دوره و شماره: دوره 43، شماره 2 - شماره پیاپی 100، تیر 1401، صفحه 1-183 

تخمین نرخ بیشینه حرارت خطی با استفاده از تکنیک‌های محاسبات نرم: مطالعه موردی نیروگاه اتمی بوشهر

صفحه 1-12

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1378

سعید شریفی؛ خلیل مشکبار بخشایش؛ محمدباقر غفرانی

چکیده در این پژوهش با استفاده از داده‌های واقعی نیروگاه اتمی بوشهر و به کارگیری روش‌های محاسبات نرم و بدون استفاده از داده‌های سنسورهای داخل قلب رآکتور به تخمین پارامتر نرخ بیشینه حرارت خطی می‌پردازیم. الگوریتم‌های یادگیری مؤثر شبکه عصبی مصنوعی شامل لونبرگ- مارکوارت و تنظیم بیزین در ترکیب با تکنیک‌های مختلف انتخاب ویژگی شامل پیرسون، اسپیرمن، و کندال برای تخمین پارامتر هدف مورد استفاده قرار می‌­گیرند. نتایج مناسب بودن روش پیشنهادی برای تخمین پارامتر هدف را نشان می‌­دهد. با توجه به اهمیت این پارامتر از لحاظ ایمنی و این‌که افزایش بیش از حد آن باعث ارسال سیگنال خاموشی رآکتور می‌گردد، استفاده از رویکردهای مناسب مانند مطالعه پیش‌رو، می‌تواند باعث افزایش ایمنی نیروگاه شده و دفاع در عمق را بهبود بخشد.

رهیافت تحلیلی برای بررسی پراکندگی پروتون‌ها در مرز مواد ناهمگن در پروتون درمانی

صفحه 13-23

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1379

فاطمه سادات رسولی

چکیده در پروتون‌­درمانی، به ­عنوان یک روش درمانی مؤثر و کارآمد، بررسی رفتار پروتون‌­های فرودی در ماده و رسم منحنی براگ، که برآیندی از سه فرایند توقف، پراکندگی و برهم­کنش‌­های غیرکشسان هسته‌­ای است، بسیار اهمیت دارد. بررسی این رفتار در رهیافت محاسباتی، به دو روش مونت‌­کارلو و تحلیلی قابل دست‌یابی است. اگرچه در رهیافت تحلیلی، مدل‌­های مناسبی برای دست‌یابی به منحنی براگ در محیط­‌های همگن به ­طور دقیق معرفی شده است، با این حال این بررسی در حضور ناهمگنی مواد (که در بافت­‌های بدن اجتناب­‌ناپذیر است) با چالش مواجه است. برای مطالعه رفتار پروتون‌­ها در محیط ناهمگن، بررسی سه عامل پراکندگی، کاهش انرژی و تغییر شار در مرز مواد (لایه­‌ها) ضروری است. در پژوهش حاضر به مطالعه نحوه پراکندگی باریکه پروتونی فرودی به تیغه‌­هایی از مواد با ضخامت‌­ها و جنس‌­های مختلف با استفاده از نظریه فرمی- ایجز پرداخته شده است. نتایج نشان داد علاوه بر عمق نفوذ، جنس ماده نیز در میزان پراکندگی تأثیر کلیدی دارد. بررسی‌­های مربوط به ترتیب قرارگیری لایه‌­ها و مطالعه مربوط به اثر انرژی نشان­‌دهنده عدم تأثیر قابل­ توجه ترتیب قرارگیری مواد در مسیر پرتو در پراکندگی نهایی و هم‌چنین کاهش پراکندگی با افزایش انرژی باریکه بود. نتایج نشان داد این روش با تعیین پارامترهای مختلف و رسم نمودارهای فاز- فضا برای دست‌یابی به هدف موردنظر کارآمد بوده و نتایج به دست آمده برای حالت‌­های نمونه حل شده، با انتظار ما از فیزیک مسئله هم‌خوانی دارد. به ­منظور اعتبارسنجی نتایج، مقادیر بیشینه زاویه پراکندگی محاسبه شده از روش تحلیلی با مقادیر مربوط به شبیه‌­سازی با استفاده از کد مونت ­کارلوی MCNPX مقایسه گردید.

بررسی و مقایسه مشخصات الکترونیکی سه ساختار منتخب برای آشکارسازی اشعه ایکس مبتنی بر دیود نوری

صفحه 24-33

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1380

امیررضا موسی‌زاده مقدم؛ محمدرضا اشرف؛ مهدی کفایی

چکیده تحقیقات اخیر نشان داده است که دیودهای نوری PIN در حوزه آشکارسازی پرتوهای یون‌ساز، به خصوص در پزشکی کاربردهایی دارند. در این تحقیق سه نمونه مدار آشکارساز اشعه ایکس مبتنی بر دیود نوری، در حالت پالسی تحلیل، شبیه‌سازی و ساخته شده است. پیش‌تقویت‌کننده در این مدارها، ساختار کاملاً متمایزی دارد و تعداد طبقه‌های تغییرشکل‌دهنده پالس و نحوه بایاس دیود نوری، در هر مدار متفاوت است. مدار اول به دلیل ساختار ساده، هزینه ساخت کم‌تری دارد. مدار دوم دارای پیش‌تقویت‌کننده با امپدانس بازخورد بوده که پالس‌هایی با دامنه بزرگ ایجاد می‌کند. مدار سوم به دلیل داشتن ساختار پیش‌تقویت‌کننده ترانزیستوری با خازن بازخورد کوچک، نویز بهتری نسبت به مدار دوم داشته و بهره آن از مدار اول بزرگ‌تر می‌شود. برای انجام آزمایش‌های عملی از حس‌گر 01-1223S شرکت Hamamatsu به عنوان آشکارساز استفاده شده که با استفاده از چشمه Th232 تهییج می‌شود. با مقایسه بهره، توان اتلافی و دوره پالس مدارها می‌توان گفت، مدار دوم با بهره تبدیلی  dB75/66، بزرگ‌ترین دامنه را در اختیار دارد؛ هم‌چنین مدار اول با توان نویز 2nV15/1 و توان اتلافی  mW6/36، کم‌ترین نویز و مصرف انرژی را در میان سایرین به ثبت رسانده است. مدار سوم با دوره زمانی  μs2/8، کم‌ترین عرض پالس و زمان مرده را دارد.

ارزیابی کمیات دزیمتری در روش‌های پراکندگی غیرفعال و اسکن نقطه‌ای در پروتون درمانی مبتنی بر شبیه‌سازی صورت گرفته با نرم‌افزار GATE

صفحه 34-42

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1381

علی اسدی؛ سیدابوالفضل حسینی؛ ناصر وثوقی

چکیده انتظار می‌­رود که روش‌های مبتنی بر اسکن نقطه‌ای نسبت به سایر روش‌های موجود برای پروتون درمانی، عملکرد بهتری در تحویل دز به هدف موردنظر داشته باشد. در این مطالعه از کد شبیه‌ساز GATE، به‌منظور ارزیابی کمیات دزیمتری مهم در پروتون درمانی، مانند پهنا در نیم بیشینه، محل قله، برد و نسبت دز در قله به دز ورودی (درصد دز عمقی) در فرایند پروتون درمانی تحت شرایط یکسان برای روش‌های مبتنی بر اسکن نقطه‌ای و پراکندگی غیرفعال استفاده شده است. فانتومی از جنس آب انتخاب و پارامترهای انرژی سیستم با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌های عمق- دز در محدوده انرژی 120-MeV 235 اندازه‌گیری شد. قله‌های براگ با دقت 7/0 میلی‌متر در برد تولید شدند. گسترش قله براگ با مدولاسیون 7 سانتی‌متر و با دقت دامنه 10 میلی‌متر و اختلاف دز به قله به دز ورودی 8 درصد تولید شدند. جهت بررسی تطبیق‌پذیری پرتو پهنا در نیم بیشینه با اختلاف حداکثر 7 درصد بین دو روش ارزیابی شد. در نتیجه بر اساس شبیه‌سازی انجام شده برای سیستم‌های مختلف تحویل پرتو، توانایی بهتر روش اسکن نقطه‌ای در انطباق‌پذیری با حجم هدف، کنترل بهتر روی توزیع دز و دز خارج از تومور کم‌تر نشان داده شد.

محاسبه ضرایب ویریال و فوگاسیته آب سنگین با استفاده معادلات حالت جدید تعمیم یافته

صفحه 43-51

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1382

محسن نجفی؛ فهیمه جمالی

چکیده جای­گزینی هیدروژن با دوتریم در مولکول‌­های آب سبک و تشکیل آب سنگین باعث تغییر سطح انرژی پیوندهای مولکولی شده و از این‌­رو منجر به خواص متفاوت فیزیکی، شیمیایی، هسته‌­ای و بیولوژیکی می‌­شود. از آن‌­جا که معادله حالت ابزار مهم و مناسبی برای بررسی رفتار ترموفیزیکی مواد و پیش­‌بینی آن‌­ها در شرایط مختلف به لحاظ فشار، دما و حجم است، بنابراین پژوهش حاضر بر آن است تا با توجه به اهمیت آب سنگین و نقش آن در پژوهش‌­های مختلف به­ ویژه دانش هسته‌­ای و کاربرد این ماده در پزشکی و صنعت، ضرایب فوگاسیته و ویریال این ماده را با استفاده از معادلات حالت جدید تعمیم ­یافته محاسبه نموده و با مقایسه نتایج به ­دست آمده با داده­‌های تجربی، ارزیابی دقیقی از معادلات به کار رفته داشته باشد.­ معادلات تعمیم ­یافته در این کار عبارتند از تعمیم دادن معادلات مبتنی بر معادله حالت ردلیچ- وانگ (RK) و دیتریسی (D). بررسی‌­ها نشان می‌­دهد تعمیم­ یافتگی باعث بهبود یافتن نتایج ضریب دوم ویریال در زیر دمای بحرانی شده است؛ این مسئله در معادله RK مؤثرتر بوده و نتایج بهتری در انطباق با داده‌­های تجربی دارد. اما در مورد فوگاسیته، تعمیم­ یافتگی سبب بهبود نتایج در معادله D و انحراف بیش‌­تر نتایج در مورد معادله RK شده است. نتایج نشان می‌­دهد در زیر دمای بحرانی مدل‌­های واندروالس و دیتریسی پیش­‌بینی مناسبی از رفتار ضریب سوم ویریال نشان نمی‌­دهند و از این‌­رو باید برای پیش­‌بینی کمّی و کیفی رفتار آن‌­ها در بازه دمایی فوق از مدل‌­های دیگری استفاده نمود.

