अणुभट्टीत वापरली जाणारी इंधनं

अणुभट्टीत वापरता येणारी युरेनिअम व्यतिरीक्त दोन इंधन म्हणजे प्लुटोनिअम आणि थोरिअम ही मूलद्रव्यं. यातील प्लुटोनिअम हे मूलद्रव्य निसर्गात उपलब्ध नसून ते अणुभट्टीतच तयार होतं. युरेनिअमच्या अणुकेंद्रकांच्या विखंडनादरम्यान बाहेर पडणाऱ्या न्यूट्रॉन कणांपैकी काही कण युरेनिअमच्या विखंडनक्षम नसलेल्या अणूंकडून शोषले जातात. अतिरिक्त न्यूट्रॉन लाभलेले युरेनिअमचे हे अणू अस्थिर असतात.

त्याचं रूपांतर किरणोत्सर्गी क्रियांद्वारे अल्पावधीतच प्रथम नेपच्युनिअम व त्यानंतर प्लुटोनिअम या किरणोत्सर्गी मूलद्रव्यांच्या अणूंत होतं. प्लुटोनिअमचे हे अणू विखंडनक्षम असून, ते हे ऊर्जानिर्मितीत सहभागी होतात. अणुइंधनाची क्षमता घटली की हे प्लुटोनिअमयुक्त इंधन अणुभट्टीतून बाहेर काढलं जातं. रासायनिक प्रक्रियेद्वारे त्यातलं प्लुटोनिअम युरेनिअमपासून वेगळं केलं जातं. वेगळ्या केलेल्या या प्लुटोनिअमचं हव्या त्या प्रमाणात युरेनिअमबरोबर मिश्रण करून, ते अणुभट्टीत इंधन म्हणून वापरलं जातं.

अणुऊर्जेच्या निर्मितीसाठी वापरता येणारं थोरिअम हे मूलद्रव्य युरेनिअमप्रमाणेच निसर्गात उपलब्ध आहे. अल्पशा प्रमाणात किरणोत्सर्गी असलेल्या या  थोरिअमचे अणु हे स्वतः मात्र विखंडनक्षम नाहीत. थोरिअमच्या अणूंवर न्यूट्रॉन कणांचा मारा झाल्यास त्यांचं रूपांतर अस्थिर थोरिअममध्ये होतं. या अस्थिर थोरिअमच्या अणूंचं रूपांतर किरणोत्सर्गी क्रियांद्वारे काही काळातच प्रथम प्रोटॅक्टिनिअम या मूलद्रव्याच्या व त्यानंतर युरेनिअमच्या अणूंत होतं.

थोरिअमच्या अणूंपासून तयार होणारे हे युरेनिअमचे अणु विखंडनक्षम असून, ते नैसर्गिक युरेनिअममधील विखंडनक्षम अणूंपेक्षाही कमी वजनाचे असतात. थोरिअमचं रूपांतर विखंडनक्षम युरेनिअममध्ये करण्यासाठी सुरुवातीला थोरिअमचा वापर, इतर अणुइंधनाच्या बरोबरीने, अणुभट्टीतच करावा लागतो. इतर इंधनाच्या विखंडनात निर्माण होणारे न्यूट्रॉन कण या थोरिअमचं रूपांतर विखंडनक्षम युरेनिअममध्ये करतात. हे युरेनिअमसुद्धा त्यानंतर ऊर्जानिर्मितीत भाग घेऊ लागतं. कार्यक्षमता घटल्यावर हे अणुइंधन अणुभट्टीतून बाहेर काढून, त्यातील न वापरलं गेलेलं हे विखंडनक्षम युरेनिअम रासायनिक प्रक्रियेद्वारे थोरिअमपासून वेगळं केलं जातं. त्यानंतर या युरेनिअमचा वापरही थोरिअमबरोबर योग्य अशा मिश्रणाद्वारे ऊर्जानिर्मितीसाठी करता येतो.