High Flux Isotope Reactor
ہائی فلکس آاسوٹوپ ری ایکٹر (ایچ ایف آئی آر) اوک رج، ٹینیسی، ریاستہائے متحدہ میں اوک رج نیشنل لیبارٹری (او آر این ایل) میں ایک جوہری تحقیقی ری ایکٹر ہے۔ 85 میگاواٹ پر کام کرنے والا، ایچ ایف آئی آر ریاستہائے متحدہ میں گھنے مادے کی طبیعیات کی تحقیق کے لیے نیوٹرانوں کے سب سے زیادہ بہاؤ والے ری ایکٹر پر مبنی ذرائع میں سے ایک ہے، اور اس میں دنیا کے کسی بھی تحقیقی ری ایکٹر کے سب سے زیادہ مستحکم ریاست والے نیوٹرون بہاؤ میں سے ایک ہے۔ ایچ ایف آئی آر کے ذریعہ تیار کردہ تھرمل اور کولڈ نیوٹرون طبیعیات، کیمسٹری، میٹریل سائنس، انجینئرنگ اور حیاتیات کا مطالعہ کرنے کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ شدید نیوٹرون بہاؤ، مستقل طاقت کی کثافت، اور مستقل لمبائی والے ایندھن کے چکروں کو ہر سال 500 سے زیادہ محققین نیوٹرون بکھرنے کی تحقیق کے لیے گاڑھا مادے کی بنیادی خصوصیات میں استعمال کرتے ہیں۔ ایچ ایف آئی آر کے بکھرے ہوئے اور بنیادی تحقیق دونوں کے لیے ہر سال تقریبا 600 صارفین ہوتے ہیں۔ ایچ ایف آئی آر میں نیوٹرون بکھرنے کی تحقیقی سہولیات میں مادے کی ساخت اور حرکیات پر بنیادی اور اطلاقی تحقیق کے لیے استعمال ہونے والے آلات کا عالمی معیار کا مجموعہ موجود ہے۔ ری ایکٹر کا استعمال طبی، صنعتی اور تحقیقی آاسوٹوپ کی تیاری کے لیے بھی کیا جاتا ہے ؛ مواد کو شدید نیوٹران نقصان پر تحقیق ؛ اور ماحول میں ٹریس عناصر کی جانچ کے لیے نیوٹران ایکٹیویشن۔ مزید برآں، عمارت میں گاما تابکاری کی سہولت موجود ہے جو خرچ شدہ ایندھن کی اسمبلیوں کا استعمال کرتی ہے اور اعلی گاما خوراک کے تجربات کو ایڈجسٹ کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔ متوقع باقاعدہ کارروائیوں کے ساتھ، بیریلیم ریفلیکٹر کے متبادل کے لیے اگلا بڑا شٹ ڈاؤن تقریبا 2023 تک ضروری نہیں ہوگا۔ یہ بندش ریڈیل بیم ٹیوب ایچ بی-2 میں کولڈ سورس نصب کرنے کا موقع فراہم کرتی ہے، جو ایک نئے گائیڈ ہال میں کولڈ نیوٹرون فیڈنگ آلات کا بے مثال بہاؤ فراہم کرے گی۔ اس اضافی صلاحیت کے ساتھ یا اس کے بغیر، ایچ ایف آئی آر کے 2040 اور اس سے آگے تک کام جاری رکھنے کا امکان ہے۔ نومبر 2007 میں او آر این ایل کے عہدیداروں نے اعلان کیا کہ نئے نصب شدہ کولڈ سورس (جو نیوٹرانوں کی نقل و حرکت کو سست کرنے کے لیے مائع ہیلیم اور ہائیڈروجن کا استعمال کرتا ہے) پر ٹائم آف فلائٹ ٹیسٹوں نے ڈیزائن کی پیش گوئیوں سے بہتر کارکردگی دکھائی، جو کہ فرانس کے گرینوبل میں انسٹی ٹیوٹ لاؤ-لینجین میں ریسرچ ری ایکٹر کے قائم کردہ پچھلے عالمی ریکارڈ کے برابر یا اس سے آگے تھے۔ تاریخ جنوری 1958 میں، امریکی جوہری توانائی کمیشن (اے ای سی) نے ریاستہائے متحدہ میں ٹرانس یورینیم آاسوٹوپ کی پیداوار کی صورتحال کا جائزہ لیا۔ اسی سال نومبر تک، کمیشن نے اوک رج نیشنل لیبارٹری میں ہائی فلکس آئسوٹوپ ری ایکٹر (ایچ ایف آئی آر) بنانے کا فیصلہ کیا، جس میں آئسوٹوپ کی تحقیق اور پیداوار پر بنیادی توجہ دی جائے گی۔ چونکہ یہ پہلی بار 1965 میں اہم ہوا، ایچ ایف آئی آر کے بنیادی استعمال میں طبی، جوہری، ڈٹیکٹر اور حفاظتی مقاصد کے لیے آاسوٹوپ کی پیداوار اور تحقیق کے علاوہ مواد کی تحقیق، ایندھن کی تحقیق، اور فیوژن انرجی ریسرچ شامل ہیں۔ ایک کم پاور ٹیسٹنگ پروگرام جنوری 1966 میں مکمل ہوا، اور 20، 50، 75، 90، اور 100 میگاواٹ پر آپریشن سائیکل شروع ہوا۔ جب سے اس نے ستمبر 1966 میں 100 میگاواٹ کی اپنی ڈیزائن پاور حاصل کی، اس کی تعمیر کے آغاز سے پانچ سال سے تھوڑا زیادہ، جب تک کہ 1986 کے آخر میں اسے عارضی طور پر بند نہیں کیا گیا، ایچ ایف آئی آر نے آپریشن کے وقت کا ریکارڈ حاصل کیا جو کسی بھی دوسرے ری ایکٹر سے بے مثال تھا۔ ریاستہائے متحدہ میں دسمبر 1973 تک، اس نے اپنا 100 واں ایندھن سائیکل مکمل کر لیا تھا، ہر ایک 23 دن تک جاری رہا۔ نومبر 1986 میں، تابکاری نگرانی کے نمونوں پر ہونے والے ٹیسٹوں سے پتہ چلتا ہے کہ ری ایکٹر کا برتن نیوٹرون تابکاری سے پیش گوئی سے زیادہ تیزی سے پھنس رہا تھا۔ سہولت کے وسیع جائزے اور تشخیص کی اجازت دینے کے لیے ایچ ایف آئی آر کو بند کر دیا گیا تھا۔ دو سال اور پانچ ماہ بعد، مکمل دوبارہ تشخیص کے بعد، دباؤ والے برتن کی سالمیت کی حفاظت کرتے ہوئے پلانٹ کی زندگی کو بڑھانے کے لیے ترامیم، اور انتظامی طریقوں میں اپ گریڈ کے بعد، ری ایکٹر کو 85 میگاواٹ پر دوبارہ شروع کیا گیا۔ جسمانی اور طریقہ کار میں بہتری کے ساتھ ساتھ تربیت، حفاظتی تجزیہ، اور کوالٹی اشورینس کی سرگرمیوں کی تجدید کی گئی۔ دستاویزات کو اپ ڈیٹ کیا گیا، اور جہاں ضرورت ہو وہاں نئے تیار کیے گئے۔ ڈیزائن میں ہونے والی تبدیلیوں سے باخبر رہنے کے لیے تکنیکی خصوصیات میں ترمیم اور اصلاح کی گئی کیونکہ انہیں امریکی محکمہ توانائی (ڈی او ای)، جو پہلے اے ای سی تھا، نے قبول کیا تھا۔ تھرمل مارجن کو برقرار رکھتے ہوئے جہاز کی سالمیت کو برقرار رکھنے کے لیے نہ صرف بنیادی کولینٹ پریشر اور بنیادی طاقت کو کم کیا گیا تھا، بلکہ تکنیکی اور طریقہ کار کی اپ گریڈ کے لیے طویل مدتی وعدے کیے گئے تھے۔ ایچ ایف آئی آر آپریشن کے بہت سے پہلوؤں کا مکمل جائزہ لینے کے بعد، ری ایکٹر کو 18 اپریل 1989 کو ایندھن سائیکل 288 کے لیے دوبارہ شروع کیا گیا، تاکہ ابتدائی طور پر بہت کم بجلی کی سطح (8.5 میگاواٹ) پر کام کیا جا سکے جب تک کہ تمام آپریٹنگ عملے کو مکمل تربیت نہ مل جائے اور اعلی طاقت پر مسلسل کام کرنا ممکن نہ ہو جائے۔ اپریل 1989 کے دوبارہ شروع ہونے کے بعد، طریقہ کار کی مناسبیت کے سوال کی وجہ سے نو ماہ کا مزید شٹ ڈاؤن ہوا۔ اس وقت کے دوران، ایچ ایف آئی آر کی نگرانی ڈی او ای آفس آف نیوکلیئر انرجی (این ای) کو منتقل کر دی گئی تھی ؛ اس سے پہلے، نگرانی آفس آف انرجی ریسرچ (ای آر) کے ذریعے ہوتی تھی۔ جنوری 1990 میں سکریٹری توانائی جیمز ڈی واٹکنز کی جانب سے اسٹارٹ اپ آپریشن دوبارہ شروع کرنے کی اجازت کے بعد، 18 مئی 1990 کو مکمل طاقت حاصل کر لی گئی۔ ایچ ایف آئی آر کی آپریٹنگ لائف کے دوران اس کے طریقہ کار اور تکنیکی اپ گریڈ کے لیے جاری پروگرام قائم کیے گئے ہیں۔ 2007 میں، ایچ ایف آئی آر نے اپنی 40 سالہ تاریخ میں سب سے زیادہ ڈرامائی تبدیلی مکمل کی۔ ایک سال سے زیادہ عرصے کے شٹ ڈاؤن کے دوران، اس سہولت کی تجدید کی گئی اور متعدد نئے آلات نصب کیے گئے، ساتھ ہی ایک کولڈ نیوٹرون سورس بھی نصب کیا گیا۔ ری ایکٹر کو اسی سال مئی کے وسط میں دوبارہ شروع کیا گیا تھا۔ اس نے چند دنوں میں 85 میگاواٹ کی اپنی مکمل طاقت حاصل کر لی، اور ایک ہفتے کے اندر تجربات دوبارہ شروع ہو گئے۔ بہتری اور اپ گریڈ میں قابل اعتماد، مستقل آپریشن کے لیے ری ایکٹر کے ڈھانچے کی بحالی ؛ بیم روم میں آٹھ تھرمل نیوٹران سپیکٹرومیٹرز کی نمایاں اپ گریڈنگ ؛ نئے کمپیوٹر سسٹم کنٹرول ؛ مائع ہائیڈروجن کولڈ سورس کی تنصیب ؛ اور ایک نیا کولڈ نیوٹران گائیڈ ہال شامل ہیں۔ اپ گریڈ شدہ ایچ ایف آئی آر میں بالآخر 15 آلات ہوں گے، جن میں 7 کولڈ نیوٹرون کا استعمال کرتے ہوئے تحقیق کے لیے ہوں گے۔ اگرچہ ایچ ایف آئی آر کا بنیادی مشن اب نیوٹرون بکھرنے کی تحقیق ہے، لیکن اس کے اصل بنیادی مقاصد میں سے ایک تحقیق، صنعتی اور طبی ایپلی کیشنز کے لیے کیلیفورنیا-252 اور دیگر ٹرانس یورینیم آاسوٹوپس کی تیاری تھی۔ ایچ ایف آئی آر مغربی دنیا میں کیلیفورنیا-252 کا واحد سپلائر ہے، جو ایک آئسوٹوپ ہے جس میں کینسر تھراپی اور ماحول میں آلودگیوں کا پتہ لگانے اور سامان میں دھماکہ خیز مواد جیسے استعمال ہوتے ہیں۔ آاسوٹوپ کی پیداوار اور نیوٹرون بکھرنے میں اس کی شراکت کے علاوہ، ایچ ایف آئی آر مختلف قسم کے تابکاری ٹیسٹ اور تجربات بھی فراہم کرتا ہے جو سہولت کے غیر معمولی اعلی نیوٹرون بہاؤ سے فائدہ اٹھاتے ہیں۔ ایچ ایف آئی آر کی تکنیکی تفصیل ایچ ایف آئی آر ایک بیرلیم سے عکاسی شدہ، ہلکے پانی سے ٹھنڈا اور معتدل، فلکس ٹریپ قسم کا ری ایکٹر ہے جو انتہائی افزودہ یورینیم ایندھن کا استعمال کرتا ہے۔ ری ایکٹر کا ابتدائی تصوراتی ڈیزائن "فلکس ٹریپ" اصول پر مبنی تھا، جہاں ری ایکٹر کور ایندھن کے ایک بالائی علاقے پر مشتمل ہوتا ہے جو غیر ایندھن والے معتدل علاقے یا "جزیرے" کے ارد گرد ہوتا ہے۔ اس طرح کی ترتیب جزیرے میں ایندھن سے نکلنے والے تیز نیوٹرانوں کو معتدل کرنے کی اجازت دیتی ہے اور اس طرح جزیرے کے مرکز میں بہت زیادہ تھرمل-نیوٹرون بہاؤ کا خطہ فراہم کرتا ہے۔ تھرملائزڈ نیوٹرانوں کا یہ ذخیرہ ری ایکٹر کے اندر "پھنس" جاتا ہے، جس سے یہ آاسوٹوپ کی پیداوار کے لیے دستیاب ہوتا ہے۔ اس طرح کے ری ایکٹر کے ایندھن کے باہر ریفلیکٹر میں نیوٹرانوں کے بڑے بہاؤ کو ریفلیکٹر میں خالی "بیم" ٹیوبوں کو بڑھا کر ٹیپ کیا جا سکتا ہے، جس سے نیوٹرانوں کو ری ایکٹر شیلڈنگ کے باہر تجربات میں منتقل کیا جا سکتا ہے۔ آخر میں، ریفلیکٹر میں مختلف قسم کے سوراخ فراہم کیے جا سکتے ہیں جن میں تجربات یا آاسوٹوپ کی پیداوار کے لیے مواد کو تابکاری فراہم کی جا سکتی ہے۔ ایچ ایف آئی آر کا اصل مشن ٹرانسپلوٹونیم آاسوٹوپس کی تیاری تھا۔ تاہم، اصل ڈیزائنرز میں بہت سی دیگر تجرباتی سہولیات شامل تھیں، اور اس کے بعد سے کئی دیگر کو شامل کیا گیا ہے۔ دستیاب تجرباتی سہولیات میں شامل ہیں (1) چار افقی بیم ٹیوبیں، جو بیریلیم ریفلیکٹر سے نکلتی ہیں ؛ (2) فلکس ٹریپ کے بہت اونچے بہاؤ والے علاقے میں ہائیڈرولک ٹیوب کی تابکاری کی سہولت، جو ری ایکٹر کے چلنے کے دوران نمونوں کو داخل کرنے اور ہٹانے کی اجازت دیتی ہے۔ (3) فلکس ٹریپ میں تیس ہدف کی پوزیشنیں، جن میں عام طور پر ٹرانسپلوٹونک پروڈکشن کی سلاخیں ہوتی ہیں لیکن جو دوسرے تجربات کی تابکاری کے لیے استعمال کی جا سکتی ہیں (ان میں سے دو پوزیشنیں آلات والے اہداف کو ایڈجسٹ کر سکتی ہیں) ؛ (4) فلکس ٹریپ کے بیرونی کنارے پر چھ پردیی ہدف کی پوزیشنیں ؛ (5) بیریلیم ریفلیکٹر میں مختلف سائز کی بہت سی عمودی تابکاری کی سہولیات ؛ (6) مزید برآں، ری ایکٹر پول میں گاما تابکاری کی سہولت فراہم کرنے کے لیے خرچ شدہ ایندھن اسمبلیوں کا استعمال کیا جاتا ہے۔ ری ایکٹر کور اسمبلی ری ایکٹر کور اسمبلی پانی کے تالاب میں 8 فٹ (2.44-m) قطر والے دباؤ والے برتن میں ہوتی ہے۔ دباؤ والے برتن کا اوپری حصہ تالاب کی سطح سے 17 فٹ (5.2 میٹر) نیچے ہے۔ کنٹرول پلیٹ ڈرائیو میکانزم دباؤ برتن کے نیچے ذیلی ڈھیر والے کمرے میں ہوتے ہیں۔ یہ خصوصیات ری ایکٹر کور کے اوپر کام کرنے کے لیے ضروری تحفظ فراہم کرتی ہیں اور دباؤ والے برتن، کور اور عکاسی کرنے والے علاقوں تک رسائی کو بہت آسان بناتی ہیں۔ ری ایکٹر کور سلنڈریکل ہے، تقریبا 2 فٹ (0.61 میٹر) اونچا اور قطر میں ہے۔ 5-ان۔ (12.70-cm)-قطر سوراخ، "فلکس ٹریپ"، کور کا مرکز بناتا ہے۔ ہدف عام طور پر کیوریم-244 اور دیگر ٹرانسپلوٹونک آاسوٹوپس سے بھرا ہوتا ہے اور فلکس ٹریپ کے اندر ری ایکٹر عمودی محور پر تعینات ہوتا ہے۔ ایندھن کا علاقہ دو متمرکز ایندھن عناصر سے بنا ہے۔ اندرونی عنصر میں 171 فیول پلیٹیں ہوتی ہیں ؛ بیرونی عنصر میں 369 ہوتی ہیں۔ ایندھن کی پلیٹیں ایک انوولٹ کی شکل میں مڑے ہوئے ہوتے ہیں، اس لیے مستقل کولینٹ چینل کی چوڑائی ہوتی ہے۔ ایندھن (93 ٪ 235U افزودہ U3O8-Al cermet pg.22) ریڈیل چوٹی سے اوسط طاقت کی کثافت کے تناسب کو کم کرنے کے لیے انوولٹ کے آرک کے ساتھ یکساں طور پر تقسیم نہیں کیا جاتا ہے۔ ایک جلنے والا زہر (بوران-10) اندرونی ایندھن کے عنصر میں بنیادی طور پر ریڈیل فلکس چوٹی کو چپٹا کرنے کے لیے شامل کیا جاتا ہے جو ہر ایندھن کے عنصر کے لیے ایک طویل چکر فراہم کرتا ہے۔ عام تجرباتی لوڈنگ کے ساتھ اوسط بنیادی زندگی 85 میگاواٹ پر ~ 23 دن ہے۔ ایندھن کا علاقہ بیرلیم ریفلیکٹر ~ 1 فٹ (0.3 میٹر) موٹی کے متمرکز دائرے سے گھرا ہوا ہے۔ اس کے نتیجے میں اسے تین علاقوں میں تقسیم کیا گیا ہے: ہٹنے والا عکاسی کرنے والا، نیم مستقل عکاسی کرنے والا، اور مستقل عکاسی کرنے والا۔ بیریلیم مؤثر طریقے سے لامحدود موٹائی کے پانی کے عکاس سے گھرا ہوا ہے۔ محوری سمت میں، ری ایکٹر پانی سے جھلکتا ہے۔ کنٹرول پلیٹیں، دو پتلی، جوہری زہر والے متمرکز سلنڈروں کی شکل میں، بیرونی ایندھن عنصر اور بیریلیم ریفلیکٹر کے درمیان ایک بالائی علاقے میں ہوتی ہیں۔ یہ پلیٹیں درمیانی سطح پر ایک کھڑکی کو کھولنے اور بند کرنے کے لیے مخالف سمتوں میں چلائی جاتی ہیں۔ اندرونی سلنڈر کی نیچے کی طرف حرکت اور چار بیرونی چوتھائی پلیٹوں کی اوپر کی طرف حرکت سے رد عمل میں اضافہ ہوتا ہے۔ اندرونی سلنڈر شمنگ اور پاور ریگولیشن کے لیے استعمال ہوتا ہے اور اس میں کوئی تیز حفاظتی کام نہیں ہوتا ہے۔ بیرونی کنٹرول سلنڈر چار الگ الگ کواڈرینٹ پلیٹوں پر مشتمل ہوتا ہے، ہر ایک میں ایک آزاد ڈرائیو اور سیفٹی ریلیز میکانزم ہوتا ہے۔ تمام کنٹرول پلیٹوں میں مختلف نیوٹرون زہر کے مواد کے تین محوری علاقے ہوتے ہیں جو بنیادی زندگی بھر محوری چوٹی سے اوسط طاقت کثافت کے تناسب کو کم کرنے کے لیے بنائے گئے ہیں۔ کوئی بھی واحد کواڈرینٹ پلیٹ یا سلنڈر ری ایکٹر کو بند کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ ری ایکٹر انسٹرومینٹیشن اور کنٹرول سسٹم کا ڈیزائن آپریشن کے تسلسل اور حفاظت پر زور دیتا ہے۔ تین آزاد حفاظتی چینلز کو ایک اتفاقیہ نظام میں ترتیب دیا جاتا ہے جس میں حفاظتی بندش کے لیے تینوں میں سے دو کے معاہدے کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ خصوصیت ایک وسیع "آن لائن" ٹیسٹنگ سسٹم سے مکمل ہوتی ہے جو آپریشن کے دوران کسی بھی وقت کسی بھی چینل کے حفاظتی فنکشن کی جانچ کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ مزید برآں، تین آزاد خودکار کنٹرول چینلز کو ترتیب دیا گیا ہے تاکہ ایک چینل کی ناکامی سے آپریشن میں نمایاں خلل نہ پڑے۔ یہ تمام عوامل ایچ ایف آئی آر میں آپریشن کے تسلسل میں معاون ہیں۔ بنیادی کولینٹ دو 16 انچ کے ذریعے دباؤ والے برتن میں داخل ہوتا ہے۔ (40.64-cm) کور کے اوپر قطر کے پائپ، کور سے گزرتے ہیں، اور 18 انچ کے ذریعے باہر نکلتے ہیں۔ (45.72-cm)-کور کے نیچے قطر پائپ۔ بہاؤ کی شرح ~ 16,000 جی پی ایم (1 ایم 3/سیکنڈ) ہے، جس میں سے تقریبا 13,000 جی پی ایم (0.82 ایم 3/سیکنڈ) ایندھن کے علاقے سے گزرتا ہے۔ باقی ہدف، عکاسی کرنے والے اور کنٹرول والے علاقوں سے گزرتا ہے۔ یہ نظام 468 پی ایس آئی (3.3 × 106 پی اے) کے برائے نام داخلی دباؤ پر کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ان حالات میں انلیٹ کولینٹ کا درجہ حرارت 120 ڈگری فارن ہائٹ (49 ڈگری سیلسیس) ہوتا ہے، متعلقہ اخراج کا درجہ حرارت 156 ڈگری فارن ہائٹ (69 ڈگری سیلسیس) ہوتا ہے، اور کور کے ذریعے دباؤ میں کمی ~ 110 پی ایس آئی (7.6 × 105 پی اے) ہوتی ہے۔ ری ایکٹر سے، کولینٹ کا بہاؤ چار میں سے تین ایک جیسے ہیٹ ایکسچینجر اور سرکولیشن پمپ کے امتزاج میں تقسیم کیا جاتا ہے، ہر ایک ری ایکٹر اور اسٹوریج پول سے متصل ایک علیحدہ سیل میں۔ ہر خلیے میں ایک لیٹ ڈاؤن والو بھی ہوتا ہے جو بنیادی کولینٹ دباؤ کو کنٹرول کرتا ہے۔ ایک ثانوی کولینٹ نظام بنیادی نظام سے حرارت کو ہٹاتا ہے اور چار خلیے والے انڈیوسڈ ڈرافٹ کولنگ ٹاور کے اوپر سے پانی منتقل کرکے اسے ماحول میں منتقل کرتا ہے۔ ایچ ایف آئی آر کے لیے فیول سائیکل عام طور پر 21-23 دنوں کے لیے 85 میگاواٹ پر مکمل پاور آپریشن پر مشتمل ہوتا ہے (ری ایکٹر میں تجربے اور ریڈیوآئیسوٹوپ لوڈ پر منحصر ہے)، پھر ایندھن بھرنے کے لیے اینڈ آف سائیکل بندش۔ اس طرح کے ایندھن بھرنے کی بندش کنٹرول پلیٹ کی تبدیلی، انشانکن، دیکھ بھال اور معائنہ کی اجازت دینے کے لیے ضرورت کے مطابق مختلف ہوتی ہے۔ تجربہ داخل کرنا اور ہٹانا سائیکل کی کسی بھی بندش کے دوران کیا جا سکتا ہے۔ تجربے کی تنصیب یا ہٹانے کے لیے ایندھن کے چکر میں رکاوٹ کی سختی سے حوصلہ شکنی کی جاتی ہے تاکہ دوسرے تجربات اور نیوٹرون بکھرنے پر اثرات سے بچا جا سکے۔ افقی بیم ٹیوبیں ری ایکٹر میں چار افقی بیم ٹیوبیں ہوتی ہیں جو سینٹر فار نیوٹران سکٹرینگ کے ذریعہ استعمال ہونے والے آلات کو نیوٹران فراہم کرتی ہیں۔ ہر بیم ٹیوب اور آلے کی تفصیلات ایچ ایف آئی آر آلے کے صفحہ پر مل سکتی ہیں۔ ان آلات کی فراہمی کرنے والی بیم ٹیوبوں میں سے ہر ایک کو ذیل میں بیان کیا گیا ہے۔ ایچ بی-1 اور ایچ بی-3 ایچ بی-1 اور ایچ بی-3 تھرمل نیوٹران بیم ٹیوب کے ڈیزائن لمبائی کے علاوہ یکساں ہیں۔ دونوں ری ایکٹر کے مرکز سے متصل ہوتے ہیں تاکہ نلیاں عکاسی کرنے والے مواد کی طرف اشارہ کریں اور براہ راست ایندھن کی طرف اشارہ نہ کریں۔ آؤٹ بورڈ کے سرے پر ایک اندرونی کولیمیٹر نصب کیا جاتا ہے۔ یہ کولیمیٹر کاربن اسٹیل سے بنا ہوا ہے اور نکل سے چڑھا ہوا ہے۔ کولیمیٹر ایک آئتاکار یپرچر فراہم کرتا ہے۔ ان بیم ٹیوبوں میں سے ہر ایک کے باہر ایک روٹری شٹر واقع ہے۔ شٹر کاربن اسٹیل اور ہائی ڈینسٹی کنکریٹ کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ شٹر کا مقصد نیوٹرون بیم کی ضرورت نہ ہونے پر شیلڈنگ فراہم کرنا ہے۔ ایچ بی-2 تھرمل نیوٹرون بیم ٹیوب ری ایکٹر کور سے ریڈیل رشتہ دار واقع ہے، جو براہ راست ایندھن کی طرف دیکھ رہی ہے۔ نیوٹران بکھرنے والے تجرباتی آلات کے اہم قبولیت زاویہ کے اندر تھرمل نیوٹران کے بہاؤ کو زیادہ سے زیادہ کرنے کے لیے بیم ٹیوب کے کروی سرے میں دو بیریلیم داخل کیے جاتے ہیں۔ ری ایکٹر برتن کے بیم ٹیوب کیوٹی آؤٹ بورڈ میں ایک آئتاکار کراس سیکشن ہوتا ہے جو عمودی طور پر یکجا ہوتا ہے اور افقی طور پر اس طرح مختلف ہوتا ہے کہ آؤٹ بورڈ ونڈو پر یپرچر برائے نام 6 انچ لمبا اور 10 انچ چوڑا ایک آئتاکار ہوتا ہے۔ کاربن اسٹیل کولیمیٹر اسمبلی بیم ٹیوب ونڈو کے بالکل باہر واقع ہے۔ یہ کولیمیٹر اسمبلی مزید نیوٹران-بیم کولیمیشن فراہم کرتی ہے اور نیوٹران بکھرنے والے آلات پر سگنل سے شور کے تناسب کو بڑھانے کے لیے ایک تیز نیوٹران فلٹر رکھتی ہے۔ ایک روٹری شٹر بیرونی کولیمیٹر اسمبلی کے باہر واقع ہے۔ شٹر کاربن اسٹیل اور ہائی ڈینسٹی کنکریٹ کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ اسٹریمنگ کو روکنے کے لیے شٹر کے ارد گرد زیادہ کثافت والے کنکریٹ کے بلاکس رکھے جاتے ہیں۔ شٹر کا مقصد نیوٹران بیم کی ضرورت نہ ہونے پر شیلڈنگ فراہم کرنا ہے۔ ایچ بی-4 ایچ بی-4 کولڈ نیوٹرون سورس بیم ٹیوب ری ایکٹر کور کے لیے ٹینجینشیل واقع ہے تاکہ ٹیوب ریفلیکٹر میٹریل کی طرف اشارہ کرے اور براہ راست ایندھن کی طرف اشارہ نہ کرے۔ ایک ویکیوم ٹیوب گول سرے تک ایچ بی-4 بیم ٹیوب کے اندرونی حصے کے اندر قریب سے فٹ بیٹھتی ہے۔ ویکیوم ٹیوب میں ہائیڈروجن ماڈریٹر برتن اور اس سے وابستہ نلیاں ہوتی ہیں اور انسولیٹ ہوتی ہیں۔ ماڈریٹر برتن 17 K (برائے نام) پر سپر کریٹیکل ہائیڈروجن پر مشتمل ہوتا ہے۔ ریفلیکٹر سے ماڈریٹر برتن میں بکھرے ہوئے تھرمل نیوٹرانوں کو ہائیڈروجن کے ذریعے بکھرے ہوئے اور ٹھنڈا کیا جاتا ہے تاکہ ٹیوب کے نیچے بکھرے ہوئے 4-12 Å نیوٹرانوں کو زیادہ سے زیادہ کیا جا سکے۔ ایچ بی-4 ٹیوب کے آؤٹ بورڈ سرے پر ایک اندرونی کولیمیٹر نصب کیا جاتا ہے۔ یہ کولیمیٹر کاربن اسٹیل سے بنایا گیا ہے اور نکل سے چڑھایا گیا ہے۔ کولیمیٹر تین آئتاکار یپرچر فراہم کرتا ہے۔ یپرچرز کے آؤٹ بورڈ طول و عرض ہیں ؛ اور۔ بیرونی کولیمیٹر اسمبلی کا آؤٹ بورڈ، ایک روٹری شٹر ہے۔ شٹر کاربن اسٹیل اور ہائی ڈینسٹی کنکریٹ کا استعمال کرتے ہوئے بنایا گیا ہے۔ شٹر کا مقصد نیوٹرون بیم کی ضرورت نہ ہونے پر شیلڈنگ فراہم کرنا ہے۔ شٹر میں کولڈ سورس کو سپورٹ کرنے کے لیے درکار کریوجینک ہائیڈروجن ٹرانسفر لائن، گیسس ہیلیم، اور ویکیوم پائپنگ کو روٹ کرنے کے انتظامات ہیں۔ ان کور تجرباتی سہولیات فلکس ٹریپ پوزیشنیں ٹارگٹ پوزیشنیں فلکس ٹریپ میں اکتیس ٹارگٹ پوزیشنیں فراہم کی جاتی ہیں۔ ان پوزیشنوں کو اصل میں ٹرانسپلوٹونیم عناصر کی تیاری کے لیے استعمال ہونے والی ٹارگٹ سلاخوں کے ذریعے قبضہ کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا تھا ؛ تاہم، دیگر تجربات کو ان میں سے کسی بھی پوزیشن میں تابکاری کیا جا سکتا ہے۔ اسی طرح کی ٹارگٹ کیپسول کی تشکیل بہت سی ایپلی کیشنز میں استعمال کی جا سکتی ہے۔ تیسری قسم کا ہدف نو 2 انچ لمبے آاسوٹوپ یا مواد کے تابکاری کیپسول کو رکھنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے جو خرگوش کی سہولت والے کیپسول سے ملتے جلتے ہیں۔ اس قسم کے تابکاری کیپسول کا استعمال من گھڑت سازی، شپنگ اور تابکاری کے بعد کی پروسیسنگ کو آسان بناتا ہے جو تجربہ کار کے لیے لاگت کی بچت کا باعث بنتا ہے۔ ہر قسم کے ٹارگٹ ایراڈیشن کیپسول کو ڈیزائن کیا جانا چاہیے تاکہ انہیں ٹارگٹ راڈ کفن کے باہر دستیاب کولینٹ کے بہاؤ سے مناسب طریقے سے ٹھنڈا کیا جا سکے۔ ہدف پوزیشنوں میں تجربات میں ضرورت سے زیادہ نیوٹرون زہر کے بوجھ کی حوصلہ شکنی کی جاتی ہے کیونکہ ٹرانسپلوٹونک آاسوٹوپ کی پیداوار کی شرح اور ایندھن کے چکر کی لمبائی دونوں پر ان کے منفی اثرات ہوتے ہیں۔ اس طرح کے تجربات میں ملحقہ تجربات، ایندھن کے چکر کی لمبائی، اور نیوٹرون بکھرے ہوئے بیم کی چمک پر کم سے کم اثرات کو یقینی بنانے کے لیے محتاط ہم آہنگی کی ضرورت ہوتی ہے۔ آلات والے ہدف کے تجربات کے لیے اب دو پوزیشنیں دستیاب ہیں: پوزیشنیں E3 اور E6۔ پردیی ہدف کی پوزیشنیں فلوکس ٹریپ کے بیرونی ریڈیل کنارے پر تجربات کے لیے چھ پردیی ہدف کی پوزیشنیں (پی ٹی پی) فراہم کی جاتی ہیں۔ ان پوزیشنوں میں تیز نیوٹرون بہاؤ ری ایکٹر میں تجربات کے لیے سب سے زیادہ دستیاب ہیں، حالانکہ اس مقام پر تھرمل نیوٹرون بہاؤ میں ایک کھڑی ریڈیل میلان موجود ہے۔ ہدف کی پوزیشنوں کی طرح، ایک قسم کا پی ٹی پی کیپسول دستیاب ہے جس میں نو لمبے آاسوٹوپ یا مواد کے تابکاری کیپسول ہوتے ہیں جو خرگوش کی سہولت والے کیپسول سے ملتے جلتے ہوتے ہیں۔ اس قسم کے تابکاری کیپسول کا استعمال من گھڑت سازی، شپنگ اور تابکاری کے بعد کی پروسیسنگ کو آسان بناتا ہے جو تجربہ کار کے لیے لاگت کی بچت کا باعث بنتا ہے۔ ہر قسم کے پی ٹی پی تابکاری کیپسول کو اس طرح ڈیزائن کیا جانا چاہیے کہ انہیں دستیاب کولینٹ کے بہاؤ سے مناسب طریقے سے ٹھنڈا کیا جا سکے۔ عام تجربات میں نیوٹران زہر کا بوجھ ہوتا ہے جو ایلومینیم اور سٹینلیس سٹیل کے برابر ہوتا ہے جو لمبائی میں یکساں طور پر تقسیم ہوتا ہے۔ بیان کردہ سے زیادہ نیوٹرون زہر کے بوجھ پر مشتمل پی ٹی پی تجربات کی حوصلہ شکنی کی جاتی ہے کیونکہ آئسوٹوپ کی پیداوار کی شرح، ایندھن کے چکر کی لمبائی، اور ایندھن کے عنصر کی طاقت کی تقسیم پر ان کے منفی اثرات ہوتے ہیں۔ ہائیڈرولک ٹیوب کی سہولت ایچ ایف آئی آر ہائیڈرولک ٹیوب (ایچ ٹی) کی سہولت معیاری ~ 23 دن کے ایچ ایف آئی آر ایندھن کے چکر سے کم مدت کے لیے مواد کو تابکاری کرنے کی صلاحیت فراہم کرتی ہے، جو مختصر نصف زندگی والے طبی آاسوٹوپس کی تیاری کے لیے مثالی ہے جن کی طلب پر بازیافت کی ضرورت ہوتی ہے۔ یہ نظام ری ایکٹر کور میں کیپسول لوڈنگ اسٹیشن اور فلکس ٹریپ کے درمیان ایلومینیم کے لمبے کیپسول (جسے خرگوش کہا جاتا ہے) کے ایک سیٹ کو چلانے کے لیے ضروری پائپنگ، والو اور آلات پر مشتمل ہوتا ہے۔ کیپسول لوڈنگ اسٹیشن ری ایکٹر ویسل پول سے متصل اسٹوریج پول میں ہے۔ ایک مکمل سہولت کا بوجھ نو عمودی طور پر اسٹیکڈ کیپسول پر مشتمل ہوتا ہے۔ عام طور پر، کیپسول کی سطح پر نیوٹرون اور گاما ہیٹنگ سے گرمی کا بہاؤ 74,000 بی ٹی یو/ایچ-ایف ٹی 2 (2.3 × 105 ڈبلیو/ایم 2) تک محدود ہوتا ہے۔ نیز، سہولت کے بوجھ کا نیوٹران زہر کا مواد اس طرح محدود ہے کہ نمونوں کو داخل کرنے اور ہٹانے پر ری ایکٹر کو نمایاں رد عمل کی تبدیلی سے ٹرپ نہیں کیا جا سکتا۔ بڑی ہٹنے کے قابل بیریلیم ریفلیکٹر سہولیات آٹھ بڑے قطر کی تابکاری کی پوزیشنیں کنٹرول ریجن کے قریب ہٹنے کے قابل بیریلیم (آر بی) میں واقع ہیں۔ ان سہولیات کو آر بی-1 اے اور-1 بی، آر بی-3 اے اور-3 بی، آر بی-5 اے اور-5 بی اور آر بی-7 اے اور-7 بی کے طور پر نامزد کیا گیا ہے۔ ان کو عام طور پر آر بی * پوزیشنیں کہا جاتا ہے۔ ان سہولیات کی عمودی سینٹر لائن 10.75 in ہے۔ (27.31 سینٹی میٹر) ری ایکٹر کی عمودی سینٹر لائن سے اور وہ ایک مستقل ایلومینیم لائنر کے ساتھ قطار میں کھڑے ہوتے ہیں جس کا اندرونی قطر 1.811 انچ ہوتا ہے۔ (4.6 سینٹی میٹر)۔ یہ سہولیات یا تو آلات یا غیر آلات تجربات کے لیے ڈیزائن کی گئی ہیں۔ آلات والا کیپسول ڈیزائن ضرورت کے مطابق سویپ یا کولنگ گیسوں کو بھی استعمال کر سکتا ہے۔ انسٹرومنٹ لیڈز اور رسائی ٹیوبوں کو اوپری کفن فلانج میں دخول کے ذریعے اور پریشر ویسل ہیچ میں خصوصی دخول کے ذریعے ایڈجسٹ کیا جاتا ہے۔ جب استعمال میں نہ ہوں تو ان سہولیات میں بیرلیم یا ایلومینیم کے پلگ ہوتے ہیں۔ ایندھن سے ان کی قربت کی وجہ سے، آر بی * تجربات کا ان کے نیوٹرون زہر کے مواد کے حوالے سے احتیاط سے جائزہ لیا جاتا ہے، جو ایندھن کے عنصر کی طاقت کی تقسیم اور ایندھن کے چکر کی لمبائی پر اس کے اثر کی وجہ سے محدود ہے۔ یہ پوزیشنیں (یعنی ڈھال والے) تجربات کو ایڈجسٹ کر سکتی ہیں، جس سے وہ فیوژن مواد کی تابکاری کے لیے اچھی طرح سے موزوں ہو جاتے ہیں۔ آر بی * سہولیات کے استعمال میں ریڈیوآئیسوٹوپس کی پیداوار ؛ ہائی ٹیمپریچر گیس کولڈ ری ایکٹر (ایچ ٹی جی آر) ایندھن کی تابکاری ؛ اور امیدوار فیوژن ری ایکٹر مواد کی تابکاری شامل ہیں۔ مؤخر الذکر قسم کے تجربے کے لیے تیز نیوٹرون بہاؤ کی ضرورت ہوتی ہے۔ تھرمل فلکس کے علاوہ ایک اہم تیز بہاؤ موجود ہے۔ اس درخواست کے لیے کیپسول کو ایک لائنر میں رکھا جاتا ہے جس میں سپیکٹرل ٹیلرنگ کے لیے تھرمل نیوٹران زہر ہوتا ہے۔ ان تجربات کا ان کے نیوٹرون زہر کے مواد کے حوالے سے احتیاط سے جائزہ لیا جاتا ہے اور ملحقہ نیوٹرون بکھرنے والی بیم ٹیوبوں پر ان کے اثر کو کم کرنے کے لیے مخصوص پوزیشنوں تک محدود کیا جاتا ہے۔ چھوٹے ہٹنے کے قابل بیریلیم کی سہولیات کنٹرول ریجن کے قریب ہٹنے کے قابل بیریلیم (آر بی) میں چار چھوٹے قطر کی تابکاری کی پوزیشنیں ہیں۔ ان سہولیات کو آر بی-2، آر بی-4، آر بی-6، اور آر بی-8 نامزد کیا گیا ہے۔ ان سہولیات کی عمودی سینٹر لائن 10.37 in ہے۔ (26.35 سینٹی میٹر) ری ایکٹر کی عمودی سینٹر لائن سے اور اس کا اندرونی قطر 0.5 انچ ہے۔ (1.27 سینٹی میٹر)۔ چھوٹے آر بی پوزیشنوں میں آر بی * سہولیات کی طرح ایلومینیم لائنر نہیں ہوتا ہے۔ جب استعمال میں نہ ہوں تو ان پوزیشنوں میں بیریلیم پلگ ہوتے ہیں۔ یہ سہولیات بنیادی طور پر ریڈیوآئیسوٹوپ تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتی رہی ہیں۔ نیوٹرون زہر کے مواد کی حدود اور ان سہولیات میں تجربات کے لیے دستیاب دباؤ ڈراپ کی ضروریات وہی ہیں جو مذکورہ بالا آر بی * سہولیات میں ہیں۔ نیم مستقل ریفلیکٹر میں کنٹرول-راڈ رسائی پلگ کی سہولیات آٹھ 0.5-in ہیں۔ (1.27-cm) قطر کی تابکاری کی پوزیشن۔ نیم مستقل ریفلیکٹر بیرلیم کے آٹھ الگ الگ ٹکڑوں پر مشتمل ہوتا ہے، جن میں سے چار کو کنٹرول راڈ رسائی پلگ کہا جاتا ہے۔ ہر کنٹرول راڈ رسائی پلگ میں دو غیر لائن شدہ تابکاری کی سہولیات ہوتی ہیں، جنہیں سی آر-1 سے سی آر-8 کے ذریعے نامزد کیا جاتا ہے۔ ان میں سے ہر ایک سہولت میں ایک تجرباتی کیپسول موجود ہے جو چھوٹے ہٹنے کے قابل بیریلیم سہولیات میں استعمال ہوتا ہے۔ تمام کنٹرول-راڈ رسائی پلگ تابکاری کی سہولیات کی عمودی سینٹر لائنز 12.68 میں واقع ہیں۔ ری ایکٹر کی عمودی سینٹر لائن سے (32.2 سینٹی میٹر)۔ ان سہولیات میں صرف غیر آلات والے تجربات کی تابکاری کی جا سکتی ہے۔ جب استعمال میں نہ ہوں تو ان سہولیات میں بیریلیم پلگ ہوتے ہیں۔ مکمل نظام کے بہاؤ پر 10 پی ایس آئی (6.89 × 104 پی اے) کا دباؤ ڈراپ کولنگ تجربات کے لیے بنیادی نظام کولینٹ بہاؤ دینے کے لیے دستیاب ہے۔ چھوٹے عمودی تجربے کی سہولیات مستقل عکاسی میں سولہ تابکاری کی پوزیشنوں کو چھوٹے عمودی تجربے کی سہولیات (VXF) کہا جاتا ہے۔ ان سہولیات میں سے ہر ایک میں ایک مستقل ایلومینیم لائنر ہے جس کا اندرونی قطر 1.584 انچ ہے۔ (4.02 سینٹی میٹر)۔ سہولیات ریڈی 15.43 in کے دو حلقوں پر کور کے ساتھ متمرکز واقع ہیں۔ (39.2 سینٹی میٹر) اور 17.36 انچ۔ (44.1 سینٹی میٹر)، بالترتیب۔ اندرونی دائرے (کل 11) پر رہنے والوں کو اندرونی چھوٹے VXFs کہا جاتا ہے۔ جو بیرونی دائرے پر ہوتے ہیں (مجموعی طور پر پانچ) انہیں بیرونی چھوٹے وی ایکس ایف کہتے ہیں۔ عام طور پر، غیر سازوسامان کے تجربات ان سہولیات میں تابکاری ہوتے ہیں۔ وی ایکس ایف-7 نیومیٹک تابکاری کی سہولیات میں سے ایک کے لیے وقف ہے جو نیوٹران ایکٹیویشن اینالیسس لیبارٹری کو سپورٹ کرتی ہے اور دوسرے استعمال کے لیے دستیاب نہیں ہے۔ ٹھنڈک کے تجربات کے لیے بنیادی نظام کولینٹ بہاؤ فراہم کرنے کے لیے مکمل نظام کے بہاؤ پر ~ 100 پی ایس آئی (6.89 × 105 پی اے) کا دباؤ ڈراپ دستیاب ہے۔ جب استعمال میں نہ ہو تو، ان سہولیات میں بیرلیم یا ایلومینیم پلگ یا فلو ریگولیٹنگ اوریفیس ہو سکتا ہے اور کوئی پلگ نہ ہو۔ ان سہولیات میں بڑے نیوٹران زہر کے بوجھ ایندھن کے عنصر کی طاقت کی تقسیم میں خلل یا کور سے ان کے فاصلے کی وجہ سے ایندھن کے چکر کی لمبائی پر اثرات کے لیے کوئی خاص تشویش کا باعث نہیں ہیں۔ تاہم، تجربات کا ان کے نیوٹران زہر کے مواد کے حوالے سے احتیاط سے جائزہ لیا جاتا ہے، جو ملحقہ نیوٹران بکھرنے والی بیم ٹیوبوں پر ان کے اثر کو کم کرنے تک محدود ہے۔ بڑی عمودی تجربے کی سہولیات مستقل عکاسی میں چھ تابکاری کی پوزیشنوں کو بڑی عمودی تجرباتی سہولیات کہا جاتا ہے۔ یہ سہولیات ہر لحاظ سے (خصوصیات اور صلاحیتوں کے لحاظ سے) سابقہ حصے میں بیان کردہ چھوٹی عمودی تجرباتی سہولیات سے ملتی جلتی ہیں سوائے محل وقوع اور سائز کے۔ بڑے وی ایکس ایف میں ایلومینیم لائنرز کا اندرونی قطر 2.834 انچ ہوتا ہے۔ (7.20 سینٹی میٹر)، اور سہولیات دائرے 18.23 انچ کے دائرے پر کور کے ساتھ متمرکز واقع ہیں۔ (46.3 سینٹی میٹر)۔ جب استعمال میں نہ ہوں تو ان سہولیات میں بیرلیم یا ایلومینیم کے پلگ ہوتے ہیں۔ ان سہولیات میں بڑے نیوٹران زہر کے بوجھ ایندھن کے عنصر کی طاقت کی تقسیم میں خلل ڈالنے یا ایندھن کے چکر کی لمبائی پر ان کے کور سے فاصلے کی وجہ سے اثرات کے لیے کوئی خاص تشویش کا باعث نہیں ہیں۔ تاہم، تجربات کا ان کے نیوٹران زہر کے مواد کے حوالے سے احتیاط سے جائزہ لیا جاتا ہے، جو ملحقہ نیوٹران بکھرنے والی بیم ٹیوبوں پر ان کے اثر کو کم کرنے تک محدود ہے۔ سلیٹ انجینئرنگ سہولیات کی فراہمی دو انجینئرنگ سہولیات کی تنصیب کے لیے کی گئی ہے تاکہ تجربات کے لیے اضافی پوزیشنیں دی جا سکیں۔ یہ سہولیات 4 انچ پر مشتمل ہیں۔ (10.16-cm)-O. D. ایسی نلیاں جو افقی سے 49 ڈگری اوپر کی طرف جھکی ہوئی ہوں۔ نلیوں کے اندرونی سرے بیریلیم کے بیرونی دائرے پر ختم ہوتے ہیں۔ ٹیوبوں کے اوپری سرے پول کی دیوار کے بیرونی چہرے پر ایک تجرباتی کمرے میں مرکزی بیم روم کے اوپر ایک منزل پر ختم ہوتے ہیں۔ انجینئرنگ کی سہولیات میں سے ایک میں پی ٹی-2 نیومیٹک ٹیوب ہے، جو 1986 میں نصب کی گئی تھی۔ گاما تابکاری کی سہولت کا جائزہ ایچ ایف آئی آر گاما تابکاری کی سہولت ایچ ایف آئی آر میں ایک تجرباتی سہولت ہے جسے صاف پول میں ایچ ایف آئی آر لوڈنگ اسٹیشن میں خرچ شدہ ایندھن کے عناصر سے گاما تابکاری کے ساتھ مواد کو تابکاری کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ گاما تابکاری سہولت چیمبر ایک سٹینلیس سٹیل چیمبر ہے جو 0.065 دیوار کی موٹائی والی نلیوں سے بنا ہے تاکہ چیمبر کے اندرونی طول و عرض کو زیادہ سے زیادہ بڑھایا جا سکے تاکہ زیادہ سے زیادہ ممکنہ نمونوں کو ایڈجسٹ کیا جا سکے اور پھر بھی خرچ شدہ فیول لوڈنگ اسٹیشن پوزیشنوں کے کیڈیمیم پوسٹ کے اندر فٹ ہو سکے۔ اندرونی چیمبر تقریبا اندرونی قطر کا ہے اور طویل عرصے تک نمونوں کو ایڈجسٹ کرے گا۔ چیمبر اسمبلی کے لیے دو ترتیبات ہیں ؛ فرق صرف پلگوں کا ہے۔ غیر سازوسامان کی ترتیب میں ایک ٹاپ پلگ ہوتا ہے جو نمونوں کی تنصیب اور غیر فعال گیس لائنوں کو سپورٹ کرنے اور پانی کے اندر رہتے ہوئے رساو تنگ ماحول کو برقرار رکھنے کے لیے استعمال ہوتا ہے۔ آلات کی ترتیب میں چیمبر کے اوپر ایک چیمبر کی توسیع ہوتی ہے اور تجرباتی کمرے میں ہیٹر کنٹرول اور آلات کی جانچ کے سامان سے جڑنے کے لیے آلات کے تجربے کے لیے غیر فعال گیس لائنوں، برقی کیبلز اور آلات کیبلز کی اجازت دینے کے لیے ایک "نال" ہوتا ہے۔ چیمبر کو غیر فعال گیس کے بہاؤ اور دباؤ سے نجات فراہم کرنے کے لیے تجرباتی کمرے میں ایک غیر فعال گیس کنٹرول پینل کی ضرورت ہوتی ہے۔ غیر فعال گیس کا دباؤ ~ 15 پی ایس آئی پر برقرار رکھا جاتا ہے تاکہ یہ یقینی بنایا جا سکے کہ چیمبر سے کوئی رساو چیمبر سے پول تک ہوگا نہ کہ رساو میں پانی۔ چیمبر میں نمونوں کو چیمبر کے نچلے حصے سے یا پلگ سے سپورٹ کیا جا سکتا ہے (صرف غیر سازوسامان ترتیب)۔ تابکاری خوراک کی شرح اور جمع شدہ خوراک چیمبر کی اندرونی سطح کی خصوصیت کی گئی ہے اور اس مقام پر گاما خوراک کی شرح کی تصدیق کی گئی ہے۔ گاما خوراک کی شرح 1.8E + 08 تک فراہم کی جا سکتی ہے۔ ایک مناسب خرچ شدہ ایندھن عنصر کا انتخاب بنیادی طور پر کسی بھی مطلوبہ خوراک کی شرح فراہم کر سکتا ہے۔ چیمبر میں نمونے اور ہولڈر مواد کے اندر ثانوی رد عمل کی وجہ سے، انہوں نے مختلف ہولڈرز میں اور چیمبر کے اندر مختلف مقامات پر نمونوں کو اصل خوراک کی شرح کا اندازہ لگانے کے لیے نیوٹرونک ماڈل بنائے ہیں۔ چوٹی خوراک کی شرح چیمبر کے عمودی مرکز کے قریب اور چیمبر کے افقی مرکز لائن پر ہوتی ہے۔ چیمبر کے اوپر سے نیچے تک خوراک کی شرح کی تقریبا ہم آہنگ تقسیم ہوتی ہے۔ ایچ ایف آئی آر کے اہلکار مطلوبہ جمع شدہ خوراکوں اور خوراک کی شرحوں کو حاصل کرنے کے لیے صارف کے ذریعے نمونہ ہولڈرز کے ڈیزائن میں مدد کے لیے دستیاب ہیں۔ مطلوبہ خوراک کی شرح سے نمونوں کے درجہ حرارت کا اندازہ لگایا جا سکتا ہے۔ درجہ حرارت حالیہ تابکاریوں سے پتہ چلتا ہے کہ گاما ہیٹنگ سے درجہ حرارت بہت زیادہ ہو سکتا ہے، تازہ خرچ شدہ ایندھن کے عناصر میں۔ چیمبر کی دیوار کے قریب نمونوں کا مقام یا چیمبر کی دیوار میں گرمی منتقل کرنے کے لیے ہولڈر ڈیزائن کا استعمال نمونے کے درجہ حرارت کو کم کرنے کے لیے کیا جا سکتا ہے۔ اگر درجہ حرارت کی حدود تشویش کا باعث ہیں تو کم خوراک کی شرح کے ساتھ زیادہ سڑے ہوئے خرچ شدہ ایندھن عنصر کا انتخاب ضروری ہو سکتا ہے۔ کم از کم درجہ حرارت تقریبا برقرار رکھا جاتا ہے (صاف تالاب کے پانی کا درجہ حرارت)۔ برقی حرارتی عناصر اور/یا غیر فعال گیس (ارجن یا ہیلیم) سیلاب کا استعمال اوپر کے درجہ حرارت کو کنٹرول کرنے کی اجازت دیتا ہے۔ نیوٹرون ایکٹیویشن تجزیہ (این اے اے) ایک طاقتور تجزیاتی تکنیک ہے جو مختلف قسم کے مواد کے بنیادی میک اپ کی تحقیقات کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ این اے اے بہت حساس اور درست ہے اور عام طور پر غیر تعمیری طریقے سے کیا جاتا ہے۔ نمونوں پر نیوٹرانوں سے بمباری کی جاتی ہے اور پیدا ہونے والے ریڈیوآئیسوٹوپس سے ہونے والے اخراج کا تجزیہ کیا جاتا ہے تاکہ ان کی تعداد اور شناخت دونوں کا تعین کیا جا سکے۔ کئی یونیورسٹیاں، حکومت اور صنعتی لیبارٹریاں، ملکی اور بیرون ملک، فارنسک شواہد، قمری اور الکا مواد، جدید مواد، اور اعلی طہارت والے مواد کا مطالعہ کرنے کے لیے این اے اے کا استعمال کرتی ہیں۔ این اے اے کلاسیکی "میٹرکس" اثرات سے پاک ہے اور عام طور پر پی پی ایم کے حصوں میں پتہ لگانے کی حدود کے ساتھ بہت درست پیمائش کرنے کی صلاحیت رکھتا ہے۔ ری ایکٹر پر مبنی این اے اے سب سے پہلے گریفائٹ ری ایکٹر میں کیا گیا تھا جو اب او آر این ایل ہے۔ پی ٹی-1 سہولت 1970 میں ایچ ایف آئی آر میں نصب کی گئی تھی اور 1987 میں جب پی ٹی-2 سہولت شامل کی گئی تو اسے اپ گریڈ کیا گیا۔ دونوں سہولیات ری ایکٹر کے مستقل بیریلیم ریفلیکٹر حصے میں ختم ہوتی ہیں اور ری ایکٹر سے نمونوں کی منتقلی میں سہولت فراہم کرتی ہیں۔ پی ٹی-1 میں مغربی دنیا میں سب سے زیادہ تھرمل نیوٹرون بہاؤ ہے اور الٹرا ٹریس سطح کے تعین اور محدود آاسوٹوپ کی پیداوار کے لیے حساسیت میں بہت سے فوائد پیش کرتا ہے۔ پی ٹی-2 سہولت تاخیر سے نیوٹرون کی گنتی کے ساتھ ایک انتہائی تھرملائزڈ بہاؤ پیش کرتی ہے، جو منٹوں میں بہت کم مقدار میں بکھرے ہوئے مواد کی پیمائش کرنے کی صلاحیت دیتی ہے۔ جوہری عدم پھیلاؤ تاخیر شدہ نیوٹرون تجزیہ کو بکھرے ہوئے مواد کے لیے مختلف مواد کی درست جانچ کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ تعین میں صرف چھ منٹ لگتے ہیں اور اس میں 15-پائکوگرام کا پتہ لگانے کی حد ہوتی ہے۔ اسمیئرز، پودوں، مٹی، چٹان، پلاسٹک، لکڑی، دھات اور ریت کے نمونے دیر سے نیوٹرون تجزیہ کے لیے یکساں طور پر قابل قبول ہیں۔ یہ ٹول بین الاقوامی جوہری توانائی ایجنسی (آئی اے ای اے) کی وسیع علاقے کی نگرانی قائم کرنے کی کوششوں کو آسان بناتا ہے اور انفرادی انسپکٹرز کو مطلوبہ ثبوت تلاش کرنے کی امید میں بڑی تعداد میں نمونے حاصل کرنے کے قابل بناتا ہے۔ ان نمونوں کی جانچ پڑتال سے، تباہ کن تجزیہ کی بہت زیادہ لاگت صرف دلچسپ سمجھے جانے والے نمونوں کے لیے درکار ہوتی ہے۔ تاخیر سے ہونے والا نیوٹرون تجزیہ ان مطالعات کے لیے تیزی سے مفید ہوتا جا رہا ہے۔ ایک حالیہ ایپلی کیشن میں پروگرام کے قابل میموری ڈیوائسز کی تابکاری شامل ہے جو تھوڑی مقدار میں بکھرے ہوئے آاسوٹوپ کے ساتھ لیپت کیے گئے ہیں۔ ابتدائی طور پر میموری کو تفویض کردہ اقدار کے ساتھ میموری میں موجود اقدار کا موازنہ کرکے تابکاری سے ہونے والے فشن کا مقامی طور پر سراغ لگایا جا سکتا ہے۔ اختلافات کے علاقوں کو فشن کے واقعات کی وجہ سے ہونے والے نقصان سے منسوب کیا جاتا ہے۔ یہ کام خوردبین ذرات کا تجزیہ کرنے کی کوششوں میں مدد کر سکتا ہے جن میں ایسے ذرات کو ڈھونڈ کر غیر اعلانیہ جوہری سرگرمیوں کے ثبوت ہو سکتے ہیں۔ ماحولیاتی این اے اے ارضیاتی اور حیاتیاتی مواد میں تقریبا دو تہائی معروف عناصر کے تعین کے لیے موزوں ہے۔ این اے اے کے ذریعے کئی پروجیکٹوں کو سہولت فراہم کی گئی تھی جو بصورت دیگر بہت مشکل یا ناممکن ہوتے۔ اوک رج کے علاقے میں مرکری کی آلودگی، بہت سے عناصر کے لیے بیس لائن مٹی کی سطح، اور اوک رج کے علاقے کی مٹی اور پودوں میں یورینیم کے آاسوٹوپ کا تناسب سبھی درمیانے اور بڑے پیمانے پر انجام دیے گئے ہیں۔ چاند کی کیمسٹری اور تاریخ کو این اے اے نے واضح کیا ہے اور بہت سے مختلف الکاؤں کا مطالعہ کیا گیا ہے۔ رہائش گاہ کی آلودگی کے اثرات کو سمجھنے کی کوششوں کے لیے جانوروں کی ہڈیوں اور بافتوں میں ٹریس عناصر کا تعین کیا گیا۔ ڈایناسوروں کی قسمت کی تحقیقات فوسلائزڈ ہڈی میں عنصر، اریڈیم کا تجزیہ کرکے کی گئی تھی جس کی تاریخ وقت کے قریب معلوم ہوئی تھی کہ بڑے الکا کے اثرات ہیں۔ حال ہی میں، حیاتیاتی علاج کی حکمت عملیوں کا جائزہ لیا گیا ہے اور مقامی پودوں اور جانوروں میں بھاری عناصر کے جذب ہونے کی شرح کا تعین کیا گیا ہے۔ فارنکس اپنے آغاز سے ہی، این اے اے فارنسک ٹریس عنصر کی تحقیقات کا ایک ذریعہ رہا ہے۔ بلٹ لیڈ اور جیکٹ، پینٹ، پیتل، پلاسٹک، بال، اور بہت سے دوسرے مواد اکثر مجرمانہ تفتیش کے لیے دلچسپی کے حامل ہوتے ہیں۔ او آر این ایل میں، صدور کینیڈی اور ٹیلر پر مشتمل تحقیقات، غار میں توڑ پھوڑ کرنے والوں کی تحقیقات، اور قتل عام کی تحقیقات کی گئی ہیں۔ او آر این ایل بروک ہیوین نیشنل لیبارٹری کے سائنسدانوں کے ساتھ بات چیت کر رہا ہے تاکہ بروک ہیوین ری ایکٹر کے مستقل طور پر بند ہونے کے بعد قدیم سنگ مرمر اور مجسمہ سازی کی انتھروپوجینک تحقیقات جاری رکھی جا سکیں۔ آاسوٹوپ کی پیداوار گزشتہ برسوں میں پی ٹی-1 سہولت میں مختلف آاسوٹوپ کی چھوٹی مقدار کی ترکیب کی گئی ہے۔ جانوروں کے مطالعے کے لیے ٹریسرز، ریڈیو لیبلڈ دواسازی، کینسر کے علاج کے آزمائشی ذرائع، اور مواد کے مطالعے کی حمایت میں ذرائع سستے طریقے سے تیار کیے گئے ہیں۔ پی ٹی-1 ری ایکٹر تک تیز ترین رسائی کی نمائندگی کرتا ہے اور اکثر کم مقدار والے آاسوٹوپ کی پیداوار کے لیے سب سے کم لاگت کی نمائندگی کرتا ہے۔ حال ہی میں، 169 وائی بی سے بنے گاما ڈینسٹومیٹری ذرائع تیار کیے گئے تھے اور مستقبل قریب کے لیے طلب کے مطابق تیار کیے جا سکتے ہیں۔ الٹرا ٹریس میٹرولوجی بہت سے عناصر کو این اے اے کا استعمال کرتے ہوئے پارٹس فی ٹریلین کی سطح پر آسانی سے اور درست طریقے سے ماپا جا سکتا ہے۔ او آر این ایل نے فائبر آپٹک اسٹارٹنگ میٹریل کی خصوصیات اور عنصر کے ارتکاز کا پتہ لگانے کے لیے ان کے تعلقات کے بارے میں اطلاقی تحقیق کے ساتھ نجی کارپوریشنوں کی مدد کی ہے اور پتہ چلا ہے کہ ٹوٹنے کی تعدد بعض عناصر کے ارتکاز پر منحصر ہے۔ الٹرا ٹریس نجاستوں کے لیے ہیرے اور ہیرے کی فلموں کا تجزیہ کیا گیا ہے اور او آر این ایل کے تعین بلک مصنوعی ہیرے پر سب سے پہلے رپورٹ کیے گئے تھے۔ او آر این ایل نے 1 ای-15 جی/جی کی سطح پر نامیاتی سنٹیلیٹر میں یورینیم اور تھوریم کا بھی تعین کیا ہے۔ سنٹیلیٹر کو جاپان میں نیوٹرینو کا پتہ لگانے کے منصوبے میں استعمال کیا جانا ہے جس میں ممکنہ طور پر قدرتی تابکاری سے پاک مواد کی ضرورت ہوتی ہے۔ مواد کی تابکاری مواد پر نیوٹرون اور گاما تابکاری کے مشترکہ اثرات جدید مواد کی تحقیق، فیوژن توانائی کی تحقیق، اور سخت اجزاء اور نظام کی تیاری کے لیے دلچسپی کے حامل ہیں۔ ایک حالیہ مثال فیوژن انرجی ریسرچ پروگرام کے لیے ڈائکروک آئینے کے سیرامک مواد کی خوراک کے ردعمل کی تحقیقات ہے۔ پی ٹی-1 اور پی ٹی-2 سہولیات ایچ ایف آئی آر ہدف کے علاقے میں بہت زیادہ بہاؤ اور بیم ٹیوبوں میں بہت کم کے درمیان طاق کو پر کرنے کے لیے اچھی طرح سے موزوں ہیں۔ حوالہ جات بیرونی روابط نیوٹرون سہولیات جوہری تحقیقی ری ایکٹر اوک رج نیشنل لیبارٹری