مطالعه پاسخ دزیمتری آشکارساز NaI(Tl) مبتنی بر روش طیف‌نگار- دزیمتری با استفاده از کد MCNPX

صفحه 52-60

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1383

سید مرتضی طاهری بالانجی؛ حسین ذکی دیزجی؛ اکبر عبدی سرای

چکیده اندازه‌گیری پرتو گاما در زمینه‌های مختلف تحقیقاتی نیازمند آشکارسازهای کارآمد است. در زمینه دزیمتری فوتون آشکارساز جرقه‌ای NaI(Tl) به عنوان یکی از  آشکارسازهای سوسوزن معدنی (غیرآلی)، به علت دارا بودن مقدار بالای نور خروجی بسیار حایز اهمیت است.  در این پژوهش سعی گردیده است، با کمک کد مونت‌کارلو (MCNPX) مقدمات مشخصه‌یابی دزیمتری فوتون توسط آشکارساز NaI(Tl) و با بهره‌گیری از روش‌های متفاوت محاسبه دز (تالی‌های 6F، 4*F، 6+F و 8*F) انجام شود. به طور معمول، خروجی یک آشکارساز تابش (شمارش تعداد پالس‌ها)  برای تعیین مقدار دز تابش قابل استفاده نیست. بنابراین با استفاده از روش طیف‌نگار- دزیمتری مبتنی بر روش‌ نرم‌افزاری، برای یافتن ضرایب تبدیل طیف آشکارساز به مقدار کرما هوا در این پژوهش ارایه شده است. در این روش برای یافتن پاسخ دزیمتری تابش با استفاده از شبیه‌سازی کد MCNPX تابع پاسخ یک آشکارساز سوسوزن NaI(Tl) 3"×3" برای چندین تابش مشخص گاما تعیین و سپس توابع ضرایب تبدیل وابسته به انرژی برای محاسبه دز محاسبه گردید. در نهایت، با مقایسه نتایج به دست آمده از داده‌های اندازه‌گیری شده و محاسبات شبیه‌سازی نشان داده شد که روش ارایه شده از دقت بالایی در دزیمتری فوتون برخوردار است.

حل هامیلتونین بوهر در نقطه بحرانی (5)Z با استفاده از پتانسیل مورس برای هسته Hg190

صفحه 61-70

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1384

مسعود صیدی؛ هادی صبری؛ روح الله غلامی

چکیده در این مقاله، هامیلتونین مدل بوهر- ماتلسون برای محاسبه ترازهای انرژی و هم‌چنین سطوح انرژی هسته Hg190 در نقطه بحرانی (5)Z حل گردید. از پتانسیل مورس برای قسمت شعاعی استفاده شده و قسمت زاویه‌ای نیز با پتانسیل نوسان‌گر هماهنگ حل گردید. از روش تکرار مجانبی برای حل معادله و تعیین ثابت‌ها در مقایسه با اطلاعات تجربی استفاده گردید. پیش‌بینی‌های این مطالعه با نتایج حاصل از حل معادله بوهر در این نقطه بحرانی با استفاده از چاه پتانسیل نامتناهی برای بخش شعاعی و هم‌چنین پیش‌بینی‌های حد دینامیکی (6)O مدل برهم‌کنش بوزونی، مقایسه گردید. افزایش دقت پیش‌بینی‌ها با استفاده از پتانسیل مورس برای ترازهای انرژی در باندهای برانگیخته مشهود می‌باشد. هم‌چنین تطابق بین پیش‌بینی‌های حاصل از این پتانسیل با نتایج مدل دینامیکی (6)O بسیار بیش‌تر می‌باشد.

ارزیابی پارامترهای جریان دوفازی و عملکرد جداساز افقی بخار در نیروگاه‌های هسته‌ای به کمک دینامیک سیالات محاسباتی

صفحه 71-79

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1385

امیرحسین وثوقی؛ رضا صابری؛ کامران سپانلو

چکیده در این تحقیق، به‌کارگیری فرایند متداول جداسازی رطوبت توسط جداساز افقی بخار، در نیروگاه­‌های رایج سیکل بخار، برای نیروگاه‌­های هسته‌­ای پیشنهاد و به کمک CFD، جریان دوفازی در این فرایند، شبیه‌­سازی شده است. نتایج نشان می‌­دهد که با افزایش بارگذاری نیروگاه، افت فشار جداساز افزایش یافته، به‌طوری‌که رابطه خطی بین افت فشار و چگالی انرژی جنبشی جریان ورودی برقرار است. هم‌چنین بررسی تأثیر تغییرات ابعاد جداساز، نسبت به طراحی پایه آن بر افت فشار و بازدهی جداساز، نشان داد که با افزایش عرض ورودی، افت فشار کاهش و بازدهی جداساز افزایش می‌یابد. هرچند افزایش بی‌­رویه عرض ورودی به کاهش دبی در خروجی‌­های جانبی منجر می­‌گردد. مطالعه تغییر قطر خروجی جانبی، حاکی از آن است که تغییر پارامتر یاد شده تأثیر چندانی بر افت فشار و بازدهی ندارد؛ اما افزایش آن کسر جرمی بخار در خروجی جانبی را افزایش می‌­دهد. براساس ارزیابی صورت گرفته، جداساز افقی بخار، با بازدهی و افت فشاری مطلوب، می­‌تواند گزینه مناسبی جهت به‌کارگیری در نیروگاه‌­های هسته‌­ای کوچک و پیشران­ه‌ای هسته‌­ای باشد. برای راستی‌آزمایی، جریان دوفازی یک جداساز قائم آنالیز شد که نتایج توافق خوبی با داده­‌های تجربی دارند.

