अणुशक्ती वीजकेंद्र आणि अणुबाँब

मूळ लेखाची किंचित सुधारित आवृत्ती
दि।१७-३-२०११



फुकुशिमा अणुशक्ती वीजकेंद्र

जपानमध्ये येऊन गेलेल्या महाविनाशक भूकंप आणि सुनामी या नैसर्गिक प्रकोपानंतर आता फुकुशिमा येथील अणुशक्तीवर चालणा-या वीजकेंद्राची सर्व जगाला भयंकर काळजी लागली आहे. हिरोशिमा आणि नागासाकी यानंतर आता फुकुशिमाचा आसमंत (कदाचित सारा जपान देश) त्यामध्ये संपूर्णपणे उध्वस्त होणार असे भयंकर अतिरंजित भाकित दर्शवणा-या बातम्या टीव्हीवर सर्रास दाखवल्या जात आहेत. त्यासंबंधी वृत्तपत्रांमध्ये येणारे वृत्तांत आणि काही वर्तमानपत्रांमधील अग्रलेखातसुध्दा सामान्य वाचकांची अशा प्रकारची दिशाभूल केली जात आहे. अमेरिका आणि युरोपमधील अनेक देश त्यापासून भयभीत झाले आहेत असे सांगितले जात आहे. त्याचा परिणाम भारतापर्यंत किती प्रमाणात येऊन पोचणार आहे यावरसुध्दा चर्चा चालली आहे. फुकुशिमा येथील परिस्थिती निश्चितपणे अत्यंत गंभीर असली तरी अणुबाँबच्या स्फोटापेक्षा ती बरीच वेगळी आहे. या वस्तुस्थितीचे आकलन होण्यासाठी या दोन्हींमधील फरक समजून घ्यायला हवा.

युरोनियम व प्ल्यूटोनियम ही मूलद्रव्ये 'फिसाईल' म्हणजे 'भंजनक्षम' आहेत. याचा अर्थ त्यांच्या परमाणूचा 'न्यूट्रॉन' या मूलभूत कणांशी संयोग झाल्यास त्याचे 'फिशन' म्हणजे 'भंजन' होऊ शकते. भंजनाच्या क्रियेमध्ये त्या एका परमाणूचे विभाजन होऊन त्याचे दोन तुकडे पडतात आणि त्यातून दोन नवे लहान परमाणू निघतात, त्याशिवाय प्रचंड प्रमाणात ऊष्णता बाहेर पडते. हिलाच 'परमाणुऊर्जा' किंवा 'अणुशक्ती' असे म्हणतात. प्रत्येक भंजनक्रियेमध्ये परमाणूच्या दोन तुकड्यांच्या (नव्या परमाणूंच्या) सोबत दोन किंवा तीन सुटे न्यूट्रॉनसुध्दा बाहेर पडतात आणि प्रचंड ते वेगाने दूर फेकले जातात. त्यातल्या एका न्यूट्रॉनचा संयोग दुस-या फिसाईल अॅटमशी झाल्यास त्याचे पुन्हा भंजन होते. अशा रीतीने विभाजनांची साखळी पुढे चालत जाते. ती चालत राहण्यासाठी एका जागी पुरेसे भंजनक्षम मूलद्रव्य उपलब्ध असल्यास ती क्रिया अत्यंत वेगाने वाढत जाते आणि पहिल्या एका भंजनापासून तीन, नऊ, सत्तावीस, एक्याऐंशी अशा क्रमाने वाढत गेल्यास भंजनांची संख्या एकाद्या सेकंदात अनेक परार्धांवर जाऊ शकते आणि त्यातून निघालेल्या अपरिमित ऊष्णतेमुळे महाभयानक असा विस्फोट होतो. हा विस्फोट अधिकाधिक तीव्र व्हावा अशा प्रकारची रचना अॅटमबाँबमध्ये केलेली असते. पण त्यासाठी आवश्यक तितके संपृक्त असे (काँसेंट्रेटेड) भंजनक्षम मूलद्रव्य त्या जागी उपलब्ध नसल्यास ही प्रक्रिया सुरू झाली तरी तितक्याच वेगाने ती मंदावत जाऊन क्षणार्धातच ती पूर्णपणे बंद पडते. निसर्गतः मिळणा-या युरेनियममधील भंजनक्षम भाग १ टक्क्याहूनसुध्दा कमी असल्यामुळे नैसर्गिक रीतीने भंजनाची साखळी चालू राहू शकत नाही. युरेनियमच्या खाणीत कधी आण्विक स्फोट झाल्याची घटना घडलेले ऐकिवात नाही.

