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

முன்னுரை:  1979 இல் அமெரிக்காவின் திரிமைல் தீவு அணுமின் உலையில் நேர்ந்த யுரேனிய எரிக்கோல்கள் உருகிய விபத்தும், 1986 இல் சோவியத் ரஷ்யாவில் நேர்ந்த செர்நோபிள் அணுமின் உலை வெடிப்பும் உலக மக்களுக்கு அச்சமூட்டி அதிர்ச்சிக்குள் தள்ளி விட்டுள்ளன.  பயங்கரச் செர்நோபிள் விபத்துக்குப் பிறகு 25 ஆண்டுகள் கடந்து ஜப்பானில் 2011 மார்ச் மாதம் 11 ஆம் தேதி 9.0 ரிக்டர் பேரழிவுப் பூகம்பமும் 30 அடி உயரப் பிரளயச் சுனாமியும் தூண்டி புகுஷிமாவில் அமைந்துள்ள நான்கு அணுமின் உலைகள் நிறுத்தமாகி அவற்றின் எரிக்கோல்கள் தணிப்பு நீரின்றி நீராவியில் ஹைடிரஜன் வாயு சேர்ந்து வெடிப்புண்டாக்கி அணு உலையின் இரண்டாம் கவசக் கட்டிடத்தின் மேற்தளங்கள் தூளாயின.  அதனால் ஓரளவு எரிக்கோல்கள் உருகிக் கதிரியக்கமும் வெளியேறிப் பணியாட்களும் சில பொதுநபரும் கதிரடி பெற்றர்கள்.  செர்நோபிள் விபத்து நிலை 7 (உச்சம்) என்றும் திரிமைல் தீவு விபத்து நிலை 5 என்றும் அகில உலக அணுசக்தி ஆணையகம் (IAEA – International Atomic Energy Agency) மதிப்பீடு செய்தது.  அந்த ஒப்பு நோக்கில் இப்போது ஜப்பான் புகுஷிமா அணுமின் உலைகளின் விபத்து நிலை 4 லிருந்து 5 ஆக உயர்த்தப் பட்டுள்ளது.

இந்தியாவில் இப்போது 20 அணுமின் நிலையங்கள் (2011 மார்ச் வரை) இயங்கி 4780 MWe மின்சார ஆற்றலை மின்வடங்களில் பரிமாறி வருகின்றன.  அவற்றில் ஜப்பான் புகுஷிமா மாடல் அணுமின் உலைகள் போல் (BWR – Boiling Water Reactor) மேற்குக் கடற்கரை தாராப்பூரில் (மகாராஷ்டிரா) இரண்டு அணுமின் உலைகள், சுமார் 40 ஆண்டுகள் இயங்கி அவை ஓய்வெடுக்கும் காலம் நெருங்கி விட்டது.  தமிழ் நாட்டின் கிழக்குக் கடற்கரை ஓரம் இரண்டு கனநீர் அழுத்த அணுமின் உலைகள் 27 ஆண்டுகளாய் மின்சாரம் பரிமாறி வருகின்றன. தமிழகத்தின் தென்கோடி முனையில் கட்டுமானம் ஆகிவரும் கூடங்குளம் ரஷ்ய அணுமின் அணுமின் உலைகள் (VVER -1000) இரண்டில் ஒன்று ஓரிரு மாதங்களில் யுரேனிய எரிக்கோல்கள் இடப்பட்டு இயங்க ஏற்பாடுகள் துரிதமாய் நிகழ்ந்து வருகின்றன.

ஜப்பான் வடகிழக்குக் கடற்கரையில் புகுஷிமாவில் நேர்ந்த அணு உலைகள் விபத்திலிருந்து இந்திய அணுசக்தித் துறையினர் கற்றுக் கொள்ள வேண்டிய பாடங்கள் பல இருக்கின்றன.  திரிமைல் தீவு, செர்நோபிள் விபத்துகளுக்குப் பிறகு இந்திய அணுமின் உலைகள் செம்மை ஆக்கப்பட்டன. அதைப் போல் முதலில் கடற்கரை அணுமின் நிலையங்களில் அபாயப் பாதுகாப்பு வெப்பத் தணிப்பு நீர் வசதிகள் இரட்டிப்பு அல்லது முப்புற முறைகளில் மேம்படுத்தப்பட வேண்டும்.  எல்லாவற்றுக்கும் மேலாக அணுமின் உலைகளைப் பற்றியும் கதிரியக்கப் பாதுகாப்பு பற்றியும் நகரங்கள் அனைத்திலும் பொதுமக்களுக்கு அறிவு புகட்டும் காட்சியகங்கள் அமைக்கப்பட வேண்டும்.  அணுமின் உலைக்கு 25 மைல் அருகில் வாழ்வோருக்கு அபாய காலப் பாதுகாப்புப் பயிற்சிகள் ஒவ்வோர் ஆண்டும் அளிக்கப் படவேண்டும்.

அந்த கருத்தோட்டத்தில் முதன்முதல் கூடங்குளம் அணுமின் உலைகள் பாதுகாப்பு பற்றி எனது தனிப்பட்ட ஆய்வுக் கட்டுரை மீண்டும் வெளியாகிறது.

+++++++++++++++++++++++++++++++

1986 ஆம் ஆண்டு செர்நோபிள் அணுமின் உலை வெடித்துச் சீர்குலைந்த இரண்டு ஆண்டுக்குள் தேர்ந் தெடுக்கப் பட்ட ரஷ்யப் பூத அணுமின் உலை இது! சோவியத் யூனியன் கவிழ்ந்த பிறகு பனிரெண்டு ஆண்டுகள் நிதிவளம் வற்றி மறந்து போன மாடல் இது! மீண்டும் உயிர்த் தெழுந்து நெல்லை மாவட்ட நிலப் பிரச்சனைப் போராட்டத்தில் பிழைத்து, 2001 மார்ச் 31 இல் அடித்தள மிட்டுக் கூடங்குளத்தில் உருவாகப் போகும் 2000 MWe ஆற்றல் கொண்ட இரட்டை அணுமின் உலையில் புதிய முற்போக்குப் பாதுகாப்பு முறைகள் எவை எல்லாம் இணைக்கப் பட்டுள்ளன ? 45 ஆண்டுகள் அணு உலை இயக்கம், பராமரிப்பு, பயிற்சி, பாதுகாப்பு ஆகிய துறைகளில் பாரதத்திலும், கனடாவிலும் பணி ஆற்றிய எனது அனுபவத்தில் கூறிய தனிப்பட்ட ஆய்வுக் கருத்துக்கள் இவை.

