जापान के एकमात्र चालू विश्वविद्यालय रिएक्टर के सामने ईंधन बदलने का भारी खर्च और वित्तपोषण की कमी

छोटा रिएक्टर, प्रशिक्षण का बढ़ता बोझ

ओसाका प्रान्त के हिगाशिओसाका में किंडाई विश्वविद्यालय का शिक्षण रिएक्टर अधिकतम 1 वाट ऊष्मा पैदा करता है, जो मोमबत्ती की लौ से भी कम है। विश्वविद्यालय के अनुसार, इसे चालू रखने पर सालाना करीब 20 करोड़ येन खर्च होते हैं, जबकि कंपनियों से मिलने वाले उपयोग शुल्क और सरकारी प्रशिक्षण सब्सिडी से केवल करीब 60 लाख येन आते हैं। यूरेनियम ईंधन बदलने की अनिवार्य प्रक्रिया अब इससे कहीं बड़ा खर्च बढ़ाने का खतरा पैदा कर रही है।

यह जापान का फिलहाल चालू एकमात्र विश्वविद्यालय रिएक्टर है। क्योटो विश्वविद्यालय में मौजूद दूसरा रिएक्टर अस्थायी रूप से बंद है। वित्त वर्ष 2024 में किंडाई में 250 से अधिक छात्रों ने प्रशिक्षण लिया। कंपनियां भी कैंसर उपचार अनुसंधान और परमाणु सुविधाओं को बंद करने से जुड़े प्रयोगों के लिए इसका इस्तेमाल करती हैं।

जापान और अमेरिका ने सितंबर 2022 में इसके अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम को कम संवर्धित यूरेनियम से बदलने और मौजूदा ईंधन को अमेरिका लौटाने की प्रतिबद्धता जताई थी। इस बदलाव पर अरबों येन का खर्च आने का अनुमान है और किंडाई से इस खर्च का कुछ हिस्सा उठाने की अपेक्षा है।

यह दबाव ऐसे समय में आया है जब फुकुशिमा दाइइची परमाणु दुर्घटना के बाद निर्भरता घटाने की वर्षों की कोशिशों के पश्चात जापान अब परमाणु ऊर्जा का अधिक इस्तेमाल करने की ओर बढ़ रहा है। देश को पुराने रिएक्टरों को सुरक्षित रूप से बंद करने के लिए प्रशिक्षित लोगों की भी जरूरत है। फिर भी शिक्षा मंत्रालय के आंकड़ों के अनुसार, परमाणु ऊर्जा से जुड़े विश्वविद्यालयी विभागों और पाठ्यक्रमों में दाखिला लेने वाले छात्रों की संख्या वित्त वर्ष 1994 के 579 से घटकर वित्त वर्ष 2024 में 177 रह गई।

0.01 वाट पर छात्र क्या सीखते हैं

फुकुई प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय के करीब 20 छात्रों ने अगस्त में किंडाई के परमाणु ऊर्जा अनुसंधान संस्थान में प्रशिक्षण सत्र में हिस्सा लिया। नियंत्रण पैनल पर नजर रखते हुए उन्होंने परमाणु श्रृंखला अभिक्रिया को स्थिर अवस्था तक पहुंचाने का अभ्यास किया।

जब रीडिंग 0.01 वाट पर पहुंची, तो अभ्यास में शामिल एक छात्र ने नतीजे की घोषणा की:

0.01 वाट। हम क्रिटिकल अवस्था तक पहुंच गए हैं।

क्रिटिकल अवस्था का अर्थ है कि परमाणु विखंडन की हर पीढ़ी अगली पीढ़ी को जारी रखने के लिए पर्याप्त न्यूट्रॉन पैदा करती है। नियंत्रित रिएक्टर में संचालक इस अभिक्रिया को स्थिर स्तर पर बनाए रख सकते हैं। यहां छात्रों ने रिएक्टर की अधिकतम ऊष्मीय क्षमता के केवल एक सौवें हिस्से पर यह अवस्था हासिल की।

इस अभ्यास से छात्र गणनाओं को उपकरणों, नियंत्रण प्रक्रियाओं और वास्तविक श्रृंखला अभिक्रिया से जोड़ पाते हैं। इतनी कम ऊष्मा पैदा करने वाला रिएक्टर बिजली बनाए बिना रिएक्टर संचालन के सिद्धांत सिखा सकता है।

किंडाई के संस्थान के प्रोफेसर गेनीचिरो वाकाबायाशी ने इस प्रशिक्षण का उद्देश्य बताया:

मैं चाहता हूं कि छात्र सीखें कि परमाणु ऊर्जा क्या है और इसका सुरक्षित इस्तेमाल कैसे किया जा सकता है।

किंडाई की रिएक्टर सुविधा मार्गदर्शिका के अनुसार, रिएक्टर कक्ष के पास बने कमरे में नियंत्रण कंसोल को इस तरह तैयार किया गया है कि स्टार्टअप, शटडाउन और बिजली के स्तर में बदलाव का प्रशिक्षण दिया जा सके।

शिक्षण रिएक्टर कैसे काम करता है

UTR-KINKI रिएक्टर करीब 2 मीटर ऊंचा और लगभग 4 मीटर व्यास का है। इसकी क्षमता बेहद कम होने के कारण इसे अक्सर शून्य-शक्ति रिएक्टर कहा जाता है। इसमें न्यूट्रॉन की गति धीमी करने के लिए पानी और कोर के चारों ओर ग्रेफाइट का इस्तेमाल होता है, जो कुछ न्यूट्रॉन को वापस ईंधन की ओर परावर्तित करता है।

धीमे न्यूट्रॉन यूरेनियम ईंधन में विखंडन को जारी रखने में मदद करते हैं। ग्रेफाइट अभिक्रिया के लिए न्यूट्रॉन उपलब्ध रखने में सहायक है, जबकि नियंत्रण छड़ें संचालकों को इसे समायोजित करने देती हैं। किंडाई के अनुसार, रिएक्टर की शक्ति नियंत्रित करने वाले उपकरणों में पांच न्यूट्रॉन डिटेक्टर और चार नियंत्रण छड़ें शामिल हैं।

कोर में यूरेनियम और एल्यूमीनियम मिश्रधातु से बने 12 चपटे ईंधन तत्व हैं, जिन्हें छह-छह के दो समूहों में बांटा गया है। यह सघन संरचना बिजलीघर में जरूरी बड़े पैमाने पर ऊष्मा पैदा करने के बजाय प्रयोगों और प्रशिक्षण के लिए बनाई गई है।

किंडाई का कहना है कि रिएक्टर में बची हुई गामा सक्रियता बहुत कम है। इसकी परिरक्षण व्यवस्था के कारण संचालन के दौरान रिएक्टर कक्ष तक पहुंच संभव है और वहीं विकिरण की निगरानी भी होती है। इसलिए छात्र रिएक्टर भौतिकी के साथ-साथ विकिरण सुरक्षा भी सीखते हैं: बहुत कम शक्ति पर भी परिरक्षण, निगरानी और नियंत्रित प्रवेश काम का हिस्सा बने रहते हैं।

छह दशकों से अधिक का साझा इस्तेमाल

किंडाई का संस्थान का इतिहास UTR-KINKI को जापान का पहला निजी और विश्वविद्यालयी रिएक्टर बताता है। इसका विकास 1960 में संस्थान की स्थापना से शुरू हुआ और बाद में हुए विस्तारों ने इसके अनुसंधान उपयोग को बढ़ाया।

• अप्रैल 1960: किंडाई ने अनुसंधान और शिक्षा के लिए परमाणु ऊर्जा अनुसंधान संस्थान की स्थापना की।
• अगस्त 1960: रिएक्टर लगाने की मंजूरी मिली।
• 11 नवंबर, 1961: रिएक्टर पहली बार 0.1 वाट की ऊष्मीय क्षमता पर क्रिटिकल अवस्था में पहुंचा।
• अक्टूबर 1974: अधिकतम ऊष्मीय क्षमता बढ़ाकर 1 वाट की गई।
• जनवरी 1984: छोटे जानवरों पर विकिरण प्रयोग, न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी और विस्तारित ऊर्ध्वाधर विकिरण के लिए सुविधाएं जोड़ी गईं।
• 27 सितंबर, 2022: जापान और अमेरिका ने रिएक्टर का ईंधन बदलने की प्रतिबद्धता की घोषणा की।

न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी में वस्तुओं के अंदरूनी हिस्से की जांच के लिए न्यूट्रॉन का इस्तेमाल होता है। यह एक्स-रे तस्वीर की तरह है, जो विकिरण के दूसरे रूप से आंतरिक संरचनाएं दिखाती है। विकिरण सुविधाओं से शोधकर्ता नियंत्रित परिस्थितियों में नमूनों को विकिरण के संपर्क में ला सकते हैं।

