विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी · UPSC नोट्स (हिंदी में)
परमाणु प्रौद्योगिकी — विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी नोट्स
UPSC प्रारंभिक और मुख्य परीक्षा के लिए निःशुल्क, परीक्षा-केंद्रित नोट्स — हर विषय के साथ प्रारंभिक परीक्षा टिप्स और मुख्य परीक्षा बिंदु। 12 विषय.
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ड्रोन क्रांति: भारत की मानवरहित रणनीति (2026 अपडेट)
फरवरी 2026 तक, भारत ने ड्रोन के 'प्रायोगिक' उपयोग से एक व्यवस्थित मानवरहित युद्ध पारिस्थितिकी तंत्र की ओर कदम बढ़ा लिए हैं। जहाँ अमेरिका के साथ MQ-9B प्रीडेटर सौदा आधिकारिक तौर पर संपन्न हो गया है, वहीं स्वदेशी तपस (Tapas) कार्यक्रम अब एक विशिष्ट निगरानी प्लेटफॉर्म बन गया है। इस बीच, स्टील्थ घातक UCAV ने अपने कावेरी इंजन के प्रमाणीकरण के साथ एक महत्वपूर्ण उपलब्धि हासिल की है।
1. वैश्विक दिग्गज: MQ-9B प्रीडेटर डील
सौदा: ₹32,000 करोड़ में 31 प्रीडेटर ड्रोन खरीदे जा रहे हैं (15 नौसेना, 8 वायुसेना, 8 थल सेना)।
MRO हब: जनरल एटॉमिक्स भारत में एक वैश्विक मरम्मत केंद्र (MRO) स्थापित करेगा।
2. स्वदेशी प्रयास: तपस (Tapas)
स्थिति (2026): इसे अब मुख्य रूप से निगरानी के लिए उपयोग किया जा रहा है। यह 28,000 फीट की ऊँचाई तक उड़ान भर सकता है और अब इसके अंतिम नौसैनिक परीक्षण चल रहे हैं।
3. प्रोजेक्ट घातक (Ghatak): स्टील्थ ड्रोन
महत्व: यह भारत का अपना 'स्टील्थ' लड़ाकू ड्रोन है। 2026 में इसके कावेरी इंजन को प्रमाणित किया गया है, जिससे अब इसके बड़े प्रोटोटाइप का रास्ता साफ हो गया है।
4. निजी क्षेत्र की भूमिका
दृष्टि-10 (Drishti-10): अडानी डिफेंस द्वारा निर्मित यह ड्रोन अब सेना और नौसेना में शामिल हो रहा है।
स्वार्म ड्रोन: भारतीय स्टार्टअप्स अब ऐसे ड्रोन बना रहे हैं जो एक साथ 'झुंड' में हमला कर सकते हैं।
| श्रेणी | प्रमुख प्लेटफॉर्म | भूमिका / स्थिति |
|---|---|---|
| रणनीतिक | MQ-9B प्रीडेटर | अमेरिका से आयातित |
| सामरिक | हेरॉन / तपस | सीमा पर निगरानी |
| कॉम्बैट | घातक (Ghatak) | विकास के अधीन (स्टील्थ) |
| मिनी | स्विच / नेत्रा | सैनिकों के लिए हल्का ड्रोन |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- HALE: हाई एल्टीट्यूड ड्रोन (जैसे प्रीडेटर)।
- प्रोजेक्ट चीता: पुराने हेरॉन ड्रोन्स को हथियारों से लैस करने का प्रोजेक्ट।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- रणनीतिक बदलाव: अब ड्रोन केवल निगरानी नहीं करते, बल्कि 'MUM-T' तकनीक के जरिए लड़ाकू विमानों के साथ मिलकर हमला भी कर सकते हैं।
- सुरक्षा: ड्रोन के बढ़ते खतरों को देखते हुए भारत अब 'एंटी-ड्रोन' सिस्टम (D-4) भी तैनात कर रहा है।
क्या आप जानते हैं?
- MQ-9B 50,000 फीट की ऊँचाई पर इतना शांत होता है कि नीचे खड़े व्यक्ति को इसकी आवाज तक नहीं आती।
- घातक ड्रोन का डिज़ाइन 'फ्लाइंग विंग' है, जिससे यह रडार पर एक पक्षी की तरह दिखता है।
रेडियोधर्मिता और परमाणु क्षय: उपपरमाण्विक परिवर्तन
रेडियोधर्मी क्षय (Radioactive Decay) वह स्वतःस्फूर्त प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक अस्थिर परमाणु नाभिक विकिरण उत्सर्जित करके ऊर्जा खो देता है। 1896 में हेनरी बेकरेल द्वारा खोजा गया यह सिद्धांत क्वांटम मैकेनिक्स द्वारा नियंत्रित होता है। 2026 में, रेडियोआइसोटोप का उपयोग अब केवल बिजली बनाने तक सीमित नहीं है, बल्कि यह कैंसर के सटीक उपचार (Targeted Alpha Therapy) और औद्योगिक रेडियोग्राफी में भी महत्वपूर्ण है।
1. क्षय का विज्ञान
अर्ध-आयु (Half-Life): वह समय जिसमें किसी रेडियोधर्मी पदार्थ की मात्रा आधी रह जाती है। कार्बन-14 की अर्ध-आयु 5,730 वर्ष है।
बेकरेल (Bq): रेडियोधर्मिता को मापने की इकाई।
2. रेडियोधर्मी क्षय के प्रकार
अल्फा (alpha) क्षय: हीलियम नाभिक का उत्सर्जन। यह भारी तत्वों (जैसे यूरेनियम) में आम है।
बीटा (beta) क्षय: इलेक्ट्रॉन या पॉज़िट्रॉन का उत्सर्जन। इससे परमाणु क्रमांक बदल जाता है।
गामा (gamma) क्षय: यह केवल ऊर्जा की लहरें (फोटॉन) हैं। इनकी भेदन क्षमता (Penetration) सबसे अधिक होती है।
3. प्रमुख उपयोग (2026)
कार्बन डेटिंग: जीवाश्मों और प्राचीन लकड़ी की आयु पता करने के लिए।
चिकित्सा: कोबाल्ट-60 का उपयोग कैंसर के इलाज (रेडियोथेरेपी) में किया जाता है।
खाद्य संरक्षण: गामा किरणों के जरिए मसालों और फलों को कीटाणुमुक्त करना।
| गुण | अल्फा | बीटा | गामा |
|---|---|---|---|
| प्रकृति | हीलियम नाभिक | इलेक्ट्रॉन | विद्युत चुम्बकीय तरंगें |
| आवेश | +2 | -1 | 0 |
| भेदन क्षमता | न्यूनतम | मध्यम | उच्चतम |
| आयनन क्षमता | उच्चतम | मध्यम | न्यूनतम |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- स्थिरता: भारी रेडियोधर्मी तत्व अंततः सीसे (Lead) में बदलकर स्थिर हो जाते हैं।
- रेडॉन गैस: मिट्टी से निकलने वाली एक प्राकृतिक रेडियोधर्मी गैस।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- अपशिष्ट प्रबंधन: रेडियोधर्मी कचरे का हजारों सालों तक सुरक्षित रहना एक बड़ी चुनौती है।
- स्वच्छ ऊर्जा: परमाणु ऊर्जा कम कार्बन उत्सर्जन वाला एक महत्वपूर्ण विकल्प है, लेकिन सुरक्षा चिंताओं के कारण इस पर बहस जारी है।
क्या आप जानते हैं?
- केले थोड़े रेडियोधर्मी होते हैं क्योंकि उनमें पोटेशियम-40 होता है।
- मैरी क्यूरी की 100 साल पुरानी डायरियाँ आज भी इतनी रेडियोधर्मी हैं कि उन्हें सीसे (Lead) के बक्से में रखा जाता है।
अर्ध-आयु (Half-Life) को समझना: परमाणु घड़ी
अर्ध-आयु (Half-Life) एक रेडियोधर्मी पदार्थ की स्थिरता को मापने के लिए उपयोग किया जाने वाला एक मूलभूत स्थिरांक है। यह उस निश्चित समय को दर्शाता है जो एक नमूने में 50% परमाणुओं को दूसरी अवस्था में बदलने के लिए लगता है। चाहे नमूने में 1 ग्राम सामग्री हो या 1 टन, उसके आधे हिस्से के क्षय होने में लगने वाला समय बिल्कुल समान रहता है।
1. अर्ध-आयु की परिभाषा
वह समय जिसमें किसी रेडियोधर्मी नमूने के परमाणु नाभिकों की संख्या आधी रह जाती है।
यह सामग्री की विकिरण दर (disintegrations per second) को आधा होने में लगने वाला समय भी है।
2. क्षय का गणितीय स्वरूप
1 अर्ध-आयु के बाद: 50% सामग्री बचती है।
2 अर्ध-आयु के बाद: 25% सामग्री बचती है।
3 अर्ध-आयु के बाद: 12.5% सामग्री बचती है।
3. व्यावहारिक महत्व
चिकित्सा: कम अर्ध-आयु वाले पदार्थों (जैसे आयोडीन-131) का उपयोग शरीर के अंगों की जाँच के लिए किया जाता है।
भूविज्ञान: लंबी अर्ध-आयु वाले यूरेनियम का उपयोग चट्टानों और पृथ्वी की आयु ज्ञात करने के लिए किया जाता है।
| अर्ध-आयु की संख्या | बचा हुआ हिस्सा | बचा हुआ प्रतिशत |
|---|---|---|
| 0 | 1/1 | 100% |
| 1 | 1/2 | 50% |
| 2 | 1/4 | 25% |
| 3 | 1/8 | 12.5% |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- स्थिरता: तापमान या दबाव बदलने से अर्ध-आयु नहीं बदलती।
- सूत्र: सामग्री की मात्रा समय के साथ तेजी से (exponentially) कम होती है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- पर्यावरण नीति: परमाणु कचरे की लंबी अर्ध-आयु के कारण ही चेरनोबिल जैसे क्षेत्र सदियों तक इंसानों के रहने योग्य नहीं रहेंगे।
- इतिहास और विज्ञान: अर्ध-आयु विधि इतिहासकारों को प्राचीन सभ्यताओं के समय की सटीक जानकारी देने में मदद करती है।
क्या आप जानते हैं?
