Explainer: દુનિયાનો સૌથી મોટો યુરેનિયમ ભંડાર કયા દેશ પાસે છે? જાણો તેના ખાણકામની પ્રક્રિયા કેવી છે | Which country has the world largest uranium reserves know uranium and its enrichment
Know Uranium And Its Enrichment: કલ્પના કરો કે મગફળીના દાણા જેટલો એક નાનો ટુકડો આખા વર્ષ સુધી હજારો ઘરોને વીજળી આપી શકે છે. પણ આ જ ટુકડો એટલો ખતરનાક છે કે તેનો સ્પર્શ પણ જીવલેણ બની શકે છે. આ છે યુરેનિયમની તાકાત અને તેની ભયાનકતા. જે પદાર્થ માટે વિશ્વમાં યુદ્ધો થઈ રહ્યા છે, એને કાઢવા માટે માનવીએ પૃથ્વીના ગર્ભને પણ ફ્રીઝરમાં પરિવર્તિત કરી દેવાની પદ્ધતિ વિકસાવી છે. ચાલો, આ રહસ્યમય પદાર્થની દુનિયામાં ઊંડા ઉતરીએ અને જાણીએ કે વિશ્વમાં યુરેનિયમનો સૌથી મોટો જથ્થો ક્યાં છે અને તેને કાઢવા માટે બરફની દીવાલ કેમ બનાવવી પડે છે.
યુરેનિયમને કારણે વિશ્વ યુદ્ધની ચપેટમાં
આજકાલ વિશ્વમાં યુરેનિયમને લઈને ભારે હોબાળો મચેલો છે. ઈરાનને ન્યુક્લિયર પાવર બનતું રોકવા માટે અમેરિકા અને ઈઝરાયલ તેની સામે યુદ્ધે ચઢેલા છે. પણ, કોઈ દેશ પાસે યુરેનિયમ હોય એટલા માત્રથી એ અણુ બોમ્બ નથી બનાવી શકતો. સાદું યુરેનિયમ જોખમી નથી, પરંતુ જ્યારે તેને ‘સંવર્ધિત’ કરાય છે, ત્યારે તેનામાં મોટા વિનાશ કરવાની શક્તિ આવે છે. અણુ બોમ્બ બનાવવા માટે સંવર્ધિત યુરેનિયમ હોવું જરૂરી છે.
શું છે યુરેનિયમ અને તેનું સંવર્ધન?
યુરેનિયમ એક કુદરતી ખનીજ છે. તેમાં બે પ્રકારના ભાગ હોય છે. એક છે ‘U-235’ (Fissile એટલે કે ઉપયોગી, જે તૂટીને ઊર્જા આપે છે) અને બીજો છે ‘U-238’ (Non-fissile એટલે કે નિષ્ક્રિય, જે તૂટતો નથી). કુદરતમાં મળતા યુરેનિયમમાં U-235 માત્ર 0.7% જેટલો જ છે, જે વીજળી બનાવવા કે બોમ્બ બનાવવા માટે ખૂબ જ ઓછો છે. તેથી, વિજ્ઞાનીઓ U-235 ની ટકાવારી કૃત્રિમ રીતે વધારે છે અને એ પ્રક્રિયાને જ ‘યુરેનિયમ સંવર્ધન’ (Enrichment) કહેવામાં આવે છે. સરળ શબ્દોમાં કહીએ તો, ‘સંવર્ધન’ એટલે યુરેનિયમમાંથી ઓછા ઉપયોગી ભાગ કાઢીને તેને વધુ શક્તિશાળી અને ઉપયોગી બનાવવું.
યુરેનિયમના સંવર્ધનની ત્રણ પદ્ધતિ
સંવર્ધનનો અર્થ ‘નવું U-235 બનાવવું’ નથી, પરંતુ કુદરતમાં પહેલેથી રહેલા U-235ને અલગ કરીને તેની ટકાવારી વધારવી છે. આ પ્રક્રિયામાં ખૂબ ઊંચી ટેકનોલોજી, નિયંત્રણ અને સલામતી ધોરણો જરૂરી હોય છે. તે માટે મુખ્ય રીતે નીચેની પદ્ધતિ વપરાય છે.
