دوره و شماره: دوره 44، شماره 1 - شماره پیاپی 103، فروردین 1402، صفحه 1-165 

واپاشی مستقیم بوزون هیگز به J/ψ(1S) بطریق ترکش

صفحه 1-8

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1371

توفیق اوسطی

چکیده در آشکار‌ساز CMS نسبت‌های انشعاب بوزون هیگز مدل استاندارد به جفت‌‌های J/ψ(1S) و cc به ترتیب برابر 2-10×1/8 و 2-10×2/89 اندازه‌گیری شده است. به لحاظ نظری یکی از سناریوهای ممکن  برای تولید مستقیم J/ψ(1S) این است که بوزون هیگز در آغاز به جفت cc واپاشی نماید و سپس در مرحله‌ی بعد هر یک از کوارک‌های c و c به طور مستقیم به مزون J/ψ(1S)  ترکش کنند. بر اساس این سناریو در این مقاله نسبت‌های واپاشی مستقیم بوزون هیگز مدل استاندارد به J/ψ(1S) بطریق ترکش مستقیم کوارک‎های c و c با  استفاده از نظریه اختلال مکانیک کوانتومی رنگ (pQCD) و با در نظر گرفتن حالت‌های قطبش طولی و عرضی J/ψ(1S) محاسبه شده است. نتایج حاصل از محاسبات ما برای نسبت واپاشی مستقیم  بوزون هیگز به جفت J/ψ(1S) برابر 2-10×1/563 است که توافق بسیار خوبی با مقدار اندازه‌گیری شده‌ی آن در آزمایش CMS دارد. بنابرابن می‌توان نتیجه گرفت که سهم غالب در واپاشی بوزون هیگز بوزون به مزون J/ψ(1S) ترکش مستقیم کوارک c و پادکوارک c می‌باشد.

شناسایی و سنجش تابش فضایی میون با استفاده از سیستم طیف‌سنجی دیجیتال

صفحه 9-14

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1321

علی بیگانه؛ امیدرضا کاکویی

چکیده میون‌­ها به دلیل سطح مقطع کوچک برای انجام واکنش، متداول‌­ترین تابش فضایی قابل آشکارسازی در سطح زمین هستند. میون‌­ها همانند سایر ذراتی که از طریق برخورد ذرات پرانرژی تولید می‌­شوند، ناپایدار و دارای طیف توزیع طول عمر هستند. در این مقاله، انرژی و طول عمر تابش میون با استفاده از سیستم طیف‌­سنجی دیجیتال اندازه‌­گیری شده است. در روش ارایه شده همه ماژول­ه‌ای الکترونیک هسته‌­ای آنالوگ حذف و فرایند شکل­ دهی به سیگنال‌­ها و ثبت آن­ها به صورت نرم­‌افزاری انجام شده است. در این اندازه‌­گیری، رویدادهای تابش زمینه به صورت هم­‌زمان با استفاده از دو آشکارساز NaI(Tl) که در زاویه °90 نسبت به سطح افق نصب شده­‌اند، آشکارسازی شدند. سیگنال­‌های ثبت شده در پیش‌­تقویت‌­کننده دو آشکارساز، به صورت مستقیم با استفاده از یک دیجیتایزر شکل ­دهنده موج نمونه‌­برداری و پس از پردازش به صورت لیست داده‌­ها ذخیره شدند. با برنامه‌­نویسی روی لیست داده­‌ها، در حدود 105 رویداد تابش‌­ها میون در مدت زمان دو هفته تشخیص داده شده ­اند. با اندازه‌­گیری فاصله زمانی بین رویدادهای تشخیص داده شده به عنوان تابش میون، طول عمر آن­ها استخراج و با برازش تابع نمایی بر داده‌­های تجربی، طول عمر میون sµ 03/2 تعیین شده است. مقایسه نتایج نشان می‌دهد که طول عمر به دست آمده برای ذره میون در این پژوهش با سایر داده­‌های تجربی مطابقت دارد. گذار از الکترونیک هسته‌­ای آنالوگ به دیجیتال در طیف سنجی تابش میون، سادگی، قابلیت اطمینان بالا، اندازه کوچک و وزن کم سامانه جمع‌­آوری داده و امکان نصب آن بر روی ماهواره­‌های تحقیقاتی را فراهم می‌­کند.

بهینه‌سازی فرایند احیای اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI به روش سطح پاسخ در پساب صنعتی

صفحه 15-23

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1329

راضیه قاسمی؛ الهام راستخواه؛ صابره نائیج؛ توران ربیعی؛ حمزه حسین پور؛ سمانه نائیج؛ جواد رفیعی؛ فائزه فاطمی

