Bhabha Atomic Research Centre (BARC) UPSC MP PSC Notes in hindi


भारत में परमाणु के जनक डॉ  होमी जहाँगीर भाभा ने परमाणु कार्यक्रम की कल्पना की परमाणु विज्ञान अनुसंधान करने के लिए डॉ. भाभा ने 1945 में टाटा इंस्टीट्यूट ऑफ फंडामेंटल रिसर्च (TIFR) की स्थापना  की राष्ट्र को लाभ प्रदान करने के लिए परमाणु ऊर्जा के दोहन के प्रयास को तेज करने के लिए, डॉ भाभा ने जनवरी में परमाणु ऊर्जा प्रतिष्ठान, ट्रॉम्बे (AEET) की स्थापना की, भारत के महत्वाकांक्षी परमाणु कार्यक्रम के लिए आवश्यक बहु-विषयक अनुसंधान कार्यक्रम के लिए 1954 - 1966 में डॉ भाभा के निधन के बाद (AEET ) का नाम बदलकर भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (BARC) रख दिया गया था |डॉ भाभा ने परमाणु ऊर्जा अनुसंधान और विकास कार्यक्रम के जादा विस्तार की जनशक्ति की जरूरतों को पूरा करने के लिए BARC प्रशिक्षण स्कूल की स्थापना कर दी | डॉ भाभा के स्वयं के शब्दों में जब परमाणु ऊर्जा को सफलतापूर्वक बिजली उत्पादन के लिए लागू किया गया है, कुछ दशक पहले भारत के अपने विशेषज्ञों के लिए विदेश में नहीं देखना होगा, लेकिन वे उन्हें तैयार पाएंगे | डॉ भाभा ने परमाणु विज्ञान और इंजीनियरिंग के सभी क्षेत्रों में आत्मनिर्भरता हासिल करने पर बहुत जोर दिया | (BARC, RRCAT, IGCAR,  VECC ) आदि जैसे R & D संस्थानों की माँ है, जो  NFC, ECIL, NPCIL, इत्यादि जैसे परमाणु और त्वरक प्रौद्योगिकियों और औद्योगिक प्रतिष्ठानों, परमाणु ऊर्जा उत्पादन, सामग्री प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में अग्रणी शोध करते हैं जेसे इलेक्ट्रॉनिक्स और इंस्ट्रूमेंटेशन |

भारत के समग्र विद्युत क्षेत्र की कार्बन तीव्रता को कम करने में परमाणु ऊर्जा की एक महत्वपूर्ण भूमिका है | कोयला पर आधारित थर्मल पावर का योगदान 186,293 मेगावाट है, जुलाई 2016 कुल स्थापित बिजली का 61% जबकि नवीकरणीय और परमाणु योगदान मात्र  44,237 मेगावाट (14.5%) और 5,780 मेगावाट (1.9%) है जबकि ऊर्जा के नवीकरणीय स्रोत पर्यावरण के अनुकूल हैं, वे शक्ति के आंतरायिक स्रोत हैं | परमाणु ऊर्जा, नगण्य कार्बन फुटप्रिंट के साथ एक गैर-आंतरायिक और केंद्रित शक्ति का स्रोत होने के नाते  देश  की अंतर्राष्ट्रीय पर्यावरण प्रतिबद्धताओं को पूरा करने के लिए भारतीय शक्ति-मिश्रण का एक अनिवार्य घटक के रूप में स्थापित है |

भारत में परमाणु ऊर्जा उदय 
Rise of nuclear power in India





 हमारे देश में घरेलू यूरेनियम संसाधन सीमित हैं जबकि हमारे पास प्रचुर मात्रा में थोरियम उपलब्ध है | थोरियम का दोहन करने के लिए हमारे योजनाकारों ने थ्री स्टेज न्यूक्लियर पावर प्रोग्राम की परिकल्पना की है |

PHWRs और अपशिष्ट प्रबंधन से खर्च किए गए ईंधन की पुन: आपूर्ति तीन चरण के परमाणु कार्यक्रम के लिये एक महत्वपूर्ण घटक हैं | इन तकनीकों को पुरी तरह स्वदेशी प्रयासों से विकसित किया गया था | यूरेनियम और प्लूटोनियम को रासायनिक रूप से अलग और पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जबकि अन्य रेडियोधर्मी विखंडन उत्पादों को उनके आधे जीवन और रेडियोधर्मिता के अनुसार अलग और सॉर्ट कियागया तथा  न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव के साथ संग्रहीत किया जाता है |

