U-235, U-238 र युरेनियम : ऊर्जा, स्वास्थ्य, प्रविधि र राष्ट्रिय सुरक्षासँग जोडिएको रणनीतिक तत्व

एड्रियन मर्सर

युरेनियम पृथ्वीमा प्राकृतिक रूपमा पाइने भारी धातु मात्र होइन। यो आधुनिक परमाणु ऊर्जा, विकिरण विज्ञान, चिकित्सा, भूगर्भ अध्ययन, उद्योग, राष्ट्रिय सुरक्षा र विश्व शक्ति प्रतिस्पर्धासँग जोडिएको अत्यन्त रणनीतिक तत्व हो। यसको चर्चा हुँदा सबैभन्दा बढी U-235 र U-238 को नाम आउँछ। यी दुवै युरेनियमका समस्थानिक हुन्, तर तिनको परमाणु व्यवहार, ऊर्जा उत्पादनमा भूमिका, विकिरण विशेषता र रणनीतिक महत्व एकअर्काभन्दा फरक छन्।

युरेनियमको रासायनिक संकेत U हो र यसको परमाणु संख्या ९२ हो। अर्थात यसको प्रत्येक परमाणुको केन्द्रमा ९२ प्रोटोन हुन्छन्। तर सबै युरेनियम परमाणुमा न्युट्रोनको संख्या समान हुँदैन। यही फरकका कारण युरेनियमका विभिन्न समस्थानिक बन्छन्। प्राकृतिक युरेनियममा मुख्यतः U-238, U-235 र अत्यन्त सानो मात्रामा U-234 पाइन्छ। प्राकृतिक युरेनियमको करिब ९९.२७ प्रतिशत U-238 र करिब ०.७२ प्रतिशत U-235 हुन्छ। U-234 भने अत्यन्त न्यून मात्रामा पाइन्छ।

U-235 किन विशेष छ?

U-235 परमाणु ऊर्जा विज्ञानमा सबैभन्दा महत्वपूर्ण समस्थानिकमध्ये एक हो। यसको प्रमुख विशेषता यो हो कि यसले अपेक्षाकृत कम ऊर्जाका न्युट्रोन अवशोषण गरेपछि विखण्डन गर्न सक्छ। विखण्डन हुँदा यसको परमाणु केन्द्रक दुई साना केन्द्रकमा विभाजित हुन्छ र ठूलो परिमाणमा ऊर्जा तथा थप न्युट्रोन निस्कन्छन्। यी न्युट्रोनले अन्य U-235 परमाणुमा प्रतिक्रिया गराउँदा श्रृंखलाबद्ध परमाणु प्रतिक्रिया सम्भव हुन्छ।

यही गुणका कारण U-235 परमाणु ऊर्जा केन्द्रमा इन्धनका रूपमा प्रयोग हुन्छ। परमाणु भट्टीमा यो प्रक्रिया अत्यन्त नियन्त्रित अवस्थामा सञ्चालन गरिन्छ। उत्पादित तापबाट पानी तताइन्छ, बाफ बनाइन्छ र टर्बाइन चलाएर विद्युत उत्पादन गरिन्छ। एउटै इन्धनबाट अत्यन्त ठूलो परिमाणमा ऊर्जा निकाल्न सकिने भएकाले परमाणु ऊर्जाको ऊर्जा घनत्व जीवाश्म इन्धनभन्दा धेरै उच्च हुन्छ।

तर प्राकृतिक युरेनियममा U-235 को मात्रा कम हुने भएकाले केही प्रकारका परमाणु भट्टीका लागि यसको अंश बढाउनुपर्ने हुन्छ। यस प्रक्रियालाई समृद्धिकरण भनिन्छ। यहाँ महत्वपूर्ण कुरा के हो भने ऊर्जा उत्पादनका लागि प्रयोग हुने समृद्ध युरेनियम र सैन्य प्रयोजनका लागि प्रयोग हुन सक्ने अत्यधिक समृद्ध पदार्थबीच ठूलो प्रविधिक र नियामक अन्तर हुन्छ। यही कारण युरेनियम समृद्धिकरण अन्तर्राष्ट्रिय परमाणु निगरानीको अत्यन्त संवेदनशील विषय हो।

U-238 किन अझ बढी महत्वपूर्ण छ?

प्राकृतिक युरेनियमको लगभग सम्पूर्ण हिस्सा U-238 हो। यो U-235 जस्तो सामान्य अवस्थामा सजिलै विखण्डनशील हुँदैन, तर यसलाई कम महत्वपूर्ण मान्न मिल्दैन। यसको सबैभन्दा महत्वपूर्ण विशेषता ‘फर्टाइल’ प्रकृति हो। यसले न्युट्रोन अवशोषण गरेपछि क्रमिक परमाणु रूपान्तरणमार्फत प्लुटोनियम-239 निर्माण गर्न सक्छ, जुन विखण्डनशील पदार्थ हो।

यही कारण U-238 परमाणु इन्धन चक्र, केही उन्नत भट्टी प्रणाली र रणनीतिक परमाणु प्रविधिमा महत्वपूर्ण हुन्छ। यसको उच्च घनत्वका कारण घटाइएको युरेनियम अर्थात डिप्लिटेड युरेनियम केही औद्योगिक र विशेष सैन्य प्रयोगमा पनि प्रयोग भएको छ। तर यस्तो प्रयोग विकिरणभन्दा बढी भारी धातुको रासायनिक विषाक्तता, धुलोको सम्पर्क र वातावरणीय प्रदूषणका कारण विवादास्पद रहँदै आएको छ।

U-235 र U-238 को आधारभूत फरक

दुवै युरेनियम हुन्, तर परमाणुको केन्द्रमा न्युट्रोनको संख्या फरक छ। U-235 मा ९२ प्रोटोन र १४३ न्युट्रोन हुन्छन् भने U-238 मा ९२ प्रोटोन र १४६ न्युट्रोन हुन्छन्। यही तीन न्युट्रोनको अन्तरले तिनको परमाणु व्यवहारमा ठूलो परिवर्तन ल्याउँछ।

U-235 को अर्धआयु करिब ७० करोड वर्ष छ भने U-238 को अर्धआयु करिब ४ अर्ब ४७ करोड वर्ष छ। अर्धआयु भन्नाले कुनै रेडियोधर्मी पदार्थको आधा परमाणु क्षय हुन लाग्ने औसत समय हो। यति लामो अर्धआयु भएकै कारण पृथ्वी निर्माण भएको अर्बौँ वर्षपछि पनि प्राकृतिक युरेनियम आजसम्म पृथ्वीको भूपर्पटीमा पाइन्छ।

युरेनियमको विकिरण कति खतरनाक?

युरेनियम मुख्यतः अल्फा विकिरण उत्सर्जन गर्ने तत्व हो। अल्फा कणको प्रवेश क्षमता कमजोर हुन्छ र सामान्य अवस्थामा मानव छालाले धेरै हदसम्म रोक्न सक्छ। त्यसैले बाहिरबाट सामान्य युरेनियम ढुंगा केही समय छोएको मात्र कारणले अत्यधिक विकिरण जोखिम उत्पन्न हुन्छ भन्ने बुझाइ सही होइन।

तर युरेनियमको धुलो, घुलनशील यौगिक वा कण साससँगै शरीरभित्र प्रवेश गरेमा वा दूषित पानी र खानाबाट ग्रहण भएमा स्थिति फरक हुन्छ। शरीरभित्र पुगेपछि अल्फा विकिरणले स्थानीय तन्तुलाई असर गर्न सक्छ। त्यसबाहेक युरेनियम स्वयं भारी धातु भएकाले यसको रासायनिक विषाक्तता विशेषगरी मिर्गौलाका लागि महत्वपूर्ण जोखिम हो।

त्यसैले युरेनियम स्वास्थ्य जोखिमलाई केवल ‘रेडिएसन’ को दृष्टिले हेर्न पर्याप्त हुँदैन। रासायनिक विषाक्तता, धुलोको सम्पर्क, पानी प्रदूषण, खानी क्षेत्रको वातावरणीय अवस्था तथा यसको क्षय श्रृंखलाबाट उत्पन्न हुने अन्य रेडियोधर्मी तत्वसमेत मूल्यांकन गर्नुपर्छ।

राडोनसँगको सम्बन्ध

U-238 को प्राकृतिक क्षय श्रृंखलामा विभिन्न रेडियोधर्मी तत्व बन्दै अन्ततः राडोन ग्याससमेत उत्पन्न हुन्छ। राडोन रंगहीन, गन्धहीन र स्वादहीन रेडियोधर्मी ग्यास हो। यो विशेषगरी बन्द भवन, भूमिगत संरचना, खानी र युरेनियमयुक्त भूगर्भ भएको क्षेत्रमा जम्मा हुन सक्छ।

दीर्घकालीन राडोन सम्पर्क फोक्सोको क्यान्सरसँग सम्बन्धित महत्वपूर्ण वातावरणीय जोखिम मानिन्छ। त्यसैले युरेनियम खानी सम्भावना भएको क्षेत्रको स्वास्थ्य अध्ययन गर्दा केवल युरेनियमको मात्रा मात्र होइन, राडोनको स्तर, भूजल प्रदूषण र स्थानीय जनस्वास्थ्य सूचक पनि निगरानी गर्न आवश्यक हुन्छ।

युरेनियम कहाँ पाइन्छ?

युरेनियम प्रायः छुट्टै चम्किलो धातुका रूपमा सतहमा देखिँदैन। यो विभिन्न चट्टान र खनिजमा कम वा बढी मात्रामा फैलिएको हुन्छ। ग्रेनाइट, पेग्माटाइट, बलौटे चट्टान तथा केही विशेष भूगर्भिक संरचनामा युरेनियमको मात्रा बढी हुन सक्छ।

युरेनियमको संकेत भेटिनु र आर्थिक रूपमा उत्खननयोग्य खानी हुनु फरक कुरा हो। रेडियोधर्मी विसंगति देखिँदैमा ठूलो युरेनियम भण्डार भएको प्रमाणित हुँदैन। वैज्ञानिक रूपमा भण्डार पुष्टि गर्न विस्तृत भूगर्भिक नक्साङ्कन, ड्रिलिङ, नमुना परीक्षण, अयस्कको गुणस्तर, परिमाण, गहिराइ, प्रशोधन लागत, वातावरणीय प्रभाव र आर्थिक सम्भाव्यता मूल्यांकन गर्नुपर्छ।

यसैले कुनै क्षेत्रमा U-235 वा U-238 को नमुना भेटिनु आफैँमा असामान्य कुरा होइन। प्राकृतिक युरेनियम जहाँ हुन्छ, त्यहाँ सामान्यतः यी समस्थानिक निश्चित अनुपातमा हुन्छन्। वास्तविक प्रश्न ती तत्वको उपस्थिति मात्र होइन, तिनको सांद्रता, भूगर्भिक निरन्तरता र उत्खननयोग्यता हो।

युरेनियम कसरी पहिचान गरिन्छ?

भूगर्भविदले सुरुमा भूगर्भिक सर्वेक्षण, विकिरण मापन, गामा स्पेक्ट्रोमेट्री तथा नमुना विश्लेषण प्रयोग गर्छन्। त्यसपछि प्रयोगशालामा नमुनाको रासायनिक र समस्थानिक संरचना परीक्षण गरिन्छ।

युरेनियम खोजीमा रेडियोधर्मी विसंगति एउटा संकेत मात्र हो। अन्तिम निष्कर्षका लागि विस्तृत वैज्ञानिक पुष्टि आवश्यक हुन्छ। यही कारण सामान्य उपकरणले देखाएको उच्च विकिरणलाई तुरुन्त ‘युरेनियम खानी’ भनेर घोषणा गर्नु वैज्ञानिक रूपमा गलत हुन सक्छ।

परमाणु ऊर्जा र जलवायु प्रश्न

परमाणु ऊर्जा उत्पादनका क्रममा कोइला वा पेट्रोलियम जस्तो ठूलो मात्रामा कार्बनडाइअक्साइड उत्सर्जन हुँदैन। त्यसैले जलवायु परिवर्तन न्यूनीकरणको बहसमा धेरै देशले परमाणु ऊर्जालाई कम कार्बन ऊर्जा विकल्पका रूपमा पुनःमहत्व दिन थालेका छन्।

तर यसको चुनौती पनि गम्भीर छ। परमाणु केन्द्र निर्माण महँगो हुन्छ, सुरक्षा प्रणाली अत्यन्त जटिल हुन्छ, रेडियोधर्मी फोहोर दीर्घकालसम्म सुरक्षित राख्नुपर्छ र दुर्घटनाको सम्भावना कम भए पनि परिणाम अत्यन्त गम्भीर हुन सक्छ। चेर्नोबिल र फुकुशिमाले परमाणु सुरक्षामा संस्थागत क्षमता कति महत्वपूर्ण हुन्छ भन्ने स्पष्ट गरेका छन्।

चिकित्सामा युरेनियमको भूमिका

युरेनियम स्वयं नियमित उपचारमा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने रेडियोआइसोटोप होइन। तर युरेनियमबाट विकसित परमाणु प्रविधिले आधुनिक परमाणु चिकित्सा, चिकित्सकीय रेडियोआइसोटोप उत्पादन, क्यान्सर उपचार र निदान प्रविधिको विकासमा ठूलो आधार तयार गरेको छ।

अस्पतालमा प्रयोग हुने धेरै रेडियोआइसोटोप अनुसन्धान भट्टी वा अन्य परमाणु प्रविधिबाट उत्पादन हुन्छन्। त्यसैले युरेनियम र परमाणु विज्ञानको योगदान प्रत्यक्ष औषधिभन्दा व्यापक चिकित्सा पूर्वाधारसँग जोडिएको छ।

