بهينه‌سازي حفاظ‌ بيولوژيكي يك راكتور ماژولار نمونه

براي حفاظ گذاري در برابر تشعشعات هسته اي، وزن پائين حفاظ اهميت فراواني دارد. طراحي حفاظ يك مسئله بهينه سازي چند هدفه است. در طراحي حفاظ ابتدا پارامترها بر پايه معادلات به‌صورت تحليلي تخمين زده مي‌شود و سپس با استفاده از كدهاي محاسباتي، طراحي نهايي انجام مي شود. با اين وجود در بسياري از موارد، حفاظ طراحي شده فاقد بهينگي لازم هستند و ضروري است طرح اوليه با استفاده از روش‌هاي شناخته شده بهينه گردد. در اين پژوهش، به‌منظور بهينه‌سازي حفاظ بيولوژيكي يك راكتور ماژولار، يك روش بهينه‌سازي چند هدفه جهت كوپل كردن الگوريتم PSO با كد محاسباتي  ANISN پيشنهاد شده‌است. دو تابع هدف جزء شامل وزن و دز تابشي در يك مدل رياضي چند هدفه لحاظ شده است. تابع هدف كل عبارت است از يك تركيب خطي وزن دهي شده از هريك از اين دو تابع جزء. مواد مورد استفاده براي بهينه‌سازي شامل بتن، كامپوزيت شامل B4C و 3 B2O  است. نتايج نشان مي ‌دهد روش بهينه‌سازي چند هدفه براي طراحي حفاظ بيولوژيكي يك راكتور ماژولار قابل اعتماد و كارآمد است. اين روش مي‌تواند كيفيت طراحي حفاظ را بهبود و وزن حفاظ را 38% كاهش و آهنگ دز مجموع نوترون و فوتون را 83% كاهش دهد، نسبت به حالتي‌كه از حفاظ متداول چاهك راكتور (بتن سرپانتين) استفاده شود.