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バーバ原子力研究センター（BARC）は、インドを代表する原子力研究施設であり、マハラシュトラ州ムンバイのトロンベイに本部を置いている。1954年1月、ホーミ・J・バーバによって、インドの原子力計画に不可欠な学際的研究プログラムとして、トロンベイ原子力研究所（AEET ）として設立された。
同機関はインド原子力省の管轄下にあり、インド首相が直接監督している。
BARCは、原子核物理学、化学工学、材料科学および冶金学、計測機器、生物学および医学、スーパーコンピュータ、素粒子物理学およびプラズマ（物理学）といった分野全体を網羅する高度な研究開発のための広範なインフラを備えた、学際的な研究センターであり、インドの原子力計画および関連分野に関する関連研究を行っています。
BARC の主要任務は、原子力エネルギーの平和利用を維持することです。原子炉の理論設計から、コンピュータモデリングとシミュレーション、リスク分析、新しい原子炉燃料、材料などの開発と試験まで、原子力発電のあらゆる側面を管理しています。また、使用済み燃料の処理と核廃棄物の安全な処分についても研究しています。その他の研究重点分野は、産業における同位体の応用、放射線技術とその健康、食品と医療、農業と環境への応用、加速器とレーザー技術、電子機器、計測機器と原子炉制御、材料科学、環境と放射線モニタリングなどです。BARC は全国に多数の研究用原子炉を運営しています。 [ 4 ]
同社の主要施設はトロンベイにあり、カルナータカ州チトラドゥルガ地区のチャラケレにも新たな施設が建設されている。また、インドの原子力潜水艦計画を支援し、広範な研究のための高比放射能放射性同位元素を生産するため、ウラン燃料の濃縮に特化した新たな特殊鉱物濃縮施設が、アンドラプラデーシュ州ヴィシャーカパトナム近郊のアチュタプラムで建設中である。
ホミ・J・バーバーがインド科学研究所で研究していた当時、インドには原子核物理学、宇宙線、素粒子物理学、その他物理学の最先端分野における独創的な研究に必要な設備を備えた研究所は存在しなかった。そのため、彼は1944年3月、サー・ドラブジ・タタ財団に「基礎物理学における活発な研究機関」の設立を提案した。
バーバーは、原子力計画のための技術開発がもはやTIFR内では実施できないと悟り、この目的のためだけに新設される研究所の建設を政府に提案した。この目的のために、ボンベイ政府からトロンベイに1200エーカーの土地が取得された。こうして、1954年にトロンベイ原子力研究所（AEET）が稼働を開始した。同年、原子力省（DAE）も設立された。
バーバーは、拡大する原子力研究開発計画の人材ニーズに対応するため、BARC訓練学校を設立した。バーバーは、原子力科学および工学のあらゆる分野における自立を重視した。
インド政府は、1954年1月3日にババを初代所長としてトロンベイ原子力研究所（AEET）を設立した。これは、原子力委員会の下で原子炉と技術に関するすべての研究開発活動を統合するために設立された。原子炉の設計と開発、計測、冶金、材料科学などの分野に従事するすべての科学者と技術者は、それぞれのプログラムとともにタタ基礎研究所（TIFR）からAEETに移管され、TIFRは科学の基礎研究という本来の焦点を維持した。1966年にババが死去した後、同センターは1967年1月22日にババ原子力研究センターと改名された。[ 1 ]
BARCとその関連発電所に設置された最初の原子炉は、欧米から輸入されたものでした。インド初の発電用原子炉は、タラプール原子力発電所に設置されたもので、米国製でした。
BARC の主な重要性は研究センターとしての役割にあります。BARC とインド政府は、原子炉はこの目的のみに使用されていると一貫して主張してきました。原子炉には、Apsara (1956 年、当時のインド首相ジャワハルラール・ネルーが青いチェレンコフ放射をアプサラの美しさになぞらえて命名)、CIRUS 原子炉(1960 年、米国の支援を受けた「カナダ・インド原子炉」)、現在は廃止された ZERLINA (1961 年、格子研究および中性子アッセイ用ゼロエネルギー原子炉)、Purnima I (1972 年)、Purnima II (1984 年)、Dhruva (1985 年)、Purnima III (1990 年)、およびKAMINI があります。
アプサラは、原子核物理学の基礎研究を行うために1956年にBARCで建設されたインド初の原子炉です。1MWThの軽水冷却減速プール型熱中性子炉で、1956年8月4日に臨界に達し、同位体の製造、基礎的な原子核研究、遮蔽実験、中性子放射化分析、中性子ラジオグラフィー、中性子検出器の試験に適しています。2010年に永久に停止され、アプサラUに置き換えられました。プルニマIは、 1970年に建設が開始され、1972年5月18日に臨界に達したプルトニウム酸化物燃料の1MWThパルス高速炉で、主にプルトニウム239を動力源とする核兵器の開発の設計パラメータの検証を支援するために建設されました。
1974年のポクラン核実験から20周年を迎えた際、プルニマの設計者であるPK・アイエンガーは、原子炉の重要な役割について次のように振り返った。「プルニマは、約20kgのプルトニウム、可変形状の反射板、そして独自の制御システムを備えた斬新な装置でした。これにより、プルトニウムで構成された連鎖反応システムの挙動に関する計算のベンチマークとなる貴重な経験が得られました。臨界点直上のシステムの運動学的挙動を詳細に研究することができました。非常に優秀な物理学者たちは、等方圧縮下における爆弾のコアの時間的挙動を計算することができました。臨界パラメータがどのようなものか、最適な爆発力を得るにはどうすればよいか、そして最初の自己持続中性子起爆装置への依存性など、すべてが調査されました。」プルニマは1973年に廃止されました。