பாரதத்தின் மூன்றாவது அன்னிய அணுமின் நிலையம்!

தமிழ்நாட்டின் தென் கோடியில் உள்ள கூடங்குளத்தில் ரஷ்யாவின் VVER-1000 என்னும் 1000 MWe ஆற்றலுள்ள இரட்டை அழுத்தநீர் அணு மின்சக்தி நிலையம் [Pressurised Light Water Reactor] உருவாகி வருகிறது! அழுத்த நீர் வெப்பக் கடத்தியாகவும், மிதவாக்கியாகவும் [Light Water Coolant & Moderator], செறிவு யுரேனியம் [(2%-4%) U235 Enriched Uranium] அணு எருவாகவும் பயன் படுத்தி  இயங்கும் இந்த வெப்ப அணு உலை [Thermal Reactor] பாரதம் வாங்கும் மூன்றாவது அன்னிய மாடல் அணுமின் உலையாகும்! தாராப்பூரில் முதல் மாடல் அமெரிக்க டிசைனிலும், ராஜஸ்தானில் இரண்டாவது மாடல் கனடா டிசைனிலும் அமைக்கப் பட்டன. இந்தியாவில் கட்டப் பட்ட அணுமின் உலைகள் யாவற்றிலும் மிகப் பெரும் ஆற்றல் கொண்டது VVER-1000 அணுமின் உலை! 1988 ஏப்ரலில் அங்கீகரிக்கப் பட்ட அத்திட்டம், சோவித் யூனியன் கவிழ்ந்த பிறகு போதிய நிதி உதவியின்றி ஒதுக்கி வைக்கப் பட்டது! மறுபடியும் அது உயிர்ப்பிக்கப் பட்டு, 2001 மார்ச் மாதம் 31 ஆம் தேதி கூடங்குளத்தில் அடித்தள வேலைப்பாடுகள் தொடங்கின! அதன் நிறுவக இயக்கப் பணிகள் யாவும் முடிந்து, 2007 ஆம் ஆண்டில் முதல் யூனிட்டும், 2008 இல் இரண்டாம் யூனிட்டும் மின்சக்தி பரிமாறும் என்று எதிர்பார்க்கப் படுகிறது!

1986 ஏப்ரல் மாதம் சோவியத் ரஷ்யாவில் வெடித்துப் பேரதிர்ச்சி உண்டாக்கிய செர்நோபிள் அணுமின் உலை [1000 MWe, RMBK Model Unit.4] வேறொரு மாடல் ஆயினும், அதன் அணு மையக்கருவில் 1661 எரிக்கோல்கள் சூடேறி எரிந்துருகி, 80 மில்லியன் கியூரி கதிரியக்கம் சூழ்வெளி யெங்கும் வெளியேறிச் சுமார் 400,000 மாந்தர் பாதிக்கப் பட்டு அடுத்த பத்தாண்டுகளில் 15,000 பேர் மாண்டதாக அறியப்படுகிறது! அணுயுகத்தின் 60 ஆண்டு வரலாற்றிலே அணுமின் உலை விபத்தில் அழிவுப் புரட்சியை உண்டாக்கிய கடும் இதயப் புண்கள் ஆறுவதற்குள், 1988 ஆம் ஆண்டிலே ரஷ்யாவின் மேறொரு மாடல் [VVER-1000 Model] அணுமின் உலையை, இந்தியா தமிழ் நாட்டுக்குத் தேர்ந்தெடுத்தது மாபெரும் ஐயத்தையும் அச்சத்தையும் உண்டாக்குகிறது!

இந்திய அரசு ரஷ்ய அணுமின் உலையை ஏன் தேர்ந்தெடுத்தது ?

தொழிற் துறைகள் பன்மடங்கு பெருகி வரும் பாரதத்தின் மின்சக்தித் தேவை நாளுக்கு நாள் அதிகரித்துக் கொண்டே வருகிறது. அதைப் பூர்த்தி செய்யும் முயற்சியில் அணுமின் சக்தி உற்பத்திப் பங்கை மிகையாக்க பாரதம், தற்போது இரண்டு 500 MWe அழுத்தக் கனநீர் அணுமின் உலைகளைத் தாராப்பூரில் கட்டி அவை இரண்டும் இயங்கி மின்சாரம் பரிமாறி வருகின்றன.  2020 ஆண்டுக்குள் 20,000 MWe ஆற்றல் அணுமின் சக்திப் பெருக்கத்தை உற்பத்தி செய்யும் எதிர்நோக்கத்தின் முதற்படியாக, 1000 MWe பூத அணு உலைகளை அமைக்கத் திட்டமிட்டு, அதை நிறைவேற்றி வருகிறது.

1974 இல் பொக்ரான் அடித்தள அணு ஆயுத வெடிப்புக்குப் பிறகு அமெரிக்கா, கனடா, மற்றும் பல ஐரோப்பிய நாடுகள் இந்தியாவுக்கு அணுவியல் துறை விருத்திக்கு எந்த விதத் துணையும் புரிவதில்லை என்று வெளிப்படையாகவே அறிவித்து விட்டன! 220 MWe ஆற்றலுள்ள அழுத்தக் கனநீர் அணுமின் நிலையங்களை அடுத்தடுத்துக் கட்டிவரும் பாரதம் அலுப்படைந்து, மற்ற உலக நாடுகளைப் போல் தானும் அவற்றை விடப் பெரிய 500 MWe, 1000 MWe ஆற்றல் கொண்ட மின்சக்தி நிலையங்களை, நிறுவ வேண்டுமென வேட்கை கொண்டது! அந்த முயற்சியில் பேராற்றல் கொண்ட அணுமின் நிலையங்களுக்கு அன்னியக் கூட்டுறவு முறையில் டிசைன், நிறுவகம், இயக்கம் & பராமரிப்பு, நிதிப்பணம் [Design, Construction, Operation & Maintenance & Finance] ஆகிய நான்கு துறைகளில் கைகொடுக்கும் ஓர் அன்னிய நாட்டைப் பாரதம் பல்லாண்டுகளாகத் தேடிக் கொண்டிருந்தது!

