High Flux Isotope Reactor
हाई फ्लक्स आइसोटोप रिएक्टर (एच. एफ. आई. आर.) ओक रिज, टेनेसी, संयुक्त राज्य अमेरिका में ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला (ओ. आर. एन. एल.) में एक परमाणु अनुसंधान रिएक्टर है। 85 मेगावाट पर संचालित, एच. एफ. आई. आर. संयुक्त राज्य अमेरिका में संघनित पदार्थ भौतिकी अनुसंधान के लिए न्यूट्रॉन के उच्चतम फ्लक्स रिएक्टर-आधारित स्रोतों में से एक है, और यह दुनिया के किसी भी शोध रिएक्टर के उच्चतम स्थिर-अवस्था न्यूट्रॉन प्रवाहों में से एक है। एच. एफ. आई. आर. द्वारा उत्पादित तापीय और ठंडे न्यूट्रॉन का उपयोग भौतिकी, रसायन विज्ञान, सामग्री विज्ञान, इंजीनियरिंग और जीव विज्ञान का अध्ययन करने के लिए किया जाता है। गहन न्यूट्रॉन प्रवाह, निरंतर शक्ति घनत्व और निरंतर-लंबाई ईंधन चक्रों का उपयोग हर साल 500 से अधिक शोधकर्ताओं द्वारा संघनित पदार्थ के मौलिक गुणों में न्यूट्रॉन प्रकीर्णन अनुसंधान के लिए किया जाता है। एच. एफ. आई. आर. के हर साल स्कैटरिंग और इन-कोर शोध दोनों के लिए लगभग 600 उपयोगकर्ता हैं। एच. एफ. आई. आर. में न्यूट्रॉन प्रकीर्णन अनुसंधान सुविधाओं में पदार्थ की संरचना और गतिशीलता पर मौलिक और अनुप्रयुक्त अनुसंधान के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों का एक विश्व स्तरीय संग्रह है। रिएक्टर का उपयोग चिकित्सा, औद्योगिक और अनुसंधान आइसोटोप उत्पादन के लिए भी किया जाता है; सामग्री को गंभीर न्यूट्रॉन क्षति पर अनुसंधान; और पर्यावरण में ट्रेस तत्वों की जांच करने के लिए न्यूट्रॉन सक्रियण। इसके अतिरिक्त, इमारत में एक गामा विकिरण सुविधा है जो खर्च किए गए ईंधन संयोजनों का उपयोग करती है और उच्च गामा खुराक प्रयोगों को समायोजित करने में सक्षम है। अनुमानित नियमित संचालन के साथ, बेरिलियम परावर्तक प्रतिस्थापन के लिए अगले बड़े बंद की आवश्यकता लगभग 2023 तक नहीं होगी। यह आउटेज रेडियल बीम ट्यूब एच. बी.-2 में एक ठंडे स्रोत को स्थापित करने का अवसर प्रदान करता है, जो एक नए गाइड हॉल में ठंडे न्यूट्रॉन फ़ीडिंग उपकरणों का एक अद्वितीय प्रवाह देगा। इस अतिरिक्त क्षमता के साथ या उसके बिना, एच. एफ. आई. आर. के 2040 और उसके बाद भी काम करना जारी रखने का अनुमान है। नवंबर 2007 में ओ. आर. एन. एल. के अधिकारियों ने घोषणा की कि एक नए स्थापित ठंडे स्रोत (जो न्यूट्रॉन की गति को धीमा करने के लिए तरल हीलियम और हाइड्रोजन का उपयोग करता है) पर समय-उड़ान परीक्षणों ने डिजाइन भविष्यवाणियों की तुलना में बेहतर प्रदर्शन दिखाया, जो फ्रांस के ग्रेनोबल में इंस्टीट्यूट लॉ-लैंगविन में शोध रिएक्टर द्वारा स्थापित पिछले विश्व रिकॉर्ड के बराबर या उससे अधिक था। जनवरी 1958 में, अमेरिकी परमाणु ऊर्जा आयोग (ए. ई. सी.) ने संयुक्त राज्य अमेरिका में ट्रांसयूरेनियम आइसोटोप उत्पादन की स्थिति की समीक्षा की। उस वर्ष नवंबर तक, आयोग ने समस्थानिक अनुसंधान और उत्पादन पर मौलिक ध्यान देने के साथ ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला में उच्च प्रवाह समस्थानिक रिएक्टर (एच. एफ. आई. आर.) बनाने का निर्णय लिया। 1965 में पहली बार महत्वपूर्ण होने के बाद से, एच. एफ. आई. आर. के मुख्य उपयोगों में चिकित्सा, परमाणु, डिटेक्टर और सुरक्षा उद्देश्यों के लिए समस्थानिक उत्पादन और अनुसंधान के अलावा सामग्री अनुसंधान, ईंधन अनुसंधान और संलयन ऊर्जा अनुसंधान शामिल हैं। एक कम-शक्ति परीक्षण कार्यक्रम जनवरी 1966 में पूरा किया गया था, और 20,50,75,90 और 100 मेगावाट पर संचालन चक्र शुरू हुआ। जब से इसने सितंबर 1966 में 100 मेगावाट की अपनी डिजाइन शक्ति प्राप्त की, अपने निर्माण की शुरुआत से पांच साल से थोड़ा अधिक, जब तक कि 1986 के अंत में इसे अस्थायी रूप से बंद नहीं कर दिया गया, तब से एच. एफ. आई. आर. ने संयुक्त राज्य में किसी भी अन्य रिएक्टर द्वारा अतुलनीय संचालन समय का रिकॉर्ड हासिल किया। दिसंबर 1973 तक, इसने अपना 100वां ईंधन चक्र पूरा कर लिया था, जो प्रत्येक ~ 23 दिनों तक चलता था। नवंबर 1986 में, विकिरण निगरानी नमूनों पर परीक्षणों ने संकेत दिया कि रिएक्टर पोत न्यूट्रॉन विकिरण द्वारा भविष्यवाणी की तुलना में तेजी से भंग हो रहा था। एच. एफ. आई. आर. को सुविधा की व्यापक समीक्षा और मूल्यांकन के लिए बंद कर दिया गया था। दो साल और पाँच महीने बाद, पूरी तरह से पुनर्मूल्यांकन के बाद, दबाव पोत की अखंडता की रक्षा करते हुए संयंत्र के जीवन को बढ़ाने के लिए संशोधन, और प्रबंधन प्रथाओं में उन्नयन, रिएक्टर को 85 मेगावाट पर फिर से शुरू किया गया था। शारीरिक और प्रक्रियात्मक सुधारों के साथ-साथ प्रशिक्षण, सुरक्षा विश्लेषण और गुणवत्ता आश्वासन गतिविधियों का नवीनीकरण किया गया। दस्तावेजों को अद्यतन किया गया और जहां आवश्यक हो वहां नए बनाए गए। तकनीकी विनिर्देशों को संशोधित किया गया और डिजाइन परिवर्तनों के अनुरूप रखने के लिए उनमें सुधार किया गया क्योंकि उन्हें अमेरिकी ऊर्जा विभाग (डी. ओ. ई.), पूर्व में ए. ई. सी. द्वारा स्वीकार किया गया था। तापीय सीमा बनाए रखते हुए पोत की अखंडता को बनाए रखने के लिए न केवल प्राथमिक शीतलक दबाव और मूल शक्ति को कम किया गया था, बल्कि तकनीकी और प्रक्रियात्मक उन्नयन के लिए दीर्घकालिक प्रतिबद्धताएं भी की गई थीं। एच. एफ. आई. आर. संचालन के कई पहलुओं की गहन