نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

انرژی اتمی ایران/ پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

چکیده

کبالت-60 به عنوان یک چشمه پرتوزا صنعتی مهم در استریلیزاسیون مواد غذایی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. چشمه‌های kCi عمدتا می‌توانند برای تحقیقات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گیرند با این حال مراکز صنعتی معدودی وجود دارند که از این چشمه‌ها برای پرتودهی محصولات کشاورزی استفاده می‌کنند. لذا در این مطالعه، پتانسیل تولید چشمه‌های چند ده کیلوکوری میله‌ای کبالت-60 در راکتور تحقیقاتی تهران با استفاده از کد MCNPX بررسی شده است. مجتمع‌های مختلف شامل میله‌های کبالت-59 توسط کد محاسباتی مدل شد. همچنین بارگذاری مجتمع میله‌ای کبالت-59 در آرایش‌های مختلف قلب راکتور تحقیقاتی تهران بررسی شد و بهره تولید کبالت-60 در هر یک از موارد مدل شده محاسبه شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌دهد با بهینه سازی مجتمع میله‌ای کبالت-59 در یک آرایش 27-تایی قلب سال 1401راکتور تحقیقاتی تهران می‌توان پس از 3 سال پرتودهی به حدود kCi 40 محصول کبالت-60 دست یافت. استفاده از بازتاباننده برلیوم با هندسه بهینه شده می‌تواند راکتیویته منفی ایجاد شده ناشی از بارگذاری مجتمع کبالت-59 را کاهش دهد. همچنین بارگذاری مجتمع کبالت-59 در حاشیه قلب تعادلی راکتور تحقیقاتی تهران می‌تواند منجر به تولید حدود kCi 23 کبالت-60 گردد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Monte Carlo simulation of the possibility of cobalt-60 production in Tehran research reactor

نویسنده [English]

  • Behrouz Rokrok

Atomic Energy Organization of Iran

چکیده [English]

60Co is used as an important industrial radioactive source in the sterilization of food and medical equipment. kCi sources can mainly be used for laboratory research, however, there are few industrial centers that use these sources for irradiating agricultural products. Hence, in this study, the potential of producing tens of kCi of 60Co sources in Tehran research reactor has been investigated using MCNPX code. Different assemblies including 59Co rods were modeled by computational code. In addition, the loading of the 59Co rod assembly in different arrangements of the Tehran research reactor core was investigated and the 59Co production yield was calculated in each of the modeled cases. The results of this study show that by optimizing the 59Co rod assembly in a 27-fuel 1401 year core arrangement of the Tehran Research Reactor, it is possible to achieve about 40 kCi of 60Co product after 3 years of irradiation. The use of beryllium reflector with optimized geometry can reduce the negative reactivity caused by the loading of 59Co assembly. Also, loading the cobalt-59 assembly in the periphery of the equilibrium core of the Tehran research reactor can lead to the production of about 23 kCi of cobalt-60.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Feasibility study
  • 60Co
  • kCi source
  • MCNPX