چکیده تمام ترکیبات اورانیم، سمی و رادیواکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می‌تواند کشنده باشد. با توجه به سمیت شیمیایی و رادیواکتیویته اورانیم، ضروری است از ورود آن به طبیعت جلوگیری شود. پسماندهای خروجی از مراکز صنعتی- هسته­ای نیز دارای مقادیر مختلفی از اورانیم می­باشد و لذا حذف این عنصر از پساب این مراکز از اهمیت ویژه­ای برخوردار است. از سویی دیگر، نظر به اهمیت این عنصر و محدودیت منابع آن، بازیابی اورانیم از پسماندها، دارای ارزش اقتصادی نیز می­باشد. در پژوهش حاضر، از روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی و بهینه­سازی پارامترهای مختلف بر فرایند احیای اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI در پساب واقعی استفاده گردید. معادله­ی درجه دوم پیشنهاد شده با ضریب همبستگی 94/0=2R از کفایت مناسبی برخوردار بوده و حداکثر راندمان احیای اورانیم توسط 7Shewanella RCRI در شرایط بهینه (pH=5/6-7/5، دمای 63/26 درجه سانتی­گراد و زمان 117 ساعت)، 98% براورد شده است. در گام بعدی به منظور تعامل بین متغیرها، رویه­های سه­بعدی با تقابل pH و دما; دما و زمان;pH  و زمان به دست آمده و در پایان بر اساس بهینه­های پیشنهادی احیای اورانیم در پساب واقعی توسط دو روش XRD و اسپکتروفتومتری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به­دست آمده، باکتری 7Shewanella RCRI می­تواند، به عنوان باکتری با ارزش در احیای زیستی اورانیم از پساب خروجی مراکز صنعتی معرفی گردد. از سوی دیگر استفاده از روش سطح پاسخ می‌توانند درک جامعی از فرایند و مکانیسم احیای زیستی اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI و پشتیبانی نظری برای انجام این فرایند ارایه دهد.

شبیه‌سازی جریان گاز اطراف اسکوپ در یک روتور سانتریفیوژ با مدل دوبعدی (r-θ) با استفاده از روش مستقیم مونت‌کارلو

صفحه 24-33

https://doi.org/10.24200/nst.2021.898.1608

ولی اله غضنفری؛ علی اصغر قربانپور خمسه؛ محمدمهدی شادمان؛ سیدجابر صفدری؛ محمدحسین عسکری

چکیده یکی از عوامل محرک برای ایجاد جریان محوری درون روتور سانتریفیوژ به منظور افزایش عملکرد جداسازی، اسکوپ است. با توجه به قرار گرفتن اسکوپ در معرض جریان گاز با ماخ بالا، جریان دچار شوک شده و گرادیان‌های شدیدی در جریان اتفاق خواهد افتاد. در این پژوهش جریان گاز در اطراف اسکوپ در حالت دوبعدی (r-θ) به روش شبیه­سازی مستقیم مونت‌کارلو (DSMC) با استفاده از حل­گر dsmcFoam در فواصل مختلف اسکوپ از دیواره شبیه‌سازی شده است. نتایج نشان می‌دهد که افزایش فاصله اسکوپ از دیواره روتور و کاهش زاویه برخورد جریان گاز با اسکوپ، سبب کاهش بیشینه دما و نیروی درگ می‌شود. به‌عنوان نمونه برای روتوری با شعاع 100 میلی­متر که جریان کنار دیواره آن به ماخ 5/6 می­رسد افزایش فاصله اسکوپ از دیواره به میزان 31 درصد (از 8 به 5/10 میلی‌متر) به ازای فشار دیواره 3800 پاسکال در زاویه برخورد 85 درجه، سبب کاهش بیشینه دما به میزان 3/1 درصد (از 596 به 588 کلوین) و کاهش نیروی درگ به میزان 4/49 درصد (2412 به 1221 دین) می‌شود. کاهش زاویه برخورد گاز با اسکوپ به میزان 8/11 درصد (از 85 درجه به 75 درجه) به ازای فشار دیواره 3800 پاسکال در فاصله اسکوپ از دیواره برابر با 5/10 میلی‌متر سبب کاهش بیشینه دما به میزان 8/6 درصد (از 588 به 548 کلوین) و کاهش نیروی درگ به میزان 3/50 درصد (1552 به 771 دین) می‌شود.

بررسی تنظیم فرکانسی کاواک‌های شتاب‌دهی موج ایستا برای شتاب‌دهنده خطی الکترون: محاسبات، شبیه‌سازی و نتایج عملی

صفحه 34-39

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1323

سارا زارعی؛ فرشاد قاسمی؛ شاهین صنایع حجری؛ مهیار شیرشکن

چکیده به علت تغییرات حجم ناشی از خطای ساخت، فرکانس کاواک‌های شتاب‌دهی در شتاب‌دهنده‌های خطی الکترون تغییر می‌کند. در نتیجه تنظیم فرکانسی کاواک‌ها یکی از مراحل مهم تست سرد است که باید الزامات آن در طراحی لحاظ شود. در پروژه ساخت ساختار شتاب‌دهی موج‌ایستا برای شتاب­دهنده خطی با دو انرژی، پس از طراحی، یک ساختار شتاب‌دهی آلومینیمی (شامل دو نیم کاواک شتاب‌دهی و یک کاواک تزویج) ساخته شد. در این پروژه برای جبران تغییرات ناشی از خطای ساخت، از پیچ‌های تنظیم استفاده شد. این پیچ‌ها با تغییر جزیی در حجم کاواک‌ها، فرکانس آن‌ها را تغییر می‌دهند. در این مقاله محاسبات و شبیه‌سازی تغییرات فرکانسی ناشی از تغییرات ابعادی انجام شد. بر اساس شبیه‌سازی انجام شده، طراحی پیچ‌ها برای تنظیم ‌فرکانسی در شرایط عملی انجام شد. بر اساس نتایج این مقاله، با استفاده از پیچ‌های تعبیه شده بر روی دیواره‌ی کاواک‌ها با ابعاد طراحی شده، می‌توان به میزان حداکثر 10 مگاهرتز فرکانس تشدید را تغییر داد. لذا با استفاده از روش انتخابی تنها تغییرات فرکانسی ناشی از خطای ساخت به میزان مورد اشاره قابل جبران است. در این پژوهش، فرکانس تشدید ساختار شتاب‌دهی برای مد 2/π برابر با 5/2998 مگاهرتز تنظیم شد و حد دقت مکانیکی ساخت در نمونه نهایی 200 میکرومتر به­ دست آمد.