1) ગેસ સેન્ટ્રિફ્યુજ (Gas Centrifuge)- સૌથી સામાન્ય પદ્ધતિ
– યુરેનિયમને પહેલા યુરેનિયમ હેક્સાફ્લોરાઇડ (UF₆) ગેસમાં ફેરવાય છે.
– આ ગેસને ખૂબ જ ઝડપી ગતિએ ફરતા સિલિન્ડર (Centrifuge)માં મૂકવામાં આવે છે.
– ભારે U-238 બહારની તરફ ખસે છે, જ્યારે હળવું U-235 મધ્યમાં રહે છે.
– આ પ્રક્રિયા હજારો વાર (Cascade System) કરાય છે, જેથી ધીમે ધીમે U-235નું પ્રમાણ વધે છે.
2) ગેસિયસ ડિફ્યુઝન (Gaseous Diffusion)- જૂની પદ્ધતિ
– UF₆ ગેસ બહુ પાતળી જાળી (Membrane)માંથી પસાર કરાય છે.
– હળવા અણુઓ (U-235) થોડી ઝડપથી પસાર થાય છે, જ્યારે ભારે (U-238) ધીમા રહે છે.
– આ પ્રક્રિયા પણ હજારો તબક્કામાં થાય છે, એટલે ઊર્જાની જરૂર વધુ પડે છે.
– આજે આ પદ્ધતિ બહુ ઓછી વપરાય છે.
3) લેસર આધારિત સંવર્ધન (Laser Enrichment)
– ખાસ લેસર કિરણો વડે U-235 અને U-238 વચ્ચેનો સૂક્ષ્મ તફાવત ઓળખીને U-235ને અલગ કરાય છે.
– આ પદ્ધતિ આધુનિક છે, પરંતુ ટેક્નોલોજીની દૃષ્ટિએ જટિલ અને સંવેદનશીલ હોવાથી મર્યાદિત ઉપયોગમાં છે.
કેટલા સંવર્ધનમાંથી શું બને?
પાવર પ્લાન્ટ માટે: માત્ર 3% થી 5% સુધી સંવર્ધન કરાય છે. એટલું પૂરતું છે, કેમ કે એમાંથી નિયંત્રિત રીતે વીજળી બનાવી શકાય છે.
અણુ બોમ્બ માટે: 90% અથવા તેથી વધુ સંવર્ધન જરૂરી છે, જેને વેપન ગ્રેડ (Weapons Grade) કહેવાય છે.
ઈરાન સામે અમેરિકા-ઈઝરાયલનો સૌથી મોટો વાંધો આ છે. તેમનું માનવું છે કે, ઈરાન મોટા પાયે યુરેનિયમનું સંવર્ધન કરી રહ્યું છે.
વિશ્વનો સૌથી મોટો યુરેનિયમ ભંડાર કયા દેશ પાસે છે?
જો તમને લાગતું હોય કે ઈરાન, ચીન કે રશિયા પાસે સૌથી વધુ યુરેનિયમ છે, તો તમે ખોટા છો. ચાલો એ વિશે વાત કરીએ.
1. ઓસ્ટ્રેલિયા: યુરેનિયમનો સૌથી મોટો હિસ્સો, લગભગ 28% (આશરે 17 લાખ ટન), ઓસ્ટ્રેલિયા પાસે છે. અહીંની ‘ઓલિમ્પિક ડેમ’ વિશ્વની સૌથી મોટી ખાણ છે.
2. કઝાકસ્તાન: બીજા ક્રમે છે કઝાખસ્તાન, જે વિશ્વના 15% યુરેનિયમનું ઉત્પાદન કરે છે.
