بخشی از مقاله
چکیده:
حفاظ سازی مناسب اپراتورهایی که در میدانهای قوی پرتویی کار میکنند از مسائل مهم رعایت اصل ALARA برای پرسنل پرتوکار مراکزی نظیر نیروگاههای هستهای است. از آنجائیکه تعمیر پوشش فلزی استخر راکتور تحقیقاتی تهران نیاز به تست خط جوشهای این لایه استیل دارد، در این کار، طراحی حفاظ مناسب برای کاهش دز شخص انجام دهنده تست غیرمخرب - Liquid Penetrant Testing - PT - - با استفاده از اندازه گیریهای تجربی و شبیه سازی توسط کد MCNPX مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از این کار نشان داد که فرد آزمونگر PT در داخل حفاظ طراحی شده و در فاصله 50cm از خط جوش قادر به انجام تست با دز قابل قبول پرتوکاری می باشد.
مقدمه :
چشم ها، غده های تیروئید و دست ها به علت استفاده محدود از تجهیزات حفاظت فردی در محل کار، نسبت به تابش بیشتر آسیب پذیر هستند. برای پرتوکاران حد دز سالانه کل بدن 20 mSv/year و دز سالانه دست و چشم به ترتیب 500 mSv/year و 150 mSv/year است .[1-2] برای محافظت افراد پرتوکار در میدانهای قویِ پرتویی مانند تعمیر استخر راکتور، لازم است حفاظ های مناسبی طراحی و ساخته شود. با توجه به اینکه در مورد خط های جوش پوشش فلزی استخر راکتور، لاجرم دست، چشم و تیروئید شخص انجام دهنده تست Penetrant Testing - PT - در معرض تابش شدید قرار می گیرد لازم است حفاظ مناسبی برای انجام دهنده تست طرح و ساخته شود. به طور کلی تست PT در6 مرحله صورت می گیرد.
-1 تمیزکاری و آماده سازی سطح جهت اعمال مایع نافذ: در ابتدا سطح مورد آزمایش باید از هرگونه آلودگی های سطحی پاک شود. زیرا آلودگی ها مانع از نفوذ مایع نافذ به درون شکاف ها و عیوب جوش می شوند. -2 به کار بردن مایع نافذ :PT مایع نافذ بر اساس خاصیت موئینگی به داخل ترک ها ی منتهی به سطح نفوذ می کند. این مواد نافذ معمولا به رنگ قرمز هستند. -3 تمیزکاری سطح از مایعات نافذ اضافی که به عیوب نفوذ نکرده اند.-4 اسپری ماده ظاهر کننده: کل سطح مورد آزمایش با لایه ای نازک از ماده ظاهر کننده یا developer که معمولا پودر نرم سفید است به طور یکنواخت پوشیده شود.
این امر باعث می شود مایع نافذ جذب ماده ظاهر کننده شود و در نتیجه عیوب سطحی با اندازه ای بزرگتر از اندازه واقعی و در پس زمینه ای روشن قابل رویت می باشد. در این مرحله لازم است که به مدت 7 دقیقه صبر کرد تا نتیجه قابل ارزیابی شود. -5. مرحله ارزیابی: در این مرحله می توان با استفاده از دوربین های مناسب از ناحیه مورد آزمون، یک ثبت دائمی از نتایج آزمون ایجاد کرد. پس از نمایان شدن شکاف ها، دستورالعمل های لازم توسط مهندسین بازرسی جوش صادر می شود. -6 پاک کردن نهایی ماده ظهور - developer - پس از اتمام کار.
روش کار : سناریوی تست PT
در ابتدا به صورت آزمایشی فرایند انجام تست PT بر روی یک خط جوش امتحان شد. فاصله فرد آزمونگر PT از خط جوش و نیز زمان مورد نیاز انجام هر یک از مراحل ثبت گردید - جدول . - 1 همانطور که ملاحظه می شود، انجام این تست می تواند پرتوکار را 3 الی 5 دقیقه درفاصله های 50cm و 70 cm از خط جوش در معرض مستقیم پرتو قرار دهد.
شبیه سازی
در شکل 1 نمایی از استخر راکتور تهران درحالیکه حفاظ ستون حرارتی و کانالهای پرتودهی در محل خود قرار دارند و همچنین نمایی از برداشتن آنها به منظور تعمیرات نشان داده شده است. در ابتدا دز نقاط مختلف استخر راکتور تهران اندازه گیری شد. چشمه گاما در محل ستون حرارتی استخر راکتور تهران توسط کد MCNPX2.6.0 شبیهسازی شد .[5]
از آنجائیکه خط جوش لایه استیل ستون حرارتی دارای بالاترین دز گاما است، حفاظی - کالسکه ای - مناسب برای کار در این محل طراحی و مورد بحث و بررسی قرار گرفت. برای محاسبات دز، آشکارساز گایگر مولر شبیه سازی شد و از ضرایب تبدیل شار به دز ICRP21 استفاده گردید .[6] شکل -1 شماتیک استخر راکتور تهران مدل شده توسط کد - a MCNPX2.6.0 کانال ها و حفاظ ستون حرارتی درون استخر قرار دارد - b کل استخر تخلیه شده است.
از آنجا که دز محل ستون حرارتی و کانالهای پرتودهی زیاد بود حفاظ های سربی 10 cm در محل کانالها و حفاظ سربی 15 cm در محل ستون حرارتی نصب شد - شکل . - 2a اندازه گیری دز ستون حرارتی نشان داد که در حالت بدون حفاظ دز این قسمت از استخر راکتور تهران Sv/h 1/7 است. با استفاده از کد ORIGEN میزان مواد تولید شده در استیل ستون حرارتی طی 50 سال کارکرد راکتور محاسبه شد و به منظور طراحی محافظه کارانه، چشمه گاما در محل ستون حرارتی به گونه ای تعریف شد که آشکارسازِ مقابل این ستون عدد 2/0 Sv/h را قرائت کند. سپس با فرض حالت چشمه گسترده و محدود، حفاظ مورد نیاز طراحی شد و مورد بحث و بررسی قرار گرفت.