ओसाका, कोबे, नागोया और क्यूशू विश्वविद्यालयों के छात्र उन लोगों में शामिल हैं जो शिक्षा और प्रशिक्षण के लिए किंडाई के रिएक्टर का इस्तेमाल करते हैं। संस्थान शिक्षकों और आम लोगों के लिए कार्यशालाएं और सेमिनार भी आयोजित करता है। इसलिए इसकी भूमिका अपने विश्वविद्यालय में नामांकित छात्रों तक सीमित नहीं है।

व्यस्त सुविधा, लेकिन सीधी आय बहुत कम

निरीक्षण और अन्य रखरखाव को छोड़कर किंडाई साल में करीब 130 दिन रिएक्टर चलाता है। विश्वविद्यालय की कक्षाओं के अलावा, कंपनियां कैंसर उपचार से जुड़े अनुसंधान से लेकर परमाणु संयंत्रों को बंद करने के काम के सिमुलेशन तक की परियोजनाएं लाती हैं।

वाकाबायाशी ने व्यस्त कार्यक्रम के दबाव के बारे में कहा:

(यह इतना व्यस्त है कि) शायद ही कोई दिन छुट्टी का होता है।

विश्वविद्यालय के अनुसार, रखरखाव और सुरक्षा पर सालाना करीब 20 करोड़ येन खर्च होते हैं। कंपनियों से उपयोग शुल्क और व्यावहारिक प्रशिक्षण के लिए सरकारी सब्सिडी मिलाकर करीब 60 लाख येन आते हैं। यह आय बताए गए सालाना खर्च का लगभग 3 प्रतिशत है, यानी बाकी करीब 19 करोड़ 40 लाख येन का इंतजाम किंडाई को दूसरे स्रोतों से करना पड़ता है।

यह तुलना बताती है कि प्रशिक्षण का पूरा कार्यक्रम होने के बावजूद वित्तीय दबाव क्यों बना रहता है। रिएक्टर कई विश्वविद्यालयों के छात्रों की सेवा करता है और बाहरी अनुसंधान में मदद करता है, जबकि नियमित खर्च का अधिकांश बोझ किंडाई उठाता है। ईंधन बदलने की कहीं बड़ी परियोजना इस लगातार जारी खर्च के अतिरिक्त होगी।

यूरेनियम बदलना क्यों जरूरी है

किंडाई में इस्तेमाल होने वाला अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम मूल रूप से अमेरिका ने दिया था। परमाणु हथियारों में इसके संभावित इस्तेमाल की चिंताओं के चलते अमेरिका ने इसे वापस मांगा। संवर्धन का अर्थ यूरेनियम-235 का अनुपात बढ़ाना है। यूरेनियम का यह रूप विखंडन की श्रृंखला अभिक्रिया को आसानी से जारी रख सकता है। कम संवर्धित ईंधन में इसकी मात्रा अत्यधिक संवर्धित ईंधन की तुलना में कम होती है।

अमेरिकी राष्ट्रीय परमाणु सुरक्षा प्रशासन (NNSA) और जापान के शिक्षा, संस्कृति, खेल, विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय ने अपनी सितंबर 2022 की घोषणा में यह प्रतिबद्धता जाहिर की। उन्होंने UTR-KINKI को कम संवर्धित ईंधन में बदलने और उसका सारा अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम अमेरिका वापस भेजने पर सहमति जताई।

NNSA ने कहा कि क्योटो विश्वविद्यालय के क्रिटिकल असेंबली से अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम हटाए जाने के बाद किंडाई जापान का ऐसा आखिरी अनुसंधान रिएक्टर रह गया था जिसमें इस ईंधन का इस्तेमाल होता है। यह समझौता हथियारों में इस्तेमाल हो सकने वाली परमाणु सामग्री की मात्रा घटाने के व्यापक प्रयास का हिस्सा है।

बदलाव के बाद मौजूदा ईंधन को सुरक्षित तरीके से अमेरिका ले जाया जाएगा, जहां उसे कम संवर्धित यूरेनियम में बदलने, अन्य तरीके से निपटाने या दोनों प्रक्रियाओं से गुजारा जाएगा। कम संवर्धन के लिए अत्यधिक संवर्धित सामग्री को ऐसे यूरेनियम के साथ मिलाया जाता है जिसमें यूरेनियम-235 का अनुपात कम हो, ताकि इसकी सांद्रता घट जाए।

तत्कालीन NNSA प्रशासक जिल हर्बी ने हस्ताक्षर समारोह में द्विपक्षीय सहयोग के बारे में कहा:

हम जापान के साथ अपने करीबी द्विपक्षीय संबंधों की सराहना करते हैं और आने वाले वर्षों में इस नई प्रतिबद्धता के पूरा होने की घोषणा करने की उम्मीद करते हैं।

