دوره و شماره: دوره 44، شماره 2 - شماره پیاپی 104، تیر 1402، صفحه 1-176 

بررسی تأثیر هندسه داده‌برداری و روش بازسازی بر تصاویر مقطع‌نگاری نوترونی در رآکتور تحقیقاتی تهران

صفحه 1-12

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1038.1700

نفیسه عراقیان؛ امیر موافقی؛ بهروز رکرک؛ محمدحسین منصوری؛ زینب نقش نژاد؛ مجتبی فرض مهدی

چکیده تصویربرداری مقطع‌نگاری نوترونی یکی از کاربردهای مدرن رآکتورهای تحقیقاتی در سرتاسر جهان به‌شمار می‌رود. تلفیق قابلیت نمایش سه‌بعدی تصویربرداری مقطع‌نگاری با ویژگی‌های منحصر به فرد برهم‌کنش نوترون با مواد، می‌تواند اطلاعات بسیار ارزشمندی از ساختار داخلی مواد و تجهیزات را در اختیار محققین قرار ‌دهد. در این تحقیق، تأثیر هندسه داده‌برداری تجربی و روش بازسازی تصویر بر کیفیت تصاویر مقطع‌نگاری نوترونی سامانه تصویربرداری رآکتور تحقیقاتی تهران براساس شاخص وضوح و میزان تولید نویز مورد مطالعه قرار گرفته است. در مرحله داده‌برداری تجربی، دو نمونه مورد آزمون در دو هندسه با چرخش نیم‌صفحه‌ای با نموِ زاویه‌ای ‌5/0 و 1 درجه توسط باریکه نوترون پرتودهی شده‌اند. تصاویر نمونه با استفاده از الگوریتم‎های بازسازی تصاویر مقطع‌نگاری شامل روش‌های تحلیلی FBP و روش‌های تکرارشونده ART،  SARTو SIRT به دست آمده‌اند. تصویر حجمی نمونه با روی هم قرار دادن پشته‌ای از مجموعه 1670 تایی از تصاویر مقطعی حاصل شده است. از زبان برنامه‌نویسی پایتون برای پردازش و بازسازی تصویر از افکنش استفاده شده است. برای حصول افکنش‌های با کیفیت مناسب برای بازسازی تصویر، ابتدا مشخصات سیستم داده‌برداری تجربی بهینه‌سازی شده‌اند. سپس، با استفاده از پیش‌پردازش، کیفیت تصاویر افکنش‎ها افزایش یافته است. براساس نتایج، اجزای نمونه مورد آزمون و عیوب موجود در آن در تمام تصاویر، از یک‌دیگر قابل تمایز می‌باشند. مقدار وضوح و آهنگ وضوح به نویز در هندسه با نمو زاویه‌ای کم‌تر و با استفاده از روش SIRT بهبود یافته است.

سنتز لیگاند متوکسی آمیدو زانتات و بهینه‌سازی شرایط نشان‌دارسازی با mTc99 به عنوان عامل تصویربرداری SPECT

صفحه 13-21

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1039.1701

زهرا عرب حلوایی باقری؛ سیدمحمودرضا آقامیری؛ الهام ستارزاده خامنه؛ سعید کاکائی؛ حسن یوسف نیا

چکیده هدف از پژوهش حاضر، سنتز، ترکیب متوکسی آمیدو زانتات MAX و نشان‌دارسازی آن با رادیونوکلیید mTc99 به عنوان یک عامل تشخیصی نوین جهت تصویربرداری توموگرافی رایانه‌ای تک فوتونی (SPECT) می­‌باشد. لیگاند فوق از واکنش بین دو ماده‌ی کلرواستامید (Chloroacetamide) و مشتقات زانتات (Xanthate) با نسبت‌های مولی معین سنتز شد. سپس فرایند نشان‌دارسازی لیگاند MAX از طریق دوشیدن mTc99 از ژنراتور (mTc99Mo/99) و به روش مستقیم انجام گرفت. به این ترتیب که قلع کلرید به عنوان عامل کاهنده مورد استفاده قرار گرفت و اثر پارامترهایی از قبیل عوامل افزودنی از جمله اسید آسکوربیک، تغییر غلظت عامل شلات‌کننده و pH جهت بهینه‌سازی شرایط نشان‌دارسازی مورد ارزیابی قرار گرفت. شناسایی و تشخیص محصولات شیمیایی به وسیله‌ی طیف‌سنجی‌های مادون قرمز (FTIR) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) انجام گرفت. میزان نشان‌دارسازی کمپلکس در دمای آزمایشگاه %93 برآورد شد. رادیوداروی نوین mTc-MAX99 با خلوص رادیونوکلییدی و رادیوشیمیایی بالاتر از %90 می‌تواند به عنوان یک عامل تشخیصی نوید بخش در مطالعات کلینیکی و پیش‌بالینی مورد استفاده قرار گیرد که در مطالعات آینده به آن پرداخته خواهد شد.

شبیه‌سازی مونت کارلو دستگاه IECF با استفاده از Geant4 به منظور استفاده در نوترون رادیوگرافی

صفحه 22-29

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1368

سارا وثوقی؛ پیمان رفیعی‌پور؛ محسن محرابی؛ مریم قپانوری؛ نفیسه سالک

چکیده نوترون‌رادیوگرافی (NRG) یک روش تصویربرداری غیرمخرب جهت ایجاد تصویر با استفاده از تابش نوترون می‌باشد. در این پژوهش، مطالعات امکان‌سنجی رادیوگرافی نوترون با استفاده از منبع نوترونی مبتنی بر محصورسازی الکترواستاتیکی-اینرسی (IECF) توسط شبیه‌سازی به وسیله ابزار شبیه‌سازی مونت‌کارلو Geant4 انجام گردید. به منظور درک بهتر کارایی دستگاه جهت نوترون رادیوگرافی، اثر ضخامت‌های مختلف سرب بر روی تصویر و امکان تشخیص حفره‌هایی با سایزهای مختلف درون یک قطعه ضخیم سرب، بررسی شده است. کیفیت تصاویر حاصل شده برای پارامترهای مختلف برحسب کنتراست بررسی شده است. نتایج شبیه‌سازی، کارآمدی و محدودیت‌های NRG را برای تصویربرداری با استفاده از این دستگاه و مناطق احتمالی (از نظر ضخامت سرب و سایز حفره‌ها) که NRG می‌تواند اجرا شود، نشان داده است.

بررسی اثر پرتو گاما بر زمان ماندگاری گوشت چرخ‌کرده‌ی گوساله از تولید تا مصرف

صفحه 30-37

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1008.1684

رؤیا رفیعی؛ خدیجه قطبی کهن؛ اعظم اخوان؛ فرشته سعیدی؛ رامسینا بت عیشو بابرودی

چکیده در این تحقیق، اثر پرتودهی با پرتو گاما و کیتوزان بر عمر مصرف گوشت چرخ‌­کرده گوساله بررسی شد. قسمتی از نمونه‌­ی گوشت با محلول کیتوزان %2 تیمار شد و قسمت دیگر بدون تیمار با کیتوزان با دُزهای 3، 5 و 7 کیلوگری (kGy) در گاماسل پرتودهی شدند. نمونه‌­های پرتودهی نشده (کنترل) و نمونه‌­های پرتودهی شده از نظر میزان آلودگی میکروبی، خصوصیات کیفی شامل رنگ، بو، خونابه و مشتری‌پسندی (پذیرش کلی) و هم‌­چنین پراکسیداسیون چربی بررسی شدند. نتایج نشان داد که هر دو عامل پرتودهی و تیمار با کیتوزان اثر قابل توجهی در کاهش بار میکروبی گوشت شامل کل میکروارگانیسم­های زنده، باکتری استافیلوکوکوس اورئوس، اشریشیا کلی و گونه­‌های سالمونلا در طول دوره‌­ی نگه‌­داری دارند. خصوصیات کیفی نمونه‌­های پرتودهی شده و تیمار شده با کیتوزان اختلاف معنی­‌دار با کیفیت نمونه‌­های کنترل پرتودهی نشده نداشت. در نهایت، بر اساس حد مجاز پراکسیداسیون چربی، به منظور افزایش عمر مصرف محصول از 2 روز به 7 روز در دمای ˚C 4، دُز kGy 3 به عنوان دُز مناسب برای پرتودهی گوشت چرخ­‌کرده تعیین شد. همه‌­ی اجزاء بسته‌­بندی گوشت، مقاومت پرتوی خوبی نسبت به دُز تعیین شده داشتند.

بررسی تأثیر تابش باریکه‌ی الکترونی بر اسپایک‌های سارس کووید2، مرس کووید، یوکی کووید، سارس کووید با استفاده از ابزار Geant4-DNA

صفحه 38-46

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1003.1680

مهرداد جلیلی ترکمانی؛ فرهاد ذوالفققارپور؛ اسداله اسدی؛ پونه سیاح کوهی

چکیده انتقال ویروس کرونا به داخل سلول از طریق اسپایک‌های ویروس انجام می‌شود پس یکی از بهترین راه‌های مقابله با انتقال ویروس به داخل سلول‌های بدن، ایجاد اختلال در روند عملکرد اسپایک‌های ویروس است. بنابراین در این تحقیق، چگونگی جذب و انتقال انرژی از طریق پرتوهای رادیواکتیو به اسپایک‌های سارس کووید2، مرس کووید، یوکی کووید و سارس کووید توسط ابزار جینت4- دی اِن اِی شبیه‌سازی شده و نتایج حاصل از پرتودهی این اسپایک‌ها با یکدیگر مقایسه شده است. از آن‌جایی که یکی از عوامل کاهش در ماندگاری ویروس جذب انرژی توسط ویروس می‌باشد، در این پژوهش سعی شده است با انجام شبیه‌سازی با پرتودهی اسپایک این ویروس­‌ها به‌وسیله باریکه الکترونی با گستره‌ی انرژی keV 2 -eV  10 مقادیر جذب انرژی استخراج و رابطه‌ آن با آمار مبتلایان و قربانیان گونه‌های شایع کرونا مقایسه گردد. نتایج حاصل شده نشان می‌­دهد که ارتباط معکوسی بین میزان انرژی جذب شده در اسپایک‌­ها و تلفات انسانی وجود دارد.

