જાપાની અણુકટોકટીની આંટીધૂંટી

જાપાનમાં ધરતીકંપ અને ત્સુનામી પછી કુદરતી તબાહીને વિસારે પાડી દે એવો ખતરો તેના ફુકુશિમા અણુવિદ્યુતમથક તરફથી પેદા થયો છે. મથકનાં છમાંથી ચાર રીએક્ટરમાં અકસ્માતોની હારમાળા દરમિયાન નક્કર વિગતો ઓછી અને ભયજનક ચેતવણીઓ વધારે પ્રમાણમાં સાંભળવા મળી. ગયા અઠવાડિયે બી.બી.સી.ના નામે એક સમાચાર એવા પણ ચાલ્યા કે ‘કિરણોત્સર્ગની અસર ફિલિપાઇન્સ સુધી પહોંચી છે અને એશિયાના બધા દેશોએ સાચવવાનું છે.’ આ સમાચારને ઘણાએ ‘ફોરવર્ડ’ જનજાગૃતિના ભાગરૂપે ફોરવર્ડ પણ કર્યા. પાછળથી ખુલાસો થયો કે એ ગપગોળો હતો.

અણુશક્તિનું નામ આવે એટલે જાપાન પર પડેલા અણુબોમ્બ અને ચેર્નોબિલ (રશિયા)ના અણુમથકમાં થયેલી ભયાનક દુર્ઘટના- આ બન્ને લોકોના મનમાં સૌથી ઉપર તરી આવે છે. તેને કારણે પૂરી વિગત જાણ્યા વિના ગભરાટનું વાતાવરણ ફેલાય છે. જાપાનના અણુમથકમાં સર્જાયેલા સંજોગો ભારે ચિંતાજનક હોવાનું ખુદ જાપાન સરકાર અને તેના શહેનશાહ સુદ્ધાં જાહેર કરી ચૂક્યા છે. આ લખાણ તમારા સુધી પહોંચે ત્યાં સુધીમાં પરિસ્થિતિ સુધરી કે વઘુ બગડી શકે છે. ઉચાટ અને ઉત્તેજનાના વાતાવરણમાં મૂળભૂત હકીકતો અને માહિતી સમજવાનું જરૂરી બની જાય છે. ભારતમાં પણ કુલ ૨૦ અણુવિદ્યુતમથકો કાર્યરત છે (તેમાંથી બે જ ફુકુશિમામાં હતાં એ પ્રકારનાં છે) ત્યારે જાપાનમાં જે થયું તે કેમ થયું અને ખરેખર ત્યાં શું થયું હશે, એની મુદ્દાસર માહિતી.

ધરતીકંપનું જોખમ હોવા છતાં જાપાન અણુશક્તિમાંથી વીજળી પેદા કરવાનાં મથકો શા માટે સ્થાપે છે?

વિકસિત ગણાતા જાપાનને ઉર્જાની જરૂરિયાતો માટે આયાતી માલ પર આધાર રાખવો પડે છે. કોલસો કે પેટ્રોલિયમ જેવો વીજઉત્પાદન માટેનો કાચો માલ જાપાન પાસે નથી. એટલે જાપાની સરકારે ૧૯૭૩થી અણુશક્તિને પ્રાથમિકતા આપી છે. વર્લ્ડ ન્યુક્લીયર એસોસિએશનના આંકડા પ્રમાણે, જાપાનમાં ૫૪ રીએક્ટરો કાર્યરત છે, જે દેશની કુલ વીજળીમાંથી ૩૦ ટકા હિસ્સો પેદા કરે છે. ૨૦૧૭ સુધીમાં આ હિસ્સો વધારીને ૪૧ ટકા સુધી લઇ જવાનું પણ આયોજન જાહેર થયેલું છે. અણુશક્તિથી વીજઉત્પાદનમાં અમેરિકા અને ફ્રાન્સ પછી જાપાનનો ત્રીજો નંબર આવે છે.

ભૌગોલિક પરિસ્થિતિને કારણે સતત માથે તોળાતા ધરતીકંપના જોખમને ઘ્યાનમાં રાખીને અણુવીજમથકોમાં વધારાની સલામતીનાં શક્ય એટલાં પગલાં લેવામાં આવ્યાં છે. ખરું પૂછો તો, ફુકુશિમા મથકનાં રિએક્ટરો ૮.૯ રિક્ટર ધરતીકંપનો આંચકો તો ખમી ગયાં હતાં. ત્યાર પછી આવેલાં ત્સુનામીનાં તોતંિગ મોજાંએ અણુમથકની લોખંડી સલામતી વ્યવસ્થામાં ભંગાણ પાડ્યું.

