تأثیر نانو و میکروذرات اکسید بیسموت بر خواص حفاظ از پرتوی شیشه‌های تلوریم به کمک کد MCNPX

Abstract

مقاله پژوهشیمقدمه: استفاده از حفاظ‌ها، یکی از مهم‌ترین ابزارها در مواجه با تابش‌های پرتوی‌ محسوب می‌شود. اخیراً به منظور بهبود خواص حفاظ‌ها در کنار سهولت استفاده و نیز ابعاد آن‌ها؛ بهره‌گیری از حفاظ‌هایی حاوی نانوذرات بسیار مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه، بررسی ترکیبات تلوریم حاوی نانوذرات بیسموت اکساید به عنوان حفاظ تابشی بر اساس پارامترهای استاندارد ارزیابی حفاظ‌های پرتوی می‌باشد.روش‌ها: در این مطالعه، ضمن ارزیابی اولیه‌ی عملکرد شیشه‌های تلوریم به عنوان حفاظ تابشی، نقش افزودن نانوذرات اکسید بیسموت در بهبود خواص حفاظتی این شیشه‌ها در برابر تابش‌های فوتونی به کمک کد مونت‌کارلو MCNPX بررسی شد. ارزیابی عملکرد به کمک عامل‌هایی مانند ضریب تضعیف جرمی (μm) و ضریب انتقال (TF) ارزیابی گردید. بازه‌ی انرژی تابش فرودی keV15 تا keV300 برای شیشه‌های تلوریم حاوی میکرو و نانوساختار در نظر گرفته شد. همچنین اثر ابعاد نانو ذرات بر عملکرد حفاظ تابشی مورد بررسی و بحث قرار گرفت.یافته‌ها: شبیه‌سازی‌های صورت پذیرفته نشان می‌دهد که بهبود μm با کاهش ابعاد نانوذرات رابطه‌ی مستقیم دارند. همچنین افزایش درصد وزنی بیسموت در حفاظ باعث افزایش μm می‌شود به صورتی که بهترین نقش حفاظتی، اختصاص به ترکیبی دارد که شامل نانوذراتی با بیشترین درصد وزنی باشد.نتیجه‌گیری: نتایج بدست آمده بیانگر آن است که شیشه‌های تلوریم حاوی نانوذرات بیسموت، حفاظ تابشی بهتری در قیاس با عدم حضور نانوذرات محسوب می‌شوند. از سوی دیگر؛ وجود ذرات بیسموت در ابعاد نانومتر حفاظت تابش بهتری نسبت به ذراتی در ابعاد میکرومتر بیسموت را ایجاد می‌نمایند.

Keywords

• نانو ذرات
• بیسموت
• تلوریم
• حفاظ تابش