انتخاب بهترین روش زمان‌سنجی برای امواج خروجی از آشکارسازهای سیلیکونیِ فوق سریع UFSD

صفحه 47-53

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1401

محمد فدوی مزینانی؛ علی اصغر مولوی

چکیده روش‌های مختلفی برای زمان­‌سنجی امواج مشابه و با تحریک یکسان ارایه شده است که با توجه به شرایط موج می‌­توان بهترین گزینه را انتخاب کرد. لذا هدف ما یافتن بهترین روش زمان‌سنجی جهت امواج خروجی از حسگر UFSD است زیرا می­‌خواستیم از این حسگرها برای برای آشکارسازی پروتون‌ها در سیستم پروتون درمانی برای­ درمان ­تومورهای سرطانی استفاده کنیم. در این راستا مقایسه روش‌های مختلف مثل تفکیک‌کننده کسر ثابت (CFD)، همبستگی متقابل(CC) و زمان بیش از آستانه  (TOT)با داده‌­های متفاوتی که حاصل شبیه‌­سازی این امواج توسط نرم‌افزار 2Weightfield بود و داده‌­های شبیه‌سازی عملی این امواج در آزمایشگاه و هم‌چنین داده‌های تجربی که همان امواج واقعی حاصلِ تست UFSD در مقابل پرتو پیکولیز هستند، توسط برنامه‌­های متعددی در نرم‌افزار MATLAB انجام ­شده است. نهایتاً بهترین روش زمان‌سنجی را CFD تشخیص داده­‌ایم.

آنالیز عنصری تومور در فانتوم چشم با استفاده از شمارش گاماهای آنی گسیل شده در پروتون‌درمانی

صفحه 54-61

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1189.1777

فرشته ساحلی؛ ناصر وثوقی؛ زعفر ریاضی؛ فاطمه سادات رسولی

چکیده طیف گامای آنی تولید شده حین تابش پروتون به بافت، برای آنالیز عنصری بافت تحت درمان به کار گرفته می‌­شود. هدف اصلی این آنالیز در پروتون­درمانی ردیابی غلظت اکسیژن در بافت تومور است. پایش برخط تغییر غلظت این عنصر پزشک را به سمت ارزیابی روند بهبود و تخمین پاسخ بدن بیمار به درمان هدایت می‌­کند. در این مطالعه طیف گاما آنی یک فانتوم چشم انسان در آشکارساز HPGe با استفاده از ابزار Geant4 شبیه‌سازی شده و آنالیز عنصری تومور در این فانتوم با به ­کارگیری شبکه عصبی انجام شد. در این آنالیز 33 نمونه از فانتوم چشم حاوی تومورهای متفاوت از نظر چگالی و درصد عناصر تشکیل‌دهنده شبیه‌­سازی شد که از 21 نمونه برای آموزش شبکه عصبی و از 6 نمونه برای آزمون و از 6 نمونه برای راستی‌­آزمایی شبکه استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که همبستگی خوبی بین نتایج پیش‌­بینی شده توسط شبکه عصبی و نتایج مورد انتظار وجود دارد. نتایج نشان داد که درصد خطای اکسیژن برای نمونه­‌های آزمون کم‌تر از 8/5 درصد، برای کربن کم‌تر از 7/12 درصد و برای نیتروژن کم‌تر از 25 درصد به دست آمده است. لذا پتانسیل این آنالیز کمی برای بافت­‌های ناهمگن جهت تخمین درصد جرمی اکسیژن تأیید می‌­شود.

شبیه‌سازی و اندازه‌گیری تابش میون‌های کیهانی مداخله‌گر در آشکارساز می‌نی‌ایراند

صفحه 62-72

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1049.1707

محمد جواد صفری؛ الهام تقوی؛ سحر هداوندی؛ حامد روحی؛ سروش محتشمی؛ محمدرضا قربانی؛ زهرا شهبازی راد