- कार्बन-14 डेटिंग इसलिए काम करती है क्योंकि हर जीवित वस्तु में एक 'परमाणु घड़ी' होती है जो मृत्यु के क्षण से टिक-टिक (क्षय) करना शुरू कर देती है।
- ब्रह्मांड की आयु से भी अधिक लंबी अर्ध-आयु वाले तत्व मौजूद हैं।
रेडियोकार्बन डेटिंग: जैविक समय मशीन
रेडियोकार्बन डेटिंग एक वैज्ञानिक विधि है जिसका उपयोग जैविक पदार्थों में मौजूद रेडियोधर्मी कार्बन-14 की मात्रा को मापकर उनकी आयु निर्धारित करने के लिए किया जाता है। 1940 के दशक के उत्तरार्ध में विलार्ड लिब्बी द्वारा विकसित इस पद्धति ने पुरातत्व विज्ञान में क्रांति ला दी है।
1. कार्बन-14 का विज्ञान
अवशोषण: जीवित पौधे और जीव हवा से कार्बन-14 लेते हैं।
मृत्यु के बाद: जब जीव मर जाता है, तो वह नया कार्बन लेना बंद कर देता है। उसके शरीर में मौजूद कार्बन-14 धीरे-धीरे नाइट्रोजन-14 में बदलना शुरू हो जाता है।
2. अर्ध-आयु और आयु गणना
अर्ध-आयु: कार्बन-14 की अर्ध-आयु लगभग 5,730 वर्ष है।
सीमा: यह विधि केवल 50,000 साल पुरानी वस्तुओं तक ही सटीक काम करती है। इससे पुरानी वस्तुओं के लिए यूरेनियम-लेड डेटिंग का उपयोग किया जाता है।
3. आधुनिक तकनीक
AMS: यह तकनीक अब बहुत छोटे नमूनों (जैसे कपड़े का एक धागा) से भी सही आयु बता सकती है।
| आइसोटोप | अर्ध-आयु | डेटिंग रेंज | उपयोग |
|---|---|---|---|
| कार्बन-14 | 5,730 वर्ष | 50,000 वर्ष तक | हड्डियाँ, लकड़ी |
| पोटेशियम-40 | 1.3 अरब वर्ष | पुराने पत्थर | ज्वालामुखी चट्टानें |
| यूरेनियम-238 | 4.5 अरब वर्ष | अरबों वर्ष | पृथ्वी की आयु |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- केवल जैविक: यह विधि केवल उन्हीं वस्तुओं पर काम करती है जो कभी जीवित थीं।
- नाइट्रोजन-14: कार्बन-14 क्षय होकर वापस नाइट्रोजन-14 बन जाता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- जलवायु परिवर्तन: पुरानी बर्फ में दबे बुलबुलों की डेटिंग करके वैज्ञानिक पृथ्वी के वायुमंडल का इतिहास समझ रहे हैं।
- पुरातत्व: यह तकनीक इतिहास की घटनाओं को बिना किसी लिखित प्रमाण के साबित करने का सबसे विश्वसनीय तरीका है।
क्या आप जानते हैं?
