بررسي نوتروني و امكان‌سنجي جايگذاري سوخت ThO_2-U_3 O_8-Al با سوخت U_3 O_8-Al در راكتور تحقيقاتي تهران

كارشناسي ارشد

چكيده اورانيوم و توريوم مهم‌ترين سوخت‌هاي هسته‌اي هستند؛ توريوم داراي منابع فراواني است كه به‌صورت ايزوتوپ بارور 232Th در طبيعت يافت مي‌شود و فاقد ايزوتوپ شكافت پذير است به همين دليل نياز به يك ايزوتوپ شكافت پذير كمكي (235U , 239Pu) دارد. 232Th با جذب نوترون‌هاي كم انرژي، ايزوتوپ شكافت پذير 233U را توليد مي‌كند و با توجه به اين‌كه ذخاير مواد شكافت پذير در طبيعت پاسخ‌گوي نياز بشر در بلندمدت نيست بنابراين لازم است از چرخه‌هاي سوخت جديد در راكتور‌هاي هسته‌اي استفاده شود. چرخه سوخت توريوم به دليل زايش بالا در ناحيه حرارتي و فوق حرارتي نسبت به ديگر روش‌ها ارجحيت دارد. از طرفي در سال‌هاي اخير علاقه به چرخه سوخت توريوم به دليل فراهم آوردن الزامات ايمني، مديريت پسماند و وجود منابع فراوان احياء شده است. از آنجايي‌كه تا به ‌حال استفاده از توريوم در راكتورهاي آب سبك به‌طور دقيق مورد بررسي قرار نگرفته است، لذا در اين تحقيق به بررسي نوتروني و امكان جايگذاري سوخت U3O8-ThO2-Al در راكتور تحقيقاتي تهران با استفاده از كد هسته‌اي MCNPX پرداخته مي‌شود. كد MCNPX ، يك كد هسته‌اي است كه براي ترابرد نوترون به روش مونت‌كارلو به كار مي‌رود. ابتدا با استفاده از اين كد، راكتور تحقيقاتي تهران مدل‌سازي شده و سوخت U3O8-ThO2-Al جايگزين سوخت متداول U3O8-Al در راكتور تهران مي‌گردد و سپس با محاسبه پارامتر‌هاي نوتروني توسط اين كد به مقايسه اين دو نوع سوخت پرداخته‌ مي‌شود. نتيجه‌ي محاسبات نشان مي‌دهد كه استفاده از (U35%3O8-Al)(70%)-ThO2(30%) اخلالي در ايمني و پارامتر‌هاي نوتروني قلب در مقايسه با سوخت متداول U20%3O8-Al ايجاد نمي‌كند و همچنين موجب مي‌شود پلوتونيوم به‌عنوان يكي از مهم‌ترين پسماند‌هاي خطرناك بيولوژيكي (HLW ) ، حدود 56/1 مرتبه نسبت به سوخت U20%3O8-Al كاهش پيدا كند، واژه‌هاي كليدي: راكتور تحقيقاتي تهران، توريوم، پارامتر‌هاي نوتروني، كد MCNPX، مصرف سوخت

188825

دانشگاه علم و صنعت ايران

دكتر زهره غلام¬زاده

فيزيك هسته اي

دكتر محمد واحدي - دكتر سيد اميرحسين فقهي