پروژه فیزیک

مشکل جزئی مورد نظر با گذر زمان آلودگی‌ های پرتو های راکتور هاست. در حذف این آلودگی در مراتب بالاتر یک فیلتر ترکیب لازم است. یک فیلتر  شامل یک یا چند مواد اضافی است که در پرتو قرار می‌گیرد بنابراین AL و S با فیلتر F استفاده میشود تا پرتوی فیلتر  شده حاصل شود که شامل نوترونها حدود 3/24 کیلوالکترون ولت خواهد بود، Ti و Co برای رسیدن به پرتوی فیلتر شده در 2 کیلو الکترون ولت است و S به Si لازم است تا پرتویی در Kev 55 بدست آید و کاهشی در شدت پرتوی فیلتر شده بطور قابل ملاحظه نشان داده میشود.

(نمودار و تصاویر در فایل اصلی موجود است )

تکنیک دیگر جهت کاهش آلودگی نوترون با پخش کننده رزونانس در داخل پرتو راکتور و پرتوی پخش شده فیلتر میوشد. بنابراین در اداره ملی استاندارد  (NBS) پخس کننده Mn در ارتباط با Ti + Sc استفاده میشود تا 97 درصد دسته‌های خالص 2 کیلو الکترون ولت نوترونها استفاده شوند. میل و هاروی از Mg و S استفاده شده که پرتوی فیلتر شده kev 75 استفاده شود و Ti و M با فیلتر Fe پخش می‌شود تا پرتو Kev  14 بدست آید پس پخش کنده Co با Ni و Fe پرتو Kev 5/4 را نشان میدهد و فیلتر  پرتو ev 500  را با پخش کننده Nd و فیلتر Zn یک پرتو ev 400 را نشان می‌دهد.

پرتوهای فیلتر شده مواد اولیه مودر استفاده است. U و Sc و fe و si  برای پرتوهای فیلتر شده در 186/0 ، 2 ، 3/24 ، 55 ، 144، و 2350 kev عنوان میشوند. در فیلترهای ایزوتوپ‌های جدا شده Er ، N ، zn ، sr ، zn ، Ni، e ، Cr پیشنهاد شده تا پرتوهای مربوطه و اطلاعات آن با کارر امروزی جهت طرح‌هی متغیر مناسب باشد ولی تمام این معیارات و طرح‌ها لازم است تا فیلتر ایزوتوپها جداگانه دیده شوند. در حالت خاص اطلاعاتی برای رسیدنت به انرژی بالاتر و جود دارد تا شدت خوب و نسبت سیگنال به زمینه در منطقه در مورد علاقه و انرژی آن بدست آوریم. مثالی از کل بخش مربوط به معیارات در کل کاربرهای فیلترها در شکل 4. Vtii  و برای  نشان داده شده است.

(تصاویر در فایل اصلی موجود است )

معیاراتی برای طرح فیلترها:

این فیلترهای پنجره برای پرتوهای نوترون‌ها ابتدا بسط می‌یابند. برخی از آزمایشات در پرتوها نیاز به نوترون دارند تا در دسته ‌ باریکی با انرژی مناسب و انرژی ویژه در هر یک از ده دهه دیده شوند. مشکل Viii دو مشکل فیلترها را نشان میدهد که در یک رآکتور عمل میکند. فیلتربندی و ماده مربوط در این مثال fe است که در نیمه راه لوله پرتو قرار می‌گیرد که به پورت پرتوی راکتور فر برده میشود. این فضای بین Fe و لوله با صفحات پر میشود و در این مثال Al و S به مواد خاص اضافه میشود تا مواد فیلتر بندی ابتدایی استفاده شوند. پورت پرتو شکلa  5 Viii در مسیر مستقیم قرار می‌گیرد و سوخت رآکتور را نشان میدهد. پورت پرتو در مشکل b 5 Vtii  نسبت به انعکاس و همزه در نزدیک هسته قرار می‌گیرد در جهت مستقیم نوترونها در جهت موفقیت نمونه قرار می‌گیرد.