- कार्बन डेटिंग का उपयोग पत्थरों या हीरे पर नहीं किया जा सकता क्योंकि वे कभी जीवित नहीं थे।
- मृत सागर के दस्तावेजों (Dead Sea Scrolls) की आयु इसी विधि से जाँची गई थी।
बंधन ऊर्जा (Binding Energy): ब्रह्मांड की गोंद
बंधन ऊर्जा (Binding Energy) वह ऊर्जा है जो एक नाभिक को उसके व्यक्तिगत प्रोटॉन और न्यूट्रॉन (न्यूक्लियॉन) में अलग करने के लिए आवश्यक होती है। यह नाभिक के निर्माण के समय द्रव्यमान क्षति (Mass Deficit) से उत्पन्न होने वाली 'लापता ऊर्जा' है।
1. द्रव्यमान क्षति (Mass Deficit)
किसी नाभिक का कुल द्रव्यमान हमेशा उसके प्रोटॉन और न्यूट्रॉन के अलग-अलग द्रव्यमानों के योग से कम होता है।
E = mc^2: यह 'खोया हुआ' द्रव्यमान ऊर्जा में बदल जाता है, जो नाभिक को एक साथ बांधे रखता है।
2. स्थिरता और बंधन ऊर्जा
लोहा-56 (Iron-56): इसकी प्रति न्यूक्लियॉन बंधन ऊर्जा सबसे अधिक है, इसलिए यह ब्रह्मांड का सबसे स्थिर तत्व है।
संलयन (Fusion): हल्के तत्व स्थिर होने के लिए आपस में जुड़ते हैं।
विखंडन (Fission): भारी तत्व स्थिर होने के लिए दो हिस्सों में टूटते हैं।
3. उदाहरण: ड्यूटेरियम
ड्यूटेरियम की बंधन ऊर्जा लगभग 2.23 MeV है। इसका मतलब है कि इसके नाभिक को तोड़ने के लिए इतनी ही ऊर्जा देनी होगी।
| द्रव्यमान श्रेणी | प्रक्रिया | उद्देश्य | उदाहरण |
|---|---|---|---|
| हल्के नाभिक | परमाणु संलयन | स्थिरता बढ़ाना | सूर्य (हाइड्रोजन) |
| मध्यम नाभिक | स्थिर | अधिकतम स्थिरता | लोहा-56 |
| भारी नाभिक | परमाणु विखंडन | स्थिरता बढ़ाना | यूरैनियम |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- MeV: परमाणु ऊर्जा मापने की इकाई।
- प्रबल नाभिकीय बल: वह बल जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को नाभिक के अंदर बांधे रखता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- परमाणु ऊर्जा का आधार: बाइंडिंग एनर्जी कर्व हमें बताता है कि विखंडन और संलयन दोनों से ऊर्जा क्यों निकलती है।
- भविष्य की ऊर्जा: 2026 में ITER जैसे प्रोजेक्ट इसी सिद्धांत पर काम कर रहे हैं ताकि संलयन से असीमित ऊर्जा प्राप्त की जा सके।
क्या आप जानते हैं?
- लोहा इतना स्थिर है कि भारी सितारों का अंत लोहे के कोर बनने पर होता है, जिसके बाद सुपरनोवा विस्फोट होता है।
- आइंस्टीन के सूत्र के अनुसार, ऊर्जा और द्रव्यमान एक ही सिक्के के दो पहलू हैं।
परमाणु विखंडन बनाम संलयन: परमाणु की शक्ति
2026 की शुरुआत में, वैश्विक ऊर्जा परिदृश्य एक ऐतिहासिक बदलाव देख रहा है। जहाँ परमाणु विखंडन (Fission) कार्बन-मुक्त बिजली का विश्वसनीय आधार बना हुआ है, वहीं परमाणु संलयन (Fusion) अनुसंधान अपने चरम पर है। सूर्य को ऊर्जा देने वाली इसी 'स्टार-पावर' को पृथ्वी पर उतारने के लिए अब अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर बड़े परीक्षण किए जा रहे हैं।
1. परमाणु विखंडन (Nuclear Fission)
प्रक्रिया: एक भारी नाभिक (जैसे यूरेनियम) का दो छोटे हिस्सों में टूटना।
चेन रिएक्शन: एक विखंडन से निकले न्यूट्रॉन दूसरे परमाणुओं को तोड़ते हैं, जिससे ऊर्जा की एक निरंतर श्रृंखला बनती है।
कचरा: इसमें रेडियोधर्मी कचरा पैदा होता है जिसे हजारों वर्षों तक सुरक्षित रखना पड़ता है।
2. परमाणु संलयन (Nuclear Fusion)
प्रक्रिया: दो हल्के नाभिकों (जैसे हाइड्रोजन) का जुड़कर एक बड़ा नाभिक (हीलियम) बनाना।
ऊर्जा का स्रोत: उत्पाद का द्रव्यमान शुरुआती नाभिकों से कम होता है, और यही अंतर ऊर्जा के रूप में निकलता है।
स्वच्छ ऊर्जा: इसमें कोई हानिकारक कचरा नहीं निकलता और इसका ईंधन (पानी से हाइड्रोजन) असीमित है।
| विशेषता | परमाणु विखंडन | परमाणु संलयन |
|---|---|---|
| परिभाषा | भारी नाभिक का टूटना | हल्के नाभिकों का जुड़ना |
| ईंधन | यूरेनियम, प्लूटोनियम | ड्यूटेरियम, ट्रिटियम |
| कचरा | रेडियोधर्मी कचरा | न्यूनतम (हीलियम) |
| उपयोग | परमाणु बिजली घर | सूर्य और तारे |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- क्रिटिकल मास: विखंडन की श्रृंखला को चालू रखने के लिए आवश्यक न्यूनतम ईंधन।
- टोकामक (Tokamak): संलयन ऊर्जा बनाने के लिए उपयोग किया जाने वाला उपकरण।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- ऊर्जा सुरक्षा: विखंडन आज की जरूरत है, लेकिन संलयन भविष्य की असीमित और स्वच्छ ऊर्जा का एकमात्र रास्ता है।
- भारत की भूमिका: भारत थोरियम आधारित परमाणु कार्यक्रम पर काम कर रहा है और साथ ही अंतर्राष्ट्रीय संलयन (ITER) प्रोजेक्ट में भी बड़ा योगदान दे रहा है।
क्या आप जानते हैं?