مدل جدید مرتبه‌ی اول ترمولومینسانس به صورت تابعی از شدت و دمای قله با در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی

صفحه 40-46

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1370

سمیه هارونی؛ سکینه طاهری حسن آباد

چکیده رابطه‌­ی شدت ترمولومینسانس براساس مدل سینتیک مرتبه‌­ی اول بدون در نظرگرفتن اثر فروکشی دمایی مورد استفاده قرار می‌­گیرد. این در حالی است که اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی باید در روابط بیان‌­کننده‌­ی شدت ترمولومینسانس مورد توجه قرار گیرد. در این کار با در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی برای مدل سینتیک مرتبه‌­ی اول، تابع جداسازی منحنی تابش ترمولومینسانس جدیدی برحسب شدت و دمای قله به دست آمد. به نحوی که تابع جدید با حذف مشخصه‌­های فروکشی دمایی، به همان رابطه‌­ی قبلی خود تبدیل می‌­شود. که در این کار منحنی تابش ترمولومینسانس دزیمتر (400TLD-) :Mn2CaF مورد توجه و بررسی قرار گرفت. با توجه به این‌­که رابطه‌­ی ­شدت ترمولومینسانس طبق مدل جدید با مدل قبلی متفاوت است، مشاهده شد که مشخصه­‌های سینتیک حاصل از برازش منحنی­‌های تابش ترمولومینسانس تجربی با مدل جدید و مدل قبلی آن که بدون در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی است، یکسان نیست. از آن­‌جایی که در مدل جدید اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی وارد شده است، می­‌توان گفت که مشخصه‌­های سینتیکی که طبق مدل جدید به دست آمده، دقیق‌­تر و به واقعیت نزدیک‌­تر است.

سنتز هیدروکسی اپتایت آلاییده با ناخالصی تکی و ترکیبی و بررسی اثر فاز بلوری تشکیل یافته بر پاسخ ترمولومینسانس آن در مقابل پرتوهای گاما

صفحه 47-57

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1339

پریسا تقی پور نیار؛ فرهاد ذوالفقارپور؛ فرهود ضیائی؛ حمیده دانشور

چکیده در این کار پژوهشی، نمونه‌های هیدروکسی اپتایت آلاییده با ناخالصی‌های سریم، گادولونیم و ترکیبی از این دو ناخالصی به روش هیدروترمال سنتز شدند. به منظور بررسی فازهای بلوری تشکیل یافته در هرکدام از نمونه‌های سنتز شده، از کد MAUD که یک نرم‌افزار برای تجزیه و تحلیل ساختار ماده با استفاده از پراش بر اساس روش ریتولد است، استفاده شد. پاسخ دزیمتری ترمولومینسانس نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفت و یافته‌ها نشان داد که پاسخ ترمولومینسانس نمونه‌ آلاییده با ناخالصی ترکیبی، سطح میانی پاسخ ترمولومینسانس نمونه‌های آلاییده با یک ناخالصی است. مشخص شد که افزودن ناخالصی سریم می‌تواند پاسخ ترمولومینسانس نمونه‌ آلاییده با گادولونیم را بهبود بخشد. هم­چنین نتایج حاصل از انجام آنالیز ریتولد نشان داد که فازهای تشکیل­دهنده هیدروکسی اپتایت می‌تواند بر پاسخ دزیمتری ترمولومینسانس آن مؤثر باشد.

بررسی عملکرد آشکارسازهای قطره‌ی فوق‌گرم در بازیابی بیناب نوترون‌های سریع ناشی از پرتوهای کیهانی با روش شبکه‌ی عصبی فازی تطبیقی

