نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• سیده لیلا میرمحمدی ¹
• سیدجابر صفدری ²
• محمدحسن ملاح ³

¹ سازمان انرژی اتمی-پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

² عضو هیات علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

³ عضو هئیت علمی پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای سازمان انرژی اتمی ایران

چکیده

هدف اصلی این مقاله تولید اورانیوم با غنای 20% برای سوخت راکتورهای تحقیقاتی به صورت مستقیم از اورانیوم طبیعی با پسماند %3/0xW< از طریق یک آبشار است. برای این کار از پنج راهبرد شامل استفاده از تک آبشارهای بهینه‌شده مخروطی، مربعی، مربعی‌شده 2-بخشی، مربعی‌شده 3-بخشی و مربعی‌شده 4-بخشی استفاده شده است. برای طراحی و بهینه‌سازی آبشارها پنج کد نرم افزاری "STC-PSOA" و "SQC-PSOA"، "2SQC-PSOA"، "3SQC-PSOA" و "4SQC-PSOA" توسعه داده شده‌اند و از الگوریتم بهینه‌سازی PSO برای بهینه‌سازی آنها استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد1- در راهبرد اول امکان تولید محصول با غنای 20% با یک چیدمان واحد و یک گام وجود ندارد و حداکثر غنای محصول 73/3 درصد خواهد بود؛ 2- در چهار راهبرد دیگر امکان تولید محصول 20% با یک چیدمان واحد و دو گام و وجود دارد و در صورت نیاز به اورانیوم با غنای بالاتر لازم است تعداد گام‌ها بدون تغییر چیدمان افزایش یابد. 3- راهبرد استفاده از آبشارهای مربعی‌شده 4-بخشی در یک زمان مشخص، میزان تولید محصول نسبت به آبشارهای مربعی و مربعی‌شده 2-بخشی و 3-‌بخشی در حدود حدود %7/10، %1/3 و %7/0 بیشتر است.

کلیدواژه‌ها

• : آبشارهای مخروطی بهینه
• آبشارهای مربعی و مربعی‌شده بهینه
• سوخت راکتورهای تحقیقاتی
• الگوریتم بهینه‌سازی PSO

موضوعات

• چرخه سوخت هسته‌ای و مواد سوختی

عنوان مقاله [English]

Using new strategies to produce enriched uranium from natural uranium for research reactors fuel

نویسندگان [English]

• Seyedeh Leila Mirmohammadi ¹
• JAber Safdari ²
• Mohammad Hassan Mallah ³

¹ Material and Nuclear Fuel Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Atomic Energy Organization, P.O. Box: 11365-8486, Tehran, Iran

² NSTRI

³ Member of the Faculty of Nuclear Science and Technology Research Institute of the Atomic Energy Organization of Iran

چکیده [English]

This paper aims to produce uranium with 20% enrichment for research reactor fuel directly from natural uranium with waste xw≤0.3% through a cascade. For this purpose, five strategies have been used, including single-optimized tapered, square, 2-section squared-off, 3-section squared-off, and 4-section squared-off cascades. To design and optimize the cascades, five software codes, "STC-PSOA" and "SQC-PSOA," "2SQC-PSOA," "3SQC-PSOA," and "4SQC-PSOA," have been developed, and the PSO optimization algorithm is employed to optimize them. Using one arrangement and one step, it is not possible to produce uranium with a 20% enrichment level in the first strategy. The maximum product enrichment level is 3.73%. 2. In the other four strategies, uranium with a 20% enrichment level can be produced in two steps with a single arrangement. If uranium with a higher enrichment level is needed, the number of steps must be increased without changing the arrangement. 3. With the strategy of using 4-section squared-off cascades at a certain time, product production is 11.1%, 3.1%, and 1.0% higher than square, 2-section, and 3-section squared-off cascades.

کلیدواژه‌ها [English]

• Optimized tapered cascades
• Optimized square and squared-off cascades
• Fuel of research Reactors
• Particle Swarm Optimization Algorithm (PSO)