نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
- مهدی منشی زاده 1
- علی سلیمانی 1
- مهدی خسروانی 1
- مهدی یاحقی 1
- حسین سیار 1
- رامین روزه دار مقدم 1
- آیدین قلعه اسدی 1
- ابوالفضل صالحی زاده 1
- حامد آل ابراهیم دهکردی 1
- علی طاهری 2
- سید پژمان شیرمردی 1
1 شرکت توسعه کاربرد پرتوهای ایران، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران، صندوق پستی: 836-14395
2 پژوهشکده کاربرد پرتوها، پژوهشگاه علوم و فنون هستهای، سازمان انرژی اتمی ایران، تهران، ایران، صندوق پستی 339-141551
چکیده
افزایش عمر مفید و کاهش ضایعات محصولات کشاورزی با از بین رفتن باکتری، ویروس، حشرات و آفت با پرتودهی بوسیله اشعه گاما با مقدار دز جذبی که توسط آزمایشگاههای میکروبیولوژی و مواد غذایی مشخص میشود، امکانپذیر است. بدین منظور به طراحی و ساخت یک سامانه پرتودهی خودحفاظ گاما برای پرتودهی غلات و حبوبات با چشمه رادیواکتیو کبالت – 60 با اکتیویته 50 کیلوکوری پرداخته شد. عملکرد این سامانه به گونهای است که با استفاده از نوار نقاله، محصولات کشاورزی به صورت فلهای به داخل قیف ورودی سامانه ریخته میشوند. محصولات از قیف ورودی به مارپیچی سقوط میکنند و پس از عبور از این مارپیچ وارد کسک (محفظه پرتودهی) میشوند تا پرتودهی بشوند. میزان دز جذبی محصولات کشاورزی علاوه بر چگالی، نوع محصول و...، بستگی به مدت زمان حضور در کسک پرتودهی دارد که این زمان پرتودهی بوسیله تغییر سرعت گردش ماردون قابل تغییر بوده و میزان دز جذبی گرفته شده توسط محصول با در نظر گرفتن مقدار اکتیویته باقیمانده بصورت نرم افزاری محاسبه میشود. طراحی و ساخت سامانه پرتودهی نوع 1 بر اساس استاندارد به شماره ANSI/HPSN43.7-2018 و با استفاده از نرمافزار Solidworks و استاندارد حفاظسازی پایه ISIRI7751 و توسط نرمافزار MCNPX مدلسازی و طراحی شده است. سایر طراحی و ساختها اعم از نقشهکشی صنعتی و تاسیسات، نقشهکشی الکتریکی، تحلیل سازه، جوشکاری و سیستم برق و کنترل نیز بر اساس استاندارد مربوطه-اش رعایت و انجام شد. سازه مکانیکی ساخته شده دارای تحمل بار استاتیک سازه 140 کیلونیوتون میباشد. طراحی منحصر به فرد مارپیچ ورودی محصولات بصورت پلهای به جای اسپیرال باعث کاهش سرب مورد نیاز برای حفاظ سازی به میزان 2 تن نسبت به نمونه مشابه ساخت کشور مجارستان شد. دبی خروجی محصولات پرتودهی شده در این سامانه در حدود 1 تن بر ساعت برای گندم با دز 200 گری است. میزان یکنواختی دز برابر 2 بدست آمد که برای کارهای صنعتی پرتودهی قابل قبول است.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Design and construction of a self-shielded radiation system for agricultural products
نویسندگان [English]
- Mahdi Monshizadeh 1
- Ali Soleymani 1
- Mahdi Khosravani 1
- Mahdi Yahaghi 1
- Hossein Sayyar 1
- Ramin Roozedar Moghaddan 1
- Aydin Ghaleh Asadi 1
- Abolfazl Salehizadeh 1
- Hamed Aleebrahim Dehkordi 1
- Ali Taheri 2
- Seyyed Pezhman Shirmardi 1
1 Iran Radiation Application Development Company (IRAD Co.), Atomic Energy Organization of Iran, Tehran, I.R. of Iran, PO Box:14395-836
2 Radiation Application Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute, .), Atomic Energy Organization of Iran, Tehran, I.R. of Iran, PO Box:141551339
چکیده [English]
It is possible to extend the shelf life and reduce the waste of agricultural products due to removing bacteria, viruses, insects and pests by means of gamma irradiation with the absorbed dose amount determined by microbiology and food laboratories. For this purpose, the design and construction of a self-shielded gamma irradiation system for irradiation of grains and legumes with radioactive sources of Cobalt-60 with activity of 50 kilocuries was performed. In this system, agricultural products are fed in bulk into the input funnel with a conveyor belt. The products move from the inlet funnel to the spiral due to gravitational force and after passing through it, they enter the cask (irradiation chamber) to be irradiated. The absorbed dose amount of agricultural products depends on the time duration that they stay in the irradiation cask, their density, and their type of products, etc. Irradiation time can be adjusted by changing the rotational speed of the screw conveyor considering the last amount of activity remained in the cask at the time of irradiation by means of a software product. The design and construction of type 1 radiation system is based on ANSI/HPSN43.7-2018 standard designed using Solidworks software and basic biological shielding standard ISIRI7751 modeled and calculated by MCNPX software. Other designs and constructions, including industrial and facility drawings, electrical drawings, structural analysis, welding and electrical and control systems were also carried out based on their respective standards. The built mechanical structure can withstand 140kN of loading. The unique design of the entrance chamber in a form of a step instead of a spiral reduces the volume of lead material required for shielding by 2 tons compared to a similar irradiation system made in Hungary. The output mass flow rate of irradiated products in this system is about 1 ton/hour for wheat with dose of 200 grays. The dose uniformity ratio of 2 was obtained, which is acceptable for industrial radiation works.
کلیدواژهها [English]
- Irradiation system
- self-shielded system
- Gamma-ray Cobalt-60
- MCNPX Simulation