युरेनियम खानी र जनस्वास्थ्य

युरेनियम उत्खनन गर्दा मुख्य स्वास्थ्य जोखिम कामदार र स्थानीय समुदायमा धुलो, राडोन, भारी धातु, दूषित भूजल र खानीको फोहोरबाट आउन सक्छ। आधुनिक खानीमा विकिरण मात्रा मापन, व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण, हावाको गुणस्तर निगरानी, सुरक्षित फोहोर व्यवस्थापन र पानी परीक्षण अनिवार्य गरिन्छ।

पर्याप्त नियमन नभएको अवस्थामा खानी फोहोरमा बाँकी रेडियोधर्मी तत्वले दशकौँसम्म वातावरण प्रभावित गर्न सक्छ। त्यसैले युरेनियम उत्खनन केवल खानी मन्त्रालयको विषय होइन। यो स्वास्थ्य, वातावरण, जलस्रोत, श्रम सुरक्षा, स्थानीय समुदाय र राष्ट्रिय सुरक्षासँग जोडिएको बहुक्षेत्रीय विषय हो।

नेपालका लागि यसको अर्थ

नेपालमा विभिन्न समयमा रेडियोधर्मी विसंगति तथा युरेनियम खनिजीकरणसम्बन्धी अध्ययन भएका छन्। तर कुनै क्षेत्रमा रेडियोधर्मी संकेत भेटिएको आधारमा मात्र विशाल व्यावसायिक युरेनियम भण्डार भएको निष्कर्ष निकाल्न वैज्ञानिक रूपमा मिल्दैन।

नेपालका लागि पहिलो आवश्यकता उत्खनन होइन, ज्ञान हो। देशले कुन क्षेत्रमा कस्तो खनिज छ, त्यसको वैज्ञानिक स्तर के हो, भूगर्भिक डाटा कसको नियन्त्रणमा छ, नमुना विदेश लैजाँदा कसले अनुमति दिन्छ, परीक्षणको प्रतिवेदन कहाँ सुरक्षित हुन्छ र राष्ट्रिय हित कसरी संरक्षण हुन्छ भन्ने स्पष्ट प्रणाली विकास गर्नुपर्छ।

युरेनियम जस्तो रणनीतिक खनिजमा विदेशी कम्पनी, विश्वविद्यालय वा सरकारी निकायलाई अनुसन्धान अनुमति दिँदा भूगर्भिक डाटा, नमुना, बौद्धिक सम्पत्ति र प्रयोगशाला नतिजाको स्वामित्वसम्बन्धी स्पष्ट शर्त आवश्यक हुन्छ। अन्यथा प्राकृतिक स्रोतभन्दा पहिले डाटा गुम्न सक्छ।

सुरक्षा र विज्ञानबीच सन्तुलन

युरेनियम शब्द आउनेबित्तिकै ‘परमाणु हतियार’ भन्ने निष्कर्षमा पुग्नु वैज्ञानिक रूपमा गलत हुन्छ। प्राकृतिक युरेनियमको उपस्थिति, ऊर्जा उत्पादन, अनुसन्धान र सैन्य प्रयोग फरक विषय हुन्। तर यसको रणनीतिक प्रकृतिका कारण नियमन कमजोर हुनु पनि स्वीकार्य हुँदैन।

युरेनियमसम्बन्धी नीति तीन आधारमा उभिनुपर्छ। पहिलो, वैज्ञानिक प्रमाण। दोस्रो, स्वास्थ्य तथा वातावरणीय सुरक्षा। तेस्रो, राष्ट्रिय स्वामित्व र पारदर्शिता।

नेपालले युरेनियमको सम्भावनालाई न डरको विषय बनाउनुपर्छ, न प्रचारको। यसलाई वैज्ञानिक सम्पत्तिका रूपमा बुझ्नुपर्छ। प्रमाणित भण्डार छ भने त्यसको आर्थिक मूल्यभन्दा पहिले स्वास्थ्य, वातावरण, प्रविधि, सुरक्षा र सार्वभौम स्वामित्वको प्रश्न आउँछ।

U-235 र U-238 बीचको भिन्नता बुझ्नु युरेनियम बुझ्ने प्रारम्भिक ढोका मात्र हो। यसको वास्तविक महत्व त्यहाँबाट शुरु हुन्छ, जहाँ भूगर्भ विज्ञान, परमाणु भौतिकी, ऊर्जा, चिकित्सा, वातावरण र राष्ट्रिय सुरक्षा एउटै बिन्दुमा भेटिन्छन्।

युरेनियम स्वयं खतरा होइन। खतरा गलत ज्ञान, कमजोर नियमन र गैरजिम्मेवार प्रयोग हो। सक्षम विज्ञान, कडा सुरक्षा र पारदर्शी राज्य प्रणाली भएको अवस्थामा यही तत्व ऊर्जा, अनुसन्धान र प्रविधिको महत्वपूर्ण स्रोत बन्न सक्छ।