شبیه‌سازی مونت کارلویی امکان تولید کبالت -60 در رآکتور تحقیقاتی تهران

کبالت-60 به عنوان یک چشمه پرتوزا صنعتی مهم در استریلیزاسیون مواد غذایی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. چشمه های kci عمدتاً می ‌توانند برای تحقیقات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گیرند با این حال مراکز صنعتی معدودی وجود دارند که از این چشمه ‌ها برای پرتودهی محصولات کشاورزی استفاده می کنند. لذا در این مطالعه، پتانسیل تولید چشمه ‌های چند ده کیلوکوری میله ای کبالت-60 در رآکتور تحقیقاتی تهران با استفاده از کد mcnpx بررسی شده است. مجتمع های مختلف شامل میله های کبالت-59 توسط کد محاسباتی مدل شد. هم‌چنین بارگذاری مجتمع میله ای کبالت-59 در آرایش ‌های مختلف قلب رآکتور تحقیقاتی تهران بررسی شد و بهره تولید کبالت-60 در هر یک از موارد مدل شده محاسبه شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد با بهینه‌سازی مجتمع میله ای کبالت-59 در یک آرایش 27- تایی قلب سال 1401رآکتور تحقیقاتی تهران می توان پس از 3 سال پرتودهی به حدود 40kci محصول کبالت-60 دست یافت. استفاده از بازتاباننده برلیوم با هندسه بهینه شده می‌‎ تواند راکتیویته منفی ایجاد شده ناشی از بارگذاری مجتمع کبالت-59 را کاهش دهد. هم‌چنین بارگذاری مجتمع کبالت-59 در حاشیه قلب تعادلی رآکتور تحقیقاتی تهران می تواند منجر به تولید حدود 23kci کبالت-60 گردد.

monte carlo simulation of the possibility of cobalt-60 production in tehran research reactor

60co is used as a major industrial radioactive source in food and medical equipment sterilization. kci sources can be used for laboratory research, however, few industrial centers utilize these sources for irradiating agricultural products. hence, in this study, the potential of producing tens of kci from 60co sources in the tehran research reactor has been investigated through the mcnpx code. different assemblies including 59co rods were modeled by a computational code. in addition, the loading of the 59co rod assembly in different arrangements of the tehran research reactor core was investigated. the 59co production yield was calculated in each case. the results of this study show that by optimizing the 59co rod assembly in a 27-fuel 1401-year core arrangement of the tehran research reactor, it is possible to achieve about 40 kci of 60co product after 3 years of irradiation. the use of a beryllium reflector with optimized geometry can reduce the negative reactivity caused by the 59co assembly loading. also, loading the cobalt-59 assembly at the periphery of the equilibrium core of the tehran research reactor can lead to the production of about 23 kci of cobalt-60.