دکتر محسن شریف زاده
-
توپک رانی در صنایع نفت و گاز از فرآیندهای مرسومی است که به منظور حذف رسوبات درون خطوط لوله و نیز انجام برخی آزمون های غیرمخرب صورت می پذیرد. از طرفی به دلیل انشعابات مختلف در مسیر خط لوله اصلی جریان امکان توقف توپک وجود دارد. راهکار مناسب به کارگیری درپوش های مشبکی است که نه تنها مانع از گیر کردن توپک شود بلکه تضمین عبور جریان از کلیه خطوط اصلی و فرعی را نیز شامل شود. بنابر اظهار نظر بازرسان فنی اطلاعات جامعی از حضور/عدم حضور این درپوش ها در تعداد زیادی از انشعابات وجود ندارد. دوربین پرتونگاری به دلیل انرژی متوسط پرتو گسیلی و نیز ساختار هندسی آن فاقد توان لازم در تشخیص دو وضعیت حضور و عدم حضور درپوش در شرایط لوله پر است. در این کار تحقیقاتی بر روی طراحی مفهومی سیستم هسته ای بررسی قابلیت توپک رانی در محل انشعابات خط لوله در محیط شبیه ساز مونت کارلو تمرکز گردید. نتایج گویای این واقعیت است که در وضعیتی که چشمه و آشکارساز عمود بر محور انشعاب اصلی و فرعی و روبروی یکدیگر باشند حساسیت شمارشی و توان نفکیک بیشینه قابل دستیابی است. اختلاف نسبی شمارش حالات با و بدون حضور شبکه فلزی برای دو وضعیت پرشدگی لوله از هوا و نفت به ترتیب برابر با 8/53% و 1/57% است.کلید واژگان: طراحی مفهومی, توپک رانی, فناوری هسته ای, شبیه سازی, مونت کارلوPigging is one of the conventional processes in the oil and gas industries, which is done in order to remove sediments from pipelines and also perform some non-destructive tests. On the other hand, due to various branches in the main pipeline, there is a possibility of stopping the pig. The right solution is to use mesh caps that not only prevent the pig from getting stuck, but also guarantee the passage of flow through all the main and secondary lines. According to the opinions of technical inspectors, there is no comprehensive information about the presence/absence of these caps in a large number of branches. The industrial radiography lacks the ability to detect the presence and absence of the cap in a fully filled pipe due to the average energy of the emitted beam and its geometrical structure. It is focused on the conceptual design of the nuclear system for investigating the possibility of pigging in the location of pipeline branches in the Monte Carlo environment. Ultimately, the results show the fact that in the situation where the source and the detector are perpendicular to the axis of the main and secondary branches and facing each other, the maximum counting sensitivity and discrimination can be achieved. Moreover, the relative difference of two states with and without the presence of metal grid for two states of filling the pipe with air and oil is equal to 53.8% and 57.1%, respectively.Keywords: Conceptual Design, Pigging, Nuclear Technology, Simulation, Monte Carlo
-
در این مقاله، با استفاده از شبیه سازی مونت کارلوی نرم افزار MCNPX به طراحی و بهینه سازی ابعاد و فواصل بین آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی مورد استفاده در پایش گر دروازه ای پرتوهای گاما به منظور ساخت بر مبنای همین ابعاد بهینه شده، پرداخته می شود. مراحل تست و ارزیابی عملکرد پایش گر دروازه ای پرتوهای گاما بر اساس بخش آزمون های پذیرش پرتویی استاندارد کمیسیون بین المللی الکتروتکنیک به شماره IEC62244:2022 شامل آزمون هشدار کاذب، آزمون تاثیرات پس زمینه (بر روی عملکرد آشکارسازها)، آزمون آشکارسازی تابش گاما و آزمون پاسخ فراتر از محدوده، انجام پذیرفته است. نتایج آزمون های ارزیابی انجام شده، انطباق عملکرد این پایش گر دروازه ای با استاندارد IEC62244 را تایید می کند. بر این اساس می توان نتیجه گیری کرد که طراحی، شبیه سازی و جانمایی آشکارسازها با دقت کافی به انجام رسیده و مورد تایید است. همین طور حداقل اکتیویته قابل تشخیص دستگاه برای چشمه 60Co برابر با اکتیویته 7/0 میکروکوری و برای چشمه 137Cs برابر با اکتیویته 5/1 میکروکوری در 1 متری با سطح تبعیض ±2.7σ تعیین شد که قابل قیاس با پایش گرهای تجاری موجود است.
