بررسی تجربی ویژگیهای ساختاری، مکانیکی و هستهای کامپوزیتهای جاذب نوترون حاوی بور
صفحه 1-8
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1461
محمدجواد نصر اصفهانی؛ محسن اسدی اسدآباد؛ فریدون پیامی
چکیده در پژوهش حاضر ویژگیهای ساختاری، مکانیکی و هستهای دو نوع کامپوزیت زمینه پلیمری و زمینه فلزی حاوی ذرات کاربید بور مورد بررسی تجربی قرار گرفت. بر اساس آزمون عبور نوترون، میزان عبور نوترون کمتری در پلیمر BPAER تقویتشده با نانوذرات C4B در مقایسه با کامپوزیت تقویتشده با میکروذرات بهدست آمد. نمودارهای تنش- کرنش بهدست آمده از آزمون کشش، بهبود ویژگیهای مکانیکی کامپوزیت رزین اپوکسی تقویتشده با نانوذرات C4B در مقایسه با میکروذرات را نشان میدهد. همچنین آزمون عبور تابش نوترون، بهبود مشخصهی هستهای نانوکامپوزیت C4B-Al را در مقایسه با میکروکامپوزیت C4B-Al نشان میدهد. از سوی دیگر مشاهده شد چگالی این نانوکامپوزیت مقدار بیشتری نسبت به میکروکامپوزیت داشته و صرفنظر از اندازه و مقدار افزودن ذرات کاربید، چگالی تمام نمونههای کامپوزیتی کمتر از آلومینیم است. با افزایش درصد فاز تقویتکننده سختی کامپوزیت نیز افزایش یافته است که این افزایش در نمونههای نانوکامپوزیت بسیار بیشتر از نمونههای میکرو بوده است.
بررسی اثر دمای هسته بر نیمهعمر واپاشی پروتونزای هستههای تغییر شکل یافته با استفاده از پتانسیل مجاورتی
صفحه 9-16
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1462
عنایت اله یزدان کیش
چکیده واپاشی پروتونزا از طریق گسیل یک پروتون از درون هسته رخ میدهد و در نتیجه عدد اتمی هسته مادر یک واحد کاهش مییابد. این واپاشی عمدتاً در هستههای غنی از پروتون رخ میدهد. سازوکار گسیل پروتون بر اساس پدیده کوانتومی تونلزنی داده میشود و در هستهها با تقریب ونتزل، کرامرز و بریلوئین (WKB) بیان میشود. پتانسیلی که در اینجا در نظر گرفته شد، شامل جملات پتانسیل کولنی برای هسته تغییرشکل یافته، پتانسیل گریز از مرکز و پتانسیل هستهای است. پتانسیل هستهای با پتانسیل مجاورتی تقریب زده شد و با استفاده از این پتانسیل و همچنین تقریب WKB احتمال نفوذ از سد پتانسیل محاسبه گردید، و بر آن اساس نیمهعمر واپاشی پروتونزا به دست آمد. اثر دما بر کشش سطحی هسته مورد مطالعه قرار گرفت و با درنظر گرفتن کشش سطحی مایعات رابطه متناسب برای وابستگی دمایی کشش سطحی هستهها در نظر گرفته شد و با اعمال تغییرات دمایی کشش سطحی هسته در پتانسیل مجاورتی، لگاریتم نیمهعمر واپاشی پروتونزای وابسته به دما به دست آمد که حاکی از انطباق بهتر با دادههای تجربی است. به منظور مقایسه بهتر، جذر میانگین مربع انحرافات در دو حالت وابسته به دما و مستقل از دما نیز محاسبه گردید که حاکی از توافق خوب دادههای آزمایشگاهی و محاسباتی در هر دو حالت است.
مشاهدهپذیرهای تجربی گذار فاز شکلی از ارتعاشی به گامای ناپایدار هستههای زوج و فرد
صفحه 17-27
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1463
مریم قپانوری؛ مسعود صیدی
چکیده در این مقاله به بررسی گذار فاز کوانتومی (QPT) زنجیرهی ایزوتوپی زنون (Xe132-122) در چارچوب مدلهای اندرکنش بوزونی1 و بوزون-فرمیونی1 پرداخته شده است. ما برای مطالعهی QPT در این زنجیره از مشاهدهپذیرهایی مانند: انرژی بستگی، انرژی جداسازی دو نوترونی، انرژی واپاشی آلفازا، 2/4R و (2B(E استفاده کردیم. نتایج حاصل از محاسبات نشان داد که هستههای گذار در ناحیههای برای ایزوتوپهای زوج - زوج و برای ایزوتوپهای زوج - فرد به ترتیب Xe130 و Xe127 میباشند.