- सिर्फ एक ग्राम संलयन ईंधन 11 टन कोयले के बराबर ऊर्जा दे सकता है!
- फ्रांस में बन रहा ITER प्रोजेक्ट सूर्य के केंद्र से 10 गुना अधिक गर्म प्लाज्मा को नियंत्रित करने की कोशिश कर रहा है।
पृथ्वी पर परमाणु संलयन: तारों की शक्ति का संचयन
2026 की शुरुआत में, 'नेट एनर्जी गेन' (खपत से अधिक ऊर्जा उत्पादन) की खोज एक महत्वपूर्ण चरण में पहुँच गई है। हालाँकि व्यावसायिक संलयन संयंत्र अभी तक चालू नहीं हुए हैं, लेकिन फ्रांस में ITER परियोजना और चीन के EAST 'कृत्रिम सूर्य' ने प्लाज्मा स्थिरता के नए रिकॉर्ड स्थापित किए हैं।
1. टोकामक (Tokamak) क्या है?
यह एक ऐसी मशीन है जो चुंबकीय क्षेत्र (Magnetic Field) का उपयोग करके 'प्लाज्मा' को एक डोनट के आकार में रोक कर रखती है।
चूंकि कोई भी धातु 15 करोड़ डिग्री तापमान नहीं झेल सकती, इसलिए प्लाज्मा को दीवारों से दूर रखने के लिए चुंबकों का उपयोग किया जाता है।
2. ITER: एक वैश्विक महापरियोजना
उद्देश्य: 50 मेगावाट ऊर्जा लगाकर 500 मेगावाट बिजली पैदा करना।
भारत का योगदान: भारत ने दुनिया का सबसे बड़ा 'क्रायोस्टेट' (Cryostat) बनाया है, जो रिएक्टर के चुंबकों को ठंडा रखने के लिए एक विशाल रेफ्रिजरेटर की तरह काम करता है।
3. चीन का 'कृत्रिम सूर्य' (EAST)
यह 150 मिलियन डिग्री सेल्सियस तक पहुँच सकता है।
इसका उद्देश्य स्वच्छ और असीमित ऊर्जा के स्रोत को खोलना है।
| परियोजना | स्थान | मुख्य उपलब्धि |
|---|---|---|
| ITER | फ्रांस | 500 मेगावाट का लक्ष्य |
| EAST | चीन | 1,000+ सेकंड तक प्लाज्मा नियंत्रण |
| SST-1 | भारत | स्वदेशी टोकामक परीक्षण |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- ITER सदस्य: भारत सहित 7 मुख्य भागीदार।
- Q-वैल्यू: उत्पादित ऊर्जा और खर्च की गई ऊर्जा का अनुपात।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- ऊर्जा का भविष्य: संलयन सौर और पवन ऊर्जा की तरह मौसम पर निर्भर नहीं है और इसमें कोई परमाणु कचरा भी नहीं निकलता।
- भारत की स्थिति: ITER में सफलता ने भारत की भारी इंजीनियरिंग कंपनियों को वैश्विक स्तर पर पहचान दिलाई है।
क्या आप जानते हैं?
- भारत द्वारा ITER के लिए बनाया गया क्रायोस्टेट वजन में छह एफिल टावरों के बराबर है!
- यदि संलयन सफल होता है, तो एक गिलास समुद्री पानी से इतनी ऊर्जा मिल सकती है जितनी 500 लीटर पेट्रोल जलाने से मिलती है।
परमाणु रिएक्टर और भारत का रणनीतिक त्रि-स्तरीय कार्यक्रम
2026 की शुरुआत में, भारत अपनी परमाणु यात्रा के एक महत्वपूर्ण मोड़ पर है। जहाँ PHWRs (पहला चरण) स्थिर बिजली प्रदान कर रहे हैं, वहीं कलपक्कम में प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) (दूसरा चरण) अपने अंतिम परीक्षणों के दौर में है। यह भारत के विशाल थोरियम भंडार (तीसरा चरण) का उपयोग करने के लिए आवश्यक 'पुल' है।
1. परमाणु रिएक्टर के मुख्य भाग
ईंधन (Fuel): यूरेनियम ऑक्साइड की छड़ें।
मॉडरेटर (Moderator): न्यूट्रॉन की गति को धीमा करता है ताकि विखंडन जारी रहे (जैसे भारी पानी या ग्रेफाइट)।
कंट्रोल रॉड: बोरॉन या कैडमियम से बनी छड़ें जो न्यूट्रॉन को सोखकर रिएक्शन को नियंत्रित करती हैं।
कूलेंट: रिएक्टर की गर्मी को बाहर ले जाने वाला तरल या गैस।
2. रिएक्टर के प्रकार
PHWR: भारत के परमाणु कार्यक्रम का आधार, जो प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करता है।
फास्ट ब्रीडर (FBR): यह जितना ईंधन खर्च करता है, उससे अधिक 'पैदा' करता है।
थोरियम रिएक्टर: यह थोरियम को यूरेनियम-233 में बदलकर बिजली पैदा करता है।
| चरण | रैक्टोर का प्रकार | ईंधन | स्थिति (2026) |
|---|---|---|---|
| चरण 1 | PHWR | प्राकृतिक यूरेनियम | व्यावसायिक रूप से सक्रिय |
| चरण 2 | FBR | प्लूटोनियम | कलपक्कम में परीक्षण |
| चरण 3 | थोरियम | थोरियम / U-233 | प्रायोगिक स्तर पर |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- होमी जे. भाभा: भारतीय परमाणु कार्यक्रम के जनक।
- थोरियम: यह सीधे उपयोग नहीं हो सकता, इसे पहले यूरेनियम-233 में बदलना पड़ता है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- ऊर्जा आत्मनिर्भरता: थोरियम पर ध्यान केंद्रित करना भारत को यूरेनियम के आयात और विदेशी दबाव से मुक्त करेगा।
- क्लोज्ड फ्यूल साइकिल: भारत एक चरण के कचरे को अगले चरण के ईंधन के रूप में इस्तेमाल करता है, जिससे प्रदूषण कम होता है।
क्या आप जानते हैं?
