طراحی کانال پرتودهی سنگ های توپاز و تحلیل نوترونی حرارتی آن در رآکتور تحقیقاتی تهران

هدف از این تحقیق، طراحی یک جعبه مناسب جهت پرتودهی سنگ های جواهراتی توپاز و بهبود پارامترهای نوترونی آن با حفظ شرایط لازم جهت خنک شوندگی آن ها در رآکتور تحقیقاتی تهران است. در این راستا با تعریف فیلتر نوترونی مناسب و شبیه سازی جعبه پرتودهی با استفاده از کد 7/2MCNPX در چیدمان قلب، پارامترهای نوترونی قلب محاسبه و بهترین هندسه جهت محاسبات دمایی انتخاب گردید. سپس اجزاء مختلف کانال و جعبه پرتودهی در نرم افزار Solidworks شبیه سازی و با استفاده از افزونه Flow Simulation آن، محاسبات حرارتی مساله اجرا شد. نتایج نشان داد که حضور آب در کانال پرتودهی و جعبه سنگ ها، با این که خنک سازی مناسبی برای سنگ های توپاز فراهم می سازد، اما به دلیل کند کردن نوترون های سریع موجب اکتیو شدن شدید سنگ ها می گردد. در حالی که با استفاده از یک لوپ بسته مستقل از آب استخر رآکتور و به کارگیری سیالی گازی مانند هوا، میزان شار نوترون های حرارتی و در نتیجه اکتیویته سنگ ها کاهش می یابد. هم چنین نتایج نشان داد که در این حالت با انتخاب سرعت مناسب سیال و تنظیم توان قلب، می توان شرایط قابل قبولی جهت پرتودهی طولانی مدت و ایمن سنگ ها فراهم نمود.