UPSC करेंट अफेयर्स: भारत-कनाडा $2.6 बिलियन यूरेनियम समझौता और परमाणु ऊर्जा के मूल सिद्धांत

चर्चा में क्यों?

भारत और कनाडा ने लगभग 2.6 बिलियन कनाडाई डॉलर (लगभग $1.9–2.0 बिलियन) के यूरेनियम आपूर्ति समझौते को अंतिम रूप दिया है। इसके तहत कनाडाई कंपनी कैमेको (Cameco) भारत के परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम के लिए यूरेनियम ईंधन की आपूर्ति करेगी।

इस सौदे की घोषणा कनाडाई प्रधानमंत्री मार्क कार्नी की पहली आधिकारिक भारत यात्रा के दौरान की गई। इसके साथ ही, व्यापक स्वच्छ ऊर्जा और व्यापार को बढ़ावा देने के हिस्से के रूप में दोनों पक्ष स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स (SMRs) और उन्नत परमाणु प्रौद्योगिकियों पर सहयोग करने के लिए भी सहमत हुए हैं।

परीक्षा के लिए प्रासंगिक मुख्य तथ्य:

सौदे का मूल्य: लगभग 2.6 बिलियन कनाडाई डॉलर (लगभग $1.9–2.0 बिलियन)।

आपूर्तिकर्ता: कैमेको कॉर्पोरेशन (Cameco Corporation), सस्केचेवान, कनाडा - दुनिया के सबसे बड़े यूरेनियम उत्पादकों में से एक।

खरीदार: भारत सरकार (अपने परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों के लिए)।

मात्रा और अवधि: 2027 और 2035 के बीच लगभग 22 मिलियन पाउंड यूरेनियम (लगभग 10-11 हजार टन)।

सहयोग के क्षेत्र: दीर्घकालिक यूरेनियम आपूर्ति, स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स (SMRs), उन्नत परमाणु रिएक्टर, व्यापक स्वच्छ-ऊर्जा साझेदारी।

द्विपक्षीय संबंधों के व्यापक संदर्भ के लिए, आप इसे भी देख सकते हैं:

UPSC के लिए भारत-कनाडा संबंध (अथर्व एग्ज़ामवाइज़)

यूरेनियम क्या है?

यूरेनियम एक प्राकृतिक रूप से पाई जाने वाली रेडियोधर्मी धातु है जिसका परमाणु क्रमांक 92 और प्रतीक U है। यह आवर्त सारणी की एक्टिनाइड (actinide) श्रृंखला से संबंधित है।

यह अधिकांश चट्टानों और मिट्टी के साथ-साथ भूजल और समुद्री जल में कम सांद्रता में पाया जाता है, और इसका खनन यूरेनियम अयस्क के रूप में किया जाता है जिसे बाद में परमाणु ईंधन में संसाधित (process) किया जाता है।

परीक्षा की दृष्टि से:

रेडियोधर्मी तत्व: इसका नाभिक अस्थिर होता है और समय के साथ इसका क्षय (decay) होता है, जिससे विकिरण के रूप में ऊर्जा मुक्त होती है।

ऊर्जा स्रोत: विखंडनीय समस्थानिक (fissile isotope) यूरेनियम-235 (U-235) परमाणु विखंडन (nuclear fission) कर सकता है, जिससे यूरेनियम दुनिया भर के अधिकांश परमाणु रिएक्टरों के लिए प्रमुख ईंधन बन जाता है।

प्राप्ति: प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यूरेनियम में मुख्य रूप से तीन समस्थानिक (आइसोटोप) होते हैं - U-238, U-235 और U-234 - जो बहुत अलग-अलग अनुपातों में मौजूद होते हैं।

वैचारिक विज्ञान-तकनीक नोट के लिए, देखें:

UPSC के लिए परमाणु ऊर्जा के मूल सिद्धांत (अथर्व एग्ज़ामवाइज़)

यूरेनियम समस्थानिक (Isotopes): U‑238, U‑235 और U‑234

यूरेनियम के वे परमाणु जिनमें प्रोटॉन की संख्या (92) समान होती है लेकिन न्यूट्रॉन की संख्या अलग-अलग होती है, समस्थानिक (isotopes) कहलाते हैं।