समीक्षा के बाद, रिएक्टर को 18 अप्रैल, 1989 को ईंधन चक्र 288 के लिए फिर से शुरू किया गया था, शुरू में बहुत कम बिजली स्तरों (8.5 मेगावाट) पर काम करने के लिए जब तक कि सभी परिचालन दल पूरी तरह से प्रशिक्षित नहीं हो गए और उच्च शक्ति पर लगातार काम करना संभव नहीं था। अप्रैल 1989 के फिर से शुरू होने के बाद, प्रक्रियात्मक पर्याप्तता के सवाल के कारण नौ महीने का और बंद हो गया। इस समय के दौरान, एच. एफ. आई. आर. के निरीक्षण को डी. ओ. ई. परमाणु ऊर्जा कार्यालय (एन. ई.) को स्थानांतरित कर दिया गया था; पहले, निरीक्षण ऊर्जा अनुसंधान कार्यालय (ई. आर.) के माध्यम से किया जाता था। जनवरी 1990 में ऊर्जा सचिव जेम्स डी. वॉटकिंस द्वारा स्टार्टअप संचालन को फिर से शुरू करने की अनुमति के बाद, 18 मई, 1990 को पूर्ण शक्ति प्राप्त हुई। एच. एफ. आई. आर. के संचालन जीवन के दौरान प्रक्रियात्मक और तकनीकी उन्नयन के लिए चल रहे कार्यक्रम स्थापित किए गए हैं। 2007 में, एच. एफ. आई. आर. ने अपने 40 साल के इतिहास में सबसे नाटकीय परिवर्तन पूरा किया। एक साल से अधिक समय तक बंद रहने के दौरान, इस सुविधा का नवीनीकरण किया गया और कई नए उपकरणों के साथ-साथ एक ठंडा न्यूट्रॉन स्रोत भी स्थापित किया गया। रिएक्टर को उस वर्ष मई के मध्य में फिर से शुरू किया गया था; इसने कुछ दिनों के भीतर 85 मेगावाट की अपनी पूरी शक्ति प्राप्त कर ली, और एक सप्ताह के भीतर प्रयोग फिर से शुरू हो गए। सुधार और उन्नयन में विश्वसनीय, निरंतर संचालन के लिए रिएक्टर संरचना का एक ओवरहाल शामिल है; बीम रूम में आठ थर्मल-न्यूट्रॉन स्पेक्ट्रोमीटर का महत्वपूर्ण उन्नयन; नया कंप्यूटर सिस्टम नियंत्रण; तरल हाइड्रोजन ठंडे स्रोत की स्थापना; और एक नया ठंडा न्यूट्रॉन गाइड हॉल। उन्नत एच. एफ. आई. आर. में अंततः 15 उपकरण होंगे, जिनमें से 7 ठंडे न्यूट्रॉन का उपयोग करके अनुसंधान के लिए होंगे। हालांकि एच. एफ. आई. आर. का मुख्य मिशन अब न्यूट्रॉन प्रकीर्णन अनुसंधान है, इसके मूल प्राथमिक उद्देश्यों में से एक अनुसंधान, औद्योगिक और चिकित्सा अनुप्रयोगों के लिए कैलिफोर्नियम-252 और अन्य ट्रांसयूरेनियम समस्थानिकों का उत्पादन था। एच. एफ. आई. आर. कैलिफोर्नियम-252 का पश्चिमी दुनिया का एकमात्र आपूर्तिकर्ता है, जो एक आइसोटोप है जिसका उपयोग कैंसर चिकित्सा और पर्यावरण में प्रदूषकों और सामान में विस्फोटकों का पता लगाने के लिए किया जाता है। आइसोटोप उत्पादन और न्यूट्रॉन प्रकीर्णन में अपने योगदान के अलावा, एच. एफ. आई. आर. विभिन्न प्रकार के विकिरण परीक्षण और प्रयोग भी प्रदान करता है जो सुविधा के असाधारण रूप से उच्च न्यूट्रॉन प्रवाह से लाभान्वित होते हैं। एच. एफ. आई. आर. एच. एफ. आई. आर. का तकनीकी विवरण एक बेरिलियम-परावर्तित, हल्के पानी से ठंडा और मध्यम, फ्लक्स-ट्रैप प्रकार का रिएक्टर है जो अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम ईंधन का उपयोग करता है। रिएक्टर का प्रारंभिक वैचारिक डिजाइन "फ्लक्स ट्रैप" सिद्धांत पर आधारित था, जहां रिएक्टर कोर में ईंधन का एक कुंडलाकार क्षेत्र होता है जो एक ईंधन रहित मध्यम क्षेत्र या "द्वीप" के आसपास होता है। इस तरह की संरचना द्वीप में ईंधन से रिसने वाले तेज न्यूट्रॉन को नियंत्रित करने की अनुमति देती है और इसलिए द्वीप के केंद्र में बहुत उच्च तापीय-न्यूट्रॉन प्रवाह का क्षेत्र देता है। तापीकृत न्यूट्रॉन के इस भंडार को रिएक्टर के भीतर "फंसाया" जाता है, जिससे यह आइसोटोप उत्पादन के लिए उपलब्ध हो जाता है। इस तरह के रिएक्टर के ईंधन के बाहर परावर्तक में न्यूट्रॉन के बड़े प्रवाह को परावर्तक में खाली "बीम" ट्यूबों का विस्तार करके टैप किया जा सकता है, जिससे न्यूट्रॉन को रिएक्टर परिरक्षण के बाहर प्रयोगों में प्रसारित किया जा सकता है। अंत में, परावर्तक में विभिन्न प्रकार के छेद प्रदान किए जा सकते हैं जिनमें प्रयोगों या समस्थानिक उत्पादन के लिए सामग्री को विकिरणित किया जा सकता है। एच. एफ. आई. आर. का मूल मिशन ट्रांसप्लूटोनियम आइसोटोप का उत्पादन था। हालांकि, मूल डिजाइनरों में कई अन्य प्रयोग सुविधाएं शामिल थीं, और तब से कई अन्य सुविधाओं को जोड़ा गया है। उपलब्ध प्रयोग सुविधाओं में शामिल हैं (1) चार क्षैतिज बीम ट्यूब, जो बेरिलियम परावर्तक में उत्पन्न होती हैं; (2) फ्लक्स ट्रैप के बहुत उच्च प्रवाह क्षेत्र में हाइड्रोलिक ट्यूब विकिरण सुविधा, जो रिएक्टर के चलने के दौरान नमूनों को डालने और हटाने की अनुमति देती है; (3) फ्लक्स ट्रैप में तीस लक्ष्य स्थान, जिनमें आम तौर पर ट्रांसप्लूटोनिक उत्पादन छड़ें होती हैं, लेकिन जिनका उपयोग अन्य प्रयोगों के विकिरण के लिए किया जा सकता है (इनमें से दो स्थान उपकरण लक्ष्यों को समायोजित कर सकते हैं); (4) फ्लक्स ट्रैप के बाहरी किनारे पर छह परिधीय लक्ष्य स्थान; (5) पूरे बेरिलियम परावर्तक में विभिन्न आकारों की कई ऊर्ध्वाधर विकिरण सुविधाएं; (6) इसके अतिरिक्त, रिएक्टर पूल में गामा विकिरण सुविधा प्रदान करने के लिए खर्च किए गए ईंधन संयोजनों का उपयोग किया जाता है। रिएक्टर कोर असेंबली रिएक्टर कोर असेंबली पानी के पूल में 8 फीट (2.44-m) व्यास वाले दबाव पात्र में होती है। दबाव पोत का शीर्ष पूल की सतह से 17 फीट (5.2 मीटर) नीचे है। कंट्रोल प्लेट ड्राइव तंत्र दबाव वाहिका के नीचे एक उप-ढेर कमरे में