ही भंजनप्रक्रिया नियंत्रित प्रमाणावर करून त्यातले संतुलन काटेकोरपणे सांभाळल्यास त्यातून ठराविक प्रमाणात सतत मिळत रहाणा-या ऊर्जेचा शांततामय कामासाठी उपयोग करून घेता येतो. या तत्वावर आधारलेल्या न्यूक्लीयर पॉवर स्टेशन्समध्ये गेली अनेक वर्षे वीज निर्माण केली जात आहे. अशा प्रकारच्या रिअॅक्टरवर चालणारी चारशेहून जास्त परमाणू वीज केंद्रे आज जगभरात कार्यरत आहेत आणि जगातील विजेच्या एकंदर निर्मितीच्या १६ टक्के वीज त्या केंद्रामध्ये निर्माण होत आहे. खुद्द जपानमध्येच अशी ५५ केंद्रे असून जपानला लागणारी ३०-३२ टक्के वीज त्यांच्यापासून मिळते. निसर्गाच्या कोपामुळे, दुर्दैवी अपघातामुळे, कोणाच्याही चुकीमुळे, निष्काळजीपणामुळे किंवा हेतूपुरस्सर केलेल्या घातपातामुळे अशासुध्दा या 'परमाणूभट्टी'चे रूपांतर 'अॅटमबाँब'मध्ये होऊ शकणार नाही याची तरतूद या अणूभट्ट्यांच्या रचनेमध्येच केलेली असते.

बहुतेक सर्व अणुविद्युतकेंद्रात ज्या प्रकारचे इंधन वापरले जाते त्यातील भंजनक्षम भाग फक्त ०.७ ते ४ टक्क्यापर्यंत असतो. बोरॉन, कॅड्मियम यासारखे न्यूट्रॉन्सना पटकन शोषून घेणारे 'न्यूट्रॉन्सचे विष' त्यांच्या भंजनावर सतत नियंत्रण ठेवण्यासाठी बसवलेल्या 'कंट्रोल रॉड्स'मध्ये वापरले जाते. शिवाय या न्यूट्रॉन्सच्या जालिम विषांचा मोठा वेगळा साठा रिअॅक्टरच्या एका भागात 'शटऑफ'साठी जय्यत तयार ठेवलेला असतो आणि वेळ येताक्षणी तो आपोआप रिअॅक्टरच्या मुख्य गाभ्यामध्ये शिरून क्षणार्धात त्याचे कार्य पूर्णपणे बंद पाडतो. याला 'शटडाऊन' असे म्हणतात. जपानमध्ये झालेल्या भूकंपाच्या वेळीसुध्दा या प्रक्रियांनी त्यांचे काम चोख प्रकारे केले आणि भूकंपाचा इशारा मिळताच त्या भागातील सर्व अणुशक्तीकेंद्रे आपोआप ताबडतोब 'शटडाउन' झाली म्हणजे बंद पडली. त्यांमध्ये होत असलेल्या अणूंच्या विभाजनाच्या प्रक्रिया क्षणार्धात पूर्णपणे बंद झाल्या. त्यामधून आता अणूबाँबसारखा विस्फोट घडण्याची काळजी करण्याचे कारण नाही.

