فهرست مطالب

نشریه تابش و فناوری هسته ای
سال چهارم شماره 1 (بهار 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • فرهاد ذوالفقارپور *، رقیه سهرابی صفحات 1-8
    در این پژوهش سعی شده است طیف پرتوی گامای keV511 گسیلی از چشمه ی Na22 که ناشی از واپاشی الکترون و پوزیترون است در زاویه های مختلف توسط دو آشکارساز یدور سدیم با حساسیت زمانی 4 میکروثانیه اندازه گیری شود که این اندازه گیری در وضعیتی که آشکارسازها فاقد حفاظ و پنجره ی سربی و وضعیتی که از پنجره ی سربی استفاده شده، صورت گرفته است و آزمایش به این صورت انجام گرفته که ابتدا دو آشکارساز را به حالت قائم در دو طرف چشمه ی پوزیترون بدون استفاده از حفاظ سربی قرار داده و طیف حاصل از گاماهای ورودی به دو آشکارساز در حالت همفرودی ثبت شد و سپس برای آشکارسازها حفاظ سربی طراحی شد و دو آشکارساز در مقابل چشمه قرار گرفتند و دوباره طیف حاصل از ورود گاماها به دو آشکارساز در حالت همفرودی ثبت شد. نتایج حاصل از سطح زیر قله ی در طیف گاماها در حالت همفرودی در انرژی keV 511 در حالتی که پنجره ی سربی در نظر گرفته شده، با تغییر زاویه، سریع تر به صفر می رسد که این نشان دهنده ی کاهش اثر کامپتون در استفاده از پنجره ی سربی در آشکارسازی می شود.
    کلیدواژگان: همفرودی، آشکارساز یدورسدیم، پوزیترون، چشمه ی سدیم22
  • بابک خان بابایی*، بهناز کالجی، میثاق کساییان صفحات 9-14
    افروزش شوکی، یکی از روش های مورد توجه در ایده همجوشی محصورشدگی لختی می باشد. در این روش همجوشی محصور شدگی لختی دو مرحله ای، فشرده سازی و اشتعال سوخت به صورت جدا گانه صورت گرفته، که این امر سبب کاهش الزامات راه-انداز ها و بالاتر بردن بهره می شود. در حال حاضر یکی از عمده نگرانی های نیروگاه های هسته ای قدرت، مشکلات ناشی از پسمان های هسته ای است. در طراحی های صورت گرفته در نیروگاه های همجوشی آینده، همچنان مشکلات حفاظت پرتوی ناشی از انباشت تریتیوم در پوشش بارور زاینده و فعالسازی مواد ساختمان راکتور ناشی از نوترون های واکنش همجوشی دوتریوم- تریتیوم(DT) قابل توجه است. از این رو، در این مقاله شرایط اشتعال سوخت و بهره همجوشی برای سوخت DT غیر هم مولار در فرآیند اشتعال شوکی مورد بررسی قرار گرفت. محاسبات نشان می دهد شرایط تشکیل لکه داغ، به چگالی لکه داغ و سوخت سرد اطراف آن بستگی دارد. در نهایت، تاثیر جرم سوخت، نسبت های مختلف فشار لکه داغ به فشار سوخت سرد اطراف آن، کسر های وزنی مختلف تریتیوم و پارامتر آیزنتروپ در مقدار بهره انرژی بررسی شد.
    کلیدواژگان: همجوشی محصورشدگی لختی، اشتعال شوکی، بهره سوخت، پارامتر آیزنتروپ
  • مصطفی حسن زاده *، مسعود امین مظفری صفحات 15-24
    از آنجایی که انجام محاسبات نوترونی مبنای آنالیز پارامترهایی همچون ترموهیدرولیک، ایمنی و... است، لذا در این تحقیق پارامترهای نوترونی و سینتیکی شامل ضریب تکثیر موثر (keff)، مقادیر شار نوترون، توزیع شعاعی توان، فاکتورهای پیک توان، کسر موثر نوترون های تاخیری و طول عمر نوترون های آنی و همچنین پارامترهایی مانند توزیع جرمی سموم نوترونی و پاره های شکافت، میزان تغییرات جرمی عناصر شکافت پذیر مهم مانند U235 و Pu239 می باشد برحسب برناپ توسط کدMCNPX برای راکتور کوچک ماژولار NuScale محاسبه شده است. در این محاسبات مقدار غلظت اسید بوریک در خنک کننده برای ایجاد شرایط بحرانی g/Kg 8/1 بدست آمده است. همچنین بدون اسید بوریک، مقادیر متوسط شار نوترون های حرارتی، فوق حرارتی و سریع به ترتیب 1013×85/1، 1013×79/8 و 1013×67/3 و با حضور آن به ترتیب 1013×43/1، 1013×46/7 و 1013×69/3 بدست آمده است (واحد همه اعداد □(n/(〖cm〗^2.s)) است). علاوه بر این، مقادیر پارامترهای نوترونی و سینتیکی با حضور اسید بوریک کاهش می یابد. از طرفی نتایج نشان می دهد که در ابتدای سیکل به دلیل تولید زینان و وجود سم گادولینیوم مقدار ضریب تکثیر موثر کاهش یافته و در ادامه با مصرف سموم نوترونی و تولید پاره های شکافت افزایش می یابد. در نهایت می توان گفت که استفاده از سم گادولینیوم موجب افزایش ضریب تکثیر موثر در طول سیکل می گردد.