सुरक्षा प्रतिबद्धता का भारी खर्च

ईंधन बदलने की अनुमानित लागत अरबों येन में है। किंडाई से इसका एक हिस्सा चुकाने की अपेक्षा है, जिससे सालाना संचालन घाटे के साथ एक और वित्तीय चुनौती खड़ी हो रही है। ईंधन बदलने के बाद भी यह सुनिश्चित करना होगा कि रिएक्टर नए ईंधन के साथ शिक्षण और अनुसंधान का काम कर सके।

बदलाव पूरा होने की कोई पक्की तारीख या खर्च के अंतिम बंटवारे की जानकारी नहीं दी गई है। हर्बी के 2022 के बयान में आने वाले वर्षों में इसे पूरा करने की बात कही गई थी, लेकिन उस घोषणा में विश्वविद्यालय के लिए कोई सार्वजनिक समयसीमा तय नहीं की गई।

किंडाई समझौते की घोषणा करते समय NNSA ने इससे कहीं बड़े कार्यक्रम का जिक्र किया था। इससे पहले 2022 में अमेरिकी राष्ट्रपति जो बाइडेन और जापानी प्रधानमंत्री फुमियो किशिदा ने जापान के तीन अनुसंधान रिएक्टरों से 30 किलोग्राम से अधिक अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम हटाने की घोषणा की थी।

उस समय NNSA के सामग्री प्रबंधन और न्यूनतमकरण कार्यालय ने कहा था कि उसने दुनिया भर में 108 अनुसंधान रिएक्टरों और चिकित्सा आइसोटोप उत्पादन सुविधाओं का रूपांतरण किया है या उनका बंद होना सत्यापित किया है। उसने हथियारों में इस्तेमाल हो सकने वाली करीब 7,275 किलोग्राम परमाणु सामग्री को हटाने या उसके निपटान की पुष्टि करने की भी जानकारी दी थी।

किंडाई की चुनौती सुरक्षा लक्ष्यों और शिक्षा के वित्तपोषण, दोनों से जुड़ी है। दोनों सरकारों ने मौजूदा ईंधन हटाने की प्रतिबद्धता जताई है, जबकि व्यावहारिक प्रशिक्षण जारी रखने के लिए विश्वविद्यालय के लिए नई व्यवस्था को किफायती बनाना जरूरी है।

छात्र कम, प्रशिक्षण के अवसर भी कम

जापान के विश्वविद्यालयों में कभी छह शिक्षण रिएक्टर थे। अब केवल दो बचे हैं और क्योटो विश्वविद्यालय का रिएक्टर अस्थायी रूप से बंद होने के कारण किंडाई ही एकमात्र चालू विश्वविद्यालय सुविधा है। क्योटो में व्यावहारिक प्रशिक्षण अगले वित्त वर्ष से पहले शुरू होने की उम्मीद नहीं है, हालांकि कैलेंडर के हिसाब से कोई तारीख तय नहीं की गई।

शिक्षा मंत्रालय के आंकड़ों के अनुसार, परमाणु ऊर्जा से जुड़े विभागों और पाठ्यक्रमों में प्रवेश लेने वाले छात्रों की संख्या वित्त वर्ष 1994 के 579 से घटकर वित्त वर्ष 2024 में 177 रह गई। यह 402 छात्रों, यानी करीब 69 प्रतिशत की गिरावट है। हाल के वर्षों में प्रवेश लेने वालों की संख्या पहले के आंकड़े की लगभग 31 प्रतिशत रह गई है।

मंत्रालय के 2015 के छात्र आंकड़े, जो उसकी स्कूल मूल सांख्यिकी पर आधारित हैं, बताते हैं कि यह गिरावट फुकुशिमा दुर्घटना से पहले ही शुरू हो गई थी। उस दस्तावेज के अनुसार, नए छात्रों के दाखिले वित्त वर्ष 1992 में चरम पर थे। इसके बाद गिरावट आई, वित्त वर्ष 2007 से फिर बढ़ोतरी शुरू हुई और 2011 के भूकंप तथा दुर्घटना के बाद एक बार फिर संख्या कम हो गई।

इसी दस्तावेज में कुल छात्र नामांकन का सर्वोच्च स्तर वित्त वर्ष 1994 में दर्ज किया गया है। नए दाखिलों की गिनती किसी वर्ष आने वाले छात्रों की होती है, जबकि कुल नामांकन में वे छात्र भी शामिल होते हैं जो पहले से पढ़ाई कर रहे हैं। ये दोनों आंकड़े शिक्षा व्यवस्था में घटती छात्र संख्या के अलग-अलग पहलुओं को समझने में मदद करते हैं।

वाकाबायाशी ने चेताया कि असली रिएक्टर तक पहुंच भविष्य के विशेषज्ञों के अध्ययन का स्थान तय कर सकती है:

अगर शिक्षण रिएक्टर खत्म हो गए, तो युवा विदेश जाकर पढ़ाई कर सकते हैं।

रिएक्टरों को बंद करने के लिए भी विशेषज्ञों की जरूरत

परमाणु ऊर्जा का अधिक इस्तेमाल करने की दिशा में जापान के कदम से ऐसे लोगों की जरूरत बढ़ रही है जो रिएक्टर संचालन और विकिरण सुरक्षा को समझते हों। पुराने संयंत्रों को बंद करने के काम के लिए भी विशेषज्ञ चाहिए, जो उन्हें सुरक्षित रूप से सेवा से हटाने और उनकी संरचनाओं तथा रेडियोधर्मी सामग्री का प्रबंधन करने की योजना बना सकें और उसे पूरा कर सकें।

पर्यावरण अर्थशास्त्र और नीति के विशेषज्ञ, वासेदा विश्वविद्यालय के प्रोफेसर शुंजी मात्सुओका ने कहा कि शिक्षण रिएक्टरों पर व्यावहारिक अनुभव वाणिज्यिक संयंत्रों के संचालन और उन्हें बंद करने, दोनों के लिए अहम है।

मात्सुओका ने तकनीकी प्रशिक्षण के साथ सार्वजनिक जवाबदेही जोड़ने की भी बात कही। उनके अनुसार विश्वविद्यालयों को चाहिए कि वे:

रिएक्टरों के संचालन में पारदर्शिता दिखाएं, समाज के लिए उनके महत्व की समझ बढ़ाएं और ऐसे परमाणु विशेषज्ञ तैयार करें जो खुले विचारों वाले हों और समाज के साथ जुड़े रहें।

किंडाई पहले ही इस काम के कई पहलुओं को एक साथ जोड़ता है: रिएक्टर नियंत्रण सीखते छात्र, सुविधाओं को बंद करने से जुड़े विचारों को आजमाती कंपनियां और जनशिक्षा कार्यक्रम। इसका वित्तीय संकट इन गतिविधियों को जारी रखने की क्षमता से जुड़ा है, साथ ही ईंधन बदलने की अंतरराष्ट्रीय प्रतिबद्धता भी सामने है।

मुख्य सवाल यह है कि ऐसी सुविधा का खर्च कौन उठाएगा जिसके उपयोगकर्ता उसे चलाने वाले संस्थान से बाहर तक फैले हैं। वाकाबायाशी सरकार से अधिक सहायता मांग रहे हैं। जब सालाना आय रखरखाव और सुरक्षा के खर्च का केवल करीब 3 प्रतिशत पूरा करती है और ईंधन बदलने का बड़ा खर्च सामने है, तब यह मांग रोजमर्रा के संचालन और नए ईंधन के साथ शिक्षण जारी रखने की क्षमता, दोनों से जुड़ी है।

मुख्य बिंदु

• हिगाशिओसाका में किंडाई का रिएक्टर जापान का फिलहाल चालू एकमात्र विश्वविद्यालय रिएक्टर है और वित्त वर्ष 2024 में इसने 250 से अधिक छात्रों को प्रशिक्षण दिया।
• रखरखाव और सुरक्षा पर सालाना करीब 20 करोड़ येन खर्च होते हैं, जबकि कंपनियों के शुल्क और सरकारी प्रशिक्षण सब्सिडी से लगभग 60 लाख येन मिलते हैं।
• जापान और अमेरिका ने सितंबर 2022 में अत्यधिक संवर्धित यूरेनियम को बदलने और मौजूदा ईंधन अमेरिका लौटाने की प्रतिबद्धता जताई।
• ईंधन बदलने पर अरबों येन खर्च होने का अनुमान है और किंडाई से इसका कुछ हिस्सा उठाने की अपेक्षा है।
• परमाणु ऊर्जा से जुड़े विश्वविद्यालयी विभागों और पाठ्यक्रमों में दाखिले वित्त वर्ष 1994 के 579 से घटकर वित्त वर्ष 2024 में 177 रह गए।
• यह सुविधा रिएक्टर संचालन, अनुसंधान और संयंत्रों को बंद करने से जुड़े काम के लिए प्रशिक्षण देती है।