भाभा अणुसंशोधन केंद्र

आज होमी जहांगीर भाभा (जन्मः ३० ऑक्टोंबर १९०९, मुंबई, मृत्यूः २४ जानेवारी १९६६, माऊंट ब्लांक) यांचा स्मृतीदिन आहे. त्यानिमित्ताने त्यांनी निर्माण केलेल्या ’भाभा अणुसंशोधन केंद्रा’ची ओळख करून देणारा हा लेख. पूर्वप्रसिद्धीः विज्ञानविश्व, जानेवारी २०२२.

 

भाभा अणुसंशोधनकेंद्र म्हटल्यावर आपल्या नजरेसमोर सायरस नावाची घुमटाकार अणुभट्टी कायमच येत असते. सायरस अणुभट्टी सर्वप्रथम १० जुलै १९६० रोजी क्रांतिक झाली. क्रांतिक होणे म्हणजे त्या अणुभट्टीत चालू केलेली अणुविदलनांची साखळी प्रक्रिया निरंतर होत राहणे. विदलन म्हणजे अणुविभाजन (फिजन), ज्यातून मानवी वापराकरता ऊर्जानिर्मिती होऊ शकते. विद्युतभाराबाबत विरक्त असलेले अण्वंतर्गत कण म्हणजे विरक्तक (न्यूट्रॉन). त्यांना सर्वात जड मूलद्रव्यांच्या कणांवर धडकवून विदलन साधले जात असते.

सायरस अणुभट्टीच्या पन्नास वर्षांच्या देदिप्यमान कारकीर्दीअखेरीस, ३१ डिसेंबर २०१० रोजी ती विधिवत सेवामुक्तही करण्यात आली. डॉ. होमी भाभांच्या नेतृत्वाखाली आणि कॅनडा देशाच्या सहकार्याने तिची उभारणी करण्यात आली. डॉ. होमी सेठना या अणुभट्टीचे प्रकल्प व्यवस्थापक होते. त्यांनी अणुभट्टीच्या उभारणीचे कार्य सुरळित पार पाडले. तिचा खूपसा वापर संघनित पदार्थ संशोधनाकरता करण्यात आला. तिच्या गर्भगृहातून बाहेर काढलेल्या विरक्तक शलाकांद्वारे हे संशोधन केले गेले. कमाल ४० मेगॅवॉट शक्तीची, उभे (उंची ३.१४ मीटर आणि व्यास २.६७ मीटर) गर्भगृह असलेली, धात्विक नैसर्गिक युरेनियमचे दंड इंधन म्हणून वापरणारी, हलके पाणी शीतक असलेली, बोरॉन वा कॅडमियमचे शामक दंड वापरणारी ही अणुभट्टी भारतातील अणुसंशोधनाची ध्वजनौकाच राहिली.

या अणुभट्टीत विमंदक म्हणून जड पाणी वापरले जाई. अणुविदलनांच्या साखळी प्रक्रियेत निर्माण होणारे विरक्तक अत्यंत गतीमान असतात. त्यांतील ऊर्जा कमी झाल्याखेरीज ते पुन्हा विदलन घडवण्यासाठी उपयुक्त ठरत नाहीत. म्हणून त्यांचे अवतीभवती हलके पाणी ठेवलेले असते, ज्यातील अण्वंतर्गत कणांशी टकरा घेत घेत, विरक्तकांतील ऊर्जा कमी होते, म्हणूनच हलक्या पाण्यास विरक्तकांना मंद करणारा या अर्थाने विमंदक म्हणतात.

अणुभट्टी तंत्रावरील संशोधन आणि विकास, निरनिराळ्या पदार्थांचे प्रारणन (इरॅडिएशन), प्रारक समस्थानिकांचे उत्पादन, कळीच्या मनुष्यबळाचे प्रशिक्षण, विरक्तक शलाकांवर आधारित संशोधन, विरक्तक सक्रीयन विश्लेषण, इंधनमोळीचा विकास आणि संशोधन, तसेच विरक्तक संवेदकांच्या चाचणीकरता ही अणुभट्टी निरंतर उपयोगात राहिली. वैज्ञानिक आणि अभियंत्यांच्या प्रशिक्षणाचा उत्तम फलाट म्हणून या अणुभट्टीने मोलाची भूमिका पार पाडली.

नैसर्गिक युरेनियमचा वापर, विमंदक म्हणून केलेला जड पाण्याचा वापर, अणुभट्टीच्या कार्यप्रणालींचा अभ्यास यांतील बारकावे या अणुभट्टीच्या संचालनातच समजून घेता आले. ज्याचा उपयोग पुढे ‘भारतीय दाबित जड पाणी अणुभट्टी’ प्रणालीचा विकास होण्यात झाला. सायरस अणुभट्टीच्या संपूर्ण सुवर्णमहोत्सवी कारकीर्दीत कोणताही उल्लेखनीय अपघात घडला नाही आणि कुणालाही दखलपात्र प्रारणसंसर्ग झाला नाही. भारतीय अणुसंशोधनकर्त्यांचे हे यश स्पृहणीय आहे.

३ ऑगस्ट १९५४ रोजी भारतीय अणुऊर्जाविभागाची स्थापना झाली. अणुऊर्जा आयोगाचा  जन्म १९४८ मध्येच झाला होता. डॉ. भाभा त्याचे पहिले अध्यक्ष होते. २४ जानेवारी १९६६ रोजी माऊंट ब्लांकवरील दुर्दैवी विमान अपघातात त्यांचा मृत्यू होईपर्यंत त्यांनी ही जबाबदारी सांभाळली. भाभांना भारतीय अणुऊर्जासंशोधनाचे जनक मानले जाते. विश्वकिरणांच्या वर्षावांवर त्यांनी मोलाचे संशोधन केले होते. ते ब्रिटनमध्ये राहूही शकले असते. तिथे त्यांना सन्मानही मिळाला असता. मात्र, पुरेसा सन्मान आणि आर्थिक पाठबळ मिळत असेल तर देशातच राहून, इतर सुदैवी देशांत असलेल्या शैक्षणिक संस्थांच्या तुल्यबळ संस्था, आपल्या देशातच उभ्या करणे हे आपले कर्तव्य आहे असे त्यांचे मत होते. टाटा मूलभूत विज्ञान संस्था, ऍटॉमिक एनर्जी एस्टॅब्लिशमेंट ट्रॉम्बे आणि त्याची प्रशिक्षण शाळा, या भारताच्या संशोधनक्षेत्रावर चिरकाल राहणारा ठसा उमटविणार्‍या संस्था त्यांनीच स्थापन केल्या. भाभांच्या अपघाती मृत्यूनंतर, तत्कालीन पंतप्रधान इंदिरा गांधी यांनी, २२ जानेवारी १९६७ रोजी ऍटॉमिक एनर्जी एस्टॅब्लिशमेंट ट्रॉम्बे या संस्थेचे नामकरण “भाभा अणुसंशोधनकेंद्र” असे केले.

त्यांच्यापश्चात डॉ. होमी सेठना यांनी भारतीय अणुसंशोधनकेंद्राची जबाबदारी सांभाळली. ते ’सायरस’ अणुभट्टीच्या उभारणी प्रकल्पाचे व्यवस्थापक होते. भारतातील पहिल्या प्ल्युटोनियम कारखान्याचे अभिकल्पन आणि उभारणी त्यांच्याच नेतृत्वाखाली करण्यात आली. त्यांनी १९६४ सालीच प्ल्युटोनियम तयार केले होते. १८ मे १९७४ रोजी पोखरण येथे त्यांच्याच नेतृत्वात शांततारक्षणार्थ अणुविस्फोट करण्यात आला. तत्पश्चात ज्या क्षेत्रांत भारतास माहिती आणि तंत्रज्ञान नाकारण्यात आले, त्या क्षेत्रात त्यांनी पुढाकार घेतला. भारतीय अणुऊर्जा कार्यक्रमाच्या अनेक पैलूंचे ते पथप्रदर्शक राहिले. संपूर्ण अणुइंधनचक्रातील आण्विक पदार्थांच्या विकासात आणि उत्पादनात त्यांनी मोलाचे कार्य केले.

त्यांच्यापश्चात डॉ. राजा रामण्णांनी केंद्राचे नेतृत्व केले. रामण्णांचे सर्वात महत्त्वाचे योगदान म्हणजे प्रचंड मोठ्या संख्येतील प्रशिक्षित वैज्ञानिक मनुष्यबळाची निर्मिती होय. याकरता १९५७ साली, रामण्णांच्या नेतृत्वाखाली बी.ए.आर.सी. ट्रेनिंगस्कूलची स्थापना करण्यात आली. डॉ. अनिल काकोडकर आणि त्यानंतरचे अणुऊर्जा आयोगाचे सर्व अध्यक्षही याच स्कूलचे विद्यार्थी आहेत.

भारतात लोकशाही व्यवस्थेच्या स्खलनापायी, “यहाँ कुछ नहीं हो सकता!” अशी भावना जेव्हा उतू चालली होती, त्याचवेळी ११ आणि १३ मे १९९८ रोजी पोखरण येथे पुन्हा एकदा शांततारक्षणार्थ अणुस्फोट करण्यात आले. डॉ. राजगोपाल चिदंबरम त्यावेळी अणुऊर्जा आयोगाचे अध्यक्ष होते, तर भाभा अणुसंशोधनकेंद्राचे संचालक डॉ. अनिल काकोडकर होते. मात्र स्फोट झाले आणि “ये भारत है, यहाँ कुछ भी हो सकता है।” असा विश्वास निर्माण झाला. अणुसंशोधनाने भारताला पुन्हा एकदा विश्वगुरू करण्याचे स्वप्न दाखवले.

केरळमधील अल्वाये येथील वाळूत युरेनियम आणि थोरियमची खनिजे मिळतात. ही दोन्हीही मूलद्रव्ये अणुइंधने आहेत. त्यांवर प्रक्रिया करून, त्यांचे समृद्धीकरण (एन्रिचमेंट) करून त्यांपासून अणुइंधने तयार केली जातात. अणुइंधने सामान्य इंधनांच्या अब्जपट अधिक ऊर्जा देऊ शकतात. खनिज गवेषणापासून तर अणुइंधनांतली ऊर्जा विद्युतऊर्जेत रूपांतरित करण्यापर्यंतच्या प्रक्रियेला अणुइंधनचक्राचा पूर्वार्ध (फ्रंट एंड) म्हणतात.

वापरलेली अणुइंधने अत्यंत किरणोत्सारी असतात. सजीवांकरता अत्यंत अपायकारक असतात. त्यांतील किरणोत्सार संहत (काँन्सेंट्रेट) करून सुरक्षितरीत्या काचस्वरूपात संघनित केला जातो. त्याची अपायकारकता नाहीशी होईपर्यंत दीर्घकाळ सांभाळत राहावा लागतो. त्यातून अत्यंत मूल्यवान असे प्ल्युटोनियम नावाचे मूलद्रव्यही प्राप्त होते. प्ल्युटोनियमचा उपयोग आण्विक स्फोटके तयार करण्यासाठी होऊ शकतो. वापरलेल्या इंधनांतील किरणोत्सार संघनित करून सांभाळण्यापासून तर त्यातून निर्माण झालेल्या प्ल्युटोनियम सारख्या पदार्थांवर प्रक्रिया करण्यापर्यंतच्या प्रक्रियांना अणुइंधनचक्राचा उत्तरार्ध (बॅक एंड) म्हणतात.

