امكان ‌سنجي و بررسي توليد نمونه 3C-SiC به‌ عنوان حس ‌گر بلوري بيشينه دما

يكي از روش ‌هايي كه به ‌منظور طراحي و بهينه ‌سازي موتورها و توربين هاي با بازده بالا در سال هاي اخير بسيار مورد توجه قرار گرفته، استفاده از حس‌گرهاي بلوري بيشينه دما است. اين حس ‌گرها معمولاً در ابعاد بسيار كوچك و از موادي مانند 3C-SiC، الماس، گرافيت و غيره ساخته مي ‌شوند و مي‌ توانند در محل مورد نظر در داخل توربين يا موتور قرار گيرند و دماي بيشينه ايجاد شده را اندازه‌‎گيري نمايند. با توجه به ابعاد كوچك اين حس‌گرها و دقت بسيار بالاي اندازه‎‌گيري، مي ‌توان توزيع مكاني بسيار دقيقي از دماي ايجاد شده به‌ دست آورد. براي توليد اين حس‌گرها جريان بسيار بالاي نوترون ‌هاي سريع مورد نياز است. در اين مقاله، ابتدا قلب فشرده شماره 18 راكتور تحقيقاتي تهران شبيه ‌سازي شد. سپس شار بيشينه نوترون سريع براي نمونه 3C-SiC محاسبه شد. نتايج شبيه ‌سازي نشان مي ‌دهد كه كانال F4 بيشترين شار نوترون سريع را براي اين منظور در اختيار قرار خواهد داد. همچنين محاسبات پرتوزايي با استفاده از كد ORIGEN و نرخ دز از طريق كد 6 MCNP انجام شد. نتايج نشان داد كه مقدار پرتوزايي نمونه بعد از 4 ماه حدود 65% كاهش مي ‌يابد و در اين راستا، مقدار نرخ دز كل نيز به مقدار كمتر از معيار 10 ميكروسيورت[1] بر ساعت مي ‌رسد. در ادامه، نمونه 3C-SiC در قدرت MW 5 در راكتور تحقيقاتي تهران تابش داده شد. سپس اندازه دانه و مقدار كرنش قبل و بعد از تابش‌ دهي محاسبه شد. در نهايت با توجه به نتايج اين مقاله، مي‌ توان گفت كه نمونه 3C-SiC به‌عنوان يك حس‌گر بلوري بيشينه دما مناسب خواهد بود. [1] اين معيار نرخ دز، بر اساس تعريف آژانس بين المللي اتمي كه مقدار 20 ميلي سيورت در سال مي‌باشد، در نظر گرفته شده است. البته با توجه به مقدار 8 ساعت كاري در روز كه معادل 40 ساعت در هفته و به ازاي 50 هفته كاري در سال، مقدار 2000 ساعت كاري به‌دست مي‌آيد. بنابراين تقسيم اين دو عدد، مقدار نرخ دز 10 ميكرو سيورت بر ساعت به‌دست مي‌آيد.