मग ही 'आणीबाणीची परिस्थिती' कशामुळे उद्भवली आहे? युरेनियमच्या अणूचे विभाजन झाल्यानंतर त्याचे जे दोन तुकडे होतात त्यात क्रिप्टॉन, झेनॉन, आयोडिन, सीजीयम यासारखे किरणोत्सर्गी पदार्थांचे परमाणू असतात. रिअॅक्टरमधील भंजनक्रिया बंद झाल्यानंतरसुध्दा त्यांच्यापासून रेडिओअॅक्टिव्हिटीचे उत्सर्जन चालत राहते आणि त्या क्रियेमधूनसुध्दा बरीचशी ऊर्जा बाहेर पडत असते. लोहाराच्या भट्टीमधील आग विझल्यानंतरसुध्दा बराच काळ त्याची धग शिल्लक असते त्याप्रमाणे पण फार मोठ्या प्रमाणावर अणूभट्टीसुध्दा दीर्घकाळपर्यंत धगधगत राहते. या ऊष्णतेमुळे रिअॅक्टरच्या अंतर्भागातले तापमान वाढत राहते. तसे होऊ नये यासाठी 'बंद' असलेल्या रिअॅक्टरलासुध्दा थंड करत राहणे आवश्यक असते. मोटारीचे इंजिन थंड ठेवण्यासाठी त्याचा बाजूचा भाग (जॅकेट) पाण्याने वेढलेला असतो आणि इंजिनामधील ऊष्णतेमुळे तापलेले पाणी रेडिएटरमध्ये फिरवून थंड केले जाते. साधारणपणे अशाच व्यवस्थेने बंद असलेल्या रिअॅक्टरला थंड ठेवले जाते.

अणुविद्युतकेंद्र व्यवस्थितपणे काम करत असतांना रिअॅक्टरमधील इंधनाच्या आजूबाजूने प्रवाहित असलेल्या पाण्यापासून वाफ तयार केली जाते आणि त्या वाफेवर टर्बाइन्स चालवून विजेची निर्मिती होते. केंद्र बंद केल्यावर टर्बाइन्स थांबतात, तरीसुध्दा रिअॅक्टरमधील इंधनामधून सतत काही ऊर्जा बाहेर पडतच असते. हे प्रमाण नंतर हळूहळू कमी होत जाते. ही ऊर्जा 'रिअॅक्टर व्हेसल'च्या बाहेर काढून तेथील तपमानावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी अणुइंधनाच्या सभोवती खेळणारे पाणी रिअॅक्टरव्हेसलच्या बाहेर ठेवलेल्या 'हीट एक्स्चेंजर'मध्ये नेऊन थंड केले जाते आणि थंड केलेले पाणी पुन्हा रिअॅक्टर व्हेसलमध्ये सोडले जाते. पाण्याचे हे अभिसरण सतत चालू ठेवण्यासाठी पंपांचा उपयोग केला जातो. पॉवरस्टेशनमधील विजेचे उत्पादन बंद झाले तरी बाहेरून मिळत असलेल्या विजेवर हे पंप चालतात. बाहेरील वीजपुरवठा ठप्प झाला तरी हे पंप चालवण्यासाठी खास डिझेल जनरेटर्स सज्ज ठेवलेले असतात. जगातील सर्वच न्यूक्लिअर पॉवर स्टेशन्समध्ये या सगळ्यांची चोख व्यवस्था केलेली असते आणि त्यांच्याकडून हे काम एरवी अगदी सुरळीतपणे चालत राहते. यापूर्वी या बाबतीत कोठेही आणि कधीच कसला त्रास झालेला नाही.

जपानमधील भूकंप आणि सुनामीमुळे या वेळी नक्की काय आणि किती बिनसले याचा नीटसा उलगडा अजून झालेला नाही. फुकुशिमा येथे एकंदर सहा रिअॅक्टर्स आहेत. त्यापैकी तीन रिअॅक्टर्स या घटनेच्या वेळी काम करत होते. इतर रिअॅक्टर्स मेंटेनन्ससाठी बंद ठेवलेले असल्यामुळे त्यांना विशेष धोका नव्हता. भूकंप येताक्षणीच त्या वेळी चालत असलेले तीन रिअॅक्टर्स ताबडतोब बंद केले गेले आणि पहिला तासभर त्यांना थंड करण्याचे कामसुध्दा व्यवस्थितपणे चाललेले होते. त्यानंतर सुनामी आला आणि त्या भागाला वीजपुरवठा करणा-या सर्व ट्रान्स्मिशन टॉवर्सना त्याने धराशायी केल्यामुळे विजेचा पुरवठा संपूर्णपणे बंद पडला. डिझेल इंजिनांचेसुध्दा नुकसान झाल्यामुळे अथवा त्यांच्या तेलाचा साठा वाहून गेल्यामुळे ती सुरू झाली नाहीत. त्यानंतर तेथील तंत्रज्ञ ती इंजिने किंवा वेगळे जनरेटर्स सुरू करून त्यावर हे पंप चालवण्याचे प्रयत्न करत राहिले. पण बंद झालेल्या तीन रिअॅक्टर्समध्ये पाण्याचे अभिसरण अपेक्षेप्रमाणे होत नव्हते एवढे नक्की आणि त्या रिअॅक्टरांना थंड करण्यासाठी आवश्यक असलेला पाण्याचा पुरवठा खंडित झाल्यामुळे त्यांच्यापुढे सध्याचे मोठे संकट उभे राहिले आहे.

या रिअॅक्टरमधील इंधन उभ्या कांड्यांच्या (फ्यूएल रॉड्स) स्वरूपात असते. रिअॅक्टर व्हेसलमधून होत असलेला पाण्याचा प्रवाह थांबला किंवा तो फार कमी झाला की आधीपासून त्या उभ्या कांड्यांच्या आजूबाजूला असलेल्या पाण्याची वाफ होऊन ती वरील भागात जाते आणि रिअॅक्टरच्या पात्रामधील पाण्याची पातळी कमी होत जाते. त्यामुळे इंधनाचे तपमान जास्तच वाढत जाते. वाढत वाढत ते एका मर्यादेच्या पलीकडे गेल्यानंतर त्याचा पाण्याशी संयोग होताच पाण्याचे पृथक्करण होऊन हैड्रोजन वायू तयार होतो आणि त्याचा दाब वाढत जातो. त्यामुळे बाहेरून आत पाठवल्या जाणा-या पाण्याला विरोध होऊन त्याचा प्रवाह आणखी कमी होतो किंवा बंदच होतो. दाब कमी करण्यासाठी हा हैड्रोजन वायू पात्राच्या बाहेर सोडावा लागतो किंवा एकाद्या फटीतून तो बाहेर निसटतो. बाहेर पडलेल्या गरमारगम हैड्रोजन वायूचा बाहेरील हवेशी संपर्क येताच त्याचा स्फोट होतो. फुकुशिमा येथील रिअॅक्टरबिल्डिंग्जमध्ये असे स्फोट झाल्याची बातमी आहे. घरातील गॅस सिलिंडरचे फुटणे किंवा रस्त्यावरील अपघातात पेट्रोल टँकरचा उडालेला भडका यांच्याप्रमाणे हे सुध्दा 'रासायनिक स्फोट' आहेत. रिअॅक्टरबिल्डिंगमध्ये झालेले हैड्रोजन वायूचे स्फोट म्हणजे 'अॅटम बाँब' नाहीत किंवा 'हैड्रोजन बाँब' नव्हेत. 'आण्विक' स्फोटाची तीव्रता रासायनिक स्फोटांच्या कोट्यवधी पटीने जास्त असते. त्यामुळे आजूबाजूचा सारा प्रदेश पार नष्ट होऊन जातो. या दोन प्रकारच्या विस्फोटांमध्ये गल्लत करू नये.