صفحه 58-66

https://doi.org/10.24200/nst.2021.974.1660

شهریار بدیعی؛ پیمان رضائیان

چکیده در این مقاله بیناب نوترون‌­های سریع در ارتفاع‌­های 3 و 5 کیلومتری سطح زمین با استفاده از پاسخ آشکارسازهای قطره‌­ی فوق گرم و با بهره‌­گیری از شبکه‌­ی هوشمند عصبی فازی (انفیس) بازیابی شد. انفیس، یک سیستم استنتاج فازی نوع تاکاگی- سوگنو است که در قالب شبکه‌­ی تطبیقی پیاده‌­سازی شده است. این ابزار مشابه با تفکر انسان در مواجه با مسایل غیرقطعی و همراه با خطا عمل می­‌کند. ماتریس پاسخ پنج آشکارساز قطره‌­ی فوق‌­گرم در فشارهای خارجی مختلف توسط یک برنامه‌­ی کاربردی نوشته شده توسط ابزار شبیه‌­سازی 4Geant محاسبه گردید و از آن برای محاسبه‌­ی ورودی ­های انفیس استفاده شد. مجموعه بیناب‌­های گزارش‌­های فنی آژانس بین‌­المللی انرژی اتمی نیز به عنوان خروجی به کار گرفته شد. بیناب‌­های مرجع با خطاهای 005/0 و 011/0 بازیابی شدند. توافق نسبی بین بیناب­‌های مرجع و بازیابی شده نشان می‌­دهد که این آشکارسازها با کمک انفیس می‌­تواند به عنوان یک روش جدید در بازیابی بیناب‌­های نوترون ناشی از برهم­‌کنش تشعشعات فضایی در جو به کار رود.

ردیابی چشمه متحرک مبتنی بر سیستم بینایی ماشین: بهبود تشخیص با بهره‌گیری از همبستگی داده‌ها

صفحه 67-77

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1365

هادی اردینی؛ امیرمحمد بیگ زاده؛ مجتبی عسکری

چکیده ادغام داده‌ها بین حسگرهای مختلف می‌تواند موجب استخراج اطلاعات با دقت و با کیفیت بالاتر گردد و بهبود تشخیص تهدیدهای هستهای را به همراه داشته باشد. در این تحقیق، ردیابی چشمه متحرک با استفاده از تلفیق داده­های سیستم آشکارساز پرتوی و دوربین نظارتی مورد مطالعه قرار گرفت است. بدین منظور الگوریتمی جهت تلفیق و ایجاد همبستگی بین تصاویر دریافتی توسط دوربین و شمارش آشکارساز طراحی شده است تا مسیر حرکت جسمی که بیش­ترین همبستگی را با اطلاعات شمارش ثبت شده پرتوی توسط سیستم آشکارسازی را دارد به عنوان چشمه متحرک انتخاب نماید. جهت انجام این آزمایش از سه ربات متحرک استفاده شده است که بر روی یکی از این ربات­ها چشمه پرتوزا به عنوان عامل آلوده به ماده رادیواکتیو قرار گرفته است. با استخراج مسیر حرکت ربات­ها با کمک تصاویر دوربین و تلفیق آن با اطلاعات شمارش ثبت شده در آشکارساز، الگوریتم مورد نظر توانست در مدت زمان کوتاهی ربات حامل چشمه رادیواکتیو را شناسایی کند. در این تحقیق سرعت تشخیص چشمه متحرک و صحت تشخیص در زمان‌های متفاوت مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش زمان داده‌برداری از 5 ثانیه به 125 ثانیه درصد موفقیت الگوریتم در موقعیت‌یابی چشمه رادیواکتیو متحرک از 7/42 درصد به 3/98 درصد افزایش یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که با تجهیز دوربین­های شهری با آشکارسازهای هسته­ای می­توان شبکه‌ای سنسوری ایجاد نمود که یک منطقه و یا شهر را بی‌وقفه پایش و کنترل نمود.

آنالیز اثرات انواع گردش طبیعی جریان بر میزان انتشار مواد رادیواکتیو در طی حادثه شدید نیروگاه PWR