چکیده امروزه آشکارسازی پادنوترینوی رآکتور مورد توجه زیادی است، چون می‌تواند جهت برآورد وضعیت برن‌آپ و ویژگی‌های مصرف سوخت از راه دور استفاده شود. معمولاً اندازه‌گیری نوترینو، براساس واکنش واپاشی بتای معکوس نوترینو با پروتون (اتم هیدروژن) در مواد سوسوزن انجام می‌شود. در این پژوهش، آشکارساز سوسوزن ایراند با طراحی قطعه‌بندی‌شده توسعه یافته و نمونه‌ی مقیاس‌شده‌ی آن با عنوان می‌نی‌ایراند ساخته شده است. اندازه‌گیری نوترینو با چالش‌هایی مواجه است؛ از جمله این‌که عوامل مداخله‌گر در اندازه‌گیری نوترینو باید به خوبی شناسایی و از سیگنال‌های اصلی جدا شوند که میون‌های کیهانی از جمله مهم‌ترین آن‌ها به شمار می‌روند. این امر ایجاب می‌کند که شناخت دقیقی از پاسخ آشکارساز به میون‌های کیهانی حاصل شود. در این پژوهش با استفاده از ابزار جینت۴ و شبیه‌سازی مونت کارلو، رفتار میون در آَشکارساز می‌نی‌ایراند از جنبه‌های مختلف بررسی شده است. با اندازه‌گیری تجربی به مدت ۲۱ روز، رویدادهای مربوط به میون شناسایی شده و ویژگی‌های آن­‌ها تعیین می‌شوند. اجرای آزمایش با توسعه‌ی یک سیستم داده‌برداری دیجیتال مخصوص و توسعه‌ی الگوریتم‌های پردازشی مناسب صورت گرفته است. نتایج حاصل، براوردی از طیف رویدادهای آنی (طیف میشل) و تأخیری (طیف لاندائو) را به دست می‌دهد. مطابقت نتایج تجربی و شبیه‌سازی، نشانگر صحت روند طی شده در بخش‌های شبیه‌سازی و تجربی است.

تصحیح منحنی کالیبراسیون دزیمترهای گرمالیان 600-TLD پس از پرتودهی بدون فانتوم با نوترون‌های حرارتی MNSR اصفهان

صفحه 73-77

https://doi.org/10.24200/nst.2022.1056.1711

امیر مصلحی

چکیده مطالعات اخیر نشان می‌­دهد که میدان نوترون‌­های بیم‌­تیوب حرارتی رآکتور چشمه نوترون مینیاتوری اصفهان (MNSR) با داشتن شار و آهنگ معادل دز پایا با زمان، می‌­تواند به عنوان میدان کالیبره دز دزیمتری مورد استفاده قرار گیرد. محدودیت اصلی در این زمینه عدم امکان استفاده از فانتوم در پرتودهی دزیمترهای فردی است. این موضوع منجر به پیش­‌بینی کم‌­تر معادل دز فردی پرتوکاران از مقدار درست خواهد شد. هدف این پژوهش تصحیح پاسخ و در نتیجه منحنی کالیبراسیون دزیمترهای 600TLD- در حالتی است که بدون فانتوم در MNSR پرتودهی شده‌­اند. بدین‌منظور، از شبیه‌­سازی مونت­‌کارلو با استفاده از ابزار Geant4 استفاده شده است. با توجه به تناسب بین پاسخ دزیمترهای گرمالیان و دز جذب شده در آن‌­ها، مقدارهای دزهای جذبی در این دزیمتر در دو حالت پرتودهی با فانتوم و بدون آن محاسبه شده و نسبت آن‌­ها به عنوان ضریب تصحیح به پاسخ‌­ها در حالت بدون فانتوم اعمال شده و نهایتاً منحنی کالیبراسیون تصحیح شده به دست آمده است. از طرف دیگر، به عنوان یک رویکرد تحلیلی، ضریب تصحیح به صورت نسبت تعداد میانگین انعکاس‌­های نوترون‌­های حرارتی بین هوا و بافت (حضور فانتوم) و در هوا به تنهایی (بدون فانتوم) در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می‌­دهد که ضرایب تصحیح حاصل از روش‌­های شبیه‌­سازی و تحلیلی به ترتیب 57/1 و 44/1 هستند که با اختلاف %8 توافق خوبی دارند. تصحیح پاسخ‌­ها منجر به کاهش ضریب کالیبراسیون دزیمترهای 600TLD- از مقدار 0012/0 به 0008/0 می‌­شود.

سنتز جاذب ید با قابلیت کاربرد در آلودگی‌زدایی از فاز گازی مرحله انحلال فرایند تولید مولیبدن-۹۹ حاصل از شکافت

صفحه 78-85

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1341

بهراد شقاقی؛ سیمیندخت شیروانی آرانی؛ ایمان دهقان؛ سید میلاد میرعماد؛ شایان مطمئن اصفهانی؛ محسن طبسی؛ علی بهرامی سامانی؛ محمد قنادی مراغه

چکیده به منظور تولید رادیوایزوتوپ تکنسیم-۹۹ حاصل از واپاشی رادیواکتیو مولیبدن-۹۹ و خالص‌­سازی محصول حاصل از فرایند انحلال اسیدی هدف مینیاتوری، لازم است آلودگی ید گازی در حد قابل قبولی کاهش یابد. به این منظور از جاذب‌های جامد استفاده می‌شود. یکی از بهترین جاذب‌های مورد استفاده از موردنیت حاوی نقره تشکیل شده است. در این پژوهش روش سنتز و مشخصات جاذب سنتز شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه این جاذب بلورهای موردنیت حفره‌دار با اندازه حدود ۱۰ میکرومتر و نسبت آلومینیم به سیلیکون برابر 2/5 سنتز شد و پس از آن با استفاده از عوامل خمیرکننده، پایدارکننده و متخلخل‌­کننده به شکل گرانول درآمد. گرانول‌های تهیه شده موردنیت با نقره جایگزین شد که درصد وزنی نقره در آن برابر ۱/۸ ارزیابی شد. نتایج حاصل از ارزیابی جذب ید گازی توسط جاذب تهیه شده نشان‌دهنده درصد جذبی برابر با ۲/۹۹ درصد می‌باشد.

