غنی سازی ایزوتوپ پایدارگوگرد 36 توسط زنجیره مربعی تک خروجی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشچوی دکترای پژوهشگاه

2 هیات علمی

3 عضو هیات علمی دانشگاه مازندران

4 رئیس پژوهشکده مواد و سوخت هسته ای

5 شرکت فناوری پیشرفته

چکیده

عنصر گوگرد شامل 4 ایزوتوپ پایدار بوده و سنگین ترین ایزوتوپ آن، گوگرد 36 در تولید رادیو ایزوتوپ و فعالسازی نوتورنی کاربرد دارد. در این مقاله با توجه به غلظت بسیار پایین گوگرد 36 در خوراک طبیعی، از زنجیره گذرای تک خروجی جهت جداسازی این ایزوتوپ استفاده شده است. برای شبیه سازی زنجیره، معادلات توزیع غلظت در حالت گذرا با استفاده از روش لاسونن گسسته سازی شده و با روش تکرار q، خطی می شوند. کد نوشته شده با استفاده از نتایج تجربی موجود صحت سنجی می شود. برای جداسازی ایزوتوپ گوگرد به غنای بالای 90 درصد توسط تعداد ماشین سانتریفیوژ معین، چیدمان‌های مختلف از زنجیره مربعی تک خروجی، مرحله ورود خوراک و شدت جریان خوراک بررسی شده است. در چیدمان با 15 مرحله و 8 ماشین سانتریفیوژ در هر مرحله، غلظت ایزوتوپ گوگرد 36 در مخزن پس از 1460 ساعت به 95 درصد می رسد. نتایج نشان داد، کاهش جریان خوراک زنجیره و افزایش فاصله مرحله ورود خوراک از مخزن، باعث افزایش غلظت گوگرد 36 در مخزن می شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulation of 36S stable isotope enrichment, by square single withdrawal cascade

نویسندگان [English]

  • morteza imani 1
  • abbas rashidi 3
  • javad karimi sabet 4
  • ali noroozi 5
1 Materials and Nuclear Fuel Research School, Nuclear Science and Technology research Institute, AEOI, P.O.Box:11365-8486, Tehran-Iran
3 Faculty of Engineering and Technology, University of Mazandaran, P.O.Box: 416, Babolsar-Iran
4 Materials and Nuclear Fuel Research School, Nuclear Science and Technology research Institute, AEOI, P.O.Box:11365-8486, Tehran-Iran
5 Advanced Technology Company of Iran, AEOI, P.O.Box:14399-55431, Tehran-Iran
چکیده [English]

The sulfur element contains 4 stable isotopes, and its heaviest isotope, 36S, has application in radioisotope production and neutron activation. In this paper, due to the very low natural abundance of 36S, single withdrawal cascades are used to separate this isotope. To simulate the cascade, the concentration distribution equations in the transient state are discrete using the Laasonen method and linearized by q iteration method. The code is validated using existing experimental results. To separate the 36S isotope to a high concentration of 90% by fixed number of centrifuge machines, different arrangement of the square single withdrawal cascades, the feed stage location, and the feed flow rate were investigated. In arrangement with 15 stages and 8 centrifuge machines at each stage, the concentration of 36S in the reservoir reaches 95% after 1460 hours. The results showed that reducing the feed flow of the cascade and increasing the distance of the feed stage from the reservoir increases the concentration of 36S in the reservoir.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Single Withdrawal Cascade
  • Square Arrangement
  • 36S Isotope
  • Transient Condition
  • Simulation
  • q Iteration Method