होते हैं। ये विशेषताएं रिएक्टर कोर के ऊपर काम करने के लिए आवश्यक सुरक्षा प्रदान करती हैं और दबाव पोत, कोर और परावर्तक क्षेत्रों तक पहुंच की सुविधा प्रदान करती हैं। रिएक्टर का कोर बेलनाकार है, लगभग 2 फीट (0.61 मीटर) ऊँचा और व्यास में है। ए 5-इन। (12.70-cm)-व्यास का छेद, "फ्लक्स ट्रैप", कोर का केंद्र बनाता है। लक्ष्य आमतौर पर क्यूरियम-244 और अन्य ट्रांसप्लूटोनिक आइसोटोप से भरा होता है और फ्लक्स ट्रैप के भीतर रिएक्टर ऊर्ध्वाधर अक्ष पर स्थित होता है। ईंधन क्षेत्र दो संकेंद्रित ईंधन तत्वों से बना है। भीतरी तत्व में 171 ईंधन प्लेटें होती हैं और बाहरी तत्व में 369 होती हैं। ईंधन प्लेटें एक इन्वोल्यूट के आकार में घुमावदार होती हैं, इसलिए स्थिर शीतलक चैनल की चौड़ाई होती है। ईंधन (93 प्रतिशत 235यू समृद्ध यू3ओ8-अल सर्मेट pg.22) रेडियल शिखर-से-औसत शक्ति घनत्व अनुपात को कम करने के लिए इनवोल्यूट के चाप के साथ समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है। एक ज्वलनशील जहर (बोरॉन-10) को आंतरिक ईंधन तत्व में मुख्य रूप से रेडियल फ्लक्स शिखर को समतल करने के लिए शामिल किया जाता है जो प्रत्येक ईंधन तत्व के लिए एक लंबा चक्र प्रदान करता है। विशिष्ट प्रयोग लोडिंग के साथ औसत मुख्य जीवनकाल 85 मेगावाट पर ~ 23 दिन है। ईंधन क्षेत्र बेरिलियम परावर्तक ~ 1 फीट (0.3 मीटर) मोटी एक संकेंद्रित वलय से घिरा हुआ है। इसे बदले में तीन क्षेत्रों में विभाजित किया गया हैः हटाने योग्य परावर्तक, अर्ध-स्थायी परावर्तक और स्थायी परावर्तक। बेरिलियम प्रभावी रूप से अनंत मोटाई के जल परावर्तक से घिरा हुआ है। अक्षीय दिशा में, रिएक्टर पानी द्वारा परावर्तित होता है। नियंत्रण प्लेटें, दो पतले, परमाणु विष-वाहक संकेंद्रित सिलेंडरों के रूप में, बाहरी ईंधन तत्व और बेरिलियम परावर्तक के बीच एक कुंडलाकार क्षेत्र में होती हैं। इन प्लेटों को मुख्य मध्य-तल पर एक खिड़की को खोलने और बंद करने के लिए विपरीत दिशाओं में चलाया जाता है। आंतरिक बेलन की नीचे की ओर गति और चार बाहरी चतुर्थक प्लेटों की ऊपर की ओर गति से प्रतिक्रियाशीलता में वृद्धि होती है। भीतरी सिलेंडर का उपयोग शिमिंग और बिजली विनियमन के लिए किया जाता है और इसमें कोई तेज़ सुरक्षा कार्य नहीं होता है। बाहरी नियंत्रण सिलेंडर में चार अलग-अलग चतुर्थांश प्लेटें होती हैं, जिनमें से प्रत्येक में एक स्वतंत्र ड्राइव और सुरक्षा रिलीज तंत्र होता है। सभी नियंत्रण प्लेटों में विभिन्न न्यूट्रॉन विष सामग्री के तीन अक्षीय क्षेत्र होते हैं जिन्हें मुख्य जीवनकाल में अक्षीय शिखर-से-औसत शक्ति-घनत्व अनुपात को कम करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कोई भी एकल चतुर्थांश प्लेट या सिलेंडर रिएक्टर को बंद करने में सक्षम है। रिएक्टर उपकरण और नियंत्रण प्रणाली डिजाइन संचालन की निरंतरता और सुरक्षा पर जोर देता है। तीन स्वतंत्र सुरक्षा चैनलों को एक संयोग प्रणाली में व्यवस्थित किया जाता है जिसके लिए सुरक्षा बंद करने के लिए तीन में से दो के समझौते की आवश्यकता होती है। यह सुविधा एक व्यापक "ऑनलाइन" परीक्षण प्रणाली द्वारा पूरक है जो संचालन के दौरान किसी भी समय किसी भी एक चैनल के सुरक्षा कार्य का परीक्षण करने की अनुमति देती है। इसके अतिरिक्त, तीन स्वतंत्र स्वचालित नियंत्रण चैनलों को व्यवस्थित किया गया है ताकि एक चैनल की विफलता संचालन में महत्वपूर्ण रूप से बाधा न डाले। ये सभी कारक एच. एफ. आई. आर में संचालन की निरंतरता में योगदान करते हैं। प्राथमिक शीतलक दो 16-इंच के माध्यम से दबाव पात्र में प्रवेश करता है। (40.64-cm)-कोर के ऊपर व्यास वाली पाइप, कोर से गुजरती है, और 18-इंच के माध्यम से बाहर निकलती है। (45.72-cm)-कोर के नीचे व्यास पाइप। प्रवाह दर ~ 16,000 जी. पी. एम. (1 एम. 3/एस) है, जिसमें से लगभग 13,000 जी. पी. एम. (0.82 एम. 3/एस) ईंधन क्षेत्र से होकर बहती है। शेष लक्ष्य, परावर्तक और नियंत्रण क्षेत्रों से होकर बहती है। इस प्रणाली को 468 पी. एस. आई. (3 × 106 पी. ए.) के नाममात्र प्रवेश दबाव पर संचालित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इन स्थितियों में प्रवेश शीतलक का तापमान 120°F (49°C) होता है, संबंधित निकास तापमान 156°F (69°C) होता है, और कोर के माध्यम से दबाव में गिरावट ~ 110 psi (7.6 × 105 पा) होती है। रिएक्टर से, शीतलक प्रवाह को चार समान ताप विनिमायक और परिसंचरण पंप संयोजनों में से तीन में वितरित किया जाता है, प्रत्येक रिएक्टर और भंडारण पूल से सटे एक अलग सेल में। प्रत्येक कोशिका में एक लेटडाउन वाल्व भी होता है जो प्राथमिक शीतलक दबाव को नियंत्रित करता है। एक द्वितीयक शीतलक प्रणाली प्राथमिक प्रणाली से ऊष्मा को हटाती है और चार-कोशिका प्रेरित-ड्राफ्ट शीतलन टावर के ऊपर से पानी को पारित करके इसे वायुमंडल में स्थानांतरित करती है। एच. एफ. आई. आर. के लिए एक ईंधन चक्र में आम तौर पर 21-23 दिनों के लिए 85 मेगावाट पर पूर्ण-शक्ति संचालन होता है (रिएक्टर में प्रयोग और रेडियोआइसोटोप भार के आधार पर), फिर ईंधन भरने के लिए एक एंड-ऑफ-साइकिल आउटेज होता है। इस तरह के ईंधन भरने की कमी नियंत्रण प्लेट प्रतिस्थापन, अंशांकन, रखरखाव और निरीक्षण की अनुमति देने के लिए आवश्यकता के अनुसार भिन्न होती है। चक्र के किसी भी अंत में आउटेज के दौरान प्रयोग प्रविष्टि और निष्कासन किया जा सकता है। प्रयोग स्थापना या हटाने के लिए एक ईंधन चक्र के व्यवधान को अन्य प्रयोगों और न्यूट्रॉन प्रकीर्णन पर प्रभाव से बचने के लिए दृढ़ता से हतोत्साहित किया जाता है। क्षैतिज बीम ट्यूब रिएक्टर में चार क्षैतिज बीम ट्यूब होते हैं जो न्यूट्रॉन स्कैटरिंग केंद्र द्वारा उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को न्यूट्रॉन की आपूर्ति करते हैं। प्रत्येक बीम ट्यूब और उपकरण के लिए विवरण एच. एफ. आई. आर. उपकरण पृष्ठ पर पाया जा सकता है। इन उपकरणों की आपूर्ति करने वाली प्रत्येक बीम ट्यूब का वर्णन नीचे किया गया है। एच. बी.