اندازه‌گیری نسبت کادمیم در راکتور صفر- قدرت آب سنگین اصفهان و مقایسه‌ی مقادیر به دست آمده در دو گام مختلف

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی پزشکی، دانشکده‌ی مهندسی، دانشگاه اصفهان،

2 پژوهشکده‌ی راکتور، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای

3 گروه مهندسی پزشکی، دانشکده‌ی مهندسی، دانشگاه اصفهان

چکیده

اندازه­‌گیری نسبت کادمیم یکی از پارامترهای اساسی در راکتورهای هسته‌­ای است. در این مقاله، مقدار نسبت کادمیم برای راکتور صفر- قدرت آب سنگین اصفهان (HWZPR) در دو گام 18 وcm 20 اندازه­‌گیری شده است. از پولک­های منگنز- نیکل برای اندازه­‌گیری نسبت کادمیم استفاده شده است. پرتوزایی پولک‌­ها با آشکارساز سوسوزن پلاستیکی و یدور سدیم برای پرتوهای بتا و گاما به ­دست آمده است. هم­‌چنین از تغییرات مقدار نسبت کادمیم در راستای محوری راکتور، ناحیه­‌ی مجانبی یا طیف پایدار به­ دست آمده است. طیف ثابت راکتور، در گام 20، تقریباً cm19 نسبت به گام 18 افزایش یافته است، که این به دلیل کاهش تعداد میله­‌های سوخت و افزایش ارتفاع بحرانی آب سنگین است. برای بررسی درستی مقادیر تجربی اندازه­‌گیری شده، راکتور صفر- قدرت آب سنگین اصفهان با کد MCNPX-2.6.0 شبیه‌­سازی شد. نتایج حاصل از شبیه­‌سازی و تجربی سازگاری خوبی با هم داشتند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Measurement of the Cadmium Ratio in Esfahan Heavy Water Zero Power Reactor and Comparison of the Values Obtained in Two Different Pitches

نویسندگان [English]

  • M. H Esteki 1
  • J Khorsandi 2
  • M. H Esteki 3
  • P Kaviani 2
چکیده [English]

 Measurement of cadmium ratio is one of the basic parameters in nuclear reactors. In this paper, the amount of cadmium ratio for the Esfahan Heavy Water Zero Power Reactor (EHWZPR) in two pitches of 18 and 20cm have been measured. For the cadmium ratio measurements Mn-Ni foils were used. The activity of the Mn-Ni foils were obtained by plastic scintillator and NaI(Tl) detectors for beta and gamma rays. Also, changes of the cadmium ratio in the axial direction of the reactor, asymptotic region or stable spectrum were obtained. The length of stable spectrum of the reactor increased to approximately 19cm, in pitch of 20 to 18, due to the reduced number of fuel rods and critical height of heavy water. To verify the measured values, the Esfahan Heavy Water Zero Power Reactor was simulated with the MCNPX-2.6.0 code. The  results of simulation were in good agreement with those of the experiments.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Zero Power Reactor
  • Cadmium Ratio
  • Manganese Foil
  • Asymptotic Region
  • Heavy Water
  • Neutron Activation

[1] AEOI, Safety Analysis Report for Esfahan Heavy Water Reactor, (2013).

 [2] M. Jalali, M.R. AbdiM. Mostajaboddavati, Reactor power measurement by gamma and neutron radiation in Heavy Water Zero Power Reactor (HWZPR), Ann. Nucl. Energy. 57 (2013) 368–374.

 [3] M. Jalali, M.R. AbdiM. Mostajaboddavati, Prompt gamma radiation as a new tool to measure reactor power, Radiat. Phys. Chem. 91 (2013) 19-27.

 [4] H. Kadotani, Measurements of Spatial Distribution of Cadmium Ratio in Heterogeneous lattices, J. Nucl. Sci. Technol. 3 (1966) 27-31.

 [5] M. Karadag, H. Yücel, Measurement of thermal neutron cross section and resonance integral for the 174Yb (n,γ) 175Yb reaction by the cadmium ratio method, Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B. 266(11) (2008) 2549–2555.

 [6] M. Karadag, Thermal neutron cross section and resonance integral measurements for the 133Cs(n, γ) 134mCs reaction, Ann. Nucl. Engergy 62 (2013) 178–183.

 [7] M.G. Budak, M. Karadag, H. Yücel, Experimental determination of effective resonance energies for 158Gd (n,γ) 159Gd and 179179 Hf (n,γ) 180mHf reactions, Ann. Nucl. Energy 38 (2011) 2550–2556.

              [8] M.G. Budak, H. Yücel, M. Karadag, M. Tan, Experimental determination of effective resonance energies for the (n, γ) reactions of 71Ga, 75As, 164Dy, 170Er by the cadmium ratio method, Ann. Nucl. Energy 35 (2008) 1433–1439.

 [9] M.N. Nasrabadi, B. Teimouri, A. Moosakhani, Critical heavy water level and some parameters for the HWZPR reactor core using MCNP4c code, Ann. Nucl. Energy. 73 (2014) 496–499.

 [10] A. Moosakhani, M.N. Nasrabadi, B. Timuri, Monte Carlo calculation of the core of the heavy water zero power reactor (HWZPR) using MCNP4c, Nucl. Eng. Des. 241 (2011) 1459–1462.

 [11] J.R. Lamarsh, Introduction to Nuclear Reactor Theory, Addison-Wesley Publishing Company (1966).

 [12] N. Tsoulfanidis, S. Landsberger, Measurement and Detection of Radiation, CRC Press is a member of Taylor & Francis Group (2015).