Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán

Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán
Establecido	21 de diciembre de 1965 ( 21 de diciembre de 1965 )
Campo de investigación	Ciencia nuclear y básica
Ubicación	Nilore en Islamabad , Pakistán
Afiliación	Instituto de Ingeniería y Ciencias Aplicadas
Agencia operadora	Comisión de Energía Atómica de Pakistán
Sitio web	pinstech.com.pk

El Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán ( PINSTECH ) es un laboratorio de investigación y desarrollo financiado por el gobierno federal en Nilore , Islamabad , Pakistán . ^{[1] [2]}

El sitio fue diseñado por el arquitecto estadounidense Edward Durell Stone y su construcción se completó en 1965. Ha sido descrito como "[quizás] el complejo de física arquitectónicamente más impresionante del mundo". ^[3]

En respuesta a la guerra con la India en 1971, el laboratorio fue reutilizado como laboratorio de armas principal de su misión civil original. ^[3] Desde la década de 1990, el laboratorio se ha centrado cada vez más en la misión civil y mantiene una amplia cartera de oportunidades de investigación en supercomputación , energía renovable , ciencias físicas , filosofía , ciencia de los materiales , medicina , ciencia ambiental y matemáticas . ^{[4] [5]}

El Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán (PINSTECH) es una de las principales instituciones de investigación y desarrollo del país afiliada a la seguridad nacional. ^[6] Es un laboratorio nacional de principios que tiene la responsabilidad de garantizar la seguridad, protección y confiabilidad del programa de armas nucleares de la nación mediante el avance de las aplicaciones en ciencia y tecnología. ^{: 84  [7]}

El PINSTECH está ubicado en Nilore , a unos 24 km (15 mi) al sureste de Islamabad, y fue diseñado por la firma estadounidense AMF Atomics y Edward Durell Stone, quien una vez expresó: "Este... ha sido mi mayor trabajo. Estoy orgulloso de que parezca que pertenece a este país..." ^{: 56–57  [7] [3]}

Dado que es propiedad del Gobierno de Pakistán , su gestión está a cargo de la Comisión de Energía Atómica de Pakistán . ^[7] Los programas de investigación científica reciben apoyo del laboratorio a través del Instituto de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Pakistán , también en Nilore. ^[6] El laboratorio cubre un área de alrededor de 400 acres (1,6 km ² ). ^{[6] [3]}

La creación del Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán (Pinstech) fue la encarnación de la iniciativa Átomos para la Paz en 1953 y una iniciativa largamente buscada liderada por Abdus Salam , que había presionado para que se creara un laboratorio físico profesional desde 1951. ^[8] Las limitaciones presupuestarias y la falta de interés por parte de la administración gubernamental habían dejado una profunda impresión en Salam, que estaba decidido a crear una institución a la que los científicos de los países en desarrollo pudieran acudir como un derecho para interactuar con sus pares de los países industrialmente avanzados sin abandonar permanentemente sus propios países. ^[8] La construcción del Pinstech comenzó cuando Salam pudo encontrar financiación de los Estados Unidos en 1961. ^[8]

Finalmente, Salam e IH Usmani se acercaron a Glenn T. Seaborg para obtener más fondos del laboratorio por parte del gobierno de los Estados Unidos, que estipuló que el fondo si la Comisión de Energía Atómica de Pakistán establecía un reactor de investigación propio sería de 350.000 dólares estadounidenses . ^{: 269  [9]} Contrariamente a las promesas financieras de los Estados Unidos, se informó que el costo real de la construcción del Pinstech se acercaba a los 6,6 millones de dólares estadounidenses (63,8 millones de dólares en 2023), que fueron financiados y pagados por los contribuyentes paquistaníes en 1965. ^[3]

Entre 1965 y 1969, el Pinstech mantuvo una interacción activa y directa de laboratorio a laboratorio con los laboratorios nacionales estadounidenses, como Oak Ridge , Argonne , Livermore y Sandia . ^{: 269  [9] [10] [11]}

