طراحی و ساخت یک سیستم جدید پرتونگاری نوترونی در رآکتور تحقیقاتی تهران

نویسندگان

انرژی اتمی ایران

10.22052/4.2.1

چکیده

برای دستیابی به یک باریکه­ ی نوترون حرارتی برای مقاصد پرتونگاری نوترونی، یک کولیماتور جدید نوترون در رآکتور تحقیقاتی تهران طراحی، نصب و مشخصه یابی شده است. رآکتور تحقیقاتی تهران، با قدرت 5 مگاوات از نوع استخرباز با کندکننده­ی آب سبک و دارای هفت بیم تیوب می­باشد. کولیماتور نوترونی، که قسمت مهمی از سیستم پرتونگاری نوترونی است، درون بیم تیوب شش اینچی E نصب شده است. طراحی کولیماتور با استفاده از کد MCNPX انجام شده است. در طراحی کولیماتور نوترونی به منظور بهبود کیفیت باریکه، از پلی کریستال بیسموت به عنوان فیلتر گاما و گرافیت به عنوان کندکننده نوترون­های سریع استفاده شده است. بر اساس این طراحی، نسبت L/D کولیماتور در محدوده­ی 150 تا 250 قابل تغییر است. شار نوترون حرارتی در صفحه­ی تصویر بین مقادیر  n cm-2 s-1 106 × 5/6 تا 106 × 6/2 می­تواند متفاوت باشد. اندازه­گیری­های اولیه بر روی باریکه­ی نوترونی پس از نصب کولیماتور درون بیم تیوب با استفاده از فعال‌سازی پولک­های ایندیوم برای اندازه‌گیری شار نوترون و دزیمتر TLD700 برای اندازه‌گیری دز گاما انجام شده است. نتایج نشان می­دهد که تطابق خوبی بین نتایج محاسباتی و اندازه­گیری وجود دارد و هم­چنین باریکه­ی نوترونی سیستم حاضر، جهت مقاصد پرتونگاری نوترونی کیفیت  مناسبی دارد و پارامترهای آن قابل قیاس با سایر سیستم­های پرتونگاری نوترونی در دنیا است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Design and construction of a new neutron radiography system at Tehran Research Reactor

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hosein Choopan Dastjerdi
  • Hosein Khalafi
  • Yaser Kasesaz
  • Javad Emami
  • Hosein Ghods
  • Arsalan Ezzati
چکیده [English]

In order to achieve a thermal neutron beam for neutron radiography applications, a new neutron collimator has been designed, installed and characterized at Tehran Research Reactor (TRR). TRR is a 5 MW, open pool and light water coolant reactor with seven beam tubes. Neutron collimator that is an important part of neutron radiography system was installed in the six inch E beam tube. Collimator design was performed using MCNPX code. To improve the beam quality, polycrystalline bismuth as gamma filter and graphite as fast neutron moderator were used. Based on this design, the L/D of the system ranges between 150 to 250. The neutron flux at the image plane can be varied from 2.6x106 n cm-2 s-1 to 6.5x106 n cm-2 s-1. Preliminary measurements of the neutron beam were performed using foil activation method and TLD700 dosimeter for measuring neutron flux and gamma dose rate respectively after installation of the collimator in the beam tube. Results show that the measurements are in a good similarity with calculations and also the obtained beam has a good quality for neutron radiography applications and the parameters of this beam is comparable with other neutron radiography systems around the world.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Neutron radiography
  • Neutron collimator
  • MCNP
  • Tehran research reactor

مراجع

[1] J.C. Domanus, Practical Neutron Radiography, Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, Holland, (1992). [2] IAEA, TECDOC-1604, Neutron Imaging: A Non-Destructive Tool for Materials Testing, Report of the coordinated research project, (2008). [3] J.F.W. Markgraf, Collimators for Thermal Neutron Radiography, D. Reidel, Dordrecht, (1987). [4] M. Dinca,M. Pavelescu, C. Iorgulis, Collimated neutron beam for neutron radiography, Rom. J. Phys (2006) 51 (3–4), 435–441. [5] K.K. Moghadam, A. Tabatabaeian, Neutron Radiography facility for AEOI nuclear research center, Proceedings of the Second World Conference on Neutron Radiography, Paris, (1986) 25-32. [6] D.B. Pelowitz, MCNPX user’s manual, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, (2005). [7] ASTM International E261-10, Standard Practice for Determining Neutron Fluence, Fluence Rate, and Spectra by Radioactivation Techniques. Unated States of America (2010). [8] Safety Analysis Report of Tehran Research Reactor, Atomic Energy Organization of Iran, Tehran, Iran (2009). [9] K.K. Mishra, Ayman I. Hawari, and V.H. Gillette, Design and Performance of a Thermal Neutron Imaging Facility at the North Carolina State University PULSTAR Reactor, IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, VOL. 53, NO. 6, DECEMBER (2006) 3904-3911. [10] D.S. Hussey, D.L. Jacobson, M. Arif, P.R. Huffman, R.E. Williams, J.C. Cook, New neutron imaging facility at the NIST, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 542 (2005) 9-15. [11] E. Lehmann, H. Pleinert, L. Wiezel, Status of the installation of a new neutron radiography facility at the spallation neutron source SINQ, Proceedings of the Fifth World Conference on Neutron Radiography, Berlin, (1996), 444. [12] U. Garbe, T. Randall, C. Hughes, The new neutron radiography/tomography/imaging station DINGO at OPAL, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 651 (2011) 42–46. [13] JEFReport 14 , Table of simple integral neutron cross-section data. OECD, France (1994).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار