رضا پورایمانی

مقدمه: امروزه با پیشرفت تکنولوژی، استفاده از فن آوری هسته ای در زمینه های مختلف صنعتی، پزشکی و تحقیقاتی رو به افزایش است. حفاظ پرتوهای یون ساز، یک مانع فیزیکی است که بین چشمه گسیل کننده پرتو و هدف مورد حفاظت، قرار داده می شود تا میزان دریافت 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 آن ها 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 و گامایی با بتن سنگین جهت ساخت سازه های هسته ای می باشد تا علاوه بر کاهش تابش های هسته ای بتوانند از استحکام مناسب به عنوان سازه حامل بار برخوردار باشد. برای این منظور بتن با طرح اختلاط مورد نظر با نسبت های آب به سیمان و مواد تشکیل دهنده طراحی گردید. مقاومت فشاری نمونه های ساخته شده با افزودن الیاف پلی پروپیلن، نانوسیلیس، کانی های مختلف آهن و نانو کاربید بور اندازه گیری شد. مواد و روش ها: در این تحقیق از 3 نمونه سنگ آهن طبیعی آبدار(هماتیت،لیمونیت،گالن) استفاده گردید. نمونه های بتن با درصدهای متفاوت از این نوع سنگدانه ها و کاربید-بور ساخته شد. ضریب تضعیف برای این نمونه ها از طریق شبیه سازی با استفاده از کد محاسباتی MCNPX مورد بررسی قرار گرفته اند. نتایج: با افزودن 5/2٪ نانو سیلیس مشاهده شد که مقاومت فشاری نمونه ها به میزان 7 درصد افزایش داشته است. با اضافه کردن 10٪ میکروسیلیس مقاومت فشاری بتن به میزان 14 درصد افزایش پیدا می کند. میزان تضعیف نوترون ها برای نمونه های ساخته شده در بازه نوترون های حرارتی اندازه گیری گردید. بتن حاوی 20 درصد بور نسبت به بتن معمولی 9/71 درصد تضعیف بیشتری را نشان دادند. در ارتباط با تضعیف گاما، بتن حاوی 70 درصد گالن بالاترین تضعیف را نشان دادند. بیش ترین مقاومت فشاری 7 و 28 روزه مربوط به نمونه ای با 15 درصد گالن می باشد. هم چنین بیش ترین چگالی را گالن 70 درصد دارا بوده است. بحث : با استفاده از بعضی از نانو کامپوزیت ها می توان قدرت حفاظ گذاری را تقویت کرد تا حداقل خروجی تابش های هسته ای را داشته باشیم