کلید واژگان: پایش گر دروازه ای پرتویی, سوسوزن پلاستیک, استاندارد IEC62244, شبیه سازی MCNPX, حداقل اکتیویته قابل تشخیصIn this paper, by using Monte Carlo simulation of MCNPX software, the design and optimization of the dimensions and distances between the plastic scintillation detectors used in the gamma ray portal monitor in order to build based on these optimized dimensions It can be. The test and performance evaluation steps of the gamma ray portal monitor based on the radiation acceptance test section of the International Electrotechnical Commission standard No. IEC 62244:2024 including the false alarm test, the background effects test (on the performance of the detectors), the gamma radiation detection test and the out-of-range response test is accepted. The results of the conducted evaluation tests confirm the compliance of this portal monitor with the IEC 62244 standard. Based on this, it can be concluded that the design, simulation and placement of the detectors have been done with sufficient accuracy and are approved. Also, the minimum detectable activity of the device for the 60Co source was equal to 0.7 microcurie activity and for the 137Cs source equal to 1.5 microcurie activity at 1 meter with a discrimination level of ±2.7σ, which is comparable to the available commercial monitors.
Keywords: Radiation Portal Monitor, Plastic Scintillator, IEC62244 Standard, MCNPX Simulation, Minimum Detectable Activity -
یکی از مراحل مهم در چرخه سوخت هسته ای غنی سازی اورانیوم است. ضروری است در مسیر رسیدن به اورانیوم با غنای موردنظر تاسیسات، فرایندهای کنترلی با استفاده از اندازه گیری مستمر صورت پذیرد. از طرفی به سبب قرارگیری در محیط با پرتوزایی خارجی بالا و نیز مستعد برای پرتوگیری داخلی اپراتور به ویژه هنگام کار با پودر اورانیوم ضروری است از ابزاردقیق با توانایی مانیتورینگ آنلاین و مداوم استفاده گردد که ابزاردقیق هسته ای جایگاه ویژه ای در این بین ایفا می کند. در این کار تحقیقاتی بر آن شدیم تا بر روی طراحی مفهومی سیستم اندازه گیری درصد غنا و وزن پودر اورانیوم تترافلوراید درون مخازن بارگیری و جابجایی موجود در صنعت هسته ای کار کنیم. بدین منظور و با هدف کاستن از هزینه ها و در عین حال حذف حداکثری خطای شمارش تمرکز بر روی خوانش صرفا پرتوهای گامای گسیلی از پودر و یا همراه با چشمه رادیواکتیو جانبی موردنظر قرار گرفت. اساس طراحی بر بهینه-سازی مکان هندسی آشکارساز/آشکارسازهای سوسوزن اطراف مخزن حاوی پودر اورانیوم تترافلوراید به منظور داشتن بیشینه دقت در اندازه گیری قرار گرفت. نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار مونت کارلو نشان می دهد به ازای درصدهای مختلف غنا و نیز ارتفاع های مختلف پودر اورانیوم درون مخزن استوانه ای قادریم در زوایای خاص بیشینه دقت را در اندازه گیری دو پارامتر درصد غنا و وزن پودر داشته باشیم.
کلید واژگان: اورانیوم, اورانیوم تترافوراید, توزین, غنا, طراحی مفهومی, اندازه گیریOne of the important steps in the nuclear fuel cycle is uranium enrichment. It is essential to carry out control processes using continuous measurement on the way to uranium with the desired enrichment of the facility. On the other hand, due to being in the environment with high external radiation and also suitable for internal exposure of the operator, especially when working with uranium powder, it is necessary to use accurate instruments with the ability to monitor online and continuously, which is a special place in the nuclear instrumentation. In this work, we decided to work on a conceptual design of the enrichment and weight measurement system for uranium tetrafluoride powder into loading and handling tanks in the nuclear industry. For this purpose, with the aim of reducing costs while eliminating maximum counting error, focus on reading only gamma rays emitted from powder or with radioactive lateral source was considered. The design was based on geometric location optimization of scintillating detector/detectors around the tank containing uranium tetrafluoride powder in order to have maximum accuracy in measurement. The simulation results in Monte Carlo software show that for different enrichment percentages and also different heights of uranium powder inside the cylindrical tank, we are able to have maximum accuracy in measuring two parameters of richness percentage and powder weight at specific angles.
