भाभा अणुसंशोधन केंद्र

भारतातील अणुऊर्जा संशोधनाचे आद्य प्रणेते ⇨होमी जहांगीर भाभा यांच्या नावाने ओळखण्यात येणारे व आंतरराष्ट्रीय मान्यता पावलेले भारतातील अग्रेसर अणुसंशोधन केंद्र. भारतातील दीर्घ मुदतीच्या विद्युत् ऊर्जेची गरज भागविण्याकरिता १९४८ मध्ये भारतीय अणुऊर्जा आयोगाची स्थापना करण्यात आली. देशातील अणुऊर्जेबद्दलच्या सर्व कार्याची जबाबदारी या आयोगावर टाकण्यात आली. अणुऊर्जेचा विकास व वापर यांसंबंधीचे सर्व प्रश्न, अणुकेंद्रीय तंत्राचा शेती, वैद्यक व उद्योगधंदे यांतील विविध समस्यांकरिता उपयोग करणे [⟶अणुऊर्जेचे शांततामय उपयोग] इ. गोष्टींचा उपयोगाच्या कार्यक्षेत्रात समावेश केलेला आहे. भारत सरकारने १९५४ साली स्थापन केलेल्या स्वतंत्र अणुऊर्जा खात्याकडे अणुऊर्जा कार्यक्रम कार्यान्वित करण्याचे काम सोपविलेले आहे [⟶अणुऊर्जा - मडळे]. अणुऊर्जाविषयक सर्व संशोधन व विकासकार्य मात्र तुर्भे (मुंबई) येथील अणुसंशोधन केंद्रात केले जाते. या केंद्राचे औपचारिक उदघाटन त्या वेळचे भारताचे पंतप्रधान पंडित जवाहरलाल नेहरू यांच्या हस्ते २० जानेवारी १९५७ रोजी झाले. पुढे भाभा यांच्या स्मरणार्थ जानेवारी १९६७ मध्ये या केंद्राचे ‘भाभा अणुसंशोधन केंद्र’ (भा.अ. केंद्र) असे नामकरण करण्यात आले. संशोधनाकरिता भारतात ज्या प्रयोगशाळा उपलब्ध आहेत, त्यांमध्ये हे केंद्र सर्वांत मोठे व आधुनिक उपकरणांनी सुसज्ज असे आहे. स्थापना झाल्यापासूनच्या काळात या केंद्रात अनेक कार्यक्रम संशोधक गट निर्माण झालेले असून विविध ज्ञानक्षेत्रांतील आधुनिक सुविधा येथे विकसित करण्यात आलेल्या आहेत.

अणुकेंद्रीय विक्रियक:या केंद्रात भिन्न कार्यकारी तत्त्वावर चालणारे चार कार्यप्रवण अणुकेंद्रीय विक्रियक [अणुकेंद्रीय भंजनविक्रियांची साखळी निर्माण करून त्यांचे नियंत्रण करणाऱ्या यंत्रणा, अणुभट्ट्या; ⟶अणुकेंद्रीय अभियांत्रिकी] आहेत.

(१) अप्सरा: हा विक्रियक १९५६ मध्ये कार्यान्वित झाला असून त्याची शक्ती उत्पादनक्षमता १ मेवॉ. आहे. याचा अभिकल्प (आराखडा) व रचना भारतीय असून यामध्ये संपन्न युरेनियमाचा (ज्यात भंजनक्षम समस्थानिकाचे - अणुक्रमांक तोच पण अणुभार भिन्न असलेल्या त्याच मूलद्रव्याच्या प्रकाराचे - प्रमाण अधिक आहे अशा (युरेनियमचा) इंधन म्हणून आणि साध्या पाण्याचा शीतक म्हणून उपयोग केला जातो. या प्रायोगिक विक्रियकाच्या साहाय्याने किरणोत्सर्गी (भेदक कण वा किरण बाहेर टाकणाऱ्या) समस्थानिकांची निर्मिती आणि अणुकेंद्रीय विक्रियकांकरिता महत्त्वाचा व उपयुक्त अशा भंजन विक्रियांचा अभ्यास करण्यात येतो.

(२) सायरस: १९६० मध्ये कार्यान्वित झालेल्या या विक्रियकाची शक्ती उत्पादनक्षमता ४० मेवॉ. असून तो कॅनडाच्या तांत्रिक सहकार्याने उभारण्यात आला आहे. या विक्रियकात नैसर्गिक रीत्या उपलब्ध होणाऱ्या युरेनियमचा इंधन म्हणून व जड पाण्याचा [ ⟶ड्यूटेरियम, ट्रिटियम व जड पाणी] मंदायक (शीघ्र गती असलेल्या न्यूट्रॉनांचा वेग कमी करणारे द्रव्य) म्हणून उपयोग करतात. या विक्रियकांचा उपयोग किरणोत्सर्गी समस्थानिकांची निर्मिती आणि घन अवस्था भौतिकी, अणुकेंद्रीय भंजन भौतिकी व विक्रियक अभियांत्रिकी यांवरील प्रयोगिक संशोधनाकरिता केला जातो. शक्ति-उत्पादक विक्रियक चालविण्याचे व त्यांची देखभाल करण्याचे कर्मचाऱ्यांना प्रशिक्षण देण्यासाठी हा विक्रियक बहुमोल ठरला आहे.

(३) झार्लिना : हा शून्य-शक्ती प्रायोगिक विक्रियक १९६१ मध्ये कार्यान्वित झाला. या विक्रियकात नैसर्गिक अवस्थेत सापडणारे युरेनियम इंधन म्हणून व जड पाणी मंदायक म्हणून वापरले आहे. सामान्यातः हा विक्रियक १०० वॉटपेक्षा कमी शक्ती पातळीवर कार्य करीत असल्याने त्यात शीतकाची योजना केलेली नाही. याचा अभिकल्प व निर्मिती भारतीय होती. नवीन विक्रियक घटकांची आणि औष्णिक विक्रियकांसंबंधीच्या (ज्यातील भंजन विक्रिया गाभ्याच्या द्रव्याशी बहुशः औष्णिक समतोलावस्थेत असलेल्या मंद गती न्यूट्रॉनांनी प्रवर्तित केली जाते अशा विक्रियकांसंबंधीच्या) नवीन संकल्पनांची चाचणी व विश्लेषण, तसेच स्फटिकांच्या जालककंपनांचा अभ्यास यांकरिता हा विक्रियक वापरला जातो.

