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 por el Gobierno de los Estados Unidos de América a mediados de los años 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 el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA), los dos primeros reactores están sujetos a las salvaguardias del OIEA y a sus inspecciones. [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 los años 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 completó la construcción del reactor y las instalaciones auxiliares, y el reactor entró en estado crítico el 21 de diciembre de 1965. La segunda etapa, que constaba de varios laboratorios, un taller, una biblioteca y un auditorio, entró en funcionamiento en 1974. La instalación fue modernizada por última vez por el presidente de la PAEC y 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 de tipo Reactor de Prueba de Materiales (MTR). Originalmente basado en un reactor diseñado para utilizar combustible de 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 el PARR-I, es virtualmente imposible asegurar el suministro de combustible UME fresco. Sin embargo, para asegurar la continuidad del combustible nuclear , el PARR-I fue convertido 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 modernizado del 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 para fines de investigación experimental y la producción de isótopos . El reactor mejorado también se puso a disposición para compensar la disminución del flujo de neutrones debido a una mayor concentración de 238 U en el combustible de LEU en comparación con el combustible de HEU. El reactor se puso 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 localmente 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 localmente por la PAEC como el presidente Munir Ahmad Khan y su equipo de ingenieros y científicos también lideraron la construcción del reactor. El reactor PARR-II había alcanzado su estado crítico y comenzó a operar el 21 de enero de 1974. [6] El reactor PARR-II es un reactor de tanque en piscina con una potencia nominal de 27-30 kW. Al igual que el primer reactor, el reactor está diseñado para utilizar el combustible de uranio altamente enriquecido (HEU). El combustible HEU utiliza ~90% 235 U a un nivel de potencia de 30 kW. [7] El agua ligera desmineralizada se utiliza como moderador de refrigerante y el núcleo del reactor se refleja por 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 hermético de aleación de Al 13. El núcleo del reactor nuclear es un conjunto submoderado 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 volumen térmico de reactividad . [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 ampliamente para realizar investigaciones en tecnología nuclear.
A diferencia del PARR-I y PARR-II, el New Labs no está sujeto a las inspecciones del OIEA . [ cita requerida ] y es completamente diferente de sus reactores originales. Es una planta de reprocesamiento de combustible de plutonio y funciona como una instalación piloto de reprocesamiento de 94 Pu con capacidad para utilizar el ~7% de 239 Pu, para manejar los isótopos y utilizar las emisiones y la radiación de 86 Kr . [9] También es una planta de reprocesamiento para cambiar <~7% de 239 Pu en <~7% de combustible de 240 Pu de grado armamentístico. [10] Los New Labs fueron diseñados y construidos autóctonos por la Comisión de Energía Atómica de Pakistán (PAEC) bajo su presidente Munir Ahmad Khan, mientras que su director de proyecto fue un ingeniero mecánico, Chaudhry Abdul Majeed . La construcción de la instalación estuvo dirigida por NESPAK.
En la década de 1960, PAEC contrató el proyecto con British Nuclear Fuels (BNFL) y Saint-Gobain Techniques Nouvelles (SGN). [ cita requerida ] 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 Smiling Buddha en la India , las empresas de consumo británicas y francesas cancelaron inmediatamente sus contratos con PAEC.
La planta se completó en 1981 y las pruebas de reprocesamiento en frío para producir plutonio se llevaron a cabo en New Labs en 1986. New Labs se hizo conocido cuando Pakistán había probado en secreto su dispositivo nuclear basado en plutonio para armas en Kirana Hills . [11] El 30 de mayo de 1998, los científicos de 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 plutonio para convertirlo en un dispositivo de grado armamentístico en New Labs. Se informó que el rendimiento de prueba de un dispositivo nuclear fue de 12 a 40 kt .
A principios de 1983, el físico nuclear paquistaní Dr. Samar Mubarakmand desarrolló y estableció un acelerador nuclear y de partículas de neutrones para realizar la investigación de explosiones de elementos nucleares e isótopos en un dispositivo nuclear . Conocido como acelerador de partículas cargadas (CPA), el acelerador nuclear es un acelerador de iones de 250 keV que puede entregar todos los iones gaseosos como + H , + N , + O , + He , + Ne , + Ar , + Kr , + Xe o iones moleculares . El rango de energía del acelerador es altamente flexible y se pueden entregar iones entre 50 y 250 keV a un objetivo de dimensiones que van desde unos pocos mm a muchos cm. [12]
La instalación de partículas está diseñada para la implantación de iones 42+ Mo , 51+ Sn y 46+ Pb en acero, lo que permite reducir la fricción hasta en un ~50 %. Durante el proceso de implantación de iones, la oxidación se inhibe mediante iones adecuados, como 5+ B y 20+ Ca, en metales. El acelerador PINSTECH se puede utilizar mediante un 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 el PAEC al Centro de Ciencias Nucleares de 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] Este dispositivo experimental de fusión tiene 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 por el proceso s ( proceso de captura de neutrones lentos ). [13] Está diseñado y planeado para realizar una activación rápida de neutrones para elementos como el oxígeno y el nitrógeno, así como algunos isótopos de tierras raras. [13]