ત્સુનામી પછી અણુવીજમથકમાં શું બન્યું?

ધરતીકંપને પગલે રીએક્ટરની કામગીરી આપમેળે બંધ થઇ અને તેમાં રહેલા બળતણનું તાપમાન કાબૂમાં રાખવાનું - કૂલિંગનું- કામ પમ્પ વડે બરાબર થતું હતું. ધરતીકંપ પછી વીજપુરવઠાની સામાન્ય વ્યવસ્થા ખોરવાઇ. છતાં, પ્લાન્ટમાં બેક અપ તરીકે રહેલાં જનરેટરથી કૂલિંગ પમ્પ ચાલુ રહ્યા. ત્સુનામી આવ્યું ત્યારે તેનાં મોજાં પ્લાન્ટમાં ધસી ગયાં અને તેમણે પમ્પ ચલાવી રહેલાં જનરેટરને ખોરવી નાખ્યાં. ત્યાર પછી છેલ્લા ઉપાય તરીકે ઇમરજન્સી બેટરી પાવરથી કૂલિંગ પમ્પ ચાલ્યા. આઠ કલાકે બેટરીનો પણ છેડો આવ્યો. એ સાથે જ બેહદ જરૂરી ગણાય એવી કૂલિંગની પ્રક્રિયા ખોટકાઇ અને ખતરાનાં મંડાણ થયાં.

કૂલિંગની પ્રક્રિયાનું મહત્ત્વ જાણતાં પહેલાં આખા વીજમથક રચના ટૂંકમાં જાણવી રહી.

અણુવીજમથકમાં કેવી રીતે વીજળી પેદા થાય છે?

ફુકુશિમા ખાતે ભંગાણનો ભોગ બનેલાં અણુરીએક્ટર ‘બોઇલિંગ વોટર રીએક્ટર’ પ્રકારનાં છે. આ રીએક્ટરના ‘કોર’ તરીકે ઓળખાતા કેન્દ્રીય હિસ્સામાં અણુવિખંડન/ફિશનની પ્રક્રિયા ચાલે છે. ‘કોર’ વિભાગમાં ઝિર્કોનિયમ ધાતુના સેંકડો સિલબંધ નળાકાર હોય છે. તે મૂળભૂત બળતણ જેવી યુરેનિયમની ટીકડીઓ ધરાવે છે. (કામ પ્રમાણે નામ ધરાવતા ઝિર્કોનિયમના આ નળાકાર ‘ફ્‌યુલ રોડ’ કહેવાય છે.)

યુરેનિયમના અણુ પર ન્યૂટ્રોનનો મારો થતાં તે ભાંગીને હળવા અણુઓમાં ફેરવાય છે. તેની સાથે કેટલાક વઘુ ન્યૂટ્રોન અને ગરમી પેદા થાય છે. નવા પેદા થયેલા ન્યૂટ્રોન યુરેનિયમના બીજા અણુ સાથે ટકરાઇને તેમને ભાંગે છે. એટલે વઘુ ઉર્જા, વઘુ હળવા અણુઓ. આમ, પેદા થતા ન્યૂટ્રોન યુરેનિયમના અણુને ભાંગે અને એ વિખંડનમાંથી બીજા ન્યુટ્રોન પેદા થાય, એવું ‘ચેઇન રીએક્શન’ ગોઠવાઇ જાય છે. તેની સાથે ગરમી પેદા થાય છે. ન્યુટ્રોનની ‘વસ્તી’ એક હદથી વધી ન જાય એ માટે રીએક્ટરમાં ‘ફ્‌યુલ રોડ’ની સાથોસાથ ‘કન્ટ્રોલ રોડ’ પણ રાખવામાં આવે છે. બોરોનના બનેલા આ નળાકાર ન્યુટ્રોનને શોષી લેવાનો ગુણધર્મ ધરાવે છે.

અણુવિખંડનને લીધે ગરમાગરમ બનેલા ‘કોર’ હિસ્સામાંથી શુદ્ધ પાણી પસાર કરતાં તે વરાળમાં ફેરવાય છે. વરાળ અને પાણીના મિશ્રણમાંથી પાણીને અલગ પાડીને, વરાળને ટર્બાઇન ભણી રવાના કરવામાં આવે છે. વરાળના જોરથી ટર્બાઇન ફરે છે. તેને કારણે જનરેટરમાંથી વીજળી પેદા થાય છે. ટર્બાઇન વિભાગમાં વધેલી વરાળને કન્ડેન્સરમાં ઠારતાં શુદ્ધ પાણી બને છે, જેને ફરી રીએક્ટરમાં મોકલવામાં આવે છે.