-1 और एच. बी.-3 एच. बी.-1 और एच. बी.-3 थर्मल न्यूट्रॉन बीम ट्यूब डिजाइन लंबाई को छोड़कर समान हैं। दोनों रिएक्टर कोर के लिए स्पर्शरेखा स्थित हैं ताकि ट्यूब परावर्तक सामग्री पर इंगित करें और सीधे ईंधन पर इंगित न करें। आउटबोर्ड छोर पर एक आंतरिक कॉलिमेटर स्थापित किया गया है। यह कॉलिमेटर कार्बन स्टील से बना है और निकल से चढ़ाया गया है। कॉलिमेटर एक आयताकार छिद्र प्रदान करता है। इनमें से प्रत्येक बीम ट्यूब के बाहर एक रोटरी शटर स्थित है। शटर कार्बन स्टील और उच्च घनत्व वाले कंक्रीट का उपयोग करके बनाया गया है। शटर का उद्देश्य न्यूट्रॉन बीम की आवश्यकता नहीं होने पर सुरक्षा प्रदान करना है। एच. बी.-2 एच. बी.-2 थर्मल न्यूट्रॉन बीम ट्यूब रिएक्टर कोर के सापेक्ष रेडियल रूप से स्थित है, जो सीधे ईंधन को देख रही है। न्यूट्रॉन प्रकीर्णन प्रयोग उपकरण के महत्वपूर्ण स्वीकृति कोण के भीतर थर्मल न्यूट्रॉन फ्लक्स को अधिकतम करने के लिए बीम ट्यूब के गोलाकार सिरे में दो बेरिलियम आवेषण स्थापित किए जाते हैं। रिएक्टर पोत के बीम ट्यूब गुहा के बाहरी हिस्से में एक आयताकार क्रॉस-सेक्शन होता है जो ऊर्ध्वाधर रूप से अभिसरण करता है और क्षैतिज रूप से इस तरह से अलग होता है कि बाहरी खिड़की पर छिद्र नाममात्र 6-इंच लंबा और 10-इंच चौड़ा एक आयताकार होता है। एक कार्बन स्टील कॉलिमेटर असेंबली बीम ट्यूब विंडो के ठीक बाहर स्थित है। यह कॉलिमेटर असेंबली आगे न्यूट्रॉन-बीम कॉलिमेशन प्रदान करती है और न्यूट्रॉन प्रकीर्णन उपकरणों पर संकेत-से-शोर अनुपात को बढ़ाने के लिए एक तेज-न्यूट्रॉन फ़िल्टर रखती है। एक रोटरी शटर बाहरी कॉलिमेटर असेंबली के बाहर स्थित है। शटर कार्बन स्टील और उच्च घनत्व वाले कंक्रीट का उपयोग करके बनाया गया है। प्रवाह को रोकने के लिए शटर के चारों ओर उच्च घनत्व वाले कंक्रीट ब्लॉक लगाए जाते हैं। शटर का उद्देश्य न्यूट्रॉन बीम की आवश्यकता नहीं होने पर सुरक्षा प्रदान करना है। एच. बी.-4 एच. बी.-4 ठंडा न्यूट्रॉन स्रोत बीम ट्यूब रिएक्टर कोर के लिए स्पर्शरेखा स्थित है ताकि ट्यूब परावर्तक सामग्री पर इंगित करे और सीधे ईंधन पर इंगित न करे। एक वैक्यूम ट्यूब एच. बी.-4 बीम ट्यूब के पोत खंड के अंदर गोलाकार छोर तक निकटता से फिट बैठती है। वैक्यूम ट्यूब में एक हाइड्रोजन मॉडरेटर पोत और उससे संबंधित ट्यूबिंग होती है और इन्सुलेट होती है। मध्यस्थ पात्र में 17 केल्विन (नाममात्र) पर सुपरक्रिटिकल हाइड्रोजन होता है। परावर्तक से मध्यस्थ पात्र में बिखरे हुए तापीय न्यूट्रॉन को हाइड्रोजन द्वारा बिखरे हुए और ठंडा किया जाता है ताकि ट्यूब के नीचे बिखरे हुए 4-12 Å न्यूट्रॉन को अधिकतम किया जा सके। एच. बी.-4 नली के बाहरी छोर में एक आंतरिक कॉलिमेटर लगाया जाता है। इस कॉलिमेटर को कार्बन स्टील से बनाया गया है और इसे निकल से चढ़ाया गया है। कॉलिमेटर तीन आयताकार छिद्र प्रदान करता है। एपर्चर के बाहरी आयाम हैं; और। बाहरी कॉलिमेटर असेंबली का आउटबोर्ड, एक रोटरी शटर है। शटर कार्बन स्टील और उच्च घनत्व वाले कंक्रीट का उपयोग करके बनाया गया है। शटर का उद्देश्य न्यूट्रॉन बीम की आवश्यकता नहीं होने पर सुरक्षा प्रदान करना है। शटर में क्रायोजेनिक हाइड्रोजन स्थानांतरण लाइन, गैसीय हीलियम और शीत स्रोत का समर्थन करने के लिए आवश्यक वैक्यूम पाइपिंग को रूट करने के प्रावधान हैं। इन-कोर प्रयोग सुविधाएं फ्लक्स ट्रैप पोजीशन लक्ष्य पोजीशन फ्लक्स ट्रैप में इकतीस लक्ष्य पोजीशन प्रदान की जाती हैं। इन स्थितियों को मूल रूप से ट्रांसप्लूटोनियम तत्वों के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली लक्ष्य छड़ द्वारा कब्जा करने के लिए डिज़ाइन किया गया था; हालाँकि, अन्य प्रयोगों को इनमें से किसी भी स्थिति में विकिरणित किया जा सकता है। एक समान लक्ष्य कैप्सूल विन्यास का उपयोग कई अनुप्रयोगों में किया जा सकता है। एक तीसरे प्रकार के लक्ष्य को नौ 2 इंच लंबे आइसोटोप या सामग्री विकिरण कैप्सूल तक रखने के लिए डिज़ाइन किया गया है जो खरगोश सुविधा कैप्सूल के समान हैं। इस प्रकार के विकिरण कैप्सूल का उपयोग निर्माण, प्रेषण और विकिरण के बाद के प्रसंस्करण को सरल बनाता है जो प्रयोगकर्ता के लिए लागत बचत में बदल जाता है। प्रत्येक प्रकार के लक्षित विकिरण कैप्सूलों को डिज़ाइन किया जाना चाहिए ताकि उन्हें लक्ष्य-छड़ कफन के बाहर उपलब्ध शीतलक प्रवाह द्वारा पर्याप्त रूप से ठंडा किया जा सके। लक्ष्य स्थितियों में प्रयोगों में अत्यधिक न्यूट्रॉन विष भार को हतोत्साहित किया जाता है क्योंकि ट्रांसप्लूटोनिक आइसोटोप उत्पादन दर और ईंधन चक्र की लंबाई दोनों पर उनके प्रतिकूल प्रभाव होते