Үндістандағы ядролық зерттеу орталығы

Үндістанның Мумбайдағы Bhabha Atomic Research Centre (BARC) ядролық зерттеулер орталығы. Ядролық ғылым, медицина, энергия және т.б. салалардағы зерттеулер.

23 мин оқу

100%

Дереккөз: Bhabha Atomic Research Centre — Wikipedia

Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.

Мазмұны

Кіріспе

Мумбаидегі ядролық зерттеу орталығы – Баба атомдық зерттеу орталығы (БАРК) – Үндістанның Махараштра штатындағы Мумбайдағы Тромбай қаласында орналасқан, елдің жетекші ядролық зерттеу орталығы. Ол 1954 жылғы қаңтарда Хоми Джехангир Бабха тарапынан «Атом энергиясы мекемесі, Тромбай» (AEET) ретінде Үндістанның ядролық бағдарламасы үшін маңызды көп салалы ғылыми-зерттеу бағдарламасы ретінде құрылды. БАРК тікелей Үндістан Премьер-Министрінің бақылауындағы Атом энергиясы департаменті (DAE) құрамында жұмыс істейді. БАРК – ядролық ғылым, химиялық инженерия, материалтану және металлургия, электрондық құралдар, биология және медицина, суперкомпьютерлік есептеулер, жоғары энергиялық физика және плазмалық физика, сондай-ақ Үндістанның ядролық бағдарламасымен және оған байланысты салалармен байланысты кең ауқымды инфрақұрылымға ие, көп салалы ғылыми-зерттеу орталығы. БАРК-тің басты міндеті – ядролық энергияның бейбіт мақсаттағы қолданылуын қамтамасыз ету. Ол ядролық энергия өндірісінің барлық кезеңдерін басқарады, реакторлардың теориялық жобалануынан бастап, компьютерлік модельдеу мен симуляцияға, тәуекелдерді талдауға, жаңа реакторлық отын мен материалдарды әзірлеуге және сынауға дейін. Сондай-ақ, ол қолданылған отынды өңдеу және ядролық қалдықтарды қауіпсіз жою саласында зерттеулер жүргізеді. Оның басқа зерттеу бағыттарына өнеркәсіпте изотоптарды қолдану, радиациялық технологиялар және оларды денсаулық сақтау, тамақ және медицина, ауыл шаруашылығы және қоршаған орта, үдеткіштер және лазерлік технологиялар, электроника, құралдар және реакторды басқару, материалтану, қоршаған ортаны және радиациялық жағдайды бақылау кіреді. БАРК ел бойынша бірнеше зерттеу реакторларын басқарады. Оның негізгі құрылыстары Тромбайда орналасқан, ал жаңа құрылыстары Карнатака штатының Читрадурга ауданындағы Чаллакереде де орналасқан. Үндістанның ядролық суасты кемелері бағдарламасын қолдау және кең ауқымды зерттеулер үшін жоғары белсенділікке ие радиоизотоптарды өндіру мақсатында Андхра-Прадеш штатындағы Вишахапатнам қаласының жанындағы Атчутапурамда уран отынын байытуға арналған жаңа арнайы минералды байыту кешені салынуда.

Nuclear research facility in Mumbai, India

The Bhabha Atomic Research Centre (BARC) is India's premier nuclear research facility, headquartered in Trombay, Mumbai, Maharashtra, India. It was founded by Homi Jehangir Bhabha as the Atomic Energy Establishment, Trombay (AEET) in January 1954 as a multidisciplinary research program essential for India's nuclear program. It operates under the Department of Atomic Energy (DAE), which is directly overseen by the Prime Minister of India. BARC is a multi disciplinary research centre with extensive infrastructure for advanced research and development covering the entire spectrum of nuclear science, chemical engineering, material sciences and metallurgy, electronic instrumentation, biology and medicine, supercomputing, high energy physics and plasma physics and associated research for Indian nuclear programme and related areas. BARC's core mandate is to sustain peaceful applications of nuclear energy. It manages all facets of nuclear power generation, from the theoretical design of reactors to, computer modeling and simulation, risk analysis, development and testing of new reactor fuel, materials, etc. It also researches spent fuel processing and safe disposal of nuclear waste. Its other research focus areas are applications for isotopes in industries, radiation technologies and their application to health, food and medicine, agriculture and environment, accelerator and laser technology, electronics, instrumentation and reactor control and material science, environment and radiation monitoring etc. BARC operates a number of research reactors across the country. Its primary facilities are located in Trombay, with new facilities also located in Challakere in Chitradurga district of Karnataka. A new Special Mineral Enrichment Facility which focuses on enrichment of uranium fuel is under construction in Atchutapuram near Visakhapatnam in Andhra Pradesh, for supporting India's nuclear submarine program and produce high specific activity radioisotopes for extensive research.