જોખમી રીએક્ટરમાં સલામતી માટે કેવી વ્યવસ્થા હોય છે?

રીએક્ટરમાં યુરેનિયમના વિખંડનથી બનતા હળવા અણુઓ વિકિરણોના સ્વરૂપમાં ઉર્જા મુક્ત કરે છે. જોખમી વિકિરણોનો ઉત્સર્ગ કરતા આ કિરણોત્સર્ગી અણુઓને લીધે રીએક્ટર અત્યંત જોખમી અને સંવેદનશીલ બને છે.

ધારો કે બળતણ ધરાવતા ‘કોર’ હિસ્સામાં ગરબડ કે અકસ્માત થાય તો? કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોમાંથી વિકિરણો તેમની ઘાતક અસરો સાથે બહાર પ્રસરે. આ શક્યતા નિવારવા માટે પહેલું મજબૂત આવરણ રીએક્ટરના ‘કોર’ હિસ્સાની ફરતે ઉભું કરવામાં આવે છે. બેવડી સલામતી માટે આખેઆખા પહેલા આવરણને અને તેની આજુબાજુ રહેલી પમ્પ, પાઇપ જેવી સામગ્રીને આવરી લેતું બીજું આવરણ બનાવવામાં આવે છે.

આમ, યુરેનિયમની ટીકડીઓના મુખ્ય બળતણની ફરતે ત્રણ આવરણ થાય છેઃ પહેલું ઝિર્કોનિયમનું, બીજું ફ્‌યુલ રોડની બનેલી ‘કોર’ની ફરતે અને ત્રીજું સમગ્ર રચનાને સમાવી લેતું. આટઆટલી સાવચેતી છતાં, ફુકુશિમા જેવો અકસ્માત બને છે અને આવરણોની ‘ફુલપ્રૂફ’ મનાતી સલામતી સામે પ્રશ્રાર્થ ઉભા કરે છે. ફુકુશિમાની મુસીબતોનું મૂળ કારણ હતું: ખોટકાયેલું કૂલિંગ.

આખી વાતમાં ‘કૂલિંગ’ જેવી સીધીસાદી લાગતી પ્રક્રિયાનું શું મહત્ત્વ છે?

રીએક્ટરના હૃદય જેવા ‘કોર’ હિસ્સામાં અણુવિખંડન ચાલુ હોય ત્યારે પુષ્કળ ગરમી પેદા થાય છે. સાથોસાથ, વિખંડનને કારણે ઉદ્‌ભવતા કિરણોત્સર્ગી પદાર્થોમાંથી વિકિરણ નીકળતાં હોવાથી, ગરમી પેદા થાય છે. આ ગરમી વિખંડનની પ્રક્રિયા અટક્યા પછી પણ એકદમ ઓસરી જતી નથી. જ્યાં સુધી કિરણોત્સર્ગી પદાર્થમાંથી વિકિરણો નીકળવાનાં ચાલુ રહે ત્યાં સુધી ‘રેસિડ્યુઅલ હીટ’ તરીકે ઓળખાતી એ ગરમી ઓસરતી નથી. વિખંડન બંધ થયા પછી ‘રેસિડ્યુઅલ હીટ’ને કારણે વધેલું તાપમાન ફ્‌યુલ રોડને નુકસાન ન કરે, એ માટે ફ્‌યુલ રોડની ફરતે કૂલિંગ પમ્પથી સતત પાણી ફેરવવામાં આવે છે અને તેમને પાણીમાં ડૂબાડેલા રાખવામાં આવે છે. અણુબળતણ ધરાવતા ફ્‌યુલ રોડને અકબંધ અને સહીસલામત રાખવા માટે એ બેહદ જરૂરી છે. વિખંડન બંધ થયા પછી તાપમાન અને દબાણ કાબૂમાં રહે તો જ ફ્‌યુલ રોડ સલામત અને ફ્‌યુલ રોડ અકબંધ, તો જ વિકિરણોનો ખતરો ઉભો ન થાય.

ફુકુશિમા ખાતે શું બન્યું?