بررسی رفتار گازهای حاصل از شکافت در مقیاس مزو: کاربرد در شبیهسازی چندمقیاسی سوخت هستهای
صفحه 28-40
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1464
مهدی عباسی؛ محمد هادی پرهمت؛ یاور تقی پور آذر؛ جواد کریمی ثابت
چکیده رفتار گازهای حاصل از شکافت مانند زینان و کریپتون، تأثیر بسزایی در عملکرد سوختهای هستهای و میزان عمر مفید آنها و در نتیجه طول سیکل کاری رآکتور دارد. دو پدیده مهم رهایش گازهای حاصل از شکافت و نیز تورم ناشی از آنها، امروزه به عنوان چالش اصلی در بررسی کارایی سوختهای هستهای میباشند. در این تحقیق و به منظور مدلسازی رفتار چندمقیاسی سوخت هستهای، یک کد محاسباتی عملکرد سوخت در مقیاس مزو برای تجزیه و تحلیل رهایش گازهای حاصل از شکافت (FGR) و تورم ناشی از آنها در سوخت در شرایط پایا توسعه داده شده است. نتایج کد با دادههای تجربی حاصل از مصرف پایین سوخت تا 6/5 2MWd/tUO مقایسه شده و توافق خوبی حاصل شده است. در واقع این کد پل ارتباطی بین دادههای حاصل از محاسبات مقیاس اتمی و مقیاس ماکروسکوپی در کدهای عملکرد سوخت هستهای میباشد. این کد علاوه بر اینکه میتواند به عنوان یک کد مستقل مورد استفاده قرار گیرد، قابلیت فراخوانی به عنوان یک زیرروال در سایر کدهای عملکرد سوخت هستهای را نیز دارا میباشد. قابل توجه است که، توسعه مدل مورد نظر برای مصرف بالای سوخت و نیز شرایط گذرا در حال انجام است.
ساخت پوشش پلیمری هوشمند به منظور حذف آلودگیهای هستهای اورانیم
صفحه 41-49
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1465
سعیده خلقی؛ میثم تراب مستعدی؛ حمزه فراتی راد
چکیده پاکسازی سازههای آلوده به مواد پرتوزا یکی از مهمترین حوزههای شیمی محیط زیست است. در این پژوهش، پوشش پلیمری جداشونده حاوی شناساگر Br-PADAP جهت شناسایی و حذف آلاینده حاوی نیترات اورانیل شش آبه ساخته شد. در این بررسی برای اولین بار اثر pH بررسی شد. همچنین پارامترهای زمینههای مختلف، غلظت آشکارساز، دمای خشک شدن آلاینده، دمای خشک شدن پوشش، و خصوصیات مکانیکی روی جذب آلاینده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابیهای FT-IR، TGA و سنتیلاسیون مایع، حضور یون اورانیم در پوشش را اثبات کرد. پوشش پلیمری حاوی Br-PADAP و EDTA با جذب آلاینده از رنگ صورتی به رنگ قهوهای تغییر میکند که ارزیابی کمی انجام شده براساس روشهای پردازش تصویر با استفاده از نرمافزار MATLAB این تغییر رنگ را نشان داد. نتایج اندازهگیریهای سنتیلاسیون مایع نشان میدهد که فاکتور آلایندهزدایی در این پوشش، در ppm 2000 بالای 97% است که بالاتر از مطالعات قبلی میباشد. در این مطالعه محلول پلیمری با فرمولاسیون بهینه و فیلم منعطف بهدست آمد.
