فهرست مطالب

تابش و فناوری هسته ای - سال چهارم شماره 2 (تابستان 1396)

نشریه تابش و فناوری هسته ای
سال چهارم شماره 2 (تابستان 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/06/30
  • تعداد عناوین: 6
|
  • رضا پورایمانی*، سیدمحسن مرتضوی شاهرودی، راحله قهری صفحات 1-11
    انسان ها همواره در معرض تابش های یون ساز قرار دارند مقدار این تابش ها بستگی به نوع سنگ، خاک و منطقه جغرافیایی دارد. در این پژوهش پرتوزایی و پارامترهای رادیولوژیکی سنگهای آذرین منطق الوند همدان در سطح 400 هکتار مورد بررسی قرار گرفت. دز معادل جذبی سالیانه غدد برای نمونه ها از 45/3±11/126 تا 43/28±25/1984 با میانگین90/639 بر حسب μSv/y تغییر می کند که بطور متوسط بیشتر ازمیانگین جهانی (35/416) است. خطر ابتلا به سرطان درطول عمر (ELCR) برای نمونه های مورد مطالعه محاسبه گردید که در محدوده 3-10×(07/0- 27/1) با میانگین 3-10×41/0 قرار دارد. برای تمامی نمونه ها به جز نمونه با کد PGG(W) کمتر از حداکثر مقدار مجاز (3-10) بدست آمد. میانگین ELCR برای نمونه ها بیش ازمیانگین جهانی (3-10×29/0) می-باشد. مقدار شاخص گاما )7(I برای نمونه های مورد مطالعه در این پژوهش از 27/0 تا 53/4 با میانگین 45/1 متغیر است که مقدار این شاخص ها برای اکثر نمونه ها بیشتر از یک بدست آمد. برای ایمن بودن منطقه این کمیت باید کمتر از یک باشد که نتایج این پژوهش نشان می دهد از نظر میزان پرتو های گاما منطقه ایمن نمیباشد.
    کلیدواژگان: سنگ آذرین، پرتوزایی طبیعی، ELCR، AGDE
  • عارف الدین زرنوشه فراهانی * صفحات 12-18
    محاسبه و آنالیز حساسیت پارامترهای ترموهیدرولیکی محفظه ایمنی ساختمان راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر در اثر حادثه از دست دادن خنک کننده مدار اصلی بررسی رفتار فشار هوای درون محفظه ایمنی ساختمان راکتور (کانتینمنت) در اثر حادثه LOCA و حساسیت آن نسبت به دمای داخل و بیرون محفظه ایمنی راکتور از جمله موارد حائز اهمیت در طراحی سیستم های ایمنی می باشد. در این پژوهش معادلات حاکم بر پدیده های مختلف درون محفظه ایمنی راکتور پس از وقوع حادثه مذکور با استفاده از برنامه VisualBasic مدلسازی شده است.در ادامه نتایج حاصل از مدلسازی و حساسیت فشار و دمای درون محفظه ایمنی راکتور نیروگاه هسته ای بوشهر مورد بررسی قرارگرفته است، که نشان دهنده ناچیز بودن اثرات تغییر دمای هوای درون و بیرون محفظه ایمنی راکتور بر روی فشار و دمای مخلوط هوا و سیال انتقالی از مدار اولیه ناشی از حادثه می باشد.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، محفظه ایمنی ساختمان راکتور، نرم افزارVisualBasic، حادثهLOCA
  • سامان تشکر * صفحات 20-27
    هدف از این تحقیق، بررسی رفتار ترموهیدرولیکی نانوسیالات آلومینا به عنوان خنک کننده در بسته سو خت رآکتور HPLWR می باشد. راکتورهای آب سبک با بازده بالا (HPLWR) یکی از انواع راکتورهای آب سبک در فشارفوق بحرانی(SCWR) می باشد که توسط اتحادیه اروپا مورد مطالعه و طراحی قرار گرفته است. این نوع راکتور نسبت به سایر راکتورها دارای تکنولوژی ساده تر ، بازده بالا و دبی سیال خنک کننده کمتر می باشد. هیچ گونه جوششی در این نوع راکتور وجود نخواهد داشت. معادلات بقا با بکارگیری روش حجم محدود جداسازی شده و دستگاه معادلات جبری غیر خطی بدست آمده توسط روش های عددی حل شده اند. نتایج بدست آمده از بررسی غلظت های مختلف نانوذره آلومینا در خنک کننده و کندکننده با نتایج سیال آب مقایسه شده است. نتایج اولیه نشان دادند در غلظت های پایین (کمتر از 1/0 درصد کسر حجمی) استفاده از نانوسیال آلومینا به عنوان خنک کننده در قلب رآکتور HPLWR از سایر غلظت های مورد بررسی مناسب تر می باشد.
