுக்கருவை ஒரு நியூட்ரான் பிளக்கும் போது, வெப்பசக்தியும் புதிதாக இரண்டு அல்லது மூன்று நியூட்ரான்களும் எழுகின்றன. பிறகு அவ்விரண்டு நியூட்ரான்கள் யுரேனியத்திப் பிளந்து அதிக வெப்பமுடன் நான்கு நியூட்ரான்கள் தோன்றுகின்றன. புதிதாக உண்டான நியூட்ரான்களின் வேகத்தைக் குறைத்தால்தான் அணுக்கருப் பிளவு தொடர்ந்து ஏற்பட வசதி பிறக்கும். உலைக்கலனில் உள்ள நீர் நியூட்ரான்களின் வேகத்தை மிதமாக்கும் (Water Moderater]. அவ்விதம் தொடரிக்கம் நிகழ்ந்து வெப்பசக்தி மிகுதியாகவும் நியூட்ரான் எண்ணிக்கை கோடிக்கணக்கில் உலைக்கலனில் பெருக்கம் அடையும்.

Fig. 8
PWR Reactor Schematic

நியூட்ரான் பெருக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்தா விட்டால் அணு உலை வெடித்து விடும். யுரேனியத்தில் எழுகின்ற நியூட்ரான்களின் எண்ணிக்கையைக் கட்டுப்படுத்த “ஆட்சிக் கோல்கள்” (Control Rods) தேவைப் படுகின்றன. அணு உலை நியூட்ரான்கள் பெருகாமல், வெப்பசக்தி ஆக்கத்தை நிறுத்த வேண்டுமானால், “நியூட்ரான் விழுங்கிகள்” [Neutron Absorbers] அல்லது “தடுப்புக் கோல்கள்” (Shut-off Rods) உலைக் கலனில் நுழைக்கப்பட வேண்டும். மிதமிஞ்சி நியூட்ரான் எண்ணிக்கை பெருகி வெப்பசக்தி வேகமாக ஏறும் போது அணு உலையை உடனே நிறுத்த “அபாயப் பாதுகாப்பு ஏற்பாடு” [Emergency Shutdoen System] ஒன்று தேவைப்படுகிறது. அதை நிறைவேற்ற இரண்டு விதமான முறைகள் உள்ளன. நியூட்ரான் மலை விழுங்கி எனப்படும் “கடோலினியம்” திரவ மூலமாக அணு உலை நீரில் பாய்ச்சப்பட வேண்டும் [Gadolenium Poison Injection System]. அல்லது அதிகமான நியூட்ரான் விழுங்கிக் கோல்கள் உலைக்கலனில் புகுத்தப்பட வேண்டும்.

(தொடரும்)

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

தகவல்:

Picture Credits:

1. IAEA Team to Report on Kashiwazaki Kariwa Nuclear Power Plant Examination (Aug 16, 2007)
2. Japan Earthquake Triggers Nuclear Plant (Transformaer) Fire
3. Earthquake Spills Radioactive Water at Japanese Nuclear Plant (July 17, 2007)
4 Nuclear Waste (Water) Leak Fear after Japan Quake By: Justin McCurry (July 18, 2007) Tokyo
5. Japan Earthquake Caused Nuclear Waste (Water) Spill.
6. Japanese Earthquake Sparks Nuclear Plant (Transformer) Fire By: AP (July 16, 2007)
7. Japan Nuclear Power Plants and Earthquakes (August 2007)
8. Herald Tribune : Earthquake Stokes Fears Over Nuclear Safety in Japan By Martin Facker (July 24, 2007)
9. Earthquake Zone : Earthquakes & Nuclear Safety in Japan [Citizen Nuclear Information Center (CNIC)] By Philip White International Liaison Officer CNIC.
10. Four Categories of Buildings & Equipment for Earhtquake-resitant Design of Nuclear Power Plants.
11. Safety of Nuclear Power Reactors, [www.uic.com.au/nip14.htm] (July 2007)
12. Nuclear Power Plants & Earthquakes [www.uic.com.au/nip20.htm] (Aug 2007)
13. http://www.thinnai.com/?module=displaystory&story_id=80708091&format=html Letter By R. Bala (August 9, 2007)
14. http://www.wano.org.uk/WANO_Documents/What_is_Wano.asp [World Association of Nuclear Operation Website]
15.
16. IAEA Incident Reporting System Using Operational Experience to Improve Safety (IAEA Instruction)

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

S. Jayabarathan [jayabarat@tnt21.com] August 21, 2007