امکان بکارگیری تکنیک پرتونگاری نوترونی دیجیتال بلادرنگ جهت مطالعه تبخیر آب در مواد متخلخل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، تهران-ایران

2 انرژی اتمی ایران/ پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای

3 موسسه تحقیقات هسته‌ای، میوونی-رومانی

4 پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای، تهران، ایران

چکیده

مطالعه فرآیند جذب و تبخیر سیالات در محیط‌های متخلخل در علومی همچون زمین‌شناسی، عمران، محیط زیست و ... از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌باشد. یکی از دقیق‌ترین روش‌ها برای بررسی فرآیندهای مذکور، پرتونگاری نوترونی می‌باشد. با توجه به سطح مقطع اندرکنش زیاد نوترون‌های حرارتی با هیدروژن، بررسی فرآیند جذب و تبخیر سیالات حاوی هیدروژن همچون آب، نفت و ... در داخل مواد متخلخل با حساسیت بالایی امکان‌پذیر می‌باشد. در این تحقیق با استفاده از تکنیک پرتونگاری نوترونی دیجیتالی بلادرنگ به بررسی روند تبخیر آب از داخل یک نمونه متخلخل ساختمانی در دمای oC 10 محیط آزمایشگاه، پرداخته شده است. بدین منظور یک قطعه آجر ساختمانی به مدت 24 ساعت در آب غوطه‌ور گردید و سپس در مقابل باریکه نوترونی قرار داده شد. در طول 145 دقیقه زمان فعالیت راکتور، 30 تصویر با فواصل زمانی 5 دقیقه از نمونه مرطوب ثبت گردید. تصاویر بدست آمده نشان داد که با استفاده از تکنیک به‌کار گرفته شده، تغییر توزیع و مقدار حجمی آب در داخل نمونه به خوبی قابل رویت است. همچنین، نتایج نشان داد که نسبت حجمی آب موجود در نمونه با آهنگ 4-10×94/3 درصد بر ثانیه در دمای محیط آزمایشگاه تبخیر می‌گردد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Possibility of using real time digital neutron radiography to study the evaporation of water in porous materials

نویسندگان [English]

  • Ehsan Nazemi 1
  • Amir Movafeghi 1
  • Behrouz Rokrok 2
  • Marin Dinca 3
  • Mohammad Hossein Choopan Dastjerdi 4
1 Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
2 . Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
3 Institute for Nuclear Research (INR), Mioveni, Romania
4 Nuclear Science and Technology Research Institute, Tehran, Iran
چکیده [English]

The study of the process of absorption and evaporation of fluids in porous media is of particular importance in sciences such as geology, civil engineering, environment, etc. One of the most precise methods for investigation of mentioned processes, is neutron radiography. Due to the high cross-section of thermal neutrons with hydrogen, precise investigation of absorption and evaporation of fluids containing hydrogen, such as water, oil, etc., is possible. In this study, using real time neutron radiography technique, water vaporization from a porous building sample at 10 °C in the laboratory was investigated. For this purpose, a building brick was immersed into water for 24 hours and then was placed in front of the neutron beam. During 145 minutes reactor operation, 30 images were recorded with a 5 minutes interval from the wet sample. The obtained images showed that using the utilized technique, the distribution variations and volumetric water content inside the sample are well visible. Also, the results indicated that the volumetric water content in the sample was evaporated with a rate of 3.94 × 10-4 percent per second in the laboratory.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Real time digital neutron radiography
  • Porous Media
  • Hydrogenous fluids
  • Evaporation