முன்வந்த பிரான்ஸ், சோவியத் யூனியன் ஆகிய இரண்டு தேசங்களில், முடிவாகச் சோவியத் ரஷ்யாவின் கூட்டு உடன்படிக்கை 1988 இல் வெற்றி பெற்றது! ஆனால் அத்திட்டம் முளைத்து எழுவதற்குள், சோவியத் யூனியன் கவிழ்ந்து சிதறிப் போனதால், எஞ்சிய ரஷ்யா பணமுடையில் தனியாய்த் தவித்தது! அமெரிக்க, ஐரோப்பிய உதவியில் மீண்டும் தலைதூக்கிய ரஷ்யா, 2001 ஆண்டில் தனது 1000 MWe ஆற்றலுடைய, புதுப்பிக்கப் பட்ட VVER-1000 மாடல் இரட்டை அணு மின் நிலையத்திற்கு நிதி யளித்துப் பாரதத்தில் கட்டி முடிக்க மறுபடியும் முன்வந்தது!

அன்னிய உதவியில் அணு உலை, அணு உலைச் சாதனங்கள், முதல் முறை ஊட்ட எரிக்கோல்கள், நீராவி ஜனனிகள், அணு உலை ஆட்சிக் கருவிகள் போன்றவை ரஷ்யாவிலிருந்து வந்தாலும், பொதுத்துறை நீராவிச் சாதனங்கள், மின்சார ஜனனி, டிரான்ஸ்பார்மர்கள், [Conventional Power Equipment] முறுக்கப்பட்டு உறுதியான இரட்டைக் கான்கிரீட் அரண்கள் [Prestressed, Reinforced Concrete Double Containment] மற்றக் கட்டிட வேலைகள் யாவும் உள்நாட்டுத் தொழிற் துறை நிர்வாகங்கள் மூலம் அமைக்கப்படும்.

பூத அணுமின் நிலையம் நிறுவக் கூடங்குளம் ஏன் தேர்ந்தெடுக்கப் பட்டது ?

பாரதத்தின் தென்கோடி எல்லையான கன்னியா குமரி முனைக்கருகில் 15 மைல் வடகிழக்கே, திருநெல்வேலி மாவட்டம், ராதாபுரம் தாலுகாவில் உள்ளது, கூடங்குளம். அருகில் உள்ள பெரு நகரம் நாகர்கோயில் 21 மைல் தூரத்தில் அதற்கு மேற்கே இருக்கிறது. அகில நாட்டு அணுசக்திப் பேரவை [International Atomic Energy Agency, IAEA] வகுத்த வரையறைகளைப் பின்பற்றி இந்திய அணுசக்தித் துறையகம், 13 கடல்கரைத் தளங்கள், 5 உள்நாட்டுத் தளங்கள் ஆகியவற்றைத் தமிழ் நாட்டில் உளவுகள் செய்ததில், 2000 MWe ஆற்றல் அணுமின் நிலையத்தை அமைக்கக் கூடங்குளமே பலவகை நிபந்தனைகளைப் பூர்த்தி செய்தது! அணு உலைப் பாதுகாப்பு, சூழ்நிலைப் பராமரிப்பு, நிதிச் சிக்கனம், பொறி நுணுக்கம், சமூக வரவேற்பு போன்ற பிரச்சனைகளை முன்னோக்கி உளவுகள் செய்ததில், கூடங்குளம் மிக்க மதிப்பு பெற்றதாக அறியப் படுகிறது! ஏராளமானக் கொள்ளளவு நீர் கொண்ட கடலும், மக்கள் தொகை குன்றிய ஒதுக்குப் புற இட அமைப்பும், கூடங்குளத்தின் சிறப்பு அம்சங்கள்.

கீழ்க்காணும் ஒப்புறவுப் பண்புகளில் கூடங்குளம் மிக்கத் தகுதியுள்ள தளமாகக் கருதப்படுகிறது:

1. தேவைக்குரிய ஆழத்தில் கடும்பாறை கொண்ட தளம், உறுதியான அணு உலைக் கான்கிரீட் அரண் [Concrete Containment] அடித்தளத்திற்கு உகந்தது.

2. பூகம்ப எழுச்சி எதிர்பார்ப்பில் குறைவாக எதிர்பார்க்கப் படும் பூகம்பக் களம்-2 [Seismic Zone II] வகுப்பைப் சார்ந்தது, கூடங்குளம். பூகம்பதைத் தூண்டி விடும் மாபெரும் ஏரிகள், நீரணைகள் போன்ற எந்தப் பழுதுத் தொல்லைகளும் அருகே இ ல்லை.

3. சூறாவளி மழை யடிப்பு, கடல் பொங்கித் தாக்கல், கடல் அலைகளின் ஏற்ற இறக்கம் ஆகிய பிரச்சனை அங்கே யில்லை. கடல் வெள்ளம் 20 அடி உச்சத்தில் எழலாம் என்று எதிர்பார்க்கப் படுவதால், அணு உலைக் கட்டிடம் அந்த அளவுக்கு மேலாகவே அமைக்கப்படும்.

4. கடல் நீரே டர்பைன் நீராவித் தணிப்பு நீராகப் பயன்படும். ரசாயனக் கழிவு நீர்களும், கதிர்வீசும் திரவங்களும் வடிகட்டப் பட்டு, கனிச அளவில் நலிந்து வெளியேற்றப் படத் [Dilution of Effluents] தேவைப் படும் ஏராளமான கொள்ளளவு நீரை அளிக்கக் கடல் அருகே உள்ளது.

