بررسي مشخصات اتم‌هاي پس‌زدۀ اوليه (PKA) و آسيب ناشي از تابش نوترون در فولاد زنگ‌نزن 316

Survey of Primary Knock-on Atoms Characteristics and Radiation Damage in Stainless Steel Grade 316

يكي از آثار تابش­ هاي هسته­ اي در مواد، جابه‌جايي اتم­ ها از جايگاه خود در شبكۀ بلوري است. براي محاسبۀ آسيب تابش نوترون بايد طيف انرژي اتم‌هاي پس ­زدۀ اوليه و همچنين توزيع زاويه­ اي و مكاني آن‌ها را محاسبه كرد. برنامۀ AMTRACK به منظور محاسبۀ اين اطلاعات توسعه يافته است. اين برنامه با استفاده از خروجي Ptrac كد MCNPX و تحليل آن، اطلاعات مربوط به اتم­هاي پس ­زده را به دست مي‌آورد. در اين مطالعه، فولاد زنگ ‌نزن 316 كه يكي از مهمترين آلياژها در ساخت محفظۀ فشار راكتور است، بررسي شده است. نوترون‌هاي تك انرژي keV 1 تا MeV 10 روي اين فلز تابش داده شده‌اند و كسر PKA‌هاي توليدي، انرژي ميانگين آن‌ها، بيشينۀ انرژي PKA‌ها و ميزان آسيب تابشي به دست آمده است. محاسبات با استفاده از طيف نوترون راكتور بوشهر انجام شده است. با استفاده از اين روش مقدار آسيب در راكتور بوشهر (براي فولاد زنگ‌نزن 316) برابر است با (dpa/fluence) 22- 10× 7/2)

The displacement of the atoms from their lattice sites is one of the results of neutron irradiation on materials. The primary knocked-on atoms spectrum and their angular distribution should be calculated for consideration of neutron radiation damage calculation. The AMTRACK program has been developed to calculate this information. This program extracts and analyzes information about the primary knocked-on atoms by using Ptrac output of the MCNPX code. In this study, Stainless Steel 316, one of the most important alloys in the reactor pressure vessel, is investigated. The material is irradiated by single energy neutrons of 1keV to 10MeV, the fraction of produced PKAs, their average energy, their maximum energy, and radiation damage value are calculated. The calculations are performed by using the neutron spectrum of the Bushehr reactor. Using this method, the amount of damage in the Bushehr reactor pressure vessel (for Stainless Steel 316) is equal to 7.2×10-22 (dpa/ fluence).