भारत ने इस  अपनी प्रविष्टि की घोषणा की जब 40 मेगावाट का फास्ट ब्रीडर टेस्ट रिएक्टर (FBTR) अक्टूबर 1985 में इंदिरा गांधी सेंटर फॉर एटॉमिक रिसर्च, कलपक्कम में महत्वपूर्ण हो गया | FBTR एक अद्वितीय विशेषता है जो स्व-विकसित यू-पु कार्बाइड ईंधन से समृद्ध है |  एफबीटीआर से प्राप्त परिचालन अनुभव के साथ, भारत ने 500 MWe प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर (PFBR) केनिर्माण की शुरुआत की जिसकी 2017 में पुरी तरह से चालू होने की संभावना है |

खर्च किए गए ईंधन से निकाला गया पु -239 फास्ट ब्रीडर रिएक्टरों (FBRs) के लिए ईंधन के रूप में पुनः कार्य करता है , परमाणु कार्यक्रम के दूसरे चरण का हिस्सा FBR ईंधन इतना डिज़ाइन किया गया है कि U-238 का एक कंबल ईंधन कोर को घेरता है | U-238 ताजा पु -239 का उत्पादन करने के लिए संचार से गुजरता है, इस प्रकार एक एफबीआर न केवल पु -239 का उपभोग करता है, बल्कि इससे अधिक पु -239 की खपत करता है | लेकिन एफबीआर तकनीक बहुत जटिल है और केवल संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन, फ्रांस, जापान और यूएसएसआर जैसे उन्नत देशों ही अभी तक  इस तकनीक में महारत हासिल कर पाये है |

BARC के पास रिएक्टर टेक्नोलॉजीज, फ्यूल रीप्रोसेसिंग एंड वेस्ट मैनेजमेंट, आइसोटोप एप्लिकेशन, रेडिएशन टेक्नोलॉजीज में अनुसंधान तथा विकास एवं  स्वास्थ्य, कृषि और पर्यावरण के लिए उनके अनुप्रयोग, एक्सलेरेटर और लेजर टेक्नोलॉजी, इलेक्ट्रॉनिक्स, इंस्ट्रूमेंटेशन तथा रिएक्टर कंट्रोल और मटीरियल साइंस के लिए सक्रिय समूह मोजूद हैं | विज्ञान के कई प्रमुख विषयों में बुनियादी और अनुप्रयुक्त अनुसंधान पर मजबूत के साथ  बुनियादी अनुसंधान और प्रौद्योगिकी विकास के बीच तालमेल बनाया गया है |

भारत में प्रचुर मात्रा में ( Th-232  ) मोजूद है, एक फ़िज़ाइल सामग्री नहीं है हालांकि, एक न्यूट्रॉन कैप्चर रिएक्शन से, Th-232 U-233 में बदल जाता है, जो U-235 और Pu-239 जैसी फिसिकल सामग्री है |तीन चरण के कार्यक्रम की रणनीति (Th-232 ) को तेजी से रिएक्टरों में U-233 में बदलना है |  U-233 परमाणु कार्यक्रम के भविष्य के तीसरे चरण में ईंधन होगा | इसके अलावा, उन्नत भारी जल रिएक्टरों (एएचडब्ल्यूआर) में प्लूटोनियम-आधारित ईंधन के एक छोटे से फ़ीड के साथ थोरियम का उपयोग करने का प्रस्ताव है जो बड़े पैमाने पर थोरियम के उपयोग की सुविधा के लिए अपेक्षित होगा |


BARC Contribution to Reactor Research
रिएक्टर रिसर्च में BARC का योगदान

                                                 

                                       Zerlinac Reactor

Zerlinac Reactor 100 वॉट का थर्मल रिएक्टर था जो प्राकृतिक यूरेनियम धातुई ईंधन तथा  भारी पानी पर आधारित था, जो कि मॉडरेटर और शीतलक दोनों के रूप में मोजूद था | Zerlinac Reactor  14 जनवरी, 1961 में आलोचनात्मकता हासिल की ​​इसका इस्तेमाल मुख्य रूप से रिएक्टर जाली अध्ययन के लिए किया गया था और 1983 में इसका विमोचन किया गया था |

 अप्सरा रिएक्टर  ASAPRA Reactor 


भारत का पहला परमाणु अनुसंधान रिएक्टर अप्सरा परमाणु रिएक्टर अप्सरा  4 अगस्त 1956, पर 3:45 PM पर निर्णायक मोड़ की प्राप्ति हुई | जब परमाणु विखंडन प्रति-क्रिया आत्मनिर्भर हो जाती है तो आलोचना एक परमाणु रिएक्टर की स्थिति को संदर्भित करती है |  इसका मतलब है कि प्रत्येक विखंडन प्रतिक्रिया श्रृंखला प्रतिक्रिया को बनाए रखने के लिए पर्याप्त न्यूट्रॉन जारी करती है | यह एक रिएक्टर के कमीशन में एक महत्वपूर्ण मील का पत्थर साबित हुआ |


