طراحی و ساخت حفاظ های کامپوزیتی جهت استفاده در میدان های شدید نوترون و گاما

امروزه در بسیاری از کاربردهای مهندسی به تلفیق خواص مواد نیاز است و امکان استفاده از یک نوع ماده که همهی خواص مورد نظر را برآورده سازد، وجود ندارد. معمولاً کامپوزیت ها با توجه به خواص مکانیکی بالا، سبکی، مقاومت عالی در برابر خوردگی و راحتی کار با آنها، گزینه ای مناسب که می توانند جایگزین مناسبی برای فلزات به حساب آیند، مورد استفاده قرار گیرند. استفاده در زمینه حفاظسازی چشمههای پرتوزا یکی از کاربردهای این مواد در زمینه هستهای میباشد. حفاظ سازی چشمه نوترون با توجه به قدرت چشمه و نوع کاربرد آن متفاوت می باشد. اما اصلی که در همه حال صادق است، داشتن کمترین دز در بیرون حفاظ با کمترین ابعاد می باشد. هدف از این تحقیق، ساخت یک حفاظ ترکیبی از پلی اتیلن، تنگستن و کاربید بور در جهت تضعیف پرتوها در میدان های آمیخته نوترون-گاما بوده است. برای رسیدن به این هدف حفاظ های کامپوزیتی با مقادیر متفاوت 5، 15 و 30 درصد وزنی از تنگستن به عنوان جاذب پرتو گاما و مقدار ثابت 5 درصد وزنی از بور به عنوان جاذب نوترون ساخته شد. میزان تضعیف شار نوترون چشمه ی am-be241 با استفاده از آشکارساز 3bf و میزان تضعیف شار گامای چشمه ی سزیوم µci 100 با یک آشکارساز nai ("3 ×"3 ) اندازه گیری شد. همچنین با استفاده از نرمافزار mcnp گامای عبوری از این حفاظهای کامپوزیتی شبیه سازی شد. نتایج حاصل از مطالعات تجربی و شبیه سازی نشان داد که ضریب تضعیف خطی گامایی بدست آمده برای این حفاظهای کامپوزیتی، در محدوده ی مقادیر1- 0/693cm تا 1- 0/12553cm و سطح مقطع ماکروسکوپیک نوترونی برای این حفاظهای کامپوزیتی، در محدوده ی مقادیر 1- 0/0808cm تا 1- 0/24693cm است. در ضمن تطابق خوبی بین روند نتایج تجربی و شبیه سازی به لحاظ شیب نمودار مشاهده شد.