Model Answer
0 min readIntroduction
परमाणु ऊर्जा, स्वच्छ ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण स्रोत होने के बावजूद, अपने उप-उत्पाद के रूप में रेडियोधर्मी कचरा उत्पन्न करती है, जिसका सुरक्षित प्रबंधन एक वैश्विक चुनौती है। इस कचरे में दीर्घकालिक रेडियोधर्मिता और विषाक्तता होती है, जिससे पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य को गंभीर खतरा हो सकता है। इसके सुरक्षित निस्तारण के लिए भूवैज्ञानिकीय निक्षेपागारों (geological repositories) को सबसे व्यवहार्य समाधान माना जाता है, जहाँ कचरे को हजारों वर्षों तक पृथ्वी की गहराई में सुरक्षित रखा जा सके। यह विधि बायोस्फेयर और हाइड्रोस्फेयर को संदूषण से बचाने के लिए बहु-अवरोध सिद्धांत पर आधारित है, जो दीर्घकालिक सुरक्षा सुनिश्चित करती है।
रेडियोधर्मी कचरे के भूवैज्ञानिकीय निक्षेपागारों में सुरक्षित निस्तारण हेतु अति महत्त्वपूर्ण परिस्थितियाँ
रेडियोधर्मी कचरे के भूवैज्ञानिकीय निक्षेपागारों में सुरक्षित निस्तारण के लिए कई भूवैज्ञानिक और भू-तकनीकी परिस्थितियाँ आवश्यक होती हैं ताकि कचरे को हजारों वर्षों तक पर्यावरण से अलग रखा जा सके। ये परिस्थितियाँ निम्नलिखित हैं:- स्थिर भूवैज्ञानिक संरचना (Stable Geological Formation):
- भूवैज्ञानिक संरचना अत्यधिक स्थिर होनी चाहिए, जिसमें भूकंपीय गतिविधि, ज्वालामुखी गतिविधि या विवर्तनिक प्लेटों की हलचल का न्यूनतम जोखिम हो।
- चट्टानों की अखंडता समय के साथ बनी रहनी चाहिए ताकि कचरे को समाहित किया जा सके।
- निम्न पारगम्यता वाली चट्टानें (Low Permeability Rocks):
- निक्षेपागार ऐसी चट्टानों में स्थित होना चाहिए जिनकी पारगम्यता (permeability) बहुत कम हो, जैसे कि ग्रेनाइट, नमक, मिट्टी (clay) या टफ (tuff)।
- यह सुनिश्चित करता है कि भूजल (groundwater) कचरे के संपर्क में न आए और रेडियोन्यूक्लाइड्स का रिसाव धीमा हो।
- गहरी दफन (Deep Burial):
- कचरा सतह से पर्याप्त गहराई (आमतौर पर 300 मीटर से 1000 मीटर या उससे अधिक) पर दफन किया जाना चाहिए, ताकि यह मानवीय घुसपैठ, भूस्खलन, या कटाव जैसी सतही प्रक्रियाओं से सुरक्षित रहे।
- गहरी दफन भूजल के धीमे संचलन में भी मदद करती है।
- रासायनिक रूप से निष्क्रिय वातावरण (Chemically Inert Environment):
- चट्टानें और भूजल रासायनिक रूप से निष्क्रिय होने चाहिए ताकि कचरे के कंटेनरों का क्षरण न हो और रेडियोन्यूक्लाइड्स का विघटन या गतिशीलता न बढ़े।
- रिडॉक्स (redox) परिस्थितियाँ महत्वपूर्ण हैं; ऑक्सीजन की अनुपस्थिति रेडियोन्यूक्लाइड्स की गतिशीलता को कम करती है।
- भूजल की धीमी गति और सीमित मात्रा (Slow Groundwater Movement and Limited Volume):
- निक्षेपागार क्षेत्र में भूजल का प्रवाह बहुत धीमा होना चाहिए और भूजल की मात्रा भी सीमित होनी चाहिए।
- यह रेडियोन्यूक्लाइड्स के प्रसार को धीमा कर देता है और उन्हें बायोस्फेयर तक पहुंचने से रोकता है।