(४) पूर्णिमा : भंजन विक्रियेसाठी द्रुतगती न्यूट्रॉनांचा उपयोग करणारा हा शून्य-शक्ती विक्रियक १९७२ मध्ये कार्यान्वित झाला. यामध्ये प्लुटोनियम हे इंधन म्हणून वापरले जाते. या विक्रियकामध्ये द्रुतगती विक्रियकांकरिता लागणाऱ्या गुणनक्षम द्रव्याचे कार्य व कार्यक्षमता तपासली जाते. उदा., भारतात मोठया प्रमाणात उपलब्ध असणाऱ्या युरेनियम (२३८) व थोरियम (२३३) या किरणोत्सर्गी जनक द्रव्यांचे विघटन करून त्याचे भंजनक्षम अशा नवीन द्रव्यामध्ये रूपांतर करणे यांसारख्या विक्रियांचा या विक्रियकांमध्ये प्रयोगाद्वारे अभ्यास केला जातो.

भरतामधील व जगातील युरेनियम (२३३) व युरेनियम (२३५) या भंजनक्षम द्रव्यांचे साठे मर्यादित स्वरूपाचे असल्यामुळे ते संपुष्टात येण्याचा प्रसंग भविष्यकाळात अपेक्षित असा आहे. युरेनियम (२३८) किंवा थोरियम (२३२) यासारखी जी जनक आणवीय द्रव्ये जास्त विपुल प्रमाणात उपलब्ध आहेत त्यांचे द्रुतगती विक्रियकांमध्ये अणुकेंद्रीय विक्रियेद्वारा भंजनक्षम द्रव्यात रूपांतर करता येते. विक्रियकामध्ये एका अणूचे भंजन होऊन त्याचा नाश झाला, तरी त्यामुळे नवीन उत्पन्न होणाऱ्या भंजनक्षम अणूंची संख्या एकापेक्षा जास्त असेल, तर विक्रीयकात जेवढे इंधन नष्ट होते त्यापेक्षा जास्त इंधन निर्माण होते, अशी परिस्थिती मिळते. या कारणाकरिता अशा विक्रियकाला प्रजनक विक्रियक असे म्हणतात. या विक्रियकाच्या तंत्राचे ज्ञान करून घेण्याकरिता व त्यावर संशोधन करण्याकिरता कल्पकम (तामिळनाडू) येथे एक विक्रियक संशोधन केंद्र स्थापण्यात येत असून त्यामधील बऱ्याचशा घटक उपकरणांच्या जोडणीचे काम पुर्ण होत आले आहे. येथे सोडियम धातू शीतक म्हणून वापरलेला द्रुतगती विक्रियक विकसित करण्यासंबंधी काम चालू आहे.

आर्-५ हा एक नवीन विक्रियक भा. अ. केंद्रात बांधला जात आहे. उच्च न्यूट्रॉन स्त्रोत असलेल्या या विक्रियकामध्ये १०० मेवॉ. एवढी औष्णिक कार्यशक्ती निर्माण होईल. या विक्रियकामध्ये इंधन घटक नेहमीपेक्षा वेगळ्या प्रकारे तयार करण्यात येणार आहेत. ऊर्जा उत्पादक विक्रियकांच्या तंत्रावरील संशोधन व किरणोत्सर्गी समस्थानिकांची निर्मिती या कार्याकरिता या प्रायोगिक विक्रियकांचा उपयोग करण्यात येणार आहे. या विक्रियकाचाही अभिकल्प पूर्णपणे भारतीय असून त्याकरिता लागणारे सर्व मुख्य घटक भा. अ. केंद्रात तयार करण्यात येत आहेत.

याशिवाय भा. अ. केंद्रामध्ये विशिष्ट कर्याकरिता यंत्रसंच उभारलेले आहेत. १९५५ मध्ये उभारलेल्या थोरियम यंत्रसंचामध्ये संहत (विद्रावत कमाल प्रमाण असलेल्या) ⇨विरल मृत्तिकांपासून शुद्ध थोरियम नायट्रेट व युरेनियम फ्ल्युओराइड अलग केले जातात. अणुकेंद्रीय प्रतीची (विक्रियकामध्ये वापरण्यास योग्य अशा प्रतीची) शुद्ध युरेनियम धातू व तिच्यापासून इंधन घटक बनविण्याकरिता भा. अ. केंद्रात प्रायोगिक संशोधन करण्यात आले. अणुकेंद्रीय प्रतीची शुद्ध युरेनियम इंधन धातू येथे १९५९ साली प्रथम बनविण्यात आली. सायरस विक्रियकाकरिता लागणारे अँल्युमिनियमजडित युरेनियम इंधन घटक येथेच तयार करण्यात आले. उच्च ऊर्जा विक्रियकाकरिता लागणाऱ्या इंधन घटकाच्या शुद्धतेचे प्रमाण आणखी जास्त असावे लागते. भा. अ. केंद्रात या उच्च अणुकेंद्रीय शुद्धतेचे युरेनियम ऑक्साइड गुलिकारूपात (लहान गोळ्यांच्या रूपांत) करण्याची एक रीत शोधून काढण्यात आली. युरेनियम ऑक्साइडच्या गुलिका झिर्कलॉय या झिर्कोनियमाच्या मिश्रधातूमध्ये जडविलेल्या असतात. धातुकापासून (कच्च्या रूपातील धातूपासून) झिर्कोनियमाचे निष्कर्षण व शुद्धीकरण करण्याकरिता लागणारे तांत्रिक ज्ञान भा. अ. केंद्रातील प्रयोगशाळेत झालेल्या प्रयोगांवरून मिळविले गेले. या सर्व निर्मितीतंत्राचा उपयोग हैदराबाद येथील अणुकेंद्रीय इंधन निर्मितीसमूहात केला जातो. कल्पकम, राणा प्रतापसागर (राजस्थान) व नरोरा (उत्तर प्रदेश) येथील विक्रियकांना लागणारे इंधनदंड येथेच बनविले जातात. अमेरिकेकडून तारापूर विक्रियकाकरिता मिळणाऱ्या संपन्न युरेनियम हेक्झॅफ्ल्युओराइडापासून युरेनियम ऑक्साइडाचे इंधनदंड तयार करण्याकरिता लागणारे तंत्र भा. अ. केंद्रात झालेल्या प्रयोगांपासूनच उपलब्ध झाले आहे.

