عنوان درس آموز استخراج سطح‌مقطع جابهجایی در اثر تابش نوترون
هنگامی که مواد مختلف در معرض تابش، به خصوص تابش نوترون‌های سریع و پرانرژی، قرار می‌گیرند دچار آسیب تابشی می‌شوند. علت این آسیب تعداد دفعاتی است که یک اتم در طی فرآیند تابش جابه‌جا می‌شود.
فهرست مطالب
میزان این آسیب و جابهجایی با متغیری تحت عنوان DPA که در واقع همانDisplacement Per Atom است توصیف می‌شود. DPA عبارت است از تعداد اتم‌های جابه‌جا شده به ازای واحد حجم، واحد جرم، یا به ازای تعداد اتم‌های ماده. عدد DPA به مقدار انرژی نوترون وارد شده به ماده وابسته است. بنابراین به منظور محاسبه میزان تخریب ناشی از این جابهجایی در وهله اول بایستی به طیف نوترونی دسترسی داشت و سپس با در دست داشتن سطح مقطع جابهجایی بر حسب انرژی نوترون در ماده مورد نظر میزان تخریب ایجاد شده را از طریق حاصلضرب این دو مقدار در یکدیگر برآورد کرد. اطلاعات مربوط به سطح مقطع جابهجایی بر حسب انرژی نوترون در مواد مختلف در کتابخانههای ENDF[1] موجود می‌باشد اما آنچه که بیشتر حائز اهمیت است این است که چگونه این اطلاعات را از این کتابخانه استخراج کرده و استفاده کنیم؟ در این درس آموز سعی بر آن است که نحوه دسترسی و استخراج سطح مقطع جابهجایی بر حسب انرژی نوترون به ساده‌ترین روش آموزش داده شود.
بیان مساله
در مسائل مربوط به بررسی آسیب تابشی ناشی از نوترون می‌بایست میزان تخریب ناشی از DPA مورد بررسی قرار گیرد. بنابراین لازم است سطح مقطع جابهجایی ناشی از تابش نوترون به یک ماده در انرژی‌های مختلف نوترون را در دست داشت.
روش کار/ محاسبه
روش پیشنهادی به منظور دسترسی به اطلاعات مربوط به سطح مقطع جابهجایی در اثر تابش نوترون، استفاده از کتابخانههای موجود در ENDF است که در وب سایت https://www-nds.iaea.org/public/download-endf/contents.htm قابل دسترسی است. به این ترتیب که کاربر می‌بایستی پس از ورود به وب سایت مذکور و مواجه شدن با صفحه‌ای که در بخش 1-7) نشان داده شده است، به قسمت DXS وارد شود. سپس پوشه Displacement_XS/ را انتخاب نموده و با طی مسیر زیر اطلاعات مربوط به ماده مورد نظر را با فرمت ACE دریافت نماید:
Displacement_XS/DXS.(2018)/Neutron_irradiation/Files/ENDFBVIII/ACE_format
از طریق مسیر زیر نیز کاربر قادر است اطلاعات را با فرمت DXS دریافت کند که در روش استخراج اطلاعات و رسم که در ادامه توضیح داده خواهد شد، تفاوتی با فرمت ACE ندارد:
Displacement_XS/DXS.(2018)/Neutron_irradiation/Files/ENDFBVIII/ENDF_format
اکنون که کاربر اطلاعات را به یکی از فرمت‌های مذکور دریافت نمود، با فایلی مواجه است که تصویر نمونه‌ای از آن در بخش 1-7) ارائه شده است. همان طور که مشاهده می‌شود در نگاه اول سر در آوردن از این فایل کار دشواری به نظر می‌رسد. با کمی دقت میتوان دریافت در چند خط اول از این فایل اطلاعاتی نظیر نام ماده، عدد اتمی و عدد جرمی آن و... ارائه شده است و پس از آن چهار سنون عددی وجود دارد. از ابتدای این سنون‌ها که غالبا از 1E-11 شروع شده و به صورت سطری افزایش یافته و تا 2E+2 ادامه دارد در واقع همان انرژی نوترون است که بر حسب مگاالکترون‌ولت بیان شده است. پس از آن به دنبال همین اعداد مربوط به انرژی نوترون و بدون هیچ علامت جدا کننده‌ای اعداد مربوط به سطح مقطع جابهجایی نوشته شده اند که هر یک به ترتیب متناظر با انرژی‌هایی است که در ستون‌های بالایی ارائه شده‌اند و این اعداد نیز از ترتیب سطری برخوردارند. لذا استفاده از این اطلاعات و رسم آن‌ها مستلزم آن است که کاربر ابتدا سطرهای مربوط به انرژی و سطح مقطع را با نهایت دقت در تشخیص مرز میان انرژی و سطح مقطع از این فایل به فایل دیگری کپی کرده و سپس فرمت سطری این اعداد را به ستونی تغییر دهد تا امکان استفاده و یا رسم سطح مقطع جابهجایی بر حسب انرژی نوترون فراهم شود. نحوه تبدیل فرمت اعداد سطری به ستونی به صورت بسیار ساده در درس آموز شماره 4 آموزش داده شده است.