کانی‌شناسی و ژئوشیمی کانه‌زایی توریم در کانسار آهن چاه‌گز، منطقه بافق، زون ایران مرکزی

صفحه 80-87

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1386

سمانه ضیاپور؛ داریوش اسماعیلی؛ خالق خشنودی؛ شجاع‌الدین نیرومند

چکیده کانسار آهن چاه‌گز (آنومالی XIVA) در منطقه معدنی بافق در زون ساختاری ایران مرکزی در استان یزد واقع شده است. مجموعه سنگ‌های ساب ولکانیک و ولکانیک با ترکیب گرانیت تا دیوریت با سن کامبرین آغازین، سنگ میزبان این کانسار را تشکیل داده‌اند. بررسی‌های طیف‌سنجی گامای زمینی، مطالعات کانی‌شناسی و ژئوشیمیایی در این کانسار نشان می‌دهد که کانه‌زایی توریم عمدتاً همراه با دگرسانی‌های سدیمی- کلسیمی و منیزیمی و در مقایر فرعی همراه با کانسنگ مگنتیت است. مطالعات کانی‌شناسی به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی (SEM و EPMA) نشان می‌دهد که کانی‌ اصلی میزبان توریم در کانسار چاه‌گز، توریت است و کانی‌های تیتانیت، آلانیت و زیرکن نیز در مقادیر فرعی وجود دارند. میانگین عیار توریم و ΣREE در زون کانه‌زایی توریم به ترتیب 450 و 596 پی‌پی‌ام است. توریت در دگرسانی سدیمی- کلسیمی در همراهی با آلبیت، اکتینولیت، ترمولیت و اوژیت بوده و در دگرسانی منیزیمی همراه با کانی تالک تشکیل شده است. توریت در کانسنگ آهن همراه با مجموعه کانیایی مگنتیت، کلسیت و آپاتیت تشکیل شده است. الگوهای مشابه توزیع عناصر نادرخاکی بهنجار شده نسبت به گوشته اولیه در سنگ‌های میزبان و زون کانه‌زایی توریم بیان‌گر ارتباط این کانه‌زایی با ماگماتیسم کالک- آلکالن کامبرین آغازین در موقعیت کمان قاره‌ای می‌باشد. وجود مگنتیت پاراژنز با توریت و ناهنجاری منفی Eu در نمونه‌های زون کانه‌زایی توریم می‌تواند حاکی از شرایط احیایی سیال عامل کانه‌زایی توریم باشد.

مطالعه پارامترهای مؤثر بر انتقال دیسپروسیم از میان غشای مایع تثبیت شده حاوی سیانکس 272 به عنوان حامل

صفحه 88-95

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1387

فاضل ضحاکی فر؛ پریسا ظاهری؛ محمد قنادی مراغه

چکیده در این پژوهش استخراج دیسپروسیم با استفاده از سیستم غشای مایع تثبیت‌شده (SLM) مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش‌ها با استفاده از استخراج‌گر بیس ­(2و4و4-تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید (272Cyanex) به عنوان حامل انجام شد. اثر پارامترهای مختلف نظیر دور هم‌زن، pH فاز خوراک، غلظت استخراج‌­گر، غلظت اولیه فلز و اندازه حفرات غشا بر انتقال دیسپروسیم مورد مطالعه قرار گرفت. بیش‌ترین میزان تراوایی غشا با 272Cyanex در غلظت M 6/0 و pH اولیه فاز خوراک برابر با  5 و هم‌چنین غلظت فاز عریان‌­ساز M 1 به دست آمد. در شرایط مطلوب، میزان تراوایی غشا 1-m s 5-10× 15/2 به دست آمد.  بررسی میزان پایداری SLM در تمام شرایط آزمایشگاهی نشان داد که سیستم مورد استفاده در طول مدت 6 دوره (سه روز) پایدار بوده و تراوایی کاهش چشم‌گیری نداشته است.

