परमाणु विज्ञान और प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में भारत की यात्रा 1954 में परमाणु ऊर्जा विभाग (DAE) के गठन के साथ शुरू हुई। इसका उद्देश्य शांतिपूर्ण उद्देश्यों के लिए परमाणु संसाधनों का दोहन करना था। भारत को सक्षम राष्ट्रों द्वारा प्रौद्योगिकी इनकार की बाधा को पार करना था।
इस पृष्ठभूमि में दक्षिण भारत के तटीय क्षेत्रों के मोनाजाइट रेत में पाए जाने वाले यूरेनियम और थोरियम भंडार के उपयोग के माध्यम से देश की दीर्घकालिक ऊर्जा स्वतंत्रता को सुरक्षित करने के लिए डॉ. होमी भाभा द्वारा 1950 के दशक में तीन-चरण परमाणु ऊर्जा कार्यक्रम तैयार किया गया था।
कार्यक्रम का अंतिम फोकस भारत के थोरियम भंडार को देश की ऊर्जा आवश्यकताओं को पूरा करने में उपयोग करने में सक्षम बनाना है। थोरियम भारत के लिए विशेष रूप से आकर्षक है, क्योंकि इसके पास न केवल वैश्विक यूरेनियम भंडार का लगभग 1-2% है, बल्कि दुनिया के ज्ञात थोरियम भंडार का लगभग 25% वैश्विक थोरियम भंडार के सबसे बड़े शेयरों में से एक है। तीन चरणों को अपनाया गया था प्राकृतिक यूरेनियम ईंधन वाले दाबित भारी जल रिएक्टर (पीडब्ल्यूएचआर) फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर) प्लूटोनियम आधारित ईंधन का उपयोग करते हैं थोरियम के उपयोग के लिए उन्नत परमाणु ऊर्जा प्रणाली वर्तमान में केवल चरण 1 चालू है और भारत में सभी 22 कार्यात्मक परमाणु रिएक्टर 6780 मेगावाट की कुल क्षमता के साथ इस चरण के अंतर्गत आते हैं।
वर्तमान में, भारत में फास्ट ब्रीडर रिएक्टर कार्यक्रम इंदिरा गांधी सेंटर फॉर एटॉमिक रिसर्च, कलपक्कम, तमिलनाडु द्वारा चलाया जाता है। ब्रीडर रिएक्टर का लाभ यह है कि यह खपत से अधिक विखंडनीय सामग्री उत्पन्न करता है। इसके अलावा दूसरे चरण में, फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (एफबीआर) प्लूटोनियम -239 का उपयोग करेंगे, जो पहले चरण से खर्च किए गए ईंधन और प्राकृतिक यूरेनियम के पुनर्संसाधन द्वारा पुनर्प्राप्त किया जाएगा।
यूरेनियम अयस्क के खनन और प्रसंस्करण के अलावा, यह तकनीक वायु प्रदूषण में योगदान नहीं देती है। ब्रीडर रिएक्टर एक छोटे कोर का उपयोग करते हैं, जो श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को बनाए रखने के लिए महत्वपूर्ण है। इसके अलावा, उन्हें न्यूट्रॉन को धीमा करने के लिए मॉडरेटर की भी आवश्यकता नहीं होती है, क्योंकि वे तेज़ न्यूट्रॉन का उपयोग करते हैं।
एफबीआर में, प्लूटोनियम -239 ऊर्जा उत्पादन के लिए विखंडन से गुजरता है, जबकि ईंधन में मौजूद यूरेनियम -238 अतिरिक्त प्लूटोनियम -239 में परिवर्तित हो जाता है। इसके अलावा, एक बार पर्याप्त मात्रा में प्लूटोनियम-239 निर्मित हो जाने के बाद, यूरेनियम-233 का उत्पादन करने के लिए रिएक्टर में थोरियम का उपयोग किया जाएगा। यह यूरेनियम तीसरे चरण के लिए अहम है।
