مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1396 | دوره:- | شماره:81 |تعداد مقالات:11

مقوله ی ایمنی و دسته بندی مرتبط با آن، از مسائل مهم در همه ی زمینه های صنعت هسته ای، و به ویژه راکتورهای هسته-ای است. از جمله مهم ترین جنبه ی ایمنی در راکتورهای هسته ای، وجود سیستم های خاموشی است که هر راکتور حداقل یکی از آن ها را دارد. یکی از قابلیت هایی که می تواند ایمنی یک راکتور هسته ای را بالا ببرد اضافه کردن یک سیستم خاموشی دیگر به آن است. برای انجام هر تغییری مثل طراحی و جا نمایی سیستم خاموشی دوم در راکتور، توجه به ویژگی های خاص هر راکتور و معیارهای مبنای طراحی از جمله افزونگی، تنوع، استقلال، معیارهای تک نقص و حالت خود ایمن، ضروری است. یک سیستم خاموشی دوم برمبنای تزریق جاذب نوترون برای راکتور تحقیقاتی تهران با توجه به معیارها و الزامات مربوط به این راکتور طراحی شده است. طرح پیشنهاد شده اعتمادپذیری بالایی دارد که توانایی براورده کردن مهم ترین شرط طراحی، یعنی داشتن راکتیویته ی منفی مورد نیاز را داشته باشد. علاوه بر این بتواند راکتور را در بازه ی زمانی مشخص، با حاشیه ی ایمنی لازم و برای مدت زمان مورد نیاز زیر بحرانی کند. محاسبات و شبیه سازی ها با استفاده از کد محاسباتی MCNPX انجام شده است. این طرح اندکی اثر منفی روی مشخصه های مختلف قلب دارد که با بهینه-سازی ساختار طراحی شده، آثار منفی ناشی از به کارگیری سیستم خاموشی دوم کمینه شده است.

فرایند تلاشی، یکی از مهم ترین روش های تولید نوترون در صنعت، پزشکی و غیره است. هم چنین از دیگر کاربردهای این فرایند، استفاده از آن در قلب راکتورهای زیربحرانی است. در این پژوهش، با استفاده از کد MCNPX، یک بررسی نوترونی بر روی هدف های تلاشی شکافت پذیر شامل اورانیم-238 و توریم-232 صورت گرفته است. پارامترهای بهره ی تولید نوترون و انرژی انتقال یافته، شکل هندسی هدف، طیف زاویه ای خروجی نوترون ها، نرخ تولید گاز و طیف جرمی عناصر باقی مانده برای هدف های تلاشی مورد نظر بررسی شده اند. نتایج نشان می دهد که شکل هندسی، در طیف خروجی نوترون بیش-ترین تأثیر را داشته است، ولی بر روی طیف اتم های تولیدی اثری ندارد. در انرژی های بالاتر از GeV 1، تعداد نوترون های تولیدی در واحد انرژی به حالت پایدار می رسد و نرخ تغییرات تولید نوترون ها بعد از آن کاهش می یابد. علاوه بر این، هیدروژن عامل اصلی در ایجاد تورم در هدف تلاشی است و حدود 88% از گاز تولیدی را تشکیل می دهد.

در این مقاله به بررسی تابع توزیع چگالی نوری حاصل از فیلم رادیوگرافی در ولتاژهای 80 الی kV 120 پرداخته شده است. صفحات فولادیcm230×30 به ضخامت های 2 و mm 8 براساس استانداردهای اروپایی با شدت جریا ن ها و زمان های مختلف تحت تابش قرار گرفته اند. اطلاعات فیلم های رادیوگرافی با اسکنر لیزری به داده های عددی بر مبنای داده های 8 بیتی با قدرت تفکیک dpi 3200 تبدیل شده اند. هیستوگرام های حاصل از این اسکن ها با تمام توابع احتمال موجود مقایسه شده اند. به علت فراوانی توابع احتمال، ابتدا میزان انطباق آن ها بر بهترین و ساده ترین هیستوگرام بررسی شد. سپس توابع انتخاب شده برای فیلم های باقی مانده به کار رفتند. به این ترتیب بهترین تابع توزیع احتمال مشخص شد. همین مراحل برای عیوب رادیوگرافی نیز به اجرا درآمدند. هم چنین میزان انطباق توابع توزیع احتمال به کار برده شده برای حالت زمینه و عیوب نیز بررسی شد.