بهبود خواص حرارتی و مکانیکی نانوکامپوزیت پلی‌اتیلن/ گرافیت با استفاده از تابش باریکه الکترون جهت استفاده در کلکتورهای گرمایی خورشید

صفحه 96-102

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1388

اعظم اخوان؛ حسین کاظمی نژاد؛ فرح خویلو؛ نسرین شیخ

چکیده جاذب‌­های پلیمری که امروزه در کلکتورهای گرمایی خورشیدی به کار می‌روند باید از خواص حرارتی و مکانیکی مناسبی برخوردار باشند. در این پژوهش نانوکامپوزیت پلی­اتیلن/ گرافیت  (PE/NG)به عنوان جاذب پلیمری انتخاب و اثر پرتو بر خواص حرارتی و مکانیکی آن مورد بررسی قرار گرفته است. نانوکامپوزیت PE/NG حاوی غلظت­‌های 05/0، 1/0 و 25/2 درصد نانوذرات گرافیت به روش اکستروژن ساخته شد. تصاویر SEM نمونه­ حاوی بیش‌ترین مقدار NG توزیع نسبتاً یکنواخت نانوذرات گرافیت را در بستر پلیمر تأیید کرد. نمونه­‌ها در دزهای 100 تا 200 کیلوگری با باریکه الکترون پرتودهی شده و با استفاده از آزمون‌­های کشش، گرماسنجی و اسپکتروسکوپی مادون قرمز شناسایی شدند. نتایج نشان می­‌دهد نمونه حاوی 25/2 درصد NG در دز 100 کیلوگری نسبت به سایر نمونه‌­ها استحکام مکانیکی و پایداری حرارتی بیش‌تری دارد. نتایج گرماسنجی نیز افزایش نقطه ذوب و خواص حرارتی را در کامپوزیت فوق نشان می‌­دهد. نتایج آزمون گرماسنجی و مقادیر شاخص کربونیل حاصل از این کامپوزیت در شرایط پیرسازی تسریع شده نیز بیان‌گر آن است که با گذشت زمان تغییرات قابل توجهی در عملکرد حرارتی و ساختار کامپوزیت مشاهده نمی‌­شود. هم‌چنین با افزودن NG به پلی‌اتیلن جذب نوری نمونه PE/NG در ناحیه مریی- فرابنفش افزایش می‌یابد. در مجموع می­توان گفت این کامپوزیت پتانسیل استفاده در ساخت جاذب کلکتور حرارتی را دارد.

بررسی پارامترهای مؤثر بر فرایند جذب لانتانیم و سریم از محلول‌های آبی توسط رزین تبادل یون 7Amberlite XAD- آغشته شده با استخراج‌کننده DEHPA

صفحه 103-113

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1389

آزاده یاراحمدی؛ مسعود نصیری زرندی؛ محمدحسن خانی

چکیده در این بررسی از رزین 7Amberlite XAD- آغشته‌شده به استخراج‌­کننده DEHPA، به عنوان جاذب برای جذب کاتیون‌­های سریم و لانتانیم از محلول­های آبی در سیستم ناپیوسته استفاده شد. شناسایی رزین آغشته ­شده با استفاده از آنالیز SEM و FTIR انجام شد. تأثیرات متغیرهای، مقدار جاذب، زمان و pH بر فرایند جذب دو فلز مطالعه شد. pH بهینه برای هر دو فلز برابر6 و زمان تماس مناسب 180 دقیقه به دست آمد. بیش­‌ترین ظرفیت جذب رزین آغشته شده برای فلز سریم و لانتانیم با استفاده از ایزوترم لانگویر به ­ترتیب برابر 28/8 و 52/5 میلی­گرم بر گرم  محاسبه شد. رزین آغشته ­شده توانایی حذف 9/99‌% سریم و 76/78‌% درصد از لانتانیم در شرایط بهینه، از یک محلول 200 میلی‌گرم بر لیتر را داشت. داده‌­های تعادلی با استفاده از مدل لانگمویر، فرندلیچ، تمکین، دابینین- رادشکویچ ارزیابی شد و برهمین اساس مدل لانگمویر از سه مدل دیگر مناسب‌تر بود. نتابج حاصل از برازش داده‌­های تجربی و مدل­‌های سینتیکی نشان داد، فرایند جذب یون­‌های فلزی مذکور توسط این رزین از هر دو معادله سینتیکی  شبه مرتبه اول و نفوذ درون ذره­ای پیروی می‌­کند. هم‌چنین با توجه به مقادیر مثبت H°Δ و مقادیر منفی ΔG° می­‌توان نتیجه گرفت فرایند جذب این عناصر، گرماگیر و خودبه خودی می­‌باشد. نتایج مطالعه جذب و واجذب در پنج سیکل نشان می­­دهد که رزین فوق از پایداری برخوردار است و تخریب آن کم‌تر از 3 درصد بوده است

تحلیل ترموهیدرولیکی یک مجتمع سوخت حلقوی در شرایط کاری عادی قلب رآکتور تحقیقاتی تهران

