مقایسه عملکرد یک آبشار مدل تطبیق یافته R با شرایط بهینه آن برای جداسازی ایزوتوپ های پایدار زینان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

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

2 عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

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

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

چکیده

در این مقاله برای اولین بار با استفاده از خوراک طبیعی زینان، عملکرد یک آبشار مدل تطبیق یافته R با شرایط بهینه آن در حالتی که "تعداد مراحل "، "نرخ جریان خوراک ورودی به آبشار"، "فاکتور جداسازی " و "نرخ بهینه خوراک ورودی به هر ماشین " مشخص و ثابت باشد، مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. پارامترهای محاسبه شده عبارتند از: نرخ جریان ورودی و خروجی مراحل، ظرفیت جداسازی آبشار، تعداد ماشین‌های استفاده شده در هر مرحله و برش مراحل در دو حالت بهینه و غیر بهینه. الگوریتم استفاده شده در بهینه سازی، الگوریتم بر مبنای آموزش و یادگیری (TLBO) بوده و تابع هدف به صورت تابعی از توان جداسازی برای تک ماشین و پارامتر تطبیق یافته R در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌دهد که توان جداسازی در حالت بهینه نسبت به حالت غیر بهینه بیشتر می‌باشد. توان جداسازی در شرایط تطبیق یافته برای جزء‌های "اول و سوم" و جزء‌های "دوم و سوم"، در حالت بهینه به ترتیب 1% و 9% بیشتر از حالت غیر بهینه می‌باشد. همچنین یک کد محاسباتی با عنوان "MISCC" برای تعیین پارامترهای آبشار در شرایط بهینه و غیر بهینه نوشته شده که از آن برای تجزیه و تحلیل آبشار تطبیق یافته R استفاده می‌شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Performance Comparison of Match Abundance Ratio Cascade in Optimal and Conventional Conditions for the Separation of Stable Xenon isotopes

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Mansourzadeh 1
  • Ali Asghar Ghorbanpour Khamseh 3
1 Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran
3 Academic Staff, Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran
چکیده [English]

In this paper, for the first time the R cascade under normal and optimal conditions with the constant and specified total number of cascade stages, the feed flow rate to the cascade, the factor of separation based on the unit mass difference, and the maximum and optimal of the feed flow into the centrifuge machine is assessed. The algorithm used in optimization is TLBO algorithm and the objective function is considered as a function of separation work for a single machine and match abundance ratio. The results show that in the cascade with the match abundance ratio for isotopes k1, K2 the separation work in optimal cascade is more than conventional. If the abundance ratio is adapted for two pair of components, i.e., “first and third” and “second and third, the separation power in the optimal mode for the first and second cases is 1% and 9% more than conventional, respectively. Finally, a computational code called "MISCC" is written to determine and analyze the parameters of the match abundance ratio cascade in optimal and normal conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • stable isotopes
  • match abundance ratio cascade
  • separation work
  • Optimization
  • optimum match abundance ratio cascade