Тарих

Хоми Джехангир Бабха Үндістанның Ғылым институтында жұмыс істеген кезде, Үндістанда ядролық физика, ғарыш сәулелері, жоғары энергия физикасы және физикадағы басқа да білім салалары бойынша түпнұсқа зерттеулер жүргізуге қажетті құрал-жабдықтар болмады. Бұл оны 1944 жылдың наурыз айында сэр Дорабжи Тата қорына «фундаменталды физика бойынша зерттеулер мектебін» құру туралы ұсыныс жіберуге итермеледі. Бабха атом энергиясы бағдарламасын дамыту үшін технологияны TIFR-де дамыту мүмкін еместігін түсінгенде, үкіметке осы мақсатқа арналған жаңа зертхана салуды ұсынды. Осы мақсатта Бомбей үкіметінен Тромбайдан 1200 акр жер сатып алынды. Осылайша, Атом энергиясы мекемесі Тромбай (AEET) 1954 жылы жұмыс істей бастады. Сол жылы Атом энергиясы департаменті (DAE) құрылды. Бабха атом энергиясын зерттеу және дамыту бағдарламасының кадрлық қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін BARC оқу мектебін құрды. Бабха ядролық ғылым мен техниканың барлық салаларында өзін-өзі қамтамасыз етуге баса назар аударды. Үндістан үкіметі 1954 жылдың 3 қаңтарында Бабханы негізін қалаушы директор ретінде Атом энергиясы мекемесіне (АЭЭТ) тағайындады. Ол Атом энергиясы жөніндегі комиссия аясында ядролық реакторлар мен технология бойынша барлық ғылыми-зерттеу және әзірлеу қызметін біріктіру үшін құрылды. Реакторды жобалау және дамыту, құралдар жасау, металлургия және материалтану салаларында жұмыс істейтін барлық ғалымдар мен инженерлер өз бағдарламаларымен Тата фундаменталды зерттеулер институтынан (TIFR) AEET-ке ауыстырылды, ал TIFR ғылымдардағы негізгі зерттеулерге бастапқы назар аударды. Бабханың 1966 жылы қайтыс болғаннан кейін 1967 жылдың 22 қаңтарында орталық Бхаба атомдық зерттеу орталығы деп қайта аталды. BARC-тағы және оған қарасты электр энергиясын өндіру орталықтарының алғашқы реакторлары батыстан әкелінді. Тарапур атом электр стансасына орнатылған алғашқы реакторлар АҚШ-тан келді. BARC-тің басты маңызы ғылыми-зерттеу орталығы ретінде. BARC және Үндістан үкіметі реакторлар тек осы мақсатта пайдаланылатынын үнемі айтып келеді: Апсара (1956; Үндістанның сол кездегі премьер-министрі Джавахарлал Неру көк Церенков сәулесін Апсараның сұлулығына теңеген кезде аталды), CIRUS (1960; АҚШ-тың көмегімен «Канада-Үндістан реакторы»), қазір жойылған ZERLINA (1961; Латистік зерттеулер мен нейтрондық талдау үшін нөлдік энергия реакторы), Пурнима I (1972), Пурнима II (1984), Дхрува (1985), Пурнима III (1990) және КАМИНИ. Апсара – ядролық физиканың негізгі зерттеулерін жүргізу үшін 1956 жылы BARC-те салынған Үндістанның алғашқы ядролық реакторы. Бұл 1 МВт-тық жеңіл сумен салқындатылған және балық бассейні типіндегі термиялық реактор, ол 1956 жылдың 4 тамызында сынақтан өтіп, изотоптар өндіруге, негізгі ядролық зерттеулерге, қалқандық тәжірибелерге, нейтрондық белсендіруді талдауға, нейтрондық рентгенографияға және нейтрон детекторларын сынауға жарамды. 2010 жылы ол тұрақты түрде жабылды және оның орнына Апсара U орнатылды. Purnima I – 1 МВт-тық плутоний оксидімен жабдықталған жылдам реактор. Ол 1970 жылы салынып, 1972 жылдың 18 мамырында плутоний-239 қуатты ядролық қаруды дамыту үшін жобалау параметрлерін бекітуді қолдау үшін маңызды болды. 1974 жылы Похран ядролық сынағының жиырма жылдығында Пурниманың дизайнері П. К. Айенгар реактордың маңызды рөлі туралы ой бөлісті: «Пурнима шамамен 20 кг плутонийден, рефлекторлардың өзгермелі геометриясынан және бірегей басқару жүйесінен жасалған жаңа құрылғы болды. Бұл тәжірибе үлкен тәжірибеге ие болды және плутонийден жасалған тізбекті реакция жүйесінің мінез-құлқына қатысты есептеулерді салыстыруға көмектесті. Жүйенің критикадан жоғарыдағы кинетикалық мінез-құлқы жақсы зерттелуі мүмкін. Өте ақылды физиктер бомбаның ядросының изотроптық қысылу кезінде уақытты қалай әрекет ететінін есептей алды. Қатерлі параметрлер қандай, жарылыс қуатын қалай оңтайлы жеткізуге болады және оның бірінші өздігінен ұсталатын нейтронды іске қосуға тәуелділігі барлығы зерттелді». Ол 1973 жылы пайдалануға берілмеді. ДРДО және басқа да агенттіктер мен зертханалармен бірге BARC ядролық қару технологиясы мен зерттеуде маңызды рөл атқарды. 1974 жылы Үндістанның «Күлімдейтін Будда» ядролық сынағында пайдаланылған плутоний CIRUS-тен алынған. 1974 жылы осы ядролық бомба жобасының басшысы BARC директоры Раджа Раманна болды. Нейтронды бастаушы полион-бериллий түрінде болды және BARC Flower кодты атауын жасады. Бүкіл ядролық бомбаны инженерлік тұрғыдан әзірлеп, содан кейін оны сынақ орнына тасымалдау алдында Тромбайда құрастырды. 1974 жылғы сынақ (және 1998 жылғы одан кейінгі сынақтар) үнді ғалымдарына болашақта электр энергиясын өндіру және зерттеу үшін пайдаланылатын реакторлар үшін ядролық отынды дамыту және осы отынды қару сапасына жеткізуге қабілеттіліктің технологиялық білімін және сенімділігін берді. BARC 1998 жылдың мамырында Похран сынақ алаңында өткізілген бес ядролық сынақтың Pokhran II сериясына да қатысты. Бұл Үндістанның Smiling Buddha сынағынан кейін жүргізілген екінші ядролық сынақ болды. Сынақтар Үндістанға fissile және термоядролық қарулар (сутек бомбасы/қосылу бомбасы) 200 килотонға дейін қуатты құру қабілетін берудің басты мақсатына жетті. Үндістанның Атом энергиясы жөніндегі комиссиясының сол кездегі төрағасы Pokhran II-нің әрбір жарылысын «басқа ядролық қарулы мемлекеттер ондаған жылдар бойы жүргізіп келген бірнеше сынаққа тең» деп сипаттады. Кейіннен Үндістан осы сынақта қолданылған жарылғыштардың дизайнына байланысты ядролық жарылғыштардың өнімділігін болжау үшін компьютерлік модельдеу қабілетін құрды. BARC ғалымдары мен инженерлері, Атомдық минералдарды зерттеу және іздеу дирекциясы (AMDER) және Қорғаныс ғылыми-зерттеу және дамыту ұйымы (DRDO) ядролық қаруды құрастыруға, орналастыруға, детонацияға және деректерді жинауға қатысты. 1998 жылдың 3 маусымында BARC АҚШ, Ұлыбритания және Жаңа Зеландиядан келген хакерлерден тұратын hacktivist тобы milw0rm шабуылға ұшырады. Олар құпия ақпаратты жүктеді, веб-сайтты бұзды және серверлерден деректерді жойды. BARC сонымен қатар Үндістанның қысымды ауыр су реакторы IPHWR (Indian Pressurized Heavy Water Reactor) класын жобалады, негізгі 220 МВт дизайн канадтық CANDU реакторынан дамытылды. Дизайн кейіннен 540 МВт және 700 МВт дизайндарына кеңейтілді. IPHWR 220 (Indian Pressurized Heavy Water Reactor 220) – Bhabha Atomic Research Centre жобалаған Үндістанның қысымды ауыр су реакторының алғашқы сериясы. Бұл Rawatbhata, Rajasthan құрылған бұрынғы CANDU негізіндегі RAPS 1 және RAPS 2 реакторларынан дамытылған II буын реакторы. Қазіргі уақытта Үндістанның әртүрлі аймақтарында 14 бірлік жұмыс істеп тұр. IPHWR 220 дизайны аяқталғаннан кейін, 1984 жыл шамасында BARC-тің NPCIL серіктестігімен 540 МВт-тық үлкен дизайн басталды. Осы дизайнның екі реакторы 2000 жылдан бастап Махараштра штатындағы Тарапурда салынды және біріншісі 2005 жылдың 12 қыркүйегінде пайдалануға берілді. IPHWR 540 дизайны отын тиімділігін жақсарту және Үндістанның барлық аймақтарында парктік режимде орнатылатын стандартталған дизайнды дамыту мақсатымен 700 МВт-қа дейін жаңартылды. Дизайн сонымен қатар III+ буын мүмкіндіктерін қамту үшін жаңартылды. Осы жергілікті түрде жобаланған реакторлардың шамамен 100% бөліктері үндістандық өнеркәсіпте өндіріледі. BARC Үндістанның алғашқы қысымды су реакторын Калпаккамда жобалады және салды, ол INS Arihant-тің ядролық қуат блогының 80 МВт жердегі прототипі, сондай-ақ Arihant-тің негізгі қозғалтқыш реакторы. Осы кластың үш басқа кемесі (Arihant класы), соның ішінде болашақтағы INS arighat, S4 және S4* да негізгі қозғалтқыш ретінде осы кластағы реакторларды алады. BARC сонымен қатар Seekers үшін тұрақтандыру жүйелерін және Үндістанның көп...

