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.