صفحه 78-86

https://doi.org/10.24200/nst.2021.968.1655

عارف الدین زرنوشه فراهانی؛ فرامرز یوسف پور؛ محمدرضا نعمت اللهی؛ احمد پیروزمند

چکیده مکانیزم شکست ناشی از خزش در طی حادثه شدید یک رآکتور‌ آبی‌تحت‌فشار به‌جهت انتقال مواد رادیواکتیو به محیط‌زیست از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. به دنبال یک حادثه شدید، حرارت واپاشی منتقل‌شده به سایر قسمت‌های سیستم‌خنک‌کننده رآکتور می‌تواند منجر به گرم‌شدن سازه‌های سیستم خنک‌کننده رآکتور (RCS) و خرابی نواحی تحت‌فشار آسیب‌پذیر شود. حادثه قطع‌کامل‌برق (SBO) بدون اقدامات اپراتور (توالی TMLB) یکی از محتمل‌ترین سناریوهایی است که ممکن است یکپارچگی RCS تحت‌فشار را تهدید کند. در این توالی، محل شکست RCS به نوع پدیده گردش‌طبیعی سیال مدار اولیه رآکتور بستگی دارد. در این تحقیق، علاوه بر مدل­سازی کامل نیروگاه،  تجزیه‌و‌تحلیل حساسیت شکست‌ناشی از خزش لوله‌های‌مولدبخار (SGTR) و خط‌لوله‌اصلی‌گرم خنک‌کننده رآکتور به نوع پدیده گردش‌طبیعی، یعنی جریان‌‌همسو و غیرهمسو، با استفاده از کد MELCOR بررسی شده است. نتایج حاصل از دو مدل جریان‌گردش‌طبیعی ‌همسو و غیرهمسو نشان می‌دهد هنگامی که پدیده گردش‌طبیعی‌غیرهمسو غالب است، شکست‌ناشی از خزش خط‌لوله‌اصلی‌گرم خنک‌کننده رآکتور زودتر از دسته‌لوله‌های مولدبخار رخ می‌دهد. در ‌صورتی‌که در اثر ‌گردش‌طبیعی همسو لوله‌های‌مولدبخار زودتر از سایر بخش‌های خطوط‌‌اصلی سیستم‌خنک‌کننده رآکتور دچار شکست‌ناشی از خزش می‌شود. علاوه بر این، مقدار مواد رادیواکتیو منتشر‌شده به قسمت‌های مختلف نیروگاه و محیط‌زیست برای هر دو مدل برآورد شده است. نتایج نشان می‌دهد که براساس شکست، برای مدل‌های گردش‌طبیعی‌همسو و غیرهمسو به‌ترتیب 18کیلوگرم و 76/145 کیلوگرم مواد رادیواکتیو به‌صورت‌ آئروسل و بخار ‌محصولات شکافت به محفظه‌ایمنی‌رآکتور تخلیه می‌شود. از طرف‌دیگر، در گردش‌طبیعی‌همسو، حدود 33/136 کیلوگرم مواد رادیواکتیو به صورت بخار و آئروسل، از طریق شیر‌ایمنی خط‌اصلی‌بخار به محیط‌زیست منتشر می‌شود.

ارزیابی اکتیویته ویژه لوتسیوم-177 تولیدی به دو روش مستقیم و غیرمستقیم با استفاده از رآکتور تحقیقاتی تهران

صفحه 87-96

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1328

سیمیندخت شیروانی آرانی؛ علی بهرامی سامانی؛ محمد قنادی مراغه

چکیده در پژوهش حاضر به بررسی امکان تولید رادیونوکلید لوتسیوم-177، Lu177، در رآکتور تحقیقاتی تهران، TRR، پرداخته شده است. Lu177 با داشتن ویژگی‏های واپاشی هسته‏ای مناسب و هم‏چنین رفتار شیمیایی مطلوب، یک رادیونوکلید ایده‏آل جهت تهیه رادیوداروهای درمانی است. برخی از رادیوداروهای حاوی Lu177 در حال حاضر در کشور در درمان انواع سرطان استفاده می‏شود و بسیاری از آن­ها تحت آزمایشات بالینی هستند. رادیونوکلید Lu177 را می‏توان یا مستقیماً از طریق واکنش Lu177Lu(n,γ)176 یا به طور غیرمستقیم طی واکنش تولید کرد. بازده پرتودهی Lu177 در هر دو مسیر تولید به صورت تجربی در 14 روز تابش در شار نوترونی حرارتی 1-s 2-cm 1013×5، تعیین شده و با محاسبات نظری مربوطه مقایسه شد. اثر شار نوترون حرارتی بالاتر و هم‏چنین کاهش درصد غنی­سازی Yb176 بر تغییرات اکتیویته / اکتیویته ویژه حاصل، با استفاده از نرم­افزار متلب به صورت تئوری مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد در هر دو روش تولید، شار نوترون بالاتر منجر به تولید اکتیویته / اکتیویته ویژه بالاتر می‏شود. با این‏حال، هیچ تأثیری بر سرعت افت اکتیویته ویژه طی دو هفته پس از پایان پرتودهی ندارد. به‏علاوه استفاده از  ایتربیم-176 با غنای پایین‏تر در روش غیرمستقیم، منجر به کاهش اکتیویته ویژه سریع­تر طی دو هفته پس از پایان پرتودهی می ­شود.

بررسی تأثیر آب تهی شده از دوتریم در مهار رشد سلول‌های سرطانی روده بزرگ

صفحه 97-102

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1098.1730

رضا حاصلی؛ کمال یاوری؛ مسعود هنرور؛ مهرداد قوامی

چکیده هدف از این مطالعه بررسی اثر آب تهی شده از دوتریم (DDW) در غلظت­های مشخص بر روی سلول­های 29HT- و 480SW- بود. رده­های سلولی 29HT- و 480SW- در محیط RPMI حاوی غلظت­های مختلف DDW به مدت 24، 48 و 72 ساعت کشت داده شدند و سپس درصد بقای سلولی به روش سنجش سمیت سلولی مبتنی برMTT  تعیین شد. یافته­ها نقش توأم کاهش دوتریم و افزایش زمان تیمار را در مهار رشد این رده­های سلولی به اثبات رساند. کم­ترین میزان بقای سلولی برای رده­های سلولی 29HT- و 480SW- در طی 72 ساعت تیمار با غلظت دوتریم ppm 30 به ترتیب با درصد بقای سلولی 23% و 37% به دست آمد. جهت بررسی اثرات جانبی آب تهی شده از دوتریم، سلول­های طبیعی 12C2C نیز تحت تیمار با آب تهی شده از دوتریم قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در شرایط یکسان با سلول­های سرطانی، آب تهی شده از دوتریم اثر مهار رشد کم­تری در سلول­های طبیعی دارد، به طوری­که بقای سلولی در این رده سلولی بیش­تر از 50% به دست آمد. داده‌های ما نشان داد که آب تهی شده از دوتریم می‌تواند رویکرد استراتژیک جدیدی را در پیشگیری و درمان سرطان روده بزرگ باز کند.

مطالعه‌ی اثر پرتوگیری مزمن در ساکنان مناطق با پرتوزایی طبیعی بالا در شهر رامسر با استفاده از روش سیتوژنتیکی سنجش هستک

صفحه 103-110

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1345

فرشته عباسی سیر؛ پرویز عبدالمالکی؛ سید ابوالقاسم حائری؛ سید مهدی حسینی پویا

چکیده تأثیر پرتوگیری مزمن بر ساکنین مناطق با پرتوزایی طبیعی بالا در شهر رامسر، با استفاده از روش سیتوژنتیک سنجش هستک­های متوقف شده در مرحله سیتوکینز و مقایسه­ی نتایج میان دو گروه مورد مطالعه و کنترل، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اختلاف معنی­داری (001/0< P) در میانگین فرکانس هستک­های شمارش شده در لنفوسیت­های خون محیطی گروه مورد مطالعه (ساکن در منطقه­ی با پرتوزایی طبیعی بالای شهر رامسر) و گروه کنترل (ساکن در شهر تنکابن) وجود دارد. هم­چنین، بعد از پرتودهی نمونه­ها، گروه کنترل، افزایش بیش­تری را در فرکانس هستک­ها نسبت به گروه مورد مطالعه نشان داد و این امر، شاهدی بر وجود پدیده پاسخ تطبیقی پرتوی، در ساکنین مناطق با پرتوزایی طبیعی بالا در شهر رامسر می­باشد. همبستگی میان فرکانس هستک­ها و سن، در گروه کنترل بیش­تر از گروه مورد مطالعه مشاهده شد.

بررسی اثر مارپیچ خنک‌کننده رآکتور مینیاتوری بر افزایش زمان بهره‌برداری از رآکتور

صفحه 111-120

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1331

میثم زرگر؛ محمدحسین استکی؛ منصور طالبی؛ جواد مختاری

چکیده رآکتور مینیاتوری چشمه نوترونی یک رآکتور تحقیقاتی از نوع مخزن-استخری است که در آن از اورانیم با غنای بالا به‌عنوان سوخت، آب سبک به‌عنوان خنک‌کننده و برلیوم به‌عنوان بازتابنده استفاده ‌شده است. هنگام بهره­برداری از رآکتور دمای سیال خنک‌کننده افزایش می­یابد و باعث ایجاد فیدبک منفی در رآکتور می‌شود. بر اثر تزریق راکتیویته منفی در عین حال که یکی از مزایای این رآکتور و خصلت ایمنی ذاتی آن است، راکتیویته اضافی در دسترس کاهش‌یافته و زمان عملکرد رآکتور کاهش می‌یابد؛ بنابراین یکی از محدودیت­های اصلی رآکتور MNSR زمان عملکرد کوتاه آن (حدود 5/2 ساعت) در قدرت اسمی است. در این پژوهش، یک تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل‌سازی پدیده جابه­جایی آزاد در قلب، مخزن و استخر رآکتور انجام شده؛ و اثر کویل خنک‌کننده در بالای مخزن رآکتور بر افزایش زمان عملکرد رآکتور مورد بررسی قرار گرفته است. قلب رآکتور به‌عنوان یک محیط متخلخل و یک منبع حرارتی با توان ثابت 30 کیلووات در نظر گرفته شده است تا با کاهش جزییات، حجم محاسبات کاهش یابد. مقادیر تجربی و مقادیری که از حل عددی به دست آمده، تطابق قابل‌قبول دارند و این روش را تأیید می‌کنند. نتایج نشان می‌دهد؛ در حالت بدون کویل، افزایش دمای سیال خنک‌کننده به طور پیوسته یک شیب صعودی دارد؛ اما در حالت استفاده از کویل، افزایش دمای سیال خنک‌کننده تا مدت ‌زمان حدود 2 ساعت، شیب صعودی دارد اما بعد گذشت این زمان، شیب صعودی بسیار کم می‌شود و دما در یک محدوده نوسان می‌کند؛ در مقایسه با حالت بدون کویل، متوسط دما 3 درجه‌ کاهش‌یافته و زمان عملکرد رآکتور حدود 5/1 ساعت افزایش پیدا می‌کند.

بهبود کیفیت تصاویر پرتوهای ایکس بازگشتی با روش وردش

صفحه 121-129

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1322

مطهره عظیمی؛ عفت یاحقی؛ محسن روشن؛ اسماعیل بیات؛ مهدی میرزاپور؛ امیر موافقی؛ بهروز رکرک

چکیده اساس سیستم‌های تصویربرداری ایکس پس­پراکنده، پرتوهای بازگشتی هستند که در صنعت و بازرسی دارای کاربرد‌های بسیاری می‌باشند. در این تصاویر برخلاف روش عبوری، مواد آلی با عدد اتمی پایین مانند مواد مخدر و مواد منفجره با پراکندگی فوتون بالا، واضح‌تر دیده می‌شوند. به علت پراکندگی چندگانه پرتوهای فوتونی معمولاً تصاویر مات­شدگی دارند. پردازش تصاویر خروجی می‌تواند در بهبود کنتراست و تشخیص مواد کمک کند. در این تحقیق از روش وردش برای بهبود کنتراست تصاویر ایکس بازگشتی استفاده شده و پرتونگاره‌های فانتوم‌هایی که برای ارزیابی کیفیت سیستم کارایی دارند، پردازش و مورد ارزیابی قرار گرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهند که روش وردش نسبی در افزایش کنتراست و قدرت تمایز اجسام کارا بوده و این روش می‌تواند به عنوان یک فیلتر کمکی مؤثر باشد.‌ ارزیابی نتایج توسط کارشناسان پرتونگاری نشان می‌دهد که از نظر آن­ها کنتراست تصاویر حدود 20­% ­تا 40­% بهبود یافته و تصاویر خروجی به طور قابل ملاحظه‌ای ارتقا پیدا کرده‌اند.

شبیه‌سازی دینامیک مولکولی برای بررسی کوتاه مدت و مونت کارلوی جنبشی برای بررسی بلند مدت آسیب تابش در آهن-آلفا

صفحه 130-135

https://doi.org/10.24200/nst.2021.972.1658

سیدمهرداد زمزمیان؛ سیدامیرحسین فقهی؛ محمد صمدفام

چکیده به کمک شبیه ­سازی دینامیک مولکولی می ­توان تحلیل کوتاه مدت در مقیاس زمانی چند ده پیکوثانیه ­ای را برای مواد آسیب دیده­ی تابشی مورد مطالعه قرار داد. بر همین مبنا به کمک این شبیه ­سازی، تعداد تعادلی عیوب نقطه ­ای بین ­نشین و تهی ­جای و مختصات مکانی آن­ها در آهن- آلفا به دست آورده شد. سپس با استفاده از نتایج حاصل شده، شبیه ­سازی مونت کارلوی جنبشی شیء به منظور بررسی تأثیر بازپخت آهن- آلفای آسیب دیده­ی تابشی انجام شد. نتایج شبیه ­سازی نشان دادند که در بازپخت یکنواخت آهن- آلفای آسیب دیده­ ی تابشی تنها عیوب خوشه ­ای تهی جای بزرگ­تر از 4 تهی جای و >111< تا دماهایی بالاتر از دمای اتاق پایدار باقی می­ مانند.

جداسازی لیزری مولکولی ایزوتوپ C13 با بهره‌گیری از گسست چند فوتونی مولکول‌های HCl2CF با لیزر 2CO

صفحه 136-143

https://doi.org/10.24200/nst.2021.928.1635

صالحه بهشتی پور؛ جواد کریمی ثابت؛ رضا نشاطی؛ داود اسماعیل پور قوچانی؛ امیر عباسی

چکیده در این پژوهش، برای نخستین بار در کشور، جداسازی لیزری ایزوتوپ C13 از راه گسست چندفوتونی ایزوتوپ- گزین مولکول‌های گاز HCl2CF در مقیاس آزمایشگاهی به انجام رسید. برای این کار، تپ‌های یک لیزر 2TEA CO کوک‌پذیر که با یک برش­گر پلاسمایی کوتاه‌سازی شده‌اند، با شاریدگی 2J/cm 50 درون اتاقک تابش‌دهی کانونی شدند. اتاقک تابش‌‌دهی نیز با فشار mbar 10-20 از گاز HCl2CF با نسبت‌های HCl: He2CF برابر 1:5 و 1:10 پر شده بود. نشان داده شد که فراوانی ایزوتوپ C13 در فرآورده‌ی گسست 4F2C با کاهش فشار گاز و شمار تپ‌های لیزری فرودی افزایش می‌یابد. در این آزمایش‌ها، بیشینه‌ی فراوانی ایزوتوپ C13 به‌دست آمده در آمیزه‌ی گازی با نسبت HCl: He2CF برابر 1:5 و فشار HCl2CF برابر mbar 10 به‌دست آمد که با 1500 تپ لیزری با شاریدگی 2J/cm 50 تابش‌دهی شده بودند.