When Homi Jehangir Bhabha was working at the Indian Institute of Science, there was no institute in India which had the necessary facilities for original work in nuclear physics, cosmic rays, high energy physics, and other frontiers of knowledge in physics. This prompted him to send a proposal in March 1944 to the Sir Dorabji Tata Trust for establishing "a vigorous school of research in fundamental physics". When Bhabha realised that technology development for the atomic energy programme could no longer be carried out within TIFR he proposed to the government to build a new laboratory entirely devoted to this purpose. For this purpose, 1200 acres of land was acquired at Trombay from the Bombay Government. Thus the Atomic Energy Establishment Trombay (AEET) started functioning in 1954. The same year the Department of Atomic Energy (DAE) was also established. Bhabha established the BARC Training School to cater to the manpower needs of the expanding atomic energy research and development program. Bhabha emphasized self reliance in all fields of nuclear science and engineering. The Government of India created the Atomic Energy Establishment, Trombay (AEET) with Bhabha as the founding director on 3 January 1954. It was established to consolidate all the research and development activities for nuclear reactors and technology under the Atomic Energy Commission. All scientists and engineers engaged in the fields of reactor designing and development, instrumentation, metallurgy, and material science, etc., were transferred with their respective programs from the Tata Institute of Fundamental Research (TIFR) to AEET, with TIFR retaining its original focus for fundamental research in the sciences. After Bhabha's death in 1966, the centre was renamed as the Bhabha Atomic Research Centre on 22 January 1967. The first reactors at BARC and its affiliated power generation centres were imported from the west. India's first power reactors, installed at the Tarapur Atomic Power Station were from the United States. The primary importance of BARC is as a research centre. The BARC and the Indian government has consistently maintained that the reactors are used for this purpose only: Apsara (1956; named by the then Prime Minister of India, Jawaharlal Nehru when he likened the blue Cerenkov radiation to the beauty of the Apsaras), CIRUS (1960; the "Canada India Reactor" with assistance from the US), the now defunct ZERLINA (1961; Zero Energy Reactor for Lattice Investigations and Neutron Assay), Purnima I (1972), Purnima II (1984), Dhruva (1985), Purnima III (1990), and KAMINI. Apsara was India's first nuclear reactor built at BARC in 1956 to conduct basic research in nuclear physics. It is 1 MWTh light water cooled and moderated swimming pool type thermal reactor that went critical on August 4, 1956, and is suitable for production of isotopes, basic nuclear research, shielding experiments, neutron activation analysis, neutron radiography and testing of neutron detectors. It was shut down permanently in 2010 and replaced with Apsara U. Purnima I is a plutonium oxide fuelled 1 MWTh pulsed fast reactor that was built starting in 1970 and went critical on 18 May 1972 to primarily support the validation of design parameters for development of plutonium 239 powered nuclear weapons. On the twentieth anniversary of the 1974 Pokhran nuclear test, Purnima's designer, P. K. Iyengar, reflected on the reactor's critical role: " Purnima was a novel device, built with about 20 kg of plutonium, a variable geometry of reflectors, and a unique control system. This gave considerable experience and helped to benchmark calculations regarding the behaviour of a chain reacting system made out of plutonium. The kinetic behaviour of the system just above critical could be well studied. Very clever physicists could then calculate the time behaviour of the core of a bomb on isotropic compression. What the critical parameters would be, how to achieve optimum explosive power, and its dependence on the first self sustaining neutron trigger, were all investigated". It was decommissioned in 1973. Along with DRDO and other agencies and laboratories BARC also played an essential and important role in nuclear weapons technology and research. The plutonium used in India's 1974 Smiling Buddha nuclear test came from CIRUS. In 1974 the head of this entire nuclear bomb project was the director of the BARC, Raja Ramanna. The neutron initiator was of the polonium–beryllium type and code named Flower was developed by BARC. The entire nuclear bomb was engineered and finally assembled by Indian engineers at Trombay before transportation to the test site. The 1974 test (and the 1998 tests that followed) gave Indian scientists the technological know how and confidence not only to develop nuclear fuel for future reactors to be used in power generation and research but also the capacity to refine the same fuel into weapons grade fuel to be used in the development of nuclear weapons. BARC was also involved in the Pokhran II series of five nuclear test conducted at Pokhran Test Range in May 1998. It was the second instance of nuclear testing conducted after Smiling Buddha by India. The tests achieved their main objective of giving India the capability to build fission and thermonuclear weapons(Hydrogen bomb/fusion bomb) with yields up to 200 Kilotons. The then Chairman of the Indian Atomic Energy Commission described each one of the explosions of Pokhran II to be "equivalent to several tests carried out by other nuclear weapon states over decades". Subsequently, India established computer simulation capability to predict the yields of nuclear explosives whose designs are related to the designs of explosives used in this test. The scientists and engineers of the BARC, the Atomic Minerals Directorate for Exploration and Research (AMDER), and the Defence Research and Development Organisation (DRDO) were involved in the nuclear weapon assembly, layout, detonation and data collection. On 3 June 1998 BARC was hacked by hacktivist group milw0rm, consisting of hackers from the United States, United Kingdom and New Zealand. They downloaded classified information, defaced the website and deleted data from servers. BARC also designed a class of Indian Pressurized Heavy Water Reactor IPHWR (Indian Pressurized Heavy Water Reactor), the baseline 220 MWe design was developed from the Canadian CANDU reactor. The design was later expanded into 540 MW and 700 MW designs. The IPHWR 220 (Indian Pressurized Heavy Water Reactor 220) was the first in class series of Indian pressurized heavy water reactor designed by the Bhabha Atomic Research Centre. It is a Generation II reactor developed from earlier CANDU based RAPS 1 and RAPS 2 reactors built at Rawatbhata, Rajasthan. Currently there are 14 units operational at various locations in India. Upon completion of the design of IPHWR 220, a larger 540 MWe design was started around 1984 under the aegis of BARC in partnership with NPCIL. Two reactors of this design were built in Tarapur, Maharashtra starting in the year 2000 and the first was commissioned on 12 September 2005. The IPHWR 540 design was later upgraded to a 700 MWe with the main objective to improve fuel efficiency and develop a standardized design to be installed at many locations across India as a fleet mode effort. The design was also upgraded to incorporate Generation III+ features. Almost 100% of the parts of these indigenously designed reactors are manufactured by Indian industry. BARC designed and built India's first pressurised water reactor at Kalpakkam, a 80MW land based prototype of INS Arihant's nuclear power unit, as well as the Arihant's main propulsion reactor. Three other submarine vessels of the class(Arihant class) including the upcoming INS arighat, S4 and S4* will also get the same class of reactors as there primary propulsion. BARC also developed stabilization systems for Seekers, Antenna Units for India's multirole fighter HAL Tejas and contributed to Chandrayaan I and Mangalyaan missions. BARC has contributed for collaboration with various mega science projects of National and International repute viz. CERN (LHC), India based Neutrino Observatory (INO), ITER, Low Energy High Intensity Proton Accelerator (LEHIPA), Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR), Major Atmospheric Cerenkov Experiment Telescope (MACE), etc. In 2012 it was reported that new facilities and campuses of BARC were planned in Atchutapuram, near Visakhapatnam in Andhra Pradesh, and in Challakere in Chitradurga district in Karnataka. BARC would be setting 30 MW special research reactor using an enriched uranium fuel at Visakhapatnam to meet the demand for high specific activity radio isotopes and carry out extensive research and development in nuclear sector. The site would also support the nuclear submarine program.

Сипаттама

BARC – ядролық ғылым, химиялық инженерия, материалдар ғылымы және металлургия, электрондық құралдар, биология және медицина, суперкомпьютерлік технологиялар, жоғары энергиялық физика және плазмалық физика, сондай-ақ Үндістанның ядролық бағдарламасы және оған байланысты салалардағы кең ауқымды инфрақұрылымы бар көп салалы ғылыми-зерттеу орталығы. BARC – бұл ең басты ядролық және көп салалы ғылыми-зерттеу ұйымы. Негізінен Үндістанның ядролық бағдарламасына қызмет ету үшін құрылғанмен, ядролық энергияның бейбіт қолданысын қамтамасыз етумен қатар, ядролық ғылым, химиялық инженерия, радиология және олардың денсаулық сақтау, тамақ өнімдері, медицина, ауыл шаруашылығы және қоршаған ортаға қолданылуы, үдеткіштер және лазерлік технологиялар, электроника, жоғары өнімді есептеулер, құралдар мен реакторларды басқару, материалдар ғылымы және радиациялық мониторинг, жоғары энергиялық физика және плазмалық физика сияқты салаларды қамтитын кең ауқымды және озық ғылыми-зерттеу және даму жұмыстарын жүргізеді.

Ұйымдастыру және басқару

BARC – Атом энергиясы департаментінің мекемесі. Ол директорлардың басшылығындағы бірнеше топтарға және одан да көп бөлімдерге бөлінген.

Ядролық қайта өңдеу жөніндегі кеңес

BARC-тің Ядролық қайта өңдеу кеңесі (NRB) 2009 жылы құрылды. Ол Мумбай, Тарапур және Калпаккам қалаларында орналасқан.

