بخشی از مقاله
چکیده
سامانه بازرسی محموله ها برای شناسایی گستره وسیعی از مواد و اشیاء از امکانات امنیتی مورد نیاز در مرزها، فرودگاه ها و مراکز هسته ای است.[1-3] بدین منظور یک سیستم دیده بانی برای شناسایی محموله های مشکوک طراحی و ساخته شد.[4] د. چشمه مورد استفاده در این سیستم تیوب اشعه ایکس با جریان فیلامان 5 mA وحداکثر ولتاژ اعمالی 200kV میباشد. هدف از این پژوهش بررسی حفاظ سیستم ساخته شده است. به منظور حفاظ سازی از یک اتاقک حفاظ با ابعاد 120×200×200 cm3 و دیواره هایی از آهن و سرب با ضخامت 5 و 4 میلیمتر استفاده شده است. مقادیر دوز در پشت اتاقک از طریق تجربی با آشکارساز گایگر مولر و شبیه سازی با کد MCNP محاسبه شد، که در تطابق خوبی هستند. مقادیرآهنگ دوز از حداکثر دوز مجاز 10µSv/hr کمتر می باشد.
.1 مقدمه
بازرسی موثر محمولهها از امکانات سیستمهای امنیتی است. بدین منظور سامانه دیده بانی برای شناسایی بارها و محمولههای مشکوک طراحی و ساخته شد. از آنجاییکه در سیستم های بازرسی از چشمه های یونیزان استفاده میگردد، نیاز به حفاظ سازی سیستم های فوق می باشد.[5-6] هدف از این پژوهش بررسی حفاظ سیستم دیده بانی ساخته شده می باشد، به صورتیکه دوز اطراف سیستم از میزان دوز مجاز رسیده به پرتوکار 20 mSv/yr - 10ʽSv/hr - کمتر باشد.[7]
.2 مواد و روشها
اتاقک سربی وظیفه حفاظت از افراد در حال کار با سیستم را دارد، این اتاقک با ضخامت دیواره مناسب می تواند از خروج اشعه ایکس به خارج از اتاقک تا حد مطلوب جلوگیری کند. دو درب در دو طرف این سیستم قرار دارد، که از جنس آهن و داخل آن از ورقه های سربی ساخته شده، شکل 1 نمایی از این اتاقک را نشان می دهد.
.1-2 شبیه سازی اجزای هسته ای و اپتیکی سیستم
به منظور دزیمتری در نقاط پشت دیواره اتاقک، سیستم دیده بانی با کد مونت کارلو MCNP شبیه سازی گردید.
.1-1-2 شبیه سازی تیوب اشعه ایکس
چشمه مورد استفاده، تیوب اشعه ایکس با جریان فیلامان 5 mA و حداکثر ولتاژ اعمالی 200 kV میباشد. شکل 2 نمایی از تیوب اشعه ایکس به کار رفته در سیستم را نمایش می دهد. تیوب اشعه ایکس شامل اتاقک خلاء، تنگستن، فیلتر آلومینیومی و چشمه ای از الکترونهای آزاد شده است که از طریق کد MCNP شبیه سازی گردید. در شبیه سازی از تالی F4 و تالیF5 با کارت E4 و E5 استفاده شد.[8] طیف انرژی خروجی از تیوب، از طریق کد MCNP محاسبه و در شکل 3 نشان داده شده است.
طیف اشعه ایکس خروجی از تیوب اشعه ایکس
این طیف به صورت یک توزیع هیستوگرام از انرژی صفر تا 200 keV است. ماکزیمم انرژی طیف 200 keV و ماکزیمم تعداد فوتونهای ایکس خروجی دارای انرژی درحدود یک سوم انرژی ماکزیمم - - 60keV می باشند.
.2-1-2 شبیه سازی اتاقک حفاظ سیستم دیده بانی ساخته شده
هندسه کلی جعبه ای به ابعاد 120×200×200 cm3 و فاصله چشمه تا دیوار مقابل 200 cm شبیه سازی شد. دیوارههای اتاقک از جنس آهن و سرب به صورت ساندویچ کردن لایه سربی بین لایههای آهن ساخته شده است. در ابتدا 1/25 mm آهن، سپس 2 mm سرب، 2/5 mm آهن، 2 mm سرب و در نهایت 1/25 آهن به کار رفته که در مجموع برای دیوارهها 5 میلیمتر آهن و 4 میلیمتر سرب به کار رفته است. لازم بهذکر است که طراحی اولیه حفاطظ و تعیین ابعاد توسط گروه طراحی و با استفاده از محاسبات دستی انجام گرفته است.
در وجه جلویی یک شیشه سربی هم مرکز با وجه مقابل چشمه و به ابعاد 80×80 cm2 می باشد. ترتیب قرارگیری لایهها به علت ترابرد متفاوت ذرات مهم است، بنابراین طراحی لایهها به همین ترتیب در کد شبیه سازی شد. شکل 3 نمایی از ترتیب لایه های دیواره کناری طبق شبیه سازی با کد MCNP و شکل 4 نمایی از ترتیب لایه ها در دیوارهی جلویی از طریق شبیه سازی با MCNP را نشان میدهد.