5. அணு உலைப் புறக்கணிப்புக் களத்திலிருந்து [Exclusion Zone] 1.2 மைல் ஆரத்தில் மாந்தர் நடமாட்டம் எதுவும் இல்லை. வேளாண்மைக்குத் தகுதியற்ற பொட்டல் காடான அந்த நிலங்களில், எந்த விதப் பயிர் விளைச்சலும் கிடையாது! 18 மைல் ஆரத்தில் மக்கள் தொகை நெருக்கமான எந்த ஊரும் அருகே இல்லை!

6. கூடங்குளத்தை எப்போதும் அணுக நல்ல வீதி, ரயில் பாதை, கடல் மார்க்கம் அமைந்து இருப்பது சிறந்த அம்சங்கள். அகல் பாதை ரயில் நிலையம் கொண்ட கன்னியா குமரி 16 மைல் தூரம். அடுத்துக் கப்பல் துறைமுகம் உள்ள தூத்துக்குடி 60 மைல் தூரம்.

7. மனிதர் ஏற்படுத்தும் விமான விபத்துகள், ரசாயன நஞ்சுகளால் ஏற்படும் விளைவுகள், ரசாயன ராணுவ அபாயங்கள் போன்றவை எவையும் நேர்ந்திட எந்த வித அமைப்புகளும் அருகே கிடையாது.

ரஷ்ய அணுமின் நிலையத்தில் செய்த புதிய பாதுகாப்பு மாறுதல்கள்

முற்போக்கான புதிய VVER-1000 அணு உலைகள் IAEA தயாரித்த பாதுகாப்புத் தத்துவங்களைப் பின்பற்றி, அகில நாட்டு அழுத்த நீர் அணு உலைகளின் [International Pressurised Water Reactors (PWR)] மேம்பாடுகளுக்கு இணையானவை என்று ரஷ்ய டிசைன் பதிப்பிதழ்களில் அறியப் படுகிறது. 2001 ஆண்டு வரை ரஷ்யா தனது புதிய VVER அணு உலை இயக்கத்தில் 1000 உலை ஆண்டு [1000 reactor years Operating Experience] அனுபவம் பெற்று இருப்பதாக இறுமாப்புக் கொள்கிறது! 1996 டிசம்பர் வரை இருபது VVER-1000 அணுமின் உலைகள் [ரஷ்யாவில் 7, பல்கேரியாவில் 2, யுக்ரேயனில் 11] இயங்கி வருவதாக அறியப் படுகிறது!

VVER-1000 அணுமின் உலையில் ‘செறிவு யுரேனியம் ‘ [Enriched Uranium, (2%-4%)U235 rest U238] எருவாகவும், அதில் எழும் வெப்பத்தைத் தணிக்கும் முதல் கடத்தி நீராகவும் [Primary Coolant], நியூட்ரான் மிதவாக்கி [Neutron Moderator] நீராகவும், கொதிகலனில் வெப்பக் கடத்தி [Secondary Coolant] நீராகவும் தனித் தனியாக மூன்று பணிகளில் நீர் பயன்படுகிறது. VVER-1000 அணு உலைகளில் மாடல் 320, மாடல் 392 என்று இரண்டு விதம் உள்ளன. இரண்டில் VVER-1000 மாடல் 320 மிகவும் பிற்போக்கானது! அது செர்நோபிள் RMBK-1000 அணு உலை போல் கான்கிரீட் ஸ்டால் அரண் இல்லாதது! அபாய வெடி விபத்து எதுவும் நேர்ந்தால், மாடல் 320 அணு உலைக் கதிரியக்கப் பொழிவுகள் வெளியேறிச் சூழ்மண்டலக் காற்றில் பரவும் வாய்ப்புள்ளது!

VVER-1000 மாடல் 392 இல் இருக்கும் ஒரே ஒரு வேறுபாடு, அது இரட்டைக் கான்கிரீட் அரண்களை உடையது. வெளி அரண் ஒன்றும் அடுத்துக் கதிரியக்கக் கசிவை முற்றிலும் தடுக்க ஓர் ஸ்டால் கவசமும், ஒரு மீட்டர் தடிமன் கொண்ட உள் அரணுடன் இணைக்கப் பட்டுள்ளது! இரண்டு அரண்களுக்கும் நடுவே உள்ள இடைவெளி சூன்ய மாக்கப் பட்டுக் கீழ் அழுத்தத்தில் [Negative Pressure (Partial Vacuum)] பராமரிக்கப் பட்டு வருகிறது! அவ்வித அமைப்பில் கதிர்வீச்சு வெளியேற்றம் முற்றிலும் தடுக்கப் படும்; அல்லது மிக மிகக் குறைந்த அளவு வெளியேறும்.

முற்போக்கு VVER-1000 அணு உலையில் அடுத்த ஓர் மாறுபாடு, தீவிர அபாய விபத்து நேரும் சமயத்தில், அதைத் தடுத்துக் கையாளும் பராமரிப்பு ஏற்பாடுகள், அணு உலையோடு இணைக்கப் பட்டிருப்பது.

விபத்து நேர்ந்த முதல் 24 மணி நேரம், நின்ற அணு உலைச் சூட்டைத் தணிக்க, இயக்குநர் குறுக்கீடு இல்லாமல் தானே நிகழும் ‘சுய இயக்க வெப்ப நீக்கும் முறைப்பாடு ‘ [Passive Heat Removal System] சேர்க்கப்பட்டுள்ளது.

முற்றிலும் அணு உலையை நிறுத்த முதற் தடுப்பு செய்யும் தடைக் கோல்கள் யாவும் தானாக இயங்குபவை! [Automatic First Shutdown System]. ஆறும் பூரணத் தொடரிக்க விளிம்பை [Sub-criticality Margins] நிலைநாட்ட மிகையான அணு உலை ஆட்சிக் கோல்கள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. அடுத்து போரான் நஞ்சை உட்செலுத்தி [Boron Poison Injection] அணு உலை மீறலைத் நிறுத்த இரண்டாவது விரைவுத் தடுப்பு ஏற்பாடு [Second Quick acting Shutdown System] ஒன்றும் அமைக்கப் பட்டுள்ளது!

