पनडुब्बियों को अत्यधिक समृद्ध यूरेनियम ईंधन युक्त एक दबाव वाले जल रिएक्टर द्वारा संचालित किया जाता है। काल्पकम् में इंदिरा गांधी केंद्र परमाणु अनुसंधान केंद्र (आईजीसीएआर) में भाभा परमाणु अनुसंधान केंद्र (बीएआरसी) द्वारा रिएक्टर के लघु संस्करण का निर्माण किया गया था। इसमें पनडुब्बी के दबाव वाले पतवार का 42 मीटर (138 फीट) अनुभाग शामिल था जिसमें पानी और रिएक्टर, एक कंट्रोल रूम, साथ ही बचाव के लिए सुरक्षा मानकों की निगरानी के लिए एक नियंत्रण कक्ष भी शामिल था। प्रोटोटाइप रिएक्टर 11 नवंबर 2003 को गंभीर बना और 22 सितंबर 2006 को इसे चालू कर दिया गया। तीन साल के लिए प्रोटोटाइप के सफल संचालन ने अरिहंत के रिएक्टर के उत्पादन संस्करण को सक्षम किया। विशाखापत्तनम में मशीनरी टेस्ट सेंटर में रिएक्टर सबसिस्टम का परीक्षण किया गया था। बार्टेड पनडुब्बियों में नौसेना रिएक्टरों के ईंधन कोर को लोड करने और बदलने की सुविधा भी स्थापित की गई थी।

डिजाइन की विस्तृत इंजीनियरिंग लार्सन एंड टुब्रो के पनडुब्बी डिज़ाइन केंद्र में उनके हजीरा जहाज निर्माण सुविधा पर लागू किया गया था। टाटा पावर एसईडी ने पनडुब्बी के लिए नियंत्रण प्रणाली बनाई। वालचंदनगर इंडस्ट्रीज द्वारा भाप टरबाइन और रिएक्टर के साथ जुड़े सिस्टम की आपूर्ति की गई। जुलाई 2009 में इसके प्रक्षेपण के बाद, प्रमुख पोत में परीक्षण की एक लंबी और व्यापक प्रक्रिया की गई। प्रणोदन और बिजली प्रणालियों का परीक्षण उच्च दबाव वाले भाप परीक्षणों के साथ किया गया, जिसके बाद बंदरगाह-स्वीकृति परीक्षणों को किया जिसमें डूबने वाले परीक्षणों को अपने गिट्टी के टैंकों को बाढ़ और सीमित गहराई तक नियंत्रित डाइव्स शामिल किया गया था। आईएनएस अरिहंत रिएक्टर 10 अगस्त 2013 को पहली बार गंभीर रहा। 13 दिसंबर 2014 को, पनडुब्बी को उसके व्यापक समुद्री परीक्षणों के लिए बंद कर दिया।

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