بهینه‌سازی فروشویی قلیایی اورانیم از یک نمونه پسماند جامد حاوی فلوئورید و نیترات بالا با استفاده از روش طراحی آزمایش سطح پاسخ

صفحه 86-94

https://doi.org/10.24200/nst.2021.976.1663

مجید حاجی حسینی؛ محمدرضا پورجاوید؛ احسان ذوالفنون؛ سید رضا یوسفی؛ محمد رضایی؛ سارا طبیب زاده دزفولی؛ حمزه حسین پور؛ توران ربیعی سامانی

چکیده به منظور فروشویی قلیایی اورانیم از پسماند جامد، از محلول حاوی کربنات استفاده می‌­شود. زمان، دما و سرعت هم­‌زدن (پارامترهای مستقل) و غلظت کل کربنات، نسبت کربنات به بی­کربنات و نسبت حجم شوینده مایع به وزن پسماند جامد (L/S) (پارامترهای وابسته) از جمله پارامترهای مؤثر در فرایند فروشویی هستند. بهینه‌­سازی پارامترهای مستقل به شیوه یک متغیر در زمان (OVAT) انجام گرفت و پارامترهای وابسته نیز با کمک نرم‌­افزار MINITAB و با استفاده از روش طراحی آزمایش مختلط مرکزی در وجه (FCCD) به صورت هم­‌زمان بررسی شدند. پودر پسماند جامد توسط EDAX، SEM و XRD آنالیز گردید و آنالیز عنصری نمونه­‌ها نیز پس از انحلال کامل توسط ICP-OES صورت پذیرفت. مدت زمان 5/0 ساعت، سرعت چرخش هم‌زن 150 دور بر دقیقه، دمای اتاق، غلظت‌­های 09/0، 01/0 و 1/0 مولار (به ترتیب) برای کربنات و بی­کربنات سدیم و کل کربنات، همراه با نسبت‌­های 9/1 و 20 (به ترتیب) برای نسبت کربنات سدیم به بی‌کربنات سدیم و L/S شرایط بهینه بودند. تکرارپذیری فروشویی پسماند جامد با انجام 4 آزمایش بررسی و مقادیر 2±2/94 و 6/1±15/4 به ترتیب برای متوسط درصد لیچ و جامد باقی‌مانده به­‌دست آمدند. متوسط عیار اورانیم نیز 02/0±09/2 بود.

تهیه کامپوزیت گرافن اکسید- نیکل هگزاسیانو فرات برای حذف مؤثر استرانسیم از پسماندهای آبی: مشخصه‌یابی و کاربرد

صفحه 95-105

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1342

نورالله دلیجه؛ طاهر یوسفی؛ حسن آقایان؛ مهدی پروینی؛ حسین قاسمی مبتکر؛ رامین یاوری

چکیده در این پژوهش ابتدا گرافن اکسید به روش هامر تهیه گردید و سپس نانو ذرات نیکل هگزاسیانو فرات روی آن تثبیت شد. محصول به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف­‌سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) مشخصه‌یابی شد. نتایج این مشخصه‌یابی، موفقیت­‌آمیز بودن تهیه گرافن اکسید و تثبیت نانوذرات بر روی آن را تأیید کردند. سپس ترکیب گرافن اکسید-نیکل هگزاسیانو فرات برای جذب یون استرانسیم از محیط آبی به روش پیمانه‌­ای استفاده شد. اثر پارامترهای مهم مانند pH، زمان و غلظت اولیه استرانسیم بر روی میزان جذب بررسی شد. بررسی اثر pH نشان داد که جذب استرانسیم در محدوده 1 تا 7 افزایش یافته و بعد از رسیدن به حداکثر جذب، ثابت و یا به طور ناچیزی کاهش می‌­یابد. در شرایط بهینه ظرفیت جذب حدود 140 میلی گرم بر گرم جاذب به دست آمد. داده­‌های سینتیکی جذب یون­‌های استرانسیم توسط گرافن اکسید اصلاح شده با مدل‌­های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی و نتایج نشان دادند که داده‌­های تجربی مطابقت بهتری با معادله سینتیکی شبه مرتبه دوم دارد (999/0=2(R. هم‌چنین نتایج نشان می‌­دهند که ایزوترم جذبی لانگمویر تطابق بهتری با فرایند جذب دارد (973/0=2(R. بنابراین می‌­توان گفت که نحوه پراکندگی جاذب در سطح و بین لایه‌­ها به صورت هموژن می‌­باشد و تثبیت جاذب با روش ذکر شده با پراکندگی مطلوب ذرات جاذب بر بستر گرافن اکسید انجام پذیرفته است. تخمین مقدار فاکتور جداسازی (1(0<RL< با استفاده از نمودار لانگمویر نشان می‌دهد که فرایند جذب یون بر روی سطح جاذب مطلوب می­‌باشد.