इथवरच्या अणुइंधनचक्रातील सगळ्या प्रक्रिया आपल्या भारत देशाने, स्वबळावर, अत्यंत यशस्वीरीत्या आणि सुरक्षितपणे साध्य केलेल्या आहेत. आपला देश केवळ अणुऊर्जासंपन्नच नाही तर अण्वस्त्रसज्जही झाला आहे. एवढेच नव्हे तर, ऊर्जानिर्मितीतून उद्भवणारा किरणोत्सार अल्पांशात काचबद्ध करून सुरक्षित सांभाळण्याचे तंत्रही भारताने अवगत केले आहे. त्यामुळे आण्विक दृष्टीने तो सुरक्षित झालेला आहे. अनेकदा देश ही प्रगती करत आहे, हेही आपल्याला माहीत नसते आणि नेमक्या कोणत्या शास्त्रज्ञांचा ह्यात सहभाग होता, ही माहितीही आपल्याला नसते. डॉ. शेखर बसू आण्विक पुनर्चक्रण मंडळाचे प्रमुख होते. सुरूवातीस डॉ. बसू यांनी, तारापूर येथील ’उकळते पाणी अणुभट्टी’ करताच्या अणुइंधन घटकांच्या अभिकल्पनाचा सखोल अभ्यास केला. ही त्यांची कामगिरी अपवादात्मकरीत्या उत्तम होती. नंतर त्यांनी अणुपाणबुडी संयंत्र विकासाची जबाबदारी स्वीकारली. कळपक्कम येथे प्रारूप संयंत्र तयार केले. १० ऑगस्ट २०१३ रोजी भारताची पहिली अणुपाणबुडी –अरिहंत- क्रांतिक झाली.

आजवर भाभा अणुसंशोधनकेंद्रात अणुसंशोधनार्थ, सायरसव्यतिरिक्त अप्सरा, ऊर्जित अप्सरा, झर्लिना, सायरस, ध्रुव, पूर्णिमा आणि प्रगत जड पाणी अणुभट्टीकरताची क्रांतिक सुविधा (ऍडव्हान्स्ड हेवी वॉटर रिऍक्टर क्रिटिकल फॅसिलिटी) इत्यादी अणुभट्ट्या निर्माण करून आपल्या देशाच्या अणुविषयक संकल्पनांचा विस्तार करण्यात आला. केंद्राने अणुऊर्जा विकसनाव्यतिरिक्त आरोग्यनिगा, आण्विक कृषी संशोधन, अन्न प्रारणन, निर्क्षारीकरण आणि जलशुद्धी, तसेच ग्रामीणविकासार्थची आणि औद्योगिक वापराकरताची प्रारण उपायोजने, विकसित करून सामान्यांच्या जनजीवनास समृद्ध केलेले आहे. होतकरू तरुणांना केंद्रात संशोधनाची संधी आहे. त्याबाबतची माहिती केंद्राच्या संकेतस्थळावर आहे.

संशोध संस्थान कशी असावी, भाभांनि केली तशी असावी ।
स्वप्ने नवी दाखवती असावी, शोभून देशास पुरी दिसावी ॥

संदर्भः

१.     भाभा अणुसंशोधनकेंद्राचे संकेतस्थळ http://www.barc.gov.in/leaders/index.html

२.     भाभा अणुसंशोधनकेंद्रातील कारकीर्द http://www.barc.gov.in/student/student_cop.pdf

३.     राजा रामण्णाः भारतातील सर्वात आघाडीचे अणुकेंद्रकीय भौतिकशास्त्रज्ञ

https://anuvad-ranjan.blogspot.com/2015/06/blog-post_28.html

४.     डॉ.शेखर बसूः अणुइंधन पुनर्चक्रण पूर्णत्वास नेणारे अणुशास्त्रज्ञ

https://nvgole.blogspot.com/2020/09/blog-post_26.html

५.     अणुस्फोटांचे जादुगारः डॉ.राजगोपाल चिदंबरम

https://nvgole.blogspot.com/2021/11/blog-post.html

६.     भारताची अणुगाथा, आल्हाद आपटे, मनोविकास प्रकाशन-२०१७,रु.४३०/-,पृष्ठेः३५९.