دوره و شماره: دوره 35، شماره 1 - شماره پیاپی 67، خرداد 1393، صفحه 1-88 

ساخت و بررسی خصوصیت‌های ترمولومینسانی نانوذرات Dy,Tm:2CaF

صفحه 1-7

احسان صادقی؛ مصطفی زاهدی فر؛ محسن محرابی

چکیده نانوذرات :Dy,Tm2CaF با اندازه‌ی متوسط 37 نانومتر به روش گرما- آبی ساخته شده‌اند. ساختار مکعبی نانوذرات با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس تعیین شد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) مشاهده شده است. منحنی درخشش ترمولومینسانی این نانوذره دارای 3 قله در دماهای 407، 440 و 485 کلوین بوده است. پاسخ ترمولومینسانی نانوذرات :Dy,Tm2CaF برای مقدارهای متفاوت Dy و Tm مطالعه و بیش‌ترین حساسیت در 3 درصد مولی Dy و 5/0 درصد مولی Tm به دست آمده‌اند. با توجه به پاسخ خطی دز تا بالای دز جذب شده‌ی Gy10000، فسفر ساخته شده برای کاربرد در دزیمتری دزهای بالا پیشنهاد شده است.
 

دزیمتری گاما و نوترون در میدان‌های تابشی آمیخته با استفاده از یک دیود سیلیسیمی

صفحه 8-13

حسین ذکی دیزجی؛ فریدون عباسی دوانی؛ طیب کاکاوند

چکیده دزیمتری فعال فردی گاما و نوترون در سال‌های اخیر مورد توجه بوده است و در این میان دیود‌های سیلیسیمی گزینه‌ی مناسبی برای این منظور هستند. دیودهای سیلیسیمی، حساس به گاما بوده و برای ایجاد حساسیت نوترونی در آن‌ها از یک لایه‌ی مبدل استفاده می‌شود. در این پژوهش، ابعاد بهینه‌ی مبدل و آشکارساز برای ایجاد رفتار دزیمتری مناسب و جداسازی معادل دز گاما و نوترون تعیین شده است. با توجه به طراحی دزیمتر و اعمال روش داده‌برداری گزینشی براساس ارتفاع تپ‌ها، مقدارهای معادل دز گاما و نوترون‌های سریع به صورت مجزا تعیین شدند. معادل دز گاما در بازه‌ی انرژی 3/0 تا MeV6 و معادل دز نوترون‌ در بازه‌ی انرژی 1 تا MeV12 اندازه‌گیری شد. حد پایین دزیمتری برای تابش گاما و نوترون به ترتیب 015/0 و μSv10 است. در میدان تابشی چشمه Am-Be، نتایج تجربی به دست آمده، توافق خوبی با داده‌های شبیه‌سازی داشته و خطای معادل دز گاما و نوترون به ترتیب کم‌تر از 15 و 18درصد بود.  

بررسی فرایند پیش‌تغلیظ توریم در سنگ معدن آنومالی 5 ساغند با استفاده از مارپیچ همفری و بهینه‌سازی آن با روش آماری

صفحه 14-21

علیرضا خانچی؛ حسن صدیقی؛ شیدا انصار؛ جواد فصیحی رامندی؛ ایرج اکبری

چکیده جداسازی با مارپیچ همفری یکی از شیوه‌های کنسانتره‌سازی کانی‌ها است که اساس آن روش‌های ثقلی است. عملکرد کنسانتره‌سازی در فرایندهای فرآوری مواد معدنی، به وسیله‌ی عیار و بازیابی مشخص می‌شود. این عامل‌ها وابسته به انتخاب مناسب متغیرهای فرایندی است. در این مقاله آرایه‌ی متعامد 9L برای طراحی آزمایش‌ها بر مبنای بهینه‌سازی چندگانه برای دست‌یابی به بالاترین عیار و بازیابی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این آزمایش‌ها پارامترهای نرخ خوراک‌دهی، درصد جامد پالپ و اندازه‌ی ذرات ورودی خوراک مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آزمایش‎ها نشان می‌دهند که دستگاه مارپیچ همفری، برای پیش‌کنسانتره‌سازی مطلوب بوده و با بهینه‌سازی پارامترهای مؤثر بر عملکرد آن، عیار و بازیابی توریم، به ترتیب، 49 و 5 درصد افزایش می‌یابد.
 