- सिर्फ 1 किलो यूरेनियम 2,700 टन कोयले के बराबर ऊर्जा दे सकता है!
- भारत के केरल तट की रेत (Monazite) में दुनिया का सबसे बड़ा थोरियम भंडार है।
भारत का रणनीतिक त्रि-स्तरीय परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम
डॉ. होमी जे. भाभा द्वारा डिजाइन किया गया भारत का परमाणु रोडमैप एक 'बंद ईंधन चक्र' रणनीति है। इसका उद्देश्य भारत के सीमित यूरेनियम भंडार से दक्षिण भारत की मोनजाइट रेत में पाए जाने वाले विशाल थोरियम भंडार की ओर बढ़ना है। 2026 की शुरुआत तक, PFBR (दूसरे चरण) के सफल परीक्षणों ने भारत को थोरियम-आधारित ऊर्जा स्वतंत्रता के अंतिम लक्ष्य के और करीब ला दिया है।
1. त्रि-स्तरीय रोडमैप
प्रथम चरण: PHWR: प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग करता है और प्लूटोनियम-239 उत्पन्न करता है।
द्वितीय चरण: FBR (फास्ट ब्रीडर): यह पहले चरण के प्लूटोनियम का उपयोग करता है और थोरियम को यूरेनियम-233 में बदलता है।
तृतीय चरण: थोरियम रिएक्टर: यह भारत के विशाल थोरियम भंडार का उपयोग करके सदियों तक बिजली प्रदान करेगा।
2. रिएक्टर के प्रमुख भाग
मॉडरेटर (Heavy Water): न्यूट्रॉन की गति को धीमा करता है।
कंट्रोल रॉड (Boron/Cadmium): न्यूट्रॉन को सोखकर चेन रिएक्शन को नियंत्रित करती है।
| रिएक्टर का प्रकार | न्यूट्रॉन गति | मॉडरेटर | मुख्य विशेषता |
|---|---|---|---|
| PHWR | धीमी | भारी पानी | प्राकृतिक यूरेनियम का उपयोग |
| FBR | तेज़ | कोई नहीं | ईंधन का उत्पादन अधिक करता है |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- मोनजाइट: थोरियम का मुख्य स्रोत, जो केरल की रेत में मिलता है।
- PFBR: दूसरे चरण का मुख्य रिएक्टर, जो कलपक्कम में स्थित है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- ऊर्जा सुरक्षा: थोरियम तकनीक भारत को भविष्य में ऊर्जा के लिए आत्मनिर्भर बनाएगी।
- सुरक्षा: भारतीय रिएक्टर अपनी सुरक्षा प्रणालियों के कारण दुनिया में सबसे सुरक्षित माने जाते हैं।
क्या आप जानते हैं?
