IranPAC2015

Investigation of spallation neutron scource production by use of natural uranium and thorium targets under proton beam irradiation obtained by CYCLONE30 accelerator

Not scheduled

15m

سالن همایش‌ها (پژوهشگاه دانش‌های بنیادی)

Poster کاربردها در صنعت و علوم

Speaker

Dr Mostafa Hassanzadeh (Reactor research schoo)

Description

The use of spallation neutron sources produced by spallation process induction in a heavy target using charged particle accelerator has been applied in many research centers around the world. These neutron sources have enormous applications in the field of nuclear reactors’ waste incineration, radioisotope production, neutron diffraction systems etc. In this work, the neutronic parameters of two natural uranium and thorium objectives are considered. Cyclotron accelerator is used to induce spallation process by injecting a proton beam with 30 MeV and 100 μA. MCNPX 2.6.0 simulation code has been used to model these two spallation targets. The results of this work showed that although the use of thorium as the target has advantages of higher thermal neutron flux neutron and optimized dimension smaller than natural uranium, but such a scale requires a flow of cooling which is non-operational. However, it can be optimized for the purpose of an effective cooling of the thorium target. Also, because less waste produced during the bombarding, as well as efforts aimed at thorium as a neutron source that could be more favorable proposal.

چکیده به فارسی

امروزه استفاده از چشمه های نوترون تلاشی حاصل از القاء پدیده تلاشی در یک هدف سنگین با بکارگیری شتابدهنده ذرات باردار در بسیاری از مراکز تحقیقاتی دنیا صورت پذیرفته است. این چشمه های نوترونی کاربردهای متعددی در زمینه سوزاندن پسمان راکتورهای هسته ای، تولید رادیوایزوتوپ ها، سیستم های دیفرکتومتری نوترون و غیره را به خود اختصاص داده اند. لذا در این کار، بررسی پارامترهای نوترونی دو هدف تلاشی اورانیوم و توریوم طبیعی مدنظر قرار گرفته است. از شتابدهنده سیکلوترون برای القاء پدیده تلاشی بواسطه تزریق باریکه پروتونی MeV 30 با جریان µA 100 استفاده شده است. از کد شبیه سازی MCNPX 2.6.0 برای مدل کردن این دو هدف استفاده شده است. نتایج حاصل از این کار نشان می دهد که هرچند استفاده از هدف توریوم به عنوان چشمه نوترون تلاشی دارای مزایای ایجاد فلاکس نوترون حرارتی بیشتر و ابعاد بهینه شده کوچکتر در مقایسه با هدف اورانیوم طبیعی است ولی چنین ابعادی نیازمند دبی خنک کننده غیر عملیاتی است. با این وجود می توان برای حفظ ابعاد بهینه شده هدف توریوم تمهیداتی را برای خنک کنندگی موثر آن اندیشید. همچنین به دلیل تولید پسمان کمتر ضمن بمباران، همچنان هدف توریوم به عنوان چشمه نوترون تلاشی مطلوب تر یشنهاد می شود.

Peer reviewing

Paper

Accepted on 11 Nov 2015 by Javad Rahighi

Paper files: