در هر کشور دارای فن­آوری هسته­ای لازم است روش‌های مختلف آمایش و تثبیت پسماند هسته‌ای توسعه داده شود و با توجه به ویژگی‌های صنعت هسته‌ای آن کشور، ملاحظات پادمانی و اجتماعی، شرایط زیست محیطی و در دسترس­بودن سایت‌های پسمانداری، امکانات و شرایط اقتصادی و میزان پسماند هسته‌ای تولیدی ترکیبی از روش‌های آمایش پسماند به­کار گرفته شود. یکی از روش­های نوین تثبیت و آمایش پسماندهای رادیواکتیو استفاده از فناوری پلاسمای حرارتی است. تاکنون سامانه پلاسمایی آمایش و تثبیت پسماند در ایران مورد بررسی قرار نگرفته است و با توجه به نیاز مبرم به انجام تحقیقات در این زمینه و اهمیت ملاحظات پرتوی در ساخت این سامانه، بر اساس نیاز پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای سازمان انرژی اتمی و مبتنی بر طرح کوره ZWILAG، یک محفظه‌ی ذوب پلاسما در ابعاد آزمایشگاهی برای نخستین بار در کشور طراحی و ارائه شد. جاگیری مشعل­ها و نیز مجراهای ورودی­ و خروجی، حجم داخلی کوره و ابعاد مورد نظر بر اساس داده­ها و الزامات مشخص شده، تعیین و در طرح پیاده­سازی شد. سپس با هدف آمایش و تثبیت ماده رادیواکتیو، به طراحی حفاظ پرتوی این سامانه پرداخته شده است. کاربرد این کوره برای ترکیب پسماند پرتوزای سطح بالا (HLW) و متوسط (LILW) حاصل از بازفرآوری سوخت مصرف شده در نیروگاه اتمی بوشهر و نیز پسماند سطح پایین (LILW) ناشی از راکتور VVER روسیه مورد ارزیابی قرار داده شد.  برای سوخت­ها با سطوح مختلف اکتیویته مبتنی بر اطلاعات واقعی در دسترس (هسته‌های پرتوزای موجود در هر ترکیب، اکتیویته کلی، درصدگسیل پرتو گاما)، غلظت و اکتیویته هر کدام از هسته­های گامازای سوخت محاسبه شدند. سپس با توجه به توزیع جرمی پسماند ورودی در داخل محفظه و دبی ورود پسماند، نحوه توزیع فضایی میزان دز جذبی در خارج از کوره مورد ارزیابی قرار گرفت تا کارآمد بودن طراحی حفاظ پیشنهاد شده، تایید شود. محاسبات و طراحی­ها مبتنی بر شبیه­سازی با استفاده از کد مونت­کارلویی MCNP6 انجام شد. لازم به ذکر است که با توجه به ضخامت دیواره­ها و نیز طیف انرژی گامای مورد بررسی، از روش­های کاهش واریانس (تقسیم و رولت روسی) برای افزایش بازدهی محاسبات استفاده شد. همچنین با توجه به در دسترس بودن نسبی اطلاعات کوره ZWILAG نتیجه کار با این کوره مقایسه شد. نتایج نشان دادند که کوره پیشنهادی برای پسماند LILW کارآمد است و در صورت استفاده برای پسماندهای سطح بالا باید در فواصل تعیین شده از کوره کار کرد تا ایمنی برقرار باشد.

نام و نام خانوادگی دانشجو: مائده قنبری

مقطع: کارشناسی ارشد

گروه آموزشی: فیزیک گرایش هسته‌ای