DRDOや他の機関や研究所とともに、BARCも核兵器技術と研究において不可欠かつ重要な役割を果たした。1974年のインドの「スマイリング・ブッダ」核実験で使用されたプルトニウムはCIRUSから供給された。1974年当時、この核爆弾プロジェクト全体の責任者はBARC所長のラジャ・ラマンナであった。中性子起爆装置はポロニウム・ベリリウム型で、コードネーム「フラワー」と呼ばれ、BARCによって開発された。核爆弾全体は、実験場への輸送前にトロンベイでインドの技術者によって設計され、最終的に組み立てられた。1974年の実験（およびそれに続く1998年の実験）は、インドの科学者に、発電や研究に使用される将来の原子炉用の核燃料を開発する技術ノウハウと自信を与えただけでなく、同じ燃料を核兵器開発に使用される兵器級燃料に精製する能力も与えた。
BARCは、1998年5月にポクラン試験場で実施された5回の核実験からなるポクランIIシリーズにも関与した。これは、インドがスマイリング・ブッダに続いて実施した2回目の核実験であった。これらの実験は、インドが最大200キロトンの威力を持つ核分裂兵器および熱核兵器（水素爆弾/核融合爆弾）を製造する能力を得るという主な目的を達成した。当時のインド原子力委員会の委員長は、ポクランIIの各爆発を「他の核兵器保有国が数十年にわたって実施した複数の実験に匹敵する」と評した。[ 5 ]その後、インドはこの実験で使用された爆薬の設計に関連する設計の核爆薬の威力を予測するためのコンピュータシミュレーション能力を確立した。BARC、原子力鉱物探査研究局（AMDER）、国防研究開発機構（DRDO）の科学者と技術者が、核兵器の組み立て、配置、爆発、データ収集に関与した。[ 6 ]
1998年6月3日、BARCは米国、英国、ニュージーランドのハッカーで構成されるハクティビスト集団milw0rmによってハッキングされた。彼らは機密情報をダウンロードし、ウェブサイトを改ざんし、サーバーからデータを削除した。
BARCはまた、インド加圧重水炉（ IPHWR）の設計も手掛けた。基本設計である220MWe級は、カナダのCANDU炉を基に開発された。この設計は後に540MW級および700MW級へと拡張された。
IPHWR-220（インド加圧重水炉220号機）は、バーバ原子力研究センター（BARC）が設計したインド初の加圧重水炉シリーズです。これは、ラジャスタン州ラワトバタに建設されたCANDU型原子炉RAPS-1およびRAPS-2を基に開発された第2世代原子炉です。現在、インド各地で14基が稼働しています。IPHWR-220の設計完了後、1984年頃、BARCとインド原子力発電公社（NPCIL）の協力のもと、より大型の540MWeの設計が開始されました。[ 7 ]この設計の原子炉2基が2000年からマハラシュトラ州タラプールで建設され、最初の原子炉は2005年9月12日に稼働を開始しました。IPHWR-540設計は後に700MWeにアップグレードされ、主な目的は燃料効率の向上と、フリートモードの取り組みとしてインド全土の多くの場所に設置するための標準化された設計の開発でした。この設計は、第3世代+の機能を組み込むようにもアップグレードされました。これらの独自設計の原子炉の部品のほぼ100%はインドの産業によって製造されています。
BARCは、インド初の加圧水型原子炉をカルパッカムに設計・建設しました。これは、 INSアリハントの原子力発電ユニットの80MW陸上プロトタイプであり、 [ 8 ]アリハントの主推進原子炉でもあります。今後建造されるINSアリガート、S4、S4*を含む、同級（アリハント級）の他の3隻の潜水艦も、主推進装置として同じクラスの原子炉を搭載する予定です。[ 9 ] [ 10 ]
BARCはまた、シーカーの安定化システム、インドの多目的戦闘機HAL Tejasのアンテナユニットを開発し、チャンドラヤーン1号と火星探査機ミッションに貢献しました。BARCは、CERN（LHC）、インドを拠点とするニュートリノ観測所（INO）、ITER、低エネルギー高強度陽子加速器（LEHIPA）、反陽子およびイオン研究施設（FAIR）、主要大気チェレンコフ実験望遠鏡（MACE）など、国内外で評判の高いさまざまなメガサイエンスプロジェクトとの協力に貢献してきました。[ 11 ]
2012年に、BARCの新しい施設とキャンパスがアンドラプラデーシュ州のヴィシャーカパトナム近郊のアチュタプラムとカルナータカ州チトラドゥルガ地区のチャラケレに計画されていると報じられた。BARCは、高比放射能放射性同位体の需要を満たし、原子力分野で広範な研究開発を行うために、ヴィシャーカパトナムに濃縮ウラン燃料を使用する30MWの特殊研究炉を設置する予定である。この施設は原子力潜水艦計画も支援する予定である。[ 12 ] [ 13 ]
BARCは、原子力科学、化学工学、材料科学および冶金学、電子計測、生物学および医学、スーパーコンピューティング、高エネルギー物理学およびプラズマ物理学、ならびにインドの原子力計画および関連分野に関する関連研究の全領域を網羅する高度な研究開発のための広範なインフラを備えた、学際的な研究センターです。