صفحه 114-124

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1390

مصطفی حسن‌زاده؛ مسعود امین مظفری؛ فرخ خوش احوال؛ رحمان قراری؛ حسن اسماعیلی

چکیده هدف از این مقاله، بررسی امکان استفاده از سوخت با هندسه حلقوی (Tubular) در رآکتور تحقیقاتی تهران از دیدگاه ترموهیدرولیکی است. سوخت‌های حلقوی در بسیاری از رآکتورهای تحقیقاتی مدل روسی در چند دهه اخیر با موفقیت مورد استفاده قرار گرفته است. از مهم‌ترین مزایای این سوخت می‌توان به شار نوترونی بالاتر، راکتیویته بیش‌تر و نیاز به بارگذاری سوخت کم‌تر در مقایسه با سوخت صفحه‌ای فعلی اشاره نمود. در این پژوهش با انتخاب یک مجتمع سوخت حلقوی از نوع M4IRT- که از لحاظ هندسی تطابق بیش‌تری با هندسه و ابعاد شبکه نگه‌دارنده قلب دارد، و مدل‌سازی آن در نرم‌افزار Fluent و هم‌چنین کد RELAP5/Mod3.2، پارامترهای ترموهیدرولیکی این مجتمع در شرایط کاری یک المان سوخت استاندارد محاسبه گردید. نتایج این محاسبات نشان داد که بیشینه دمای غلاف در هر دو ابزار مورد استفاده به اندازه کافی پایین‌تر از مقدار ˚C 105 است که این نشان می‌دهد بدون تغییر در دبی فعلی قلب، می‌توان گرمای تولیدی در سوخت حلقوی را به خوبی برداشت نمود. هم‌چنین بیشینه دمای سوخت حدود ˚C 10 از بیشینه دمای سوخت در المان سوخت فعلی استاندارد کم‌تر است که این موضوع نیز مزیت دیگری برای سوخت حلقوی محسوب می‌شود.

بررسی و مطالعه آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی برای به‌کارگیری در سیستم‌های کشف مواد پرتوزا

صفحه 125-132

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1391

مجتبی عسکری؛ جواد کوچک‌پور؛ علی طاهری

چکیده امروزه با توجه به خطرات ناشی از مواد رادیواکتیو، کنترل پرتویی مرزها و مراکز حساس از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به همین دلیل هر ساله آژانس بین‌المللی انرژی اتمی گزارشی از سرقت، گم شدن و یا عدم نظارت و کنترل بر جابه‌جایی مواد رادیواکتیو در برخی از کشورها را ارایه می‌دهد. بنابراین ایجاد و معرفی روش‌­های نوین برای مقابله با چنین تهدیداتی بسیار ضروری خواهد بود. یکی از مؤثرترین سیستم‌ها جهت کشف مواد و آلودگی‌های پرتویی، پایشگرهای کشف مواد پرتوزا هستند. در این مطالعه نتایج ارزیابی عملکرد آشکارسازهای سوسوزن پلاستیکی بزرگ برای استفاده در این نوع از پایشگرهای پرتویی ارایه می‌شود. در ابتدا طراحی‌ها و ساخت مدارات آشکارسازی، الکترونیکی و نگه‌دارنده‌های مکانیکی پایشگر صورت گرفت. سپس آزمون‌های عملکردی دستگاه با استفاده از چشمه‌های آزمایشگاهی Co60 و Cs137 در حال حرکت و هم‌چنین آزمون‌های تعیین حداقل اکتیویته قابل تشخیص این پایشگر انجام و نتایج آن گزارش شده است. نتایج حاصل از آزمون‌­ها تعیین حداقل اکتیویته قابل تشخیص پایشگر پرتویی نشان داد که سیستم آشکارسازی توانایی تشخیص چشمه Co60 با حداقل اکتیویته 1 میکروکوری حداکثر در فاصله 100 سانتی‌متر و برای چشمه Cs137 با حداقل اکتیویته 2 میکروکوری در فاصله 75 سانتی‌متر را دارد. با استفاده از نتایج به دست آمده مشخص شد که سیستم پایشگر ساخته شده توانایی تشخیص چشمه‌های با اکتیویته آزمایشگاهی به صورت ثابت و در حال حرکت را با دقت خوبی دارا است.

مطالعه گذارهای الکترومغناطیسی ایزوتوپ‌های فرد اوزمیوم 189-187-185

صفحه 133-138

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1392

مریم مونسی؛ علیرضا حق پیما؛ سعید محمدی

چکیده در این  مقاله، طیف اوراست و نسبت احتمالات گذارهای الکترومغناطیسی کاهش یافته، )2/B(E(1B(M، برای ایزوتوپ‌های Os189-187-185 با استفاده از مدل لایه‌ای تصویر شده به ترتیب تا اسپین‌های +2/47، +2/33 و +2/31 محاسبه شده است. در نسبت )2/B(E(1B(M، افت‌های شدیدی در اسپین‌های +2/39، +2/33 و +2/29 مشاهده شد که مرتبط با کاهش فرکانس دوران هسته است که می‌تواند به علت قطع شدگی باندهای سه‌شبه ذره‌ای با باندهای تک‌ذره‌ای نوترون در طیف ایرست باشد. در نهایت، مشاهده شده است به طور کلی با افزایش تعداد نوکلئون‌ها، روند افزایش نسبت گذارهای الکترومغناطیسی یکسان است و برای بار دوم فقط برای ایزوتوپ Os189 بعد از اسپین +2/39 فرکانس دوران و خاصیت مغناطیسی هسته زیاد می‌شود.

