موفقیت بزرگ پژوهشگران ایرانی / طراحی حفاظ کامپوزیتی نوین برای سوخت هستهای + تصاویر
گروهی از پژوهشگران هستهای ایران در یک دستاورد علمی برجسته، با ترکیب شبیهسازیهای پیشرفته محاسباتی و آزمایشهای عملی، موفق به طراحی و ساخت یک حفاظ پرتویی کامپوزیتی نوین برای محفظههای حمل و نگهداری خشک سوخت هستهای مصرفشده شدند.
این دستاورد پژوهشی که در مجله علمی Scientific Reports (از انتشارات گروه Nature) منتشر شده، گامی مؤثر در جهت افزایش ایمنی تأسیسات هستهای، ارتقای سطح پدافند غیرعامل و کاهش خطرات پرتوزایی برای کارکنان و محیط زیست محسوب میشود.
به گزارش ایسنا، متن کامل این مقاله با عنوان Simulation and experimental validation of spent nuclear fuel cask shields در وبسایت Nature Portfolio که توسط پنج تن از کارشناس و محققان ایرانی تهیه شده، در دسترس علاقهمندان قرار دارد.
پژوهشگران ایران در گام نخست این پروژه با بهرهگیری از نرمافزارهای تخصصی و پیشرفته هستهای شامل ORIGEN2.1 و Top-Mc، چشمههای پرتویی (شامل پرتوهای نوترون و گاما) حاصل از سوخت هستهای مصرفشده را به دقت محاسبه کردند. در ادامه، عملکرد حفاظهای مختلف در برابر این چشمهها مورد شبیهسازی قرار گرفت.
محققان سپس با الهام از دادههای استخراجشده از این شبیهسازیها، موفق به سنتز و ساخت یک نانوکامپوزیت پلیمری حاوی ۲۰ درصد کاربید بور (B_4C) شدند. کارایی و عملکرد واقعی این ماده جدید در برابر پرتوهای نوترونی حرارتی، در محیط عملیاتی و واقعی راکتور تحقیقاتی تهران به بوته آزمایش گذاشته شد.
نتایج تجربی بهدستآمده در راکتور تهران، از کارایی فوقالعاده بالای این لایه حفاظتی حکایت دارد؛ به طوری که نمونه آزمایششده توانست ۹۹.۶۹ درصد از نوترونهای حرارتی پرانرژی را تنها در ضخامتی به اندازه ۱ سانتیمتر به طور کامل جذب کند. علاوه بر این، حفاظ طراحیشده با ضخامت نهایی تنها ۱۰ سانتیمتر، میزان دوز پرتویی روی سطح محفظه (کسک) را تا ۱.۹۸ میلیسیورت بر ساعت کاهش میدهد که این شاخص عملکردی، کاملاً با استانداردهای سختگیرانه و پروتکلهای ایمنی آژانس بینالمللی انرژی اتمی (IAEA) در حوزه حمل و نقل و انبارداری مواد هستهای مطابقت دارد.
تصویر آرشیو- نمونهای از محفظههای خشک نگهداری سوخت هستهای
به گفته این تیم پژوهشی، ماده کامپوزیتی جدید علاوه بر وزن بسیار سبکتر و کارایی بالاتر نسبت به نمونههای سنتی بتنی یا سربی، به دلیل توزیع کاملاً یکنواخت ذرات جاذب نوترون در بستر پلیمری، از پایداری شیمیایی و مکانیکی فوقالعادهای در برابر تابشهای مداوم برخوردار است. این ویژگیهای بهینه، ماده ابداعی دانشمندان ایرانی را به گزینهای ایدهآل و استراتژیک برای استفاده در ساخت محفظههای دو منظوره (کسکهای ویژه حمل و نقل و نگهداری موقت) سوخت هستهای مصرفشده تبدیل میکند.
انتهای پیام/