عنوان درس آموز شبیه‌سازی سیستم تشخیصی دوربین بولومتر در راکتور ایتر

معرفی دوره 

شبیه سازی سیستم 

راکتور ITER [1] بزرگترین طرح یک راکتور همجوشی هسته‌ای است که تاکنون طراحی شده و براساس محصورسازی مغناطیسی بنیاد نهاده شده است.

یکی از قسمت‌های مهم راکتور ایتر سیستم‌های تشخیصی است که وظایف مختلفی را برعهده دارند. یکی از این سیتم‌های تشخیصی دوربین بولومتر می‌باشد. این دوربین‌ها روی مخزن خلأ نصب شده و وظیفه اندازه‌گیری تابش پلاسما و توزیع فضایی آن را از طریق فواصل بین ماژول‌های روکش، دایورتور (منحرف کننده)، پورت پلاگ‌های بالایی و استوایی را دارند.به کمک این دوربین‌ها می‌توان اندازه‌گیری‌های خطی یکپارچه از تابش پلاسما را در بازه طول موج مرئی تا تابش ایکس نرم (حدود keV 20) را در امتداد خطوط دیدی که توسط هندسه آشکارسازها تعریف شده است را انجام داد. در پژوهش‎‌های مختلفی ممکن است نیاز به شبیه‌سازی دوربین بولومتر باشد. به عنوان مثال در بررسی میزان تخریب و آسیب تابشی ناشی از نوترون بر سیستم‌های تشخیصی راکنور ایتر  شبیه‌سازی این سیستم‌های تشخیصی ضروری است. علاوه بر سیستم‌های تشخیصی راکتور ایتر، دوربین‌های بولومتر کاربردهای بسیار زیادی بخصوص در زمینه‌های اخترشناسی دارند. در این درس‌آموز سعی می‌شود ساختار ساده شده‌ای از دوربین بولومتر جهت استفاده در شبیه‌سازی‌های مختلف ارائه شود.

 بیان مساله

 در مسائلی که شبیه‌سازی سیستم‌های تشخیصی راکتور ایتر مورد نیاز باشد، کاربر می‌تواند دوربین بولومتر را با ساختار ساده‌ای در نظر گیرد که به راحتی قابل شبیه‎‌سازی با کدهای مختلف همانند کد مونت کارلوی MCNPX است.

 روش کار/ محاسبه

 بولومتر از یک لایه نازک تشکیل شده است که یک طرف آن جذب کننده تشعشعات فلزی و طرف دیگر آن مقاومت‌های فلزی نازک خمیده و پیچ در پیچ می‌باشد. این لایه در یک محفظه‌ای قرار گرفته است که نقش گرماگیر نیز دارد. در بخش 1-7) ساختار ساده‌ای از دوربین بولومتر نشان داده شده است. جنس و ضخامت هر یک از اجزاء تشکیل‌دهنده بولومتر نیز به شرح زیر است:

 زیرلایه

 زیرلایه  با ابعاد 30 Î20 میلی‌مترمربع با ضخامت 2 میکرومتر از جنس نیترید سیلیسیوم (Si3N4).

 جاذب

 جاذب با ضخامت 15 میکرومتر از جنس پلاتین.

 مقاومت

مقاومت شبیه‌سازی شده به ضخامت 1 میکرومتر از جنس پلاتین.

 سازه پشتیبان برای زیرلایه

 سازه پشتیبان زیرلایه نیز لایه‌ای به ضخامت 700 میکرومتر از جنس سیلیسیوم.

 مسیر فلزی برای اتصال الکتریکی

 مسیر فلزی برای اتصال الکتریکی به ضخامت 2 میکرومتر و از جنس مس.

 مطابق با اطلاعات داده شده به راحتی می‌توان ساختار دوربین بولومتر را در کد MCNPX یا ساید کدها مورد شبیه‌سازی قرار داد.

  بخش چهارم: پیوست ها

 این درس‌آموز شامل پیوست نمی‌باشد.

  پیش نیاز

آشنایی مقدماتی با کد MCNPX