مجله علوم، مهندسی و فناوری هسته‌ای

اندازه‌گیری و شبیه‌سازی ضریب تبدیل دز آب به هوا برای پرتوهای گامای گسیل‌شده از سوخت‌های مصرف‌شده رآکتور تحقیقاتی تهران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد ارکانی
امیر پوررستم

پژوهشکده رآکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، صندوق پستی: 836-14395، تهران- ایران

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1629
چکیده
یکی از چالش‌هایی که بهره‌برداری رآکتور تحقیقاتی تهران با آن روبه‌رو است، جابه‌جایی و مدیریت سوخت‌های مصرف‌شده این رآکتور است. برای تخمین مخاطرات و همچنین در نظر گرفتن تمهیدات لازم، بایستی از دز مجتمع‌های سوخت در هوا، قبل از جابه‌جایی آنها، آگاهی داشت. نظر به‌شدت پرتوزایی سوخت‌های مصرف‌شده و درنتیجه آن آهنگ دز بالای آنها، امکان اندازه‌گیری آهنگ دز این سوخت‌ها در هوا به‌صورت مستقیم وجود ندارد. از این‌رو ابتدا بایستی در داخل آب استخر رآکتور آهنگ دز اندازه‌گیری شود و سپس با دانستن ضریب تبدیل آهنگ دز از آب به هوا، مقدار آن را در هوا تخمین زد. در این پژوهش، ضریب تبدیل دز از آب به هوا برای پرتوهای گامای گسیل‌شده از سوخت‌های مصرف‌شده رآکتور تحقیقاتی تهران از آزمایش با چشمه Fission Molly و همچنین از شبیه‌سازی مونت کارلو با استفاده از کد MCNP، تخمین زده شده است. نتایج به‌دست‌آمده از روش‌های فوق با یکدیگر تطابق نسبتاً خوبی را نشان می‌دهند.

کلیدواژه‌ها

سوخت مصرف‌شده
رآکتور تحقیقاتی تهران
ضریب تبدیل دز آب به هوا
Fission Molly
کد MCNP

عنوان مقاله English

Measurement and simulation of water-to-air dose conversion factor for gamma rays emitted from spent fuels of Tehran Research Reactor

نویسندگان English

M. Arkani
A. Pourrostam
Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.BOX: 14395-836, Tehran – Iran
چکیده English

One of the primary challenges faced by operational personnel at the Tehran Research Reactor (TRR) is the handling and management of spent fuel assemblies. Estimating the radiation dose from these fuels in the air is crucial for assessing risks and implementing necessary safety measures during transportation. Due to the high radiation intensity and dose rates of spent fuels, direct measurement of their airborne dose rate is impractical. Instead, the dose rate is measured within the reactor pool water and then converted to an estimate for the air using conversion factors. This research focuses on estimating the dose conversion factor from water to air for gamma rays emitted by spent fuels at TRR. Experimental data from a fission molybdenum source and Monte Carlo simulations using the MCNP code were utilized to determine this conversion factor. The results obtained from both methods demonstrate relatively good agreement with each other.

کلیدواژه‌ها English

Spent fuel
Tehran Research Reactor
Water-to-air dose conversion factor
Fission molly
MCNP code
  1. Kralik M, Kulich V, Studeny J. Dosimetry at the interim spent fuel storage facility of the Czech nuclear power plant Dukovany. Journal of Nuclear Science and Technology. 2000;37(sup1):762-766.

 

  1. Kryuchkov E.F, Opalovsky V.A, Tikhomirov G.V. Modelling of radiation field around spent fuel container. Radiation Protection Dosimetry. 2005;116(1-4):575-578.

 

  1. Campbell L.W, Smith L.E, Misner A.C. High-energy delayed gamma spectroscopy for spent nuclear fuel assay. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2011;58(1):231-240.

 

  1. Bagheri S, Faghihi F, Khalafi H. An efficient method for detecting damaged FAs; burnup and PPF estimations by gamma spectroscopy. Applied Radiation and Isotopes. 2018;140:185-192.

 

  1. Kim H, Lee H, Yoo B, Sohn J, Kim B, Choo Y, Hong K. Burnup Estimation of Nuclear Fuels with Gamma Spectrometry. 2006.

 

  1. Kirchknopf P, Almasi I, Radocz G, Nemes I, Völgyesi P, Szaloki I. Determining burnup, cooling time and operational history of VVER-440 spent fuel assemblies based on in-situ gamma spectrometry at Paks Nuclear Power Plant. Annals of Nuclear Energy. 2022;170:108975.

 

  1. Fast JE, Chenault J.W, Glasgow B.D, Rodriguez D.C, VanDevender B.A, Wood L.S. Spent nuclear fuel Measurements. No. PNNL-23561. Pacific Northwest National Lab. (PNNL), Richland, WA (United States). 2014.

 

  1. Abrefah R.G, Essel P.A.A, Odoi H.C. Estimation of the dose rate of nuclear fuel of Ghana Research Reactor-1 (GHARR-1) using ORIGEN-S and MCNP 6. Progress in Nuclear Energy. 2018;105:309-317.

 

  1. Pelowitz D. MCNP6 Users Manual (Los Alamos National Laboratory). LACP-00634, 2013 May.

 

  1. Hermann O.W, Westfall R.M. ORIGEN-S: SCALE system module to calculate fuel depletion, actinide transmutation, fission product buildup and decay, and associated radiation source terms. Vol. II, Sect. F7 of SCALE: A Modular Code System for Performing Standardized Computer Analyses for Licensing Evaluation, NUREG/CR-0200. Rev 6. 1995.

 

  1. Gholamzadeh Z, Adeli R, Keivani M. Investigation of the air to water conversion factor dependency to the spent fuel cooling time, irradiation history and burnup for gamma dose rate determination of TRR spent fuels. Radiation Physics and Engineering. 2021;2(1):1-7.

 

  1. TRR Safety Analysis Report. Safety Analysis Report for Tehran Research Reactor. Atomic Energy Organization of Iran (AEOI). 2011.

 

  1. Final report of the project "Study, design and commissioning of equipment required for experimental dosimetry of irradiated fuels of Tehran Research Reactor. Nuclear Science and Technology Research Institute. 1402.

 

  1. Arkani M, Raisali G. Measurement of dead time by time interval distribution method. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 2015;774:151-158.

 

  1. Vacutec datasheet for Type 70018E, REF 0180001, www.vacutec-gmbh.de.

صفحه اصلی