BARCは、インドの原子力計画とその平和利用を目的として設立された、一流の原子力および多分野にわたる研究機関です。原子力科学、化学工学、放射線学、およびそれらの健康、食品、医療、農業、環境への応用、加速器およびレーザー技術、電子機器、高性能コンピューティング、計測機器および原子炉制御、材料科学および放射線モニタリング、高エネルギー物理学およびプラズマ物理学など、幅広い分野を網羅する広範かつ高度な研究開発を行っています。
BARCは原子力省の機関である。[ 14 ] BARCは多数のグループに分かれており、各グループはディレクターの下にあり、さらに多くの部門がある。[ 15 ]
BARCの核燃料リサイクル委員会（NRB）は2009年に設立されました。[ 16 ]ムンバイ、タラプール、カルパッカムの3都市に拠点を置いています。[ 17 ]
BARCは、インドの原子力計画および関連分野において、原子力科学、化学工学、材料科学および冶金学、電子計測機器、生物学および医学、先端コンピューティング、高エネルギープラズマ物理学、および関連研究の全領域を網羅する広範かつ高度な研究開発を実施しています。その一部を以下に示します。
インドは、核燃料資源の豊富さという点で、世界でも類を見ない独自の地位を占めている。ウラン資源は限られているものの、トリウム資源は豊富である。ケララ州とオリッサ州の海岸砂には、約8～10％のトリウムを含むモナザイトが豊富に埋蔵されている。
トリウム燃料サイクルのあらゆる側面、すなわち採掘と抽出、燃料製造、様々な原子炉システムでの利用、その様々な特性と照射挙動の評価、再処理とリサイクルに関する研究が行われてきました。これらの分野で達成された重要なマイルストーン／技術的進歩の一部は以下のとおりです。
モナザイトからトリアを製造するプロセスは確立されています。IRELは数トンの核グレードのトリア粉末を製造しました。粉末ペレット法によるトリアベース燃料の製造は確立されています。BARCとNFCでは、研究炉と発電炉でのさまざまな照射のために数トンのトリア燃料が製造されています。燃料管理、原子炉制御、燃料利用に関して、さまざまな種類の原子炉でのトリウムの使用に関する研究が行われています。臨界施設が建設され、トリアベース燃料の実験を行うために使用されています。トリアベース燃料の照射は、当社の研究炉と発電炉で行われています。研究炉CIRUSの反射体領域のトリア燃料棒。研究炉Dhruvaの反応度負荷としてのトリア燃料集合体。PHWRの初期炉心でのフラックス平坦化のためのトリア燃料バンドル。FBTRのトリアブランケット集合体。研究炉CIRUSおよびDhruvaにおけるBWR、PHWR、AHWR設計の(Th-Pu)MOX燃料ピン。
照射後の検査は、照射済みのPHWRトリウム燃料集合体および(Th-Pu)MOX燃料ピンに対して実施されました。トリウム系燃料の熱物性および熱力学的特性が評価されました。CIRUSで照射されたトリウム燃料棒は、BARCのウラン・トリウム分離施設(UTSF)で再処理されました。回収された233Uは、KAMINI原子炉の燃料として製造されました。FBTRで照射されたトリウムブランケット集合体は、IGCARで再処理されました。回収された233Uは、 FBTRのPFBR型燃料集合体の実験的照射に使用されました。PHWRで照射されたトリウム燃料集合体は、動力炉トリウム再処理施設(PRTRF)で再処理されます。回収された233Uは、AHWR臨界施設での原子炉物理実験に使用されます。
トリウムの大規模利用を促進するために、BARCでは先進原子炉AHWRおよびAHWR300-LEUが設計されました。 [ 18 ]
燃焼（熱出力の遺産）として知られる一定のエネルギー利用に達すると、原子炉内の核燃料は新しい燃料と交換され、核分裂連鎖反応が持続し、所望の出力が維持されます。原子炉から排出される使用済み燃料は、使用済み核燃料（SNF）として知られています。BARCは、1964年にトロンベイで初めて使用済み燃料の再処理を開始して以来、長い道のりを歩んできました。インドは、ウランベースの第1段階原子炉の使用済み燃料の再処理に関して50年以上の経験があり、その結果、SNMの回収を含む、十分に成熟し高度に進化したPUREXベースの再処理フローシートが開発されました。
トリウム燃料サイクルの実施には、照射済みトリウム燃料から233Uを抽出し、燃料サイクルに再投入することが必要です。国内の取り組みに基づき、使用済みトリウム燃料棒の再処理フローシートが開発され、トロンベイのウラン・トリウム分離施設（UTSF）で実証されました。UTSFでの成功経験を経て、トリウム燃料束の解体には高度なレーザー技術、燃料ピンの切断にはシングルピンメカニカルチョッパーを採用した動力炉トリウム再処理施設（PRTRF）が設置されました。PHWRからの照射済みトリウム燃料束は、抽出剤としてTBPを使用して再処理され、233Uが回収されました。
使用済み燃料の再処理中に発生する高レベル液体廃棄物 (HLLW) には、核燃料サイクル全体で発生する放射能の大部分が含まれています。HLLW は、ガラス化と呼ばれるプロセスによって不活性なホウケイ酸ナトリウムガラスマトリックスに固定化されます。ガラス化された廃棄物は、放射性崩壊中に発生する熱の放散を促進するために、一時的に空冷式保管庫に保管されます。その後、最終的に地層処分施設に処分されます。HLLW のガラス化は複雑なプロセスであり、高濃度の放射能が存在する高温操作を考慮すると課題があります。そのため、HLLW のガラス化技術を習得できた国は世界でもごくわずかであり、インドはその一つです。誘導加熱金属溶融炉 (IHMM)、ジュール加熱セラミック溶融炉 (JHCM)、コールド クルーシブル誘導溶融炉 (CCIM) の 3 つの溶融炉技術が、HLLW のガラス化のために独自に開発されました。 IHMMまたはJHCM技術に基づいた高レベル放射性廃棄物ガラス固化プラントは、インドのトロンベイ、タラプール、カルパッカムの各施設に建設され、正常に稼働している。