La biblioteca científica del instituto constaba de una gran sección que contenía referencias históricas y literatura sobre el Proyecto Manhattan , traída por Abdus Salam en 1971 antes del inicio del programa de armas nucleares bajo la administración de Zulfikar Ali Bhutto. ^{: 51–100  [12]}

La Comisión de Energía Atómica de Pakistán (PAEC) contrató al primer director del laboratorio , Rafi Muhammad , profesor de física en la Universidad Government College de Lahore (GCU), quien afilió el Pinstech a la Universidad Quaid-i-Azam en 1967, para realizar algunas pruebas de materiales especiales. ^[13] Pronto, los científicos del Instituto de Física Teórica de la Universidad Quaid-i-Azam tuvieron la oportunidad de buscar empleo permanente en investigación en física en el laboratorio. ^[8]

Después de la costosa guerra con la India en 1971, la reutilización del Laboratorio Pinstech fue difícil ya que nunca se pensó que fuera un laboratorio de armas. ^[3] Inicialmente, la producción de fosas de plutonio en Pinstech era bastante difícil junto con su pequeño reactor de investigación que nunca podría ser una fuente de plutonio de grado armamentístico. ^[3] A pesar de sus deficiencias, las investigaciones y los estudios clasificados para comprender la ecuación de estado del plutonio comenzaron en 1972 por los físicos del laboratorio Pinstech. ^[3] El laboratorio Pinstech se convirtió en un laboratorio principal de investigación y desarrollo cuando inició su ingenioso programa para la producción de óxido de plutonio (plutonia) y óxido de uranio (Urania) en 1973. ^{: 106  [7]}

El laboratorio Pinstech también fue un centro de aprendizaje para adquirir experiencia en el ciclo del combustible nuclear, y brindó capacitación a otras instalaciones después de aprender los conocimientos más básicos de las industrias europeas anteriores a 1969. ^[3] En el laboratorio Pinstech, se construyó una planta piloto (New Labs) para reprocesar el combustible gastado del reactor en la producción de fosas de plutonio. ^[3] Además de sus programas fundamentales y básicos sobre ciencias físicas, el laboratorio proporcionó una base para que los científicos paquistaníes diseñaran y diseñaran diseños de armas, y muchos temían que India estuviera desarrollando rápidamente una bomba nuclear . ^[7]

Cuando Nilore se convirtió en un sitio restringido, los esfuerzos de investigación se dirigieron a trabajar en la comprensión y producción primero del plutonio de grado reactor y eventualmente plutonio de grado militar a partir de las barras de combustible gastado mediante un proceso químico, " reprocesamiento ". ^{: 138  [7]} El trabajo de diseño se llevó a cabo en 20 laboratorios diferentes en el laboratorio, y fue su instalación New Labs del laboratorio la que pudo producir el primer lote de plutonio de grado armamentístico de ²³⁹ Pu en 1983. ^{: 191  [7]} Este plutonio de grado armamentístico fue el material de origen que se llevó a una prueba nuclear realizada en el campo de tiro de Ras Koh el 30 de mayo de 1998. ^{: 205  [7]}

Los científicos del laboratorio Pinstech iniciaron los estudios para comprender el ingenioso ciclo del combustible nuclear a pesar de tener una familiaridad básica. ^{: 115  [7]} En 1973, el laboratorio realizó varios estudios para comprender las propiedades del óxido de uranio, y finalmente produjo el primer paquete de combustible en 1976 que se envió a la planta de energía nuclear de Karachi para mantener en funcionamiento sus operaciones de red. ^{: 106  [7]} El Pinstech también tomó iniciativas para aprender y comprender la química del hexafluoruro de uranio , cuya tecnología se transfirió a la Instalación de conversión de uranio de Islamabad en 1974. ^{: 115–116} Además, la comprensión del UF6 finalmente condujo a la producción de Zircaloys , que también se produjo primero en el laboratorio; y luego a la transferencia de tecnología al Complejo de combustible nuclear de Kundian en 1980. ^{: 115–116}

A partir de hoy, PINSTECH se ha trasladado a la investigación en tiempos de paz en materia de medicina, biología, materiales y física. Su instalación de molibdeno-42 se utilizó para producir radioisótopos médicos para tratar el cáncer. Los científicos del Instituto Nuclear de Agricultura y Biología (NIAB) y del Instituto Nuclear de Alimentación y Agricultura (NIFA) habían estado utilizando las instalaciones de PINSTECH para realizar investigaciones avanzadas tanto en ciencias médicas como alimentarias.

