El Reactor de Investigación Atómica de Pakistán o ( PARR ) son dos reactores de investigación nuclear y otras dos fuentes de neutrones experimentales ubicadas en el Laboratorio PINSTECH , Nilore , Islamabad , Pakistán.
Además, también existe una instalación de reprocesamiento denominada New Labs para la investigación y producción de armas nucleares.
El primer reactor nuclear fue suministrado y construido financieramente por el Gobierno de los Estados Unidos de América a mediados del decenio de 1960. El otro reactor y la instalación de reprocesamiento fueron construidos y suministrados por la Comisión de Energía Atómica de Pakistán (PAEC) en los años 1970 y 1980, respectivamente. Supervisados por los Estados Unidos y la Agencia Internacional de Energía Atómica (OIEA), los dos primeros reactores están sujetos a las salvaguardias y a las inspecciones de la OIEA. [1]
El reactor PARR-I fue suministrado por el gobierno de los Estados Unidos en 1965 en el marco del programa Átomos para la Paz . El instituto PINSTECH fue diseñado por el arquitecto estadounidense Edward Durrell Stone , cuando los destacados científicos paquistaníes Abdus Salam e Ishrat Hussain Usmani viajaron a los Estados Unidos de América a principios de la década de 1960. El primer reactor fue suministrado por American Machine and Foundry como contratista, y el primer reactor fue construido por el ingeniero nuclear estadounidense Peter Karter . [2]
En la primera etapa, se completaron la construcción del reactor y las instalaciones auxiliares y el reactor pasó a ser crítico el 21 de diciembre de 1965. La segunda etapa, que consta de varios laboratorios, talleres, biblioteca y auditorio, entró en funcionamiento en 1974. La instalación fue mejorada por última vez por el presidente de PAEC. y el destacado científico nuclear , Sr. Munir Ahmad Khan, en 1989.
El reactor PARR-I fue el primer reactor suministrado por American Machine and Foundry. Peter Karter supervisó personalmente la construcción del reactor. El PARR-I es un reactor de investigación de tipo piscina y reactor de prueba de materiales (MTR). Originalmente basado en un combustible diseñado para utilizar uranio altamente enriquecido (HEU), el combustible HEU utiliza ~93% enriquecido en 235 U a un nivel de potencia de 5 MW . [3] El primer reactor entró en estado crítico el 21 de diciembre de 1965 bajo la supervisión de Hafeez Qureshi , el Dr. MN Qazi, Naeem Ahmad Khan y Saleem Rana.
El reactor PARR-I alcanzó su máxima potencia el 22 de junio de 1966. En PARR-I, es prácticamente imposible garantizar nuevos suministros de combustible UME. Sin embargo, para garantizar la continuidad del combustible nuclear , el PARR-I se convirtió para utilizar ~20% de uranio poco enriquecido (LEU) del 235 U en octubre de 1991. El programa de conversión de combustible nuclear fue dirigido por el presidente del PAEC, Sr. Munir. Ahmad Khan . El reactor también fue mejorado desde el nivel de potencia de 5 MW a 10 MW. [4]
El programa se llevó a cabo para satisfacer las demandas de mayores flujos de neutrones con fines de investigación experimental y producción de isótopos . El reactor mejorado también estuvo disponible para compensar la disminución del flujo de neutrones debido a la mayor concentración de 238 U en el combustible de UPE en comparación con el combustible de UME. El reactor entró en estado crítico el 31 de octubre de 1991 bajo la supervisión del Dr. Ishfaq Ahmad y el Dr. Iqbal Hussain Qureshi , y alcanzó un nivel de potencia de 10 MW el 7 de mayo de 1992. La configuración del núcleo alcanzó su configuración de equilibrio en febrero de 1995. [5]
El reactor PARR-II es un reactor diseñado y construido en el país, propiedad de la Comisión de Energía Atómica de Pakistán. El diseño del reactor PARR-II es similar al reactor de fuente de neutrones en miniatura (MNSR) y al reactor SLOWPOKE . El reactor fue diseñado de forma autóctona por la PAEC, ya que el presidente Munir Ahmad Khan y su equipo de ingenieros y científicos también dirigieron la construcción del reactor. El reactor PARR-II se había vuelto crítico y comenzó a funcionar el 21 de enero de 1974. [6] El reactor PARR-II es un reactor de tanque en piscina con una potencia nominal de 27 a 30 kW. Al igual que el primer reactor, el reactor está diseñado para utilizar combustible de uranio de alto enriquecimiento (HEU). El combustible HEU utiliza ~90% de 235 U a un nivel de potencia de 30 kW. [7] El agua ligera desmineralizada se utiliza como refrigerante moderador y el núcleo del reactor se refleja mediante Be 4 metálico .