ガラス化セル（IHMM）、WIP、トロンベイジュール加熱セラミック溶融炉、タラプール 冷るつぼ誘導溶融炉の内部図 HLLWからのマイナーアクチニドの分離の分野における研究開発は、ガラスマトリックスに固定化する前に、長寿命放射性廃棄物成分を分離することも目的としています。長寿命放射性汚染物質は、高速炉または加速器駆動亜臨界システムで燃焼させて短寿命種に変換する計画です。これにより、放射性核種を環境から長期的に隔離する必要性が大幅に減少します。研究開発はまた、燃料溶解後の汚染されたジルコニウム被覆管の残骸であるハル、およびガラス化されたHLLWと長寿命廃棄物を安全に処分するための地層処分施設の管理にも向けられており、放射性核種を人間の環境から長期的に隔離することを目的としています。[ 19 ]
MOX燃料製造施設である先進燃料製造施設（AFFF）[ 20 ] [ 21 ]は、原子力リサイクル委員会（NRB）[ 22 ]の一部であり、マハラシュトラ州タラプールに位置しています。先進燃料製造施設は、BWR、PHWR、FBTR、および研究炉向けに実験ベースでMOX燃料を製造してきました。インド原子力計画の第2段階向けにプルトニウムベースのMOX燃料を製造しています。この施設は、カルパカムにあるバビニのPFBR向けに10万個以上のPFBR燃料要素の製造に成功しました。AFFFは現在、PFBRの再装荷用のPFBR燃料要素の製造に従事しています。
AFFFは、インドの原子力計画の第3段階向けのAHWR（トリウムMOX燃料）MOX燃料の製造にも関わっており、さまざまな製造技術を実験している。| [ 23 ]
AFFFにおけるMOX燃料の製造は、粉末酸化物ペレット化（POP）法に従って行われます。主な工程は、混合・粉砕、予備圧縮、造粒、最終圧縮、焼結、センタレス研削、脱ガス、エンドプラグ溶接、燃料要素の除染、およびワイヤラッピングです。AFFFでは、熱粉砕またはマイクロ波を用いた酸化還元処理により、不良品のリサイクルも行っています。燃料要素の封止には、GTAWに加え、レーザー溶接も使用しています。
この学際的な研究には、温度、磁場、圧力など、さまざまな物理化学的環境下における物質の調査が含まれます。原子炉、イオン加速器、電子加速器、レーザーなどが、物質における重要な現象を広範囲にわたる時間スケールで調査するためのツールとして活用されています。 BARCが物理科学の研究のために運営している主な施設には、TIFRのペレトロン超伝導線形加速器、ドゥルヴァの国立中性子ビーム研究施設（NFNBR）、INDUSシンクロトロンの多数の最先端ビームライン、RRCAT-インドール、マウント・アブのTeV大気チェレンコフ望遠鏡とイメージングカメラ（TACTIC）、BARCの折り畳みタンデムイオン加速器（FOTIA）とPURNIMA高速中性子施設、ハイデラバードの国立材料組成特性評価センター（NCCCM）の3 MVタンデトロン加速器、ナビムンバイの電子ビームセンターの10 MeV電子加速器などがあります。
BARCはまた、検出器、センサー、質量分析計、イメージング技術、多層ミラーの国産開発プログラムを継続的に実施しています。最近の成果には、ラダックの大型大気チェレンコフ実験望遠鏡（MACE）の運用開始、ドゥルヴァの飛行時間型中性子分光計、INDUSのビームライン（小角および広角X線散乱（SWAXS）、タンパク質結晶学、赤外分光法、拡張X線吸収微細構造（EXAFS）、光電子分光法（PES/PEEM）、エネルギーおよび角度分散型X線回折、イメージング）、BARC-TIFRペレトロン施設のビームラインおよび関連検出器施設の運用開始、BARCの低エネルギー高強度陽子加速器（LEHIPA）、ヴィザグの生物細胞イメージング用デジタルホログラフィック顕微鏡などがあります。
低エネルギー高強度陽子加速器（LEHIPA）プロジェクトは、BARC敷地内の共通施設ビルで設置工事が進められています。この20 MeV、30 mA、連続波陽子線形加速器は、50 keVのイオン源、3 MeV、長さ4 mの無線周波数四重極（RFQ）、3～20 MeV、長さ12 mのドリフトチューブ線形加速器（DTL）、およびビームダンプで構成されます。
主要大気チェレンコフ実験望遠鏡（MACE）は、インドのラダック地方ハンレ近郊に位置するイメージング大気チェレンコフ望遠鏡（IACT）です。標高が最も高く、世界で2番目に大きいチェレンコフ望遠鏡です。ハイデラバードのインド電子公社がバーバ原子力研究センター向けに製造し、ハンレにあるインド天文台のキャンパスで組み立てられました。この望遠鏡は世界で2番目に大きいガンマ線望遠鏡であり、天体物理学、基礎物理学、粒子加速機構の分野における科学界の理解を深めるのに役立ちます。同種の望遠鏡で最大のものは、ナミビアで運用されている直径28メートルの高エネルギー立体視システム（HESS）望遠鏡です。