Зерттеу салалары

BARC ядролық ғылымның, химиялық инженерияның, материалдар ғылымы мен металлургияның, электроникалық құралдардың, биология мен медицинаның, жоғары деңгейдегі есептеулердің, жоғары энергиялы плазма физикасының және Үндістанның ядролық бағдарламасы мен оған байланысты салалар үшін қатысты зерттеулерді қамтитын кең ауқымды және жоғары деңгейдегі ғылыми-зерттеу және әзірлеме жұмыстарын жүргізеді. Мысалдары:

Торий отын циклі

Үндістанның ядролық отын ресурстарының қолжетімділігі тұрғысынан әлемде ерекше орны бар. Оның уран қоры шектеулі, бірақ торий қоры мол. Керала және Орисса штаттарының жағажай құмдарында моназиттің бай қоры бар, оның құрамында шамамен 8–10% торий кездеседі. Торий отын циклының барлық аспектілері – кенді өндіру және байыту, отын жасау, әртүрлі реакторларда пайдалану, оның түрлі қасиеттерін бағалау және сәулелендіру мінез-құлқы, қайта өңдеу және қайта пайдалану саласында зерттеулер жүргізілді. Осы бағыттағы маңызды жетістіктер мен технологиялық прогресс мыналар:

India has a unique position in the world, in terms of availability of nuclear fuel resource. It has a limited resource of uranium but a large resource of thorium. The beach sands of Kerala and Orissa have rich reserves of monazite, which contains about 8–10% thorium. Studies have been carried out on all aspects of thorium fuel cycle mining and extraction, fuel fabrication, utilisation in different reactor systems, evaluation of its various properties and irradiation behaviour, reprocessing and recycling. Some of the important milestones achieved / technological progress made in these are as follows:
The process of producing thoria from monazite is well established. IREL has produced several tonnes of nuclear grade thoria powder
The fabrication of thoria based fuel by powder pellet method is well established. Few tonnes of thoria fuel have been fabricated at BARC and NFC for various irradiations in research and power reactors. Studies have been carried out regarding use of thorium in different types of reactors with respect to fuel management, reactor control and fuel utilisation. A Critical Facility has been constructed and is being used for carrying out experiments with thoria based fuels. Thoria based fuel irradiations have been carried out in our research and power reactors. Thoria fuel rods in the reflector region of research reactor CIRUS. Thoria fuel assemblies as reactivity load in research reactor Dhruva. Thoria fuel bundles for flux flattening in the Initial Core of PHWRs. Thoria blanket assemblies in FBTR. (Th Pu)MOX fuel pins of BWR, PHWR and AHWR design in research reactors CIRUS and Dhruva. Post irradiation examinations have been carried out on the irradiated PHWR thoria fuel bundles and (Th Pu) MOX fuel pins. Thermo physical and thermodynamic properties have been evaluated for the thoria based fuels. Thoria fuel rods irradiated in CIRUS have been reprocessed at Uranium Thorium Separation Facility (UTSF) BARC. The recovered 233U has been fabricated as fuel for KAMINI reactor. Thoria blanket assemblies irradiated in FBTR have been reprocessed at IGCAR. The recovered 233U has been used for experimental irradiation of PFBR type fuel assembly in FBTR. Thoria fuel bundles irradiated in PHWRs will be reprocessed in Power Reactor Thorium Reprocessing Facility (PRTRF). The recovered 233U will be used for reactor physics experiments in AHWR Critical Facility. Advanced reactors AHWR and AHWR300 LEU have been designed at BARC to provide impetus to the large scale utilisation of thorium.

Моназиттен торий өндіру процесі толыққанды игерілген. IREL бірнеше тонна ядролық сападағы торий ұнтағын өндірді. Торий негізіндегі отынды ұнтақ піллеттеу әдісімен жасау да жақсы игерілген. BARC және NFC мекемелерінде зерттеу және энергетикалық реакторларда сынақтар жүргізу үшін бірнеше тонна торий отыны жасалды. Торийді әртүрлі типтегі реакторларда отынмен басқару, реакторды басқару және отынды тиімді пайдалану мүмкіндіктері зерттелді. Критикалық құрылым салынды және торий негізіндегі отындармен тәжірибелер жүргізу үшін пайдаланылуда. Торий негізіндегі отындар біздің зерттеу және энергетикалық реакторларымызда сәулелендірілді. CIRUS зерттеу реакторының баяулатушы аймағында торий отын таяқшалары қолданылды. Dhruva зерттеу реакторында реактивті жүктеме ретінде торий отын жинақтары пайдаланылды. PHWR реакторларының алғашқы ядросында ағынды тегістеу үшін торий отын шоғырлары қолданылды. FBTR реакторында торий жамылғылары жинақталды. CIRUS және Dhruva ғылыми реакторларында BWR, PHWR және AHWR жобаларына сәйкес (Th Pu)MOX отын таяқшалары сынақтан өтті. Сәулеленген PHWR торий отын шоғырлары мен (Th Pu)MOX отын таяқшаларына сәулеленуден кейінгі зерттеулер жүргізілді. Торий негізіндегі отындардың термофизикалық және термодинамикалық қасиеттері бағаланды. CIRUS реакторында сәулеленген торий отын таяқшалары BARC-тың Уран-Торийді бөлу орнатылысында (UTSF) қайта өңделді. Алынған 233U KAMINI реакторы үшін отын ретінде пайдаланылды. FBTR реакторында сәулеленген торий жамылғылары IGCAR-да қайта өңделді. Алынған 233U FBTR реакторында PFBR типті отын жинағын сынақтан өткізу үшін қолданылды. PHWR реакторларында сәулеленген торий отын шоғырлары Power Reactor Thorium Reprocessing Facility (PRTRF) орнатылысында қайта өңделеді. Алынған 233U AHWR реакторының Критикалық құрылымында реактор физикасы бойынша тәжірибелерге пайдаланылады. BARC мекемесінде торийді кең ауқымда пайдалануға серпін беру мақсатында AHWR және AHWR300 LEU реакторлары жобаланды.

Қайта өңдеу және ядролық қалдықтарды басқару

Белгілі бір энергияны қолданудан кейін, жану (термиялық қуаттың салдары) делінетін жағдайға жеткенде, реактордағы ядролық отын жаңа отынмен алмастырылады, осылайша тізбектік бөліну реакциясы жалғасады және қажетті қуат деңгейі сақталады. Реактордан шығарылатын пайдаланылған отын, пайдаланылған ядролық отын (ПЯО) деп аталады. BARC 1964 жылы Тромбейде пайдаланылған отынды қайта өңдеуді бастағаннан бері үлкен жетістіктерге қол жеткізді. Үндістанның уранға негізделген бірінші кезеңдік реакторының пайдаланылған отынын қайта өңдеуде он жылдан астам тәжірибесі бар, нәтижесінде ПУРЕКС негізіндегі жақсы жетілген және жоғары дамыған қайта өңдеу технологиясы құрылды, ол ПЯО-дан бағалы материалдарды алуға мүмкіндік береді. Торий отын циклын іске асыру үшін сәулеленген торий отынынан 233U-ны бөліп алып, отын циклына қайта енгізу қажет. Жергілікті күш-жігердің арқасында пайдаланылған торий таяқшаларын қайта өңдеу технологиясы әзірленді және Тромбейдегі Уран-Торийді бөлу орнатылысында (УТО) көрсетілді. УТО-да сәтті тәжірибе алғаннан кейін, Торий отынын қайта өңдеу орнатылысы (ТРО) құрылды, ол торий шоғын бөлшектеу үшін лазерлік технологияны және отын таяқшаларын кесу үшін жеке таяқшаны механикалық кескішті пайдаланады. ФВР-дан алынған сәулеленген торий отын шоғы ТБП-ны экстрагент ретінде пайдалана отырып, 233U-ны алу үшін қайта өңделді. Пайдаланылған отынды қайта өңдеу кезінде пайда болатын жоғары деңгейлі сұйық радиоактивті қалдықтар (ЖДРҚ) ядролық отын циклындағы барлық радиоактивтіліктің көп бөлігін қамтиды. ЖДРҚ витрификация деп аталатын процесс арқылы инертті натрий-бор силикат шыны матрицасына бекітіледі. Шыныланған қалдықтар радиоактивті ыдырау кезінде пайда болатын жылуды таратуға мүмкіндік беру үшін ауамен салқындатылатын сақтау орнында уақытша сақталады, геологиялық қоймаға апару алдында. ЖДРҚ-ны шыныландыру күрделі процесс болып табылады және жоғары температурада және жоғары радиоактивтілік деңгейінде жұмыс істеу қиындықтар туғызады. Нәтижесінде, әлемдегі небары бірнеше ел ғана ЖДРҚ-ны шыныландыру технологиясын меңгерді, ал Үндістан солардың қатарында. ЖДРҚ-ны шыныландыру үшін үш балқыту технологиясы – Индукциялық қыздырылатын металл балқыту (ИҚМБ), Джоуль қыздырылатын керамикалық балқыту (ЖҚКБ) және Суық тостаған индукциялық балқыту (СТІБ) – жергілікті түрде әзірленді. ИҚМБ немесе ЖҚКБ технологияларына негізделген ЖДРҚ шыныландыру орнатыстары Үндістанның Тромбей, Тарапур және Калпаккам қалаларында салынды және сәтті жұмыс істеп жатыр. Витрификация ұясы (ИҚМБ), WIP, Тромбей. ЖҚКБ, Тарапур. Суық тостаған индукциялық балқытудың ішкі көрінісі. ЖДРҚ-дан аз актинидтерді бөлу саласындағы ғылыми-зерттеу жұмыстарының мақсаты – шыны матрицасына бекіту алдында ұзақ өмір сүретін радиоактивті қалдықтарды бөліп алу болып табылады. Ұзақ өмір сүретін радиоактивті ластаушы заттарды жылдам реакторларда немесе үдеткішпен басқарылатын субкритикалық жүйелерде жақпау жоспарлануда, осылайша оларды қысқа өмір сүретін түрлерге айналдыруға болады. Бұл радионуклидті қоршаған ортадан ұзақ мерзімге оқшаулау қажеттілігін едәуір азайтады. Ғылыми-зерттеу жұмыстары сондай-ақ отынның ерігеннен кейін қалған циркониймен қапталған түтікшелердің ластанған бөліктерін және шыныланған ЖДРҚ-ны және ұзақ өмір сүретін қалдықтарды қауіпсіз жою үшін геологиялық қойманы басқаруға бағытталған, радионуклидті адам қоныстанған ортадан ұзақ мерзімге оқшаулау мақсатымен.