किरणोत्सर्गी समस्थानिक द्रव्यांचे उत्पादन व त्याचा उपयोग : भा. अ. केंद्रामध्ये संख्येने ३५० पेक्षा जास्त अशी विविध प्रकारची किरणोत्सर्गी समस्थानिक द्रव्ये तयार करण्यात येतात. किरणोत्सर्गी द्रव्यापासून मिळणाऱ्या किरणांच्या (उदा., गॅमा किरण) द्वारे धान्यातील जंतूचा नाश, नाशवंत खाद्यपदार्थांचे परिक्षण (जास्त काळ टिकविण्याची क्रिया), वैद्यकस्त्रात लागणाऱ्या वस्तूंवरील (उदा., बँडेजमधील) जंतूचा नाश, शस्त्रक्रियेकरिता लागणाऱ्या विविध हत्यारांचे निर्जंतुकीरण इ. अनेक प्रक्रिया केल्या जातात. किरणोत्सर्गी द्रव्याच्या साहाय्याने काही रोगांचे निदान अथवा त्यांवर चिकित्सा करता येत. कोबाल्ट (६०) हे किरणोत्सर्गी द्रव्य सर्व प्रकारच्या कर्करोगांवर इलाज म्हणून उपयुक्त ठरते. गॅमा किरण टाकून धान्य व भाज्या यांचे उपयुक्त साठवणीतील आयुष्य वाढविता येते. अशा तऱ्हेने संस्कारित केलेले खाद्यपदार्थ खाण्याकरिता योग्य व पूर्णपणे दोषरहित असतात की नाही यासंबंधी भा. अ. केंद्रात संशोधन चालू आहे.

गहू, भात यांसारख्या धान्याचे बियाणे, कडधान्यांचे बियाणे, तसेच औषधी व शोभेच्या वनस्पती यांवर गॅमा व अन्य प्रारण (तरंगरूपी ऊर्जा) किंवा / व रसायन यांचा उपयोग करून त्यामध्ये उत्परिवर्तनाद्वारे (आनुवंशिक लक्षणांत होणाऱ्या आकस्मित बदलांद्वारे) आनुवंशिक भिन्नता आणता येते. अशा प्रकारे त्यांच्यात मानवाच्या द्दष्टीने जास्त अनुकूल असे गुणधर्म आणता येतात. या प्रश्नांवर भा. अ. केंद्रामध्ये संशोधन केले जाते. अशा प्रयोगांच्या साहाय्याने भुईमूग, ताग, कापूस, भात इ. पिकांचे अनेक प्रकार निर्माण करण्यात आले आहेत. किरणीयनामुळे (भेदक किरण टाकण्याच्या क्रियेमुळे) कृत्रिम धाग्याच्या गुणधर्मांत अनेक चांगले बदल घडवून आणता येतात, असे प्रयोगांवरून आढळून आले आहे.

किरणोत्सर्गी द्रव्यांचा उपयोग करून प्रक्रियांचे नियंत्रण करणाऱ्या किंवा प्रक्रिया-नियंत्रण-प्रदर्शक प्रयुक्ती भा. अ केंद्रामध्ये संशोधिल्या गेल्या आहेत. उदा., संपूर्णपणे बंद असलेल्या पात्रातील किंवा कोषातील द्रवाची पातळी नियंत्रित करणारी प्रणाली किंवा रासायनिक उद्योगधंद्यात अनेक वेळा वापरल्या जाणाऱ्या नळ्यांची जाडी मोजण्याकरिता आधुनिक तंत्रे शोधून काढण्यात आली आहेत. भा. अ. केंद्रामध्ये फक्त अणुकेंद्रीय विषयामध्येच संशोधन होत नसून त्यामध्ये विज्ञानाच्या इतर अनेक शाखांमधील मूलभूत व उपयोजित प्रकाराचे संशोधन कार्यही केले जाते. या आणि अणुकेंद्रीय विषयातील अन्य कार्याचे खाली संक्षिप्त वर्णन दिले आहे.

भा. अ. केंद्रामधील विभिन्न संशोधन विभाग: अणुकेंद्रीय संशोधनाकरिता भा. अ. केंद्रामध्ये तुर्भे येथील प्रयोगशाळेत ५.५MeVव ४०० KeVऊर्जेचे प्रोटॉन, डयूटेरॉन व आल्फा कण निर्माण करण्याकरिता दोन व्हॅन डी ग्रॅफ जनित्रे [⟶कणवेगवर्धक] उपलब्ध आहेत. यांच्या साहाय्याने निरनिराळ्या अणुकेंद्रीय विक्रियांचा अभ्यास करता येतो.