現在進行中の基礎研究および応用研究は、凝縮系物理学、原子核物理学、天体物理学、原子・分子分光法など、幅広い分野を網羅しています。重要な研究分野としては、先進磁性、ソフトマテリアルおよびナノ構造材料、エネルギー材料、薄膜および多層構造、加速器／原子炉を用いた核融合・核分裂研究、原子核天体物理学、核データ管理、原子炉を用いたニュートリノ物理学、超高エネルギー天体物理学、および宇宙素粒子物理学などが挙げられます。
現在進行中の重要な開発活動には、インド製シンチラットまたは原子炉反ニュートリノ用マトリックス（ISMRAN）、中性子ガイド、偏光子、中性子スーパーミラー、Nbベースの超伝導RF空洞、高純度ゲルマニウム検出器、2次元中性子検出器、クライオジェンフリー超伝導磁石、放射性同位体用電磁分離器、核電池、放射性同位体熱電発電機（RTG）電源、液体水素冷中性子源などがあります。その他の活動には、インドを拠点とするニュートリノ観測所（INO）と量子コンピューティングに向けた研究開発が含まれます。[ 24 ]
BARCは、内部利用のために一連のスーパーコンピュータを設計・開発した。それらは主に、分子動力学シミュレーション、原子炉物理学、理論物理学、計算化学、計算流体力学、有限要素解析などに使用された。
このシリーズの最新作は Anupam-Aganya です。[ 25 ] BARC は 1991 年に ANUPAM プロジェクトの下でスーパーコンピュータの開発を開始し、現在までに 20 種類以上のコンピュータ システムを開発してきました。すべての ANUPAM システムは、基本理念として並列処理を採用し、コア アーキテクチャとして MIMD (Multiple Instruction Multiple Data)を採用しています。BARC は学際的な研究機関であるため、原子力科学技術のさまざまな側面で活動する科学者やエンジニアが多数おり、多様な性質の計算に関わっています。開発期間を短縮するために、並列コンピュータは市販の既製品コンポーネントで構築され、BARC の主な貢献は、システム統合、システム エンジニアリング、システム ソフトウェア開発、アプリケーション ソフトウェア開発、システムの微調整、およびさまざまなユーザーへのサポートの分野にあります。
このシリーズは、1991 年に持続的性能 34 MFlops の小型 4 プロセッサ システムから始まりました。ユーザーからの要求が絶えず増加していることを念頭に置き、計算能力が向上した新しいシステムが定期的に構築されてきました。スーパー コンピュータ シリーズの最新作は、処理能力 270 TFLOPS の Anupam-Aganya と、複雑な科学的問題を解決するための 1.35 PetaFlops の持続的LINPACK性能を提供する並列処理スーパー コンピュータ ANUPAM-ATULYA です。 [ 11 ]
BARCの電気、電子、計測機器、コンピュータに関する研究開発プログラムは、原子力科学技術分野に属しており、その結果、様々な独自技術の開発につながっている。
原子力エネルギー分野では、PHWR、AHWR、LWR、PFBRから次世代研究炉、再処理施設向けの制御・計装システムに至るまで、運転中検査システムを含む多くの制御・計装システムが設計、開発、導入されてきました。原子力発電所向けシミュレータの開発は、原子炉職員への最適な訓練施設を提供するとともに、原子炉運転員の資格取得にも役立つため、非常に大きな意義を持っています。
コアコンピタンスは幅広い分野を網羅しており、プロセスセンサー、放射線検出器、原子力計測機器、マイクロエレクトロニクス、MEMS、組み込みリアルタイムシステム、モデリングとシミュレーション、コンピュータネットワーク、高信頼性ソフトウェアエンジニアリング、高性能DAQシステム、高電圧電源、デジタル信号処理、画像処理、ディープラーニング、モーションコントロール、セキュリティエレクトロニクス、医療用エレクトロニクスなどが含まれます。
シーカー用安定化システム、LCA HAL Tejasマルチモードレーダー用アンテナプラットフォームユニット、チャンドラヤーン1号とマンガルヤーンを追跡したインド深宇宙ネットワークIDSN32（32メートルアンテナ）用サーボシステム、石油パイプライン検査用計測PIG、MACE望遠鏡用サーボ制御およびカメラ電子機器、放射測定および放射線監視システムなどの開発。
様々な技術スピンオフには、産業、医療、輸送、セキュリティ、航空宇宙、防衛用途向けに開発された製品が含まれる。
安全性が重要なアプリケーションへの展開に適した認定プログラマブルロジックコントローラプラットフォーム（TPLC-32）、反応度計、機械保護システム、物理的保護のためのセキュリティガジェット、アクセス制御システム、周辺侵入検知システム、CCTVおよびビデオ監視システム、走査型電子顕微鏡、VHF通信システムなどの汎用電子製品は、国産化プロセスの一環として開発されました。[ 11 ]
材料科学および工学は、インドの原子力計画の維持と支援、および先端技術の開発を含むあらゆる側面において重要な役割を果たしています。ウランや希土類元素など、DAEが関心を持つ元素を含む鉱物は、抽出時の金属価値を高めるための選鉱技術/フローシートの開発に用いられます。研究炉に必要な金属ウランが生産されます。ウラン工場の操業効率の改善が行われ、インドウラン公社によって工場に導入されます。さまざまな資源（スクラップ/使用済み製品などの二次資源を含む）から個々の希土類酸化物を分離するためのプロセスフローシートが開発、実証され、その技術はインド希土類公社（IREL）に移転され、同社の工場で生産されます。
