طراحی و ساخت حفاظ چشمه نوترون با استفاده از کامپوزیت پلی‌متیل‌متاکریلات حاوی اسیدبوریک و پلی‌اتیلن ساخته شده به‌وسیله پلیمریزاسیون درجا

نویسندگان

1 دانشکده‌ فیزیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

2 پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران، تهران

3 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران

4 دانشکده‌ فیزیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی، تهران

doi
10.22052/8.6.11
چکیده

ساخت حفاظ‌های نوترونی با شکل هندسی خاص و با استفاده از روش‌های ماشین‌کاری، زمان‌بر و پرهزینه است. هم‌چنین در صورت بزرگ بودن حفاظ و یا نیاز به ساخت سریع، حفاظ‌های پلیمری رایج مانند پلی‌اتیلن حاوی بور، کاربری لازم را ندارند. در این پژوهش از پلیمر پلی‌متیل‌متاکریلات (‏PMMA‏)‎‏ به‌عنوان پایه‌ی پلیمری، پودر اسید‌بوریک به‌عنوان جاذب نوترون و پودر ‌پلی‌اتیلن با چگالی بالا جهت افزایش میزان هیدروژن برای ساخت حفاظ کامپوزیتی به‌روش پلیمریزاسیون درجا استفاده شده است. درصد ترکیب بهینه مواد کامپوزیت با استفاده از شبیه‌سازی در کد MCNPX محاسبه شده و حفاظ‌های ساخته‌شده در چیدمانی شامل آشکارساز 3He و چشمه‌ نوترون Am-Be مورد ارزیابی قرار گرفتند. بنابر نتایج به‌دست آمده، با استفاده از حفاظ کامپوزیتی شامل 67% پلی‌متیل‌متاکریلات، 28% اسیدبوریک و 5% پلی‌اتیلن چگالی بالا، شار نوترون حرارتی در حدود 80% نسبت به پلی‌اتیلن خالص کاهش می‌یابد. بنابراین نتایج به‌دست آمده کارایی مناسب این حفاظ کامپوزیتی را نشان داد.