ارزیابی ایمنی لوپ تست سوخت رآکتور تحقیقاتی تهران در طی حادثه از دست رفتن جریان خنککننده
صفحه 50-58
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1466
سعیده صفائی عرشی؛ مسعود امین مظفری؛ سید محمد میر وکیلی
چکیده لوپ تست سوخت رآکتور تحقیقاتی تهران به منظور ارتقاء کاربریهای رآکتور تحقیقاتی تهران در زمینهی تست سوخت و مواد هستهای و با توجه به پتانسیل موجود در این رآکتور برای ایجاد شرایط نوترونی و ترموهیدرولیکی مناسب جهت انجام تستهای پرتودهی بر روی نمونه میلههای سوخت تولید داخل، طراحی و ساخته شده است. این لوپ با فشار نامی 10 بار و دبی حجمی نامی /h3m 20 به منظور شبیهسازی شرایط ترموهیدرولیکی قلب رآکتوری که سوخت در آن مورد بهرهبرداری قرار خواهد گرفت، طراحی شده است. در این پژوهش، یک ارزیابی ایمنی برای بررسی عواقب حادثه از دست رفتن جریان خنککننده به دنبال بروز نقص در پمپ مدار خنککننده اصلی لوپ تست سوخت انجام و عملکرد سیستمهای ایمنی لوپ برای تأمین پایدار خنککنندگی سوختهای تحت تست در زمان وقوع این حادثه و نیز به حداقل رساندن عواقب نامطلوب حادثه ارزیابی شده است. در این راستا، سناریوهای محتمل توسط کد 5RELAP شبیهسازی و توانایی تجهیزات ایمنی لوپ برای جلوگیری از بروز هرگونه آسیب به میلههای سوخت تحت تست، ارزیابی شده است. نتایج نشان میدهد سیستمهای ایمنی لوپ میتوانند شرایط ایمن در طی حادثه را فراهم نمایند به نحوی که دمای سوخت و غلاف نمونههای تحت تست در طی حادثه در محدوده مجاز باقی بمانند.
مدلسازی ترمیم NHEJ آسیبهای DNA ناشی از پرتوهای الکترونی محاسبه شده با کمک کدهای MCNPX و –DNA4Geant
صفحه 59-66
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1467
شهناز فرازمند؛ مجتبی مکاری؛ محمدحسن علامت ساز
چکیده در پرتو درمانی، از پرتوهای یونساز جهت ایجاد آسیب در سلولهای سرطانی استفاده میشود. شبیهسازی مونت کارلو برهمکنشهای پرتو با DNA، اطلاعات بسیار خوبی درباره نوع آسیبها و فرایند ترمیم آنها به ما میدهد که برای درمان سرطان و حفاظت در مقابل پرتوها میتواند بسیار مفید باشد. آسیبهای پرتوهای یونساز شامل شکستهای تکرشتهای، دو رشتهای و آسیب بازها (BL, DSB, SSB) هستند که در این میان آسیبهای DNA که به طور ناقص، ترمیم شوند یا اصلاً ترمیم نشوند، خصوصاً از نوع شکستهای دو رشتهای میتوانند منجر به مرگ سلول شوند. این فرایند در کشتن سلولهای سرطانی و درمان آن نقش اساسی ایفا میکند. در این پژوهش ابتدا با کد MCNPX دز در هسته سلول به دست آمده و سپس با شبیهسازی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی الکترونهای کم انرژی و پرانرژی با کد –DNA4Geant، احتمال شکستهای مختلف در DNA سلول محاسبه شده و سپس با کمک برنامه Matlab و مدلسازی ریاضی، زمان ترمیم برای آسیبها بهدست آمده است. نتایج این پژوهش، نشان میدهد که در انرژیهای 100 تا300 الکترون ولت تعداد شکستها افزایش مییابد و سپس در انرژی بالاتر در سلول به دلیل سهم برد پرتوها در هندسه مورد نظر (سلول) تعداد شکستها کاهش مییابد. همچنین سرعت واکنش ترمیم از مسیر پیشسازنده اتصال انتهای غیرهمولوگ (NHEJ) برای بازه انرژی eV 100 تا MeV 1 محاسبه شده است. در بخش ترمیم نیز، زمان ترمیم در انرژیهای پایین به دلیل فزونی شکست دو رشتهای، نسبت به انرژیهای بالاتر، مقدار بیشتری است.