材料グループの研究開発および生産部門は、中性子吸収材用途を含むDAE用途向け耐火材料のあらゆる要件を満たしています。材料グループは、DAEプラント/用途に必要な材料（例：チタンスポンジ、先進合金、コーティング）のフローシート/プロセス開発に取り組んでおり、パックセメンテーション、化学気相法、物理気相法、電気めっき/無電解めっきなど、さまざまなプロセスを使用しています。また、さまざまな廃棄物/スクラップ材料から高純度コバルトを回収する技術も実証され、生産化に向けて技術移転が行われています。
熱力学、力学、シミュレーション、モデリング、特性評価、性能評価を用いた先進材料技術の研究が行われています。合金開発や材料劣化評価活動を支援するため、高度な特性評価技術を用いて材料の放射線損傷の理解を目的とした研究が行われています。トリウム系混合酸化物や金属燃料などの核物質の熱物性および欠陥特性データベースの作成、モデリングとシミュレーションによる金属廃棄物固定化のためのホストとしてのFe-Zr合金や天然および合成鉱物に関する研究も進められています。
医療用途のために核廃棄物から特定の元素を抽出したり、電子廃棄物から特定の金属価値を抽出したりするための新しい溶媒の開発が行われています。カーボンナノチューブ（CNT）、低炭素フェロアロイ（FeV、FeMo、FeNb 、FeW、FeTi、FeC）の大規模合成、タングステン金属粉末の製造、タングステン（W）およびタングステン重合金（WHA）の製造、二ホウ化ジルコニウム（ZrB 2）粉末の製造、高密度ZrB 2形状の製造などの技術が実現されています。[ 26 ]
開発努力の根底にある主要な特徴は、自立性、非常に高い純度仕様の製品の実現、分離係数の低い分離プロセスでの作業、高い回収率の目標、希少資源の最適利用、環境への優しさ、高いエネルギー効率、および安定した連続運転です。原子力エネルギーの非電力用途は、多段フラッシュ蒸留や熱蒸気圧縮付き多段蒸留（MED-TVC）などの技術を用いた海水淡水化の分野で実証されています。膜技術は、核廃棄物処理だけでなく、インド政府のジャル・ジーバン・ミッションに沿って、家庭レベルで安全な飲料水を提供する社会全体にも展開されています。
核燃料サイクルへの応用を目的とした流動床技術の開発と実証。新規抽出剤の合成と評価。TBM材料の合成（チタン酸リチウム小石の合成）。さまざまな現象の分子モデリング（水素とその同位体のさまざまな金属を透過すること、カーボンナノチューブを使用した脱塩、ガラスの組成がガラス化に関連する特性に及ぼす影響、溶媒と金属有機構造体の設計など）。特定のプロセスの強化のためのマイクロリアクターの応用。低温凍結脱塩プロセスの開発。環境に優しい統合型ゼロ液体排出ベースの脱塩システム。工業廃水の処理。新世代膜（高性能グラフェンベースのナノ複合膜、血液透析用膜、順浸透膜、金属膜など）。さまざまなプロセスによる水素の生成と貯蔵（電気化学的水分解、ヨウ素-硫黄熱化学、銅-塩素ハイブリッド熱化学サイクル）。特定の分離のための吸着ゲル材料の開発。重水改質、各種用途向け金属コーティング（膜透過装置、中性子発生器、特殊用途など）、流動床化学気相成長法、および超音波技術（UT）の化学プロセス応用。
BARCはトロンベイで、予冷式改良クロードサイクルに基づく容量50 L/hrのヘリウム液化装置（LHP50）を開発し、稼働させた。LHP50の主要コンポーネント技術には、超高速ガスベアリング支持型小型ターボエキスパンダー、コンパクトプレートフィン熱交換器、極低温配管、ロングステムバルブなどがあり、これらはすべてLHP50コールドボックス内に収容されている。その他の主要機器には、同軸ヘリウム移送ラインと液体ヘリウム受容器がある。[ 27 ]
BARCはまた、放射性および化学汚染物質の環境影響と線量/リスク評価、核燃料サイクル施設全体の環境監視と放射線防護、DAEサイトの気象および水文地質調査を監視しています。大気圏および水圏における汚染物質の輸送と拡散のモデリング、廃棄物管理および処分方法の放射線影響評価、環境放射線モニタリングシステムの開発、全国規模の放射線モニタリングネットワークの構築、原子力発電活動の海洋環境への放射線影響を評価するためのベンチマークの設定。
これらのプログラムの主な内容は、陽電子および陽電子化学、アクチニド化学および分光法、水資源管理のための同位体水文学、産業用途向け放射性トレーサー、医療用途向け新規放射性核種の分離および精製、ゾルゲル法による先進的な燃料開発、核燃料の化学的品質管理、アクチニドの錯体形成および化学種分析、燃料サイクル後工程向け分離方法の開発です。
その他の主要な研究プロジェクトとしては、溶融塩増殖炉（MSBR）システムの熱物性評価、コアキャッチャー材料の開発、水素抑制、水素製造用触媒、水素貯蔵材料、ナノ治療薬およびバイオセンサー、原子炉コンポーネントの除染、生物付着制御および熱生態学研究、超分子化学、環境および界面化学、超高速反応ダイナミクス、単一分子分光法、ナノ材料の合成および応用、低温プラズマ応用、バイオイメージング用発光材料、発光デバイスおよびセキュリティ応用用材料などがあります。
油糧種子や豆類を含む新しい優良作物品種の開発。放射線誘発突然変異、交雑、組織培養技術を用いて、49の作物品種が開発され、商業栽培のために公開され、官報に掲載された。分子マーカー、遺伝子組み換え、バイオセンサー、栄養利用効率が向上した肥料製剤の開発。DNA損傷修復、複製、酸化還元生物学、オートファジープロセスの理解、および癌治療のための放射線増感剤、化学増感剤の開発。原子力科学および社会利益（先端技術および健康）に関連する有機蛍光体および有機電子分子の設計と合成。原子力科学および社会利益（先端技術および健康）に関連する有機蛍光体および有機電子分子の設計と合成。[ 28 ]