After certain energy utilization, known as burn up (a legacy of thermal power) is reached, nuclear fuel in a reactor is replaced by fresh fuel so that fission chain reactions can sustain and desired power output can be maintained. The spent fuel discharged from the reactor is known as spent nuclear fuel (SNF). BARC has come a long way since it first began reprocessing of spent fuel in the year 1964 at Trombay. India has more than five decades of experience for reprocessing of spent fuel of Uranium based first stage reactor resulting in development of well matured and highly evolved PUREX based reprocessing flow sheet involving recovery of SNM. Implementation of thorium fuel cycle requires extraction of 233U from irradiated thorium fuel and its re insertion into the fuel cycle. Based on indigenous efforts, a flow sheet for reprocessing of spent thoria rods was developed and demonstrated at Uranium Thorium Separation Facility (UTSF), Trombay. After gaining successful experience at UTSF, Power Reactor Thoria Reprocessing Facility (PRTRF) has been set up employing advanced laser based technology for dismantling of thoria bundle and single pin mechanical chopper for cutting of fuel pins. Thoria irradiated fuel bundles from PHWR were reprocessed using TBP as extractant to recover 233U. High Level Liquid Waste (HLLW) generated during reprocessing of spent fuel contains most of the radioactivity generated in entire nuclear fuel cycle. The HLLW is immobilised into an inert Sodium Boro Silicate glass matrix through a process, called vitrification. The vitrified waste is stored for an interim period in an air cooled vault to facilitate the dissipation of heat generated during radioactive decay. Prior to its eventual disposal in geological disposal facility. Vitrification of HLLW is a complex process and poses challenges in view of high temperature operations in presence of high amount of radioactivity. As a result, very few countries in world could master the technology of vitrification of HLLW and India is among them. Three melter technologies, Induction Heated Metallic Melter (IHMM), Joule Heated Ceramic Melter (JHCM) and Cold Crucible Induction Melter (CCIM), have been indigenously developed for vitrification of HLLW. HLLW vitrification plants, based on IHMM or JHCM technologies, have been constructed and successfully operated at Trombay, Tarapur and Kalpakkam sites of India. Vitrification Cell (IHMM), WIP, Trombay Joule Heated Ceramic Melter, Tarapur Inside view of Cold Crucible Induction Melter R&D in the field of partitioning of Minor Actinides from HLLW are also aimed to separate out the long lived radioactive waste constituents prior to immobilizing then in glass matrice. The long lived radio contaminants is planned to be burnt in Fast reactor or Accelerator Driven Sub Critical systems to get converted into short lived species. This will reduce the need of long term isolation of radionuclide from environment by multifold. R&D is also directed towards management of Hulls, contaminated left over pieces of zirconium clad tube after dissolution of fuel, and Geological Disposal Facility for safe disposal of vitrified HLLW and long lived waste with objective to long term isolation of radionuclide from the human environment.

Отын өндірудің озық қондырғысы

Advanced Fuel Fabrication Facility (AFFF) – MOX отын өндіру кешені, Ядролық қайта өңдеу кеңесіне (NRB) қарасты және Махараштра штатының Тарапур қаласында орналасқан. AFFF тәжірибелік негізде BWR, PHWR, FBTR және зерттеу реакторлары үшін MOX отынын өндірді. Ол Үндістанның ядролық бағдарламасының екінші кезеңі үшін плутоний негізді MOX отынын шығарады. Бұл құрылым Кальпакамдағы Bhavini компаниясының PFBR үшін 100 000 отын штырын сәтті өндірді. AFFF-те MOX отын өндіру үшін ұнтақталған оксидтерді піллеттеу (POP) әдісі қолданылады. Дегенмен, PFBR жобасы жылдар бойы айтарлықтай кешігулерге ұшырады.

Негізгі және қолданбалы физика

Пәнаралық зерттеулер физикалық-химиялық ортада, оның ішінде температурада, магниттік өрісте және қысымда материяны зерттеуді қамтиды. Материалдардағы маңызды құбылыстарды зерттеу үшін реакторлар, иондық және электрондық үдеткіштер мен лазерлер құрал ретінде кең және уақыт өлшемдерінде қолданылады. Физика ғылымдары саласындағы зерттеулер үшін BARC басқаратын негізгі құрылымдар: TIFR-дегі Pelletron суперөткізгіш сызықтық үдеткіші, Дхрувадағы Нейтрон сәулесін зерттеудің Ұлттық орталығы (NFNBR), INDUS синхротронындағы, RRCAT Индордағы, Mt. Abu-дағы бейнелеу камерасы бар TeV атмосфералық Черенков телескопы (TACTIC), BARC-тағы Folded Tandem Ion Accelerator (FOTIA) және PURNIMA жылдам нейтрондық қондырғылары, Хайдарабадтағы National Centre for Compositional Characterization of Materials (NCCCM) -дегі 3 MV Tandetron үдеткіші, Navi Mumbai-дағы Electron Beam Centre-дегі 10 MeV электрондық үдеткіші. BARC сондай-ақ детекторлар, сенсорлар, массалық спектрометрлер, бейнелеу техникасы және көп қабатты айналарды отандық дамытудың тұрақты бағдарламаларын жүзеге асырады. Жақындағы жетістіктер: Ладакштағы Major Atmospheric Cerenkov Experiment Telescope (MACE) телескопын іске қосу, Дхрувадағы ұшу уақыты нейтрон спектрометрі, INDUS-тағы сәуле желілері (шағын және кең бұрышты рентген сәулесінің шашырауы (SWAXS), белок кристаллографиясы, инфрақызыл спектроскопиясы, кеңейтілген рентген сәулесінің сіңіру құрылымы (EXAFS), фотоэлектрондық спектроскопия (PES/PEEM), энергия және бұрыш бойынша XRD және бейнелеу), BARC TIFR Pelletron құрылысындағы сәуле желілері мен байланысты детекторлық жабдықтарды іске қосу, BARC-тағы төмен энергиялы жоғары интенсивті протондық үдеткіші (LEHIPA), Vizag-тағы биологиялық жасушаларды бейнелеуге арналған цифрлық голографиялық микроскопия. BARC аумағындағы ортақ құрылыста LEHIPA (Төмен энергиялы жоғары интенсивті протондық үдеткіш) жобасы орнатылуда. 20 МэВ, 30 мА, тұрақты токпен жұмыс істейтін протондық линак 50 кэВ ион көзінен, 3 МэВ, 4 метрлік радиожиілікті төртполюстік құрылымнан (RFQ) және 3 20 МэВ, 12 метрлік дрифттік түтік линагынан (DTL) және сәуле тоқтату құрылысынан тұрады. Major Atmospheric Cerenkov Experiment Telescope (MACE) – Үндістанның Ханле қаласының жанында орналасқан суретке түсіретін атмосфералық Черенков телескопы (IACT). Бұл телескоп әлемдегі ең биік (биіктігі бойынша) және екінші ірі Черенков телескопы. Оны Хайдарабадтағы Electronics Corporation of India компаниясы Bhabha Atomic Research Centre үшін жасап, Ханледегі Үндістан астрономиялық обсерваториясының аумағында құрастырды. Бұл телескоп әлемдегі екінші ірі гамма-сәуле телескопы болып табылады және ғалымдарға астрофизика, фундаменталдық физика және бөлшектерді үдету механизмдері саласындағы түсініктерін кеңейтуге көмектеседі. Осы кластағы ең үлкен телескоп – Намибияда жұмыс істейтін 28 метрлік диаметрлі High Energy Stereoscopic System (HESS) телескопы. Ағымдағы негізгі және қолданбалы зерттеулер конденсирленген зат физикасы, ядролық физика, астрофизика ғылымдары және атомдық және молекулалық спектроскопияны қамтитын кең спектрді қамтиды. Маңызды зерттеу салаларына: алдыңғы қатарлы магнетизм, жұмсақ және наноқұрылымдық материалдар, энергиялық материалдар, жұқа пленкалар және көп қабаттар, үдеткіш/реактордағы синтез және бөліну зерттеулері, ядролық астрофизика, ядролық деректерді басқару, реакторлық нейтрино физикасы, өте жоғары энергиялы астрофизика және астробөлшектер физикасы жатады. Қазіргі таңда жүргізіліп жатқан маңызды даму шаралары: Үндістандық сцинтилляторлық матрицасы (ISMRAN) реакторлық антинейтринолар үшін, нейтрондық нұсқаулар, поляризаторлар және нейтрондық суперзеркаль, Nb негізделген суперөткізгіш радиожиіліктік резонаторлар, жоғары тазалықтағы германий детекторы, 2D нейтрон детекторлары, криогенсіз суперөткізгіш магниттер, радиоизотоптарды бөлуге арналған электромагниттік сепаратор, ядролық батареялар және радиоизотоптық термоэлектр генераторлары (RTG) қуат көзі және сұйық сутегі салқындатылатын нейтрон көзі. Басқа да шаралар Үндістандық Нейтрино обсерваториясы (INO) және кванттық есептеулер саласындағы зерттеулерді қамтиды.