سنتز و ارزیابی مشتق زولدرونیک اسید نشاندار شده با گالیوم-68 جهت تشخیص متاستازهای استخوانی به روش PET
صفحه 67-77
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1468
یاشار نوشادی؛ الهام ستارزاده خامنه؛ سیدمحمودرضا آقامیری؛ سعید کاکائی؛ حسن یوسف نیا
چکیده یکی از پیامدهای اصلی برخی از سرطانها مثل سرطان سینه، ریه و پروستات، متاستازهای استخوانی است که با درد شدید در ناحیه استخوانی همراه میباشد. رادیوایزوتوپ گالیوم-۶۸ با نیمهعمر 68 دقیقه به دلیل روش خاص واپاشی، نشر پوزیترون و در دسترس بودن آسان و امکان تهیه به طور مستقل از سیکلوترون و همچنین مولد Ga68/Ge68 با هزینهای منطقی، یکی از گزینههای بسیار مناسب در مقطعنگاری گسیل پوزیترون (PET) در مصارف پزشکی هستهای میباشد. در این تحقیق یکی از مشتقات زولدرونیک اسید به عنوان یک ماده استخوانخواه سنتز و سپس به شلاتور DOTA متصل گردید. ترکیبDOTA-ZOL در نهایت جهت نشاندارسازی با Ga68 مورد استفاده قرار گرفت. تمامی محصولات سنتز شده با طیفسنجی FT-IR, NMR و MASS مورد شناسایی قرار گرفت. خلوص رادیونوکلوییدی گالیوم-68 توسط آشکارساز HPGe کالیبره شده و با تحلیلگر چندکاناله در حدود 9/99% تعیین گردید. خلوص رادیوشیمیایی محلول شستشوی مولد با استفاده از روش کروماتوگرافی لایه نازک در دو حلال متفاوت مورد بررسی و حدود 100% تعیین شد. رادیونشاندارسازی کمپلکس تهیه شده با Ga68 از طریق شلاتور DOTA انجام و خلوص رادیوشیمیایی کمپلکس نهایی در شرایط بهینه (4pH=، دما C˚ 98، زمان 30 دقیقه) با تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک بررسی و حدود 97% تعیین گردید. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که Ga-DOTA-ZOL68 یک رادیوداروی تشخیصی مناسب جهت تصویربرداری متاستازهای استخوانی به روش PET میباشد.
بررسی تجربی رادیونوکلییدهای تولید شده در اتاق شتابدهنده خطی پزشکی با استفاده از آشکارساز ژرمانیم فوق خالص
صفحه 78-83
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1469
مهدی تورنگ؛ اصغر حدادی؛ میترا اطهری علاف؛ داریوش سرداری؛ محمدرضا زارع
چکیده فوتونهای پرانرژی (10 تا 20 مگاولت) ناشی از شتابدهنده پزشکی در اتاق درمان رادیوتراپی باعث تولید نوترون در آن محیط میشود. نوترونهای تولید شده توسط مواد مختلف موجود در شتابدهنده و مواد اطراف و حتی بدن بیمار جذب شده و آنها را رادیواکتیو میکند. تابش نوترون و گامای ناشی از رادیوایزوتوپهای تولید شده در اتاق درمان برای رادیوتراپیستها که به طور متناوب رفت و آمد زیادی به اتاق درمان دارند ممکن است ریسک پرتوگیری داخلی علاوه بر پرتوگیری خارجی داشته باشد. در این تحقیق بعد از اکسپوز پرتو ایکس با انرژی 18 مگاولت توسط شتابدهنده پزشکی (مدل Varian C/D2300) با استفاده از یک آشکارساز ژرمانیم فوق خالص قابلحمل زیر هد اصلی شتابدهنده طیفنگاری انجام شد و 19 رادیوایزوتوپ در شتابدهنده و مواد اطراف آن شناسایی شد.
محاسبه پتانسیل مؤثر برهمکنش ذرات پلاسمای چگال داغ به روش تابع پاسخ دیالکتریک بر پایه پتانسیل هولتن
صفحه 84-90
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1470
حسین اکبریان شورکایی؛ محمد مهدوی
چکیده معرفی پتانسیل مؤثر بین ذرات پلاسما یکی از روشهای متداول برای بررسی رفتار ذرات موجود در پلاسما میباشد. در این مقاله سعی شده است با به کارگیری روش تابع پاسخ دیالکتریک، پتانسیل مؤثری برای پلاسمای چگال داغ کاملاً یونیده تعریف گردد. در روش تابع پاسخ دی الکتریک، ابتدا لازم است تا یک تابع پتانسیل اولیه معرفی نموده و با کمک میزان تأثیر آن بر پلاسما، تابع پتانسیل مؤثر به دست آید. تابع پتانسیل اولیه به کار گرفته شده در این مقاله، تابع پتانسیل هولتن میباشد که برای اولین بار در این محاسبات استفاده شده است. در ادامه پتانسیل مؤثر حاصل از برهمکنش ذرات پلاسما همچون برهمکنش الکترون- یون، الکترون- الکترون و یون- یون با سایر نتایج به دست آمده از مطالعات نظری دیگر برای شرایط یکسان از پارامترهای پلاسما مورد مقایسه قرار گرفته شدهاند. نتایج به دست آمده نشان میدهند که این پتانسیل مؤثر هر دو اثر پلاسمای چگال داغ یعنی اثرات جمعی در فواصل زیاد و اثرات کوانتومی در فواصل کوچک را دربر میگیرد و بیانگر توصیف بسیار مناسبی از رفتار ذرات محیط پلاسما چگال داغ میباشد.
نقش یونیزاسیون میدانی در ساز و کار شتابدهی پروتون از طریق برهمکنش پالس شدت بالا در پهناهای متفاوت
صفحه 91-99
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1471
سمیه رضائی؛ محمدجعفر جعفری؛ الناز یزدانی
چکیده مکانیزم شتابدهی غلافی پروتون (TNSA) یکی از رایجترین مکانیزمهای شتابدهی پروتون در چیدمانهای تجربی میباشد. در این پژوهش با استفاده از شبیهسازیهای دو بعدی ذره در سلول (PIC) به مطالعه اثر یونیزاسیون میدانی در برهمکنش پالس لیزر شدت بالا با طول پالسهای مختلف بر روی عملکرد شتابدهی پروتون پرداخته شده است. برای این منظور دو هدف جامد (تقریباً خنثی) و نیز پلاسمای کاملاً یونیزه از جنس آلومینیم با ضخامت 5/0 میکرومتر که با یک لایه نازک هیدروژن با ضخامت 50 نانومتر جفت شده است در نظر گرفته شدهاند. نتایج شبیهسازی نشان میدهد با ثابت گرفتن انرژی پالس لیزر و برای شدتهای متوسط لیزری (در اینجا a0=10 برای پالس با پهنای 25 فمتوثانیه) استفاده از ساختار جامد منجر به افزایش انرژی بیشینه پروتونها حدود 36 درصد نسبت به حالت هدف با ساختار پلاسما میشود. به علاوه اختلاف ایجاد شده در انرژی قطع در دو حالت هدف جامد و پلاسمای ایدهآل با افزایش پهنای پالس لیزری کاهش مییابد.
تأثیر الکترونهای پرانرژی بر دوشاخگی ترابحرانی امواج الکترواستاتیک فرکانس پایین در پلاسما
صفحه 100-108
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1472
حسن علی نژاد
چکیده در این مقاله انواع دو شاخگیها و ویژگیهای فضای فاز مربوط به انتشار امواج یون- صوتی در یک پلاسما با حضور الکترونهای پرانرژی با توزیع غیرحرارتی و یونهای گرم مطالعه شده است. ابتدا یک سیستم دینامیکی برای تحول این امواج فرکانس پایین بهدست آمده است و سپس منحنی دوشاخگی سیستم در فضای پارامتری نقاط تعادل و چگالی الکترونهای پرانرژی ترسیم شده است. محاسبات عددی انجام شده روی پایداری سیستم نشان میدهد که به ازای مقادیر معینی از چگالی الکترونهای پر انرژی در پلاسما، تحول دینامیکی امواج به شکلی است که در آن دوشاخگی ترابحرانی رخ میدهد. به ازای مقادیر بحرانی از جمعیت الکترونهای سریع دو موج سالیتونی و تناوبی غیرخطی بهم برخورد میکنند و سپس پایداری آنها تغییر میکند. علاوه بر این، با افزایش چگالی الکترونهای سریع از این مقدار بحرانی، دوشاخگی زین- گره اتفاق میافتد که منجر به انتشار یک موج تناوبی در پلاسما میشود. محدوده وجود دوشاخگیها و گذار بین امواج غیرخطی به ازای مقادیر مختلف دمای یونی و چگالی الکترونهای پر انرژی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
جداسازی ایزوتوپهای پایدار زینان با استفاده از آبشار مربعی
صفحه 109-117
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1473
فاطمه منصورزاده؛ سیدجابر صفدری؛ علی اصغر قربانپور خمسه؛ محمدحسن ملاح
چکیده از میان گازهای نجیب، ایزوتوپهای زینان بیشترین کاربرد را دارند و تاکنون استراتژی مشخصی برای جداسازی تمام ایزوتوپهای پایدار زینان که بیشترین تعداد ایزوتوپ پایدار را داشته منتشر نشده است. در این کار پژوهشی یک کد محاسباتی با نام SQCAS تهیه شده است که با استفاده از آن استراتژی جداسازی ایزوتوپ هدف در جریان سبک و یا سنگین مشخص میشود. کد تهیه شده با تغییر پارامترهای آبشار مربعی و مدلسازی آن در هرگام به جداسازی تمام ایزوتوپهای زینان طبیعی متناسب با ترکیب درصد ایزوتوپها در هرگام میپردازد. در این مقاله با استفاده از یک آبشار مربعی در 32 گام برای خوراک با مقدار مشخص (kg200) به جداسازی تمام ایزوتوپهای گاز زینان طبیعی پرداخته شده است. آبشار مربعی مورد بررسی دارای 20 مرحله بوده که در هر مرحله از 10 ماشین سانتریفیوژ استفاده شده است. همچنین مقدار فاکتور جداسازی برای اختلاف جرم واحد در این تحقیق برابر با 2/1 در نظر گرفته است. با استفاده از این استراتژی، غنای ایزوتوپهای اول تا نهم به ترتیب از مقادیر 00093/0، 0009/0، 01917/0، 2644/0، 0408/0، 2118/0، 2689/0، 1044/0 و 0887/0 به 72/98%، 3/91%، 79/92%، 63/92%، 77/83%، 12/90%، 64/91%، 68/95% و 04/99% افزایش مییابد. نتایج نشان میدهد که بیشترین بازیابی مربوط به ایزوتوپهای انتهایی بوده و کمترین مقدار بازیابی مربوط به ایزوتوپ 135Xe- میباشد.
استخراج و اندازهگیرى مقادیر کم کادمیم در محلولهای آبی با استفاده از روش استخراج بخار گاز آلی - مایع
صفحه 118-124
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1474
سمیه رسولی گرمارودی؛ عبدالرضا نیلچی؛ محمدرضا یافتیان؛ جواد رفیعی
چکیده در این پژوهش امکان کاربرد روش استخراج بخار گاز آلی- مایع (OGS-LE) جهت استخراج و اندازهگیرى مقادیر کم کادمیم در محلولهای آبی بررسی شد. اثر پارامترهای مؤثر بر میزان استخراج نظیر حجم حلال استخراجکننده، درصد مولی عامل استخراجکننده نسبت به فلز کادمیم، pH محلول آبی و دمای محفظه گرمایش مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای پیش تغلیظ کادمیم تعیین گردید. در شرایط بهینه، حد تشخیص 1- μg L03/0، حد کمی بودن 1-μg L 09/0، انحراف استاندارد نسبی 7/3 درصد و منحنی تجزیهای در محدوده 1/0-1 میکروگرم بر لیتر خطی بود.
سنتز و بررسی کاربرد مایع یونی مغناطیسی تری هگزیل تترا دسیل فسفونیوم تترا کلرو منگنات جهت میکرواستخراج اورانیم با کمک امواج فراصوت
صفحه 125-131
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1475
ابوذر اسحاقی؛ احسان ذوالفنون؛ علی غلامی
چکیده کاربرد مایعات یونی مغناطیسی به عنوان حلال در فرایند استخراج در سالهای اخیر مورد توجه قرار گرفته است. برای تهیه این ترکیبات و با هدف به وجود آمدن خاصیت مغناصیسی، فلزات واسطه پارامغناطیس در ساختار مایع یونی مورد نظر وارد میشوند. در این تحقیق یک روش سریع بر اساس مایعات یونی مغناطیسی برای استخراج اورانیم از محلولهای آبی توسعه داده شد. برای این منظور ابتدا مایع یونی مغناطیسی تری هگزیل تترا دسیل فسفونیوم تترا کلرو منگنات (]-42[MnCl2]+14، 6، 6، 6[P سنتز و در ادامه از امواج فراصوت به عنوان عامل پخشکننده حلال در فاز آبی استفاده شد. پس از انجام استخراج، مایع یونی با استفاده از یک آهنربای میلهای جمعآوری شده و پس از استخراج برگشتی غلظت اورانیم اندازهگیری گردید. اثر پارامترهای مختلف مانند pH محلول، غلظت لیگاند، زمان استخراج، غلظت نمک و غیره بر روی بازدهی استخراج اورانیم مورد بررسی قرار گرفتند. کارایی این روش بر روی نمونههای حقیقی آب دریا، آب چشمه، آب رودخانه و آب چاه مورد بررسی قرار گرفت و درصد بازیابی بالای 95 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان دادند که از این روش به طور موفقیتآمیز میتوان جهت استخراج اورانیم از نمونههای آبی حقیقی استفاده کرد.
تعیین تیپ کانهزایی توریم - عناصر نادر خاکی به روش مدلسازی شبکهای در کمپلکس چاپدونی-پشت بادام، زون ساختاری ایران مرکزی
صفحه 132-140
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1476
محمدباقر احمدخانی؛ محمد یزدی؛ مهرداد بهزادی؛ خالق خشنودی؛ بشیر شکوه سلجوقی
چکیده کمپلکس چاپدونی- پشت بادام در زون ساختاری ایران مرکزی و در شمال شرق استان یزد واقع شده است. این کمپلکس از مناطق با پتانسیل بالا برای کانیسازی توریم - عناصر نادر خاکی در ایران مرکزی به شمار میرود. در این پژوهش از روش مدلسازی شبکهای برای تعیین تیپ و پتانسیل کانیسازی توریم - عناصر نادر خاکی در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. در این زمینه، روشهای مختلفی مانند ژئوشیمی، ژئوفیزیک دورسنجی، زمینشناسی صحرایی و آزمایشگاهی به کار گرفته شده و معیارهای مختلفی برای امتیازدهی در نظر گرفته شده است. بعد از به کارگیری روشهای فوق و با ایجاد پایگاه اطلاعاتی و ترکیب لایههای چندگانه، مدل کانیسازی یا تیپهای کانساری محتمل تعیین گردیده است. در این پژوهش برای تلفیق لایههای اطلاعاتی و مدلسازی آنها برای تولید نقشه پتانسیل کانیسازی از روش شبکهای استفاده شده است. نتایج به دست آمده برای انواع مدلهای کانیسازی در قالب مدلسازی نهایی با هم ترکیب شد و نقشه جامع پتانسیل کانیسازی تهیه شد. بر مبنای بررسیها صورت گرفته، تیپهای کانیسازی مرتبط با گرانیت، متاسوماتیسم و دگرگونی برای توریم - عناصر نادر خاکی در کمپلکس چاپدونی- پشت بادام تعیین گردید. پتانسیل کانیسازی توریم - عناصر نادر خاکی در مرکز و جنوب محدوده مورد مطالعه بیشتر از سایر نقاط است.
ارزیابی پویایی ماده آلی خاک تحت مدیریت بقایای گیاهی با استفاده از ایزوتوپ کربن-13
صفحه 141-148
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1477
مراد میرزایی؛ منوچهر گرجی؛ ابراهیم مقیسه؛ حسین اسدی
چکیده استفاده از فنآوریهای هستهای در انتخاب و اجرای عملیات زراعی مطلوب و همچنین ارایه راهبردهای مدیریتی مناسب در حفاظت از منابع خاک و آب و دستیابی به اهداف توسعه پایدار میتواند مفید باشد. هدف این تحقیق بررسی اثرات استفاده از بقایای گیاهی گندم و ذرت در پنج مقدار شامل صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد بر تغییرات ماده آلی ذرهای خاک در اعماق 10-0 و 20-10 سانتیمتر تحت سامانههای خاکورزی مرسوم و بیخاکورزی، و تعیین منشأ آن بود. به این منظور، از روش فراوانی طبیعی کربن-13 استفاده شد. نتایج نشان داد در سامانه خاکورزی مرسوم با افزایش بقایا، فراوانی طبیعی کربن-13 ماده آلی ذرهای در دو عمق 10-0 و 20-10 سانتیمتر نسبت به تیمار حذف بقایا افزایش یافت. در سامانه بیخاکورزی افزایش بقایا منجر به افزایش فراوانی طبیعی کربن-13 در عمق 10-0 سانتیمتر گردید و در عمق 20-10 سانتیمتر اختلاف معنیداری بین تیمارهای نگهداشت و حذف بقایا مشاهده نشد. مقایسه مقادیر فراوانی ایزوتوپ کربن-13 نمونههای خاک و بقایای گیاهی نشان داد که منشأ اصلی ماده آلی ذرهای خاک از بقایای گندم میباشد که این نکته در مدیریت بقایای گیاهی بسیار حایز اهمیت است و بیانگر این است که نگهداشت بقایای گندم نسبت به ذرت اثر بارزتری در بهبود وضعیت ماده آلی خاک دارد.
بررسی ضریب توزیع استرانسیم در نمونهای از خاک تهران
صفحه 149-155
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1478
شیوا باقری؛ سید امیر حسین فقهی؛ حسین قاسمی مبتکر؛ امیرمسعود طاهریان؛ حسن آقایان؛ طاهر یوسفی
چکیده این تحقیق به بررسی ضریب توزیع استرانسیم در نمونهای از خاک منطقه جنوب تهران میپردازد. در این تحقیق از روش ستونی برای تعیین ضریب توزیع استرانسیم استفاده شده است. همچنین اثر سه فاکتور pH، غلظت استرانسیم و ارتفاع خاک در ستون با استفاده از طراحی آزمایش به روش RSM مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور برای هر پارامتر 5 سطح مختلف در نظر گرفته شد و آزمایشها توسط نرمافزار MiniTab طراحی و انجام گردیدند. طبق نتایج به دست آمده در مدل پیشبینی شده،pH، ارتفاع ستون، برهمکنش بین pH و ارتفاع ستون، برهمکنش بین pH و غلظت استرانسیم و برهمکنش بین غلظت استرانسیم و ارتفاع ستون حایز اهمیت هستند. توان دوم ضرایب و همچنین غلظت استرانسیم تأثیر زیادی بر میزان ضریب توزیع نداشته است. بیشترین اثر ناشی از ارتفاع ستون میباشد که با افزایش ارتفاع ستون ضریب توزیع بیشتر میشود. میزان تطابق معادله پیشبینی کننده با مقادیر واقعی 39/96% است که مقدار قابل قبولی است.
بررسی زندهمانی، مورفولوژی و احیای زیستی اورانیم در باکتری بومی 7Shewanella RCRI از کلونیهای یک روزه و ده روزه
صفحه 156-171
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1479
الهام راستخواه؛ فائزه فاطمی؛ پروانه مقامی
چکیده باکتری 7Shewanella RCRI توانایی حذف اورانیم در شرایط بیهوازی را دارد. در این پژوهش، عملکرد باکتریهای کلونی کشت یک و ده روزه از نظر توان حذف اورانیم، تغییرات مورفولوژی و زندهمانی باکتری در محلول بیهوازی حاوی اورانیم و نیترات بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که باکتری یک روزه، رشد بیشتری نسبت به باکتری ده روزه در غلظت اورانیم 2 میلیمولار دارد، در حالیکه درصد حذف اورانیم باکتری ده روزه بیشتر از باکتری یک روزه بوده است. به نظر میرسد که این مهم توسط تودههای باکتری مرده و بهروش جذب زیستی انجام گرفته است. احیای زیستی اورانیم در باکتریهای کشت یک روزه، در آنالیزهای XRD، اسپکتروفوتومتری و بررسی مورفولوژی بهوسیله میکروسکوپ نوری اثبات گردید. نمونههای 4 ماهه و 9 ماهه از کلونی یک روزه، به ترتیب 96% و 99% حذف اورانیم داشتند که نشاندهندهی پایداری حذف اورانیم محلول در بازههای زمانی طولانی میباشد. عملکرد نمونههای یک روزه و 4 ماهه حاوی نیترات و اورانیم نیز توان حذف اورانیم را در حضور نیترات با غلظت 20 گرم در لیتر تأیید نموده است. این نتایج توان این باکتری بومی در حذف زیستی اورانیم در حضور نیترات را نشان میدهد و این باکتری را به عنوان گزینهای مناسب برای مطالعات آینده معرفی میکند.
آنالیز فنی - اقتصادی کوپلینگ سیستم هیبرید نمکزدایی MED-TVC و RO و نیروگاههای VVER-1000
صفحه 172-180
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1480
پویان نجفی؛ سعید طالبی
چکیده در این مقاله ارزیابی فنی و اقتصادی کوپلینگ نیروگاههای 1000VVER- با یک سیستم هیبرید نمکزدایی تقطیر چند مرحلهای با تراکم حرارتی بخار و اُسمز- معکوس برای ظرفیت تولید 100،000 متر مکعب بر روز آب شیرین صورت گرفته است. برای این منظور از ابزارهای مدلسازی و محاسباتی DEEP و DE-TOP که توسط IAEA برای ارزیابی پروژههای نمکزدایی هستهای توسعه یافتهاند؛ استفاده شده است. برای ارتقاء راندمان سیستم اُسمز- معکوس، کاهش هزینه آب شیرین تولید شده و آلودگیهای زیست محیطی ناشی از پساب آب شور بازگشتی حاصل از فرایند تولید آب شیرین به دریا، از پساب خروجی سیستم MED-TVC بهعنوان تغذیه سیستم اُسمز- معکوس در نظر گرفته شد. ارزیابی آرایش اتصال سیستم MED-TVC و مدار دوم نیروگاههای 1000VVER- در ابزار DE-TOP نشان میدهد که حالت بهینه استخراج انرژی حرارتی لازم، بخار با دبی جرمی 121 کیلوگرم بر ثانیه و فشار 1/1 مگاپاسکال به میزان 90 مگاوات حرارتی است. برای رعایت الزامات ایمنی IAEA، یک مبدل حرارت میانی برای اطمینان از عدم نشت آلودگی رادیواکتیو به آب شیرین تولید شده در نظر گرفته شد. تحلیل نتایج نشان میدهد که در حالت بهینه، راندمان کلی نیروگاه در حالت تولید همزمان از 33% به 34% افزایش یافت. همچنین با مفروضات اقتصادی هزینه تراز شده هر متر مکعب آب شیرین تولید شده را میتوان 06/1 دلار بر متر مکعب تخمین زد.