3. કેનેડા: ત્રીજા સ્થાને કેનેડા છે. જો કે કેનેડાની ખાસિયત તેનો જથ્થો નહીં, પરંતુ તેની ઉચ્ચ ગુણવત્તા (High Grade) છે. અહીંની ખાણોમાંથી મળતું યુરેનિયમ એટલું શુદ્ધ હોય છે કે તે દુનિયામાં સૌથી વધુ મૂલ્યવાન ગણાય છે.
કેનેડામાં યુરેનિયમ કાઢવાની જટિલ સમસ્યા
કેનેડાના શાસ્કાચેવાન પ્રાંતમાં ‘એથાબાસ્કા બેસિન’માંથી મળતું યુરેનિયમ અદભુત છે, પણ તે સરળતાથી ઉપલબ્ધ નથી. આ યુરેનિયમ પાણીથી લથપથ રેતી અને નરમ ખડકોની નીચે દટાયેલું છે. જો અહીં સીધું ખોદકામ કરવાનો પ્રયત્ન કરવામાં આવે, તો તરત જ જમીનની અંદરનું દબાણ ખોરવાઈ જાય છે અને આખી ખાણ પાણીથી ભરાઈ જાય છે. એટલે કે, ખાણકામ શરૂ કરતાં જ પૂર આવી જાય છે.
પૃથ્વીની અંદર બરફની દીવાલ બનાવાય છે
આ સમસ્યાનો ઉકેલ છે ‘આર્ટિફિશિયલ ગ્રાઉન્ડ ફ્રીઝિંગ’ (Artificial Ground Freezing) નામની ટેકનિક. ચાલો એ મુદ્દો સરળ ભાષામાં સમજીએ.
1. બોર કરેલા છિદ્રોમાં પાઈપો: ખાણની આસપાસ જમીનમાં સેંકડો ફૂટ ઊંડા છિદ્રો ખોદીને તેમાં પાઈપો નંખાય છે.
2. ખૂબ ઠંડું પ્રવાહી: આ પાઈપોમાં -30 ડિગ્રી સેલ્સિયસથી પણ નીચા તાપમાનવાળું ‘કેલ્શિયમ ક્લોરાઇડ બ્રાઈન’ (ખારું દ્રાવણ) ફેરવાય છે.
3. થીજવાની પ્રક્રિયા: ઠંડા પ્રવાહીના કારણે આસપાસની ભીની જમીન અને પાણી થીજવા લાગે છે.
4. બરફની દીવાલ: ધીમે ધીમે આ પાઈપોની આસપાસ બરફની એક ઘન દીવાલ (Cryogenic Wall) બની જાય છે. આ દીવાલ પાણીને અંદર પ્રવેશતું અટકાવે છે.
5. સલામત ખોદકામ: એક વાર બરફની દીવાલ તૈયાર થઈ જાય, પછી તેની અંદર સુરક્ષિત રીતે યુરેનિયમ ખોદી શકાય છે.
આ ટેકનિકને કારણે જ કેનેડા દુનિયાનો સૌથી મોટો હાઇ ગ્રેડ યુરેનિયમ ઉત્પાદક બની શક્યો છે. ભૂતકાળમાં ટેસ્ટિંગ વખતે આ ખાણોમાં પૂર આવતા કામ અટકી જતું, પણ હવે ટેકનોલોજીએ આ સ્થળનું ખાણકામ શક્ય બનાવ્યું છે.
યુરેનિયમ સોનું પણ છે, અને ઝેર પણ…
યુરેનિયમ મૂલ્યવાન તો છે, પણ તેનું ખોદકામ ઘણું જોખમી પણ છે. તેમાંથી નીકળતું રેડિયેશન (કિરણોત્સર્ગ) અને તેની ધૂળ અત્યંત જોખમી છે. જો તે શ્વાસમાં જાય તો તે કેન્સર જેવી ગંભીર બીમારીઓનું કારણ બની શકે છે. તેથી જ ખાણના અનેક કામ દૂરથી (Remotely) મશીનો દ્વારા કરાય છે, જેથી કામદારો સીધા યુરેનિયમના સંપર્કમાં ન આવે.