Desde su reacondicionamiento en 1972, el laboratorio Pinstech lleva a cabo investigaciones para comprender la ecuación de estado del plutonio, sus diagramas de fases y sus propiedades . ^{: 200  [7]} En 1987, Pinstech desarrolló una tecnología mediante la fabricación de un cromo kF39 y desarrolló una técnica innovadora, "lixiviación in stu", que permitió la extracción de actínidos del mineral de uranio sin la necesidad de molienda convencional. ^{: 113  [7]}

Los científicos informáticos del Laboratorio Pinstech habían construido una supercomputadora basada en la antigua arquitectura informática de IBM que permitió a los físicos de Pinstech modelar el comportamiento del plutonio sin realizar pruebas nucleares reales. ^{: 176  [7]} El trabajo de investigación sobre el plutonio se lleva a cabo en sus instalaciones especiales, los Nuevos Laboratorios, donde se diseñan y fabrican los explosivos nucleares aptos para armas. ^[3] Sin embargo, gran parte del trabajo sobre el plutonio está sujeto a información clasificada. ^[3]

La Instalación de Análisis Centralizado (CAF) se ha utilizado para estudiar la química del plutonio y otras áreas de las ciencias de los actínidos y lleva a cabo experimentos en el Laboratorio Central de Diagnóstico (CDL); ambos laboratorios son las instalaciones más potentes de Pakistán. ^[3]

Además de su misión de seguridad nacional, el laboratorio promueve aplicaciones de tecnología de radiación e isótopos en diversas disciplinas científicas y tecnológicas para apoyar a la nación. ^[3] También está trabajando en importantes campos no nucleares, que son cruciales para el desarrollo de la ciencia y la tecnología en el país. En 2020, se iniciaron trabajos de expansión en el laboratorio Pinstech para ayudar a su "capacidad de producir isótopos para uso médico, especialmente para la preparación de radiofármacos para pacientes con cáncer, al tiempo que ayuda al país en sus aspiraciones en otras aplicaciones del uso pacífico de la tecnología nuclear". ^[1]

PINSTECH dispone de aceleradores de partículas y también opera dos pequeños reactores nucleares de investigación , una planta de reprocesamiento y otra fuente experimental de neutrones basada en:

• Reactor PARR-I : utiliza uranio poco enriquecido (LEU)
• Reactor PARR-II : utiliza uranio altamente enriquecido (HEU)
• Nuevos Laboratorios - Instalación de reprocesamiento de plutonio (PR).
• Acelerador de partículas cargadas : un acelerador de partículas nucleares.
• Generador de neutrones rápido : un generador de neutrones experimental.

PINSTECH cuenta con cuatro direcciones de investigación, cada una de las cuales está dirigida por un Director General designado . A continuación se enumeran las siguientes divisiones de PINSTECH:

División de Investigación en Física (RPD)

La dirección de ciencia consta de cuatro divisiones, cada una de las cuales está encabezada por subdirectores generales. En 2004, la administración de PINSTECH reunió a todos los grupos y los fusionó en una sola división, conocida como División de Investigación Física (PRD). ^[14] Mientras tanto, PINSTECH también fusionó la División de Física Nuclear (NPD) y la División de Física de Radiación (RPD), así como las Divisiones de Química Nuclear y Aplicada. A continuación se muestra la lista de grupos de investigación que trabajan en RPD.

• Grupo de Radiación Atómica y Nuclear
• Grupo de difracción de neutrones rápidos (FNDG) ^{[NB 1]}
• Grupo de Materiales Electrónicos y Magnéticos (EMMG) ^{[NB 2]}
• Grupo de estudios de trayectorias nucleares
• Grupo de Geología Nuclear
• Grupo de daños por radiación
• Grupo de diagnóstico
• Grupo de Física Matemática (MPG) ^{[NB 3]}
• Grupo de Física Teórica (TPG) ^{[NB 4]}

División de Investigación Química (CRD)

• División de Química Nuclear (NCD) - La División de Química Nuclear fue fundada en 1966 por el Dr. Iqbal Hussain Qureshi . ^{[NB 5]} En la actualidad, la división es la más grande de PINSTECH y comprende cinco grupos principales. La División de Química Nuclear ha adquirido experiencia en la caracterización de materiales de grado reactor y de alta pureza mediante el uso de técnicas analíticas avanzadas y se ocupa de problemas relacionados con el medio ambiente y la salud. ^[15]

• División de Química Aplicada
• División de Desarrollo Láser

La Dirección de Sistemas y Servicios (DSS), dirigida por el Dr. Matiullah, consta de 5 divisiones de investigación que se enumeran a continuación:

• División de Física de la Salud (HPD) - La División de Física de la Salud (HPD) fue fundada en 1965 por un pequeño equipo de físicos de la salud. Fundada como grupo, se convirtió en una división de PINSTECH en 1966. La división se dedica en gran medida a la investigación en física médica y al uso de tecnología nuclear en las ciencias médicas y agrícolas. ^[16]
• División de Ingeniería Nuclear (NED) - La División de Ingeniería Nuclear (NED, dirigida por el Dr. Masood Iqbal, es una de las divisiones más prestigiosas y conocidas del Instituto de Ciencia y Tecnología Nuclear de Pakistán (PINSTECH). La División se estableció en 1965 con el objetivo de desarrollar experiencia técnica principalmente en el área de tecnología de reactores nucleares. ^[17] La ​​NED se ha utilizado para proporcionar asistencia técnica y capacitación en el campo de la tecnología de reactores. ^[18]
• División de Mantenimiento de Electrónica (EMD) - La División de Electrónica (ED), encabezada por el Sr. Hameed, se estableció formalmente en 1967, reconociendo su importante papel en la investigación y el desarrollo científico en PINSTECH. La División ha prestado un valioso servicio al esfuerzo científico al llevar a cabo el mantenimiento de equipos científicos y el desarrollo de instrumentos electrónicos para su uso en proyectos de investigación y desarrollo. ^[19] En 1989, la ED participó en el programa de actualización del reactor PARR-I dirigido por el presidente de PAEC, Munir Ahmad Khan. La ED había suministrado y desarrollado material y sistema electrónico para el reactor PARR-I, y había convertido con éxito PARR-I para utilizar combustible HEU en combustible LEU . ^[20] Un logro destacado de la ED fue el diseño e ingeniería de la instrumentación nuclear del reactor de investigación (PARR-1), que requirió un grado muy alto de sofisticación y confiabilidad.

• División de Servicios Generales (GSD) - La División de Servicios Generales (GSD) es responsable de la investigación operativa de rutina, las reparaciones de mantenimiento de los laboratorios, el mantenimiento y desarrollo de servicios de ingeniería tales como talleres civiles , eléctricos y mecánicos, aire acondicionado y suministro de agua a PINSTECH y laboratorios anexos. ^[21]

• División de Informática (CD) - La División de Informática (CD) se creó en enero de 1980 con el objetivo de proporcionar servicios y apoyo a los investigadores y científicos de PINSTECH en el área de hardware y software informático. Aunque la división de informática sigue prestando servicios de hardware y software informático, ha ido cambiando gradualmente sus actividades y ha dejado de ser una simple división de prestación de servicios para convertirse en una importante división de diseño y desarrollo. ^[22]

La Dirección de Tecnología (D-TECH) consta de tres divisiones: División de Materiales (MD), División de Aplicación de Isótopos (IAD) y División de Producción de Isótopos (IPD). Actualmente está supervisada por el Dr. Gulzar Hussain Zahid, Ingeniero Jefe.

