توصيفگر ها :
بنتونيت سديمي , پودر گوتيت , ضريب تضعيف خطي اشعه , آشكارساز سديمي , نفوذپذيري هيدروليكي , پارامترهاي مقاومتي , مراكز دفن پسماندهاي پرتوزا
چكيده فارسي :
امروزه با گسترش استفاده روز افزون از تكنولوژي انرژي هستهاي، يكي از مهمترين نگرانيهاي جوامع بشري شيوه دفن و جلوگيري از انتشار آلودگي ناشي از پسماندهاي هستهاي پرتوزا در محيطزيست ميباشد. در اين زمينه پسماندهاي پرتوزا سطح پايين باتوجه به حجم بسيار زياد نسبت به ساير پسماندهاي پرتوزا از اهميت بالاتري برخوردار ميباشند. از آنجايي كه پسماندهاي پرتوزا تا هزاران سال ميتوانند بهصورت فعال باقي بمانند و محيطزيست و موجودات زنده را دچار آسيبهاي زيادي كنند، لذا دفن ايمن و اصولي اين نوع پسماندها امري ضروري و لازم ميباشد. پسماندهاي پرتوزا سطح پايين معمولا در مخازن سطحي دفن ميشوند كه در اطراف اين مخازن بايد از يك لايه پوشاننده مناسب جهت جلوگيري از انتشار پرتوهاي ساطع شده، نفوذپذيري هيدروليكي و همچنين مقاوم براي ساليان طولاني استفاده شود. خاك رس بهدليل قابليت جذب بالا، متراكم و يكدست بودن، ارزان قيمت و در دسترس بودن يكي از گزينههاي مناسب براي استفاده بهعنوان لايه محافظ در اين مراكز ميباشد. هدف اين پژوهش بهبود عملكرد خاك رس بنتونيت در برابر انتشار اشعه و نفوذپذيري هيدروليكي با استفاده از درصدهاي مختلف افزودني گوتيت ميباشد. همچنين باتوجه به اهميت پايداري و نگهداري اين مراكز براي ساليان طولاني، پارامترهاي مقاومتي نيز مورد بررسي و ارزيابي قرار گرفته است. در اين پژوهش ابتدا با انجام آزمايش تراكم درصد رطوبت بهينه براي هر تركيب بهدست آمده است، سپس با استفاده از نمونههاي ساخته شده در درصد رطوبت بهينه ميزان ضريب تضعيف خطي اشعه در سطوح انرژي 1173،662 و 1332 كيلوالكترون ولت توسط دستگاه آشكار ساز سديمي Na(TI)، ميزان نفوذپذيري هيدروليكي تركيبات مختلف توسط آزمايش بار آبي افتان و همچنين پارامترهاي مقاومتي مانند: چسبندگي، مدول الاستيسيته و ... نيز توسط آزمايش برش مستقيم و مقاومت تك محوره (UCS)، محاسبه شده است. نتايج ضريب تضعيف خطي اشعه به صورت آزمايشگاهي و با استفاده از آشكار ساز سديمي سوسوزن محاسبه و با مقادير شبيهسازي شده توسط كد MCNP و پايگاه داده XCOM مقايسه شده است. نتايج نشان ميدهد كه افزودن پودر گوتيت در درصدهاي مختلف باعث افزايش ميزان ضريب تضعيف خطي اشعه ميگردد درحالي كه ميزان نفوذپذيري را اندكي افزايش ميدهند اما همچنان در محدوده مجاز خواهد بود. همچنين مشاهده شد كه افزودن پودر گوتيت در عملكرد مقاومتي تركيبات تاثير زيادي نخواهد داشت. نتايج حاصل از اين پژوهش نشان داد كه تركيب بنتونيت حاوي 30درصد گوتيت باعث بهبود عملكرد ضريب تضعيف خطي اشعه(μ) گرديده و ساير پارامترهاي مقاومتي و ميزان نفوذپذيري هيدروليكي نيز در محدوده مجاز نگه داشته است.
چكيده انگليسي :
Nowadays, with the increasing use of nuclear energy technology, one of the most important concerns of human societies is the burial and prevention of the spread of radiation pollution caused by low-level nuclear waste in the environment. Low-level nuclear waste is more important than other types of nuclear waste due to its very high volume. Since nuclear waste can remain active for thousands of years and cause significant damage to the environment and living organisms, safe and proper burial of this type of waste is essential. Low-level nuclear waste is usually buried in surface repositories, and a suitable protective layer must be used around these repositories to prevent the release of emitted radiation, hydraulic permeability, and long-term strength. Due to its high absorption capacity, compactness, uniformity, low cost, and availability, bentonite clay is a suitable option for use as a protective layer in these facilities. The aim of this study is to improve the performance of bentonite clay against radiation emission and hydraulic permeability using different percentages of goethite additive. Also, due to the importance of sustainability and maintenance of these facilities for many years, the strength parameters have been examined and evaluated. In this study, first, by performing a density test at the optimum moisture content for each combination, the optimum moisture content was obtained. Then, using the samples made at the optimum moisture content, the linear attenuation coefficient of radiation at energy levels of 1173, 662, and 1332 kiloelectron volts, The amount of hydraulic permeability of different compounds by the Falling-head test ,and strength parameters such as adhesion, elasticity modulus, etc. by the direct shear test and compressive strength tests were calculated. The results of the linear attenuation coefficient of radiation were calculated experimentally using a sodium iodide detector and compared with simulated values by the MCNP code and XCOM database. The results show that adding goethite powder at different percentages increases the linear attenuation coefficient of radiation while slightly increasing hydraulic permeability but still within an acceptable range. It was also observed that adding goethite powder would not have a significant effect on the strength performance of the compounds. The results of this study showed that the combination of sodium bentonite containing 30% goethite improved the performance of the linear attenuation coefficient of radiation (μ), and other strength parameters and hydraulic permeability were also in an acceptable range.