%34تخفیف
معادلات انتقال نوترون در چشمه نوترون فوقسرد و محاسبه پارامترهای طراحی
تعداد 106 صفحه درword
دکتری فیزیک هستهای
معادلات انتقال نوترون در چشمه نوترون فوقسرد و محاسبه پارامترهای طراحی
نوترونهای فوقسرد برای اندازهگیری کمیتهای مهم فیزیکی استفاده میشوند. افزایش دقت چنین اندازهگیریها به لحاظ آماری محدودیت دارد. به طورکلی، چگالیهای بالای UCNبرای راستی آزمایی تجربی مدل استاندارد مهم میباشد. همچنین ذخیره و مشاهده UCN برای دوره طولانی باعث میشود که از آن به عنوان یک ابزار بسیار عالی در مطالعه خواص اساسی نوترون پرداخته شود، اندازهگیری دقیقی از نیمه عمر نوترون، مطالعه حالتهای کوانتومی نوترون در میدان جاذبه زمین، مطالعه سطوح لایههای نازک و ممان دوقطبی الکتریکی نوترون مورد استفاده قرار گیرد . UCN دارای انرژی جنبشی کمتر از neV 300، سرعت کمتر از 7 متر برثانیه، طول موج بیشتر از nm 60 می باشد. UCNها در بطرهای برای یک زمان قابل مقایسه با نیمه عمر نوترون که حدود 887 ثانیه است میتواند به دام افتند. چندین طرح برای ساخت چشمههای UCN جدید به منظور افزایش چگالی و شار UCN وجود دارند که یکی از روشهای افزایش شار UCN، استفاده از موادی به عنوان مبدل است؛ که میتوانند CN را با پراکندگی به UCNتبدیل کند. ساختار این مبدلها دارای ترازهای برانگیختگی میباشند که باعث میشوند نوترون سرد به فوقسرد تبدیل شود. این روش تولید ( تولید UCN ابرحرارتی) اولین بار توسط Golub و Pendlebury پیشنهاد شده است. چشمههای UCN که دارای پتانسیل بیشتری برای تولید چگالیهای بالای UCN هستند از ابر سیال هلیم و استفاده میکنند. این مبدلها به طور قابل ملاحظهای در پراکندگی نوترونهای سرد برای تولید UCN موثرند. پژوهشهای تجربی مهمی برای تولید UCN بوسیله مبدلهای ،و انجام شده است. این مبدلها نیز سرعت نوترونهای سرد را کاهش و در نهایت به نوترونهای فوقسرد تبدیل میکنند. تحقیقات انجام شده نشان میدهد که دوتریم میتواند درحالتهای مختلف گاز، مایع و جامد مورد استفاده قرار گیرد و از کارایی نسبی بسیار بالای برخوردار است. در چشمههای نوترون فوقسرد، نوترونهای سرد با انرژی متوسط حدود میلی الکترون ولت به محدوده نانو الکترون ولت کند میشوند.
چشمه نوترون فوقسرد در آزمایشگاههای بزرگ Laue-Langevi، Grenoble، Franc، PSI و LANL ساخته شدهاند یا در حال ساخت هستند. فعالیتهای دیگری برای افزایش شار در آزمایشگاههای بزرگ مانند لوس آلاموس، ILL ، اوساکا ژاپن، دانشگاه مونیخ و دانشگاه ماینز در حال انجام است.
در چشمه نوترون فوقسرد PSI نوترونهای سریع در برخورد با هدف تلاشی ناشی از برخورد پروتونهای MeV 590 با یک هدف سربی تولید میشوند که در یک کندکننده آب سنگین کند و در نهایت یک شار سرد حدود در ناحیهای از ایجاد میشود، که حدود نوترون فوقسرد تولید خواهد کرد. در چشمه نوترون فوقسرد PSI شار UCN محاسبه نشده است. به دلیل نبود سطح مقطعهای پراکندگی نوترون فوقسرد در فایلهای ورودی کدهای MCNP، این نوع کدها نمیتواند به طور مستقیم برای محاسبه شار UCN مورد استفاده قرار گیرند. بنابراین، در این پایان نامه کد شبیه سازی را با یک روش محاسبات چند گروهی ترکیب نمودهایم و با حل معادلات انتقال نوترون مقادیر شار CN با یک دقت قابل قبولی( تقریباً با خطای آماری کمتر از ) بوسیله کد MCNPX 2.4 محاسبه شدند. عمق نفوذ، نوترونهای حرارتی حدود 4 سانتیمتر است و در واقع شار CN درحدود چنین عمقی به مقدار بیشینه خود میرسد. همچنین در چشمه نوترون فوقسرد، استفاده از طیف ماکسولی( یا به نوعی طیف نیلکین) برای بدست آوردن آهنگ نوترونهای خروجی از چشمههای مذکور کارساز نیست. در این چشمهها، سهم اورتو (پارا) ماده دوتریم در انتهای مسیر نوترون حائز اهمیت است و کند شدن نوترون به محدوده انرژیهای نانوالکترون ولت میبایست مد نظر قرارگیرد.
چشمه UCN مورد مطالعه دارای سه بخش اصلی کندکننده ، مبدل و هدف تلاشی میباشد. با استفاده از کد شبیه سازی MCNPX 2.4، متوسط شار سریع روی سطح هدف تلاشی، شار حرارتی در آب سنگین نزدیک لایه و شار سرد در عمقهای مختلف درون محاسبه شده است. معادلات یک بعدی و دو بعدی توازن نوترون با استفاده از روش ضمنی پسرو درMATLAB حل شده است. در محاسبات چند گروهی حاضر، 330 گروه انرژی نوترون را در نظرگرفتهایم؛ که یک همگرایی از نتایج با گام مکانی مناسب بدست آمده است. گام محوری و شعاعی به ترتیب برابر با و میباشند. مقادیر شار CN حاصل از شبیه سازی در عمقهای 0 تا 4 سانتیمتر به عنوان شرایط مرزی برای حل معادلات مورد استفاده قرار گرفتهاند. در واقع، میزان تولید UCN حاصل انتگرال روی همه چشمههای صفحههای CN میباشد، توزیع فضایی شار UCN و آهنگتولید در و نتایج عددی حاصل از میزان تولید UCN برای ابعاد مختلف با استفاده از معادله توازن نوترون نیز بدست آمده است. متوسط آهنگتولید UCN حاصل از این کار، با خروجی چشمههای UCN مستقر در PSI و LANL مقایسه شدهاند.
اولین کسی باشید که دیدگاهی می نویسد “معادلات انتقال نوترون در چشمه نوترون فوقسرد و محاسبه پارامترهای طراحی” لغو پاسخ
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.