طراحی و ساخت سیستم کنترلر چشمه یونی از نوع برخورد الکترونی برای سیستم طیف نگار جرمی

صفحه 106-115

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1398

حمید رضا انصاری؛ احمدرضا ذوالفقاری؛ امیر حسین فقهی

چکیده قدرت تفکیک دستگاه طیف‌نگار جرمی به صورت مستقیم به شدت یون خروجی و انرژی آن بستگی دارد. مقدار یون تولید شده به جریان و انرژی باریکه الکترونی وابسته است. از جمله وظایف مدار کنترل چشمه برخورد الکترونی تنظیم جریان و انرژی باریکه الکترونی برای رسیدن به قدرت تفکیک بهینه می‌باشد. در ساخت مدار کنترل چشمه برخورد الکترونی پارامترهایی نظیر تثبیت جریان باریکه الکترونی و انرژی آن، تنظیم دقیق پتانسل الکتریکی لنز و الکترودهای چشمه یونی بسیار حایز اهمیت می‌باشد. در این مقاله مدار کنترل چشمه یونی با قابلیت تنظیم و تثبیت دقیق جریان انتشار الکترون، انرژی باریکه و پتانسیل الکتریکی نقاط طراحی و ساخته شد. این مدار کنترلر بر روی دستگاه طیف نگار جرمی 44Varian MAT  نصب و مورد آزمایش قرار گرفت. مدار کنترل ساخته شده قادر به تثبیت جریان و انرژی الکترون بهتر از %1 می‌باشد.

مطالعه نقش لایه کَندگی دوتایی کربن‌چگالی‌بالا - پلی استایرن در اشتعال هدف‌های گداخت لختی

صفحه 116-126

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1375

مریم ناصریان؛ بابک خان بابائی

چکیده لایه کندگی کربن‌­چگالی‌­بالا یکی از گزینه‌­های امیدبخش در افروزش گرماهسته­‌ای در هدف­‌های گداخت محصورشدگی لختی است. به منظور کاهش ناپایداری‌­های هیدرودینامیکی و هم‌­چنین حفظ سوخت از پدیده پیش‌­گرمایش، از طراحی لایه کَندگی دوتایی با لایه بیرونی کربن­‌چگالی­‌بالا که اخیراً توسط محققین مورد توجه قرار گرفته است، استفاده شده است. از این‌­رو در این پژوهش، بهینه‌­سازی لایه کندگی دوتایی یک هدف کروی دلخواه با تک لایه کندگی پلی‌­استایرن را با استفاده از کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE مورد بررسی قرار دادیم. این هدف، تحت تابش باریکه‌­های متقارن لیزر با طول پالس  ns۷/۲۲، طول موج  µm۲۵/۰ و انرژی کل MJ 7/1 قرار گرفت. محاسبات ما نشان می‌­دهد که ضخامت بهینه کربن­‌چگالی‌­بالا حدود mm ۶/۵ است. استفاده از لایه کندگی دوتایی سبب می‌­شود که انرژی لیزر جذب شده در سطح هدف حدود %­۸ افزایش یابد. افزایش انرژی جذب شده منجر به افزایش حدود %­5 توان آلفای تولیدی شده و در نتیجه کسر مصرف سوخت حدود %­۵/۱ افزایش می‌­یابد. در نهایت بهره سوخت حدود %­۱۲ افزایش یافت.

طراحی سیستم تأمین انرژی سیم‌پیچ چنبرهای بر پایه ابرخازن به منظور افزایش زمان پلاسما در توکامک دماوند

صفحه 127-137

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1377

حسین رسولی؛ امیر رضا دارابی؛ کریم عباس‌زاده؛ حجت بابایی؛ امیر حسین معروف خانی

چکیده در این مقاله سیستم تأمین انرژی و تخلیه جریان در سیم‌­پیچ چنبره‌ای توکامک دماوند به منظور افزایش زمان میدان‌های مغناطیسی با هدف افزایش زمان ماندگاری پلاسما، طراحی و شبیه‌سازی شده است. در حال حاضر در این توکامک جریان سیم­‌پیچ چنبره‌ای دارای نیم سیکل سینوسی با مدت زمان ms 100 و پیک جریان kA 12 است که میدان مغناطیس تقریباً T 1/1 در مرکز چنبره تولید می‌کند و ناحیه تخت آن در حدود ms 20 می‌باشد که برای تشکیل و محصورسازی پلاسما استفاده می‌گردد. با هدف ارتقاء توکامک دماوند به منظور افزایش مدت زمان ماندگاری پلاسما به ms 200، ضروری است که سیستم‌های تأمین انرژی و کنترل مربوط به جریان سیم‌­پیچ‌های قطبی و چنبره‌ای جدید طراحی و ارتقاء یابد. برای رسیدن به هدف مذکور، در این مقاله سیستم تأمین انرژی اصلی بر پایه منابع انرژی ذخیره‌ساز ابر خازن با ظرفیت F21، ولتاژ تحمل V900 و چیدمان 7 شاخه سری، 8 شاخه موازی طراحی شده است. هم‌چنین جهت تأمین و تثبیت جریان سیم‌پیچ چنبره‌ای، مبدل چاپر با 7 ماژول موازی به همراه سیستم کنترل حلقه بسته با کنترل‌کننده هیسترزیس طراحی و شبیه‌سازی شده است. سیستم کلی قابیلت تأمین و تثبیت میدان مغناطیسی از محدوده 7/0 تا 2/1 تسلا با ریپل کم‌تر از %2/0 و مدت زمان ms 200 برای ناحیه تخت دارد. هم‌چنین سیستم شارژ بانک ابر خازنی بر اساس مبدل یکسوساز 12 پالسه و مبدل باک با روش جریان ثابت، طراحی و شبیه‌سازی شده است که نتایج مطلوبی را حاصل کرده است.