از آن جا که فرونشانی موضعی، عامل ناپایداری حرارتی-الکتریکی در مگنت های ابررساناست، اگر انرژی موضعی از حد معینی که به آن حداقل انرژی فرونشانی (MQE) گفته می شود بیش تر شود، ناحیه ی عادی در ابررسانا منتشر خواهد شد. بنابراین، نرخ رشد ناحیه ی عادی به عنوان سرعت انتشار فرونشانی (ν q) عامل مهمی در آشکارسازی فرونشانی و حفاظت محسوب می شود. در این مقاله، با اِعمال تپ های حرارتی موضعی، MQE به عنوان معیاری از پایداری، و ν q به عنوان کمیت خود-محافظی ابررسانا در برابر فرونشانی بر روی طول کوتاهی از نوار ابررسانای دمابالای Bi-2223/AgMgاندازه گیری شده است. علاوه بر این، وابستگی MQE و ν q به جریان کاری بررسی شد به طوری که با افزایش جریان، نرخ کاهش MQE و نرخ افزایشν q به دست آمده است. این آزمایش-ها تحت بخار نیتروژن و بدون اِعمال میدان مغناطیسی انجام شده است.

در این پژوهش، ماده ابررسانای سرامیکی پایه-بیسموت (BSCCO) به روش رسوب الکتروشیمیایی تهیه، و خواص آن مطالعه شده است. الکترولیت مورد استفاده بر پایه ی ترکیبات نیترات بیسموت [Bi(NO3)3]، نیترات مس [Cu(NO3)2]، نیترات کلسیم [Ca(NO3)2] و نیترات استرانسیم [Sr(NO3)2] در حلال دی متیل سولفواکسید [DMSO, (CH3)2SO] است. [CH3)2SO, DMSO] از آند مسی (Cu) و کاتد نقره ای (Ag) برای تهیه ی رسوب الکتروشیمیایی استفاده شده-است. در شرایط اختلاف پتانسیل 5V و دمای 0C 55، بهینه پتانسیل و دما برای تولید رسوب ماده ی ابررسانا مشاهده شد. طیف پراش پرتو-ایکس (XRD)، وجود فاز 2212-BSCCO را در نمونه تأیید کرد. این نمونه، یک ساختار نانو-برگ شکل با دمای گذار (Tc) 85 K را نشان می دهد.

در کار تحقیقاتی حاضر، مقادیر بالای یون فلوئورید موجود در پسماند های حاصل از بازیابی اورانیم از سه دسته ته ماند کف استخرهای کارخانه ی فراوری اورانیم (C36، C37 و56P)، با استفاده از روش ترسیب شیمیایی حذف شد. در این روش از کلسیم کلرید به دلیل حلالیت بالاتر آن در آب و تولید مقادیر لجن کم تر نسبت به سایر ترکیبات کلسیم دار، به عنوان عامل رسوب دهنده استفاده شد و پارامترهای مؤثر بر میزان حذف این عنصر از پسماند ها نظیر انتخاب نوع منعقدکننده و غلظت بهینه ی آن، PH، نسبت کلسیم به فلوئورید، زمان و سرعت هم زدن، زمان پیرسازی و دمای رسوب گیری بهینه سازی شدند. نتایج حاصل از این آزمایش ها نشان داد که بهره ی حذف فلوئورید در هر سه دسته پسماند مورد مطالعه به پارامترهای ذکر شده به غیر از دما وابسته است. هم چنین برخلاف محاسبات تئوری (به دلیل حضور سایر کاتیون ها و آنیون های موجود در ماتریس پسماند ها وکمک در ترسیب فلوئورید) میزان باقی مانده ی فلوئورید در پسماند نهایی برای هر سه دسته C36، C37 و56P به ترتیب به 3. 6، 5. 8 و mg/l 4. 6 کاهش یافت که با اندکی رقیق سازی به زیر حد مجاز رسید و بنابراین قابل دورریزی مستقیم به محیط زیست خواهد بود. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که استفاده از کلسیم کلرید در شرایط بهینه سازی شده ی پارامتر های مورد بررسی، عامل ترسیب دهنده ی مناسبی برای کاهش مؤثر مقادیر بسیار بالای فلوئورید از نمونه های حقیقی است. هم چنین آزمایش-های انجام شده با نمونه ی صنعتی کلسیم کلرید تکرار نتایج فوق را نشان می دهد که قابلیت صنعتی شدن این روش را اثبات می کند.

براساس مقررات IAEA و USNRC، محاسبه ی جنبش نیرومند زمین در هنگام زلزله، برای طراحی سازه های حاوی مواد پرتوزا، به ویژه نیروگاه های اتمی از اهمیت زیادی برخوردار است. در صورت عدم به کارگیری مطالعات دقیق لرزه خیزی و وقوع زلزله های شدید، آلاینده های بسیاری از انواع مواد پرتوزا در محیط رها می شوند و ضررهای جانی و مالی جبران ناپذیری به تأسیسات هسته ای، مردم و محیط زیست وارد خواهد شد. در این پژوهش به منظور ارائه ی روابط کاهندگی معتبر برای منطقه ی مهم بوشهر، از شبیه سازی جنبش نیرومند زمین به روش تصادفی (احتمالی) گسل محدود استفاده شده است. نتایج به دست آمده از شبیه سازی و نیز رابطه ی کاهندگی حاصل، با نتایج استخراج شده از روابط معتبر جهانی و روابط ارائه شده برای منطقه ی زاگرس مقایسه شده اند و هم خوانی خوبی را نشان می دهند. مدل پیشنهادی در این مطالعه، رابطه ی کاهندگی تئوری-تجربی برای منطقه ی حساس بوشهر است که می تواند برای ارزیابی ایمنی نیروگاه اتمی موجود، و برای طراحی واحدهای جدید نیروگاه اتمی در این منطقه استفاده شود.

