محاسبات و آنالیز پارامترهای موثر جهت تولید نمونه الماس به عنوان حسگر بلوری بیشینه دما

در حال حاضر، حسگرهای بلوری بیشینه دما در طراحی و بهینه سازی موتورها و توربین های با بازده بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته اند. این حسگرها در ابعاد بسیار کوچک ساخته می شوند و می توانند دمای بیشینه را در محل مورد نظر برای مثال در داخل توربین اندازه‎گیری نمایند. لازم به ذکر است که برای تولید این حسگرها فلوئنس بالای نوترون های سریع مورد نیاز است. روش اندازه گیری حسگر بلوری بیشینه دما مبتنی بر پدیده دمای بالا برای بازگرداندن تغییرات ایجاد شده در شبکه کریستالی که توسط تابش نوترون ایجاد شده اند، استوار است. در این مقاله، ابتدا از طریق شبیه سازی قلب رآکتور تهران محاسبات شار بیشینه نوترون سریع برای نمونه الماس با کد ۶MCNP انجام گرفت. همچنین محاسبات پرتوزایی با استفاده از ۲ORIGEN و نرخ دز از طریق ۶MCNP و محاسبات دمایی با نرم افزار ANSYS در نقاط مختلف نمونه انجام شد. مقدار شار بیشینه نوترون سریع محاسبه شد و مقدار پرتوزایی نمونه بعد از ۴۰ روز کاهش چشمگیری یافته و نرخ دز در فاصله ۱ متری به مقدار µSv/h  ۱/۴ رسیده است. همچنین محاسبات دمایی نشان می دهد که بیشینه دما در کمترین سرعت کانال K ۴۰۲ است که به لحاظ حرارتی مشکلی ایجاد نخواهد کرد. در ادامه، با استفاده از روش XRD عدد شبکه و حجم سلول واحد برای نمونه در این مقاله محاسبه شد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که نمونه الماس می تواند از دیدگاه نوترونیک، دزیمتری، ترموهیدرولیکی و تغییرات ساختار شبکه بلوری در رآکتور تحقیقاتی تهران جهت تولید حسگر بلوری پیشنهاد شود.

کلیدواژه ها:

حسگر بیشینه دما ، الماس ، ۶MCNP ، ORIGEN ، ANSYS ، شار ، نرخ دز ، پارامتر شبکه