सायरस विक्रियकापासून मिळणाऱ्या न्यूट्रॉनांच्या प्रकीर्णन (विखुरण्याच्या क्रियेच्या) प्रयोगाद्वारे महत्त्वाच्या जैव रेणूंच्या जटिल (गुंतागुंतीच्या) संरचनेचा शोध घेता येतो. न्यूट्रॉनामुळे घडून येणाऱ्या युरेनियम (२३५) च्या अणूच्या भंजनविक्रियेत कमी विद्युत् भार (इलेक्ट्रॉनीय एककातील) असणारे कण उत्सर्जित केले जातात. यासंबंधी या विभागात संशोधन केले जाते. सुधारित न्यूट्रॉन चूर्ण विवर्तनमापक (सूक्ष्म चूर्णरूपातील नमुन्यानुसार न्यूट्रॉन शलाका टाकून विवर्तक आकृतिबंध मिळविणाऱ्या) उपकरणाचा विकास करण्यात आला असून त्याच्या साहाय्याने युरेनियम इंधन-गुलिकेच्या बाह्य संचरनेची तपासणी केली जाते.

भा. अ. केंद्राच्या ⇨वर्णपटविज्ञान विभागात वर्णपटविज्ञान, ⇨द्रव्यमान वर्णपटविज्ञान, ⇨वर्णलेखन यांसारख्या विश्लेषणात्मक मापन पद्धतींचा उपयोग करून पदार्थात दशलक्ष भागात एक यांसारख्या किंवा यापेक्षाही सूक्ष्म प्रमाणात असणाऱ्या अपद्रव्याचे अभिज्ञान (अस्तित्व ओळखणे) अथवा मापन करण्यात येते. याशिवाय बहुआणवीय रेणूंच्या अवरक्त (द्दश्य वर्णपटातील तांबड्या रंगाच्या अलीकडील),रामन व प्रकाशीय वर्णपटांवर केंद्रामध्ये संशोधन केले जाते. अणुकेंद्रीय संशोधनाकरिता महत्त्वाच्या अशा विरल मृत्तिकांचे ⇨लेसरद्वारे मिळणारे रामन वर्णपट व त्यांचे अवरक्त वर्णपट यांवर संशोधन केले गेले आहे. पदार्थातील सिरियम, समॅरियम इ. विरल मृत्तिकांचे आगणन (प्रमाणाचा अंदाज) करण्याकरिता क्ष-किरण अनुस्फुरण वर्णपटांवर [⟶क्ष-किरण] आधारित अशी एक नवीन पद्धतही या केंद्रात विकसित करण्यात आली आहे. या कार्याकरिता उत्तम प्रकारच्या सुविधा केंद्रात उपलब्ध आहेत.

कलकत्ता येथे भारतीय अभिकल्पाचा व बनावटीचा एक चल ऊर्जा सायक्लोट्रॉन [विविध इष्ट ऊर्जाचे कण निर्माण करणारा सायक्लोट्रॉन; ⟶कणवेगवर्धक] उभारण्यात आला आहे. या प्रयुक्तीच्या साहाय्याने ६ ते ६० MeV ऊर्जेचे प्रोटॉन, १२ ते ६५ MeV ऊर्जेचे डयूटेरॉन आणि २५ ते १३० MeV ऊर्जेचे आल्फा कण मिळतात. अणुकेंद्रीय भौतिकी, ⇨घन अवस्था भौतिकी, अणुकेंद्रीय रसायनशास्त्र, प्रारणजन्य दुष्परिणाम, पदार्थांची चाचणी, ⇨प्रारण जीवविज्ञान या विषयांमधील संशोधनाकरिता व विद्युत् भारित कणांनी प्रवर्तित करून किरणोत्सर्गी समस्थानिक तयार करण्यासाठी या सायक्लोट्रॉनाचा उपयोग करण्यात येणार आहे.

भा. अ. केंद्राच्या तांत्रिक भौतिकी विभागात क्षेत्र आयन सूक्ष्मदर्शक [⟶इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शक], स्फटिक वृद्धीकरिता साधन सामग्री, कर्तन व वितळजोडकामाकरिता (वेल्डिंगकरिता) आयनद्रायू प्रज्योत (विद्युत् प्रज्योतीत आयनद्रायू-पूर्णपणे आयनीयभूत म्हणजे ज्यात धन व ऋण विद्युत् भार सारख्याच संख्येने आहेत असा वायू-सोडून ५०,०००० से. इतके उच्च तापमान निर्माण करणारे उपकरण), उच्च शक्तीच्या इलेक्ट्रॉन शलाका भट्टया (वेगवान इलेक्ट्रॉन आघाताने पदार्थावर स्थानिक पण उच्च प्रतीचे तापमान निर्माण करणाऱ्या भट्टया), झिर्कोनियम, टँटॅलम यांसारख्या अणुकेंद्रीय अभियांत्रिकीत महत्त्वाच्या असलेल्या द्रव्यांवर प्रक्रिया करणाऱ्या खास भट्टया, पदार्थापासून परावर्तित अथवा उत्सर्जित होणाऱ्या अवरक्त किरणांना संवेदनशील अशी प्रतिमा परिवर्तक नलिका (अंधारात पदार्थाचे त्याच्यापासून निघणाऱ्या अवरक्त किरणांच्या साहाय्याने अभिज्ञान करणारे उपकरण), प्रतिमावर्धक प्रयुक्ती, व्हिडिकॉन कॅमेरा नलिका [⟶दूरचित्रावाणी] यांसारखी जटिल स्वरूपाची उपकरणे विकसित करण्यात आलेली आहेत.

परासमापक (इष्ट वस्तूचे निरीक्षकापासून अंतर मोजणारे उपकरण) व नेत्रशस्त्रक्रियेकरिता लागणारे प्रकाश किलाटक (डोळ्यातील मध्यपटलापासून अलग झालेल्या दृकपटालावर प्रखर प्रकाश टाकून साकळण्याची क्रिया प्रवर्तित करून दृकपटल योग्य स्थितीत पुन्हा घट्ट बसविणारे उपकरण) यांसाठी विविध प्रकारचे लेसर विकसित करण्यात आले आहेत. निओडिमियमयुक्त काचेच्या लेसरच्या रचनेत सुधारणा करून त्याच्या साहाय्याने आयनद्रायू निर्मिती व त्याची तपासणी करण्याचे प्रयोग भा. अ. केंद्रात करण्यात आले आहेत. आयनद्रायूद्वारे होणाऱ्या प्रकीर्णित प्रारणामधील ऊर्जा वितरणाचे याच संशोधनात मापन करण्यात येते. प्रखर ऊर्जा उत्सर्जित करणाऱ्या कार्बन डायऑक्साइड लेसरच्या निर्मिती तंत्रावर या केंद्रात प्रयोग करण्यात आले आहे. स्वतंत्र पण अत्यंत कमी रुंदीच्या दोन वर्णरेषारूपी प्रारणांचे उत्सर्जन करणाऱ्या एका रंजक-आधारित लेसरचाही या केंद्रात विकास करण्यात आला आहे. हलक्या मूलद्रव्यांच्या अणुकेंद्रांमधील संघटन (संयोग होण्याच्या) विक्रियांपासून ऊर्जा मिळविण्याच्या कामी लेसरचा उपयोग करणाच्या तंत्रासंबंधीही संशोधन चालू आहे. ऑगस्ट १९७९ मध्ये प्रक्षेपित करण्यात आलेल्या रोहिणी या भारतीय उपग्रहाकरिता प्रत्येकी २.२ वॉट विद्युत् ऊर्जा पुरविणारे सहा सिसिकॉनयुक्त सौर विद्युत् घटांचे (सौर ऊर्जेचे सरळ विद्युत् ऊर्जेत रूपांतर करणाऱ्या घटांचे) तक्ते भा. अ. केंद्राने पुरविले होते.

गौरीबिदनूर (कर्नाटक) येथे भा. अ. केंद्राची भूकंपविज्ञान प्रयोगशाळा आहे. यामध्ये भूकंप अथवा भूमिगत आणवीय स्फोट यांच्या अभिज्ञानाकरिता २० भूकंपमापकांची एक मालिका बसविली आहे. यापासून मिळणाऱ्या प्रदत्ताची (माहितीची) छाननी त्या ठिकाणीच असलेल्या संगणकाच्या (गणक यंत्राच्या) साहाय्याने करण्यात येते. त्यावरून झालेली नोंद भूकंपामुळे झाली की आणवीय स्फोटाने, याचा खुलासा मिळू शकतो.

भा. अ. केंद्राच्या श्रीनगर येथील अणुकेंद्रीय संशोधन प्रयोगशाळेत वातावरणीय, भू व खगोलीय भौतिकीमध्ये उच्च उंचीवरील संशोधन करण्याकरिता उपयुक्त अशा सुविधा आहेत. या प्रयोगशाळेत गॅमा किरणांनी उदभासन (किरण टाकण्याची क्रिया) करून लाकडामध्ये बहुवारिकीकरण (अनेक साध्या रेणूंचा संयोग घडवून जटिल रेणू निर्माण करण्याची क्रिया) घडवून आणून त्याची गुणवत्ता वाढावावयाचे प्रयत्न केले जात आहेत. आकाशात गडगडाट होऊन जेव्हा विजेचा लोळ निर्माण होतो त्या वेळी उच्च ऊर्जेचे (काही Mev) न्यूट्रॉन बाहेर फेकले जातात. त्यांचा शोध घेण्याकरिता येथील प्रयोगशाळेत उपकरण योजना सिद्ध करण्यात आली आहे.

तिरुचिरापल्ली (त्रिचनापल्ली, तमिळनाडू) येथे भा. अ. केंद्र व भारत हेवी इलेक्ट्रिकल्स यांच्या सहयोगाने ⇨चुंबकीय द्रवगातिकी परिणामावर आधारित अशी रीत वापरून औष्णिक ऊर्जेचे सरळ विजेमध्ये रूपांतर करण्याकरिता संशोधन व प्रयोग चालले आहेत. जीवाश्म इंधन (कोळसा किंवा खनिज तेल) वापरले असता वीज निर्माण करण्याची जी ३०-४०% कार्यक्षमता मिळते ती या रीतीने ५०% किंवा त्याहीपेक्षा अधिक मिळेल अशी अपेक्षा आहे. या प्रयोगामध्ये आयनद्रायूचा उपयोग केला जातो. या प्रयोगाकरिता १० किवॉ. विद्युत् ऊर्जा निर्माण करणारे एक जनित्र बनविण्यात आले असून त्याची चाचणी रशियाच्या साहाय्याने करण्यात येत आहे.

उच्च निर्वाताच्या निर्मितीकरिता भा. अ. केंद्राने संशोधन करून विकसित केलेल्या सामग्रीचे व्यापारी उत्पादन सार्वजनिक क्षेत्रातील एका कंपनीतर्फे करण्यात येत आहे. केंद्राने विकसित केलेल्या विलेपन सामग्री, प्रशीत-शुष्कीकारके, द्रव्यमान वर्णपटमापक, झरप शोधक इ. विविध प्रकारच्या सामग्रीचे तंत्रज्ञान अशाच प्रकारे व्यापारी उत्पादनाकरिता हस्तांतरित करण्यात आलेले आहे.