प्राकृतिक यूरेनियम मुख्य रूप से तीन समस्थानिकों का मिश्रण है जिनके परमाणु गुण भिन्न होते हैं लेकिन रासायनिक व्यवहार बहुत समान होता है।

प्राकृतिक यूरेनियम की अनुमानित संरचना:

U-238: प्राकृतिक यूरेनियम का लगभग 99.3%; यह तापीय (धीमे) न्यूट्रॉन के साथ प्रत्यक्ष रूप से विखंडनीय नहीं है, लेकिन प्लूटोनियम-239 बनाने के लिए न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकता है, जो विखंडनीय है।

U-235: प्राकृतिक यूरेनियम का लगभग 0.7%; यह प्रमुख विखंडनीय समस्थानिक है जिसका उपयोग अधिकांश परमाणु रिएक्टरों और परमाणु हथियारों में किया जाता है।

U-234: 0.01% से कम; यह यूरेनियम क्षय श्रृंखला के हिस्से के रूप में उत्पन्न होता है और केवल बहुत कम (trace) मात्रा में मौजूद होता है।

चूंकि U-235 इतने छोटे अंश में मौजूद है, इसलिए अधिकांश पावर रिएक्टरों में उपयोग के लिए प्राकृतिक यूरेनियम को अक्सर संवर्धित (enriched) करना पड़ता है।

यूरेनियम संवर्धन (Uranium Enrichment) क्या है?

यूरेनियम संवर्धन एक भौतिक प्रक्रिया है जो यूरेनियम के दिए गए नमूने में U-238 की तुलना में विखंडनीय समस्थानिक U-235 के अनुपात को बढ़ाती है।

यह आवश्यक है क्योंकि प्राकृतिक यूरेनियम में केवल लगभग 0.7% U-235 होता है, जबकि अधिकांश लाइट-वाटर रिएक्टरों (LWR) को लगभग 3-5% U-235 तक संवर्धित ईंधन की आवश्यकता होती है।

प्रीलिम्स के लिए मुख्य बिंदु:

प्राकृतिक यूरेनियम: ≈ 0.7% U-235 और ≈ 99.3% U-238।

निम्न-संवर्धित यूरेनियम (LEU): मानक पावर रिएक्टरों के लिए आमतौर पर 3-5% U-235।

हाई-एसे LEU (HALEU): लगभग 5% से ऊपर और 20% तक U-235 संवर्धन, कुछ उन्नत और छोटे मॉड्यूलर रिएक्टरों के लिए उपयोगी।

हथियार-ग्रेड यूरेनियम: आमतौर पर 90% या उससे अधिक U-235 तक संवर्धित।

वाणिज्यिक संवर्धन में आमतौर पर हाई-स्पीड सेंट्रीफ्यूज (अपकेंद्रित्र) में घुमाई गई यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड (UF₆) गैस का उपयोग किया जाता है, जो U-235 और U-238 के बीच छोटे द्रव्यमान (mass) अंतर का फायदा उठाता है।

चूंकि एक ही तकनीक यूरेनियम को रिएक्टर-ग्रेड और हथियार-ग्रेड दोनों स्तरों तक संवर्धित कर सकती है, इसलिए संवर्धन सुविधाएं वैश्विक परमाणु अप्रसार (non-proliferation) व्यवस्थाओं में एक केंद्रीय चिंता का विषय हैं।

ईंधन चक्र के चरणों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, देखें:

UPSC के लिए परमाणु ईंधन चक्र (अथर्व एग्ज़ामवाइज़)

परमाणु विखंडन और श्रृंखला प्रतिक्रिया (Chain Reaction) कैसे काम करती है

एक परमाणु रिएक्टर में, U-235 का नाभिक एक धीमे (तापीय) न्यूट्रॉन को अवशोषित कर सकता है और अस्थिर हो सकता है। यह दो हल्के नाभिकों में विभाजित (विखंडित) हो जाता है और इस दौरान ऊष्मा के रूप में बड़ी मात्रा में ऊर्जा मुक्त होती है।

प्रत्येक विखंडन घटना अतिरिक्त न्यूट्रॉन भी उत्सर्जित करती है, जो आस-पास के U-235 नाभिकों के आगे विखंडन को ट्रिगर कर सकते हैं, जिससे नियंत्रित परिस्थितियों में एक स्व-निर्वाह श्रृंखला प्रतिक्रिया (self-sustaining chain reaction) बनती है।

