مهندسی شیمی ایران

مهندسی شیمی ایران

توسعه یک کد محاسباتی برای تعیین استراتژی جداسازی ایزوتوپ‌های تنگستن در آبشار مربعی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهرن، ایران
2 پژوهشکده راکتور و ایمنی هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران، ایران
3 پژوهشکده چرخه سوخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی ایران-ایران-تهران
10.22034/ijche.2026.587293.1623
چکیده
در سال‌های اخیر اهمیت، کاربرد و توسعه ایزوتوپ‌های پایدار در علوم مختلف بسیار چشم‌گیر و حائز اهمیت بوده است. یکی از مباحث مهم و کلیدی در جداسازی ایزوتوپ‌های پایدار دستیابی به ایزوتوپ‌های یک عنصر با حداکثر مقدار غلظت مورد نظر می‌باشد. برای این منظور تعیین تعداد گام‌های جداسازی و نیز پارامترهای آبشار‌ در هر گام بسیار حائز اهمیت است تا بتوان جداسازی را به بهترین نحو انجام داد. در این کار پژوهشی یک کد محاسباتی توسعه یافته است که با استفاده از آن استراتژی جداسازی ایزوتوپ هدف در جریان سبک و یا سنگین آبشار مشخص می‌شود. کد تهیه شده با تغییر پارامترهای آبشار مربعی و شبیه‌سازی آن در هرگام به جداسازی ایزوتوپ هدف می‌پردازد. در این مقاله به جداسازی سه ایزوتوپ‌ اول و دوم و سوم تنگستن از حالت طبیعی با استفاده از آبشار مربعی تا غنای بیش از %91 پرداخته شده است. پس از آن به مقایسه نتایج جداسازی برای ایزوتوپ‌های میانی و انتهایی پرداخت شده است. در این بررسی غلظت ایزوتوپ‌های W-180 ، W-182 ، W-183 ، W-184 و W-186 به ترتیب از مقادیر طبیعی 0012/0 ، 2650/0 ، 1431/0 ، 3046/0 و 2843/0 در خوراک به 9177/0، 9145/0، 9100/0 ، 9110/0 و 9139/0 رسیده است. در این راستا ضریب بازیابی ایزوتوپ‌های هدف به ترتیب برابر با 5/98، 5/92 ، 6/58 ، 7/89 و 7/99 درصد شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Development of a Computational Code for Determining the Separation Strategy of Tungsten Isotopes in a Square Cascade

نویسندگان English

Fatemeh Mansourzadeh 1
Valiyollah Ghazanfari 2
Mohammad Mahdi Shadman 3
1 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 Reactor and Nuclear Safety Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Isfahan, Iran
3 Nuclear Fuel Cycle Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran, P. O. Box: 14395-983, Phone: +98 21 88221117
چکیده English

In recent years, the importance, applications, and development of stable isotopes in various scientific fields have been remarkably significant. A key challenge in stable isotope separation is achieving the maximum desired concentration of the target isotope of an element. To this end, determining the number of separation passes (i.e., the number of times the cascade is reused) and the corresponding cascade parameters for each pass is crucial for optimal separation. In this research, a computational code has been developed to determine the separation strategy of the target isotope in either the light or heavy stream of the cascade. The code performs the separation of the target isotope by adjusting the parameters of a square cascade and simulating it through consecutive passes. This paper addresses the separation of the first, second, and third isotopes of natural tungsten using a square cascade to enrichments exceeding 91%. Subsequently, the separation results for intermediate and end isotopes are compared. In this investigation, the concentrations of W-180, W-182, W-183, W-184, and W-186 were increased from their natural feed values of 0.0012, 0.2650, 0.1431, 0.3046, and 0.2843 to 0.9177, 0.9145, 0.9100, 0.9110, and 0.9139, respectively. Accordingly, the recovery factors for the target isotopes reached 98.5%, 92.5%, 58.6%, 89.7%, and 99.7%, respectively.

کلیدواژه‌ها English

Stable isotopes
Isotope separation
Tungsten
Square cascade
Separation strategy

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 12 مرداد 1405