    کلیدواژگان: پارامترهای نوترونی و سینتیکی، اسید بوریک، برناپ، کد MCNPX، راکتور NuScale
  • سجاد منیری، پیوند طاهرپرور * صفحات 25-32
    با توجه به اینکه براساس آزمایش ها و شواهد موجود تنها 4 درصد جهان قابل رویت است و 96 درصد باقیمانده از ماده و انرژی تاریک تشکیل یافته بنابراین فیزیکدانان برای پی بردن به حقیقت جهان به استفاده از شتابدهنده ها روی آوردند. یکی از قدرتمندترین شتابدهنده های پیشنهاد شده برای این امرکه به عنوان جایگزین شتابدهنده LHC مورد توجه است، شتابدهنده ILC می باشد که در ابتدا قادر خواهد بود ذرات را تا انرژی برخوردی 500 گیگا الکترون ولت برساند. اما تا انرژی 1000 گیگا الکترون ولت قابل ارتقا است. پس از شتابدهی ذرات در یک شتابدهنده خطی باریکه ها توسط سیستمی به نام BDS در یک انرژی انتقال می یابند. از آنجایی که در نقطه برخورد به حداکثر احتمال برخورد نیاز داریم درخطوط باریکه چنین سیستمی از الکترومغناطیس های چندقطبی به منظور انتقال و کانونی کردن باریکه در نقطه برخورد، استفاده می کنند. به دلیل اتلاف انرژی ناشی از عبور باریکه از میان چندقطبی ها، طراحی چنین خطوطی با انرژی ثابت بسیار مورد توجه است. در این مقاله با شبیه سازی خطوط BDS به کمک کد BDSIM-Geant4، کیفیت باریکه در طول خط شتابدهنده توسط پارامتر امیتانس مورد ارزیابی قرار گرفته است، و در شبیه سازی ها سعی شده تا به حداقل پهن شدگی باریکه در نقطه برخورد دست یابیم. در ادامه میزان اتلاف انرژی باریکه در 100 متر از خطوط باریکه بررسی شده است.
    کلیدواژگان: ILC، BDSIM-Geant4، الکترومغناطیس های چندقطبی، اتلاف انرژی
  • مجید قصابیان، سعید طالبی* صفحات 33-46
    عملکرد ایمن و افزایش سطح مصرف سوخت از مواردی هستند که در صنعت ساخت سوخت رآکتورهای هسته ای مورد توجه طراحان و سازندگان قرارگرفته است. وقوع هرگونه آسیب در بدنه میله های سوخت ناشی از بادکردگی بیش از حد غلاف و یا فشار تماسی زیاد قرص سوخت و غلاف با یکدیگر منجر به ورود محصولات شکافت به خنک کننده موجود در قلب راکتور می شود که این اتفاق از نظر ایمنی یک امر غیرقابل قبول است. جهت پیش بینی کارکرد صحیح میله های سوخت ساخته شده برای استفاده در راکتورهای هسته ای از کدهای شبیه ساز استفاده می گردد، در این مقاله شبیه سازی بخش مکانیکی میله سوخت راکتور 1000 مگاواتی بوشهر با فرض صلب بودن قرص سوخت و با استفاده از مدل استوانه جدار نازک برای پیش بینی رفتار غلاف انجام می گردد. روابط تجربی مورد استفاده و همچنین الگوریتم عددی حل معادلات حاکم به نحوی انتخاب شده اند تا پارامترهای اصلی مکانیکی میله سوخت از قبیل شعاع خارجی قرص سوخت و تنش و کرنش غلاف با دقت مناسبی پیش بینی گردند. نتایج به دست آمده از شبیه سازی عملکرد مکانیکی میله سوخت VVER-1000 تطابق بسیار خوبی با خروجی کد تحلیل عملکرد سوخت FRAPCON-3.3 دارد. از مدلهای به کار رفته شده در این اثر می توان در بررسی عملکرد سوخت رآکتورهای بومی آینده کشور استفاده کرد.
    کلیدواژگان: تنش، کرنش، میله سوخت، تورم، چروکیدگی
  • حمیدرضا خالقی* صفحات 47-59
    هدف از این پژوهش، محاسبه آنالیز حساسیت پارامترهای سینتیکی راکتور تحقیقاتی تهران با در نظر گرفتن اثر فیدبک های دمایی با استفاده از کد MCNPX است. پارامترهای سینتیکی شامل، کسرموثر نوترون های تاخیری ( βeff) و زمان متوسط تولید نوترون (Λ) می باشند. محاسبه دقیق این پارامترها برای عملکرد ایمنی و کنترل راکتورها بسیار مهم است و اهمیت به سزایی در تجزیه و تحلیل دینامیکی سیستم دارد. در این تحقیق با تغییر دادن دمای سوخت و سایر مواد به کار رفته در قلب راکتور تحقیقاتی تهران ازC °20 تا C ° 100 اثرات این تغییر دما بر روی پارامترهای سینتیکی راکتور برای دو کتابخانه داده C60 و C70 که هر دو در دمای C °20 یا° K 293 است و برای سوختی با غناهای 20% (LEU) و %80 (HEU) بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که مقدارضریب تکثیر(Keff) در هردو سطح مقطع و در هردو غنای مورد نظر با تغییر دما کاهش پیدا می کند. و مقدار آن با افزایش دما در کتابخانه داده C70 از مقدار آن در کتابخانه داده C60 و در هر دو غنا بیشتر بوده است. مقدار عمرنوترون آنی (l) و مقدار کسر موثر نوترون های تاخیری ) (βeff با افزایش دما در هردو کتابخانه و هردو غنا افزایش می یابد و مقدار آنها در کتابخانه داده C70 از مقدار آنها در کتابخانه داده C60 در هردو غنا و در اثر افزایش دما بیشتر است. مقدار پارامتر زمان متوسط تولید نوترون (Λ) در کتابخانه داده C60 با اعمال تغییرات افزایشی دما از مقدار آن در کتابخانه داده C70 بیشتر است ولی به طور کلی مانند پارامتر عمرنوترون آنی (l)روندی افزایشی را در اثر افزایش دما در هردو غنای %20 و %80 نشان می دهد.
    کلیدواژگان: فیدبک های دمایی، سطح مقطع، راکتور تهران، پارامترهای سینتیکی، کد MCNPX
|
  • Roghaye Sohrabi, Farhad Zolfagharpuor * Pages 1-8
    In this investigation, it is tried to measure the spectrum of emitted gamma from 22Na source with energy of 511 that is created by annihilation of electron and positron in different angle by two NaI detectors with resolving time 4 . This measurement is done in states with using lead shielding and without using of them for detectors. Procedure of experiment is follow as: the two detectors are placed vertically on side of the positron source without using of lead shielding. Spectrum of the entrane gamma to detectors were recorded in the coincidence state. Then detectors was designed to laed shielding. Two detectors were placed in front of the source and again Spectrum of the entrane gamma to detectors were recorded in the coincidence state. The measured area below of 511 gamma peak in gamma spectrum for different angles shows more narrow width for the case that lead shielding used than the case that lead shielding did not used and this is because of reducing campton effect by using lead shielding.
    Keywords: Coincidence, NaI(Tl) detector, Positron, source of sodium 22
  • Babak Khanbabaei *, Behnaz Kaleji, Misagh Kasaeian Pages 9-14
    Shock ignition (SI) is one of the attractive topics for inertial confinement fusion (ICF). This two-step ICF process separates fuel assembly and ignition, relaxing the driver requirements and promising high gains. One of the main concerns about current working on nuclear power Reactor is the potential hazards of their radioactive waste. In the design of future fusion power plants, there still exist radiological hazards due to accumulation of byproduct tritium in blanket layer and also collisions between 14.1MeV neutrons released from Deuterium- Tritium(DT) fusion reaction and nearly all fusion reactor building materials. Therefore, in this paper, ignition requirements and fuel gain of non-equimolar DT fuel pellet have been studied in SI scheme. Our calculations show that the hot-spots formation conditions depend on densities of hot-spot and its surrounding cold fuel. Finally, the role of physical parameters on energy gain is investigated, including fuel mass, the ratio of hot- spot pressure to cold fuel pressure, different tritium weight fractions and isentrope parameter.
    Keywords: inertial confinement fusion, shock ignition, fuel gain, isentrope parameter
  • Mostafa Hasanzadeh * Pages 15-24
    Abstract: Since the neutronic calculation of a nuclear reactor is a basis for designing other parameters such as thermal hydraulic, safety, etc., thus, in this work the neutronic and kinetic parameters of the next generation SMR reactor called NuScale have been calculated and analyzed. These parameters include the effective multiplication factor (keff), neutron flux, axial and radial power peaking factor, effective delayed neutron fraction and prompt neutron lifetime. Moreover, the burn up calculation is performed to find the mass changes in fissile isotopes such as 235U and 239Pu, burnable poison material and some of important fission fragments. The acid boric concentration in the coolant has been found about 1.8 g/kg in the criticality condition. Also, the average values of thermal, epithermal and fast neutron fluxes are obtained about 1.85×1013, 8.79×1013 and 3.67×1013□(n/(〖cm〗^2.s)), respectively. In addition, the values of neutronic and kinetic parameters are decreased in the present of acid boric. The results show that in the beginning of cycle (BOC) the keff value is decreased suddenly due to Xe production and then the neutron absorption by Gd burnable poison. Afterwards, this parameter is increased due to the production of fission fragments and the spatial self-shielding property of Gd fuel rods. Finally, we can see that Gd burnable poison causes increasing of the value of keff parameter in during the cycle.
    Keywords: neutronic, kinetic parameters, acid boric, burnup, MCNPX code, NuScale reactor
  • Sajjad Moniri, Peyvand Taherparvar * Pages 25-32
    Scientists, based on the evidence, believe that nearly 4 percent of the universe is visible and the remaining 96 percent consists of dark matter and dark energy. Hereby, the development of the accelerator technology and high energy physics were considered extensively.
    ILC is the most powerful of proposed accelerator that is planned to have collision energy of 500GeV initially, with the possibility for a later upgrade to 1000GeV (1 TeV). The most powerful of proposed accelerator that is an alternative for the LHC accelerator is ILC. After being accelerated to the desired energy in a linear accelerator, beam could be transport from the exit of the main linacs to the interaction point. Since we need maximum possibility in the interaction point, beam lines are equipped with electromagnetic multipoles for beam transport and focusing, in such systems. Due to energy loss by beam passing through the electromagnetic multipoles, beam line designing is important to conserve beam energy in beam transport. In this paper, simulation of BDS was done by use of the BDSIM-Geant4 code. Then, beam characteristics were evaluated by use of the some criteria such as emittance. We estimated the distribution of particles at the beginning and end of the BDS line, to find minimum beam size at the interaction point. Finally the amount of energy loss within 100 meters of the lines was studied.
    Keywords: ILC, BDSIM-Geant4, Multipole Electromagnets, Energy Loss
  • Majid Ghasabian, Saed Talebi * Pages 33-46
    Safe operation and maximum burning of fuel material are two issues that are recently considered in nuclear fuel rod fabrication industry. Any failure in nuclear fuel and cladding, such as fuel rod ballooning or pellet-clad high contact pressure, may cause release of radioactive fission fragments to the reactor coolant, which is an undesirable issue from the reactor safety point of view. To have a correct prediction of fuel rod performance used simulator codes, In this paper the simulation of mechanical part of Bushehr VVER-1000 fuel rods operation done with the rigid pellet and thin cylindrical model.
    Empirical relationships and numerical algorithms to solve equations somehow have been selected to mechanical parameters such as the fuel rod’s outer radius and stress-strain of clad are carefully prediction. Mechanical performance Simulations Results of VVER-1000 fuel rod in good agreement with FRAPCON-3.3 output. The models used in this paper can be used to evaluate the performance of future native reactor fuel rods.
    Keywords: Stress, Strain, Fuel Rod, Swelling, Densification
  • Hamidreza Khaleghi * Pages 47-59
    The Purpose of this study was to calculate kinetic parameters Tehran Research Reactor sensitivity analysis taking into account the effect of temperatures feedback using the code MCNPX. Kinetic parameters including effective delayed neutron fraction (βeff) and the mean generatin time (Λ). The exact calculation of these parameters is very important for immune function and Reactors control. And to play an important role in the analysis of the system dynamic. In this study by changing the temperature, and other materials used in the core of Tehran Research Reactor from 20 O C to 100 O C The effects of temperature change on the reactor kinetic parameters for both 70C and 60C library which are at 20 O C or 293 O K and for fuel enrichment 20% and 80% have been investigated. Results show that The effective multiplication factor (Keff) by changing temperature is reduced for both cross section and for both enrichment. And its value by increasing temperature in 70C library is more than 60C library in both Enrichment. The prompt life time (ℓ) and effective delayed nutron fraction(βeff) values rising temperature increases in both library and both enrichment. And the amount of them by increasing temperature in 70C library are more than 60C library in both enrichment. The amount of mean generation time (Λ) considering changes in temperature rise in 60C library is more than 70C library But generally such as prompt life time (ℓ) parameter by incrasing temprature shows an increasing trend in both 20% and 80% enrichment.
    Keywords: Temprature feedbacks, Cross section, Tehran reactor, Kinetic parameters, MCNPX code