हैड्रोजनवायूच्या या स्फोटांमुळे रिअॅक्टरबिल्डिंगचे छप्पर उडाले असले, बाह्य भिंती पडल्या असल्या तरी आतल्या बिल्डिंग शाबूत आहेत. मुख्य म्हणजे ज्या रिअॅक्टर व्हेसल्समध्ये सर्व किरणोत्सर्गी द्रव्ये बंद असतात, त्यांना अजून गंभीर धोका पोचलेला नाही. तसेच त्याच्या सभोवार असलेले मजबूत कंटेनमेंटसुध्दा जवळजवळ अभंग राहिले आहे. पण कोणत्याही क्षणी त्यामधून भरपूर विकीरण होण्याची शक्यता नाकारता येत नसल्याने सावधगिरीचा उपाय म्हणून वीस किलोमीटर्स परीघामधील सुमारे दोन लाख लोकांना सुरक्षित जागी नेण्यात आले आहे. त्याच्या पलीकडे राहणा-या लोकांना सावध केले गेले आहे. येनकेन प्रकारेण रिअॅक्टर व्हेसल्समध्ये पाणी पाठवत राहण्याचे खटाटोप चाललेले आहेत. त्यात यश मिळेल अशी आशा आहे. पण तरी सुध्दा जास्तीत जास्त काय वाईट होऊ शकेल याचा विचार करून त्या दृष्टीने पाउले उचलण्याचे कामसुध्दा चालले आहे.

जर रिअॅक्टरमध्ये पुरेशा प्रमाणात पाणी जाऊन ते त्याला थंड करू शकले नाहीच तर इंधनाच्या छड्या अधिकाधिक गरम होत जातील. त्यांचा 'मेल्टिंग पॉइंट' गाठला गेल्यास त्या वितळून खाली पडतील. याला 'कोअर मेल्ट़डाऊन' असे म्हणतात. फुकुशिमा येथील तीनही रिअॅक्टर्समध्ये काही प्रमाणात मेल्टडाऊन झाले असावे अशी शंका आहे. रिअॅक्टरच्या आत नक्की काय चालले आहे ते आज कळण्याचा मार्ग नाही. आपण फक्त त्याचे बाह्य दुष्परिणाम पाहू शकतो आणि त्यांचे मोजमाप घेऊ शकतो. अशा वितळलेल्या धातूंच्या रसामुळे रिअॅक्टर व्हेसलचे सहासात इंच जाडीचे पात्रसुध्दा वितळू लागले तर कदाचित ते फुटेल किंवा त्याच्या तळाला भोक पडून त्यामधून आतले बरेचसे रेडिओअॅक्टिव्ह पदार्थ बाहेर पडतील. त्यातले बरेचसे पदार्थ कंटेनमेंटमध्येच बंदिस्त राहतील अशी अपेक्षा आहे. रिअॅक्टर बिल्डिंगचेच छप्पर उडालेले असल्यामुळे कंटेनमेंटमधून बाहेर पडलेले वायुरूप पदार्थ हवेत मिसळून जगभर पसरतील आणि द्रवरूप पदार्थ जमीनीत शिरून भूगर्भात पसरतील. घनरूप पदार्थ तेवढे तिथेच राहतील. तिथे अॅटमबाँबचा स्फोट मात्र होणार नाही.

यापूर्वी अमेरिकेतील 'थ्री माइल आयलंड' या न्यूक्लियर पॉवर स्टेशनमध्ये 'कोअर मेल्टडाऊन' झाले होते, पण त्या वेळी सर्व किरणोत्सर्गी पदार्थ रिअॅक्टरच्या कंटेनमेंटच्या आतच राहिले. त्यांच्यापासून बाहेर कोणालाही कसलाही उपसर्ग झाला नाही. त्या अपघातात सुध्दा पॉवर स्टेशनचे भरपूर नुकसान झाले. ते युनिट कायमचे बंद झाले. म्हणजे त्यामुळे मोठे आर्थिक नुकसान झाले. पण कोणाच्या आरोग्याला धक्का लागला नाही. रशियामधील चेर्नोबिल येथे झालेल्या अपघातात मात्र भरपूर मोठ्या प्रमाणात रेडिओअॅक्टिव्ह द्रव्ये रिअॅक्टर बिल्डिंगच्या बाहेर पडून वातावरणात पसरली. याचे कारण त्या जागी चांगले कंटेनमेंट नव्हते. चेर्नोबिल दुर्घटनेमुळे जे लोक प्रत्यक्ष घटनास्थळी मृत्यूमुखी पडले त्यातले बहुतेक सर्वजण रशीयातल्या अग्निशामक दलाचे वीर जवान होते. किरणोत्सर्गामुळे बाहेरच्या जगातील खूप लोकांना बाधा झाली होती. त्यातले अनेक लोक त्यांना झालेल्या दुर्धर आजारामुळे वारले किंवा अपंग झाले. त्यांचा नेमका आकडा सांगता येणार नाही, कारण त्या विषयावर बराच वाद आहे. चेर्नोबिलचा परिसर उध्वस्त झालेला नाही. त्या जागी असलेले इतर रिअॅक्टर एवढ्या मोठ्या दुर्घटनेनंतरसुध्दा काम करत राहिले होते. चेर्नोबिलला घडलेली ही घटना अत्यंत भयानक होती यात शंका नाही. तिची पुनरावृत्ती होता कामा नये यासाठी त्यानंतर जगभरातील सर्व ठिकाणच्या रिअॅक्टर्सवर जास्तीचे अनेक निर्बंध घालण्यात आले आणि ते अंमलातही आणले जात आहेत. पण या दुर्घटनेला हिरोशिमा आणि नागासाकी या शहरांवर झालेल्या बाँबहल्ल्यांच्या मालिकेत बसवता येणार नाही. त्या दोन्ही हल्ल्यांमध्ये झालेली हानी अनेकपटीने मोठी होती.

चेर्नोबिलमधील अतीतीव्र विकीरणकारी द्रव्ये तो रिअॅक्टर चालत असतांना झालेल्या अपघातात बाहेर पडली होती. ती विषारी द्रव्ये एकाद्या सुनामीसारखी इतक्या अचानकपणे वातावरणात मिसळली की त्या भागातील लोकांना त्यांच्यापासून स्वतःचा बचाव करून घेण्याचा कोणताही मार्ग उपलब्ध नव्हता. त्यांना तशी संधीच मिळाली नाही. फुकुशिमाचे रिअॅक्टर बंद होऊन आता पाचसहा दिवस उलटले आहेत. त्यामुळे त्यातून बाहेर पडू पाहणा-या द्रव्यांची तीव्रता कमी झाली असणार. ती आता कदाचित फार मोठ्या प्रमाणात बाहेर पडणार नाहीत आणि पडली तरी त्यांची तीव्रता चेर्नोबिलच्या मानाने कमी राहील असा अंदाज जपानच्या अधिकृत गोटातून व्यक्त गेला जात आहे. त्या भागातील दोन लाख लोकांचे केलेले स्थलांतर आणि त्या पलीकडच्या लोकांना दिलेल्या सूचना, वाटली गेलेली औषधे यासारख्या सावधगिरीच्या उपाययोजना केल्या गेल्या आहेत. फुकुशिमा येथील रिअॅक्टर्समध्ये होत असलेल्या घटना अमेरिकेतील थ्री माइल आयलंडपेक्षा नक्कीच अधिक भीषण आणि धोकादायक आहेत. पण त्या चेर्नोबिलएवढ्या होऊ नयेत यासाठी शर्थीचे प्रत्न चालले आहेत. त्यांमध्ये हिरोशिमा आणि नागासाकी यांची पुनरावृत्ती होण्याची शक्यता नाही.

आज अण्वस्त्रधारी देशांची संख्या वाढली आहे, त्य़ांच्यातले काही देश परस्परांचे हाडवैरी आहेत. त्यांचेमध्ये महायुध्द भडकण्याचा धोका आहे. अतिरेकी कृत्ये करणा-या दहशतवादी शक्तींची संख्या आणि सामर्थ्य वाढतच चालले आहे. त्यांच्या हातात जर अण्वस्त्रे पडली तर ते त्याचा कसा उपयोग करतील याचा नेम नाही. अशातून अण्वस्त्रांचे स्फोट घडण्याची टांगती तलवार मात्र आपल्या डोक्यावर टांगलेली आहे.