رضا پورایمانی

سوخت های فسیلی نقش بسیار مهمی در تولید و تأمین انرژی مورد نیاز بشر داشته و در حال حاضر، تکیه فراوانی بر روی آن ها به منظور تأمین تقاضای انرژی جوامع بشری وجود دارد. علاوه بر آلودگی های حاصل از آن ها، رو به کاهش بودن این منابع باعث شده تا بشر اقدامات گسترده ای در جهت تامین نیاز انرژی آینده خود انجام داده و به همین دلیل تولید انرژی هسته ای در مقیاس وسیع مورد توجه قرار گرفته است. دفع و مدیریت پسمان های پرتوزا یکی از بزرگ ترین موانع رشد و توسعه انرژی هسته ای است که برای مقابله با آن روش های مستقیم و غیرمستقیم زیادی مورد مطالعه قرارگرفته است. اگر این پسمان ها مستقیماً از طریق روش های دفن زیرزمینی دفع شوند، میلیون ها سال طول می کشد تا پرتوزایی آن ها به سطح عادی برسد، لذا در صورت نشت، امکان آلوده شدن کانال های آب زیرزمینی و زنجیره های غذایی وجود دارد. بنابراین قبل از دفع مستقیم، تبدیل پسمان ها به هسته های پایدار یا با عمر کوتاه تر ضروری می باشد. در فرآیند تبدیل، که شامل بسیاری از اندرکنش های هسته ای است، یک ایزوتوپ با دریافت یا از دست دادن یک یا چند نوکلئون به ایزوتوپ دیگری تبدیل می شود. این فرآیند می تواند منجر به کاهش جرم، بار حرارتی؟؟؟، حجم، نیمه عمر یا پرتوزایی پسمان های هسته ای شود. هدف این تحقیق بررسی تبدیل محصولات شکافت با نیمه عمر طولانی (LLFPs) با استفاده از سیستم های مبتنی بر شتابدهنده ADS می باشد. در ابتدا به طراحی سیستمی مبتنی بر شتابدهنده های الکترونی جهت تبدیل همزمان تکنسیوم و سزیم تحت میدانهای ترکیبی فوتون و فوتونوترون پرداخته ایم که در آن از تنگستن به عنوان مبدل تولید فوتون و فوتونوترون، از بریلیوم به عنوان کند کننده و از آب سنگین بعنوان خنک کننده استفاده شده است. با استفاده از کد MCNPX هندسه مواد برای افزایش نرخ تبدیل بهینه سازی شده است. در فرآیند تولید تابش ترمزی، انرژی تخلیه شده ی ناشی از الکترون ها و فوتون ها سبب گرم شدن و بالا رفتن دمای تنگستن شده و خنک سازی آن امری ضروری است. با استفاده از نرم افزار ANSYS به آنالیز حرارتی مبدل و طراحی سیستمی جهت خنک کردن آن پرداخته ایم. با بکارگیری ابعاد بهینه برای مبدل و اهداف سیستم، نرخ تبدیل برای Tc99، Cs135 و Cs137، تحت تابش الکترونهایMeV 40، به ترتیب برابر باs-1 1013×8.113، s-11013×1.871 وs-1 1013×1.7134 بدست آمده