مقايسه بتن حاوي پودر باريت و گرافيت در برابر پرتو گاما و كد MCNP

Comparison of concrete containninig barite and graphite powders against gamma-ray and MCNP code

با توجه به توسعه ي فناوري هسته اي در دنيا و استفاده از اين تكنولوژي در صنعت و مراكز درماني، توجه و سرمايه گذاري كشورها در اين حوزه بيشتر شده است. در اين پژوهش، بتن هاي مقاوم در برابر پرتو در دو سري ساخته شده اند. در سري اول شامل پودر باريت با درصدهاي 10، 25، 50، 75و 100 درصد جايگزين ماسه و در سري دوم پودر باريت با درصدهاي ذكر شده به همراه 10درصد پودرگرافيت تهيه شد. در اين پژوهش، عيار سيمان kg/m3 400 و نسبت آب به سيمان 0.4 و به بتن هاي حاوي مواد افزودني نيز 10% ميكروسيليس نيز اضافه شده است. خواص مكانيكي اين بتن ها مانند مقاومت فشاري و مقاومت كششي تعيين گرديد. همچنين اثر آن ها به عنوان حفاظي در برابر پرتو گاما با استفاده از چشمه CS-137 مورد آزمايش تجربي قرار گرفتند و سپس به وسيله كد شبيه سازي MCNP به روش مونت كارلو مورد مطالعه و مقايسه قرار داده شده است. نتايج حاكي از آن بود كه نمونه ي حاوي 10% پودر باريت به همراه 10% پودر گرافيت مي تواند مقدار بهينه جهت حفاظت در برابر اشعه گاما باشد. همچنين مقايسه نتايج آزمايش تجربي با كد MCNP توافق نسبتا خوبي را نشان داد و روند افزايش و كاهش آن تقريبا يكسان بوده است.

With regard to the development of nuclear technology in the world and the use of this technology in the industry and medical centers, the attention of countries to this topic and investment in this area has increased. In this research, concrete is made in two series. In the first series, barite powder was replaced with 10, 25, 50, 75 and 100 percent sand replacement and in the second series, barite powder with the percentages mentioned and 10 percent graphite powder was prepared. In present study, the amount of cement 400 kg/m3 and water to cement ratio of 0.4 and additives have been added to the concrete containing 10% microsilica. The mechanical properties of these concrete were determined such as compressive strength and tensile strength. Their effect was also tested as a protection against gamma radiation using the CS-137 source, and then examined by comparing the MCNP simulation code by Monte Carlo method. The results indicated that a sample containing 10% barite powder plus 10% graphite powder could be an optimal amount of protection against gamma rays. Also, the comparison of experimental results with the MCNP code showed a fairly good agreement, and the trend of increasing and decreasing it was almost the same.