توسعه یک حفاظ ترکیبی نوترون و گاما برای چشمه کالیفرنیوم-252 با استفاده از کد مونتکارلوی MCNPX
نویسندگان
1 دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی هستهای، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران
2 دانشکده فنی مهندسی، گروه مهندسی هستهای، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران
doi
10.22052/rsm.2025.255177.1075چکیده
در طول دههها، حفاظت در برابر پرتوهای یونساز یک دغدغه جهانی بوده است. در حوزه حفاظ در برابر اشعه، فوتونها و نوترونها اهمیت ویژهای دارند، زیرا این پرتوها بار الکتریکی نداشته و عمق نفوذ بالایی در مواد مختلف دارند. یکی از چشمههای کاربردی نوترون، کالیفرنیوم-252 میباشد که شار بسیار بالایی از نوترونهای سریع را به همراه فوتونهای گاما تولید میکند. طراحی یک حفاظ با مواد مناسب و کاهش حجم و وزن حفاظ جهت سهولت در جابه جایی منبع با حفاظ و جهت کاهش دز گاما و نوترون یک امر ضروری است. در این تحقیق، ویژگیهای حفاظتی کنرتیوم، استیل ضدزنگ، تنگستن کاربید و پلیاتیلن/بیسموت (5/78% وزنی) برای کاهش دز معادل گاما و منیزیوم بوروهیدرید، آلومینیوم بوروهیدرید، زیرکونیوم بوروهیدرید، لیتیم بوروهیدرید، توریم بوروهیدرید، برلیوم بوروهیدرید، پریمادکس و سدیم سیانوبوروهیدرید برای کاهش دز معادل نوترون، با کمک کد مونتکارلوی MCNPX شبیهسازی شد. نتایج شبیهسازی نشان دادند که منیزیوم بور هیدرید با ضخامت cm 5/17 و کنرتیوم با ضخامت cm 1 منجر به کاهش 5/5 درصدی در آهنگ دز کل در فاصله 1 متری از چشمه و کاهش 39 درصدی ضخامت حفاظ نسبت به مقاله مرجع (جنس و ضخامت آن در متن بیان شده است) گردید. بنابراین، منیزیوم بور هیدرید و کنرتیوم به ترتیب به عنوان بهترین ماده جاذب نوترون و گاما تعیین شدند. در ادامه این مطالعه، توسعه و بررسی مواد پیشرفته دیگری به عنوان یک حفاظ بهینه در یک میدان آمیخته نوترون و گاما پیشنهاد میشود.