کاربرد سونداژ الکتریکی قائم در شناخت ژئومکانیکی توده سنگ میزبان آنومالی III کانسار ناریگان، منطقه بافق، زون ایران مرکزی

صفحه 138-147

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1369

سید هادی بهشتی بافقی؛ علیرضا یاراحمدی بافقی؛ احمد قربانی؛ حسینعلی قاری

چکیده روش الکتریکی به عنوان یک بررسی ژئوفیزیکی می‌تواند پارامترهای زمین‌شناسی شامل خردشدگی، شاخص دگرسانی توده سنگ، درصد اشباع، کیفیت آب زیرزمینی و . . . را به خوبی نمایش دهد. این پارامترها نقش مهمی در طبقه‌بندی مهندسی توده سنگ از طریق تأثیر بر دو شاخص کیفیت توده سنگ (RQD) و شاخص مقاومت زمین‌شناسی (GSI)، کانه‌زایی عناصر و نیز نحوه حفاری دارند. در این مقاله با استفاده از روش سونداژ الکتریکی قائم در لایه‌های زیرسطحی به بررسی تعیین این پارامترها و متعاقباً دو شاخص مذکور در توده‌سنگ‌های آذرآواری آنومالی III کانسار ناریگان پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که مقاومت ویژه الکتریکی تفسیر شده (با استفاده از نرم‌­افزار win2IPI) ارتباط قابل قبولی با میزان شاخص دگرسانی و تا حدی GSI در توده سنگ دارد. با این حال تعیین دقیق GSI و هم‌­چنین RQD با استفاده از این روش ژئوفیزیکی از اعتماد بالایی برخوردار نیست. به بیان ساده­تر با استفاده از یک رابطه ریاضی نمی‌­توان با مقاومت ویژه الکتریکی میزان GSI و شاخص آلتراسیون را تخمین زد.

ژئوشیمی اورانیم و عناصر نادر خاکی در کانسار فسفات دلیر، زون البرز مرکزی

صفحه 148-157

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1400

خالق خشنودی؛ سمانه ضیاپور

چکیده کانسار فسفات دلیر در 57 کلیومتری جنوب غربی شهر چالوس در استان مازندران و زون البرز مرکزی دارد. میزبان این ذخیره سازند سلطانیه است که یکی از مهم‌ترین سازندهای میزبان فسفات رسوبی در ایران است. نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و مطالعات میکروسکوپ نوری و الکترونی بر روی نمونه‌های فسفات کانسار دلیر نشان داد که آپاتیت، کلسیت، کوارتز و دولومیت کانی‌های اصلی و کانی‌های فرعی شامل مونتموریلونیت، پیریت و باریت در مقادیر فرعی به همراه مقادیر جزیی سیدریت، روتیل، ایلیت و گوتیت هستند. میزان 5O2P، U و REE در نمونه‌های موردمطالعه به ترتیب در محدوده 5 تا 1/16 درصد، 9/1 تا 5/5 و 9/45 تا 9/136 پی پی ام متغیر است. نمونه‌های موردمطالعه دارای بی­هنجاری منفی Ce است که نشان‌­دهنده وجود یک محیط فاقد اکسیژن در زمان نهشت فسفات دلیر می‌باشد. براساس فاکتورهای کنترل‌­کننده تمرکز اورانیم در فسفریت‌ها، افق فسفاته سازند سلطانیه به دلیل شرایط آب و هوای گرم تا نیمه‌گرم مرطوب و pH خنثی تا اسیدی آب دریا در زمان تشکیل فسفات، پتانسیل غنی‌شدگی‌ اورانیم را ندارد. در نهایت، با توجه به این­‌که نتایج آنالیز شیمیایی نمونه‌های فسفات کانسار دلیر غنی‌شدگی‌ اورانیم نشان نمی‌دهد و هم‌­چنین با در نظر گرفتن فاکتورهای کنترل­‌کننده تمرکز اورانیم در فسفریت‌ها می‌توان پیش­‌بینی کرد احتمالاً سایر ذخایر فسفات سازند سلطانیه فاقد غنی‌شدگی‌ اورانیم هستند.

