نام پژوهشگر: علی مالکی فارسانی

طراحی و ساخت حفاظ نوترونی با بتن خودتراکم
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده مهندسی 1392
  شقایق پرنیان   علی مالکی فارسانی

امروزه با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از فن آوری هسته ای در زمینه های مختلف صنعتی، پزشکی و تحقیقاتی رو به افزایش است. حفاظ پرتو رادیو اکتیو، یک مانع فیزیکی است که بین یک چشمه یونیزاسیون رادیو اکتیو و شی یا هدف مورد حفاظت، قرار داده می شود تا میزان تابش پرتو را در محل مورد حفاظت به مقدار مطلوب کاهش دهد. خصوصیات هسته ای یا تضعیف کنندگی حفاظ ها، به مواد و عناصر تشکیل دهنده آنها مربوط می شود. با این حال فاکتورهای دیگری از خواص مکانیکی و اقتصادی وجود دارد، که باید در انتخاب مواد برای استفاده درحفاظ مورد توجه قرار گیرد. هدف از این تحقیق، طراحی حفاظ نوترونی با بتن خود تراکم جهت ساخت سازه های هسته ای می باشد. برای این منظور، بتن خود تراکم، با طرح اختلاط مورد نظر با نسبت آب به سیمان 38/0 طراحی گردید. مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده با افزودن نانو سیلیس، الیاف پلی پروپیلن و نانو کاربید بور اندازه گیری شد. همچنین آزمایشات بتن تازه، جهت بررسی توانایی پرکنندگی، عبور و قابلیت جریان بتن خود تراکم، صورت گرفته و نتایج به دست آمده از آزمایش اسلامپ، حلقه j، قیف v، جعبه l و جعبه u شکل نشان دهنده توانایی پرکنندگی بالا و عبور بتن از بین مقاطع بسیار پیچیده می باشد. آزمایش تضعیف نوترون ها در آزمایشگاه صورت گرفته و برای افزایش دقت در اندازه گیری های نوترون با کد mcnp نیز، نمونه های ساخته شده، در کامپیوتر مدل شده اند. با افزودن12% نانو سیلیس مشاهد شد که مقاومت فشاری نمونه ها به میزان 11% افزایش داشته است. بیشترین میزان تضعیف نوترون ها برای نمونه های ساخته شده در بازه نوترون های حرارتی قرار گرفته است. بتن حاوی بور 6/0 % نسبت به بتن معمولی و شاهد به ترتیب 6 و 4 درصد تضعیف بیشتری را نشان دادند.

بهینه سازی تثبیت باطله معدن مس و پسماندهای خطرناک با استفاده از سیمان و نانو ذرات (سیلیس،کربن، رس)
thesis وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه بیرجند - دانشکده مهندسی 1392
  نوشین ابوالحسنی   علی مالکی فارسانی

باطله های معدنی که طی استخراج معادن و فعالیتهای بخش فرآوری مواد معدنی به وجود می آید، یکی از معضلات مهم محیط زیستی بخش صنعت و معدن در مقیاس جهانی است. آلودگی حاصل از باطله معادن و پسماندهای خطرناک در طبیعت پایدار مانده و تحت شرایط مختلفی )بارندگی، فرسایش) که در محیط طبیعی با آن روبرو هستند به آسانی جابه جا شده و خاکها و منابع آب مناطق مجاور را آلوده می کنند. جامد سازی و تثبیت فرایندی است که طی آن ماده خطرناک با یک همبند کننده مخلوط شده تا از طرق فیزیکی و شیمیایی از میزان شسته شدن آلاینده ها به محیط زیست کاسته شود و پسماند آلوده به ماده جدیدی تبدیل گشته و یا حتی برای کاهش اثرات محیط زیستی برای ساخت و ساز مناسب گردد. در این تحقیق از سیمان پرتلند به عنوان همبند کننده به دلیل قیمت پایین، در دسترس بودن و سازگاری با انواع پسماندها مورد استفاده قرار گرفت. به دلیل ماهیت باطله که از جنس خاک می باشد و استفاده از آن در بتن موجب کاهش مقاومت بتن می گردد در این تحقیق از تکنولوژی نانو در جهت افزایش مقاومت فشاری و کاهش میزان آبشویی باطله تثبیت شده، استفاده شده است. نانو تکنولوژی به دلیل ریز ساختار بودن موجب بهبود میکرو ساختاری نمونه ها گشته و میزان جذب آب نمونه ها را کاهش می دهد. همچنین وجود باطله در بتن موجب افزایش زمان گیرش بتن می شود که نانو مواد این مشکل را حل می کند. جهت تعیین نسبت اختلاط بهینه باطله با سیمان، نسبت های مختلف باطله به سیمان (10،20،30،40،50،60،70،80،90،100) مورد بررسی قرار گرفت و میزان باطله به سیمان 50% انتخاب شد. در این تحقیق از دو نوع نانو مواد، نانو سیلیس به میزان های 0/5%، 1%، 1/5% و 2% و کربن نانو تیوپ به میزان های 0/5% و 1% استفاده شد. آزمایش های انجام شده شامل جذب آب، مقاومت فشاری، آبشویی (مطابق tclp) و sem بود. نتایج حکایت از آن دارد که غلظت فلزات شسته شده در همه سنین، کمتر از مقادیر مجاز گردید. همچنین روند کسب مقاومت فشاری به گونه ای بود که نمونه های ساخته شده امکان استفاده به عنوان ماده با مقاومت پایین (clsm) فراهم گردد. بیشترین مقاومت فشاری مربوط به کربن نانو تیوب 1% می باشد در حالی که کمترین میزان جذب آب مربوط به نانو سیلیس 2% به ترتیب با مقادیر mpa 15و 20% بود.