भा. अ. केंद्राच्या रसायनशास्त्र विभागात अणुकेंद्रीय व रेडिओ रसायनशास्त्र, विक्रियक रसायनशास्त्र, प्रारण रसायनशास्त्र इ. विषयांवर संशोधन केले जाते. यामध्ये थोरियम, युरेनियम व प्लुटोनियम या अणुऊर्जा कार्यक्रमात महत्त्वाच्या असलेल्या मूलद्रव्यांच्या रासायनिक व अणुकेंद्रीय गुणधर्माचा अभ्यास विशेषकरुन केला जातो. नवीन व रूपांतरित द्रव्ये तयार करण्याच्या दृष्टीने भिन्नभिन्न रसायनिक प्रणालींवर प्रारण पडले असता उदभवणाऱ्या रासायनिक परिणामांचा अभ्यास करण्यात येत आहे. अतिसूक्ष्म प्रमाणात उपस्थित असणाऱ्या अपद्रव्यांचे अलगीकरण व मापन यांवर या विभागात कार्य चालते. अणु केंद्रीय प्रतीची द्रव्ये, अर्धसंवाहक (धातू व विरोधक यांच्या दरम्यान विद्युत् संवाहकता असलेली आणि ट्रँझिस्टरसारख्या प्रयुक्तींच्या निर्मितीत वापरली जाणारी) द्रव्ये, औद्योगिक प्रदूषक द्रव्ये इत्यादींच्या बाबतीत दशलक्ष भागांत व एक अब्ज भागांत किती भाग अपद्रव्ये आहेत हे शोधून काढणे महत्त्वाचे असते. विश्लेषणात्मक कार्यात येथे विकसित करण्यात आलेल्या विशेषज्ञानाचा पुरातत्त्वविद्येत व न्यायसाहाय्यक विज्ञानातही वापर करण्यात येत आहे. अणुकेंद्रीय विद्युत् निर्मिती केंद्रात वापरण्यात येणाऱ्या पाण्याच्या रसायनशास्त्रावरही बरेच काम या विभागात चालू आहे. उच्च तापमानाला युरेनियम-फ्ल्युओरीन हे घटक असणाऱ्या रासायनिक प्रणालीचा ⇨ऊष्मागतिकी (उष्णता आणि यांत्रिकी व इतर ऊर्जा यांतील संबंधाचे गणितीय विवरण करणाऱ्या शास्त्रातील) तत्त्वाप्रमाणे या विभागात अभ्यास करण्यात येतो. ऊर्जा काढून घेतल्यानंतर युरेनियम विक्रियकात जे इंधनद्रव्य माग राहते त्यामध्ये प्लुटोनियम निर्माण होऊन सतत जमा होत असते. त्याचे आगणन करण्याकरिता या विभागात एक नवी रीत शोधून काढण्यात आली आहे. मार्गण तंत्र (किरणोत्सर्गी समस्थानिकाचा प्रक्रियेत समावेश करुन आणि त्याच्या किरणोत्सर्गाचा उपकरणांच्या द्वारे शोध घेऊन व त्याचा मार्ग निर्धारित करुन प्रक्रियेचा अभ्यास करण्याचे तंत्र) वापरून पोलाद निर्मितीसारख्या औद्योगिक प्रक्रियांचा अभ्यास करणे शक्य आहे, असे या विभागातील संशोधनावरुन दिसून आले आहे.

भा. अ. केंद्राच्या धातुविज्ञान विभागामध्ये धातुक शुद्धीकरणाकरिता सर्व सुविकसित उपकरणे उपलब्ध आहेत. अणुऊर्जा कार्यक्रमाकरिता उपयुक्त अशा झिर्कोनियम, हाफ्नियम, टँटॅलम, टिटॅनियम, बेरिलियम यांसारख्या धातूंचे निष्कर्षण करण्याकरिता आवश्यक अशा विक्रियांचा विशेष अभ्यास या विभागामध्ये केला जातो. विद्युत् विलेपन प्रक्रियेद्वारे धातूवर संरक्षक लेप देणे किंवा विद्युत पद्धतीने इष्ट धातू मिळविणे यांसारख्या प्रक्रियांवर या विभागात कार्य होते. बोरॉन कार्बाइड, हाफ्नियम यांसारखी उच्च तापमानकरिता उपयुक्त व आवश्यक अशा विशेषक द्रव्यांवर याच विभागात संशोधन करण्यात येते.

जीवविज्ञान विभागात सूक्ष्मजीवांमधील प्रतिसंस्करण यंत्रणा (काही भागांत बिघाड झाल्यास त्याचे निराकरण करून ते पूर्ववत् करण्याची यंत्रणा) आणि रसायनिक द्रव्ये व किरणीयन यांचा उपयोग करून जीनांचा (आनुवंशिकतेच्या मूलभूत एककांचा) पुनःसंयोग व त्यांचे उत्परिवर्तन (विशेषतःएश्वेरिकिया कोलाय या सूक्ष्मजंतूच्या बाबतीत) यांवर संशोधन चालू आहे. या प्रयोगात जननिक संक्रमण प्रक्रियेकडे विशेष लक्ष दिले जाते. कर्करोगांवरील चिकित्सेत किरणोत्सर्गाचा उपयोग अधिक परिणामकारकपणे होण्याच्या दृष्टीने रसायनाच्या साहाय्याने ग्रस्त भाग प्रारणजन्य हानीला जास्त संवेदनशील करण्याविषयी संशोधन करण्यात येत आहे. जीवरसायनशास्त्रामध्ये मारक व विकृतिवैज्ञानिक विकार, पर्यावरणातील विविध रसायनांमुळे उदभवणारी विषबाधा, त्रुटिजन्य रोग व वार्धक्य यांच्या संबंधात होणाऱ्या चयापचयी बदलांविषयी ( शरीरात सतत होणाऱ्या भौतिक-रासायनिक घडामोडीतील बदलांविषयी) संशोधन करण्यात येत आहे. अधिक सुरक्षित कीटकनाशके (विशेषतः कीटकांमध्ये ज्यांना प्रतिरोध करण्याची क्षमता उत्पन्न होण्याची शक्यता कमी असेल अशी कीटकनाशके) विकसित करण्याचा एक कार्यक्रम होतो घेण्यात आला आहे. कीटकांचे नियंत्रण करण्यासाठी जैव नियंत्रण, नरामध्ये वंध्यत्व प्रवर्तित करणे, लिंग हॉर्मोने [⟶हॉर्मोने] व नैसर्गिक वनस्पतिजन्य द्रव्यांचा उपयोग यांसारख्या पर्यायी पद्धती वापरण्याविषयी अभ्यास करण्यात येत आहे. औषधी वनस्पतींपासून औषधोपयोगी संयुगे अलग करणे व या संयुगांच्या उत्पत्तीविषयी अभ्यास करणे या दृष्टीनेही काम चालू आहे. आर्थिक दृष्टया महत्त्वाच्या वनस्पतींच्या बाबतीत लैंगिक प्रजोत्पादन टाळून कोशिकांपासून (पेशींपासून) व ऊतकांपासून (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांच्या समूहांपासून) अल्प काळात अधिक संख्येने वनस्पतींची अभिवृद्धी करण्याची एक पद्धत विकसित करण्यात आली आहे. मृदा व वनस्पती यांच्या संबंधाच्या संदर्भात फॉस्फेट खतांचे मूल्यांकन, पीडकनाशकांचा मृदेतील अंतिम नाश वा टिकाऊपणा, सूक्ष्मजीवांद्वारे पीडकनाशकांचे मृदेत अपघटन होणे (घटक द्रव्ये अलग होणे) इ. विषयी अभ्यास करण्यात येत आहे.