ધરતીકંપ પછી તરત ફુકુશિમા રીએક્ટરના ‘કોર’ હિસ્સામાં કન્ટ્રોલ રોડ ગોઠવીને વિખંડનની પ્રક્રિયા અટકાવી દેવામાં આવી. પરંતુ રેસિડ્યુઅલ હીટ તરીકે ઓળખાતી ગરમીને કેવી રીતે ટાઢી પાડવી? આગળ જોયું તેમ, કૂલિંગ પમ્પ બંધ થઇ ગયા. બહારથી બીજાં જનરેટર લાવીને ઉપલબ્ધ કૂલિંગ સીસ્ટમમાંથી જેટલી કામ કરતી હોય તેના દ્વારા પાણી ફેરવીને, ગરમી ઘટાડવાનો પ્રયાસ થયો. પણ એ અપૂરતો નીવડ્યો. કૂલિંગની અપૂરતી માત્રાને કારણે દાખલ કરવામાં આવતું પાણી વરાળ બની જતું હતું અને વરાળને કારણે આંતરિક દબાણ વધતું હતું. રીએક્ટરના ‘કોર’ હિસ્સામાં વરાળનું અને બીજા વાયુઓનું દબાણ સતત વધતું રહે તો ઓર મુસીબત. એટલે વરાળ અને બીજા વાયુઓમાં ઓછેવત્તે અંશે વિકિરણોની માત્રા હોવા છતાં, તેમને બહાર છોડવાનું શરૂ કરવું પડ્યું.

ગરમી ઘટાડવાના તમામ પ્રયાસ છતાં કોર હિસ્સામાં તાપમાન હદ વટાવી ગયું - અને એક અનુમાન પ્રમાણે, પાણીનું સ્તર એટલું ઘટી ગયું કે ફ્‌યુલ રોડ પાણીમાં ડૂબેલા ન રહ્યા. એ વખતે ફ્‌યુલ રોડની ઝીર્કોનિયમ ધાતુની પાણી સાથે રાસાયણિક પ્રક્રિયા થતાં વિસ્ફોટક એવો હાઇડ્રોજન વાયુ પેદા થયો. વરાળને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયા/વેન્ટિંગ વખતે એક તબક્કે હાઇડ્રોજન વાયુ પણ બહાર નીકળ્યો અને વિસ્ફોટ થયો. યાદ રહે કે એ વિસ્ફોટ રીએક્ટરના કોર હિસ્સામાં નહીં, પણ તેનાં સુરક્ષા આવરણોની બહારના ભાગમાં થયો હતો.

બીજી તરફ, ‘કોર’માં તાપમાન કાબૂમાં ન આવતાં, ઝિર્કોનિયમના ફ્‌યુલ રોડ ખોરવાવા લાગ્યા અને વિખંડનના પરિણામે અસ્તિત્ત્વમાં આવેલા કિરણોત્સર્ગી સીસીયમ અને આયોડિન બહાર છોડવામાં આવતી વરાળમાં ભળવા લાગ્યા.

ભયાનક સંભાવના

વીજમથકની આજુબાજુમાંથી વિકિરણોનું ઊંચું પ્રમાણ નોંધાયું ત્યાર પહેલાં તેની આસપાસના ૨૦ કિલોમીટરના વિસ્તારમાંથી વસ્તીનું સ્થળાંતર કરાવવામાં આવ્યું છે. પરંતુ આ લખાય છે ત્યારે તોળાતો સૌથી મોટો ખતરો ‘મેલ્ટ ડાઉન’ની શક્યતાનો છે. ‘કોર’ હિસ્સાની ગરમી ન ઘટે તો એ ગરમીને કારણે ફ્‌યૂલ રોડ ઓગળવા લાગે. સરવાળે અણુબળતણ અને વિખંડનથી પેદા થેયલા કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો સહિતનો ઓગળેલો રગડો તમામ રક્ષણાત્મક આવરણો તોડીને બહાર ખુલ્લામાં આવે. એ સાથે જ વિકિરણો હવામાં ભળે અને તેનો આતંક બહુ મોટા વિસ્તારમાં ફેલાય.

આ સંભાવના નિવારવાના પ્રયાસરૂપે હેલિકોપ્ટર દ્વારા બે રીએક્ટર બિલ્ડિંગ પર પાણીનો મારો કરવા સુધીના ઉપાયો અજમાવાયા છે. કારણ કે કિરણોત્સર્ગની બીકે માણસો એક હદથી વધારે નજીક જઇ શકે એમ નથી. હેલિકોપ્ટરને પણ ૧ હજાર ફીટ ઊંચે રાખવું પડે છે. દર ફેરે હેલિકોપ્ટર સાડા સાત ટન પાણીનો મારો કરે છે. બીજાં બે રીએક્ટરોમાં બોરોનયુક્ત દરિયાનું પાણી દાખલ કરીને તેના કોર હિસ્સાને ટાઢો પાડવાની અને ન્યૂટ્રોનને શોષવાની કોશિશ જારી છે.

સફળતાની આશા અને નિષ્ફળતાની ભીતિ સાથે થઇ રહેલા આ પ્રયાસો અણુશક્તિની સુરક્ષા વિશે ઘણા નવા બોધપાઠો શીખવાડી રહ્યા છે, એમાં બેમત નથી.