| بتن‌های حفاظ نوترون: مروری جامع بر تاریخچه، طبقه‌بندی و عملکرد مواد افزودنی جذب‌کننده نوترون |
| کد مقاله : 1072-CONCRETE |
| نویسندگان |
|
کاظم بهرامی * جردن- عاطفی غربی- پلاک 57- طبقه 5- واحد 10 |
| چکیده مقاله |
| با گسترش روزافزون کاربردهای فناوری هسته‌ای در حوزه‌های پزشکی، صنعت و تولید انرژی، محافظت در برابر پرتوهای نوترون به یکی از چالش‌های اساسی مهندسی تبدیل شده است. بتن به عنوان یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی، به دلیل چگالی مناسب، هزینه نسبتاً پایین، قابلیت شکل‌پذیری و امکان طراحی ترکیب متناسب با نوع تابش، گزینه‌ای مطلوب برای ساخت حفاظ‌های در برابر پرتوهای نوترون محسوب می‌شود. با این حال، بتن معمولی محدودیت‌هایی در جذب و تضعیف نوترون‌ها دارد و برای بهبود عملکرد آن، استفاده از مواد افزودنی خاص از دهه ۱۹۴۰ میلادی در دستور کار محققان قرار گرفته است. این مقاله مروری، با دیدگاهی مهندسی عمران و مصالح، به بررسی مبانی نظری حفاظت در برابر نوترون، تفکیک نوترون‌ها بر اساس انرژی، ماهیت دو مرحله‌ای جذب نوترون (کندسازی و جذب)، تاریخچه تحول مواد افزودنی، طبقه‌بندی جامع جاذب‌های نوترون شامل ترکیبات بور، عناصر خاکی کمیاب، سنگدانه‌های سنگین، سنگدانه‌های هیدراته، نانومواد، مواد پوزولانی و مواد نفتی و قیری، مزایا و معایب هر یک از منظر مهندسی بتن، و در نهایت جمع‌بندی و جهت‌گیری‌های تحقیقاتی آینده می‌پردازد. بررسی منابع نشان می‌دهد که ترکیب همزمان مواد هیدروژن‌دار برای کندسازی نوترون‌های سریع و مواد دارای سطح مقطع جذب بالا مانند بور-۱۰ برای جذب نوترون‌های حرارتی، مؤثرترین راهکار طراحی حفاظ نوترونی است. همچنین مواد نفتی و قیرهای طبیعی به دلیل محتوای هیدروکربنی بالا، پتانسیل قابل توجهی برای استفاده به عنوان کندکننده نوترون در بتن دارند، اما محدودیت‌های مکانیکی و حرارتی آن‌ها باید در طراحی لحاظ شود. |
| کلیدواژه ها |
| بتن حفاظ نوترون، مواد افزودنی، بور، کندسازی نوترون، جذب نوترون، مواد نفتی |
| وضعیت: پذیرفته شده مشروط برای ارائه به صورت پوستر |