भा. अ. केद्रांचा एक भाग म्हणून १९६३ मध्ये किरणोत्सर्गी समस्थानिकांचा रोगनिदान चिकित्सा या दृष्टीने उपयोग करण्यासाठी प्रारण वैद्यक विभाग स्थापन करण्यात आला. जागतिक आरोग्य संघटना व इंटरनॅशनल अँटॉमिक एनर्जी एजन्सी यांचे अणुकेंद्रीय वैद्यकाचे आग्नेय आशियातील प्रादेशिक संदर्भ केंद्र म्हणून हा विभाग कार्य करीत आहे. या विभागात प्रतिवर्षी १०,००० रुग्णांवर निदान वा उपचार क्रिया केली जाते.

वैद्यकीय उत्पादनांचे किरणोत्सर्गी समस्थानिकांच्या साहाय्याने निर्जंतुकीकरण करण्यासाठी संयुक्त राष्ट्रांच्या विकास कार्यक्रमाच्या मदतीने तुर्भे येथे एक यंत्रसंच (आयसोमेड, ISOMED) उभारण्यात आला आहे. या यंत्रसंचात शस्त्रक्रियेमध्ये वापरण्यात येणारे धागे व पट्टया, विकलांग व्यक्तीच्या शरीरात बसवावयाचे भाग, कुटुंब नियोजनासाठी वापरण्यात येणारी अंतःगर्भांशयी साधने यांसारख्या विविध वैद्यकीय वस्तूंचे स्वस्त व परिणामकारक निर्जंतुकीकरण करण्यात येते. औषधनिर्मिती उद्योगाच्या सहकार्याने येथे डोळ्यात घालावयाची मलमे, प्रतिजैव (अँटिबायॉटिक) चूर्णे यांसारख्या द्रव्यांचे गॅमा प्रारणाच्या साहाय्याने निर्जंतुकीकरण करण्यासंबंधी संशोधन करण्यात येत आहे.

अणुकेंद्रीय विक्रियकातील इंधनद्रव्याचे कार्य संपल्यानंतर जो भाग शिल्लक राहतो, त्यामधून प्लुटोनियम, युरेनियम (२३९) इ. उपयुक्त द्रव्याची पुनःप्राप्ती करतात. या कार्याकरिता त्यास पुनःसंस्कारण यंत्रसंचाकडे पाठविले जाते. पुनःसंस्करण प्रक्रियेकरिता सुविकसित तंत्रविद्या लागते. तुर्भे येथे भारतीय तंत्रज्ञांनी अभिकल्पित केलेला यंत्रसंच १९६४ मध्ये कार्यान्वित करण्यात आला. यामध्ये प्रखर किरणोत्सर्गी इंधन घटकावर प्रक्रिया केली जात असल्यामुळे यामधील सर्व क्रिया दूरवर्ती नियंत्रणाने व स्वयंचलित पद्धतीने केल्या जातात. किरणोत्सगापासून संरक्षण मिळावे या हेतूने हा यंत्रसंच क्राँक्रीटच्या भिंतीने सर्व बाजूंनी बंदिस्त केलेला आहे. हा यंत्रसंच बांधण्यामध्ये मिळालेला अनुभव व तांत्रिक ज्ञान यांचा उपयोग करून तारापूर येथेही असा पण मोठया प्रमाणाचा पुनःसंस्करण यंत्रसंच उभारण्यात आला आहे. पुनःसंस्करण यंत्रसंच उपयुक्त द्रव्ये काढून घेतल्यानंतर जो किरणोत्सर्गी भाग मागे राहतो त्याला अपशिष्ट असे म्हणतात. अपशिष्टातील किरणोत्सर्गी द्रव्यांमुळे वातावरण अथवा परिसर प्रदूषित होण्याची भीती असल्यामुळे या अपशिष्ट द्रव्याची योग्य व काळजीपूर्वक विल्हेवाट लावणे आवश्यक ठरते. भारतामधील अणुऊर्जा कार्यक्रम सध्याच्याच गतीने जर प्रगत होत राहिला, तर त्यामुळे किरणोत्सर्गी अपशिष्ट द्रव्याचा मोठा साठा जमा होईल, असा अंदाज आहे. अपशिष्ट द्रव्यांमधील घनरूप भाग पोलादी अस्तर असलेल्या काँक्रीटच्या नळ्यात घालतात व या नळ्या भूमिगत कोठारात ठेवतात. किरणोत्सर्गी द्रव्याचे जे कण हवेत फेकले जातात त्यांचे योग्य गळण योजना वापरून स्थानबंधन करण्यात येते. सौर उर्जेचा उपयोग करुन द्रवरुप अपशिष्टाचे बाष्प बनविण्याकरिता भा. अ. केंद्राने एक नवीन तंत्र शोधून काढले आहे. अपशिष्ट द्रव्याची विल्हेवाट लावण्याच्या तंत्रावर केंद्रामध्ये मोठया प्रमाणात संशोधन कार्य चालू आहे. भा. अ. केंद्रामधील आरोग्य भौतिकी विभागाकडे या संदर्भातील अणुकेंद्रीय विक्रियक व इंधन पुनःसंस्करण यंत्रसंच या दोहोंची स्थाननिश्चिती, त्यांची निर्मीती व अभिकल्प या सर्व गोष्टींसंबंधी निर्णय घेण्याचे काम सोपविले आहे. प्रारणामुळे मनुष्यावर व त्याच्या परिसरावर होणाऱ्या परिणामांचे स्वरूप जाणून घेणे, प्रारण उदभासनाकरिता सुरक्षितेच्या दृष्टीने अनुज्ञेय अशा मर्यादा निश्चित करणे आणि प्रारण उदभासनाचे अभिज्ञान, मापन व नियंत्रण ही तिन्ही कार्ये या विभागाच्या कक्षेतच येतात. प्रारणाशी संबंध येणाऱ्या प्रत्येक कर्मचाऱ्याने आपल्या कामाच्या वेळात एकंदर किती प्रारणमात्रा ग्रहण केली याचे मापन करण्याकरिता केंद्रामध्ये छायाचित्रण फिल्म बिल्ला पद्धती [⟶किरणोत्सर्ग] वापरली जाते. हा बिल्ला आपल्या छातीवर लावून कर्मचारी काम करतो. त्यावर होणाऱ्या संकलित परिणामाचे मापन केले असता शोषण केलेल्या प्रारणमात्रेविषयी अंदाज मिळतो. प्रारणाशी प्रत्यक्ष संबंध येणाऱ्या भा. अ. केंद्रामधील कर्मचाऱ्यांपुरतेच हे कार्य मर्यादित नाही, तर जेथे जेथे किरणोत्सर्गी द्रव्ये हाताळली जातात त्या त्या ठिकाणी अशी बोधक योजना अत्यावश्यक ठरविण्यात आलेली आहे. भारतामधील ज्या अणुकेंद्रीय प्रयोगशाळांमध्ये अणुकेंद्रीय संशोधन केले जाते अथवा जेथे किरणोत्सर्गी द्रव्ये वापरली जातात अथवा विश्वविद्यालयीन प्रयोगशाळांमध्ये काम करणाऱ्या सर्व कर्मचा-यांकरिता भा. अ. केंद्र फिल्म बिल्ले पुरविते व त्यांची तपासणी करते. १९८० सालच्या अंदाजाप्रमाणे २,१०० भिन्न संस्थांमध्ये काम करणाऱ्या सु. २२,००० कर्मचा-यांकरिता ही सेवा उपलब्ध केली गेली आहे.

