بخشی از مقاله
چکیده:
قصد داریم با استفاده از پرتودهی نمونه سنگ معدن اورانیوم با عیار مجهول در راکتور مینیاتوری اصفهان و شمارش نوترونهای تاخیری آن و مقایسه نتایج با نتایج شمارش نمونه استاندارد، عیار یا غلظت سنگ معدن را اندازهگیری کنیم. برای شمارش نوترونهای تاخیری ازآشکارسازهای 3He یا BF3 استفاده میشود.
این آشکارسازها توانایی شمارش نوترونهای حرارتی را دارند. نوترونهای تاخیری دارای انرژی متوسط حدود 0/4 مگا الکترون ولت هستند. این نوترونها برای اینکه شمارش شوند، بایستی کند شوند. هدف از انجام این پروژه طراحی و بهینهسازی کندکننده برای سیستم شمارش با استفاده از کد MCNPX است. نتایج حاکی از این است که کندکنندههای پارافین و پلی اتیلن در ظرفی استوانهای به قطر حداقل 30 سانتیمتر و ارتفاع 50 سانتیمتر قابل استفادهاند.
مقدمه:
نوترونهای تاخیری نوترونهایی هستند که تا بعد از مدتی - تا حدود یک دقیقه - پس از عمل شکافت1از پاره های شکافت گسیل می شوند. میتوان نمونه سنگ معدن اورانیوم را در راکتور پرتو داد و با توجه به تعداد نوترونهای تاخیری به غلظت سنگ معدن پی برد. نوترونهای تاخیری را با توجه به نیمه عمر شان میتوان در 6 گروه دستهبندی کرد. نیمه عمر 3 گروه از نوترونهای تاخیری کمتر از 2/3 ثانیه است.
با توجه به زمان انتقال نمونه از راکتور به سیستم آشکارسازی، عملا نمیتوان آنها را شمارش کرد. بنابراین سه گروه دیگر مولد نوترونهای تاخیری که نیمه عمر بی شتری دارند مورد توجه ه ستند. در ادامه به چند مورد از کارهای تحقیقاتی که در آنها برای تعیین غلظت اورانیوم2از نوترونهای تاخیری استفاده شده است، اشاره میشود. در یک پروژه تحقیقاتی اندازه گیری مقدار اورانیوم در سنگ ها، سنگ معدن ها، رسوبات، فلزات، و گرافیت با استفاده از روش شمارش نوترونهای تاخیری توسط هامیلتون3و همکاران در راکتور A.W.R.E HERALD با قدرت 5 مگاوات با شار نوترون 4×1012n/cm2.s واقع در آلدرمستون انگلیس انجام شده است.
در پروژهای دیگر توسط کاپسیمالیس4و همکاران تعیین همزمان U235 و PU239 با استفاده از آنالیز فعال سازی نوترونهای تاخیری در راکتور HFIR آمریکا صورت گرفته ا ست .[2] تعاملات عن صری در آنالیز اورانیوم با شمارش نوترونهای تاخیری توسط کونزندورف5و همکاران در راکتور تحقیقاتی DR 3 دانمارک با شار نوترون 2×1013 n/cm2.s انجام شده ا ست .[3] در پژوه شی دیگر تو سط مون6 و همکاران تعیین اورانیوم در نمونه های محیطی با آنالیز فعال سازی نوترونهای تاخیری با استفاده از راکتور تحقیقاتی HANARO کره با شار نوترون 3×1013 n/cm2.sانجام شده است
تعیین سریع غلظت اورانیوم و پلوتونیوم در ترکیب ها از طریق اندازه گیری منحنی شدت-زمان نوترونهای تاخیری در راکتور تحقیقاتی مونیخ آلمان با روش اسکن چند کاناله با 5 آشکارساز3He 7 که روی یک سیستم انتقال سریع نصب شده است با شار نوترون 6×1012 n/cm2.s توسط هنکلمن 8و همکاران به انجام رسیده است .[5] نهایتا تعیین غلظت اورانیوم به روش فعال سازی نوترونهای تاخیری در راکتور تحقیقاتی NIST آمریکا با شار نوترون 3/4×1013 n/cm2.s در مقاله ای توسط اریکسون 9و همکاران ارایه شده است
با استفاده از شمارش نوترونهای تاخیری حاصل از پرتودهی نمونه سنگ معدن با عیار مجهول و مقایسه با نتایج پرتودهی و شمارش نمونه استاندارد، میتوان عیار یا غلظت سنگ معدن را اندازه گیری کرد. در این پژوهش بهینهسازی ابعاد کندکننده برای شمارش نوترونهای تاخیری انجام خواهد شد.