کاربرد جلبک قهوه‌ای پیش تصفیه شده با کلسیم کلرید برای حذف فلزهای سنگین از پس‌آب تأسیسات فرآوری شیمیایی اورانیم اصفهان

صفحه 22-30

علیرضا کشتکار؛ فاطمه کفشگری

چکیده پارامترهای فرایندی جذب زیستی فلزهای سنگین از پس‌آب تأسیسات فرآوری شیمیایی اورانیم اصفهان با استفاده از زیست جاذب سیستوسریا ایندیکا بررسی و میزان جذب فلزهای سنگین اورانیم، نیکل و مس، با استفاده از جلبک طبیعی، آماییده شده با محلول فرم‌آلدیید و محلول 2CaCl مطالعه و مشخص شد. جلبک آماییده شده با کلسیم کلرید، عملکرد بهتری نسبت به دو جاذب دیگر داشت. pH برابر 5 و زمان تعادل 120 دقیقه به عنوان شرایط بهینه به دست آمد. هم‌چنین سینتیک درجه‌ی دو بهترین تطابق با داده‌های آزمایشگاهی را داشت و مرحله‌ی واکنش شیمیایی مرحله-ی تعیین‌کننده‌ی واکنش تشخیص داده شد. از طرفی با افزایش مقدار زیست جاذب، از میزان جذب بر واحد وزن جاذب کاسته شد. هم‌چنین تجزیه‌ی فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) نشان داد که دیگر فلزهای سنگین موجود در پس‌آب نیز بر روی جاذب فرآوری شده با کلسیم کلرید جذب می‌شوند. بررسی نتایج تجزیه‌ی تبدیل فوریه‌ی زیر قرمز (FTIR) قبل و بعد از تماس جاذب با پس‌آب نشان داد که گروه‌های عاملی هیدروکسیل، کربوکسیل و آمین روی جاذب بیش‌ترین نقش را در جذب فلزهای سنگین از پس‌آب بر عهده داشته‌اند. هم‌چنین نتایج تخلخل-سنجی (BET) حاکی از آن بود که جذب شیمیایی فلزهای سنگین منجر به تغییر ساختار زیست جاذب می‌شود.  

سینتیک اکسایش میکروبی در فرایند فروشویی زیستی اورانیم در یک زیست رآکتور هوا- بالارونده با حلقه جریان داخلی

صفحه 30-41

محمدرضا ذوالعلی؛ سید جابر صفدری؛ علی حقیقی اصل؛ عباس رشیدی

چکیده با استفاده از یک زیست رآکتور هوا- بالارونده با حلقه جریان داخلی و با به کارگیری باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان و سنگ معدن اورانیم آنومالی 2 ساغند، اکسایش میکروبی آهن فرو، هنگام استخراج اورانیم بررسی شد. برای پیش‌بینی سینتیک اکسایش میکروبی، مدل‌های مونود و مدل‌های اصلاح شده برای بازدارندگی محصول و ماده‌ی اصلی در نرخ‌های هوادهی مختلف مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده بیش‌ترین مقدار استخراج اورانیم با باکتری برابر با %1/97 و بدون باکتری برابر با %21 بود. برازش داده‌های تجربی با مدل‌های پیش‌گفته نشان داد که در تمام نرخ‌های هوادهی در رآکتور، مدل اصلاح شده برای بازدارندگی ماده‌ی اصلی تطابق بیش‌تری با داده‌های تجربی داشت و مقدار 2R در نرخ‌های هوادهی 0065/0، 0085/0، 01/0 و 015/0 متر بر ثانیه، به ترتیب، برابر با 98/0، 97/0، 94/0 و 94/0 محاسبه شد.
 

