نام پژوهشگر: صادق صیفوری

امکان سنجی استفاده از مئون گرافی در تعیین سوخت یک راکتور هسته ای
پایان نامه وزارت علوم، تحقیقات و فناوری - دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی کرمان - دانشکده برق و کامپیوتر 1393
  صادق صیفوری   مرتضی قریب

در طی کارکرد یک راکتور هسته ای، ایزوتوپ های سنگین سوخت آن (هسته های اورانیوم یا پلوتونیوم) شکافته شده و به عناصر میان وزن تبدیل می گردند. از آنجا که این سوخت جهت جلوگیری از نشت پاره های شکافت* در میله های فلزی_مثل زیرکونیوم _جایگذاری شده اند روشهای معمول عکسبرداری قادر به سنجش میزان اورانیوم و یا پلوتونیم باقی مانده در سوخت نمیباشند. در این پایان نامه روش جدیدی جهت سنجش میزان سوخت باقی مانده با استفاده از مئون* های فضایی معرفی و مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا با استفاده از کد mcnpx و با استفاده از شبیه سازی پرتوهای مئون میزان سوخت های مصرف شده برآورد شده است. استفاده از پرتو مئون دارای مزایایی است، از جمله وجود منشاء طبیعی آن بطوریکه زمین با این پرتو طبیعی که در محدوده انرژی gev 1000-1 می-باشد بطور دائم بمباران می¬شود. عمق نفوذ آن در مواد مختلف زیاد است چرا که مئون علی رغم جرم بالای آن (207برابر جرم الکترون) دارای سطح مقطع پایین واکنش با مواد است و بدین دلیل به راحتی در اجسام نفوذ می کند. با توجه به اختلاف زاویه ای که مئون قبل و بعد از عبور از مواد با عدد اتمی بالا ایجاد میکند شناسایی مواد با عدد اتمی بالا را میسر میسازد. در تحقیق پیش رو با انتخاب این رویکرد، زاویه مئون در هنگام ورود به جسم و نیز در هنگام خروج بدقت ثبت شده¬ است. با انتخاب ماده درون شبکه سوخت احتمالات پراکندگی با استفاده از تالی شماره یک کد مذکور بر حسب زاویه مئون خروجی بدست آمده است. بدین ترتیب می¬توان با داشتن اختلاف پراکندگی در زاویه مئون¬های خروجی قبل از شروع به کار راکتور و بعد از خاتمه کار راکتور میزان سوخت مصرفی را برآورد نمود. روش کار بدین صورت است که در تشکیل هندسه کد، یک صفحه آشکارساز در دو طرف شبکه سوخت قرار داده شده و زاویه پراکندگی مئون ها اندازه گیری شده است. در نهایت نمودارها و خروجی های حاصل از نرم افزار techplot و origin در تضمین روش مئون رادیوگرافی و برآورد دقت این روش با توجه به منحنی فرسایش سوخت ، حداقل میزان مصرفی که یک سوخت باید داشته باشد تا قابل سنجش توسط این روش باشد آورده شده است.