دستگاه كنترل كننده تمام خودكار راكتورهاي هسته‌يي به همت يك دانشجوي كارشناسي ارشد راكتور در كشور طراحي و ساخته شد.

مهندس سيد عليرضا موسوي شيرازي، دانشجوي دكتري مهندسي هسته‌يي (گرايش راكتور) دانشگاه آزاد اسلامي كه در تحقيقات پايان نامه كارشناسي ارشد خود موفق به ساخت اين دستگاه شده است در گفت‌وگو با خبرنگار «‌پايان نامه‌» خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) اظهار داشت: دستگاه كنترلگر تمام خودكار در تنظيم ميله‌هاي كنترل راكتورهاي هسته‌يي كاربرد دارد .

اين دستگاه هم به صورت خودكار (Auto) و هم به صورت دستي (Manual) ميله‌هاي كنترل راكتور را طوري تنظيم مي‌كند كه راكتور هسته‌يي همواره در حالت طبيعي و ايده‌آل (Critical) كار كند.

وي درباره نحوه عملكرد راكتورهاي هسته‌يي و كاربرد ميله‌هاي كنترل در راكتور خاطرنشان كرد: يك راكتور هسته‌يي مكاني است كه عمل زنجير شكاف هسته‌يي به طور كنترل كننده در آن انجام مي‌شود.

در راكتور در اثر شكاف هر هسته اتم اورانيوم 235 ، 43/2 نوترون توليد مي‌شود كه هر يك به طور تصاعدي 43/2 نوترون ديگر توليد مي كنند؛ براي كنترل راكتور، روند افزايش تصاعدي نوترون‌ها توسط ميله‌هاي كنترل كه جاذب نوترون هستند كنترل مي‌شود.

موسوي شيرازي تصريح كرد: معياري براي كنترل راكتورهاي هسته‌يي به كار مي‌رود Keff (نسبت تعداد نوترون‌هاي توليدي در هر مرحله به تعداد نوترون‌هاي توليدي مرحله قبل ) است.

براي اين كه يك راكتور در حالت طبيعي كار كند ضريب Keff بايد همواره يك باشد كه اين امر با بالا و پايين رفتن ميله كنترل در راكتور محقق مي‌شود.

اين كارشناس ارشد مهندسي راكتور خاطر نشان كرد: وقتي ضريب Keff از حد مجاز بالا برود ميله كنترل سقوط آزاد مي‌كند تا با جذب نوترون‌ها راكتور را به حالت تعادل برگرداند و برعكس وقتي راكتور به حالت خاموش مي‌رود ميله بالا مي‌آيد تا نوترون‌هاي كمتري جذب شود.

وي در ادامه درباره سيستم كنترل راكتور تحقيقاتي امير آباد كه دستگاه كنترلگر خودكار بر اساس آن ساخته شده است، گفت: در راكتور تحقيقاتي 5 مگا واتي اميرآباد تهران، چهار ميله كنترل ايمني از جنس اينديم، كادميم و نقره و يك ميله كنترل ظريف از جنس فولاد ضد زنگ وجود دارد كه در حال حاضر همگي به صورت دستي و توسط اپراتور كنترل مي‌شوند.

با استفاده از دستگاه ابداعي امكان كنترل خودكار ميله‌هاي كنترل و ساير بخش‌هاي راكتور هسته‌يي فراهم مي‌شود كه البته براي راكتوري مثل راكتور تحقيقاتي امير آباد به پنج دستگاه از اين سيستم نياز است.

موسوي شيرازي خاطر نشان كرد: اين دستگاه مجهز به سيستم Scram و shut down بوده به طوري كه راكتور در حالت خطر ميله كنترل را سقوط آزاد مي‌دهد و در همين حين آلارم خطر نيز به صدا در مي‌آيد و تا زماني كه حالت خطر رفع نشده اين وضعيت ادامه مي‌يابد.

اين دستگاه همچنين براي اولين بار به يك سيستم بي‌سيم مجهز شده كه با استفاده از آن اپراتور مي‌تواند از فاصله 100 متري و بدون نزديك شدن به اتاق كنترل تمام كنترل‌هاي راكتور از جمله بالا و پايين بردن ميله‌ها، توقف، سقوط آزاد و تنظيم حركت آنها را انجام دهد كه البته اين قابليت در دستگاه‌هاي خارجي كنترل‌كننده راكتورهاي هسته‌يي وجود ندارد.

اين كارشناس ارشد راكتور اضافه كرد: دستگاه كنترلگر ساخته شده علاوه بر قابليت كنترل تمام خودكار و بي‌سيم به سيستم فعاليت غير خودكار نيز تجهيز شده كه در مواقع اضطراري و از كار افتادن ناگهاني سيستم خودكار مي‌توان توسط كليدهاي تعبيه شده در اين سيستم، كنترل دستگاه را در اختيار گرفت.

دستگاه كنترلگر تمام خودكار راكتورهاي هسته‌يي همچنين داراي يك سيستم بسيار پيشرفته تنظيم حد حركت عمودي ميله كنترل است به طوري كه به صورت كاملا خودكار هنگامي كه ميله كنترل تا حد نهايي به سمت بالا حركت كرد، آن را از حركت باز مي‌دارد و بعد از كاهش مقدار پارامتر Keff موجود در راكتور خود به خود موتور پله‌يي را بدون برداشتن فشار از روي ميكرو سوئيچ قطع حد بالا روشن كرده و ميله كنترل را به سمت پايين هدايت مي‌كند.

در حالت پايين آمدن نيز توسط ميكرو سوئيچ قطع حد پايين توقف موتور پله‌يي انجام مي‌شود كه تعيين در كورس حركتي توسط اپراتور نيز قابل تنظيم است.

موسوي شيرازي در پايان يكي ديگر از قابليت‌هاي منحصر به فرد سيستم ابداعي را قابليت اتصال آن به رايانه و محاسبه و ترسيم گراف تمامي پارامترهاي مورد نياز در يك راكتور از جمله مقدار راديواكتيويته حاصل از ميله‌هاي كنترل، پريود راكتور و قدرت در هر لحظه عنوان كرد و گفت: به منظور ارتقاي ايمني دستگاه يك سيستم ايمني براي خاموش و روشن شدن كل سيستم توسط اشعه مادون قرمز در آن تعبيه شده است.

گفتني است طرح ساخت دستگاه كنترلگر تمام خودكار ميله‌هاي كنترل راكتور در قالب پايان نامه كارشناسي ارشد مهندسي سيد عليرضا موسوي شيرازي با راهنمايي دكتر سيروس صدوقي استاد دانشكده برق دانشگاه صنعتي شريف و مشاوره دكتر ناصر شريف‌لو معاون اجرايي نيروگاه بوشهر و دكتر سيروس آقا نجفي استاد دانشگاه صنعتي خواجه نصيرالدين طوسي انجام شده است.