The interdisciplinary research includes investigation of matter under different physicochemical environments, including temperature, magnetic field and pressure. Reactors, ion and electron accelerators and lasers are being employed as tools to investigate crucial phenomena in materials over wide length and time scales. Major facilities, operated by BARC for research in Physical sciences, include the Pelletron Superconducting linear accelerator at TIFR, the National Facility for Neutron Beam Research (NFNBR) at Dhruva, a number of state of the art beam lines at INDUS synchrotron, RRCAT Indore, the TeV Atmospheric Cherenkov Telescope with Imaging Camera (TACTIC) at Mt. Abu, the Folded Tandem Ion Accelerator (FOTIA) and PURNIMA fast neutron facilities at BARC, the 3 MV Tandetron accelerator at the National Centre for Compositional Characterization of Materials (NCCCM) at Hyderabad, the 10 MeV electron accelerator at the Electron Beam Centre at Navi Mumbai. BARC also has sustained programs of indigenous development of detectors, sensors, mass spectrometer, imaging technique and multilayer mirrors. Recent achievements include: commissioning of the Major Atmospheric Cerenkov Experiment Telescope (MACE) at Ladakh, a time of flight neutron spectrometer at Dhruva, the beam lines at INDUS (Small and wide angle X ray Scattering (SWAXS), protein crystallography, Infrared spectroscopy, Extended X ray absorption fine structure (EXAFS), Photoelectron spectroscopy (PES/ PEEM), Energy and angle dispersive XRD, and imaging), commissioning of beam lines and associated detector facilities at BARC TIFR Pelletron facility, the Low Energy High Intensity Proton Accelerator (LEHIPA) at BARC, the Digital holographic microscopy for biological cell imaging at Vizag. The Low Energy High Intensity Proton Accelerator (LEHIPA) project is under installation at common facility building in BARC premises. The 20 MeV, 30 mA, CW proton linac will consist of a 50 keV ion source, a 3 MeV, 4 m long, radio frequency quadrupole (RFQ) and a 3 20 MeV, 12 m long, drift tube linac (DTL) and a beam dump. Major Atmospheric Cerenkov Experiment Telescope (MACE) is an Imaging Atmospheric Cerenkov telescope (IACT) located near Hanle, Ladakh, India. It is the highest (in altitude) and second largest Cerenkov telescope in the world. It was built by Electronics Corporation of India, Hyderabad, for the Bhabha Atomic Research Centre and was assembled at the campus of Indian Astronomical Observatory at Hanle. The telescope is the second largest gamma ray telescope in the world and will help the scientific community enhance its understanding in the fields of astrophysics, fundamental physics, and particle acceleration mechanisms. The largest telescope of the same class is the 28 metre diameter High Energy Stereoscopic System (HESS) telescope being operated in Namibia. Ongoing basic and applied research encompasses a broad spectrum covering condensed matter physics, nuclear physics, astrophysical sciences and atomic and molecular spectroscopy. Important research areas include advanced magnetism, soft and nano structured materials, energy materials, thin film and multi layers, accelerator/reactor based fusion fission studies, nuclear astrophysics, nuclear data management, reactor based neutrino physics, very high energy astrophysics and astro particle physics. Some of the important ongoing developmental activities are: Indian Scintillat or Matrix for Reactor Anti Neutrinos (ISMRAN), neutron guides, polarizers and Neutron supermirror, Nb based superconducting RF cavities, high purity Germanium detector, 2 D neutron detectors, cryogen free superconducting magnets, electromagnetic separator for radio isotopes, nuclear batteries and radioisotope thermoelectric generators (RTG) power source and liquid Hydrogen cold neutron source. Other activities include research and developmental towards India based Neutrino Observatory (INO) and quantum computing.

Химиялық инженерия және ғылымдар

Даму жұмысының негізгі ерекшеліктері – өзін-өзі қамтамасыз ету, өте жоғары тазалық дәрежесіне ие өнімдер алу, төмен бөліну коэффициенттерімен сипатталатын бөліну процестерімен жұмыс істеу, жоғары өнімділікке қол жеткізу, сирек ресурстарды тиімді пайдалану, экологиялық қауіпсіздік, жоғары энергия тиімділігі және тұрақты, үздіксіз жұмыс. Ядролық энергияның электр энергиясын пайдаланбайтын қолданысы суды тұщыландыру саласында көп сатылы булану дистилляциясы және термобу қысымымен көп эффектілі дистилляция (MED TVC) сияқты технологиялар арқылы көрсетілді. Мембраналық технологиялар ядролық қалдықтарды өңдеуден бөлек, Үндістан Үкіметінің «Жал Живан Миссиясы» аясында тұрмыстық деңгейде қауіпсіз ауыз сумен қамтамасыз ету мақсатында қоғамның барлық саласында қолданылуда. Ядролық отын циклында қолдану үшін ағынды төсек технологиясын әзірлеу және сынақтан өткізу; жаңа экстрагенттерді синтездеу және бағалау; TBM материалдарын синтездеу (литий титанаты бөлшектерін синтездеу); әртүрлі құбылыстарды молекулалық деңгейде модельдеу (мысалы, сутегі мен оның изотоптарының әртүрлі металдар арқылы өтуі, көміртекті нанотүтіктерді қолданып тұзсыздандыру, шынының құрамының шыныға қатысты қасиеттерге тигізетін әсері, еріткіштер мен металл-организмдік құрылымдарды жобалау); белгілі бір процестерді күшейту үшін микрореакторларды қолдану; төмен температуралық мұздату арқылы тұзсыздандыру процесін дамыту; қоршаған ортаға зиянсыз, жабық циклды, сұйықтық шығыны жоқ тұзсыздандыру жүйелері; өнеркәсіптік ағынды суларды тазалау; жаңа буын мембраналар (мысалы, жоғары өнімді графен негізіндегі нанокомпозиттік мембраналар, гемодиализ мембраналары, кері осмос және металдық мембраналар); әртүрлі процестер арқылы сутегін өндіру және сақтау (электрохимиялық судың ыдырауы, иод-күкірт термохимиялық циклы, мыс-хлор гибридтік термохимиялық циклдар); нақты бөлінулер үшін адсорбциялық гель материалдарын дамыту; ауыр суды жақсарту; әртүрлі қолданыстар үшін металдық жабындар (мысалы, мембраналық өткізгіш, нейтрон генераторы және арнайы қолданыстар); ағынды төсек химиялық бу фазасында шоғырландыру; және ультрадыбыс технологиясының (UT) химиялық процестерде қолданылуы. BARC Тромбайда 50 л/сағ. сыйымдылығы бар, алдын ала салқындатылған, модификацияланған Клод циклына негізделген гелий сұйытқышын (LHP50) әзірледі және іске қосты. LHP50-ге қатысатын негізгі компоненттік технологияларға LHP50 салқындату бөлімінде орналасқан криогендік құбырлар мен ұзын саптама клапандарымен бірге ультра жоғары жылдамдықты газды төсегі бар миниатюралық турбоэкспандерлер және ықшам пластиналы қанатты жылу алмастырғыштар кіреді. Басқа негізгі жабдықтарға коаксиалды гелий беру желісі және сұйық гелий қабылдағыш ыдысы кіреді.