- थोरियम स्वयं नहीं टूट सकता, इसे पहले प्लूटोनियम के साथ 'पकाना' पड़ता है ताकि यह ईंधन (U-233) बन सके।
- कलपक्कम का KAMINI रिएक्टर दुनिया का एकमात्र रिएक्टर है जो यूरेनियम-233 पर चलता है।
भारत की परमाणु ऊर्जा स्थिति: विस्तार का चरण (2026)
12 फरवरी 2026 तक, भारत की स्थापित परमाणु क्षमता 8,780 मेगावाट तक पहुँच गई है। यह कार्यक्रम अब परमाणु ऊर्जा मिशन के तहत तेजी से विस्तार कर रहा है, जिसका लक्ष्य 2032 तक 22,380 मेगावाट और 2047 तक 100 गीगावाट क्षमता प्राप्त करना है। कलपक्कम में PFBR मार्च 2026 तक सक्रिय होने की उम्मीद है, जो दूसरे चरण की शुरुआत करेगा।
1. वर्तमान स्थिति (फरवरी 2026)
कुल क्षमता: 8,780 मेगावाट (24 रिएक्टर)।
हालिया प्रगति: काकरापार यूनिट 4 और राजस्थान यूनिट 7 अब पूरी क्षमता से बिजली दे रहे हैं।
कुडनकुलम: यूनिट 3 और 4 का काम 2026-27 तक पूरा होने की उम्मीद है।
2. द्वितीय चरण: PFBR कलपक्कम
ताज़ा अपडेट: परमाणु नियामक बोर्ड (AERB) ने ईंधन भरने की मंजूरी दे दी है। मार्च 2026 तक यह रिएक्टर चालू (Critical) होने की संभावना है।
महत्व: यह भारत के परमाणु कार्यक्रम के दूसरे चरण की शुरुआत होगी, जो थोरियम के उपयोग का मार्ग प्रशस्त करेगा।
3. भविष्य का लक्ष्य (100 GW)
SMR मिशन: सरकार ने छोटे मॉड्यूलर रिएक्टरों (SMR) के लिए ₹20,000 करोड़ आवंटित किए हैं।
बड़े प्रोजेक्ट्स: जैतापुर (महाराष्ट्र) और कोव्वडा (आंध्र प्रदेश) के लिए बातचीत अब अंतिम चरण में है।
| वर्ष | लक्ष्य क्षमता | मुख्य कारक |
|---|---|---|
| 2026 | 8,780 MW | PFBR का सक्रिय होना |
| 2032 | 22,380 MW | 10 स्वदेशी PHWR का पूरा होना |
| 2047 | 100,000 MW | थोरियम और निजी भागीदारी |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- PFBR ईंधन: प्लूटोनियम और यूरेनियम का मिश्रण (MOX)।
- SMR मिशन: छोटे रिएक्टरों के लिए 2025 में शुरू की गई नई नीति।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- निजी भागीदारी: 2025 के बजट में पहली बार परमाणु ऊर्जा में निजी क्षेत्र को अनुमति दी गई है, जो निवेश की कमी को पूरा करेगा।
- स्वच्छ ऊर्जा: नीति आयोग के अनुसार, सौर और पवन ऊर्जा के साथ-साथ परमाणु ऊर्जा ही भारत को 2070 तक नेट-जीरो लक्ष्य तक ले जा सकती है।
क्या आप जानते हैं?
- भारत ने निर्माण में तेजी लाने के लिए परमाणु उपकरणों के आयात पर 2035 तक टैक्स में छूट दी है।
- काकरापार यूनिट-3 दुनिया का पहला 700 मेगावाट का स्वदेशी PHWR रिएक्टर है।
परमाणु हथियार: निवारण का विज्ञान (2026 अपडेट)
12 फरवरी 2026 तक, 5 फरवरी को न्यू स्टार्ट संधि (New START Treaty) की समाप्ति के बाद वैश्विक परमाणु परिदृश्य एक अस्थिर युग में प्रवेश कर गया है। दशकों में पहली बार, दुनिया के सबसे बड़े शस्त्रागारों पर कोई कानूनी सीमा नहीं है। इस बीच, भारत ने लगभग 180 परमाणु हथियारों का भंडार बना लिया है और अपनी जवाबी हमले (Second-strike) की क्षमता को सुरक्षित करने के लिए रेल-मोबाइल अग्नि-P का सफलतापूर्वक संचालन शुरू कर दिया है।
1. विखंडन श्रृंखला प्रक्रिया (Chain Reaction)
प्रक्रिया: जब एक न्यूट्रॉन यूरेनियम नाभिक से टकराता है, तो वह ऊर्जा और 2-3 नए न्यूट्रॉन छोड़ता है।
विस्फोट: यह प्रक्रिया माइक्रोसेकंड में अरबों बार होती है, जिससे भारी ऊर्जा निकलती है।
2. यूरेनियम संवर्धन (Enrichment)
सिविल ग्रेड (LEU): 20% से कम U-235। इसका उपयोग बिजली बनाने के लिए किया जाता है।
वेपन ग्रेड (HEU): 85% से अधिक U-235। इसका उपयोग परमाणु बम बनाने के लिए किया जाता है ताकि आकार छोटा रखा जा सके।
3. भारत की परमाणु स्थिति (2026)
परमाणु तिकड़ी (Triad): भारत जमीन (अग्नि), हवा (राफेल) और समुद्र (अरिहंत) तीनों जगहों से परमाणु हमला कर सकता है।
रेल-मोबाइल अग्नि-P: 2026 में, भारत ने अग्नि मिसाइलों को रेलगाड़ियों पर तैनात किया है, जिन्हें ट्रैक करना दुश्मन के लिए बेहद मुश्किल है।
| देश | हथियार (अनुमान) | मुख्य प्लेटफॉर्म |
|---|---|---|
| रूस | 5,580 | सरमत (Sarmat) मिसाइल |
| अमेरिका | 5,044 | B-21 रेडर (Stealth) |
| चीन | 1,000 तक | DF-41 मिसाइल |
| भारत | 180 | अग्नि-V / INS अरिहंत |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- NFU नीति: भारत पहले हमला नहीं करेगा, लेकिन हमला होने पर कड़ा जवाब देगा।
- न्यू स्टार्ट संधि: फरवरी 2026 में समाप्त हो गई, जिससे वैश्विक परमाणु अस्थिरता बढ़ी है।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- रणनीतिक स्थिरता: 2026 में वैश्विक संधियों के खत्म होने से भारत के लिए अपनी परमाणु मिसाइलों को रेल और सड़क पर गतिशील (Mobile) रखना सुरक्षा के लिए अनिवार्य हो गया है।
- MIRV तकनीक: एक ही मिसाइल से कई शहरों पर हमला करने की क्षमता अब भारत ने हासिल कर ली है, जो किसी भी मिसाइल डिफेंस सिस्टम को चकमा दे सकती है।
क्या आप जानते हैं?