அணு உலையில் மிஞ்சிச் சேமிக்கப் படும் ஹைடிரஜன் வாயு தீப்பிடிக்க வாய்ப்பில்லாமல், ‘மீள் இணைப்பிகள் ‘ [Hydrogen Recombiners] மூலம் ஆக்ஸிஜனுடன் சேர்க்க வைத்து, நீராக மாற்றப் படுகிறது!

அணு உலையின் கதிர்வீசும் மையக்கருவில் [Radioactive Fuel Core] உலை இயங்கினாலும், அன்றி நிறுத்தப் பட்டாலும் தொடர்ந்து உண்டாகும் வெப்பம் எப்போதும் தணிக்கப்பட வேண்டும்! அபாயத் தடுப்பு மின்சாரம் பரிமாறாத [Emergency Power Supply] சமயத்தில் ‘வெப்பக் கடத்தி இழப்பு விபத்து ‘ [Loss of Coolant Accident (LOCA)] நேர்ந்தால், எரிக்கோல்களின் கனலை விரைவில் தணிக்க, ‘அணு உலை மையக்கரு நீர் வீழ்ச்சி ஏற்பாடு ‘ [Reactor Core Flooding System] இணைக்கப் பட்டுள்ளது!

ஆரம்பத்தில் கட்டிய அன்னிய அணுமின் நிலையங்கள்

முதல் அன்னியக் கொதிநீர் இரட்டை அணுமின் உலைகள் [160 MWe Boiling Water Reactor by General Electric Co. USA], பம்பாயிக்கு அருகே தாராப்பூரில் அமைக்கப் பட்டன. இரண்டாவது கனடாவின் ‘காண்டு ‘ அழுத்தக் கனநீர் இரட்டை அணு உலைகள் [200 MWe CANDU, Pressurized Heavy Water Reactor] ராஜஸ்தான் ராவட்பாட்டாவில் உருவானது. அவை நான்கும் இயங்கி வரும் போது, அடுத்து சென்னைக் கல்பாக்கத்தில் இந்திய வல்லுநரால் சிறிது மாற்றம் செய்யப் பட்ட இரட்டைக் ‘காண்டு ‘ கனநீர் அணு உலைகள் [170 MWe] நிறுவன மாயின.

1974 மே மாதம் பொக்ரானில் பாரதம் செய்த அடித்தள அணு ஆயுத வெடிப்புப் பிறகு, அணுமின் நிலையங்களை இந்தியாவில் கட்டிய அமெரிக்கா, கனடா ஆகிய இரு நாடுகளும் தமது அணுவியல் தொடர்பை முறித்துக் கொண்டதோடு, மற்ற உலக நாடுகளும் பாரதத்திற்கு அணுவியல் சாதனங்களை விற்கா வண்ணம் வலுவாகத் தடை செய்தன!

அழுத்தக் கனநீர் அணு உலைகளுக்கு வேண்டிய இயற்கை யுரேனியம், அதைச் சுத்திகரித்து எரிக்கோல் ஆக்கும் தொழிற் சாலைகள் [Rare Earth, Fuel Fabrication Plants] பாரதத்தில் அமைக்கப் பட்டதால், காண்டு அணுமின் உலைகள் தொடர்ந்து ஓடுவதில் எந்தப் பிரச்சனைகளும் இல்லை! ஆனால் கொதிநீர் அணுமின் உலைகளுக்குத் தேவையான, செறிவு யுரேனியத்தை அமெரிக்கா அனுப்ப மறுத்ததால், அவற்றின் இயக்கம் ஓரளவு பாதிக்கப் பட்டது! பாரதம் தனது பொறி நுணுக்கத்தால், செறிவு புளுடோனியத்தை [(2%-3%) Pu239 Enriched Fuel (PuO2)] எருவாய்ப் பயன்படுத்த விருத்தி செய்து, கொதிநீர் அணு உலைகளை இயக்கியது! அடுத்துச் சைனா இந்தியாவுக்குச் செறிவு யுரேனியத்தை விற்க முன் வந்தது!

1974 ஆண்டு முதல் தனியே விடப்பட்ட பாரதம், ஏறக் குறைய எல்லாவித அணுவியல் சாதனங்களையும், அன்னிய நாடுகளின் உதவி யின்றி உள்நாட்டிலே உற்பத்தி செய்வதில் மகத்தான வெற்றியைக் கண்டுள்ளது! முன்னேறி வரும் நாடுகளில், பாரதமே முதலாக அணுமின் சக்தி உற்பத்தித் துறையில் டிசைன், தயாரிப்பு, நிறுவகம், இயக்கம், பராமரிப்பு, பாதுகாப்புக் கட்டுப்பாடு, பயிற்சி ஆகிய அனைத்திலும் திறமை பெற்றுத் தன் கால்களிலே நிற்கிறது! இந்தியப் பொறி நுணுக்கத் தொழிற் சாலைகள் பலவற்றின் பேரளவுப் பங்கெடுப்பால், அடுத்து பத்துக் [ஐந்து இரட்டை] கனநீர் அணுமின் நிலையங்கள், கல்பாக்கம் [சென்னை, 2X170 MWe], நரோரா [உத்திரப் பிரதேசம் 2X220 MWe], கக்ரப்பார் [குஜராத் 2X220 MWe], கைகா [கர்நாடகா 2X220 MWe], ராவட்பாட்டா [ராஜஸ்தான் 2X220 MWe] ஆகியவை நிறுவனமாகி, 1984 ஆண்டு முதல் அவை யாவும் இயங்கி வருகின்றன!

பாரதம் 220 MWe கனநீர் அணுமின் நிலையங்களை அமைத்தபின், அடுத்து இந்தியாவின் முதல் 500 MWe இரட்டைக் கனநீர் அணுமின் நிலையங்களை டிசைன் செய்து, தாராப்பூரில் 1998 இல் கட்டத் துவங்கி 2002 டிசம்பர் வரை 60% வேலைப்பாடுகள் முடிந்துள்ளன.