کاربرد فن‌آوری هسته‌ای در القای وراثت مادری تاسماهی شیپ (Acipenser nudiventris)

صفحه 139-147

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1393

غلامرضا شاه حسینی؛ علیرضا نیسی

چکیده القای ماده‌­زایی در ماهیان خاویاری، دارای ارزش زیادی است، لذا هدف از انجام این پژوهش القای ماده‌­زایی در تاسماهی شیپ
(Acipenser nudiventris) به وسیله پرتوتابی گاما به اسپرم هترولوگ ماهی قره­برون ( Acipenser persicus) بود. در ابتدا استحصال اسپرم انجام، و در مرحله بعد پرتوتابی با دزهای 45/0، 6/0، 75/0، 9/0 و 05/1 کیلوگری انجام شد. سپس از ماهی مولد­ ماده تخمک استحصال و لقاح در گروه­‌هایی به صورت جداگانه انجام و از شوک سرمایی برای القای پلوئیدی استفاده شد. گروه‌­های آزمایشی شاهد (لقاح اسپرم و تخمک معمولی ماهی شیپ)، هیبرید (لقاح اسپرم معمولی قره­‌برون و تخمک معمولی ماهی شیپ)، هاپلوئید (لقاح اسپرم پرتوخورده قره‌­برون و تخمک معمولی ماهی شیپ)، و تریپلوئید (لقاح اسپرم و تخمک معمولی ماهی شیپ با شوک حرارتی)، در نظر گرفته شدند. تخم‌­ها‎ی‎ لقاح یافته تا زمان تفریخ به انکوباتور انتقال داده شدند و درصد لقاح و  تفریخ پس از طی دوره تکاملی در انکوباسیون محاسبه شد. استخراج DNA از لارو گروه­‌های مختلف انجام و درصد موفقیت ماده‌­زایی با استفاده از  مارکرهای میکروستلایت 9 Afuو 68Afu انجام شد. نتایج نشان داد که گروه 9/0 کیلوگری میزان لقاح و تفریخ بیش‌تری داشته است (05/0>(P. سنجش وراثت نشان داد که ماده‌­زایی در گروه‌­های مختلف با موفقیت انجام شده است. با توجه به این نتایج می‌­توان جمع‌­بندی کرد که ماده­‌زایی در این ماهی به طور موفقیت­‌آمیزی انجام شده است و با توجه بازده بالاتر دز 9/0 کیلوگری پرتو گاما به عنوان دز پیشنهادی برای ماده‌­زایی در این گونه توصیه می‌­شود.

ارزیابی حالت گذار حوادث منجر به ذوب محلی بدون رخداد خاموش‌سازی اضطراری با تلفیق کدهای محاسباتی MCNPx و COBRA/En

صفحه 148-157

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1394

بهزاد سلماسیان؛ عطاءاله ربیعی؛ محمدرضا نعمت‌اللهی؛ احمد پیروزمند

چکیده مخاطرات ناشی از رخداد ذوب محلی، به دلیل دشواری پایش، از نظر ایمنی نیروگاه‌های هسته‌‌ای دارای اهمیت ویژه‌ای می‌باشند. عدم برداشت حرارت، به‌صورت کلی و محلی می‌تواند ایمنی رآکتور را مختل نماید. حوادث محلی جریان که منجر‌به رخداد خاموشی‌اضطراری نشوند، می‌تواند باعث ایجاد بخار محلی بالای صفر درصد (حجمی) و ذوب محلی غلاف شود. در پژوهش اخیر، با هدف تحلیل حالت گذار و پایدار حوادث محتمل به رخداد ذوب محلی سوخت، حوادث اصلی منطبق‌بر رخدادهای ATWS شامل از دست رفتن پمپ، انسداد موضعی جریان و افزایش سطح توان و ‌‌برخی ترکیبات بررسی شده‌اند. بعد ‌‌‌‌‌از تلفیق کد‌های محاسباتی MCNPx و COBRA/En، محاسبات با در نظر گرفتن تحلیل زیرکانال و شرایط مرزی انجام‌ شده و توسط FSAR اعتبارسنجی شده است. نتایج بررسی سناریوهای محتمل و معیارهای خاموشی اضطراری رآکتور برای شرایط بدبینانه نشان داد، به‌میزان حداقل 18‌%، 470 کیلو پاسکال و 204 درجه کلوین از حدود لازم برای رخداد خاموشی‌اضطراری در نتیجه‌ی، کاهش نرخ جریان خنک‌کننده، حداکثر میزان افت فشار کانال، و سقف دمای غلاف سوخت، حاشیه وجود دارد. نتایج پژوهش اخیر نشان می‌دهد، درصد حجمی بخار بالای صفر تا حدود 70‌% به‌مدت 12 دقیقه در برخی از کانال‌ها رخ داده و در شرایط وخیم‌تر میزان نسبت بخار بالاتر می‌باشد. با توجه به فرکانس رخداد حوادث مورد بررسی، در شرایط عادی، نقاط خشک و تبعاً ذوب محلی سوخت وجود دارد. فاصله کمیت‌ها از حدود خاموشی‌اضطراری، مقادیر عدم قطعیت و اعتبارسنجی مدل توسط مدارک معتبر صحه بر صحت نتایج دارد.