The key features underlying the development effort are self reliance, achieving products with very high purity specifications, working with separation processes characterized by low separation factors, aiming high recoveries, optimal utilization of scarce resources, environmental benignity, high energy efficiency and stable continuous operation. Non power application of nuclear energy has been demonstrated in the area of water desalination using the technologies such as Multi Stage Flash Distillation and Multi Effect Distillation with Thermo Vapor Compression (MED TVC). Membrane technologies have been deployed not only for nuclear waste treatment but for society at large in line with the Jal Jeevan Mission of Government of India to provide safe drinking water at the household level. Development and demonstration of fluidized bed technology for applications in nuclear fuel cycle; synthesis and evaluation of novel extractants; synthesis of TBM materials (synthesis of lithium titanate pebbles); molecular modeling for various phenomena (such as permeation of hydrogen and its isotopes through different metals, desalination using carbon nanotubes, effect of composition of glass on properties relevant for vitrification, design of solvents and metal organic frameworks);applications of microreactors for intensification of specific processes; development of low temperature freeze desalination process; environment friendly integrated zero liquid discharge based desalination systems; treatment of industrial effluents; new generation membranes (such as high performance graphene based nanocomposite membranes, membranes for haemodialysis, forward osmosis and metallic membranes); hydrogen generation and storage by various processes (electrochemical water splitting, iodine sulphur thermochemical, copper chlorinehybrid thermochemical cycles); development of adsorptive gel materials for specific separations; heavy water upgradation; metal coatings for various applications (such as membrane permeator, neutron generator and special applications);fluidized bed chemical vapour deposition; and chemical process applications of Ultrasound Technology (UT). A pre cooled modified Claude cycle based 50 L/hr capacity helium liquefier (LHP50) has been developed and commissioned by BARC at Trombay. Major component technologies involved in LHP50 include ultra high speed gas bearing supported miniature turboexpanders and compact plate fin heat exchangers along with cryogenic piping and long stem valves all housed inside the LHP50 Cold Box. Other major equipment include a coaxial helium transfer line and a liquid helium receiver vessel.

Қоршаған орта, радиология және радиохимия ғылымдары

БАРК сондай-ақ радиациялық және химиялық ластаушы заттардың қоршаған ортаға тигізетін әсерін және доза / тәуекелдерді бағалауды, ядролық отын циклының барлық объектілеріндегі қоршаған ортаны бақылауды және радиациялық қорғауды, АЭҚ объектілеріндегі метеорологиялық және гидрогеологиялық зерттеулерді жүзеге асырады. Ластаушы заттардың атмосфера және гидросферадағы тасымалы мен таралуын модельдеу, қалдықтарды басқару және жою тәжірибесінің радиологиялық әсерін бағалау, қоршаған ортадағы радиациялық мониторинг жүйелерін әзірлеу және бүкіл ел бойынша радиациялық мониторинг желісін құру, ядролық энергетика қызметінің теңіз ортасына тигізетін радиологиялық әсерін бағалау үшін шамалар мен өлшемдерді белгілеу жұмыстарын жүргізеді. Бұл бағдарламалардың ерекшеліктері: позитрон және позитроний химиясы, актинид химиясы және спектроскопиясы, су ресурстарын басқару үшін изотоптық гидрология, өнеркәсіптік қолданыс үшін радиотрассерлер, медициналық қолданыс үшін жаңа радионуклидтерді бөліп алу және тазарту, соль-гель әдісімен жаңа отын әзірлеу, ядролық отынның химиялық сапасын бақылау, актинидтердің кешендесуі және түрлері, отын циклінің соңғы кезеңдері үшін бөлу әдістерін әзірлеу. Басқа да маңызды ғылыми-зерттеу жобалары: балқытылған тұзды реакторлардың (MSBR) термофизикалық қасиеттерін бағалау, реактордың ішкі бөлігін ұстап тұратын материалдарды әзірлеу, сутегінің мөлшерін азайту, сутегі өндіруге арналған катализаторлар, сутегі сақтау материалдары, нанотерапия және биосенсорлар, реактор компоненттерін залалсыздандыру, биоқоқысты бақылау және жылу экологиясын зерттеу, супермолекулалық химия, экологиялық және интерфейстік химия, өте жылдам реакциялар динамикасы, жеке молекулалық спектроскопия, наноматериалдарды синтездеу және қолдану, салқын плазманы қолдану, биосуреттеуге арналған люминесцентті материалдар, жарық шығаратын құрылғылар және қауіпсіздік саласында қолданылатын материалдар және т.б.

Денсаулық сақтау, азық-түлік және ауыл шаруашылығы

Жаңа элиталық дақылдардың, оның ішінде майлы дақылдар мен бұршақ тұқымдастардың түрлерін дамыту. Радиациялық мутагенез, гибридтеу және тіндік культура әдістерін қолдану арқылы 49 дақыл түрі әзірленді, тіркелді және коммерциялық өсіру үшін мемлекеттік тізімге енгізілді. Молекулалық маркерлерді, трансгендік организмдерді, биосенсорларды, жақсартылған қоректік заттарды тиімді пайдалануға мүмкіндік беретін тыңайтқыштарды әзірлеу. ДНҚ зақымдануын жөндеу, репликация, тотығу-тотықсыздану биологиясы және аутофагия процесін түсіну, сондай-ақ қатерлі ісіктерді емдеу үшін радиосенсибилизаторлар мен химиосенсибилизаторларды әзірлеу. Ядролық ғылымдар мен қоғамдық қажеттіліктерге (жетілдірілген технологиялар және денсаулық сақтау) қатысты органофлюорофорлар мен органикалық электрондық молекулаларды жобалау және синтездеу. Ядролық ғылымдар мен қоғамдық қажеттіліктерге (жетілдірілген технологиялар және денсаулық сақтау) қатысты органофлюорофорлар мен органикалық электрондық молекулаларды жобалау және синтездеу.

Үндістанның үш кезеңді ядролық энергия бағдарламасы

Үндістанның үш кезеңдік ядролық энергия бағдарламасы 1950 жылдары Хоми Бабха жасаған, елдің ұзақ мерзімді энергия тәуелсіздігін қамтамасыз ету мақсатында, Оңтүстік Үндістанның жағалау аймақтарындағы моназит құмдарынан табылған уран және торий қорын пайдалану арқылы іске асырылды. Бағдарламаның негізгі мақсаты – Үндістанның торий қорын елдің энергия қажеттіліктерін өтеу үшін пайдалануға мүмкіндік беру. Торий Үндістан үшін ерекше тартымды, себебі елдегі әлемдік уран қорының үлесі шамамен 1-2% ғана, ал әлемдегі белгілі торий қорының 25% құрап, торийдің ең ірі қорына ие.