اندازه‌گیری هم‌زمان ناخالصی‌های Mo، As، Th و K در بافت اورانیم استخراج شده، با استفاده از طیف‌سنجی نشر نوری- پلاسمای جفت شده‌ی القایی

صفحه 41-48

جواد یزدانی؛ حسین رستمی زاده؛ محمدرضا رضوانیان زاده؛ سیدعباس رحیمی؛ حسین شاهمیر برزکی؛ رسول سیاری؛ مسعود آقاحسینی؛ علی سوری

چکیده جای‌گزینی چهار روش تجزیه‌ی مجزا، وقت‌گیر و پرهزینه‌ی استاندارد ASTM برای تعیین مقدار عناصر Mo، As، Th و K درنمونه‌های دارای بافت اورانیم با یک روش کارآمد جدید مورد بررسی قرار گرفت. مزیت‌های اصلی این روش، حذف کمبودهای مذکور با حفظ دقت و صحت نتایج مورد نظر صنایع هسته‌ای و مشخصات فنی مواد است. در روش جدید، بافت اورانیم مزاحم از طریق استخراج با مخلوط یک به یک تری (2- اتیل هگزیل) فسفات (TEHP)- هپتان نرمال حذف شد. عناصر مورد نظر به طور هم‌زمان و با استفاده از تکنیک نشر
نوری- پلاسمای جفت شده‌ی القایی اندازه‌گیری شدند. عامل‌های مؤثر بر بازده‌ی استخراج، pH، مقدار اورانیم و دما بررسی شدند. گستره‌ی دینامیکی منحنی مقیاس‌بندی در محدوده‌ی غلظتی 10-500 میکروگرم بر گرم اورانیم خطی است (999/0 < 2R). برای عناصر Mo، As، Th و K حد تشخیص‌های روش (MDLs)، به ترتیب، برابر با 51/0، 66/0، 1/1 و 51/0 میکروگرم بر گرم اورانیم حاصل شد. مقدار پارامتر En برای تمام عناصر کم‌تر از 26/0 به دست آمد. دقت و صحت تجزیه‌ای نتایج حاصل در دو سطح غلظت متفاوت محاسبه و با نتایج حاصل از روش‌های استاندارد مقایسه شد که نشان از تأیید روش داشت. کاهش زمان کلی انجام تجزیه از حدود 24 ساعت به کم‌تر از 2 ساعت، کاهش چشمگیر هزینه-های دستگاهی و مصرفی مواد از جمله خصوصیات کاربردی- صنعتی این روش جدید است.  

حذف جذبی و بازیابی اورانیم (VI) از محلول‌های آبی تک جزیی به وسیله‌ی تفاله‌ی نیشکر آلاییده شده با نانو ذرات منیتیت

صفحه 49-62

سعید علمدار میلانی؛ برهان رهنمای مقدم؛ احمد خدادادی دربان

چکیده جاذب زیستی- مغناطیسی متشکل از نانوذرات منیتیت (4O3Fe) پوشیده شده از تفاله‌ی نیشکر تهیه و باگاس مغناطیسی نام‌گذاری شد. باگاس مغناطیسی دارای هدف حذف جذبی و بازیابی یون‌های اورانیم (VI) از محیط‌های آبی بود. منیتیت از طریق هم‌رسوبی با افزودن محلول سدیم هیدروکسید به محلول آبی شامل +2Fe و +3Fe تهیه شد. باگاس مغناطیسی دارای خواص ابرپارامغناطیسی، یعنی، مغناطش اشباع بدون پس‌ماند مغناطیسی بود. شناسایی باگاس مغناطیسی تهیه شده، با استفاده از روش‌های پراش پودری پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) انجام و مساحت سطح ویژه‌ی ریزدانه‌ها و میزان تخلخل آن‌ از طریق جذب و واجذب نیتروژن (روش BET) اندازه‌گیری شد. میانگین اندازه‌ی ذرات 34 نانومتر، مساحت سطح آزاد آن‌ها 3/‌102 متر مربع بر‌ گرم و میانگین قطر حفرات 23/‌6 نانومتر به دست آمد. خواص تبادل یونی باگاس مغناطیسی با اندازه‌گیری ظرفیت جذب برای یون‌های اورانیم (VI) در روش ناپیوسته بررسی ‌شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب به شدت تحت تأثیر pH محیط، مقدار زیست توده، زمان تماس، و غلظت اولیه‌ی اورانیم قرار دارد. پیوند سطحی اورانیم با زیست توده بسیار سریع بود به طوری که ظرف 20 دقیقه‌ی نخست %92 جذب به انجام رسید. جذب بهینه (%4/97) در pH برابر با 4، مقدار زیست توده‌ی 1-g L 5، غلظت اولیه‌ی اورانیم 1-mg L50، و در مدت 90 دقیقه مشاهده شد. ظرفیت جذب بیشینه‌ی باگاس مغناطیسی برای یون‌های اورانیم (VI) در مقدار جاذب
1-g L 1، و برابر 1-mg g 04/32 به دست آمد. داده‌های سینتیکی با معادله‌ی سرعت شبه مرتبه‌ی دوم به خوبی برازش شدند (9996/‌0=2‌R). فرایند جذب با مدل‌های هم‌دمای لانگمویر و دوبینین- رادشکویچ مطابقت خوبی داشت. انرژی آزاد استاندارد (∆G) و تغییرات انتالپی (∆H) نشان داد که واکنش در دماهای بررسی شده، خودبه‌خودی و گرماگیر است. در مطالعات بازیابی، %5/‌94 یون‌های اورانیم (VI)، با استفاده از هیدروکلریک اسید به عنوان شوینده بازیابی شد.
 