ارزیابی آشکارساز Micromega به روش المان محدود برای قطبش‌سنجی پرتو ایکس

صفحه 158-162

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1372

الهام عدالتخواه

چکیده در این پژوهش عملکرد یک آشکارساز گازی میکرو از نوع صفحه موازی، آشکارساز Micromega، برای قطبش­‌سنجی پرتو ایکس ارزیابی شد. بدین منظور از نرم‌‎افزار COMSOL Multiphysics که قابلیت حل معادلات دیفرانسیل را برپایه روش المان محدود دارد استفاده شد. بدین ترتیب که با حل معادله پواسون در هندسه آشکارساز، میدان الکتریکی در نقاط مختلف به‌دست آمد. سپس بهره آشکارساز با استفاده از میدان الکتریکی به‌دست آمده و حل معادله پیوستگی محاسبه شد. نتایج نشان دادند آشکارساز شبیه‌­سازی ‎شده در ولتاژ V 400 بهره‎ای برابر 100 دارد. نتایج به‌دست ‎آمده با نتایج شبیه‌‎سازی این آشکارساز با کد Garfield هم‌خوانی خوبی دارند که مؤید درستی شبیه‎‌سازی انجام ‎شده به روش المان محدود است. این آشکارساز با توجه به ویژگی‌های خوبی مانند توان تفکیک بالا، سطح حساس بزرگ و قابلیت عملکرد در شار بالای ذرات، ابزار مناسبی برای قطبش‎‌سنجی پرتو ایکس می‎‌باشد.

طراحی و ساخت الکترومگنت دوقطبی چشمه پنینگ یون هیدرون منفی

صفحه 163-169

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1320

معصومه یارمحمدی سطری؛ حمیدرضا لطفی؛ مسعود مهجورشفیعی

چکیده به منظور ساخت، راه‌اندازی و عیب‌یابی مقدماتی چشمه پنینگ داخلی سیکلوترون 10IRANCYC، یک مگنت الکتریکی دوقطبی با میدان مغناطیسی در حد امکان مشابه میدان در مرکز سیکلوترون مذکور طراحی و ساخته شد. این الکترومگنت که در دانشکده فیزیک دانشگاه تهران طراحی و ساخته شد، قادر است میدان مغناطیسی به بزرگی 7000 گوس را در محل استقرار چشمه (منطقه‌­ای به شعاع 15 میلی‌متر در مرکز مگنت) به آسانی و بدون نیاز به خنک‌سازی تأمین کند. دست‌­یابی به میدان 1/1 تسلا نیز با استفاده از این مگنت برای مدت چند دقیقه امکان‌­پذیر است. قرار است چشمه‎‌ی پنینگ در داخل سیکلوترون 10IRANCYC، شدت میدان مغناطیسی به بزرگی 1/1 تسلا را تجربه کند. شدت میدان مغناطیسی در ناحیه استقرار چشمه با انحراف حداکثر 1/1 درصد نسبت به شدت میدان در مرکز مگنت، عملاً یکنواخت می‌باشد. این مگنت از نوع مگنت H شکل است که قطر قطب‌های آن 100 میلی‌متر و فاصله آن‌­ها از یک‌­دیگر 60 میلی‌­متر می­باشد. به منظور طراحی و ساخت مگنت، کدهای Ansys Maxwell، Comsol، SolidWorks استفاده شده است.

بررسی تجربی اثر فشار گاز و طول تشدیدگر بر روی پهنای زمانی تپ لیزر 2CO

صفحه 170-176

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1373

سعید جلوانی؛ کاوه سیلاخوری؛ سهند زارع؛ محمود ملاباشی؛ مریم ایلچی؛ زهرا پورحسن نژاد؛ داود احدپور

چکیده در این مقاله، به بررسی اثر پارامترهای گوناگون بر شکل تپ‌های گسیلی لیزر 2CO تپی پرداخته شده است. در این راستا، عوامل مختلفی مانند: فشار گاز و هم‌­چنین طول تشدیدگر تغییر داده شدند و شکل تپ‌های گسیلی لیزر در هر حالت به‌همراه اندازه انرژی آن‌ها ثبت گردیدند. نتایج نشان می‌­دهد که انرژی گسیلی با افزایش فشار گاز، به‌شدت افزایش می‌یابد، به‌گونه‌ای که با 2 برابر و 3 برابر شدن فشار، انرژی گسیلی به 3 و 5 برابر، پهنای زمانی تپ‌ها به نیم و یک‌سوم و زمان برساخت آن‌­ها نیز به 9/0 و 7/0 اندازه‌های اولیه‌ی خود می‌رسند. هم‌­چنین با درازتر شدن طول کاواک، از دیرش زمانی میخه و به‌ویژه دنباله‌ی تپ‌ها کاسته می‌گردد. برای انجام این رشته آزمایش‌ها، از یک لیزر دست‌ساز با فشار کار در بازه‌ی atm  1-3 بهره گرفته شده است.