Keywords: Uranium, Uranium Tetra Fluoride, Weighing, Richness, Conceptual Design, Measurement -
مجله پژوهش نفت، پیاپی 132 (آذر و دی 1402)، صص 129 -143
در فرآیند استخراج گاز و میعانات گازی از بستر دریا اغلب با جریانی چندفازی مواجه هستیم. جریان سیالات چندفازی برای عبور از لوله های انتقال نیازمند انجام جداسازی آب خروجی از سازند برروی سکوهای دریایی به منظور حذف اثرات خوردگی در تاسیسات پایین دست نظیر پالایشگاه می باشد. آب سازند اغلب پس از جداسازی وارد دریا می شود. مانیتورینگ آب سازند از نظر میزان شوری بخش مهمی از فرآیند اندازه گیری دبی مولفه های جریان چندفازی در محل جداساز توسط سیستم های میترینگ تک فازی است. نظر به وابستگی شدید پارامترهایی نظیر چگالی، ویسکوزیته و رسانایی الکتریکی سیال به میزان شوری، در این کار تحقیقاتی امکان طراحی مفهومی سیستم شوری سنج آب سازند بر مبنای تکنیک گاما را بررسی کردیم. به ازای تغییر در مشخصات کلیدی مربوط به شکل دهنده باریکه گامای گسیلی از چشمه رادیواکتیو کبالت-60 و با ملاحظات مربوط به ایمنی پرتوی پرسنل شرایط بهینه هندسی و ابعادی یکسوساز به منظور دست یابی به بیشینه دقت در تفکیک مقادیر مختلف کسر شوری نمک یدید سدیم در آب را به دست آوردیم.
کلید واژگان: طراحی مفهومی, شوری, تکنیک گاما, شبیه سازی, مونت کارلوPetroleum Research, Volume:33 Issue: 132, 2024, PP 129 -143In the process of extracting gas and condensate from the seabed, we often encounter a multiphase flow. Multiphase fluid flow to pass through the transmission pipes requires the separation of outgoing water from the formation on offshore platforms in order to eliminate corrosion effects in downstream facilities such as refinery. Formation water often enters the sea after separation. Water monitoring of the formation in terms of salinity is an important part of the process of measuring the volumetric rate of multiphase flow components at the separator site by single-phase metering systems. Considering the high dependence of parameters such as density, viscosity and electrical conductivity of fluid to salinity level, we decided to investigate the possibility of conceptual design of formation water salinity system based on gamma technique. The change in the key characteristics related to the gamma beam shaping module emitted from the cobalt-60 radioactive source and with the consideration of radiation safety of personnel, it was obtained the optimum geometric and dimensional conditions of the collimator in order to achieve maximum accuracy in different amounts of salinity fraction of sodium iodide salt in water measurement.
Keywords: Conceptual design, Salinity, Gamma technique, Simulation, Monte Carlo -
وقتی تنها از یک طرف با سازه در ارتباط هستیم، یکی از روش های ضخامت سنجی سازه های فولادی بکارگیری روش پراکنش کامپتون می باشد. در این مقاله به علت رفتار آماری شمارش پرتوهای پراکنده شده به بحث و بررسی دقت اندازه گیری ضخامت فولاد پرداخته شده است. با بکار گیری روش آزمایشی و مقایسه آن با شبیه سازی MCNP این دقت تا کمتر از 2/0 میلی متر بدست آمده است.
کلید واژگان: ضخامت سنجی, پراکندگی کامپتون, فولاد, دقت اندازه گیری ضخامت, شبیه سازی MCNPWhen there is limitation access to one side of the structure in industry, one of the best methods for thickness measurements is the Compton scattering. In this paper, due to the statistical behavior of dispersed beam counting, we discuss the accuracy of the measurement for steel thickness. Using the experimental method and comparing it with MCNP simulation code, the accuracy is obtained less than 0.2 mm.
Keywords: Thickness measuring, Compton scattering, Steel, Accuracy
- این فهرست شامل مطالبی از ایشان است که در سایت مگیران نمایه شده و توسط نویسنده تایید شدهاست.
- مگیران تنها مقالات مجلات ایرانی عضو خود را نمایه میکند. بدیهی است مقالات منتشر شده نگارنده/پژوهشگر در مجلات خارجی، همایشها و مجلاتی که با مگیران همکاری ندارند در این فهرست نیامدهاست.
- اسامی نویسندگان همکار در صورت عضویت در مگیران و تایید مقالات نمایش داده می شود.