بررسی اثر برش بر جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار میانی گاز زینان در آبشار مربعی

یکی از پارامترهای مهم در آبشار مربعی که تاثیر زیادی بر عملکرد آن در جداسازی ایزوتوپ‌ های چند جزیی دارد، برش آبشار می‌ باشد. در این پژوهش ابتدا به بررسی اثر برش بر جداسازی ایزوتوپ‌ های میانی گاز زینان در یک آبشار مربعی با 20 مرحله پرداخته شده است. این مطالعات برای دو حالت که در آن فاکتور جداسازی ماشین سانتریفیوژ برابر 1.2 و 1.1 باشد، انجام گرفته است. پس از آن کم‌ ترین طول لازم برای ایجاد یک آبشار طویل با تغییر نسبت z/f و برش آبشار با این دو فاکتور جداسازی تعیین شده است. بر اساس محاسبات انجام گرفته، در صورتی که فاکتور جداسازی برابر 1.2 و 1.1 باشد، کم‌ ترین تعداد مراحل آبشار به ترتیب برابر با 55 و 110 مرحله خواهد شد که عملیاتی نمودن آن به سادگی امکان ‌پذیر نیست. بررسی‌ ها نشان می‌ دهد که مقدار برش مناسب برای دست ‌یابی به بیش‌ ترین مقدار غلظت ایزوتوپ هدف در آبشار طویل با آبشار کوتاه متفاوت است. در صورتی که آبشار کوتاه باشد، با استفاده از مطالعات پارامتریک ‌‌‌می‌ توان مناسب‌ ترین برشی را که در آن غلظت ایزوتوپ موردنظر به بیشینه خود می‌ رسد تعیین کرده و بیش‌ ترین بهره را از آبشار موجود داشت. مقدار برش آبشار برای دست‌ یابی به بیش‌ ترین مقدار 129-xe در یک آبشار 20 مرحل‌ه ای برابر با 0.2 در فاکتور جداسازی 1.2 و 0.15 در فاکتور جداسازی 1.1 می ‌باشد.

Investigation of the cut on the separation of xenon stable isotopes in the square cascade

One of the important parameters in the square cascade, which has a great influence on its performance in the separation of multicomponent isotopes, is the cascade cut. In this research work, at first, the effect of cascade cut on the separation of xenon middle isotopes in a square cascade with 20 stages was studied. These studies were carried out for two cases in which the separation factor was 1.2 and 1.1. Moreover, the minimum length for creating a long cascade by changing the Z/F value and cascade cut has been determined. Based on the calculations, if the separation factor is 1.2 and 1.1, the minimum number of cascade stages will be 55 and 110, that’s not simply possible. The results showed that the appropriate cascade cut in the long cascade is different from the short cascade. Using the parametric studies of the short cascade, it is possible to determine the most appropriate cascade cut in which the desired isotope concentration reaches its maximum. In order to maximize the amount of Xe129 in a 20 stages cascade, the suitable cut is 0.2 in the separation factor of 1.2 and 0.15 in the separation factor of 1.1.