がんやその他の疾患の診断と治療のための核医学リガンドの合成と開発。生物活性化合物の合成のための不斉全合成と有機触媒法（グリーンケミストリーアプローチ）。低LETおよび高LET放射線、慢性および急性放射線被ばく、高バックグラウンド放射線、放射性核種被ばくが哺乳類細胞、がん細胞、実験用げっ歯類、および人間の健康に及ぼす影響を理解するための放射線生物学の最先端分野における研究開発活動。[ 28 ]
前臨床研究およびトランスレーショナル研究は、放射線障害の予防と軽減、重金属の体内からの除去、炎症性疾患や癌の治療のための新しい薬剤や治療法の開発を目的としている。
X線結晶構造解析、中性子散乱、円偏光二色性、シンクロトロン放射などの生物物理学的技術を用いて高分子構造とタンパク質-リガンド相互作用を研究し、治療分子の第一原理設計を目指す。細菌、植物、動物におけるストレス応答の細胞および分子基盤を理解する。細菌におけるDNA損傷に対する並外れた耐性と酸化ストレス耐性、および植物と哺乳類細胞における代替スプライシングのエピジェネティック制御を理解する。[ 28 ]
基礎研究と応用研究の両方でCRISPR-Casを介したゲノム編集技術の開発を行い、生物医学用途向けの遺伝子技術と製品の開発に取り組んでいます。ウラン鉱山から分離されたノストックと細菌によるウラン隔離に関する研究。診断および治療目的の新規放射性医薬品の研究開発。[ 28 ]
放射性医薬品として使用される薬剤の製造において、診断用（99mTc）および治療用（177Lu、153Sm、166Ho、 186 /188Re、109Pd、90Y、175Yb、170Tm）放射性同位体を用いた放射性標識に使用するための適切な前駆体からの基質の合成。
インド国防研究機構（DRDO）や国立物理研究所、ISROなどの国立研究所の要件に合わせて特殊線源をカスタムで準備する[ 28 ]。
インドの3段階原子力発電計画は、南インド沿岸地域のモナザイト砂で発見されたウランとトリウムの埋蔵量を利用して、同国の長期的なエネルギー自給を確保するために、1950年代にホミ・バーバーによって策定されました。この計画の最終的な焦点は、インドのトリウム埋蔵量を同国のエネルギー需要を満たすために利用できるようにすることです。トリウムは、世界のウラン埋蔵量の約1～2％しか保有していないインドにとって特に魅力的ですが、世界の既知のトリウム埋蔵量の約25％を占める、世界最大級のトリウム埋蔵量を保有しています。[ 29 ]
プログラムの最初の段階では、天然ウランを燃料とする加圧重水炉（PHWR）が発電を行い、副産物としてプルトニウム239を生成します。PHWRは、ウラン利用の観点から最も効率的な原子炉設計であり、1960年代のインドの既存のインフラによりPHWR技術を迅速に導入できたため、最初の段階を実施するのに自然な選択でした。天然ウランには、核分裂性同位体であるウラン235がわずか0.7%しか含まれていません。残りの99.3%のほとんどはウラン238で、これは核分裂性ではありませんが、原子炉で核分裂性同位体であるプルトニウム239に変換できます。重水（重水、D2O ）は減速材および冷却材として使用されます。[ 30 ]
第2段階では、高速増殖炉（FBR）は、第1段階で使用済み燃料を再処理して回収したプルトニウム239と天然ウランからなる混合酸化物（MOX）燃料を使用します。FBRでは、プルトニウム239が核分裂を起こしてエネルギーを生成する一方、混合酸化物燃料に含まれるウラン238は追加のプルトニウム239に変換されます。したがって、第2段階のFBRは、消費する燃料よりも多くの燃料を「増殖」するように設計されています。プルトニウム239の在庫が蓄積されると、原子炉にブランケット材としてトリウムを導入し、第3段階で使用するためにウラン233に変換することができます。各高速炉で増殖された余剰プルトニウムは、さらに多くの原子炉を設置するために使用でき、トリウムを燃料として使用する第3段階の原子炉が稼働できるまで、インドの民生用原子力発電容量を増大させる可能性があります。同国初の高速増殖炉であるプロトタイプ高速増殖炉（PFBR）の設計は、インディラ・ガンジー原子力研究センター（IGCAR）によって行われた。[ 31 ]
倍増時間とは、増殖炉に投入された核分裂性燃料の量の2倍を出力として抽出するのに必要な時間を指します。この指標は、バーバ計画の第2段階から第3段階への移行中に避けられない時間的期間を理解する上で重要です。なぜなら、第3段階の大規模な展開には、十分な量の核分裂性燃料を蓄積することが不可欠だからです。[ 32 ]
ステージ III 原子炉または先進原子力発電システムは、トリウム 232 とウラン 233 を燃料とする原子炉の自己維持型シリーズで構成されています。これは熱増殖炉であり、原理的には最初の燃料装荷後、天然に存在するトリウムのみを使用して燃料交換が可能です。3 段階プログラムによると、インドの原子力エネルギーは国内産ウランを燃料とする PHWR によって約 10 GW まで成長し、それ以上の成長は FBR によって約 50 GW まで実現する必要があるとされています。[b] 3 段階は、この容量が達成された後にのみ展開される予定です。[ 33 ] [ 34 ]
3段階計画ではトリウムの直接利用までに長い時間がかかるため、インドは3段階計画と並行してトリウムをより直接的に利用できる原子炉設計を検討している。検討中の選択肢は、インド加速器駆動システム（IADS）、先進重水炉（AHWR）、コンパクト高温炉の3つである。溶融塩炉も開発中である。
インド原子力省と米国のフェルミラボは、他に類を見ない独自の加速器駆動システムを設計している。発電用の加速器駆動システムを構築した国はまだない。原子力委員会の元委員長であるアニル・カコドカー氏は、これを巨大な科学プロジェクトであり、人類にとって「必要不可欠」だと述べた。[ 35 ] [ 36 ]
BARCは、原子力研究、放射性同位元素の製造、船舶推進、発電など、幅広い用途に対応する原子炉設計を開発してきた。
BARCは、天然ウランを燃料とする加圧重水炉（IPHWR）の様々なサイズを開発し、3段階原子力発電計画の第1段階として、電力とプルトニウム239を生産しています。これらのプルトニウム239は、計画の第2段階としてIGCARが開発している高速増殖炉の動力源となります。
IPHWR級原子炉は、ラジャスタン州ラワトバタにあるRAPSで建設されたCANDU型原子炉を基に開発された。2020年現在、発電容量がそれぞれ220MWe、540MWe、700MWeのIPHWR-220、IPHWR-540、IPHWR-700という、より大型の設計が3種類開発されている。
BARCは、インドの3段階原子力発電計画の第3段階を担う、トリウム232とウラン233を燃料とする300MWe級の先進重水炉（AHWR）設計を開発している。標準仕様のAHWRは、閉鎖型核燃料サイクルとなる予定だ。AHWR-300は、設計寿命が100年近くになると見込まれており、 IGCARが開発中の高速増殖炉で生産されるウラン233を利用する。
Bharat小型モジュール炉（BSMR）は、BARCで開発中の原子炉設計です。これはNPCILとの共同プロジェクトです。自家消費用に開発されている220MWeの小型原子炉です。55MWeのSMRと5MWthの高温ガス冷却炉も設計段階にあります。[ 39 ]
インド溶融塩増殖炉（IMSBR）は、インド原子力発電計画の第3段階の一環としてトリウムを燃焼させるためのプラットフォームです。IMSBRの燃料は、連続的に循環する溶融フッ化物塩の形をしており、熱交換器を通って流れ、最終的に超臨界CO2ベースのブレイトンサイクル（SCBC）に熱を伝達して発電を行い、既存の発電変換サイクルと比較してより大きなエネルギー変換比を実現します。流動燃料のため、オンライン再処理が可能であり、232Thから233Uへの変換チェーンで生成された233Paを抽出し、炉心外で233Uに崩壊させることで、熱中性子スペクトルでも増殖が可能になります。したがって、IMSBRは自己維持型の233U-Th燃料サイクルで運転できます。さらに、熱中性子炉であるため、233Uの必要量は（高速スペクトルと比較して）少なく、より高い展開可能性が期待できます。[ 40 ]
BARCは、アリハント級潜水艦向け軽水炉の開発で得た経験を活かし、IPWR-900と呼ばれる900MWe級の大型加圧水型原子炉の設計を開発している。この設計には、受動崩壊熱除去システム、緊急炉心冷却システム（ECCS）、コリウム保持および炉心捕捉システムといった第3世代+の安全機能が盛り込まれる予定だ。
BARCは、インド海軍潜水艦の原子力推進に適した軽水炉設計を複数開発しており、その第一弾としてアリハント級潜水艦向けのCLWR-B1原子炉設計を開発している。この級の潜水艦は合計4隻建造される予定である。
インドは核不拡散条約（NPT）に加盟していない。その理由として、既存の核保有国を不当に優遇しており、完全な核軍縮の規定がないことを懸念している。インド当局は、インドが条約への署名を拒否したのは、条約が根本的に差別的な性格を持っているためだと主張した。この条約は非核兵器国に制限を課しているが、核兵器国の核兵器庫の近代化と拡大を抑制する効果はほとんどない。[ 41 ] [ 42 ]
さらに最近では、インドと米国は両国間の原子力協力の強化と、インドが核融合研究の国際コンソーシアムであるITER（国際熱核融合実験炉）に参加することについての協定に署名した。[ 43 ] [ 44 ]
BARCはガンマガーデンでバイオテクノロジーの研究も行っており、特に落花生をはじめとする、病害抵抗性や高収量性を備えた数多くの作物品種を開発してきた。また、発電のための液体金属磁気流体力学の研究も実施している。
2005年6月4日、基礎科学の研究を促進する目的で、BARCはホミ・バーバー国立研究所を設立した。BARC（バーバー原子力研究センター）に所属する研究機関には、IGCAR（インディラ・ガンジー原子力研究センター）、RRCAT（ラジャ・ラマンナ先端技術センター）、VECC（可変エネルギーサイクロトロンセンター）などがある。
BARCの専門知識の恩恵を受けているものの、NPCIL（インド原子力発電公社）の管轄下にある発電プロジェクトとしては、KAPP（カクラパール原子力発電所）、RAPP（ラジャスタン原子力発電所）、TAPP（タラプール原子力発電所）などがある。
バーバ原子力研究センター（BARC）は、原子力研究という使命に加え、加速器、マイクロ電子ビーム、材料設計、スーパーコンピュータ、コンピュータビジョンなど、その他のハイテク分野の研究も行っています。BARCはこれらの専門分野ごとに専門部署を設けています。BARCは、最先端技術を用いて、自らの利用のためにスーパーコンピュータのインフラストラクチャ「Anupam」を設計・開発しました。