حل عددی معادله‌های ترموهیدرولیکی حاکم بر قلب رآکتور سوخت- کروی (PBMR) با استفاده از مدل ناحیه‌های متخلخل

صفحه 63-71

محمد حسین استکی؛ علی فارسون پیله ور؛ آرش دریابک؛ امیر صفوی

چکیده حل عددی معادله‌های ترموهیدرولیکی حاکم بر قلب رآکتور PBMR با استفاده از مدل ناحیه‌های متخلخل بررسی شد. در این بررسی ابتدا با توجه به وجود دماهای بسیار بالا در قلب، از کد NJOY برای تولید سطح مقطع در این دماها استفاده شد. سپس توسط کد MCNP4C قدرت حرارتی در راستای عمودی و شعاعی به دست آمد که این دو به عنوان منابع قدرت حرارتی در قلب رآکتور وارد نرم‌افزار CFX.12 شد و با توجه به وجود حدود 450000 مجتمع سوخت در قلب رآکتور و بالا بودن میزان محاسبه‌ها، ناحیه‌ای از قلب که مجتمع‌های سوخت در آن قرار دارند به عنوان یک ناحیه‌‌ی همگن متخلخل در نظر گرفته،‌ و پارامترهای ترموهیدرولیکی قلب رآکتور محاسبه شد. نتایج حاصل از هر دو کد MCNP4C و CFX.12، در مقایسه با نتایج دیگر کدها بر اعتبار این دو برای استفاده شدن در این نوع رآکتور صحه گذاشت. از جمله نتایج دیگری که به دست آمد، شرط تراکم‌پذیر بودن گاز هلیم است؛ این مطالعه نشان داد که نتایج در صورتی قابل مقایسه با نتایج دیگر کدها است که تراکم‌پذیر بودن گاز لحاظ شود و این خود منجر به اصلاح فرمول دارسی- ویسباخ در این نوع رآکتور شد.
 

روش‌های مقیاس‌بندی فشارسنج‌های خلأ و کاربرد آن‌ها در پژوهش‌های هسته‌ای

صفحه 72-77

زهرا یوسفی ماکویی؛ مریم صالحی؛ سید جمال قطبی؛ علی اصغر زواریان

چکیده برای بررسی صحت و دقت عملکرد فشارسنج‌های خلأ و به عبارتی مقیاس‌بندی آن‌ها، از دو نوع استاندارد با عنوان‌های اولیه و ثانویه استفاده می-شود؛ استانداردهای اولیه‌ی مورد بررسی عبارت‌ از استاندارد فشارسنج جیوه‌ای، استاندارد انبساط حجمی و استاندارد جریان روزنه‌ای هستند که، به ترتیب، برای مقیاس‌بندی فشارسنج‌ها در محدوده‌ی خلأ پایین، خلأ متوسط و خلأ بالا مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله سعی شده است انواع روش‌های استانداردسازی فشارسنج‌های خلأ و مبانی علمی حاکم بر این روش‌ها و نیز کاربرد و اهمیت آن‌ها در پژوهش‌های هسته‌ای به اجمال مورد بررسی قرار گیرد.
 

