Closed Nuclear Fuel Cycle Technology

The Process of the Closed Fuel Cycle
In this process, fissile and fertile materials from spent nuclear fuel are recovered and recycled instead of being simply disposed of as waste. It operates in three phases:
Phase 1 (Uranium): Indigenous uranium is used in Pressurized Heavy Water Reactors (PHWRs).
Phase 2 (Plutonium): Plutonium is extracted from reprocessed spent fuel from PHWRs and is then used in Fast Breeder Reactors. Construction of the Prototype Fast Breeder Reactor (PFBR) is currently underway in Kalpakkam.
Phase 3 (Thorium): This final phase involves converting Thorium-232 into Uranium-233, which is then used as nuclear fuel.
Key Achievements and Research
Research and Utilization: The Bhabha Atomic Research Centre (BARC) and other research organizations have conducted significant research on thorium-based fuel.
KAMINI Reactor: The Indira Gandhi Centre for Atomic Research (IGCAR) in Kalpakkam operates the world's only reactor (KAMINI reactor) that runs on Uranium-233 fuel.
Reprocessing Facilities: Facilities for reprocessing spent domestic nuclear fuel are already operational.
Fuel Manufacturing: Technologies for manufacturing thorium oxide fuel pellets containing Uranium-233 have been established at the laboratory level.
Uranium and Thorium Reserves
The Atomic Minerals Directorate for Exploration and Research (AMD) is responsible for identifying and evaluating uranium and thorium resources in India.
Uranium: AMD has established resources of 4,33,800 tonnes of Uranium Oxide (U3O8) across 47 uranium deposits in 11 states, including Andhra Pradesh, Jharkhand, and Rajasthan.
Thorium: In coastal areas of Kerala, Tamil Nadu, and Odisha, AMD has established resources of 1.18 million tonnes of Thorium Oxide (ThO2) contained within 136 deposits of monazite mineral.

बंद परमाणु ईंधन चक्र प्रौद्योगिकी: एक अवलोकन
बंद ईंधन चक्र की प्रक्रिया
इस प्रक्रिया में, खर्च किए गए परमाणु ईंधन से विखंडनीय (fissile) और उपजाऊ (fertile) सामग्रियों को पुनः प्राप्त और पुनर्चक्रित किया जाता है, बजाय इसके कि उन्हें केवल परमाणु अपशिष्ट के रूप में निपटाया जाए। यह तीन चरणों में काम करता है:
चरण 1 (यूरेनियम): दाबयुक्त भारी जल रिएक्टरों (PHWRs) में घरेलू यूरेनियम का उपयोग किया जाता है।
चरण 2 (प्लूटोनियम): PHWRs से प्राप्त खर्च किए गए ईंधन को पुनः संसाधित करके प्लूटोनियम निकाला जाता है, जिसका उपयोग फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों में किया जाता है। प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) का निर्माण कलपक्कम में चल रहा है।
चरण 3 (थोरियम): यह अंतिम चरण है, जिसमें थोरियम-232 को यूरेनियम-233 में परिवर्तित किया जाता है, और फिर इस U-233 का उपयोग परमाणु ईंधन के रूप में किया जाता है।
प्रमुख उपलब्धियाँ और अनुसंधान
अनुसंधान और उपयोग: भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (BARC) और अन्य अनुसंधान संगठनों ने थोरियम-आधारित ईंधन पर महत्वपूर्ण अनुसंधान किया है।
कामनी रिएक्टर: कलपक्कम स्थित इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र (IGCAR) में दुनिया का एकमात्र रिएक्टर (कामनी रिएक्टर) है जो यूरेनियम-233 ईंधन से चलता है।
पुनर्प्रसंस्करण सुविधाएं: खर्च किए गए घरेलू परमाणु ईंधन को पुनः संसाधित करने के लिए सुविधाएं पहले से ही मौजूद हैं।
ईंधन निर्माण: यूरेनियम-233 युक्त थोरिया (thorium oxide) ईंधन छर्रों के निर्माण की तकनीक को प्रयोगशाला स्तर पर स्थापित किया जा चुका है।
यूरेनियम और थोरियम भंडार
परमाणु खनिज अन्वेषण एवं अनुसंधान निदेशालय (AMD) भारत में यूरेनियम और थोरियम संसाधनों का पता लगाने और मूल्यांकन करने का कार्य कर रहा है।
यूरेनियम: AMD ने आंध्र प्रदेश, झारखंड और राजस्थान सहित 11 राज्यों में 47 यूरेनियम भंडारों में 4,33,800 टन यूरेनियम ऑक्साइड (U3O8) के संसाधन स्थापित किए हैं।
थोरियम: केरल, तमिलनाडु और ओडिशा के तटीय क्षेत्रों में मोनाजाइट खनिज के 136 निक्षेपों में 1.18 मिलियन टन थोरियम ऑक्साइड (ThO2) के संसाधन स्थापित किए गए हैं।