- हिरोशिमा बम में केवल 0.7 ग्राम द्रव्यमान ऊर्जा में बदला था—यह एक तितली के वजन से भी कम है!
- भारत के परमाणु हथियारों की कमान प्रधानमंत्री के पास होती है, जो 'कैबिनेट कमेटी ऑन सिक्योरिटी' के माध्यम से निर्णय लेते हैं।
यूरेनियम प्रसंस्करण और परमाणु प्रौद्योगिकी की दोहरी प्रकृति
यूरेनियम प्रसंस्करण शांतिपूर्ण ऊर्जा और सैन्य हथियारों के बीच का मुख्य द्वार है। फरवरी 2026 तक, दुनिया का ध्यान अगली पीढ़ी के छोटे रिएक्टरों (SMR) के लिए लेजर आइसोटोप पृथक्करण पर केंद्रित हो गया है। जहाँ चिकित्सा से लेकर अंतरिक्ष तक इसके लाभ व्यापक हैं, वहीं परमाणु प्रसार और विकिरण सुरक्षा के जोखिम आज भी बड़ी चुनौतियाँ हैं।
1. यूरेनियम संवर्धन की विधियाँ
सेंट्रीफ्यूज (Centrifugation): सबसे आधुनिक विधि, जहाँ गैस को घुमाकर भारी और हल्के यूरेनियम को अलग किया जाता है।
लेजर पृथक्करण (Laser Separation): 2026 की सबसे उन्नत तकनीक, जो बहुत कम ऊर्जा में यूरेनियम को शुद्ध कर सकती है।
2. परमाणु तकनीक के अनुप्रयोग
चिकित्सा: कैंसर का इलाज और शरीर के अंगों की स्कैनिंग।
कृषि: बीजों की नई किस्मों का विकास और कीड़ों का खात्मा।
भोजन: मसालों और फलों को कीटाणुमुक्त करना ताकि वे लंबे समय तक टिक सकें।
3. परमाणु तकनीक के खतरे
रेडियोधर्मी कचरा: इसे हजारों सालों तक सुरक्षित रखना एक बड़ी चुनौती है।
परमाणु प्रसार: शांतिपूर्ण तकनीक का उपयोग हथियार बनाने के लिए किए जाने का डर।
दुर्घटनाएँ: फुकुशिमा जैसी आपदाओं का खतरा।
| क्षेत्र | सकारात्मक उपयोग | संबंधित खतरा |
|---|---|---|
| ऊर्जा | स्वच्छ बिजली | रेडियोधर्मी कचरा |
| चिकित्सा | कैंसर का इलाज | विकिरण का रिसाव |
| रणनीतिक | राष्ट्रीय सुरक्षा | परमाणु युद्ध का खतरा |
प्रारंभिक परीक्षा टिप्स
- येलोकेक (Yellowcake): यूरेनियम अयस्क से प्राप्त ठोस पाउडर।
- IAEA: परमाणु सुरक्षा और हथियारों पर निगरानी रखने वाली वैश्विक संस्था।
मुख्य परीक्षा बिंदु
- SMR का उदय: छोटे और सुरक्षित रिएक्टर अब भविष्य की ऊर्जा जरूरतों के लिए बड़े परमाणु संयंत्रों का विकल्प बन रहे हैं।
- कचरा प्रबंधन: अब वैज्ञानिक परमाणु कचरे को फिर से प्रोसेस करके उसे ईंधन के रूप में उपयोग करने की तकनीक पर काम कर रहे हैं।
क्या आप जानते हैं?
- कोयले या तेल की तुलना में परमाणु ऊर्जा वास्तव में सबसे सुरक्षित ऊर्जा स्रोतों में से एक मानी जाती है।
- 1977 में लॉन्च किया गया वॉयेजर-1 अंतरिक्ष यान आज 2026 में भी केवल अपनी छोटी परमाणु बैटरी के कारण पृथ्वी से संपर्क में है।