تابش دهی گاما به علت بازدارندگی رشد میکروبی در میوه های تازه، می تواند ایمنی و ماندگاری آن ها را افزایش دهد. در این پژوهش میوه ی زرشک تازه تحت تأثیر تابش گاما در دزهای 0. 5 تا kGy2 قرار گرفت و برخی از ویژگی های فیزیکوشیمیایی، میکروبی و حسی آن در طی 40 روز نگه داری ارزیابی شد. در طی نگه داری، روند کاهشی اسیدیته و افزایشی pH و محتوای مواد جامد محلول در اثر تابش دهی مشاهده شد. از نظر اُفت وزن، تفاوت معنی داری بین شاهد و تیمارها مشاهده نشد. بلافاصله پس از تابش دهی، محتوای ترکیبات فنولی و آنتوسیانین کل با افزایش دز تابش دهی کاهش یافت و این روند کاهشی در طی نگه داری نیز مشاهده شد. تابش دهی، شاخص های رنگ میوه ی زرشک را تحت تأثیر قرار نداد، اما در طی نگه داری به صورت معنی داری کاهش یافتند. تابش دهی به ویژه در دزهای بالاتر از kGy 1. 5 سبب بازدارندگی رشد میکروبی در طی دوره ی نگه داری شد. براساس نظر ارزیاب ها، نمونه های تابش دهی شده در دزهای بالاتر از kGy 1. 25 در انتهای دوره ی نگه داری قابل مصرف بودند. به طور کلی، با توجه به تأثیر تابش بر ویژگی های فیزیکوشیمیایی، میکروبی و حسی، دامنه ی دز 1. 25 تا kGy 2 برای افزایش ماندگاری میوه ی زرشک می تواند استفاده شود.

سازوکار شتاب دهی پروتون از غلاف تشکیل شده در پشت هدف آلومینیم در برهم کنش لیزر با قطبش P، با پهنای زمانی fs 40 < و شدت Wcm-2 3. 6×1019به طور تجربی و شبیه-سازی مطالعه شده است. نتایج نشان دادند که انرژی ماکزیمم و هم چنین تعداد پروتون های شتاب گرفته با اِعمال چِرپ مثبت در مقایسه با حالت برهم کنش بدون چِرپ و چِرپ منفی افزایش می یابد. سپس فرایند گرم شدن الکترون ها در برهم کنش با پالس لیزر با چِرپ مثبت و منفی بررسی، و رابطه ی بین پارامتر چِرپ و میدان الکترواستاتیکی تولید شده در پشت هدف مطالعه شده است. نتایج شبیه سازی نشان دادند که در برهم کنش لیزر با چِرپ مثبت در مقایسه با چِرپ منفی و حالت بدون چِرپ، فرایند گرم شدن الکترون ها و هم-چنین میدان الکتریکی ایجاد شده به منظور شتاب دهی پروتون ها، افزایش چشم گیری می-یابد.

آمونیوم اورانیل کربنات یکی از محصولات میانی در فرایند تبدیل کیک زرد به گاز هگزا فلوراید اورانیم است که با تزریق محلول آمونیوم کربنات به محلول اورانیل نیترات تولید می شود. بهره ی رسوب دهی آمونیوم اورانیل کربنات، مهم ترین پارامتر این فرایند محسوب می شود، زیرا مورفولوژی و توزیع اندازه ی ذرات پودر آمونیوم اورانیل کربنات تولیدی در این فرایند به علت تبدیل شدن به هگزا فلوراید اورانیم اهمیت چندانی ندارد. در این پژوهش، به صورت تجربی تمامی پارامترهای فرایندی اثرگذار بر بهره ی رسوب دهی آمونیوم اورانیل کربنات در این فرایند بررسی، تحلیل شده است. نتایج نشان داد که پارامترهای دبی محلول آمونیوم کربنات، زمان ماند، سرعت هم زن، الگوی تزریق محلول آمونیوم کربنات، و دمای رسوب دهی تأثیر چندانی بر کارایی رسوب دهی ندارند. افزایش پارامترهای نسبت مولی آمونیوم کربنات به اورانیل نیترات، درصد وزنی محلول آمونیوم کربنات، و غلظت اورانیم محلول اورانیل نیترات، سبب افزایش بهره ی رسوب دهی می شود. هم چنین افزایش نسبت مولی یون های کربنات به آمونیوم در محلول آمونیوم کربنات سبب کاهش بهره می شود.