I кезең Қысымды ауыр су реакторы

Бағдарламаның бірінші кезеңінде табиғи уран отыны қолданылатын қысымды ауыр су реакторлары (PHWR) электр энергиясын өндіреді, сонымен қатар плутоний-239 қосымша өнім ретінде алынады. PHWR бірінші кезеңді іске асыру үшін ең қолайлы таңдау болды, себебі ол уранды тиімді пайдалану тұрғысынан ең жақсы реакторлық конструкцияға ие болды, ал 1960 жылдардағы Үндістанның дамыған инфрақұрылымы PHWR технологиясын жылдам енгізуге мүмкіндік берді. Табиғи уранда бөлінетін уран-235 изотопының үлесі тек 0,7% құрайды. Қалған 99,3% уран-238, ол бөлінбейді, бірақ реакторда бөлінетін плутоний-239 изотопына айналдырылуы мүмкін. Ауыр су (деутерий оксиді, D2O) модератор және салқындатқыш ретінде қолданылады.

II кезең Тез көбейту реакторы

Екінші кезеңде жылдам көбейту реакторлары (FBR) бірінші кезеңде пайдаланылған отынды қайта өңдеу арқылы алынған плутоний-239 және табиғи ураннан жасалған қоспа оксид (MOX) отынын пайдаланады. FBR-лерде плутоний-239 энергия өндіру үшін ядролық бөлінуге ұшырайды, ал қоспа оксид отынындағы уран-238 қосымша плутоний-239-ға айналады. Осылайша, екінші кезеңдегі FBR-лер тұтынылған отыннан артық отын "көбейтуге" арналған. Плутоний-239 қоры жеткілікті болғаннан кейін торийді реакторға жапқыш материал ретінде енгізіп, үшінші кезеңде пайдалану үшін уран-233-ке айналдыруға болады. Әрбір жылдам реакторда өндірілген артық плутонийді осындай реакторлар құруға пайдалануға болады, осылайша Үндістанның азаматтық ядролық энергия қуатын торийді отын ретінде пайдаланатын үшінші кезеңдегі реакторларды іске қосуға мүмкіндік беретін деңгейге дейін арттыруға болады. Елдің алғашқы жылдам көбейту реакторының жобасын Индира Ганди атындағы Атомдық зерттеулер орталығы (IGCAR) жасаған.

Қиылысу уақыты

Екі еселеу уақыты – бұл көбейту реакторларына кіріс ретінде берілген бөлінгіш отынның мөлшерін екі есеге арттыруға қажетті уақытты көрсетеді. Бұл көрсеткіш Бабха жоспарының екінші кезеңінен үшінші кезеңіне өту кезіндегі қажетті уақытты түсіну үшін маңызды, себебі үшінші кезеңді кеңінен енгізу үшін жеткілікті бөлінгіш отын қорын жинау қажет.

III кезең - Торийге негізделген реакторлар

III кезеңдегі реактор немесе жаңа буынды ядролық энергетикалық жүйе – өздігінен жалғасатын торий-232–уран-233 отынымен жұмыс істейтін реакторлар сериясы. Бұл термиялық көбейткіш реактор, қағида бойынша, бастапқы отынмен толықтырылғаннан кейін тек табиғи торийді пайдалана отырып қайта толықтырылуы мүмкін. Үш кезеңдік бағдарламаға сәйкес, Үндістанның ядролық энергиясы отандық уранмен жабдықталған PHWR арқылы шамамен 10 ГВт-қа дейін өседі, ал одан арғы өсім 50 ГВт-қа дейін FBR есебінен болуы керек. [b] Үшінші кезең осы қуат деңгейіне қол жеткізілгеннен кейін ғана іске асырылады.

Параллель тәсілдер

Үш кезеңдік бағдарламада торийді тікелей пайдалану ұзаққа созылатындықтан, ел торийді үш кезеңдік бағдарламамен қатар тікелей пайдалануға мүмкіндік беретін реакторлардың жобаларын қарастыруда. Қарастырылып жатқан үш нұсқа: Үндістанның акселератормен басқарылатын жүйесі (IADS), Күрделі ауыр су реакторы (AHWR) және ықшам жоғары температуралы реактор. Сондай-ақ, балқытылған тұз реакторы да әзірленуде. Үндістанның Атом энергиясы департаменті мен АҚШ-тың Фермилаб ғарыш кеңістігінде бірінші рет жасалып жатқан, ерекше акселератормен басқарылатын жүйелерді жобалап жатыр. Әзірге ешбір елде қуат өндіру үшін акселератормен басқарылатын жүйе салынбаған. Атом энергиясы жөніндегі комиссияның бұрынғы төрағасы Анил Какодкар бұл жобаны ғылымның ірі жобасы және адамзат үшін "қажеттілік" деп атады.

Жеңіл су реакторлары

BARC Arihant класындағы су асты кемелері үшін жеңіл су реакторын әзірлеу тәжірибесін пайдалана отырып, 900 МВт қуаттылықтағы үлкен қысымды су реакторының IPWR 900 деп аталатын жобасын жасап дамытуда. Бұл жобаға III+ буын қауіпсіздік мүмкіндіктері, яғни пассивті ыдырау жылуын кетіру жүйесі, авариялық жағдайдағы өзекті салқындату жүйесі (ECCS), корийді ұстау және өзекті ұстағыш жүйесі сияқтылар кіреді.

Теңізде қолдануға арналған теңіз қозғалтқышы

BARC Индия теңіз күштерінің су асты кемелері үшін, Арихант класындағы су асты кемесі үшін CLWR B1 реакторынан бастап, ядролық теңіз қозғалтқышына жарамды жеңіл су реакторларының бірнеше жобасын әзірледі. Осы кластың жалпы саны төрт су асты кемесі құрылатын болады.

Үндістан және ҰҚШҰ

Үндістан Ядролық қаруды таратпау шартына (ЖҚТ) мүше емес, себебі ол бұл шарттың ядролық қаруға ие елдерге әділ емес артықшылықтар беретініне және толыққанды ядролық қарусыздану үшін ешқандай шара қарастырмайтынына қатысты алаңдаушылық білдіреді. Үндістанның ресми тұлғалары елдің шартқа қол қоймауының себебі оның дискриминациялық сипатында екенін айтты; шарт ядролық қаруға ие емес мемлекеттерге шектеулер қояды, бірақ ядролық қаруға ие мемлекеттердің ядролық қаруларын жаңарту мен кеңейтуін тоқтатуға көмектеспейді. Соңғы кезде Үндістан мен АҚШ екі ел арасындағы ядролық ынтымақтастықты күшейту және Үндістанның ITER (Халықаралық термоядролық тәжірибелік реактор) халықаралық консорциумына қатысуы туралы келісімге келді.

Азаматтық зерттеулер

Сондай-ақ, БАРК "Гамма" бағында биотехнологияны зерттейді және көптеген ауруларға төзімді, жоғары өнімді өсімдіктер, әсіресе жер жаңғағы сорттарын жасады. Сонымен қатар, ол электр энергиясын өндіру үшін сұйық металл магнитогидродинамикасы саласында зерттеулер жүргізеді. 2005 жылғы 4 маусымда негізгі ғылымдар саласындағы зерттеулерді ынталандыру мақсатында БАРК "Хоми Баба" ұлттық институтын құрды. БАРК-қа (Баба атомдық зерттеу орталығы) қатысты ғылыми-зерттеу институттары ИГКАР (Индра Ганди атомдық зерттеу орталығы), РРКАТ (Раджа Раманна озық технологиялар орталығы) және ВЭКК (Өзгермелі энергия циклотроны орталығы) болып табылады. BARC тәжірибесінен пайдаланған, бірақ NPCIL (Үндістанның атомдық энергетика корпорациясы) басқаратын электр энергиясы жобалары KAPP (Kakrapar атомдық энергетика стансасы), RAPP (Раджастан атомдық энергетика стансасы) және TAPP (Тарапур атомдық энергетика стансасы) болып табылады. Баба атомдық зерттеу орталығы ядролық зерттеулермен қатар, үдеткіштер, микроэлектрондық сәулелер, материалдарды жобалау, суперкомпьютерлер және компьютерлік көру сияқты басқа да жоғары технологиялық салаларда зерттеулер жүргізеді. BARC-тың осы мамандандырылған салалар үшін арналған бөлімдері бар. BARC өзінің қажеттілігі үшін Anupam суперкомпьютерлерінің инфрақұрылымын, соңғы технологияларды пайдалана отырып жобалап, жасады.