संशोधनामध्ये मिळालेल्या प्रदत्तापासून निष्कर्ष काढण्याकरिता निरनिराळी गणितीय कृत्ये करावी लागतात. हे कार्यक्षमतेने व सुलभतेने करण्याकरिता केंद्रामध्ये बीईएसएम-६ व हनिवेल एच-४०० असे दोन संगणक उपलब्ध आहेत. यांपैकी एच-४०० हे लहान उपकरण असल्यामुळे त्याचे कार्यक्षेत्र मर्यादित स्वरूपांचे आहे. टीडीसी- ३१२ व टीडीसी-३१६ हे देशी संगणक वापरुन केंद्रामध्ये अनेक प्रकारच्या नियंत्रण प्रणाली तयार करण्यात आल्या आहेत.

भा. अ. केंद्रात निरनिराळ्या विभागांतील उपकरणे व यंत्र यांची दुरूस्ती व देखभाल करण्याकरिता एक मध्यवर्ती कर्मशाळा आहे, येथे विविध अभिकल्पांसाठी नवीन उपकरणे तयारही केली जातात. केंद्रात एक स्वतंत्र असा स्थापत्य अभियांत्रिकी विभाग असून केंद्रातील सर्व प्रकल्पांची देखभाल अथवा दुरुस्ती करण्याचे काम या विभागाकडे आहे. केंद्राकरिता एक मध्यवर्ती ग्रंथालय आहे. यामध्ये सु. सहा लक्ष ग्रंथ व तांत्रिक अहवाल असून जगातील सु. १,७०० प्रमुख वैज्ञानिक व तांत्रिक नियतकालिकांचा येथे संग्रह करण्यात येतो. कोणत्याही तांत्रिक विषयावरील प्रदत्त येथे उपलब्ध असून तो बाहेरच्या कोणत्याही प्रयोगशाळेत अथवा संस्थेत पुरविण्याची सोय आहे.

भा. अ. केंद्रात १९८० मध्ये सु. १२,५०० कर्मचारी काम करीत होते; यापैकी सु. ३,५०० शास्त्रज्ञ व ५,००० अभियंते किंवा तंत्रज्ञ आहेत. केंद्रात लागणाऱ्या शास्त्रज्ञांच्या व अभियंत्यांच्या भरतीकरिता व त्यांच्या प्रशिक्षणाकरिता १९५७ पासून केंद्रामध्ये एक प्रशिक्षण कार्यक्रम आखलेला आहे. या कार्यक्रमाप्रमाणे भारतामधील सर्व भागांमधून प्रतिवर्षी सु. २०० सर्वोत्तम पदवीधरांची भरती केली जाते. त्यांना त्यांच्या विशेषीकरणानुसार समग्रीलक्षी अभ्यासक्रम शिकवून त्यानंतर त्यांची केद्रांत वैज्ञानिक कर्मचारी म्हणून नेमणूक करण्यात येते. केंद्रात काम करणाऱ्या बहुसंख्य विशेषज्ञांनी वरील प्रशिक्षण कार्यक्रमाद्वारेच केंद्रातप्रेवश मिळविलेला आहे. (चित्रपत्र १८).

लेखक : व. त्रिं.चिपळोणकर

माहिती स्त्रोत : मराठी विश्वकोश