محاسبات دز معادل ناشی از تابش های اولیه یک انفجار هسته ای شکافتی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه جامع امام حسین (ع)-مرکز علم و فناوری فیزیک

چکیده

پس از یک انفجار هسته­ای شاهد تابش­هایی نظیر آلفا، بتا، گاما و نوترون هستیم که به شکل مستقیم و یا غیرمستقیم از انفجار به وجود می‌آیند. با توجه به اهمیت مطالعاتی تابش­های هسته­ای و برد آن­ها، این تابش­ها به دو نوع اولیه و باقیمانده تقسیم می­شوند. به‌جز تابش­های نوترون و گاما، سایر تابش­ها به دلیل ماهیت فیزیکی­شان، اهمیت مطالعاتی در برد بلند ندارند. در این پژوهش برای مقایسه با نتایج شبیه­سازی، دز معادل    تابش­های اولیه داده­های مرجع محاسبه‌شده است. همچنین چشمه­های مربوط به نوترون اولیه، گامای ثانویه ناشی از عبور نوترون در هوا و گامای محصولات شکافت تا 1 دقیقه اول پس از انفجار، بر اساس قدرت این چشمه­ها مشخص‌شده‌اند و با شبیه­سازی ترابرد ذرات مذکور در محیط، توسط کد مونت‌کارلوی MCNPX، دز معادل در بافت در فواصل 300 تا 3800 متری محاسبه‌شده است. فاصله ایمن برای افراد در معرض تابش یک سلاح KT 1 بر اساس شبیه­سازی 1900 متر و بر اساس مقادیر دز مرجع 1800 متر می­باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dosage Calculations of The Initial Radiation Due to Low-Altitude Nuclear Fission Explosion

چکیده [English]

After a nuclear explosion, we observe radiations like alpha, beta, gamma, and neutron rays, which emerge directly or indirectly from the explosion. Considering the importance of studying nuclear radiations and their range, these radiations are divided into initial and residual types. Apart from neutron and gamma rays, other radiations due to their physical nature are not significant in long-range studies. In this study, equivalent dose of the reference data’s initial radiation is calculated for benchmarking. On the basis of their power, initial neutron sources, secondary gamma sources caused by neutron interaction in the air, and gamma sources from fission products for the first minute after the explosion have been identified. By simulating the transport of these particles in the environment using Monte Carlo MCNPX Code, the equivalent doses in the tissue from 300 to 3800 meters have been calculated. Safe distance for exposure to 1KT weapon is equal to 1900 meters according to simulation results, and equal to 1800 meters based on the reference dose..       

کلیدواژه‌ها [English]

  • Initial Radiation
  • Equivalent Dose in Tissue
  • Instantaneous Radiation
  • Monte Carlo Simulation
  1. S. Glasstone, P. J. Dolan, “The Effects of Nuclear Weapons,” United States Department of Defense & Energy Research & Development Adminstratin, 1977.
  2. P. P. Craig and J. A. jangerman, “Nuclear Arms Race Technology and Society,” University of California, 1986.
  3. R. J. McConn, C. J. Gesh, R. T. Pagh, R. Rucker, and R. G. A. Williams, “Compendium of Material Composition Data for Radiation Transport Modeling,” Pacific Northwest National Laboratory , Revis1, 2011.
  4. J. Lamarsh, “Nuclear Reactor Theory,” Addison Wesly, 2002.
  5. ANSI/ANS-6.1.1., “Neutron and GammaRayFluence-to-Dose Factors,” American Nuclear Society, 1991.
  6. H. Cember and T. Johnson, “Introduction to health physics,” McGraw-Hill, 2009.
  7. D. B. Pelowitze, “MCNPX Userʼs Manual version 2.6.0,” 2008.
  8. M. Shayesteh, “Nuclear Weapons and Their Effects,” Center for Planning and Compilation of Textbooks Deputy Head of Education and Human Resources of the Joint Staff of the IRGC, 2006. (In Persian)
  9. شایسته، م، سلاحهای هسته­ای و اثرات آنها،مرکز برنامه­ریزی و تالیف کتابهای درسی- معاونت آموزش و نیروی انسانی ستاد مشترک سپاه، 1385.  ##

  

10.  D. Ghasemabadi and N. Mansour Sharifloo, “The calculation of absorbed dose caused by uranium bomb blast in personnel and determination of a sutitable nuclear shield for an individual shelter,” Passive Defense Quarterly, vol. 1, no. 3, pp. 29-36, 2010.##

11. N. Tsoulfanidis, “Measurement and detection of raiation,” CRC Press, 2010.##

12. G. F. Knoll, “Radiation detection and measurement,” John Wiley & Sons, 2010.##

13. J. Valentin, “Annals of The ICRP: Publication 103,” The Recommendations of the International Commission on Radiological Protection, 2007.##