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.