گامی به بلندای محدودیت ها

حساسیت های اخیر دنیا درباره موضوع انرژی هسته ای و موانع و محدودیت های ایجاد شده برای کشورمان درباره تهیه تجهیزات پیشرفته مورد نیاز این فناوری ، می تواند عقب ماندن از پیشرفت های دنیا را در این زمینه برای ما به ارمغان بیاورد ؛ اما خوشبختانه

کد خبر: ۵۸۹۳۷

، این بار محققان و پژوهشگران ما بیکار ننشسته اند و با تلاش فراوان در رفع نیازهای کشور و شکستن وابستگی های مانع پیشرفت علمی ایران کوشیده اند.
مهندس احمدرضا عزیز سلطانی ، کارشناس ارشد مهندسی هسته ای ، یکی از این پژوهشگران است که با ساخت دستگاه راکتیویته سنج امکان کنترل دقیق میزان انرژی هسته ای آزاد شده از سوخت رآکتورها را فراهم کرده است.

لطفا درباره دستگاه راکتیویته سنج کمی توضیح دهید.

راکتیویته سنج ، دستگاهی کاربردی است که بر مبنای جنبه های تئوری رآکتور ساخته شده است. این دستگاه میزان راکتیویته را نمایش می دهد. تا پیش از این ، راه مستقیمی برای دانستن راکتیویته وارده به قلب رآکتور وجود نداشته است.

راکتیویته چیست؛

در قلب یک رآکتور حرارتی ، نوترون های سریع بر اثر عمل شکافت زاییده می شوند. این نوترون ها در اثر برخورد با هسته های کندکننده ، تا انرژی های حرارتی کند می شوند. سپس بعضی از آنها با هسته های شکافت پذیر جذب می شوند و با شکافت های بعدی ، نسل جدیدی از نوترون ها را تولید می کنند. نسبت تعداد نوترون ها در نسل جدید به تعداد آنها در نسل قبل ، ضریب تکثیر نامیده می شود. در قلب یک رآکتور با اندازه محدود ، احتمال نشست نوترون و احتمال این که جذب قبل از نشت اتفاق بیفتد ، وجود دارد. مجموع این احتمال ها برابر واحد است ؛ یعنی نوترون ها یا نشت می کنند یا نشت نمی کنند. برای این که رآکتوری بحرانی باشد ، باید ضریب تکثیر موثر آن برابر واحد باشد.

دستگاه راکتیویته سنج مستقیما روی رآکتور نصب می شود و علاوه بر مشخص کردن ارزش سوخت قابلیت ارسال پیام هشدار را نیز دارد

بنابراین در چنین حالتی تعداد نوترون ها در هر نسل ثابت است و انرژی شکافت با آهنگ ثابتی آزاد می شود. هنگامی که ضریب تکثیر موثر بزرگتر از واحد باشد، رآکتور را فوق بحرانی می نامند. قدرت چنین رآکتوری به طور نمایی افزایش می یابد. باید دقت زیادی شود که این آهنگ افزایش در حد قابل قبول باقی بماند. هنگامی که ضریب تکثیر موثر کمتر از واحد باشد، رآکتور را تحت بحرانی می نامند و تعداد نوترون و قدرت رآکتور کاهش می یابد. هنگامی که یک رآکتور در حالت پایا کار می کند، ضریب تکثیر موثر برابر با واحد است.

در حالی که قدرت رآکتور افزایش یا تقلیل یابد (تغییر راکتیویته) دیگر ضریب تکثیر برابر با واحد نیست . واحد راکتیویته چیست؛

برای راکتیویته ، واحدهای دلار، سنت و این آور، در نظر گرفته شده است. این آور، عبارت است از مقدار راکتیویته ای که دوره پایدار رآکتور را برابر یک ساعت می کند، ولی واحد عمومی تر راکتیویته دلار است که یک سنت هم برابر با یکصدم دلار تعیین شده است.

تغییرات راکتیویته به چه عواملی بستگی دارد؛

در یک رآکتور در حال کار در نتیجه تغییرات فیزیکی یا هسته ای در سیستم ، تغییرات راکتیویته بسیاری صورت می گیرد. این تغییرات ، طی یک دوره طولانی اتفاق می افتند و مستقیما از عملکرد رآکتور حاصل می شوند. این اثرات به تغییرات دما، تغییرات فشار، تولید و افزایش سموم ، تهی شدن و تولید و افزایش سوخت (تولید شدن عناصر شکافت پذیر)241pu 239pu مربوط می شوند و این تغییرات باید جبران شوند.

دستگاه اکتیویته سنج برچه مبنایی ساخته شده است؛

این دستگاه با دریافت خروجی اتاقک شکافت و پس از حل معادلات دیفرانسیل حاکم بر سیستم ، مقدار راکتیویته را مشخص می کند، که باید همیشه کمتر از یک دلار باشد ؛ چون در غیر این صورت با ذوب شدن لوله ها و تجهیزات داخلی ، رآکتور دچار آسیب و حوادث غیرمترقبه ای می شود ، که باید با استفاده از عوامل کنترلی مانند میله های کنترل و عوامل الکترونیک ، راکتیویته را به زیر یک دلار برگرداند.

دستگاه ساخت شما قابلیت هشداردهی هم دارد؛

بله ، این دستگاه مستقیما روی رآکتور نصب می شود و علاوه بر مشخص کردن ارزش سوخت ، قابلیت ارسال پیام هشدار را نیز دارد. در صورتی که راکتیویته به بیش از یک دلار افزایش پیدا کند ، دستگاه با ارسال پیام هشداردهنده ، قسمتهای دیگر را از کار می اندازد و با پایین آوردن میله های کنترل ، ارزش سوخت را تا زیر یک دلار کاهش می دهد.

آیا تا به حال دستگاهتان را آزمایش کرده اید؛

این دستگاه ابتدا برای رآکتور تحقیقاتی سازمان انرژی اتمی ایران طراحی شده بود و در ابتدای کار با یک منبع فرضی که رفتار رآکتور را شبیه سازی می کند، تست و پس از آن در رآکتور آزمایش شد. دستگاه در مرحله تکمیل نهایی و اضافه کردن امکانات دیگر به آن است که اگر خدا بخواهد ، از آن در کلیه رآکتورها استفاده شود.

دستگاه راکتیویته سنج مشابه خارجی هم دارد؛

بله ، اما در طراحی آن از مشابه خارجی بهره گرفته نشده و برای اولین بار در ایران طراحی و ساخته شده است. این دستگاه در راستای رشد و شکوفایی صنعتی کشور و عدم وابستگی به کشورهای دیگر در صورت تکمیل نهایی می تواند در کلیه رآکتورها مورد استفاده قرار گیرد.