- दीर्घकालिक भूवैज्ञानिक स्थिरता (Long-term Geological Stability):
- निक्षेपागार स्थल को भूवैज्ञानिक रूप से लाखों वर्षों तक स्थिर रहने की क्षमता होनी चाहिए, क्योंकि कुछ रेडियोन्यूक्लाइड्स का अर्ध-जीवन बहुत लंबा होता है।
- इसमें भविष्य की जलवायु परिवर्तन (जैसे हिमयुग) का भी सामना करने की क्षमता होनी चाहिए।
- कम खनिज संसाधन (Low Mineral Resources):
- स्थल में महत्वपूर्ण खनिज संसाधनों की कमी होनी चाहिए, ताकि भविष्य में खनन गतिविधियों के कारण निक्षेपागार में अनजाने में घुसपैठ का जोखिम न हो।
बायोस्फेयर व हाइड्रोस्फेयर को बचाने के लिए बहुरोधकों के सिद्धान्त पर एक टिप्पणी
बायोस्फेयर (जीवमंडल) और हाइड्रोस्फेयर (जलमंडल) को रेडियोधर्मी संदूषण से बचाने के लिए बहु-अवरोध सिद्धांत (Multi-barrier principle) एक मौलिक अवधारणा है। यह सिद्धांत यह सुनिश्चित करने के लिए कई स्वतंत्र और पूरक अवरोधों की एक श्रृंखला का उपयोग करता है कि यदि कोई एक अवरोध विफल भी हो जाए, तो भी अन्य अवरोध रेडियोधर्मी सामग्री को पर्यावरण में फैलने से रोक सकें। यह "गहराई में सुरक्षा" (Defence in Depth) दृष्टिकोण प्रदान करता है।ये अवरोध मुख्य रूप से दो प्रकार के होते हैं:
1. इंजीनियर किए गए अवरोध (Engineered Barriers System - EBS):
ये मानव-निर्मित संरचनाएं हैं जो कचरे को समाहित करने और उसके रिसाव को धीमा करने के लिए डिज़ाइन की गई हैं।
- कचरे का रूप (Waste Form):
- रेडियोधर्मी कचरे को एक ठोस, स्थिर रूप में परिवर्तित किया जाता है, जैसे कि विट्रिफाइड ग्लास (vitrified glass) या सिरेमिक। यह रेडियोन्यूक्लाइड्स को रासायनिक रूप से स्थिर रखता है और उनके विसर्जन की दर को कम करता है।
- कंटेनर/कैप्सूल (Waste Canisters/Capsules):
- स्थिर कचरे को संक्षारण-प्रतिरोधी धातु के कंटेनरों (जैसे तांबा, स्टेनलेस स्टील) में सील किया जाता है। ये कंटेनर हजारों वर्षों तक रेडियोधर्मी सामग्री को सुरक्षित रखते हैं।
- बेंटोनाइट क्ले बफर/फिलर (Bentonite Clay Buffer/Filler):
- कचरा कंटेनरों को भूवैज्ञानिकीय निक्षेपागार में बेंटोनाइट मिट्टी (एक कम पारगम्यता वाली, सूजने वाली मिट्टी) से बने बफर सामग्री से घेरा जाता है। बेंटोनाइट पानी के संपर्क में आने पर फूल जाती है और एक जलरोधी सील बनाती है, जिससे भूजल का प्रवेश धीमा हो जाता है और रेडियोन्यूक्लाइड्स का प्रसार रुक जाता है।
- टनल/शाफ्ट सील (Tunnel/Shaft Seals):
- निक्षेपागार तक पहुंचने वाली सुरंगों और शाफ्टों को भी विशेष सामग्री (जैसे कंक्रीट, बेंटोनाइट) से सील किया जाता है ताकि भूजल के प्रवाह को रोका जा सके और कचरे के अलगाव को बनाए रखा जा सके।
2. प्राकृतिक भूवैज्ञानिक अवरोध (Natural Geological Barrier - NGB):
ये भूवैज्ञानिक निक्षेपागार की अंतर्निहित विशेषताएं हैं जो इंजीनियर किए गए अवरोधों को पूरक करती हैं।
- मेजबान चट्टान (Host Rock):
- जिस गहरी भूवैज्ञानिक संरचना में निक्षेपागार बनाया जाता है (जैसे ग्रेनाइट, नमक, मिट्टी) वह स्वयं एक शक्तिशाली अवरोध के रूप में कार्य करती है। इसकी कम पारगम्यता, उच्च यांत्रिक शक्ति और रासायनिक स्थिरता रेडियोन्यूक्लाइड्स के रिसाव को रोकती है।
- भूजल की धीमी गति और सीमित मात्रा (Slow Groundwater Movement and Limited Volume):
- निक्षेपागार के चारों ओर का भूवैज्ञानिक वातावरण प्राकृतिक रूप से भूजल की धीमी गति और सीमित मात्रा वाला होना चाहिए। यह सुनिश्चित करता है कि यदि रेडियोन्यूक्लाइड्स किसी भी तरह से इंजीनियर किए गए अवरोधों से बाहर निकल भी जाएं, तो वे बहुत धीमी गति से फैलेंगे।
- रासायनिक रूप से अनुकूल भू-रासायनिक वातावरण (Favorable Geochemical Environment):
- निक्षेपागार के आसपास का भू-रासायनिक वातावरण (जैसे कम ऑक्सीजन स्तर, उचित pH) रेडियोन्यूक्लाइड्स की घुलनशीलता और गतिशीलता को कम करता है, जिससे वे चट्टानों में सोख लिए जाते हैं या अवक्षेपित हो जाते हैं।
- लंबी दूरी का परिवहन पथ (Long Transport Path):
- रेडियोन्यूक्लाइड्स को बायोस्फेयर तक पहुंचने के लिए मेजबान चट्टान के माध्यम से एक बहुत लंबी और जटिल यात्रा करनी पड़ती है। इस लंबी यात्रा के दौरान, विभिन्न भूवैज्ञानिक प्रक्रियाएं (जैसे क्षय, सोखना, प्रसार) उनके एकाग्रता को कम करती हैं।
बहु-अवरोध सिद्धांत का चित्रण:
एक आदर्श निक्षेपागार में, कचरे को एक ठोस रूप में परिवर्तित करके, उसे मजबूत कंटेनरों में रखकर, फिर बेंटोनाइट मिट्टी से घेरकर, और अंत में एक गहरे, स्थिर भूवैज्ञानिक संरचना में स्थापित करके यह सुनिश्चित किया जाता है कि रेडियोधर्मिता पर्यावरण में न फैले। ये सभी अवरोध मिलकर एक समग्र सुरक्षा प्रणाली बनाते हैं।
यह सिद्धांत सुनिश्चित करता है कि भले ही कोई एक अवरोध विफल हो जाए (उदाहरण के लिए, कंटेनर का क्षरण), तो अन्य अवरोध (जैसे बेंटोनाइट बफर, मेजबान चट्टान) रेडियोन्यूक्लाइड्स को पर्यावरण में प्रवेश करने से रोकने या उनके प्रसार को महत्वपूर्ण रूप से धीमा करने के लिए सक्रिय रहेंगे। यह बायोस्फेयर (मानव और अन्य जीवों का निवास स्थान) और हाइड्रोस्फेयर (जल निकाय) को दीर्घकालिक सुरक्षा प्रदान करता है।
Conclusion
रेडियोधर्मी कचरे का भूवैज्ञानिकीय निक्षेपागारों में सुरक्षित निस्तारण आधुनिक समाज के लिए एक अनिवार्य आवश्यकता है। इसके लिए स्थिर भूवैज्ञानिक संरचनाओं, कम पारगम्यता वाली चट्टानों और गहरी दफन जैसी विशिष्ट भूवैज्ञानिकीय परिस्थितियों का होना अपरिहार्य है। बहु-अवरोध सिद्धांत, जिसमें इंजीनियर किए गए और प्राकृतिक भूवैज्ञानिक अवरोध दोनों शामिल हैं, बायोस्फेयर और हाइड्रोस्फेयर को हजारों वर्षों तक रेडियोधर्मी संदूषण से बचाने के लिए एक विश्वसनीय और मजबूत रणनीति प्रदान करता है। यह समग्र दृष्टिकोण यह सुनिश्चित करता है कि परमाणु ऊर्जा के लाभ उसकी संभावित पर्यावरणीय लागतों पर भारी पड़ें, जिससे एक सुरक्षित और टिकाऊ भविष्य की नींव रखी जा सके।
Answer Length
This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.