تجارب زیادی برای فیلترها بدست آمه است و حاکی است از عواملی که باید برری شوند که این طرح‌ها از فیلتر پرتو خواهد بود. حداکثر جریان نوتورن تک انرژی در موقعیت نمونه قرار دارد ولی لازم نیست بین متغیرها با بزرگترین قطر استفاده میشود و مواد فیلتر بندی باید به حد کافی در منطقه پرتو ایجاد شود که از تمام نقاط در منبع و صفحه منعکس کننده از فیلتر می‌گذرد و به نمونه میرسد. برای فیلترهایی که هزینه بردار است هزینه کمتر را انخاب کنید. اگر لازم باشد یک آزمایش را در نظر بگیریم پرتو باید به فیلتر اضافه شود. اگر  ما دو فیلتر به هسته راکتور خیلی نزدیک باشد بسیاری از نوترونها با انرژی ناخواسته در پرتو نشان داده میشود. بنابراین ما دو فیلتر بندی باید در نیمه راه بین منبع و وجه خارجی صفحات بیولوژیکی قرار می‌گیرد.

اجزاء یا ایزوتوپ‌ها برای ماه فیلتر انخاب میشود تا بخش در حداقل پنجره کمتر از 5/1 نوتورن درحد متوسط با انرژی دیگر مشخص باشد. ضخامت فیلتربندی انتخاب شده حدود 1/0 نوترونها است که انرژی را به فیلتر می گذرانند. عامل 5/1 نشان میدهد که نوترونها با انرژی دیگر در انتقال  است ولی نوترونها منبع اسپکتروم و طیف است که نسبت به نوترون در پنجره و سنجیده میشود. اغلب دسته‌ای در پنجره حدود 200/1 کل طیف نوترون‌هاست. اگر این فاکتورها به نسبت 5/1  باشد در جه خلوص پرتو 98/0 است. مواد فیلتر با نسبت مقطع بزرگتر از 5/1 ثابت نمی‌شود که نسبت 10/1 را نشان دهد ولی این پنجره توخالی در مقطع فیلتربندی سایه بندی میشود و مواد فیلتر بیندی ثانویه را نشان میدهند.

اغلب تغییرات انرژی دیده میشود از فیلتری دیگر ، بنابراین فیلترهای قابل تعویضی لازم است در دانشگاه راکتور تحقیقات میسوری (MURR) با فرو بردن لوله فیلتر و حذف آن کار میشود. و در عرض چند دقیقه میتواند راکتور را خاموش کند. روش ساده برای فیلترها برای چرخاندن پرتوهاست HFBR (راکتور پرتو با فلوی بالا) در بروفاوان شامل فیلترهایی است در خارج از صفحات بیولوژیکی .

این صفحات در اطراف طولانی‌تر است پس از فیلتر MTR, Fe از مخلوط فولاد زنگ ترن و برنج استفاده میشود که فیلتر Sc استفاده میشود  تا Ni و Ti بعنوان صفحات بکار میروند. دو یا چند عنصر لازم است تا پنجره‌ها بوسیله دیگری سایه‌دار شوند. از مخلوط بتون، آهن، سرب، آلومینویم بعنوان صفحه‌ای استفاده میشود. مواد متغیر با هر یک از صفحات ومرحله بندی میشوند. این مراحل جلوگیری می کنند تا فواصل با آب موجود تحت تأثیر اشعه گاما نباشد و Al طوری عمل می کند که مراقب باشیم آب یا Al منبعی در صفحه بیولوژیکی به حساب میآید ولی در این فاصله هوا هم وجود  دارد.

دومین و سومین ، دو فیلتر بندی شده لازم است استفاده شود تا مواد فیلتر بندی اولیه مشخص شود و مواد ثانویه نزدیک به پنجره است و مقطعی از مواد اولیه را  نشان می‌دهد. این مواد به نسبت 5/1 یا کمتر در پنجره با متوسط مقطع تمام انرژیها تنها 2/1 است ولی این مواد ثانویه Al و S مؤثر هستند و همراه Fe و Ti ،  Co به فیلترها اضافه میشود و S به فیلتر Si اضافه میشود.

این مواد ثانویه درجه خلوص را بالا میبرند و اشعه گاما را کاهش میدهند و همیشه از راکتورها خارج میشود.

چند روش دیگر برای پیشرفت در جه خلوص پیشنهاد شده است. این پورت پرتو در بالاترین موقعیت فلو نزدیک هسته ترجیح  داده میشود به نقطه پرتو در نقاط از سوخت نوترونها که پخش میشود آسان‌تر متغیر میشوند و انرژی بالایی را خواهند داشت. و این نوترونهای نومتر آسانتر فیلتر میشود و شامل انرژی بالاتری هستند و این فلوی گاه نومتر است نسبت به فولی گاه از سوخت مطرح میشود. فیلترها ر NBS از سوخت مستقیم استفاده میوشد. منگنز رزونانس پراکندگی در Kev 38/2 دارند که kev2 به پایین لوله کشیده میشود و nBVS تشخیص داد که فیلتر sc با فاکتور درجه خلوص 98/0 با فیلترهای Sc، با فاکتورها درجه خلوص 98/0  با فیلترهای SC دارای فاکتور 8/0 – 7/0 است.