परीक्षा-उन्मुख बिंदु:

यदि, औसतन, प्रत्येक विखंडन से एक न्यूट्रॉन दूसरा विखंडन करता है, तो श्रृंखला प्रतिक्रिया स्थिर (क्रिटिकल) होती है।

यदि एक से अधिक न्यूट्रॉन आगे विखंडन करते हैं, तो प्रतिक्रिया तेजी से बढ़ सकती है - यह सिद्धांत पावर रिएक्टरों (नियंत्रित) और विखंडन बमों (अनियंत्रित) दोनों का आधार है।

रिएक्टरों में प्रतिक्रिया की दर को प्रबंधित करने और सुरक्षित रूप से ऊष्मा निकालने के लिए नियंत्रण छड़ें (Control rods), मंदक (moderators) और शीतलक (coolants) का उपयोग किया जाता है।

पुनर्संसाधित यूरेनियम (Reprocessed uranium - RepU)

रिएक्टरों से निकले इस्तेमाल किए गए (Spent) ईंधन में अभी भी प्लूटोनियम और विखंडन उत्पादों के साथ-साथ यूरेनियम की एक महत्वपूर्ण मात्रा होती है।

विशेष पुनर्संसाधन संयंत्रों में, उपयोगी यूरेनियम और प्लूटोनियम को अत्यधिक रेडियोधर्मी अपशिष्ट अंश से रासायनिक रूप से अलग किया जा सकता है।

इस तरह से प्राप्त यूरेनियम को पुनर्संसाधित यूरेनियम (RepU) कहा जाता है। इसमें मुख्य रूप से U-238 होता है, जिसमें U-235 का स्तर प्राकृतिक यूरेनियम के बराबर या थोड़ा कम होता है, साथ ही कुछ U-236 और U-234 भी होते हैं।

RepU को फिर से (सीधे या सम्मिश्रण/संवर्धन के माध्यम से) रिएक्टर ईंधन में परिवर्तित किया जा सकता है, जिससे संसाधन दक्षता में सुधार होता है लेकिन सुरक्षा उपायों और अर्थशास्त्र में जटिलता जुड़ जाती है।

पुनर्संसाधन और RepU बंद बनाम खुले ईंधन चक्र (closed vs open fuel cycles), रेडियोधर्मी अपशिष्ट प्रबंधन, और परमाणु ऊर्जा की दीर्घकालिक स्थिरता की बहस में महत्वपूर्ण हैं - ये ऐसे विषय हैं जो नियमित रूप से UPSC मुख्य परीक्षा (Mains) में आते हैं।

स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स (SMR): परिभाषा और विशेषताएं

स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स (SMR) ऐसे उन्नत परमाणु रिएक्टर हैं जिनकी बिजली क्षमता प्रति इकाई लगभग 300 मेगावाट-इलेक्ट्रिक (MWe) तक होती है, जो बड़े पारंपरिक रिएक्टरों की क्षमता का लगभग एक-तिहाई या उससे कम है।

IAEA जैसे अंतर्राष्ट्रीय निकाय SMR को छोटे, कारखाने-निर्मित रिएक्टरों के रूप में परिभाषित करते हैं जिनके मॉड्यूल को साइट पर ले जाया जा सकता है और असेंबल किया जा सकता है, जिससे स्थापना और तैनाती में अधिक लचीलापन मिलता है।

मुख्य विशेषताएं:

छोटा आकार: आमतौर पर लगभग 20-30 MWe से लेकर 300 MWe प्रति इकाई तक।

मॉड्यूलर निर्माण: प्रमुख घटकों का निर्माण कारखानों में किया जाता है और साइट पर ले जाया जाता है, जिससे निर्माण का समय और लागत बढ़ने की संभावना कम हो जाती है।

लचीलापन: इनका उपयोग बिजली, प्रक्रिया ऊष्मा (process heat), जिला हीटिंग, हाइड्रोजन उत्पादन, या दूरस्थ/ऑफ-ग्रिड अनुप्रयोगों के लिए किया जा सकता है।

सुरक्षा और स्थान: कई डिज़ाइनों में बेहतर निष्क्रिय सुरक्षा (passive safety) सुविधाएँ शामिल होती हैं और इन्हें उन स्थानों पर स्थापित किया जा सकता है जो बड़े रिएक्टरों के लिए अनुपयुक्त हैं।

भारत ने अपनी व्यापक स्वच्छ-ऊर्जा और परमाणु विस्तार रणनीति के हिस्से के रूप में स्वदेशी रूप से डिज़ाइन किए गए SMR के लिए योजनाएं और वित्तपोषण समर्थन की घोषणा की है, जिसमें 50-200 MWe रेंज की अवधारणाएं शामिल हैं।

GS-III के लिए रिएक्टरों के गहन कवरेज के लिए, देखें:

स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स और उन्नत रिएक्टर (अथर्व एग्ज़ामवाइज़)

भारत को दीर्घकालिक यूरेनियम आपूर्ति की आवश्यकता क्यों है

भारत के वर्तमान और नियोजित परमाणु ऊर्जा रिएक्टरों को उच्च क्षमता कारकों पर काम करने और बेसलोड, कम-कार्बन वाली बिजली के लिए परमाणु क्षमता के विस्तार के अपने लक्ष्य का समर्थन करने के लिए यूरेनियम की सुनिश्चित आपूर्ति की आवश्यकता है।

घरेलू यूरेनियम संसाधनों की ग्रेड और मात्रा दोनों में सीमाएँ हैं, जो भारत को कनाडा, कज़ाकिस्तान और अन्य जैसे विश्वसनीय आपूर्तिकर्ताओं के साथ दीर्घकालिक आयात अनुबंध सुरक्षित करने के लिए प्रेरित करती हैं।

यह भारत-कनाडा समझौता मायने रखता है क्योंकि:

यह 2027-2035 तक भारतीय रिएक्टरों के लिए दीर्घकालिक ईंधन सुरक्षा सुनिश्चित करता है।

यह भारत को अपने आयातित लाइट-वाटर रिएक्टरों और PHWRs को उच्च लोड कारकों (load factors) पर चलाने में मदद करता है, जिससे स्वच्छ-ऊर्जा प्रतिबद्धताओं के हिस्से के रूप में समय के साथ 100+ GW परमाणु क्षमता के लक्ष्य का समर्थन मिलता है।

यह अन्य आपूर्तिकर्ताओं के साथ भारत की सौदेबाजी की स्थिति को मजबूत करता है और ऊर्जा आयात के विविधीकरण का समर्थन करता है।

भारत-कनाडा समझौते का रणनीतिक और कूटनीतिक महत्व

इस समझौते को वर्षों के राजनीतिक तनाव के बाद भारत-कनाडा संबंधों में एक 'रीसेट' के रूप में भी पेश किया जा रहा है, जिसमें परमाणु ऊर्जा सहयोग एक केंद्रीय, विश्वास-निर्माण स्तंभ है।

यूरेनियम के साथ-साथ, SMR, महत्वपूर्ण खनिजों और प्रौद्योगिकी भागीदारी पर चर्चा इस सौदे को दोनों लोकतंत्रों के बीच एक व्यापक आर्थिक और रणनीतिक ढांचे में जोड़ती है।

GS-II (अंतर्राष्ट्रीय संबंध) और GS-III (अर्थव्यवस्था/ऊर्जा) के दृष्टिकोण से:

आर्थिक आयाम: यह सौदा व्यापक आर्थिक भागीदारी समझौते (CEPA) और द्विपक्षीय व्यापार तथा निवेश में वृद्धि की दिशा में एक बड़े प्रयास को पुख्ता करता है।

जलवायु और ऊर्जा सुरक्षा: यह भारत के कम-कार्बन ऊर्जा संक्रमण और अमेरिकी बाजार से परे ऊर्जा निर्यात में विविधता लाने की कनाडा की महत्वाकांक्षा का समर्थन करता है।

प्रौद्योगिकी साझेदारी: SMR और उन्नत रिएक्टरों पर सहयोग से लंबे समय में संयुक्त R&D (अनुसंधान और विकास), विनिर्माण और वैश्विक निर्यात अवसरों के रास्ते खुल सकते हैं।

संभावित प्रीलिम्स और मेन्स दृष्टिकोण

आपको इस विषय से जुड़े प्रश्नों को कई आयामों से संभालने में सक्षम होना चाहिए:

प्रीलिम्स (वस्तुनिष्ठ प्रकार) के लिए:

प्राकृतिक यूरेनियम की सही संरचना को पहचानें (लगभग 0.7% U-235 और 99.3% U-238)।

SMR को छोटे परमाणु रिएक्टरों (लगभग 300 MWe तक), कारखाने-निर्मित और मॉड्यूलर डिज़ाइन के रूप में पहचानें।

संवर्धन प्रतिशत के आधार पर LEU, HALEU और हथियार-ग्रेड यूरेनियम के बीच अंतर करें।

समझें कि भारत यूरेनियम का आयात करता है, और नागरिक परमाणु सहयोग समझौतों के तहत कनाडा उसके प्रमुख आपूर्तिकर्ताओं में से एक है।

मेन्स (विश्लेषणात्मक) के लिए:

GS-II और GS-III में संभावित उत्तर के दृष्टिकोण:

"कनाडा जैसे मध्य-शक्ति वाले लोकतंत्रों के साथ भारत के रणनीतिक और आर्थिक संबंधों को मजबूत करने में नागरिक परमाणु सहयोग की भूमिका पर चर्चा करें।"

"परीक्षण करें कि कैसे दीर्घकालिक यूरेनियम आपूर्ति और SMR तकनीक परमाणु क्षेत्र में भारत के जलवायु लक्ष्यों, ऊर्जा सुरक्षा और आत्मनिर्भर भारत में योगदान कर सकती है।"

"बढ़ती नागरिक परमाणु ऊर्जा के संदर्भ में यूरेनियम संवर्धन और परमाणु अप्रसार की चुनौतियों का आलोचनात्मक विश्लेषण करें।"

मॉडल उत्तरों और अभ्यास प्रश्नों के लिए, आप संदर्भित कर सकते हैं:

दैनिक UPSC करेंट अफेयर्स - अथर्व एग्ज़ामवाइज़

GS-III ऊर्जा सुरक्षा और जलवायु परिवर्तन नोट्स

गहन अध्ययन के लिए सुझाए गए बाहरी संदर्भ

यदि आप अपने नोट्स में आधिकारिक पंक्तियों को उद्धृत करना या डेटा अपडेट करना चाहते हैं:

विश्व परमाणु संघ (World Nuclear Association) – "यूरेनियम संवर्धन" (तकनीकी लेकिन ईंधन चक्र के मूल सिद्धांतों के लिए परीक्षा के लिए बहुत उपयोगी)।

IAEA – "स्मॉल मॉड्यूलर रिएक्टर्स (SMR) क्या हैं?" (परिभाषा और मुख्य विशेषताओं के लिए अच्छा है)।

भारत-कनाडा सौदे पर राष्ट्रीय/अंतर्राष्ट्रीय रिपोर्टिंग – तथ्यात्मक आंकड़ों और समयसीमा के लिए बिजनेस स्टैंडर्ड, प्रमुख अंतर्राष्ट्रीय समाचार पत्र और आधिकारिक बयान।

यह आपकी परीक्षा की तैयारी के लिए क्यों मायने रखता है

यह विषय करेंट अफेयर्स को सीधे मुख्य स्थैतिक (static) विषयों - परमाणु भौतिकी (विज्ञान और प्रौद्योगिकी), ऊर्जा सुरक्षा (GS-III), जलवायु प्रतिबद्धताओं और कनाडा के साथ भारत के द्विपक्षीय संबंधों (GS-II) से जोड़ता है, जिससे यह प्रीलिम्स MCQ और मेन्स विश्लेषणात्मक दोनों प्रकार के प्रश्नों के लिए अत्यधिक संभावित बन जाता है।

यह स्वच्छ ऊर्जा संक्रमण, तकनीकी सहयोग, और अप्रसार चिंताओं के साथ विकास को संतुलित करने पर निबंध (Essays) और साक्षात्कार (Interview) चर्चाओं के लिए भी समृद्ध सामग्री प्रदान करता है - इसलिए आपको इस समाचार को परमाणु ऊर्जा, भारत के ऊर्जा मिश्रण और सिविल सेवा परीक्षा के लिए प्रमुख द्विपक्षीय साझेदारियों पर अपने समेकित नोट्स में अवश्य शामिल करना चाहिए।