نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• علی اصغر قربانپور خمسه ¹
• فاطمه منصورزاده ²
• سیدجابر صفدری ³
• سجاد خوشه چین ⁴

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

² 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 سازمان انرژی اتمی ایران، شرکت فناوری‌های پیشرفته ایران

چکیده

یکی از پارامتر‌های مهم در طراحی آبشار مدل Q برای سیستم‌های چند جزئی، پارامتر M* می‌باشد. در این تحقیق یک کد با نام MOTACAS برای طراحی آبشار مدل Q تهیه شده است که با استفاده از آن مقدار بهینه پارامتر M* نیز قابل محاسبه است. در این راستا مقدار بهینه M* برای غنی‌سازی ایزوتوپ هشتم تلوریم در خروجی جریان سنگین به ترتیب در غناهای 40/0، 7/0، 9/0 و 99/0 و غنی‌سازی ایزوتوپ چهارم تلوریم به ترتیب در غناهای 1/0، 3/0، 4/0 و 5/0 تعیین شده است. هم‌چنین به منظور بررسی اثر فاکتور جداسازی بر مقدار پارامترM*، محاسبات برای ایزوتوپ هشتم و چهارم با فاکتور جداسازی 05/1 و 1/1 انجام و با یکدیگر مقایسه شده است. بررسی نتایج نشان می‌دهد که هر اندازه میزان غنای ایزوتوپ مطلوب افزایش یابد، محدوده تغییرات پارامتر M* کاهش می‌یابد. هم‌چنین با کاهش فاکتور جداسازی، مقدار بهینه M* تغییر نمی‌کند و علی‌رغم افزایش مقدار جریان میان مرحله‌ای کل، مقدار جریان نسبی میان مرحله‌ای کل ثابت باقی می‌ماند. درضمن مطابق نتایج بدست آمده، غنای ایزوتوپ‌های انتهایی با افزایش تعداد مراحل آبشار تا مقادیر بالا افزایش می‌یابد اما غنای ایزوتوپ‌های میانی تا اندازه‌ی محدودی در یک آبشار قابل افزایش می‌باشد.

کلیدواژه‌ها

• ایزوتوپ‌های پایدار
• آبشار مدل Q
• پارامتر M*
• نرخ جریان میان مرحله‌ای کل
• تلوریم

عنوان مقاله [English]

Investigation of the effect of M* and α0 on the separation of 4th and 8th isotopes of tellurium in a Q model cascade

نویسندگان [English]

• Ali Asghar Ghorbanpour Khamseh ¹
• Fatemeh Mansourzadeh ²
• Jaber Safdari ³
• sajad khoshechin ⁴

¹ Academic Staff, Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran

² Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and technology research institute, Atomic Energy Organization of Iran

³ Nuclear Fuel Cycle Department, Nuclear Science and Technology Research Institute, Atomic Energy Organization of Iran

⁴ Iran Advanced Technologies Company, Atomic Energy Organization of Iran

چکیده [English]

One of the important parameters in the design of the Q model cascade for the multi-component systems is the M* parameter. In this research, a code called MOTACAS has been developed for the design of a Q cascade, using the optimal value of the M* parameter. In this regard, the enrichment of the 8th isotope of tellurium at the heavy stream to 0.40, 0.7, 0.9 and 0.99, and the enrichment of the 4th isotope to 0.1, 0.3, 0.4 and 0.5 have been investigated. Also, in order to evaluate the effect of the separation factor on M*, optimal Q cascades for the enrichment of the 8th and the 4th isotopes with separation factors of 1.05 and 1.1 have been designed and compared with each other. The results show that with increasing the desired isotope concentration, the acceptable range of the M* decreases. With decreasing the separation factor, the optimal value of the M* does not change, and despite increasing the total inter-stage flow rate, the relative inter-stage flow rate remains constant. Moreover, the required number of separation stages to reach the end component to a high concentration increased but the enrichment of middle component in the one cascade is limited in spite of increasing the stages.

کلیدواژه‌ها [English]

• stable isotopes
• Q Cascade
• M* Parameter
• Total inter-stage flow rate
• Tellurium