इस रिएक्टर का निर्माण यूनाइटेड किंगडम की सहायता से बनाया गया था जिसने प्रारंभिक ईंधन प्रदान किया था |
 डॉ। होमी भाभा ने  इसकी रूपरेखा 1955 में  परिकल्पित की गई थी |

APSARA रिएक्टर भारत और एशिया में पहला परमाणु अनुसंधान रिएक्टर था |

APSARA एक पूल के प्रकार का रिएक्टर था तथा 80% समृद्ध यूरेनियम ईंधन का उपयोग करता  था |

1957 में भारत के तत्कालीन प्रधानमंत्री पंडित जवाहर लाल नेहरू ने देश का पहला  APSARA रिएक्टर समर्पित किया था |

रेडियो-सिसोटोप्स ने कृषि में भी इसका उपयोग पाया जाता है | वैज्ञानिक विकास सिमुलेशन, भंडारण प्रभाव पोस्ट विकिरण, प्रेरित रेडियोधर्मिता की भूमिका, न्यूट्रॉन विकिरण और रासायनिक उत्परिवर्तनों के संयुक्त प्रभाव का अध्ययन करने में सक्षम हैं | इससे रोग प्रतिरोधी तथा अधिक उपज देने वाली 
फसल किस्मों को विकसित करने में काफी हद तक एक बड़ी मदद मिली है |

आप्सरा रिएक्टर के चालू होने के साथ ही भारत ने रेडियो आइसोटोप का उत्पादन शुरू कर दिया | इसके बाद प्राप्त ज्ञान और अनुभव ने रेडियो आइसोटोप के उत्पादन तथा आवेदन के लिए मौजूदा बुनियादी ढांचे में मदद की है | रेडियोसिसोटोप ने चिकित्सा निदान और चिकित्सा उत्पादों की नसबंदी, पाइपलाइन निरीक्षण, खाद्य संरक्षण और कई अनुप्रयोग किये हैं |

न्यूट्रॉन प्रेरित विखंडन, प्रतिक्रिया- शीलता माप, विखंडन उत्पाद गैसों, न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी, दो चरण प्रवाह विज़ुअलाइज़ेशन, विकिरण परिरक्षण और न्यूट्रॉन डिटेक्टर विकास के APSARA के साथ प्रयोगों ने प्रोटोटाइप फास्ट ब्रीडर रिएक्टर की वर्तमान पीढ़ी के लिए प्रमुख डिजाइन इनपुट का नेतृत्व किया है |  

APSARA न्यूट्रॉन स्कैटरिंग न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण और न्यूट्रॉन और गामा-किरण उत्सर्जन अध्ययन जैसे बुनियादी विज्ञानों के प्रयोगों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है |  इससे सामग्री के लक्षण वर्णन में और फोरेंसिक जांच में अधिक सहायता प्राप्त होती है |

APSARA BARC, पूर्ण रूप से महाराष्ट्र के  मुंबई शहर में स्थित है। इसे 2010 में स्थायी रूप से बंद कर दिया गया है |

APSARA परमाणु रिएक्टर विस्तार विवरण 

इस रिएक्टर का प्रकार स्विमिंग पूल प्रकार / थर्मल रिएक्टर

रिएक्टर आलोचना की तिथि  4 अगस्त, 1956 |

रिएक्टर पावर की 1 मेगावाट 

ईंधन की सामग्री  समृद्ध यूरेनियम - एल्यूमीनियम मिश्र धातु

ईंधन तत्व: प्लेट्स

ईंधन क्लैडिंग की  एल्यूमीनियम मिश्र धातु 

ईंधन का कुल वजन 4.5 किलो

मुख्य आकार  560 मिमी X 560 मिमी X 615 मिमी (H)

