خواص جذب نوترون کامپوزیت ژئوپلیمری حاصل از خاکستر آتشفشانی کوه تفتان

موادی که به عنوان جاذب نوترون مورد استفاده قرار میگیرند، باید خاصیت کند کنندگی نوترون های سریع و همچنین جذب نوترونهای حرارتی را داشته باشند. ژئوپلیمرها از جمله موادی هستند که در سال های اخیر جایگزین سیمان ها شده اند و از آنها جهت نگهداری زباله های هسته ای استفاده شده است. در این تحقیق خاصیت جذب نوترون کامپوزیت ژئوپلیمری ساخته شده از خاکستر آتشفشانی کوه تفتان مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور با افزودن ترکیبات هیدروکسید سدیم و سیلیکات سدیم به خاکستر اتشفشانی و قرار دادن آن در دمای 65 درجه سانتی گراد به مدت 24 ساعت و سپس نگه داشتن در دمای محیط به مدت هفت روز واکنش ژئوپلیمریزاسیون انجام شد. به منظور بهبود خواص جذبی ژئوپلیمر، اکسید بور و کاربید بور به میزان 105 درصد وزنی به ژئوپلیمر اضافه شد. بر روی نمونه های تولید شده آنالیز تفرق اشعه ایکس (xrd )و طیفسنجی تبدیل فوریه مادون قرمز (ftir )به ترتیب به منظور بررسی فازها و پیوندهای شیمیایی بهوجود آمده صورت گرفت. همچنین آزمون استحکام فشاری برای بررسی استحکام نمونهها و آزمون جذب نوترون جهت بررسی خاصیت جذب نوترون آنها انجام گردید. نتایج به دست آمده از آنالیز xrd وجود فازهای مربوط به تشکیل ژئوپلیمر و نتایج آنالیز ftir وجود شبکه ژئوپلیمری را تایید کرد. استحکام فشاری بیشینه 54.37 مگاپاسکال برای نمونه فاقد اکسید و کاربید بور بهدست آمد؛ اما نمونههای دارای افزودنی استحکام فشاری کمتری داشتند. آزمون جذب نوترون نیز نشان داد که نمونه های حاوی کاربید بور نسبت به نمونههای حاوی اکسید بور به دلیل داشتن عنصر کربن جذب نوترون بالاتری دارند.

Neutron Absorption Properties of Geopolymeric Composite used Taftan Mountain Volcanic Ash

Neutron absorbers materials must have the ability to slow down the fast neutrons and absorb the thermal neutrons. In recent years, geopolymers have used as a replacement for cements and used to store nuclear waste. In this study, neutron absorption properties of geopolymer samples were investigated. In this regard, Taftan Mountain volcanic ash was used for synthesis of the samples. Sodium hydroxide and sodium silicate were used as alkaline activators. The samples were cured at 65°C for 24 hours and then kept at ambient temperature for seven days in order to geopolymerisation reactions were completely done. The fast neutrons were retarded by light elements such as hydrogen or carbon and boron absorb thermal neutrons In order to improve the absorption properties of the samples boron oxide and boron carbide (by 510 wt%) were added to them. The xray diffraction (XRD) and Fourier transformation spectroscopy (FTIR) were performed to investigate the phase and chemical bond, properties of the samples respectively. The compression strength and absorption properties of the samples were studied by compression and absorption tests. The XRD results confirmed the existence of geopolymer phases and the FTIR results showed the existence of a geopolymer network. The sample without any additive had maximum compressive strength 37.5 MPa. The absorption test results showed that the samples containing boron carbide had higher neutron absorption than the samples containing boron oxide due to existence of carbon in them.