புதிய அணுமின் உலை டிசைனில் பாதுகாப்பு உறுதிப்பாடுகள்

VVER-1000 அணு உலையை அபாய வெடிப்பிலிருந்து காக்கும் ‘உள்ளடங்கிய பாதுகாப்புத் திறமைப்பாடுகள் ‘ [Inherent Safety Features] முக்கியமாக இரண்டு:

1. கீழ் நோக்கிக் குன்றிவிடும் மின்னாற்றல் பண்பு [Negative Power Coefficient]. இம்முறைப்படி, அணு மையக்கரு வெப்ப உயர்ச்சி எந்த முறையிலும் மீறிவிடாமல் தானாகத் தணிந்து அடங்கிவிடும் தன்மை கொண்டது! [Any abnormal increase in reactor power is self-terminating]. விளக்கமாகச் சொன்னால் ஏதாவது ஒரு சம்பவம் தூண்டி, மிகையான வெப்ப சக்தி கிளம்பி விபத்துக்கள் நேர்வதும், அதனால் அணு மையக்கரு [Reactor Core] உடைந்து போவதும் அபூர்வ நிகழ்ச்சிகள்!

2. கீழ் நோக்கிக் குன்றிவிடும் வெற்றிடப் பண்பு [Negative Void Coefficient]. இம்முறைப்படி, அணு மையக்கருவுக்குப் பிரதம வெப்பக் கடத்தி நீரில்லாது போனால், மித வேக நியூட்ரான்கள் குன்றிப்போய், அணு உலைத் தானாக நின்றுவிடும். [Loss of Primary Coolant to the Fuel Core causes the Reactor to shutdown by itself due to lack of thermal neutron production]

3. அபாய மின்சக்தி [Emergency Power Supply] இல்லாத சமயத்தில், நிறுத்தமான அணு உலையில் எழும் மிஞ்சிய வெப்பத்தைக் குறைக்க, அழுத்தவிசையில் 24 மணி நேரம் நீர் வெள்ளம் கொட்டும் பாதுகாப்பு ஏற்பாடு தானாக இயங்க அமைக்கப் பட்டுள்ளது.

4. கதிரியக்க வெளியேற்றத்தை அடக்கிக் கொள்ளும், கசிவற்ற இரட்டைக் கான்கிரீட் அரண்கள் உள்ளன. [Prestressed Concrete Containment]. உள்ளரண் மட்டுமே 1 மீட்டர் [40 அங்குலம்] தடிமன் கொண்டது! அத்துடன் கதிர்வீச்சுக் கசிவுகளை முற்றிலும் தடுக்க அதன் உட்புறம் 8 mm தடிமன் ஸ்டால் கவசம் பூண்டது.

செர்நோபில் விபத்துபோல் VVER அணுமின் உலையில் அபாயம் நிகழுமா ?

சீர்குலைந்த செர்நோபிள் RMBK-1000 அணு உலை VVER-1000 அணு உலையைப் போலின்றி முற்றிலும் வேறுபட்டது! செர்நோபிள் அணு உலையில் நியூட்ரான் மிதவாக்கியாகப் பயன்பட்டது திரள்கரி [Graphite Moderator]. நிகழ்ந்த இரண்டு வெடிப்புகளில் ஒன்று சூடான திரள்கரியால் தூண்டப் பட்டது! திரள்கரிக்குச் சீர் கேடான ஓர் பண்பு உள்ளது. அணு உலைத் தொடர்ந்து இயங்கும் போது நியூட்ரான்கள் திரள்கரியைத் தாக்கி, ‘விக்னர் சக்தி ‘ விளைவால் [Wigner Energy Effect] அதன் உள் உஷ்ணம் ஏறிக் கொண்டே போகிறது. அணு உலை நிறுத்தப் பட்டாலும், திரள்கரியின் உஷ்ணம் குன்றுவதில்லை! ஆகவே அணு உலை விபத்தின் போது நீரிலிருந்து பிரிவு படும் ஹைடிரஜன் வாயு தீவிரத் தீப்பற்றி வெடிக்க ஏதுவாகிறது! ஆனால் VVER-1000 அணு உலையில் நீர் மிதவாக்கியாகப் பயன்படுவதால், அத்தகைய அபாயம் இல்லை!

அடுத்துச் செர்நோபிள் அணு உலைக்கு கான்கிரீட் அரண் [Concrete Containment] இல்லாததால், வெடி விபத்தின் போது கதிரியக்கப் பொழிவுகள் எளிதாக வெளியே சூழ்மண்டலத்தில் பரவ வழி திறந்தது! VVER-1000 இல் இரட்டை அரண் உள்ளதால், கதிரியக்க விளைவுகள் வெளிக் காற்றில் கலப்பது அறவே தடுக்கப் படுகிறது!

செர்நோபிள் வெடி விபத்து மனிதர் செய்த பல தவறுகளால் ஆரம்ப மானது! RMBK-1000 அணு உலை முதலிலே புறக்கணிக்கப் பட்ட பல டிசைன் பழுதுகளால் ஏற்பட்டது! சுய இயக்கப் பாதுகாப்பு முறைப்பாடுகள் சோதனை செய்யும் போது நீக்கப் பட்டு, விரைவாக மீறும் அணு உலையைக் கட்டுப்படுத்த மாந்தர் தாமாகக் கையாள முயன்றதால் நிகழ்ந்தது! அபாயத் தடுப்பு வெப்ப நீக்க ஏற்பாடுகளும் சோதனைக்காக ஒதுக்கப் பட்டதால் விபத்து நேர்ந்தது! நிச்சயமாக அந்தக் கோர விபத்து, பாரதத்தில் உருவாகும் ரஷ்யாவின் புதிய VVER-1000 அணுமின் உலையில் ஒருபோதும் நிகழவே நிகழாது!

பூகம்ப அதிர்வால் எதிர்பார்க்கும் விபத்துகளும் அணு மையக்கருப் பாதுகாப்பும்

2002 ஆம் ஆண்டு பிப்ரவரி 24 ‘திண்ணை ‘ அகிலவலை வார முகப்பில் டாக்டர் இரா. இரமேஷ் எம்.பி.பி.எஸ் ‘நிலவியல் பிரச்சனைகள் நிறைந்த நெல்லை மாவட்டமும், கூடங்குளம் அணுமின் நிலையமும் ‘ என்னும் அழுத்தமான ஓர் கட்டுரையை வெளியிட்டுள்ளார்! அவர் எழுதிய ‘கூடங்குளம் அணுமின் நிலையமும், தென் தமிழகத்தின் பூகம்பவியலும் ‘ என்ற நூலின் சுருக்கமே அந்தக் கட்டுரை. கூடங்குள அணுமின் உலை சம்பந்தமாக அணுவியல் துறையகம் செய்ய வேண்டிய பணிகளை அவர் சுட்டிக் காட்டியது யாவும் வரவேற்கத் தக்கதே! அவற்றில் VVER-1000 அணுமின் உலைப் பாதுகாப்பு பற்றிய பெரும்பான்மையான உளவுப் பதிப்பீடுகள் அணுசக்தி துறையகத்தில் உள்ளன என்பது ஆசிரியரின் கருத்து.

பூகம்பத்தின் போது பிரதம வெப்பக் கடத்திக் குழாய்கள் உடைந்து போனால், அணு உலையின் கதி என்ன ஆகும் என்றொரு கேள்வி அதில் எழுந்துள்ளது! அதனால் அணு மையக்கருவின் வெப்பம் தணியாது, சூடேறி ஒரு கட்டத்தில் உருக ஆரம்பித்து ஒரு பெரு விபத்து ஏற்படச் சூழல் உருவாகுமே என்று டாக்டர் இரமேஷ் கேட்கிறார்.

முதலில் பிரதம வெப்பக் கடத்தி நீர் இழப்பால் [Loss of Coolant Accident (LOCA)], அணு உலைத் தானாக நின்று, வெப்ப வளர்ச்சி குன்றுகிறது. இரண்டாவது உடனே ஆறும் மையக்கருவின் எஞ்சிய தொடர் வெப்பத்தைத் தணிக்க, 24 மணி நேர அழுத்த நீர் வெள்ளம் பாய்ச்சும் ஏற்பாடுகள், ஈர்ப்பியல் முறையில் [Gravity Flooding] இயங்க அரணுக்குள் அமைக்கப் பட்டுள்ளன. பூகம்ப ஆட்டத்தின் போது எவை உடையும், எப்படி உடையும், எங்கே உடையும் என்பதை உறுதியாக நிர்ணயம் செய்ய முடியாது. அபாயப் பாதுகாப்புக்கு அருகிலே கடல் வெள்ளம் கொட்டிக் கிடப்பதை நாம் மறக்கக் கூடாது! எந்த வித விபத்து நேர்ந்தாலும், அணு உலை வெப்பத்தைத் தணிக்க, கடல் வெள்ளம் கடைசியாகக் கை உதவிக்குக் கண் எதிரே நமக்காகக் காத்துக் கிடக்கிறது!

செர்நோபிள் அணு உலை வெடித்து எரியும் போது, ஹெலிகாப்டரில் பறந்து கொண்டு டன் கணக்கில் கான் கிரீட்டைக் கொட்டித் தீயை அணைத்து கதிர்வீச்சைக் குறைத்தார்கள்! கூடங்குளத்தில் கடல் வெள்ளம்தான் கடைசி உதவி! பூத அணுமின் உலை இயங்க ஆரம்பிக்கும் முன்பு, பொது மக்களுக்கு அபாய விளைவுப் பயிற்சி முறைபாடுகள் [Emergency Preparedness] அறிவிக்கப் படும் என்றும், அதற்காகப் பயிற்சி அளிக்கப் படும் என்பது ஆசிரியரின் கருத்து.

ரஷ்ய அணுமின் நிலையப் பராமரிப்பில் ஏற்படும் சில ஐயப்பாடுகள்

இந்தியாவில் உள்ள அமெரிக்காவின் கொதிநீர் அணு உலை, கனடாவின் அழுத்தக் கனநீர் உலை, ரஷ்யாவின் அழுத்தநீர் அணு உலை ஆகிய மூன்று அன்னிய அணுமின் நிலையங்களில் எது சிறப்பாக, பாதுகாப்பாக இயங்கும் என்பது ஒரு முக்கிமான கேள்வி! எல்லாவற்றிலும் பிற்போக்கான, நிதி மிகச் செலவாகும், பழைய அணு உலை சந்தேக மின்றி, அமெரிக்காவின் கொதிநீர் அணு உலையே! எல்லாவற்றிலும் கதிரிக்கச் சிக்கல்களும், கதிர்த் தீண்டல் பிரச்சனைகளும் [Severe Radioactive Contamination] மிகையானது கொதிநீர் அணு உலையே! காரணம் நீராவி, ஜனனியில் [Steam Generator] உற்பத்தி யாகாமல், நேரடியாக அணு உலைக்கலனிலே [Reactor Vessel] உண்டாகிறது! அணு எரிபொருளில் ஒட்டிக் கொண்டுள்ள கதிரியக்கம் நீரில் கலந்து அணுக்கரு ஏற்பாடுகளிலும் [Nuclear Systems] டர்பைன், குளிர்கலம் போன்ற பொதுத்துறை அமைப்புகளையும் [Conventional Systems] கதிரியக்க சாதனங்களாகத் தீண்டி விடுகிறது. ஆகவே எரி பொருள் மாற்றும் பராமரிப்பு [Refueling Outage Maintenance] சமயத்தில் பணிகளை முடிக்க ஏராளமான நபர்களை வேலைக்கு அமர்த்த வேண்டிய தாகிறது! பாரதம் தாராப்பூர் கொதிநீர் அணு உலைகளில் பல ஆண்டுகளாக கதிரியக்க விளவுகளில் பட்ட சிரமத்திற்குப் பிறகு, அவற்றைக் கைவிட்டுக் கனடாவின் காண்டு அணுமின் உலைகளையே தற்போது அதிகரித்து வருகிறது!