• División de Materiales (MD) - La División de Materiales (MD) se estableció en 1973, con el objetivo de proporcionar asistencia técnica a otros proyectos de PAEC sobre desarrollo, producción y caracterización de materiales. ^[23]
• División de Aplicaciones Isotópicas (IAD) - La División de Aplicaciones Isotópicas (IAD) ^{[NB 6]} fue establecida en PINSTECH por el Dr. Naeem Ahmad Khan a principios de 1971. Conocida como la entidad que resuelve los problemas en el instituto, la IAD es responsable de resolver los problemas en hidrología isotópica, contaminación ambiental, pruebas no destructivas, aplicaciones industriales, ciencias biológicas y geología isotópica. La IAD también ofrece servicios expertos para resolver problemas relevantes que enfrentan el sector industrial y diferentes organizaciones. ^[24]
• División de producción de isótopos (IPD) - La División de producción de isótopos (IPD) ^{[NB 7]} incluye el Grupo Molly, el grupo de producción de generadores y el grupo de producción de kits. La IPD también participa en la modificación de las instalaciones de producción de isótopos existentes. ^[25]

La Dirección de Coordinación, encabezada por el Ingeniero Iqbal Hussain Khan, es una dirección administrativa que consta de tres divisiones de apoyo técnico. La División de Tecnologías de la Información, la Comunicación y la Computación (CICT)/Sistema de Información de Gestión (MIS), la División de Información Científica (SID) y la División de Coordinación del Programa (PCD) están incluidas en esta división.

• División de Tecnologías de la Información y la Comunicación de Computación/Sistemas de Información de Gestión (MISD): la división CICT/MIS dirigida por el Dr. Syed Zubair Ahmad se estableció en 1980 para desarrollar la infraestructura de tecnologías de la información y la computación en PINSTECH. Inicialmente, se implementaron sistemas de computadoras mainframe como VAX/11-780 para brindar soporte computacional a la comunidad científica en PINSTECH. Más tarde, con la llegada de las tecnologías de computación distribuida, se implementaron numerosos sistemas distribuidos para lograr una mayor capacidad de procesamiento y almacenamiento que las computadoras mainframe. Estos incluyen clústeres de datos y computación, redes, nubes y aplicaciones. También se desarrollan e implementan sistemas de adquisición de datos, sistemas de planificación de recursos empresariales (ERP) y arquitecturas de red avanzadas.
• División de Información Científica (SID) - La División de Información Científica (SID, dirigida por el Dr. Ishtiaq Hussain Bokhari, fue establecida en PINSTECH en 1966. Se actualizó a una división de pleno derecho en 1984. SID es la fuente central de información científica y técnica no sólo para la Comisión de Energía Atómica de Pakistán sino también para otras organizaciones científicas y universidades del país y es responsable de la adquisición, almacenamiento, recuperación y difusión eficientes de información científica y técnica en apoyo del programa PAEC. ^[26]

• Laboratorios analíticos
• Acelerador de partículas cargadas
• Servicios orientados a la informática
• Prueba de corrosión
• Edificio de Estudios Ambientales
• Física de la Salud, Seguridad Radiológica y Gestión de Residuos Radiactivos
• Laboratorios de irradiación
• Laboratorio y centro de pruebas de láseres
• Desarrollo y caracterización de materiales
• Servicios Geológicos Nucleares
• Procesamiento de polímeros
• Producción de radioisótopos y radiofármacos
• Aplicaciones de la radiación y radioisótopos
• Reparación y mantenimiento de equipos electrónicos
• Instrumentos científicos e industriales
• Soplado de vidrio científico
• Información científica
• Servicios técnicos y colaboración
• Laboratorio de Tecnología de Vacío
• Análisis de vibraciones