ساختن بتن سنگین و بررسی لایه نیمهجذبی بتن گالینا به روش مونتکارلو و مقایسه آن با نتایج تجربی

چکیده ساخت بتن سنگین و بررسی لایه نیمهجذبی بین گالینا به روشمونت کارلو و مقایسه آن با نتایج تجربی به کوشش سیروس قادری برمی ضرورت و ظرفیت بتن برای تحقیق در موضوعات مختلف مهندسی من جمله بحث ایمنی در مقابل حفاظت پرتوهای یونساز حائز اهمیت است. لذا برای حفاظت در برابر پرتوهای یونساز یکی از مهمترین اصول کار با مواد رادیواکتیو و دستگاههای تولید اشعه میباشد. در طراحی حفاظتهای بیولوژیکی، باید دو نوع تشعشع را در نظر گرفت. اول، اشعههای x و گاما، که قدرت نفوذ زیادی دارندف ولی با استفاده از مواد با دانسیته بالا میتوانند به نحو مطلوبی جذب شوند. دومین نوع تشعشع، نوترونها هستند که ذرات سنگین هسته اتمیاند و بار الکتریکی حمل نمیکنند. در نتیجه، نوترونها تحت اثر میدان الکتریکی در محیط قرار نمیگیرند و بنابراین، فقط در تصادم با هسته اتمی سرعتشان کاهش مییابد. بتن در حفاظگذاری بیولوژیک رآکتورهای هستهای و اتاقهای رادیوتراپی مگاولتاژ از اهمیت زیادی برخوردار است. در این تحقیق با استفاده از کانی گالنا دو نوع بتن سنگین با درصد مختلف آب به سیمان (نسبت 6% و 3%) و یک بتن معمولی با چگالی 2300 به عنوان مرجع ساخته شده است. نسبتهای مختلف آب به سیمان به کار رفته به منظور بررسی تفاوت در میزان جذب نوترونی منظور شده است. برای تولید این بتن علاوه بر مواد اصلی تشکیلدهنده بتون یعنی سیمان، میکروسیلیس و آب که در نسبتهای آزمایشی مشخصی مورد استفاده قرار گرفت، از کانیهای گالنا (محتوی سرب) استفاده گردید. نمونههای ساخته شده از نظر چگالی، تضعیف پرتو، استحکام و ... مورد آزمایش قرار گرفتند. چگالی نمونههای بتن ساخته شده در این تحقیق بسیار بالا بوده و در حد 5000 تا 5200 قرار داشت. اندازهگیری لایه نیمجذب نمونههای بتن برای تضعیف پرتوهای گامای 66/0 تابش شده از سزیم -137، لایه نیمجذبی معادل 45/1 را نشان داد. مقاومت فشاری نمونههای ساخته شده نیز قابل توجه بوده و از تغییراتی معادل 628-685 قرار داشت. مقایسه چگالی، لایه نیمجذب برای پرتوهای گاما و مقاومت فشاری نمونههای بتن ساخته شده در این تحقیق با نمونههای گزارش شده در سایر مطالعات در ایران و سایر کشورها از منحصربه فرد بودن این نمونهها حکایت دارد. بدین ترتیب با استفاده از یک ترکیب بهینه از عوامل تشکیلدهنده بتن، به ویژه بهرهگیری از سنگ معدن گالنا که به وفور در کشور یافت میشود، ساخت حفاظهای پرتوی با قابلیتهای بسیار بالا در بخش-هایی نظیر رآکتورهای هستهای و اتاقهای رادیوتراپی امکانپذیر شده است.