    کلیدواژگان: نانوسيال، آناليز ترموهيدروليکي، فشار فوق بحراني
  • مهدی امیری *، محمدحسین شریفیان دوایی، علی ضاحیان صفحات 28-38
    ارزیابی نیروگاه های هسته ای از نقطه نظر ایمنی و صرفه اقتصادی نیازمند آگاهی از چگونگی رفتار سوخت در شرایط متفاوت می باشد. بررسی وضعیت ناحیه حاشیه ای قرص های سوخت هسته ای به دلیل آزادسازی بیش از اندازه گازهای حاصل از شکافت، کاهش ضریب هدایتی و مصرف بالای سوخت در این ناحیه در مقایسه با نواحی داخلی قرص سوخت از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. به دلیل اهمیت رفتار سوخت در مصارف بالای سوخت، در این مقاله، کمیت های متفاوتی مانند توزیع محصولات شکافت، مصرف سوخت و دانسیته اتمی آکتینیدها و اختلافشان در راستای شعاعی قرص با افزایش مصرف سوخت و سایر عوامل مانند دما و دانسیته توان در یک قرص سوخت راکتور VVER-1000 در شرایط کارکرد راکتور توسط کد MCNPX2.7 مطالعه شده است. برای محاسبه توزیع شعاعی دما و تحلیل اثر مصرف سوخت بر روی آن، برنامه ای به زبان FORTRAN نوشته شد، که در آن با استفاده از روابط انتقال حرارت موجود به بررسی رفتار سوخت می پردازد. نتایج حاصل، توانایی انجام محاسبات شعاعی با مدل ارائه شده در MCNPX2.7 و برنامه ی مذکور را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: توزیع شعاعی مصرف سوخت، FORTRAN، کد MCNPX، راکتور VVER، 1000
  • بهنام عسگری لجایر *، نصرت الله نجفی، ابراهیم مقیسه صفحات 39-51
    با صنعتی شدن کشورها و افزایش غلظت آلاینده های مختلف در محیط زیست، توسعه فن آوری های جدید به خصوص فن آوری هسته ای مانند روش پرتودهی یون ساز برای حذف آلاینده های زیست محیطی مطرح شده است. در توسعه روش های جدید باید هر دو شرایط مقدور به صرفه بودن و سازگاری آن با محیط زیست مورد توجه باشد. از پرتوهای یون ساز، پرتو گاما و بیم الکترون امکان استفاده برای حذف آلاینده و تصفیه آب، پساب و لجن فاضلاب را دارد. کاربرد پرتو بیم الکترون برای تصفیه و گندزدایی آب یا پساب در مقیاس صنعتی به دلایل مزایای آن از قبیل تولید مقادیر زیاد رادیکال های آزاد در واحد زمان، کاهش دز و هزینه پرتوتابی، عدم وجود هزینه های تعویض منبع رادیوایزوتوبی گاما و کاهش فعالیت سالانه آن، نبود منبع رادیواکتیو، کنترل راحت در موارد اضطراری، تعمیر، نگهداری و خاموش و روشن کردن آنی بر پرتو گاما ترجیح داده می شود. اکثر تحقیقات آزمایشگاهی پرتوهای یون ساز، به دلیل سهولت انجام با استفاده از پرتو گاما مخصوصا چشمه کبالت -60 انجام می شود. در دنیا کاربرد پرتوهای یون ساز در مقیاس صنعتی در سال های اخیر روند رو به رشدی داشته است. با ساخت و بهره برداری از تصفیه خانه ها در ایران، ظرفیت تولید لجن و فاضلاب و ضرورت استفاده ایمن از آنها به عنوان کود یا منابع آب در کشت محصولات کشاورزی افزایش یافته است. از سوی دیگر، با اجرای برنامه جامع اقدام مشترک (برجام) با کشورهای پیشرو، زمینه سازی برای انجام تحقیقات و طراحی و ساخت سامانه های پرتودهی برای گندزدایی لجن و فاضلاب به صورت صنعتی، امری اجتناب ناپذیر می باشد.