मॉडरेटर हल्का पानी

मैक्स न्यूट्रॉन फ्लक्स  1013n / सेमी 2 / सेकंड

शीतलक  हल्का पानी 

छड़ बंद करें कैडमियम

   DHRUVA- ध्रुव रिएक्टर 


1970 के दशक में रेडियोसोटोप तथा उन्नत की बढ़ती मांग के अलावा बुनियादी विज्ञान में अनुसंधान के लिए उच्च न्यूट्रॉन प्रवाह के साथ एक शोध रिएक्टर की आवश्यकता के बारे में कल्पना की गई थी |  ( डीएचआरयूवीए ) का निर्माण भारत में स्वदेशी परमाणु प्रौद्योगिकी के विकास एवं कार्यान्वयन में एक प्रमुख मील का पत्थर साबित हुआ था | रिएक्टर न केवल बहु-विषयक उपयोगकर्ता समुदाय को संतुष्ट करने के लिए, बल्कि उच्च विशिष्ट गतिविधि के रेडियो आइसोटोप के उत्पादन में भी कई सुविधाएँ प्रदान करता है | ध्रुव भारतीय वैज्ञानिक समुदाय की जरूरतों को पूरा करने के लिए न्यूट्रॉन बीम रिसर्च के लिए एक राष्ट्रीय सुविधा है जहां ( BARC) परमाणु ऊर्जा विभाग (DAE), विश्वविद्यालय और राष्ट्रीय प्रयोगशालाओं की सभी अन्य इकाइयां सहयोगी परियोजनाओं के तहत काम करती हैं |



Cirrus Reactor -साइरस रिएक्टर 


साइरस रिएक्टर(40 MWth) कनाडा के सहयोग से बनाया गया था और 10 जुलाई 1960 को कमीशन किया गया था | CIRUS का व्यापक रूप से न्यूट्रॉन बीम, सामग्री विकिरण, ईंधन परीक्षण, न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण और मेडिसिन, कृषि तथा अनुप्रयोगों में रेडियोसोटोपोट्स के उत्पादन का उपयोग कर संघनित पदार्थ अनुसंधान के लिए किया गया था | उद्योगCIRUS रिएक्टर इंजीनियरों और वैज्ञानिकों के प्रशिक्षण के लिए एक उत्कृष्ट मंच साबित हुआ और प्राकृतिक यूरेनियम, भारी पानी, रिएक्टर प्रणालियों के प्रबंधन की पेचीदगियों को समझने में, 
जो भारतीय दबाव वाले भारी जल रिएक्टर कार्यक्रम में विकसित हुआ | 50 साल के सफल संचालन के बाद, यह दिसंबर 2010 में स्थायी रूप से इसे बंद किया गया था |

कामिनी रिएक्टर Kamini



कामिनी रिएक्टर इंदिरा गांधी सेंटर फॉर एटॉमिक रिसर्च कलपक्कम में 30 किलोवाट का रिएक्टर है, जिसने अक्टूबर 1996 में आलोचना का सामना किया |  कामिनी रिएक्टर यह हमारे थोरियम भंडार के उपयोग की दिशा में एक छोटा लेकिन बहुत महत्वपूर्ण कदम है |  यह U-233 ईंधन का उपयोग करने वाला दुनिया भर का एकमात्र ऑपरेटिंग रिएक्टर है |  इसका उपयोग IGCAR में न्यूट्रॉन रेडियोग्राफी के लिए किया जाता है |




PURNIMA-I पूरनमा रिएक्टर  

पूरनमा रिएक्टर  ईंधन के रूप में प्लूटोनियम ऑक्साइड के साथ BARC में निर्मित पहला प्रायोगिक फास्ट रिएक्टर है  | यह 1 वाट का रिएक्टर 18 मई 1972 को महत्वपूर्ण था तथा  तेजी से रिएक्टर भौतिकी के अध्ययन के लिए इस्तेमाल लाया गया था | सन 1973 में इसे सेवा मुक्त कर दिया गया था |

 PURNIMA-II
 पूरनमा रिएक्टर  


पूरनमा रिएक्टर  BARC में 100 mW का प्रायोगिक थर्मल रिएक्टर 10 मई 1984 को  हासिल किया गया था | यह रिएक्टर यूरेनियम नाइट्रेट सॉल्यूशन के रूप में ईंधन  तथा हल्के पानी के रूप में U-233 पर संचालित किया गया था |  मॉडरेटर और शीतलक दोनों। PURNIMA-II में 107 न्यूट्रॉन / cm2 / s का अधिकतम न्यूट्रॉन प्रवाह मोजूद था | इस रिएक्टर का उद्देश्य U-233 ईंधन का मूल्यांकन तथा भविष्य के रिएक्टर का 1986 में इसका विमोचन किया गया था |


PURNIMA-III
पूरनमा रिएक्टर  

पूरनमा रिएक्टर एक अन्य U-233 आधारित 1 W थर्मल रिएक्टर था जो BARC में बनाया गया था जिसका उद्देश्य कामिनी रिएक्टर के लिए मॉकअप अध्ययन था |  इसने 9 नवंबर, 1990 को आलोचनात्मकता हासिल की | अपने पूर्ववर्ती की तरह, इस रिएक्टर ने भी हल्के पानी में मॉडरेटर और शीतलक दोनों के रूप में काम किया। PURNIMA-III में 108 न्यूट्रॉन / cm2 / s का अधिकतम न्यूट्रॉन प्रवाह था |  इस रिएक्टर का 1991 में डीकोमिशन किया गया था |

















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