پلاسمای سرد اتمسفری روشی نوین برای حذف ترکیبات دارویی از آب

صفحه 158-166

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1395

مهناز عبدالهی درگاه؛ مجتبی نوحه خوان؛ زهرا رفیعی سرمزده؛ فهیمه رضازاده آذری؛ نرگس بیگ محمدی؛ مهدیه بختیاری رمضانی

چکیده در این مقاله، اثر پردازش پلاسمای سرد در حذف آموکسی‌سیلین از محلول آبی آن بررسی شده است. ابتدا، سامانه‌­­ی پلاسمای سرد اتمسفری براساس تخلیه سد دی­الکتریک طراحی و ساخته شد. هندسه این سامانه، استوانه‌­ای است و پلاسمای هوا از تخیله الکتریکی AC، در فشار اتمسفر ایجاد می‌­شود. نحوه پردازش به این صورت است که مایع به‌صورت لایه‌ای نازک بر روی سطح الکترود داخلی رآکتور پلاسما جاری می‌شود و در زمان‌های مختلف از ۵ تا ۱۲۰دقیقه تحت پلاسما قرار می‌­گیرد. در این‌­جا برای انجام آزمایش‌­ها، از 3  لیتر محلول آموکسی‌سیلین با غلظت اولیه 100 میلی‌گرم در لیتر استفاده شده است. در ادامه، اثر هوادهی، با تزریق ­هم‌زمان گاز اکسیژن بررسی شد. در این کار، آنالیز با استفاده از HPLC انجام شد، نتایج نشان داد که پس از 1۲0 دقیقه پردازش، غلظت آموکسی‌سیلین حدود ۸۸ درصد کاهش یافت و هم‌­افزایی گاز اکسیژن فرایند تخریب را حدود 13 درصد بهبود بخشید. بنابراین، الکترون­‌های پرانرژی و گونه‌­های اکسنده تولید شده در سامانه پلاسمای سرد، می‌­تواند به ­خوبی باعث تخریب آموکسی ­سیلین می‌­شوند. پیش‌­بینی می‌­شود با این روش می­‌توان آب را عاری از ترکیبات دارویی نمود، بدون آن ­که لازم باشد از مواد شیمیایی و یا فیلتراسیون استفاده کرد.

مطالعه تجربی تأثیر پیش یونش بر رفتار لامپ درخش تپ کوتاه

صفحه 167-173

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1396

فاطمه سادات تحصیلداران؛ امیرحسین فرهبد؛ رسول ملک فر

چکیده در این مقاله رفتار لامپ درخش با پیش یونش به منظور تولید تپ‌های کوتاه نوری برای دمش نوری پلاسمای القاییده لیزری مورد مطالعه تجربی قرار گرفته است. پهنای تپ‌های نوری لامپ از مرتبه 1 میکروثانیه و انرژی کل تخلیه شده در لامپ در حد 2 ژول است. برای این منظور مدار ویژه ای متشکل از 3 کلید تریگاترون طراحی و مورد استفاده قرار گرفت. مشاهدات نشان می‌دهند که تحت شرایط تجربی مورد بررسی، رفتار لامپ از مدل کلاسیک گونز برای بستگی اختلاف پتانسیل به جریان لامپ به صورت و مقدار ثابت تبعیت نمی‌کند و به نحو مناسبی‌تری با تابع فراندلیخ قابل توصیف است. علاوه بر آن، پارامتر  تابعی از جریان لامپ است و برای شیب صعودی و نزولی جریان لامپ نیز رفتاری متفاوت از خود نشان می‌دهد. یافته‌ها نشان می‌دهند که کوتاه‌ترین تپ نوری لامپ درخش به ازای تأخیر زمانی قریب 5 میکروثانیه میان آغاز فرایند پیش یونش و تخلیه اصلی لامپ پدید می‌آید.

پیش‎بینی ضرایب هدایت حرارتی، ویسکوزیته و نفوذ ایزوتوپی گازهای رقیق زنون، هگزافلوراید تلوریم و هگزافلوراید اورانیم با استفاده از دیدگاه میکروسکوپی

صفحه 174-183

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1397

صادق یوسفی نسب؛ سیدجابر صفدری؛ مسعود خواجه نوری؛ محمدحسن ملاح؛ محمدحسین عسکری

چکیده در صنعت جداسازی، تعیین ضرایب انتقال هم‌چون هدایت حرارتی، ویسکوزیته و نفوذ ایزوتوپ‌­های زنون، هگزافلوراید تلوریم و هگزافلوراید اورانیم از اهمیت خاصی برخوردار است. به طور کلی برای بررسی رفتار گاز دو دیدگاه وجود دارد: دیدگاه ماکروسکوپی و دیدگاه میکروسکوپی. مدل ماکروسکوپی، رفتار گاز را به صورت محیط پیوسته در نظر می‌­گیرد و مدل میکروسکوپی، گاز را به صورت ذرات مجزا در نظر گرفته و برای هر ذره، یک موقعیت و سرعت در زمانی خاص در نظر می‌­گیرد. در این مقاله ضرایب هدایت حرارتی، ویسکوزیته و نفوذ گازهای تک‌جزیی، دوجزیی، چندجزیی و ایزوتوپی با استفاده از خواص میکروسکوپی گازها استخراج و سپس مقدار این ضرایب برای تمامی ایزوتوپ‌­های زنون، هگزافلوراید تلوریم و هگزافلوراید اورانیم تعیین شده است. هم‌چنین توسط این روابط استخراج شده برای ضرایب انتقال، نرم‌افزار COT POD تهیه شده است. با توجه به عدم دسترسی به نتایج تجربی برای صحت‌سنجی ایزوتوپی، نتایج حاصل از روابط میکروسکوپیک حاصله از نرم‌افزار با نتایج تجربی مخلوط گازهای مختلف شامل سیستم دوجزیی هلیم و نئون و سیستم چندجزیی نئون، آرگون و کریپتون مورد مقایسه قرار گرفته است که نتایج حاصل از این مقایسه توافق خوبی با یک‌دیگر دارند.