    کلیدواژگان: آلاینده های زیست محیطی، پرتوهای یون ساز، سامانه های پرتودهی، فن آوری هسته ای
  • سپیده غلامی*، علیرضا صدرممتاز، پیوند طاهرپرور صفحات 52-64
    نوترون ها کاربرد های زیادی در زمینه های مختلف مانند صنعت و پزشکی دارند. در تاسیسات هسته ای و به ویژه در تولید برق نیز با این گونه پرتوها مواجهیم. به همین دلیل دزسنجی نوترون برای حفظ سلامتی کارکنان و بیماران در معرض این پرتو، مسئله ی بسیار مهم و حیاتی است. چشمه های رادیوایزوتوپی نوترون علاوه بر نوترون، پرتو گاما نیز تولید می کنند و میدان های نوترونی اطراف این چشمه ها، میدان های مختلط نوترون-گاما هستند. از روش های دزیمتری میدان نوترونی می توان به روش فعال سازی فویل طلا و روش استفاده از یک زوج دزیمتر ترمولومینسانس اشاره کرد. یکی از راه های موثر دزیمتری نوترون، استفاده از زوج دزیمتر ترمولومینسانس TLD-600/700 است. TLD-600 به علت غنی بودن از Li6 (که دارای سطح مقطع جذب نوترون حرارتی بالایی است) به نوترون حرارتی حساس است اما TLD-700 در شارهای پایین حساسیتی به نوترون حرارتی ندارد. در این مقاله به منظور اندازه گیری میزان دز نوترونی حاصل از چشمه ی نوترونی Ra-Be موجود در آزمایشگاه هسته ای دانشکده ی علوم پایه دانشگاه گیلان، از 6 زوج دزیمتر TLD-600/700 در سه فاصله ی 7، 14 و 20 سانتی متری از چشمه استفاده شد. سرانجام با محاسبه ی دز نوترونی به کمک شار چشمه و برآورد ضریب کالیبراسیون، میزان دز اندازه گیری شده توسط TLDها تعیین و با مقدار دز محاسبه شده مقایسه شد.
    کلیدواژگان: چشمه نوترونی، دزیمتر ترمولومینسانس، دزیمتری نوترون، میدان آمیخته نوترون، گاما
|
  • Reza Pourimani *, Seyed Mohsen Mortazavi Shahroudi, Raheleh Ghahri Pages 1-11
    Humans are usually exposed to ionizing radiations. Quantity of this radiation depends on kind of rocks, soils and geographical zone. In this research investigated radioactivity and radiological parameters of igneous rocks of Alvand zone in Hamadan in 400 hectares area. Annual Gonadal Dose Equivalent (AGDE) for samples varied from 126. 11 ± 3. 45 to 1984. 25 ± 28. 43 with average 639. 90 in µSv/y that is more than world average (416. 35). Excess Lifetime Cancer Risk (ELCR) for samples calculated which are in range (1. 27-0. 07) ×10-3 with average of 0. 41× 10-3. For all samples except sample with PGG (W) code are less than maximum acceptable value. Mean of ELCR for samples is more than world average. The I7 value for studied samples in this research varied from 0. 27 to 4. 53 with mean 1. 45 which for most samples are more than unity. For safety the region, this quantity should be less than one. The results of this study show that the amount of gamma rays is not safe for population.
    Keywords: : Igneous rocks, Natural radioactivity, AGDE, ELCR
  • Arefeddin Zarnousheh Farahani * Pages 12-18
    Pressure investigation of air reactor containment at LOCA accident and sensitivity to inside and outside temperature of the reactor containment, include significant issues in the design of safety systems. In this study, the governing equations of different phenomena inside the reactor containment after accident has been modeled using visual basic. Following the results of modeling and sensitivity of temperature and pressure inside the BNPP containment is discussed, that represents insignificant effects of air changes in inside and outside temperature reactor containment on the pressure and temperature of the mixture of air and liquid is circuits caused by the accident.
    Keywords: Sensitivity Analysis, Reactor Containment, Visual Basic, LOCA Accident
  • Saman Tashakor * Pages 20-27
    The present article is a thermal–hydraulic analysis of the nanofluid in HPLWR fuel assembly. The High-Performance Light Water Reactor (HPLWR) is the European version of the Supercritical-pressure Water Cooled Reactor (SCWR). Light water reactors at supercritical pressure, being currently under design, are the new generation of nuclear reactors. Supercritical water cooled reactors (HPLWR & SCWR) are essentially light water reactors (LWRs) operating at higher pressure and temperature. HPLWRs achieve high thermal efficiency (i.e., about 45% vs. about 35% efficiency for advanced LWRs) and are simpler plants as the need for many of the traditional LWR components.The governing equations include energy, mass and momentum equations beside thermal–hydraulic equations are solved numerically using the finite volume (upwind) method. Thermal hydraulic results using nanofluid in coolant and moderator channel are discussed and compared to pure water results. The achieved results show that the Al2O3 with volume fraction less than 0.1 percent is the optimum case.
