طراحی و ساخت هدف جامد به همراه سامانه خنک کننده جهت بررسی پدیده گداخت سطحی

در این مقاله، جهت بررسی پدیده گداخت سطحی در دستگاه مولد نوترون صنعتی، به طراحی و ساخت هدف جامد با قابلیت خنک­شوندگی پرداخته شد. در اولین قدم برای رسیدن به چنین هدفی، جنس و ضخامت لایه­ها و زیرلایه­های مناسب جهت استفاده به عنوان هدف­ جامد مولدهای نوترون صنعتی، به کمک شبیه­سازی با نرم­افزار سریم، مورد بررسی کامل قرار گرفت. سپس، با استفاده از نتایج شبیه­سازی نمونه­هایی از هدف جامد به روش لایه­نشانی کند و پاش ساخته شد. علاوه بر این، با توجه به اهمیت دمای هدف و اثرگذاری آن در گداخت سطحی، به کمک شبیه­سازی با نرم­افزار کامسول، سامانه خنک­کننده­ای طراحی و سپس ساخته شد. هم چنین، با توجه به ولتاژ بالای اعمالی به هدف و در تماس بودن آن با سامانه خنک­کننده، به منظور عایق­کاری آن، عایق­های الکتریکی مختلف مورد مطالعه قرار گرفته و عایق مناسبی طراحی و ساخته شد. در ادامه و به منظور امکان آزمون هدف­های جامد و بخش­های جانبی آن، سیستم خلا مناسبی طراحی و ساخته شد. در نهایت، پس از طراحی و ساخت کلیه بخش­ها، سامانه جهت آزمون نهایی، مونتاژ و راه اندازی شد. در آزمون­های انجام شده با گاز دوتریوم، شار نوترون به کمک آشکارساز ۶۴۱۱LB اندازه­گیری گردید. در ولتاژ حدود ۲۵ کیلوولت و جریان حدود ۲۰ میلی­آمپر، موفق به تولید نوترون با شار n/s ۱۰۵×۶ شدیم. این میزان شار نوترونی افزایش دوبرابری نرخ نوترون تولیدی در اثر پدیده گداخت سطحی را نشان می­دهد.

Keywords:

گداخت سطحی , هدف خنک شونده , نوترون های سریع , نرم افزار سریم , نرم افزار کامسول