हैं। इस तरह के प्रयोगों में निकटवर्ती प्रयोगों, ईंधन चक्र की लंबाई और न्यूट्रॉन प्रकीर्णन किरण की चमक पर न्यूनतम प्रभाव सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक समन्वय की आवश्यकता होती है। उपकरण लक्ष्य प्रयोगों के लिए अब दो स्थिति उपलब्ध हैंः स्थिति E3 और E6। परिधीय लक्ष्य स्थिति फ्लक्स ट्रैप के बाहरी रेडियल किनारे पर प्रयोगों के लिए छह परिधीय लक्ष्य स्थिति (पी. टी. पी.) प्रदान की जाती हैं। रिएक्टर में प्रयोगों के लिए इन स्थितियों में तेज-न्यूट्रॉन फ्लक्स सबसे अधिक उपलब्ध हैं, हालांकि इस स्थान पर थर्मल-न्यूट्रॉन फ्लक्स में एक तीव्र रेडियल ढाल मौजूद है। लक्ष्य की स्थिति की तरह, एक प्रकार का पी. टी. पी. कैप्सूल उपलब्ध है जिसमें नौ लंबे आइसोटोप या सामग्री विकिरण कैप्सूल होते हैं जो खरगोश सुविधा कैप्सूल के समान होते हैं। इस प्रकार के विकिरण कैप्सूल का उपयोग निर्माण, प्रेषण और विकिरण के बाद के प्रसंस्करण को सरल बनाता है जो प्रयोगकर्ता के लिए लागत बचत में बदल जाता है। प्रत्येक प्रकार के पी. टी. पी. विकिरण कैप्सूल को इस तरह से डिज़ाइन किया जाना चाहिए कि उन्हें उपलब्ध शीतलक प्रवाह द्वारा पर्याप्त रूप से ठंडा किया जा सके। विशिष्ट प्रयोगों में एक न्यूट्रॉन विष भार होता है जो एल्यूमीनियम से जुड़ा होता है और एक लंबाई में समान रूप से वितरित स्टेनलेस स्टील का होता है। वर्णित से अधिक न्यूट्रॉन विष भार वाले पी. टी. पी. प्रयोगों को आइसोटोप उत्पादन दर, ईंधन चक्र की लंबाई और ईंधन तत्व शक्ति वितरण पर उनके प्रतिकूल प्रभावों के कारण हतोत्साहित किया जाता है। हाइड्रोलिक ट्यूब सुविधा एच. एफ. आई. आर. हाइड्रोलिक ट्यूब (एच. टी.) सुविधा मानक ~ 23 दिन के एच. एफ. आई. आर. ईंधन चक्र से कम अवधि के लिए सामग्री को विकिरणित करने की क्षमता प्रदान करती है, जो छोटे अर्ध-जीवन चिकित्सा समस्थानिकों के उत्पादन के लिए आदर्श है जिन्हें मांग पर पुनर्प्राप्ति की आवश्यकता होती है। प्रणाली में कैप्सूल लोडिंग स्टेशन और रिएक्टर कोर में फ्लक्स ट्रैप के बीच लंबे एल्यूमीनियम कैप्सूल (जिन्हें खरगोश कहा जाता है) के एक सेट को भेजने के लिए आवश्यक पाइपिंग, वाल्व और उपकरण शामिल हैं। कैप्सूल लोडिंग स्टेशन रिएक्टर पोत पूल से सटे भंडारण पूल में है। एक पूर्ण सुविधा भार में नौ ऊर्ध्वाधर रूप से ढेर किए गए कैप्सूल होते हैं। आम तौर पर, कैप्सूल की सतह पर न्यूट्रॉन और गामा हीटिंग से गर्मी का प्रवाह 74,000 बी. टी. यू./एच.-एफ. टी. 2 (2.3 × 105 डब्ल्यू./एम. 2) तक सीमित होता है। इसके अलावा, सुविधा भार की न्यूट्रॉन विष सामग्री इस तरह से सीमित है कि नमूनों को डालने और हटाने पर रिएक्टर को महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाशीलता परिवर्तन से ट्रिप नहीं किया जा सकता है। बड़ी हटाने योग्य बेरिलियम परावर्तक सुविधाएँ आठ बड़े व्यास की विकिरण स्थितियाँ नियंत्रण क्षेत्र के पास हटाने योग्य बेरिलियम (आरबी) में स्थित हैं। इन सुविधाओं को आरबी-1ए और-1बी, आरबी-3ए और-3बी, आरबी-5ए और-5बी, और आरबी-7ए और-7बी के रूप में नामित किया गया है। इन्हें आम तौर पर आरबी * पदों के रूप में संदर्भित किया जाता है। इन सुविधाओं की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखा 10.75 in है। रिएक्टर की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखा से (27.31 cm) और वे एक स्थायी एल्यूमीनियम लाइनर के साथ पंक्तिबद्ध होते हैं जिसका आंतरिक व्यास 1.811 इंच होता है। (4.6 सेमी)। इन सुविधाओं को या तो उपकरण या गैर-उपकरण प्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है। इंस्ट्रूमेंटेड कैप्सूल डिज़ाइन आवश्यकतानुसार स्वीप या कूलिंग गैसों को भी नियोजित कर सकता है। इंस्ट्रूमेंट लीड और एक्सेस ट्यूबों को ऊपरी कफन फ्लेंज में प्रवेश के माध्यम से और प्रेशर वेसल हैच में विशेष प्रवेश के माध्यम से समायोजित किया जाता है। जब उपयोग में नहीं होते हैं, तो इन सुविधाओं में बेरिलियम या एल्यूमीनियम प्लग होते हैं। ईंधन से उनकी निकटता के कारण, आरबी * प्रयोगों की उनकी न्यूट्रॉन विष सामग्री के संबंध में सावधानीपूर्वक समीक्षा की जाती है, जो ईंधन तत्व शक्ति वितरण और ईंधन चक्र की लंबाई पर इसके प्रभाव के कारण सीमित है। ये स्थितियाँ (यानी, परिरक्षित) प्रयोगों को समायोजित कर सकती हैं, जिससे वे संलयन सामग्री विकिरण के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हो जाते हैं। आरबी * सुविधाओं के लिए उपयोग में रेडियोआइसोटोप का उत्पादन शामिल है; उच्च तापमान गैस-कूल्ड रिएक्टर (एचटीजीआर) ईंधन विकिरण; और उम्मीदवार संलयन रिएक्टर सामग्री का विकिरण। बाद के प्रकार के प्रयोग के लिए तेज न्यूट्रॉन प्रवाह की आवश्यकता होती है। थर्मल फ्लक्स के अलावा एक महत्वपूर्ण तेज प्रवाह मौजूद है। इस अनुप्रयोग के लिए कैप्सूल को एक लाइनर में रखा जाता है जिसमें वर्णक्रमीय-सिलाई के लिए एक थर्मल न्यूट्रॉन जहर होता है। इन प्रयोगों की उनकी न्यूट्रॉन विष सामग्री के संबंध में सावधानीपूर्वक समीक्षा की जाती है और निकटवर्ती न्यूट्रॉन प्रकीर्णन बीम ट्यूबों पर उनके प्रभाव को कम करने के लिए कुछ स्थितियों तक सीमित किया जाता है। छोटे हटाने योग्य बेरिलियम सुविधाएँ नियंत्रण क्षेत्र के पास हटाने योग्य बेरिलियम (आरबी) में चार छोटे व्यास विकिरण स्थितियाँ होती हैं। इन सुविधाओं को आरबी-2, आरबी-4, आरबी-6 और आरबी-8 नामित किया गया है। इन सुविधाओं की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखा 10.37 in है। (26.35 cm) रिएक्टर की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखा से और इसका अंदर का व्यास 0.5 इंच है। (1.27 सेमी)। छोटे आरबी पदों में आरबी * सुविधाओं की तरह एल्यूमीनियम लाइनर नहीं होता है। जब उपयोग में नहीं होते हैं, तो इन स्थितियों में बेरिलियम प्लग होते हैं। इन सुविधाओं का उपयोग मुख्य रूप से रेडियोआइसोटोप के उत्पादन के लिए किया गया है। न्यूट्रॉन ज़हर सामग्री की सीमाएँ और इन सुविधाओं में प्रयोगों के लिए उपलब्ध दबाव ड्रॉप आवश्यकताएँ उपरोक्त आरबी * सुविधाओं के समान हैं। कंट्रोल-रॉड एक्सेस प्लग सुविधाएं अर्ध-स्थायी परावर्तक में आठ 0.5-in हैं। (1.27-cm) व्यास विकिरण स्थिति। अर्धस्थायी परावर्तक बेरिलियम के आठ अलग-अलग टुकड़ों से बना होता है, जिनमें से चार को कंट्रोल-रॉड एक्सेस प्लग कहा जाता है। प्रत्येक कंट्रोल-रॉड एक्सेस प्लग में दो असंरेखित विकिरण सुविधाएं होती हैं, जिन्हें सी. आर.-1 से सी. आर.-8 तक नामित किया जाता है। इनमें से प्रत्येक सुविधा में एक प्रयोग कैप्सूल है जो छोटे हटाने योग्य बेरिलियम सुविधाओं में उपयोग किए जाने वाले कैप्सूल के समान है। सभी कंट्रोल-रॉड एक्सेस प्लग विकिरण सुविधाओं की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखाएँ 12.68 में स्थित हैं। रिएक्टर की ऊर्ध्वाधर केंद्र रेखा से (32.2 सेमी)। इन सुविधाओं में केवल गैर-उपकरण प्रयोगों को विकिरणित किया जा सकता है। जब उपयोग में नहीं होते हैं, तो इन सुविधाओं में बेरिलियम प्लग होते हैं। शीतलन प्रयोगों के लिए प्राथमिक प्रणाली शीतलक प्रवाह देने के लिए पूर्ण प्रणाली प्रवाह पर 10 पी. एस. आई. (6.89 ×104 पी. ए.) की दबाव गिरावट उपलब्ध है। स्थायी परावर्तक में सोलह विकिरण स्थितियों को लघु ऊर्ध्वाधर प्रयोग सुविधाएं (वी. एक्स. एफ.) कहा जाता है। इनमें से प्रत्येक सुविधा में एक स्थायी एल्यूमीनियम लाइनर है जिसका आंतरिक व्यास 1.584 इंच है। (4.02 सेमी)। सुविधाएं त्रिज्या 15.43 इंच के दो वृत्तों पर कोर के साथ संकेंद्रित स्थित हैं। (39.2 सेमी) और 17.36 इंच। (44.1 सेमी), क्रमशः। आंतरिक वृत्त (कुल 11) को आंतरिक लघु वी. एक्स. एफ. कहा जाता है। बाहरी वृत्त (कुल मिलाकर पाँच) को बाहरी छोटे वी. एक्स. एफ. कहा जाता है। आम तौर पर, गैर-उपकरण प्रयोगों को इन सुविधाओं में विकिरणित किया जाता है। वीएक्सएफ-7 वायवीय विकिरण सुविधाओं में से एक के लिए समर्पित है जो न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण प्रयोगशाला का समर्थन करता है और अन्य उपयोग के लिए अनुपलब्ध है। शीतलन प्रयोगों के लिए प्राथमिक प्रणाली शीतलक प्रवाह प्रदान करने के लिए पूर्ण प्रणाली प्रवाह पर ~ 100 पी. एस. आई. (6.89 × 105 पी. ए.) की दबाव गिरावट उपलब्ध है। जब उपयोग में नहीं होता है, तो इन सुविधाओं में एक बेरिलियम या एल्यूमीनियम प्लग या एक प्रवाह-नियामक छिद्र हो सकता है और कोई प्लग नहीं हो सकता है। इन सुविधाओं में बड़े न्यूट्रॉन ज़हर भार ईंधन तत्व बिजली वितरण गड़बड़ी या कोर से उनकी दूरी के कारण ईंधन चक्र की लंबाई पर प्रभाव के लिए कोई विशेष चिंता का विषय नहीं हैं; हालाँकि, प्रयोगों की उनकी न्यूट्रॉन ज़हर सामग्री के संबंध में सावधानीपूर्वक समीक्षा की जाती है, जो आसन्न न्यूट्रॉन प्रकीर्णन बीम ट्यूबों पर उनके प्रभाव को कम करने के लिए सीमित है। बड़ी ऊर्ध्वाधर प्रयोग सुविधाएँ स्थायी परावर्तक में छह विकिरण स्थितियों को बड़ी ऊर्ध्वाधर प्रयोग सुविधाएँ कहा जाता है। ये सुविधाएँ स्थान और आकार को छोड़कर सभी मामलों में (विशेषताओं और क्षमताओं के रूप में) पिछले खंड में वर्णित छोटी ऊर्ध्वाधर प्रयोग सुविधाओं के समान हैं। बड़े वीएक्सएफ में एल्यूमीनियम लाइनरों का आंतरिक व्यास 2.834 इंच होता है। (7.20 सेमी), और सुविधाएं त्रिज्या 18.23 इंच के एक वृत्त पर कोर के साथ संकेंद्रित स्थित हैं। (46.3 सेमी)। जब उपयोग में नहीं होते हैं, तो इन सुविधाओं में बेरिलियम या एल्यूमीनियम प्लग होते हैं। इन सुविधाओं में बड़े न्यूट्रॉन ज़हर भार ईंधन तत्व बिजली वितरण गड़बड़ी या ईंधन चक्र की लंबाई पर प्रभाव के लिए कोई विशेष चिंता का विषय नहीं हैं क्योंकि उनकी कोर से दूरी के कारण; हालाँकि, प्रयोगों की उनकी न्यूट्रॉन ज़हर सामग्री के संबंध में सावधानीपूर्वक समीक्षा की जाती है, जो आसन्न न्यूट्रॉन प्रकीर्णन बीम ट्यूबों पर उनके प्रभाव को कम करने के लिए सीमित है। प्रयोगों के लिए अतिरिक्त पद देने के लिए दो तक इंजीनियरिंग सुविधाओं की स्थापना के लिए तिरछी इंजीनियरिंग सुविधाओं का प्रावधान किया गया है। इन सुविधाओं में 4-इंच शामिल हैं। (10.16-cm)-O. D. ट्यूब जो क्षैतिज से 49° ऊपर की ओर झुकी हुई हैं। नलिकाओं के आंतरिक छोर बेरिलियम की बाहरी परिधि पर समाप्त होते हैं। ट्यूबों के ऊपरी छोर मुख्य बीम कमरे के ऊपर एक मंजिल पर एक प्रयोग कक्ष में पूल की दीवार के बाहरी चेहरे पर समाप्त होते हैं। इंजीनियरिंग सुविधाओं में से एक में पीटी-2 वायवीय ट्यूब है, जिसे 1986 में स्थापित किया गया था। गामा विकिरण सुविधा का अवलोकन एच. एफ. आई. आर. गामा विकिरण सुविधा एच. एफ. आई. आर. में