امکان‌سنجی ساخت حفاظ برای چشمۀ نوترونی امرسیوم- برلیوم با به‌کارگیری پسماندهای صنعتی به روش تجربی و الگوریتم ژنتیک

نویسندگان

دانشگاه اصفهان

10.22052/3.2.1

چکیده

در این تحقیق، ترکیبی از خاک پسماند معدن سرب نخلک و سیمان با درصدهای متفاوت اسید بوریک به‌منظور ساخت حفاظ مناسب برای تابش‌های نوترون و گامای گسیل‌شده از چشمۀ نوترونیAm-Be استفاده شده است. به‌وسیلۀ سیستم پرتودهی نوترون حرارتی موجود در دانشگاه اصفهان و TLDهای نوع GR-206 و GR-207، میزان کاهش آهنگ دز نوترون‌ توسط نمونه‌های ساخته‌ شده بررسی شد. تغییرات آهنگ دز نوترون، مقاومت فشاری و میزان فعال شدن نمونه‌ها در اثر تابش نوترون اندازه‌گیری شد. تأثیر مقدار اسید بوریک در ترکیب حفاظ ساخته ‌شده  بر روی ضریب میرایی جرمی کل تابش گاما، توسط نرم‌افزار WINXCOM بررسی شد. با استفاده از الگوریتم ژنتیک، مقدار بهینۀ اسید بوریک و میزان کاهش در آهنگ دز نوترون به‌ترتیب 15/53 درصد و 1/90 درصد به‌دست آمد. همچنین برای حفاظ با مقدار بهینۀ اسید بوریک، ضریب میرایی جرمی کل برای تابش گاما با انرژی MeV 438/4 و مقاومت فشاری به‌ترتیبcm2/g 03262/0 و Kg/cm2 36/120 به‌دست آمد

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The feasibility of a shield for the 241Am-9Be source using industrial wastes by experimental methods and genetic algorithm

نویسندگان [English]

  • khadijeh rezaee ebrahim saraee
  • Alireza Tajeri
  • Saeid Pourajam Baferani
  • Iraj Jabbari
چکیده [English]

In this study, a mixture of waste lead mine Nakhlak and cement with different percentages of boric acid are used to construct a proper shield for gamma and neutron radiations emitted from the Am-Be source. Neutron dose rate reduction ​​by the prepared samples was investigated by thermal neutron irradiation system of Isfahan University, TLD 600 and TLD 700. Neutron dose rate changes, compressive strength and sample activation induced by the neutron irradiation were measured. The effect of various amounts of boric acid in the prepared shield on total mass attenuation coefficient of gamma radiation was investigated by WINXCOM software. Using genetic algorithm, the optimum amounts of boric acid and neutron dose rate were calculated 53.15% and 90.1% respectively. Also, for the shield with the optimum amount of boric acid, total mass attenuation coefficient for 4.438 MeV gamma radiation and compressive strength were obtained 0.03262 cm2/g and 120.36 Kg/cm2 respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Gamma and neutron shild
  • Boric Acid
  • Am-Be source

مراجع

[1] A. B. Azeez, K. S. Mohammed, M. M. Al Bakri Abdullah, K. Hussin, A. V. Sandu, R. A. Razak. The Effect of Various Waste Materials’ Contents on the Attenuation Level of Anti-Radiation Shielding Concrete.Maters. 6 (2013) 4836-4846. [2] B. Oto, A. Gür. Gamma-ray shielding of concretes including magnetite in different rate. Int J Phys Sci. 8 (2013) 310-314. [3] M. Erdem, O. Baykara, M. Dogru, F. Kuluozturk. A novel shielding material prepared from solid waste containing lead for gamma ray. Radiat Phys Chem. 79 (2010) 917-922. [4] D.B. Tefelski, T. Piotrowski, A. Polański, J. Skubalski, V. Blideanu. Monte-Carlo aided design of neutron shielding concretes. B Pol Acad Sci-Tech, 61 (2013) 161-171. [5] O. Gencel, W. Brostow, C. Ozel, M. Filiz, An investigation on the concrete properties containing colemanite, Int J Phys Sci. 5 (2010) 216-225. [6] D. Rezaei-Ochbelagh, S. Azimkhani, Investigation of gamma-ray shielding properties of concrete containing different percentages of lead. Appl Radiat Isotopes. 70 (2012) 2282-2286. [7] S. Orak, D. Y. Baysoy, Neutron Shielding Properties of Concrete With Boron and Boron Containing Mineral. APJES. 1 (2013) 15-19. [8] American Society for Testing and Materials, ASTM International, ASTM C39/C39M-12a-Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens. [9] C. Cheresteş. Calibration of Personal Albedo Neutron Dosemeter in mixed gamma-neutrons fields. Optoelectron Adv Mat. 5 (2011) 802-805. [10] L. Gerward, N. Guilbert, K. B. Jensen, H. Levring. WinXCom -a program for calculating X-ray attenuation coefficients. Radiat phys chem. 71 (2004) 653-654. [11] J. P. Dueholm. Multi-objective Optimization using Evolutionary Algorithms, University of Aarhus, Department of Computer Science, Denmark, (2009).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار