بررسی جنس و نوع پوشش پره‌های برشگر نوترون در میزان جذب نوترون حرارتی

Abstract

گزینشگر سرعت نوترونی با استفاده از پره‌های چرخان و حذف نوترون‌های دارای انرژی ناخواسته، می‌تواند نوترون‌هایی با انرژی مشخص را عبور دهد. در راستای مراحل ساخت یک دستگاه گزینشگر سرعت نوترون و نقش کلیدی این پره‌ها در عملکرد این دستگاه، مطالعات شبیه‌سازی و تجربی، به‌منظور بررسی جنس و نوع پوشش پره‌ها در میزان جذب نوترون حرارتی انجام شد. در این مطالعه پره‌هایی از جنس کادمیم، آلومینیوم و فیبر کربن با پوشش‌های مختلف در معرض نوترون‌های حرارتی قرار گرفت و میزان عبور نوترون‌ها با استفاده از کد MCNPX محاسبه شد. بر اساس نتایج شبیه‌سازی به‌دست آمده، ساخت پره‌ها با پوشش کادمیم و با پوشش‌های B4C، LiF و H3BO3 با ضخامت‌های مشخص انجام شد. میزان جذب نوترون‌های حرارتی برای پره‌های ساخته شده در یک شار نوترونی حرارتی حاصل از چشمه Am-Be و با استفاده از آشکارساز BF3 اندازه‌گیری شد. نتایج نشان می‌دهد پرة کادمیم با ضخامت mm۱ بدون پوشش، پرة آلومینیم به‌ضخامت mm0/5 و پرة فیبرکربن به‌ضخامت mm0/9 هر دو با پوشش B4C، به‌ترتیب بیشترین میزان جذب نوترون‌های حرارتی را دارند. نتایج شبیه‌سازی و تجربی نشان داد که پوشش B4C با غلظت 45-35 گرم بر سانتی‌متر مربع برای پره‌های گزینشگر سرعت نوترون مناسب است.

Keywords

• برشگر نوترون
• نوترون حرارتی
• پوشش پره
• جاذب نوترون