एक प्रयोग सुविधा है जिसे स्वच्छ पूल में एच. एफ. आई. आर. लोडिंग स्टेशन में खर्च किए गए ईंधन तत्वों से गामा विकिरण के साथ सामग्री को विकिरण करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। गामा विकिरण सुविधा कक्ष 0.065 दीवार की मोटाई वाली नलिकाओं से बना एक स्टेनलेस स्टील का कक्ष है जो कक्ष के आंतरिक आयामों को अधिकतम करने के लिए जितना संभव हो उतने बड़े नमूनों को समायोजित करता है और अभी भी खर्च किए गए ईंधन लोडिंग स्टेशन की स्थिति के कैडमियम पोस्ट के अंदर फिट होता है। आंतरिक कक्ष लगभग अंदर के व्यास का है और इसमें लंबे समय तक के नमूने रखे जा सकते हैं। चैम्बर असेम्बली के लिए दो विन्यास हैं; केवल प्लग में अंतर है। बिना उपकरण वाले विन्यास में एक शीर्ष प्लग होता है जिसका उपयोग नमूनों की स्थापना के लिए और निष्क्रिय गैस लाइनों का समर्थन करने और पानी के नीचे एक रिसाव-तंग वातावरण बनाए रखने के लिए किया जाता है। उपकरण विन्यास में कक्ष के ऊपर एक कक्ष विस्तार होता है और प्रयोग कक्ष में हीटर नियंत्रण और उपकरण परीक्षण उपकरण के साथ जुड़ने के लिए एक उपकरण प्रयोग के लिए निष्क्रिय गैस लाइनों, विद्युत केबलों और उपकरण केबलों की अनुमति देने के लिए एक "नाभि" होता है। कक्ष को निष्क्रिय गैस प्रवाह और दबाव से राहत प्रदान करने के लिए प्रयोग कक्ष में एक निष्क्रिय गैस नियंत्रण कक्ष की आवश्यकता होती है। निष्क्रिय गैस का दबाव ~ 15 पी. एस. आई. पर बनाए रखा जाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि कक्ष से कोई भी रिसाव कक्ष से पूल तक होगा न कि रिसाव में पानी। कक्ष में नमूनों को कक्ष के नीचे से या प्लग से समर्थित किया जा सकता है (केवल बिना उपकरण विन्यास)। विकिरण खुराक दर और संचित खुराक कक्ष की आंतरिक सतह की विशेषता की गई है और इस स्थान पर गामा खुराक दर की पुष्टि की गई है। 1.8 ई + 08 तक गामा खुराक दर प्रदान की जा सकती है। एक उपयुक्त खर्च किए गए ईंधन तत्व का चयन अनिवार्य रूप से किसी भी आवश्यक खुराक दर प्रदान कर सकता है। कक्ष में नमूना और धारक सामग्री के भीतर माध्यमिक प्रतिक्रियाओं के कारण, उन्होंने विभिन्न धारकों में और कक्ष के भीतर विभिन्न स्थानों पर नमूनों के लिए वास्तविक खुराक दरों का अनुमान लगाने के लिए न्यूट्रोनिक मॉडल बनाए हैं। अधिकतम खुराक दर कक्ष के ऊर्ध्वाधर केंद्र के पास और कक्ष की क्षैतिज केंद्र रेखा पर होती है। कक्ष के ऊपर से नीचे तक खुराक दर का लगभग सममित वितरण होता है। एच. एफ. आई. आर. कर्मी आवश्यक संचित खुराक और खुराक दरों को प्राप्त करने के लिए उपयोगकर्ता द्वारा नमूना धारकों के डिजाइन में मदद करने के लिए उपलब्ध हैं। आवश्यक खुराक दर से नमूनों के तापमान का अनुमान लगाया जा सकता है। तापमान हाल के विकिरणों से पता चला है कि गामा हीटिंग से तापमान बहुत अधिक हो सकता है, ताजा खर्च किए गए ईंधन तत्वों में। कक्ष की दीवार के पास नमूनों का स्थान या कक्ष की दीवार में गर्मी स्थानांतरित करने के लिए धारक डिजाइन का उपयोग नमूना तापमान को कम करने के लिए किया जा सकता है। यदि तापमान सीमा एक चिंता का विषय है तो कम खुराक दर के साथ अधिक क्षयित खर्च किए गए ईंधन तत्व का चयन आवश्यक हो सकता है। न्यूनतम तापमान लगभग (स्वच्छ पूल के पानी का तापमान) बनाए रखा जाता है। विद्युत ताप तत्वों और/या निष्क्रिय गैस (आर्गन या हीलियम) बाढ़ का उपयोग ऊपर नियंत्रित तापमान के लिए अनुमति देता है। न्यूट्रॉन सक्रियण विश्लेषण (एन. ए. ए.) एक शक्तिशाली विश्लेषणात्मक तकनीक है जिसका उपयोग विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के मौलिक बनावट की जांच करने के लिए किया जाता है। एन. ए. ए. बहुत संवेदनशील और सटीक है और आम तौर पर गैर-विनाशकारी तरीके से किया जाता है। नमूनों पर न्यूट्रॉन के साथ बमबारी की जाती है और उत्पादित रेडियो आइसोटोप से उत्सर्जन का विश्लेषण उनकी संख्या और पहचान दोनों को निर्धारित करने के लिए किया जाता है। कई विश्वविद्यालय, सरकार और औद्योगिक प्रयोगशालाएं, दोनों घरेलू और विदेशी, एन. ए. ए. का उपयोग फोरेंसिक साक्ष्य, चंद्र और उल्कापिंड सामग्री, उन्नत सामग्री और उच्च शुद्धता सामग्री का अध्ययन करने के लिए करती हैं। एन. ए. ए. शास्त्रीय "मैट्रिक्स" प्रभावों से मुक्त है और आमतौर पर पी. पी. एम. के अंशों में पता लगाने की सीमा के साथ बहुत सटीक माप करने में सक्षम है। रिएक्टर-आधारित एनएए सबसे पहले ग्रेफाइट रिएक्टर में किया गया था जो अब ओआरएनएल है। पी. टी.-1 सुविधा को 1970 में एच. एफ. आई. आर. में स्थापित किया गया था और 1987 में पी. टी.