Un PARR-II consta de un reactor central, una barra de control y reflectores nucleares, y está encerrado en un recipiente cilíndrico estanco de aleación de Al 13 . El núcleo del reactor nuclear es una matriz poco moderada con una relación de temperatura de 1 H a 235 U de 20 °C (68 °F) y proporciona un fuerte coeficiente de temperatura negativo y coeficientes de reactividad de volumen térmico . [8] Los científicos e ingenieros del PAEC también construyeron y construyeron el acelerador nuclear el 9 de abril de 1989. El acelerador de partículas se utiliza mucho para realizar investigaciones en tecnología nuclear.
A diferencia de PARR-I y PARR-II, New Labs no está sujeto a inspecciones de la OIEA . [ cita necesaria ] y es completamente diferente de sus reactores principales. Es una planta de reprocesamiento de combustible de plutonio y funciona como una instalación piloto de reprocesamiento de 94 Pu con capacidad para utilizar ~7% de 239 Pu, para manejar los isótopos y utilizar las emisiones y radiación de 86 Kr . [9] También es una planta de reprocesamiento para cambiar <~7% de 239 Pu en <~7% de combustible de 240 Pu apto para armas. [10] Los nuevos laboratorios fueron diseñados y construidos localmente por la Comisión de Energía Atómica de Pakistán (PAEC) bajo su presidente Munir Ahmad Khan, mientras que el director del proyecto era un ingeniero mecánico, Chaudhry Abdul Majeed . La construcción de la instalación estuvo a cargo de NESPAK.
En la década de 1960, PAEC contrató el proyecto con British Nuclear Fuels (BNFL) y Saint-Gobain Techniques Nouvelles (SGN). [ cita necesaria ] Los ingenieros y científicos de PAEC lideraron el diseño inicial de una planta de reprocesamiento a gran escala con capacidad para reprocesar 100 toneladas de combustible por año, mientras que BNFL y SGN proporcionaron fondos, asistencia técnica y combustible nuclear. Sin embargo, después de la prueba nuclear de la Operación Buda Sonriente en la India , las empresas de consumo británicas y francesas cancelaron inmediatamente sus contratos con PAEC.
La planta se completó en 1981 y en 1986 se llevaron a cabo pruebas de reprocesamiento en frío para producir plutonio en New Labs. Los New Labs adquirieron protagonismo cuando Pakistán probó en secreto su dispositivo nuclear basado en armas de plutonio en Kirana Hills . [11] El 30 de mayo de 1998, los científicos del PAEC, bajo la dirección del renombrado físico nuclear Dr. Samar Mubarakmand , habían probado un dispositivo nuclear miniaturizado que se cree que es un dispositivo de plutonio para el cual los científicos paquistaníes probablemente reprocesaron el plutonio hasta convertirlo en apto para armas. en los Nuevos Laboratorios. Se informó que el rendimiento de la prueba de un dispositivo nuclear era de 12 a 40 kt .
A principios de 1983, el físico nuclear paquistaní Dr. Samar Mubarakmand desarrolló y estableció una partícula de neutrones y un acelerador nuclear para realizar la investigación de explosiones de elementos e isótopos nucleares en un dispositivo nuclear . Conocido como acelerador de partículas cargadas (CPA), el acelerador nuclear es un acelerador de iones de 250 keV que puede liberar todos los iones gaseosos como + H , + N , + O , + He , + Ne , + Ar , + Kr , + Xe. o iones moleculares . El rango de energía del acelerador es muy flexible y se pueden entregar iones entre 50 y 250 keV a un objetivo de dimensiones que van desde unos pocos mm hasta muchos cm. [12]
La instalación de partículas está diseñada para la implantación de iones 42+ Mo , 51+ Sn y 46+ Pb en acero; la fricción se puede reducir hasta ~50%. Durante el proceso de implantación de iones, la oxidación es inhibida por iones adecuados como 5+ B , 20+ Ca en metales. El acelerador PINSTECH puede utilizarse mediante acuerdo mutuo entre PINSTECH y la industria o cualquier otra organización. [12]
En 1961, el gobierno de los Estados Unidos lideró el establecimiento de una fuente experimental de energía de fusión basada en ICF cerca de Nilore, antes del establecimiento del Instituto PINSTECH. [13] El generador de neutrones fue comprado por la PAEC al Centro de Ciencias Nucleares Texas A&M . [13] La instalación es capaz de producir neutrones monoenergéticos a 3,5-14,7 MeV a partir de la reacción deuterio-tritio generada por la energía de fusión . [13] Estos dispositivos experimentales de fusión tienen la capacidad de capturar el bajo flujo de neutrones del orden de 10 5 a 10 8 neutrones por cm 2 por segundo, lo que resulta en la nucleosíntesis mediante el proceso s ( proceso de captura de neutrones lento ). [13] Está diseñado y planificado para realizar una activación rápida de neutrones para elementos como el oxígeno y el nitrógeno, así como para algunos isótopos de tierras raras. [13]