இயக்கம், பராமரிப்பு, பாதுகாப்பு, நிதிச் செலவு ஆகிய பண்புகளை ஒப்பிட்டால், எவ்வித ஐயமின்றிக் கனடாவின் காண்டு கனநீர் அணு உலைகளே எல்லாவற்றிலும் உயர்ந்தவை! இந்தியா, பத்து 200 MWe காண்டு நிலையங்களை நிறுவகம் செய்தபின், இப்போது தாராப்பூரில் இரட்டை 500 MWe காண்டு அணு உலைகளை முதல் முறை யாகக் கட்டி அவை இரண்டும் இயங்கி மின்சாரம் பரிமாறி வருகின்றன.

பாரதம் முதன் முதல் 1000 MWe ஆற்றல் கொண்ட பூத அணுமின் நிலை ஆட்சி, பராமரிப்பு அனுபவம் பெறப் போகிறது! ரஷ்யாவின் அழுத்தநீர் அணு உலைகள் அமெரிக்க, ஐரோப்பிய நாடுகளின் அழுத்தநீர் அணு உலைகளைச் சித்தாந்த முறையில் ஒத்தவை ஆயினும், VVER-1000 மாடல் 392 உலைகள் அமைப்பில் வேறானவை! எல்லாவித டிசைன் விளக்கங்கள், வரை படங்கள், இயக்கப் பராமரிப்பு, பாதுகாப்பு முறைகள், பயிற்சி அளிக்கும் வகைகள், விபத்துகளின் விளைவுகள் யாவும் ரஷ்ய மொழியிலிருந்து ஆங்கிலத்தில் எழுதப்பட வேண்டும்! அவற்றை மொழி பெயர்த்து, ஆங்கிலத்தில் அறிந்து கொள்வதில் சிரமங்கள் ஏற்படும்! ரஷ்ய நிபுணர்கள் கொச்சை ஆங்கிலத்தில் அளிக்கும் பயிற்சி முறைகளைப் பாரத வல்லுநர்கள் பின்பற்றுவதில் பிரச்சனைகள் உண்டாகும்!

பயிற்சி பெறும் ரஷ்யாவின் VVER-1000 அணு மின் உலைகள் ரஷ்யாவிலும், ஐரோப்பிய நாடுகளிலும் உள்ளதால், பாரத எஞ்சினியர்களும், விஞ்ஞானிகளும் மொழிச் சிக்கலால், முழுப் பயிற்சி பெற முடியாது! மேலும் உலகில் உள்ள VVER-1000 அணு உலைகளில் இதுவரை நேர்ந்த விபத்துக்களும், அபாய நிகழ்ச்சிகளும் ஆங்கிலத்தில் எழுதப் பட்டிருப்பதாகத் தெரியவில்லை! VVER-1000 அணு உலைகளில் என்ன என்ன சிக்கல்கள் இயக்கத்தின் போது விளையப் போகின்றன ? என்ன என்ன சிரமங்கள் பராமரிப்பின் போது தாக்கப் போகின்றன ? புதிய, புரியாத, பூத அணு உலைகளில் என்ன என்ன மனிதத் தவறுகள் எதிர்பாராமல் நிகழப் போகின்றன ? பதில் கிடைக்காத இவை போன்ற வினாக்கள் இப்போது நம்மிடையே எழுகின்றன! பாதுகாப்பு அணு உலையாக மாற்றப் பட்ட ரஷ்யாவின் மர்ம அணு உலையை முதலில் தாமாக ஆட்சி செய்து பார்த்துத்தான், திறமையுள்ள நமது பாரத வல்லுநர்கள் தமது புதிய அனுபவங்களைக் கற்றுக் கொள்ள போகிறார்கள்!

தகவல்:

Picture Credits : NPCIL, India, The Hindu, Russian VVER-1000 Websites

1. Nuclear News, The Russian Advanced VVER Reactor Designs [June 2002].

2. Nuclear Europe Worldscan [Jan-Feb. 2001].

3. Advance Light Water Reactors in Kudankulam by: S.K. Jain Chief Engineer, Kudankulam Project.

4. Development of Improved Reactor Plant Safety with VVER by: Novak Valery, P.Alexander, Rogov Mikhail, Moscow.

5. Chernobyl Accident Ten Years After. [Nov. 1995]

6. Towards an Energy Independent India [1997] by: Dr.R. Chidambaram, Chairman Atomic Energy Commission.

7. CMD ‘s Page by: V. K. Chaturvedi, Chairman & Managing Director, Nuclear Power Corporation of India Ltd. [2000]

8. Nuclear Power Stations in Russia.

9. VVER-1000 Plant Design & Safety Assessments.

10.  http://jayabarathan.wordpress.com/kudankulam-vver-reactor/  (Opposition to Build VVER -1000)

11.  http://en.wikipedia.org/wiki/VVER  (Russian VVER-1000 Reactor)

12.  http://www.barc.ernet.in/publications/eb/golden/reactor/toc/chapter6/6_1.pdf  (Kudungulam VVER-1000 Reactor Analysis)

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

S. Jayabarathan [http://jayabarathan.wordpress.com/]  November 24, 2012

                                                                                                      [[கட்டுரை : 2]

                                                     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 ஹைடிரோ-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)

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 புள்ளி விபரங்களையும் கொண்டு மட்டுமல்லாது இன்றய இந்தியாவின் அரசியல் மற்றும் சமூக நிலைப்பாடுகளையும் கவனத்தில் கொண்டு எழுதிய உங்கள் கட்டுரையைக் காண 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.   

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. 

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 அளிக்கப்படுகின்றன.  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. 

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.       

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 ஆல்ஃபா 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 ஆஃபா 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.        

ரேடிய உலோகம் ஆல்ஃபா 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 : 4.5×10^9 ஆண்டுகள்

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

யுரேனியம் [U-233 from Thorium] அரை ஆயுள்: 1.6×10^5 ஆண்டுகள்

புளுடோனியம் -239 [from Nat Uranium U-238] அரை ஆயுள் : 2.4×10^4 ஆண்டுகள்
 
தோரியம் -232 அரை ஆயுள் : 1.4×10^10 ஆண்டுகள் 

4.   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.

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.

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] November 18, 2012