بررسی اثر برش بر جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار میانی گاز زینان در آبشار مربعی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران

2 عضو هییت علمی، پژوهشکده چرخه سوخت هسته ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، سازمان انرژی اتمی ایران

3 عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

4 شرکت فناوری های پیشرفته ایران

5 سازمان انرژی اتمی ایران، شرکت فناوری های پیشرفته ایران، تهران، ایران

چکیده

یکی از پارامترهای مهم در آبشار مربعی که تاثیر زیادی بر عملکرد آن در جداسازی ایزوتوپ‌های چند جزئی دارد برش آبشار می‌باشد. در این مقاله ابتدا به بررسی اثر برش بر جداسازی ایزوتوپ‌های میانی گاز زینان در یک آبشار مربعی با 20 مرحله پرداخته شده است. مطالعات برای دو حالت که فاکتور جداسازی ماشین سانتریفیوژ برابر 2/1 و 1/1 باشد انجام گرفته است. پس از آن حداقل طول لازم برای ایجاد یک آبشار طویل با تغییر نسبت Z/F و برش آبشار تعیین شده است. بر اساس محاسبات انجام گرفته در صورتی که فاکتور جداسازی برابر 2/1 و 1/1 باشد حداقل تعداد مراحل آبشار به ترتیب برابر با 55 و 110 مرحله خواهد شد که عملیاتی نمودن آن به سادگی امکان‌پذیر نیست. بررسی‌ها نشان می‌دهد که مقدار برش مناسب برای دستیابی به بیشترین مقدار غلظت ایزوتوپ هدف در آبشار طویل با آبشار کوتاه متفاوت است. در آبشار کوتاه با استفاده از مطالعات پارامتریک می‌توان مناسب‌ترین برشی را که در آن غلظت ایزوتوپ مورد نظر به بیشینه خود می‌رسد تعیین کرد. مقدار برش آبشار برای دستیابی به بیشترین مقدار Xe-129 در یک آبشار 20 مرحله‌ای برابر با 2/0 در فاکتور جداسازی 2/1 و 15/0 در فاکتور جداسازی 1/1 می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating of the Square Cascade for Separation of Xenon Middle Components

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Mansourzadeh 1
  • Ali Asghar Ghorbanpour Khamseh 2
1 Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran
2 Academic Staff, Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran
چکیده [English]

One of the important parameters in the square cascade, which has a great influence on its performance in the separation of multicomponent isotopes, is the cascade cut. In this research work, at first, the effect of cascade cut on the separation of xenon middle isotopes in a square cascade with 20 stages has been studied. These studies were carried out for two cases in which the separation factor was 1.2 and 1.1. Moreover, the minimum length for creating a long cascade by changing the Z/F value and cascade cut has been determined. Based on the calculations, if the separation factor is 1.2 and 1.1, the minimum number of cascade stages will be 55 and 110, that's not simply possible. The results show that the appropriate cascade cut in the long cascade is different from the short cascade. Using the parametric studies of the short cascade, it is possible to determine the most appropriate cascade cut in which the desired isotope concentration reaches its maximum. In order to maximize the amount of Xe-129 in a 20 stages cascade, the suitable cut is 0.2 in the separation factor of 1.2 and 0.15 in the separation factor of 1.1.

کلیدواژه‌ها [English]

  • stable isotopes
  • Square cascade
  • Cascade cut
  • Multicomponent isotope separation
  • Xenon