    Keywords: Nanofluid, Thermal–hydraulic analysis, HPLWR, supercritical pressure
  • Mahdi Amiri *, Mohammad Hossein Sharifian Davaei, Ali Zahian Pages 28-38
    A fundamental knowledge of fuel behavior in different situations is required for safe and economic assessment nuclear power generation. Analysis of nuclear fuel pellet rim region is most importance, due to excessive fission gases release, reduce conductivity and high burnup in this region compared to inside regions the pellet. Due to the importance of a fuel rod behavior modelling in high burnup, in this study, the radial distribution of fission products, burnup and actinides atom density and their variations by increasing burnup and other factors such as temperature, enrichment and power density are studied in a fuel pellet of a VVER-1000 reactor in an operational cycle using the MCNPX 2.7 Monte Carlo code. To calculate the radial distribution of temperature and analyze the impact on burnup, the program was written in FORTRAN, which uses heat transfer relationship to investigate the behavior of fuel. The results, has been shown ability to do radius calculations with the model presented in MCNPX2.7 and mentioned program.
    Keywords: radial burnup distribution, MCNPX code, FORTRAN, VVER-1000 reactor
  • Behnam Asgari * Pages 39-51
    With industrialization of countries and increasing concentrations of various pollutants in the environment, developing new technologies especially nuclear technology such as ionizing radiation has been proposed for removing of environmental pollutants. In development of new methods have both conditions economically feasible and environmentally friendly. From the ionizing radiation, gamma and electron beam radiations may be used to removing contaminants and refinement of water, sewage effluent and sludge. The use of electron beam radiation for treatment and disinfection of water or effluent on industrial scale is preferred to gamma radiation due to its advantages such as generating high levels of free radicals in time, lack of replacement costs and reducing annual activity radioisotope’s gamma source, no radioactive source, comfortable control in emergencies, repairs, maintenance and switching on and off immediately. Most laboratory studies of ionizing radiation, are done by using gamma radiation especially cobalt-60 source due to ease of using gamma ray Application of ionizing radiation on industrial scale has been growing in recent years in the world. With the construction and operation of the treatment plants in Iran, the production capacity of wastewater and sewage sludge and the necessity of their safe using as fertilizer or water resources have been increased in agricultural crops. On the other hand, by implementing Joint Comprehensive Plan of Action (JCPOA) with the leading countries in laying the groundwork is inevitable to carry out research, design and construction of irradiation systems for disinfection of wastewater and sewage sludge on industrial scale.
    Keywords: Environmental contaminants, Ionizing radiation, Irradiation systems, Nuclear technology
  • Sepideh Gholami *, Alireza Sadremomtaz, Peyvand Taherparvar Pages 52-64
    Neutrons have many applications in various fields, such as industry and medicine. In nuclear facilities, and especially in electricity production, we are faced with such radiation. Because of this, determination of neutron dose is critical for the health of workers and patients exposed to this beam. The neutron radioisotope sources produce gamma rays in addition to the neutron, and the neutron fields around these sources are mixed-field neutron-gamma fields. Different methods of dosimetry of the neutron field include the method of gold foil activation and the method of using a thermoluminescence dosimeter pair. One of the effective ways of neutron dosimetry is the use of the TLD-600/700 thermoluminescence dosimeter pair. The TLD-600 is sensitive to thermal neutrons due to the richness of 6Li (which has a high thermal neutron absorption cross section) but the TLD-700 does not have thermal neutron sensitivity in low fluxes. In this paper, to measure the neutron dose from the Ra-Be neutron source in the core laboratory of the Faculty of Science of the University of Guilan, six TLD-600/700 dosimeters were used in three intervals of 7, 14 and 20 cm from the source. Finally, by calculating the neutron dose through the source flux and estimating the calibration coefficient, the dose rate measured by the TLDs was determined and compared with the calculated dose rate.
    Keywords: neutron source, thermoluminescence dosimeter, neutron dosimetry, neutron-gamma mixed field