حذف کروم (VI) از محلول های آبی به وسیله ی کلینوپتیلولیت سدیمی پرتودهی شده

صفحه 78-83

خدیجه رضایی ابراهیم سرایی؛ حسین فقیهیان؛ محمدرضا عبدی؛ حمیدرضا شکور؛ رضا جعفری

چکیده اثر پرتو گاما بر ظرفیت تبادل یون کلینوپتیلولیت سدیمی بررسی شد. پرتودهی نمونه‌ی‌ جاذب با تابش گاما با دز جذب شده‌ی 70 کیلوگری تا 2 مگاگری انجام و ظرفیت جذب کروم (VI) بر روی آن، تحت شرایط مختلف و با استفاده از طیف‌سنجی جذب اتمی اندازه‌گیری شد. جذب کروم (VI) در گستره‌ی غلظتی 80 تا ppm 1800 و در pH برابر 7 انجام شد. نتایج نشان داد که تابش گاما تا دز 2 مگاگری تأثیری بر ظرفیت جذب کروم (VI) به وسیله‌ی شکل سدیمی کلینوپتیلولیت ندارد.  

مقیاس‌بندی بازده آشکارساز HPGe با اندازه‌گیری و محاسبه‌ی ضریب‌های تصحیح خودجذبی برای نمونه‌های محیطی

صفحه 84-87

محبوبه لطفی؛ سید مجتبی مستجاب الدعواتی؛ بهزاد تیموری سیچانی

چکیده طیف‌بینی گاما برای چشمه‌های استاندارد مارینلی حاوی خاک، در چگالی‌های مختلف (1-3g cm- 5/1) با استفاده از آشکارساز HPGe انجام شد. طیف‌های حاصل به کمک نرم‌افزار‌های مربوط تحلیل و سپس منحنی بازده- انرژی برای هر نمونه رسم شد. بازده‌های محاسبه شده در چگالی‌های مختلف با بازده نمونه‌ی مرجع مقایسه شده، ضریب‌های تصحیح خودجذبی برای چگالی‌های متفاوت، در گستره‌ی انرژی 59-keV 1408 به دست‌آمد. ضریب‌های تصحیح به دست آمده، در محاسبه‌ی پرتوزایی نمونه‌‌های مجهول با موفقیت به کار گرفته شد.
 

بررسی تجربی ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی اجباری نانوسیال آلومینیم اکسید در یک لوله‌ی عمودی با شار حرارتی غیریکنواخت (سینوسی)

صفحه 88-97

جواد رشید؛ منصور طالبی؛ کمال حداد؛ جمشید خورسندی

چکیده مطالعه‌ی آزمایشگاهی ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی نانوسیال 3O2Al/ آب در یک لوله‌ی حلقوی عمودی با شار حرارتی غیریکنواخت (سینوسی) در ناحیه‌ی در حال توسعه‌ی جریان با قطر متوسط 20 نانومتر انجام شد. هدف اولیه‌ی این پژوهش بررسی دمای سطح لوله‌ی داخلی (منبع گرمایی) بود. مشخص شد دما در نقطه‌ای بالاتر از وسط میله برای دماهای ورودی مختلف بیشینه می‌شود و دمای سطح میله برای نانوسیال کم‌تر از سیال پایه بود هر چند که نانوسیال بر مکان نقطه‌ی بیشینه‌ی سطح اثر خاصی نداشت. سپس ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی و عدد ناسلت نانوسیال بررسی و مشخص شد که با افزایش غلظت حجمی ‌و عدد رینولدز، هر دو افزایش می‌یابند. بیش‌ترین میزان افزایش انتقال حرارت (%19) برای غلظت %5/1 و عدد رینولدز حدود 2100 اتفاق افتاد. اثر دمای ورودی بر انتقال حرارت نانوسیال بررسی و افزایش ضریب انتقال حرارت با افزایش دمای ورودی مشاهده شد. از بررسی اثر فشار بر انتقال حرارت نانوسیال مشخص شد که فشار، اثر محسوسی بر ضریب انتقال حرارت جابه‌جایی نانوسیال ندارد. بررسی افت فشار نسبی نانوسیال نشان داد که با افزایش غلظت حجمی، افت فشار نسبی نانوسیال افزایش می‌یابد. هم‌چنین افت فشار نسبی نانوسیال به علت رسوب بیش‌تر، در سرعت‌های پایین، بیش‌تر بود و با افزایش عدد رینولدز کاهش یافت.