نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• رقیه جعفری ¹
• محمد امین امیرخانی دهکردی ²
• عفت یاحقی ³
• بهروز رکرک ²
• محسن اسدی اسدآباد ⁴

¹ گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بین المللی امام خمینی، صندوق پستی: ،34148-96818قزوین - ایران

² پژوهشکدة رآکتور و ایمنی هسته‌ا‌ی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: ،14155-1339 تهران ـ ایران

³ گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه بین المللی امام خمینی

⁴ 1. پژوهشکده رآکتور و ایمنی هسته ا‌ی، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی، صندوق پستی: ،14155-1339تهران ـ ایران

چکیده

شناسایی اثرات تابش نوترون بر آلومینیم‌هایی که در ساخت غلاف‌های سوخت رآکتورها بکار می‌روند از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. با توجه به مشکلات موجود در تابش‌دهی با نوترون در برخی از مواقع از روش تابش دهی با یون‌ها (معمولا پروتون) برای این بررسی استفاده می‌شود. تغییرات در حفره‌ها در تابش پروتون‌های پرانرژی در حد پیکو‌متر است. در این تحقیق از طیف‌نگاری طول عمر نابودی پوزیترون که قابلیت برای بررسی ابعاد حفره‌ها را در حد پیکو متر و نانومتر است استفاده شده تا تغییرات آلومینیم‌‌های Al-6061 و Al-303 بر اثر تابش پروتون‌های MeV 2/2 در مقادیر مختلف تابش بررسی شود. نتایج نشان می‌دهد که مقدار زمان τave برای هر دو نمونه آلومینیم بررسی شده ابتدا کاهش پیدا کرده و سپس افزایش یافته است که نشان دهنده کوچک‌تر شدن حفره‌ها در مراحل اولیه تابش و در نتیجه کم شدن عیوب تهی‌جا و بزرگ شدن آنها در ادامه تابش که بیانگر زیاد شدن عیوب بین‌نشین است می‌باشد. این نتایج توسط آزمون XRD نیز تأیید شده است. در این آزمون نیز مشاهده می‌شود اندازه کریستال در آلومینیم‌های تابش دیده در ابتدا شروع به افزایش و سپس شروع به کاهش کرده است.

کلیدواژه‌ها

• آسیب تابشی
• آلومینیوم‌‌های غلاف سوخت
• تابش پروتون
• طیف‌نگاری طول عمر نابودی پوزیترون

موضوعات

• ابزارهای مرتبط با علم و فناوری هسته‌ای

عنوان مقاله [English]

Investigation the fuel clad radiation damage by Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy

نویسندگان [English]

• Roghayeh Jafari ¹
• Mohammad Amin Amirkhani Dehkordi ²
• Effat Yahaghi ³
• Behrouz Rokrok ²
• Mohsen Assadi Asadabad ⁴

¹ Physics Department, Basic Science Faculty, Imam Khomeini International University, P.O.Box: 34148-96818, Qazvin – Iran

² Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 14155-1339, Tehran - Iran

³ دانشگاه بین المللی امام خمینی

⁴ Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, AEOI, P.O.Box: 14155-1339, Tehran - Iran

چکیده [English]

Abstract: Identification of the changes of aluminum structure due to neutron radiation is very important in the reactor fuel clad. In some cases, ion (usually proton beam) irradiation method is implemented for this investigation. The changes in the holes of Al are in the range of picometers by the radiation of energetic protons. In this research, positron annihilation lifetime spectroscopy, was used to investigate the changes of holes in Al-6061 and Al-303 due to the radiation of 2.2 MeV protons at different amounts of radiation. This method has the ability to evaluate the dimensions of the holes in the range of picometers and nanometers. For both investigated aluminum samples, the results show that the value of τave first decreased and then increased. It indicates the holes became smaller and decrease the vacancy defects in the initial stages of irradiation. Then, the holes became larger in the continuation of irradiation, which indicates increasing the interstitial defects. These results were also confirmed by XRD test. It can be seen that the crystal size of the irradiated aluminum increased at the in the initial stages of irradiation and then decreased in the continuation of irradiation.

کلیدواژه‌ها [English]

• radiation damage
• fuel clad aluminum
• positron radiation
• Positron Annihilation Lifetime Spectroscopy