در توسعه فیلترهای 238  مواد دیگری شناسایی شد که در پنجره‌هایی ev186 خواهد بود. پس چند ماده انتخاب شد تا این بخش‌ها با پنجره انرژی بالاتر در 238  مشخص شود. پیشرفت در خلوص پرتو با اضافه شدن Se ، Mn ، Ge ایجاد میشود تا به فیلتر 238 سنجیده شوند.

این پرتوهای فیلتر شده همیشه انرژی دارند تا به آسانی معیاری را در سابقه به کار گیرند. و ارزش دارد تا به آسانی معیاران را در نظر گیرند. سمیسون و دیگران روش «اختلاف فیلتر» را در نظر می گیرند. که در آن ماده منتخب دارای رزومانسی است که به پنجره سایه می اندازد و نسباً پایین است و انرژی نوترون را به کار می‌گیرد و معیارات شدت پرتو مطابق با نوترون غیر دسه‌ای است و فیلتر Fe  و Ti  S با Si و W با U همراه است.

بررسی طرح‌ها با مواد فیلترهاست که به آسانی با آن سر و کار دارند. اسکاندیوم، Al و S و Si و U کاملاً ثابت هستند و کالم میشوند که در نوترون و گاما دیده میشوند. S معمولاً به قوطی آلومینیوم باید دیواره قلع می‌چسبد. متأسفانه شکل ثابتی از  دیده نمی شود و شناسایی   مایع باید استفاده شود .  گازی در فیلترها با نیتروژن مایع استفاده میشود.

 گازی فشرده میشود و فیلتر  حدود  در میدان اشعه تغییر می‌کند و خطرات احتراق دارد. پس مایع فیلتر  در MURR در خارج از صفحه بیولوژیکی قرار می‌گیرد و به آسانی نمی توان با آن کار کرد. مواد متغیر رادیواکتیور میوشند ولی باید به آسانی با آن سر و کار داشت. چون اکثر فعال سازی ایجاد شده با نوترون حرارتی صفحه Li ، B ، Cd را در پایانه داخلی‌ ماده فیلتر کمک بر کاهش فعال سازی میکند.

در زمان طراحی فیلتر ها، علاوه بر کاهش زمینه نوترونها در خارج از رسته ، باید مهار فلوی ، در پرتور صورت گیرد با خطوط راهنما در چنین مهاری سطحی میشود تا 200 اجزاء سنگین مثل  یا  اجزاء نور مثل Si بخشی از مواد فیلتربندی را نشان دهند. این میزان ثابت کرده‌اند کاهش me/hr تا  از اشعه گاما در پرتو قابل کنترل باشد که در پرتوهای فیلتر شده کنترل میشوند.

VIII فیلترها در رآکتور ها:

جدول VIII.1 فیلترها را درحالت ثابت لیست کرده است. چون مخلوطی از مواد فیلترسازی ثانویه و اولیه را میتوان در هر یک از این فیلترها تغییر داد. مثالی از فیلترهاست. به فیلتر Fe 56 در BNL علاقه ویژه ای نشان داده شده چون اولین مثال استفاده از ایزوپ ثابت جداست تا نسبت بهتری از مقطع نشان داده شود. آهن طبیعی %34/8 ایزوتوپ های دیگر است که پنجره Kev 24 را از Fe 56 به 45/0 پرمیکند پس متوسط مقطع Fe حدود ob است. و این نسبت 11/1 = 5/45/0 با آهن طبیعی ماده فیلتر ابتدایی را نشان می دهد. ولی هزینه ای در fe برای کاهش نوترون ها تحمل می شود و از فیلتر می گذرند. فیلتر BNL حدود kg20 fe است. فیلتر دیگر، فیلتر si در او است و سولفور به si اضافه می شود کرینچر و ker144 پنجره توخالی در ker55 را مشخص کرده است. این فیلترها ker55 نوترون را تحویل می دهند که تولید شده است. کارمندان در NBS در بران شویگ فیلترهای Se را می سازند تا پورت پرتو و Mn بازتاب کننده در منوی بالای قرار گیرد و لوله پرتو با نوترون ker2 پخش شده مشخص شود. این رزونانس پخش شده در پیک Mn در 38/2 ker مشخص است ولی Mn مقطع ker2 b)100N ( را دارد. این درجه خلوص پرتو از 7/0 به 98/0 میرسد تا ضایعات فلو نشان داده شود.