بهینه سازی بتن های مورداستفاده درصنعت هسته ای
شقایق پرنیان از مجریان این طرح گفت: این بتن ها در دیوار محافظ اطراف راکتور هسته ای به کار گرفته می شوند، بتن های تولیدشده در این طرح که حاوی نانوذرات هستند، از استحکام بالاتری نسبت به بتن های معمولی برخوردارند و همچنین اشعه مضر ساطع شده از سوخت هسته ای را بهتر و بیشتر جذب می کنند.
وی بیان کرد: سوخت هسته ای موجود در رآکتورهای اتمی تشعشعات خطرناکی را از خود منتشر می کنند که به منظور جذب و حفاظت از آن ها از دیواره های بتنی با ضخامت بالا استفاده می شود، هرچه توانایی جذب اشعه توسط دیوار بتنی بالاتر باشد ضخامت این دیواره ها کاهش یافته و متعاقبا بتن کمتری موردنیاز خواهد بود،ازاین رو، افزایش میزان جذب اشعه توسط بتن از اهداف مهم پیش روی صنایع هسته ای محسوب می شود.
پرنیان گفت: مشکل فنی بتن های معمولی مورداستفاده به عنوان محافظ های تشعشعات اتمی نوترونی، عدم کارایی لازم و هزینه بالا به دلیل زیاد بودن ضخامت لایه بتنی است، به علاوه افزودن مواد جهت افزایش کارایی، ممکن است معایبی ازجمله کاهش مقاومت در برابر حرارت را در پی داشته باشد، هدف از انجام این طرح، دستیابی به بتن سازه ای محافظ در برابر تابش های نوترونی است که ویژگی های آن با استفاده از نانو ذرات بهینه شده اند.
وی ادامه داد:حفاظ های بتنی ساخته شده در گذشته قادر به جذب نوترون های تند نبوده اند و تنها نوترون های حرارتی فیلتر می شدند، با استفاده از خواص ذرات نانو می توان اقدام به جذب نوترون های تند و حرارتی کرد، در بتن معمولی برای افزایش جذب نوترون های حرارتی از نانو ذرات بور و الیاف پلی پروپیلن استفاده می شود، این درحالی است که اضافه نمودن ترکیبات بور و الیاف پلی پروپیلن باعث کاهش مقاومت فشاری بتن و همچنین موجب تأخیر در زمان گیرش بتن می شود که این معایب با افزودن نانو ذرات سیلیس در بتن مرتفع شده و همچنین به دلیل وجود اکسیژن در ذرات نانو سیلیس، خصوصیات محافظ در مقابل تابش های هسته ای نیز افزایش می یابند.
وی یادآور شد:نتایج به دست آمده حاکی از آن است که با افزودن میزان نانوسیلیس و الیاف پلی پروپیلن، مقاومت فشاری بتن و میزان تضعیف نوترون افزایش پیداکرده است، همچنین چگالی بتن با افزایش مقدار این مواد در بتن کاهش می یابد؛ بنابراین استفاده از بتن های حاوی الیاف و نانو ذرات سیلیس به عنوان جایگزین بتن معمولی، می تواند ضخامت حفاظ بتنی را کاهش دهد.
پرنیان بر این باور است که تولید این بتن های بهینه شده، علاوه بر کاهش آلودگی زیست محیطی می تواند موجب صرفه جویی اقتصادی به میزان 13 درصد شود.
این طرح در قالب پایان نامه کارشناسی ارشد با همکاری شرکت پسمانداری هسته ای ایران تحت عنوان پایان نامه موردنیاز صنعت به تأیید داوران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو رسیده است.