تقویت تپ‌های لیزر فمتوثانیه Ti:sapphire توسط تقویت‌کننده بازتولیدی آرایش-Z

صفحه 144-150

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1327

فرشته حاج اسماعیل بیگی؛ افتخار سادات بستان دوست؛ اسما سادات معتمدی؛ حسین رزاقی

چکیده در این پژوهش تقویت باریکه لیزر تپی فمتوثانیه Ti:sapphire در تقویت ­کننده بازتولیدی با آرایش هندسی Z براساس روش تقویت تپ چیرپ بررسی شده است. برای انتقال تپ ورودی اولیه به داخل کاواک تقویت ­کننده و استخراج تپ تقویت شده از دو سلول پاکل استفاده شده است. زمان شکل‌گیری تپ تقویت شده برحسب انرژی لیزر دمش مطالعه و روند تحول تپ در داخل کاواک تقویت ­کننده مورد بررسی قرار گرفته است. مدت زمان تپ تولید شده در داخل کاواک بدون حضور تپ ورودی اولیه 80 نانوثانیه و فرایند شکل‌گیری تپ تقویت شده 38 نانوثانیه است. باریکه لیزر تپی فمتوثانیه تقویت شده با نرخ تکرار 10 هرتز در طول موج مرکزی 800 نانومتر با بیشینه انرژی 2 میلی‌ژول بعد از 17 رفت و برگشت در داخل کاواک تقویت ­کننده بازتولیدی با استفاده از انرژی دمش 15 میلی ژول در طول موج 532 نانومتر تولید شده است. طول موج باریکه لیزر تقویت شده 800 نانومتر با پهنای بینابی 30 نانومتر است که نسبت به باریکه لیزر تشدیدگر 30 نانومتر باریک‌تر شده است. کارایی تقویت نسبت به انرژی دمش برابر 13 درصد و ضریب تقویت در این آرایش برابر با 106 به‌دست آمده است.

طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر به‌منظور تعیین دما، چگالی یون و الکترون، و پتانسیل پلاسما در دستگاه محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران

صفحه 151-157

https://doi.org/10.24200/nst.2021.938.1639

مریم قپانوری؛ آمنه کارگریان؛ مرتضی صداقت؛ علیرضا اصل زعیم

چکیده در این مقاله، هدف طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر جهت اندازه ­گیری پارامترهای پلاسما در دستگاه گداخت به ­روش محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران (IR-IECF) به­ منظور مشخصه­ یابی چشمه‌­ی پلاسمایی این دستگاه می‌­باشد. بدین‌­منظور، یک سامانه تشخیصی پروب لانگمویر برای اندازه‌­گیری پارامترهای مختلف پلاسما از جمله دمای الکترون­، چگالی الکترون، چگالی یون، و پتانسیل پلاسما طراحی و ساخته شده است. با در نظر گرفتن مشخصات چشمه پلاسمایی دستگاه IR-IECF، الکترود مورد استفاده برای پروب یک مفتول از جنس تنگستن با قطر و طول به ترتیب 3/0 و 5/1 میلی­ متر و محافظ آن لوله‌­ای سرامیکی از جنس آلومینا با قطر داخلی 7/0 سانتی‌­متر انتخاب شده است. جنس اتصلات و پایه نگه‌­دارنده پروب بر روی محفظه خلأ نیز استیل ضدزنگ می‌باشد. مدار الکتریکی پروب قادر است ولتاژ و جریان به ترتیب 500 ولت و 1 میلی ­آمپر را تأمین نماید. نتایج به ­دست آمده نشان می ­دهد در بین دو الکترود و در فاصله 25 میلی­ متری از الکترود بیرونی، دمای الکترون برابر باeV  1/50، چگالی الکترون برابر با 31/m 1015×1/3، پتانسیل پلاسما برابر با V 198 و چگالی یون برابر با
3 1/m1015×4/0 می ­باشد.

مطالعه ناخالصی‌های پلاسمای توکامک دماوند با استفاده از سامانه طیف‌سنج نور مریی

صفحه 158-165

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1332

زهرا غلامی سرراک؛ محمدرضا عبدی؛ بنفشه پورشهاب؛ چاپار رسولی

چکیده ناخالصی ­های پلاسما یکی از عوامل اتلاف انرژی محصور شده در توکامک‌­ها به شمار می‌­روند که از این منظر مطالعه و بررسی آن­ها در راستای حفظ پایداری پلاسمای توکامک و بهبود کیفیت محصورسازی امری ضروری خواهد بود. در این کار تحقیقاتی به منظور مطالعه ناخالصی‌­های پلاسمای توکامک دماوند، تکفام­‌ساز نوری موجود در آزمایشگاه توکامک دماوند به همراه یک آرایه خطی CCD در ساختار یک طیف‌سنج نور مریی به کار گرفته شد. سامانه طیف‌­سنج جدید توسط طول موج­‌های مشخصه یک لامپ جیوه کالیبره شده و در رژیم پلاسمای نرمال توکامک دماوند جهت ثبت و تحلیل تابش‌­های گسیلی در بازه طول موجی 7000 – 3000 آنگستروم مورد استفاده قرار گرفت. کم­ترین قدرت تفکیک ابزاری طیف‌­سنج حاصل در پهنای شکاف ورودی μm 50 در حدود A°  9/0 به دست آمد که برای تابش‌­های پرشدت پلاسمای هیدروژن نظیر Hα و Hβ به کار گرفته شد. برای مطالعه تابش‌­های حاصل از ناخالصی­‌ها با توجه به شدت پایین آن­ها از پهنای شکاف ورودی μm 100 و در نتیجه قدرت تفکیک A°  8/1 استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که ناخالصی­‌های غالب در پلاسمای توکامک دماوند عبارتند از اکسیژن، نیتروژن و کربن که منشأ آن­ها عموماً از مولکول‌­های هوای به دام افتاده در دیواره محفظه خلأ و ادوات مجاور با پلاسما هستند و ناخالصی آهن نیز در نتیجه برهم‌­کنش پلاسمای داغ با لیمیتر و ادوات داخل محفظه خلأ تولید می‌­شود.