مقدمه:

رادیوگرافی نوترونی به عنوان یکی از روشهاي آزمون غیرمخرب مواد، به سرعت در حال توسعه و پیشرفت بوده و داراي مزیتهاي بارزي نسبت به رادیوگرافی پرتوي ایکس (یا پرتوي گاما) معمول است. نوترون با هسته اتم اندرکنش میکند، لذا بر اساس سطح مقطع اندرکنش که حتی در دو ایزوتوپ متفاوت است می تواند برایتشخیص مواد با عدد اتمی یکسان، مواد با عدد اتمی پائین و یا مواد سبک پوشانده شده با مواد باعدد اتمی بالا استفاده شود۱]و.[۲ اجزاي سیستم رادیوگرافی نوترونی در شکل ۱ (الف)آمده است. اصول پایهاي همه روشهاي رادیوگرافی(اشعه ایکس، پرتو گاما و نوترون) تضعیف باریکه در عبور از نمونه میباشد. نمونه، در مسیر باریکه هم سو شدهاي از نوترونهاي حرارتی قرار میگیرد و باریکه فرودي بر اثر اندرکنش با هستههاي اتمی موجود در عناصر نمونه، تضعیف میشود و در نهایت باریکه عبوري از شئ آشکارسازي و ثبت میشود ]٣.[

راکتور تحقیقاتی تهران (TRR) از نوع استخري و ناهمگن،براي حداکثر قدرت ۵MW طراحی شده است.موقعیت قرارگیري قلب، ستون حرارتی و بیمتیوبهاي آن در شکل )۱ب) آورده شده است .[۴]

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

الف ب

شکل )۱الف) نحوه چیدمان در رادیوگرافی نوترونی .[۳] (ب) موقعیت قلب، ستون حرارتی و بیمتیوبها در راکتور تحقیقاتی تهران.[۴]

تجهیزات مربوط به رادیوگرافی نوترونی در تیوب ۶ اینچی سراسري (بیم تیوب (Hکه در مجاورت لبه بالایی قلب قرار گرفته است، نصب شده است. در شکل ۲، قسمتهاي مختلف همسوساز نصب شده در بیم تیوب ۶ اینچی Hنشان داده شده است ۵]و.[۶

شکل۲ شماي قسمتهاي مختلف همسوساز نصب شده در داخل بیمتیوب سراسري (ابعاد به ] (cm۵[

روش کار

سوخت مجازي جهت تستهاي پیش راهاندازي راکتور از قبیل تستهاي هیدرولیکی و هیدرودینامیکی، شارژ مجتمع سوخت در راکتور، بارگذاري، تعویض سوختهاي مصرف شده با سوخت تازه مورد استفاده قرار میگیرد. تنها تفاوت این مجتمعها با سوخت اصلی، استفاده از قرصهاي سربی به جاي قرصهاي اکسید اورانیوم میباشد. نمونه کوچکی از میله سوخت مجازي در شکل ۳ (الف) نشان داده شده است.

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

(الف) (ب)

شکل)۳الف) نمونه کوچکی از میله سوخت مجازي (مقایسه ابعادي) (ب) دهانه خروجی هم سوساز سیستم نوترون رادیوگرافی در TRR

لازم به ذکر است که در پژوهش قبل [۷]، امکانپذیر بودن رادیوگرافی نوترونی میله سوخت و مقایسه آن با رادیوگرافی ایکس با شبیه سازي با کدMCNPXنشان داده شد که مبین تفاوت تصویر ایجاد شده با دو روش و قابلیت رادیوگرافی نوترون براي ثبت جزئیات داخل میله سوخت مجازي بود.

از نوترونهاي خروجی سیستم رادیوگرافی نوترونی براي تصویربرداري استفاده شده است. بعلت شار نوترونی پائین، ثبت تصویر با روش مستقیم که جزء روش هاي تأخیري محسوب میشود، انجام شده است.در اتاقتاریک، فیلم اشعه ایکس _ _ _ _ محصول شرکت آگفا (Agfa) که از نوع سریع و تک پوششی میباشد، به همراه مبدل گادولینیوم به ضخامت ۲۵میکرومتر، کاملاً متصل بهم در داخل کاست رادیوگرافی ضد نور قرار گرفتند و سپس میله سوخت مجازي و غلاف ( _ _ _ − )به کاست رادیوگرافی چسبانده شدند. مجموعه، در فاصله۴۰ سانتیمتري از دهانه خروجی همسوساز نصب شده در بیمتیوب )Hشکل ۳ (ب)) که مربوط به رادیوگرافی نوترونی میباشد، به مدت ۶۰ دقیقه پرتودهی شد.پس از اتمامپرتودهی، فیلم در یک اتاقتاریک به دقت از مبدل جدا شده و پس از طی مراحل شیمیایی ظهور، ثبوتو خشک کردن، قابل مشاهده و آماده بررسی شد.لازم به ذکر است که براي توان ۴ مگاواتراکتور، شارنوترون و آهنگ معادل دز گاما در محل نمونه به ترتیب . × _ _ . _ و

_ . میباشد.

از دستگاه اشعه ایکس نوع ! − به عنوان چشمه براي رادیوگرافی اشعه ایکس استفاده شده است. میله سوخت مجازي (شکل (۴، بین تیوب اشعه ایکس(ولتاژ ۲۲۰kV ، جریان (۲/۵mA و فیلم اشعه ایکس ( % _ − ( _ ) به مدت ۳:۴۵ دقیقه قرار داده شد تا تصویر نهفته، روي فیلم ایجاد شود، سپس براي تبدیل تصویر نهفته به تصویر قابل رؤیت، عملیات ظهور، ثبوت و خشک کردن در اتاقتاریک انجام شد.