طراحی و ساخت هدف جامد به همراه سامانه خنک کننده جهت بررسی پدیده گداخت سطحی

در این مقاله، جهت بررسی پدیده گداخت سطحی در دستگاه مولد نوترون صنعتی، به طراحی و ساخت هدف جامد با قابلیت خنک شوندگی پرداخته شد. در اولین قدم برای رسیدن به چنین هدفی، جنس و ضخامت لایه ها و زیرلایه های مناسب جهت استفاده به عنوان هدف جامد مولدهای نوترون صنعتی، به کمک شبیه سازی با نرم افزار سریم، مورد بررسی کامل قرار گرفت. سپس، با استفاده از نتایج شبیه سازی نمونه هایی از هدف جامد به روش لایه نشانی کند و پاش ساخته شد. علاوه بر این، با توجه به اهمیت دمای هدف و اثرگذاری آن در گداخت سطحی، به کمک شبیه سازی با نرم افزار کامسول، سامانه خنک کننده ای طراحی و سپس ساخته شد. هم چنین، با توجه به ولتاژ بالای اعمالی به هدف و در تماس بودن آن با سامانه خنک کننده، به منظور عایق کاری آن، عایق های الکتریکی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و عایق مناسبی طراحی و ساخته شد. در ادامه و به منظور امکان آزمون هدف های جامد و بخش های جانبی آن، سیستم خلا مناسبی طراحی و ساخته شد. در نهایت، پس از طراحی و ساخت کلیه بخش ها، سامانه جهت آزمون نهایی، مونتاژ و راه اندازی شد. در آزمون های انجام شده با گاز دوتریوم، شار نوترون به کمک آشکارساز 6411LB اندازه گیری گردید. در ولتاژ حدود 25 کیلوولت و جریان حدود 20 میلی آمپر، موفق به تولید نوترون با شار n/s 105×6 شدیم. این میزان شار نوترونی افزایش دوبرابری نرخ نوترون تولیدی در اثر پدیده گداخت سطحی را نشان می دهد.