طراحي كانال پرتودهي سنگ‌هاي توپاز و تحليل نوتروني ـ حرارتي آن در رآكتور تحقيقاتي تهران

هدف از اين تحقيق، طراحي يك جعبه مناسب جهت پرتودهي سنگ‌هاي جواهراتي توپاز و بهبود پارامترهاي نوتروني آن با حفظ شرايط لازم جهت خنك‌شوندگي آن‌ها در رآكتور تحقيقاتي تهران است. در اين راستا با تعريف فيلتر نوتروني مناسب و شبيه‌سازي جعبه پرتودهي با استفاده از كد 2/7MCNPX در چيدمان قلب، پارامترهاي نوتروني قلب محاسبه و بهترين هندسه جهت محاسبات دمايي انتخاب گرديد. سپس اجزاء مختلف كانال و جعبه پرتودهي در نرم‌افزار Solidworks شبيه‌سازي و با استفاده از افزونه Flow Simulation آن، محاسبات حرارتي مسأله اجرا شد. نتايج نشان داد كه حضور آب در كانال پرتودهي و جعبه سنگ‌ها، با اين‌كه خنك‌سازي مناسبي براي سنگ‌هاي توپاز فراهم مي‌سازد، اما به دليل كند كردن نوترون‌هاي سريع موجب اكتيو شدن شديد سنگ‌ها مي‌گردد. در حالي كه با استفاده از يك لوپ بسته مستقل از آب استخر رآكتور و به‌كارگيري سيالي گازي مانند هوا، ميزان شار نوترون‌هاي حرارتي و در نتيجه اكتيويته سنگ‌ها كاهش مي‌يابد. هم‌چنين نتايج نشان داد كه در اين حالت با انتخاب سرعت مناسب سيال و تنظيم توان قلب، مي‌توان شرايط قابل قبولي جهت پرتودهي طولاني مدت و ايمن سنگ‌ها فراهم نمود.