-2 सुविधा को जोड़ने के बाद इसका उन्नयन किया गया था। दोनों सुविधाएं रिएक्टर के स्थायी बेरिलियम परावर्तक भाग में समाप्त होती हैं और रिएक्टर से नमूनों के हस्तांतरण की सुविधा प्रदान करती हैं। पीटी-1 में पश्चिमी दुनिया में सबसे अधिक तापीय न्यूट्रॉन प्रवाह है और अल्ट्रा-ट्रेस स्तर निर्धारण और सीमित समस्थानिक उत्पादन के लिए संवेदनशीलता में कई लाभ प्रदान करता है। पीटी-2 सुविधा विलंबित न्यूट्रॉन गिनती के साथ एक अत्यधिक तापीकृत प्रवाह प्रदान करती है, जो मिनटों में विखंडनीय सामग्री की बहुत कम मात्रा को मापने की क्षमता देती है। परमाणु अप्रसार विलंबित न्यूट्रॉन विश्लेषण का उपयोग विखंडनीय सामग्री के लिए विभिन्न सामग्रियों की सटीक जांच के लिए किया जा सकता है। निर्धारण के लिए केवल छह मिनट की आवश्यकता होती है और इसकी 15-पिकोग्राम पहचान सीमा होती है। स्मीयर, वनस्पति, मिट्टी, चट्टान, प्लास्टिक, लकड़ी, धातु और रेत के नमूने विलंबित न्यूट्रॉन विश्लेषण के लिए समान रूप से उपयुक्त हैं। यह उपकरण अंतर्राष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा एजेंसी (आई. ए. ई. ए.) के व्यापक क्षेत्र निगरानी स्थापित करने के प्रयासों को सुविधाजनक बनाता है और आवश्यक साक्ष्य खोजने की उम्मीद में व्यक्तिगत निरीक्षकों को बड़ी संख्या में नमूने प्राप्त करने में सक्षम बनाता है। उन नमूनों की जांच करके, विनाशकारी विश्लेषण की बहुत अधिक लागत केवल दिलचस्प माने जाने वाले नमूनों के लिए आवश्यक है। विलंबित न्यूट्रॉन विश्लेषण इन अध्ययनों के लिए तेजी से उपयोगी होता जा रहा है। हाल के एक अनुप्रयोग में प्रोग्राम करने योग्य स्मृति उपकरणों का विकिरण शामिल है जिन्हें एक छोटी मात्रा में विखंडनीय समस्थानिक के साथ लेपित किया गया है। विकिरण से विखंडन को स्मृति में मूल्यों की तुलना करके स्थानिक रूप से ट्रैक किया जा सकता है जो शुरू में स्मृति को सौंपे गए हैं; अंतर के क्षेत्रों को विखंडन घटनाओं के कारण होने वाले नुकसान के लिए जिम्मेदार ठहराया जाता है। यह काम सूक्ष्म कणों का विश्लेषण करने के प्रयासों में मदद कर सकता है जिनमें ऐसे कणों को ढूंढकर अघोषित परमाणु गतिविधियों के प्रमाण हो सकते हैं। पर्यावरणीय एन. ए. ए. भूवैज्ञानिक और जैविक सामग्रियों में ज्ञात तत्वों के लगभग दो-तिहाई को निर्धारित करने के लिए उपयुक्त है। एन. ए. ए. द्वारा कई परियोजनाओं को सुगम बनाया गया था जो अन्यथा बहुत चुनौतीपूर्ण या असंभव होगा। ओक रिज क्षेत्र में पारा संदूषण, कई तत्वों के लिए आधारभूत मिट्टी का स्तर, और ओक रिज क्षेत्र की मिट्टी और वनस्पति में यूरेनियम आइसोटोप अनुपात सभी को मध्यम और बड़े पैमाने पर पूरा किया गया है। चंद्रमा के रसायन विज्ञान और इतिहास को एन. ए. ए. द्वारा स्पष्ट किया गया है और कई अलग-अलग उल्कापिंडों का अध्ययन किया गया है। आवास प्रदूषण के प्रभावों को समझने के प्रयासों के लिए जानवरों की हड्डी और ऊतकों में ट्रेस तत्वों का निर्धारण किया गया था। ज्ञात प्रमुख उल्कापिंड प्रभावों के समय के निकट जीवाश्म हड्डी में तत्व, इरिडियम का विश्लेषण करके डायनासोर के भाग्य की जांच की गई थी। हाल ही में, जैव उपचार रणनीतियों की जांच की गई है और स्वदेशी पौधों और जानवरों में भारी तत्वों के अवशोषण की दर निर्धारित की गई है। अपनी स्थापना के बाद से, एन. ए. ए. फोरेंसिक ट्रेस तत्व जांच के लिए एक उपकरण रहा है। बुलेट सीसा और जैकेट, पेंट, पीतल, प्लास्टिक, बाल और कई अन्य सामग्री अक्सर आपराधिक जांच के लिए दिलचस्प होती हैं। ओ. आर. एन. एल. में, राष्ट्रपति कैनेडी और टेलर से जुड़ी जाँच, गुफा विध्वंसक की जाँच और हत्या की जाँच की गई है। ओआरएनएल ब्रुकहेवन रिएक्टर के स्थायी रूप से बंद होने के बाद, प्राचीन संगमरमर और मूर्तिकला की मानवजनित जांच जारी रखने के लिए ब्रुकहेवन राष्ट्रीय प्रयोगशाला के वैज्ञानिकों के साथ बातचीत कर रहा है। आइसोटोप उत्पादन पिछले कुछ वर्षों में पी. टी.-1 सुविधा में विभिन्न आइसोटोप की छोटी मात्रा को संश्लेषित किया गया है। पशु अध्ययन के लिए ट्रेसर, रेडियोलेबल्ड फार्मास्यूटिकल्स, कैंसर उपचार परीक्षण स्रोत और सामग्री अध्ययन के समर्थन में स्रोत सस्ते में तैयार किए गए हैं। पीटी-1 रिएक्टर तक सबसे तेज़ पहुँच का प्रतिनिधित्व करता है और अक्सर कम मात्रा वाले आइसोटोप उत्पादन के लिए सबसे कम लागत का प्रतिनिधित्व करता है। हाल ही में, 169वाईबी से बने गामा डेंसिटोमेट्री स्रोत तैयार किए गए थे और निकट भविष्य के लिए मांग पर तैयार किए जा सकते हैं। अल्ट्रा-रेस मेट्रोलॉजी कई तत्वों को एन. ए. ए. का उपयोग करके भाग-प्रति-खरब स्तर पर आसानी से और सटीक रूप से मापा जा सकता है। ओ. आर. एन. एल. ने निजी निगमों को फाइबर ऑप्टिक प्रारंभिक सामग्री के गुणों और तत्व सांद्रता का पता लगाने के लिए उनके संबंध में लागू अनुसंधान में मदद की है और पाया है कि टूटने की आवृत्ति कुछ तत्वों की सांद्रता पर निर्भर करती है। अल्ट्रा-ट्रेस अशुद्धियों के लिए हीरे और हीरे की फिल्मों का विश्लेषण किया गया है और ओआरएनएल के निर्धारण सबसे पहले थोक सिंथेटिक हीरे पर रिपोर्ट किए गए थे। ओआरएनएल ने 1ई-15 ग्राम/ग्राम स्तर पर कार्बनिक सिंटिलेटर में यूरेनियम और थोरियम का भी निर्धारण किया है। सिंटिलेटर का उपयोग जापान में एक न्यूट्रिनो पहचान परियोजना में किया जाना है जिसके लिए प्राकृतिक रेडियोधर्मिता से मुक्त सामग्री की आवश्यकता होती है। सामग्री विकिरण सामग्री पर न्यूट्रॉन और गामा विकिरण के संयुक्त प्रभाव उन्नत सामग्री अनुसंधान, संलयन ऊर्जा अनुसंधान और कठोर घटकों और प्रणालियों के उत्पादन के लिए दिलचस्प हैं। एक हालिया उदाहरण संलयन ऊर्जा अनुसंधान कार्यक्रम के लिए डाइक्रोइक दर्पण सिरेमिक सामग्री की खुराक प्रतिक्रिया जांच है। पी. टी.-1 और पी. टी.-2 सुविधाएँ एच. एफ. आई. आर. लक्ष्य क्षेत्र में बहुत उच्च प्रवाह और बीम ट्यूबों में बहुत कम प्रवाह के बीच की जगह को भरने के लिए अच्छी तरह से अनुकूल हैं। संदर्भ बाहरी लिंक न्यूट्रॉन सुविधाएं परमाणु अनुसंधान रिएक्टर ओक रिज राष्ट्रीय प्रयोगशाला