بهبود جذب یون استرانسیم با استفاده از عوامل کمپلکسکننده نوع N و NO نشانده شده بر روی SiO2
صفحه 1-11
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1263.1824
زهرا شیری یکتا؛ سید جلال حسینی؛ محمد ره گشای
چکیده با توجه به اهمیت حذف یون استرانسیم موجود در پسابهای هستهای، در کار حاضر ضمن سنتز لیگاندهای هیدروکسی بنزآلدهید پروپیل تری اتوکسی سیلان (Si-HL3(EtO)) و پیریدیل متیلیدین پروپیل تری اتوکسی سیلان (Si-L3(EtO)) به بررسی خصوصیات نانو ذرات سیلیکای اصلاح شده با این لیگاندها به عنوان جاذب جامد در حذف یون استرانسیم از محلول آبی پرداخته شد و پارامترهایی مانند pH، زمان، جرم جاذب، دما و یونهای مزاحم مورد آزمایش قرار گرفت. بررسی رفتار جذبی جاذبها نشان داد با اصلاح سطح نانو جاذب توانایی آن در جذب یون استرانسیم در 6pH= از 31/6% به 86% و 11/22% به ترتیب با استفاده از لیگاندهای Si-HL3(EtO) و Si-L3(EtO) افزایش مییابد. نتایج ایزوترمها و سینتیکهای جذب نشان داد که فرایند این جذب از ایزوترم لانگمویر و مدل شبه درجه دوم تبعیت میکند. همچنین مقادیر به دست آمده از پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که حذف استرانسیم از محلول آبی یک فرایند گرماگیر و مقادیر مثبت آنتروپی نیروی محرکه فرایند جذب است.
مطالعۀ خواص ساختاری، دینامیکی و حرارتی سوخت هستهای مونو نیترید توریم با استفاده از محاسبات اصول اولیه
صفحه 12-20
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1242.1808
محمد حسین صحافی؛ امید اخوان
چکیده در این مقاله، خواص ارتعاشی، ترموفیزیکی و ساختاری ترکیب نیترید توریم با استفاده از نظریۀ تابعی چگالی در چارچوب محاسبات اصول اولیه مورد بررسی قرار گرفتند. خواص ساختاری شامل ثابت شبکه، مدول حجمی و مشتق مرتبۀ اول مدول حجمی محاسبه و با دادههای تجربی موجود مقایسه میشوند که همخوانی رضایتبخشی مشاهد میگردد. نمودارهای طیف فونونی و چگالی حالتهای ارتعاشی در امتداد مسیرهای پرتقارن به وسیلۀ نظریۀ اختلالی تابعی چگالی محاسبه میشوند. تحلیل منحنی پاشندگی فونونی نشان میدهد که هیچ بسامد موهومی یافت نمیشود که بیان میکند ساختار بلوری در تعادل دینامیکی است. همچنین، مشاهد میشود که یک گپ فونونی در فاصله 1-cm 154-300 برای این ترکیب وجود دارد. خواص ترمودینامیکی شامل دمای دبای، ضریب انبساط گرمایی، آنتروپی، مدول حجمی همدما و ظرفیت گرمایی ویژۀ ارتعاشی توسط مدل شبه هماهنگ دبای تحت دما و فشار بالا ارزیابی میشوند. نتایج نشان میدهند که حجم سامانه در یک دمای ثابت با افزایش فشار کاهش مییابد در حالی که برای تمام فشارها، هنگامی که دما افزایش پیدا میکند، افزایش مییابد. ضریب انبساط گرمایی، با افزایش دما در یک فشار ثابت، افزایش پیدا میکند که بیانگر افزایش انتقال حرارت در شبکه بلوری است.
توسعه نرمافزار شبیهساز S3–HACNEM بهمنظور حل معادلات مستقیم و الحاقی پخش نوترون در قلب رآکتورهای با هندسۀ چهارگوش
صفحه 21-28
https://doi.org/10.24200/nst.2023.469.1319
علی کللی؛ داود نقوی دیزجی؛ ناصر وثوقی
چکیده امروزه در مبحث محاسبات رآکتورهای هستهای مثل فرسایش و مدیریت سوخت، تحلیل گذرا و بازسازی توان میلههای سوخت، به دنبال روشهایی جهت استفاده در کدهای محاسبات هستهای هستند که علاوه بر دقت قابلقبول از هزینه و زمان محاسبات بهینهای برخوردار باشند. در این پژوهش با گسستهسازی معادله پخش نوترون با روش نودال بسط شار جریان متوسط مرتبه بالا نشان داده میشود که این روش از زمان محاسبات بهینه و دقت قابلقبولی بهره میبرد. گسستهسازی معادله پخش مستقیم و الحاقی نوترون، برای هندسه مربعی دوبعدی و در دو گروه انرژی انجام میشود و پسازآن شبیهساز قلب رآکتور –HACNEM3S توسعه مییابد. جهت راستیآزمایی، محاسبات برای قلب رآکتور D2BIBLIS- انجامشده و با مقایسه با مراجع معتبر، نتیجه میشود که با افزایش مرتبه بسط شار از چندجملهایهای درجهدو به چهار، متوسط خطای محاسبات از 67/9% به 58/0% بهبود مییابد.
بررسی ماده جدید غلاف برای رآکتور NuScale بر مبنای خواص نوترونیکی و ترمومکانیکی با استفاده از غلافهای Zircaloy 4، E110، M5 و FeCrAl
صفحه 29-36
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1246.1811
حسین زایرمحمدی ریشهری؛ مجید زیدآبادی نژاد
چکیده غلاف سوختهای هستهای یکی از مهمترین اجزا رآکتور هستهای محسوب میشود. این غلافها از آلیاژ زیرکونیم ساخته میشوند؛ اما این آلیاژ خواص ترمومکانیکی چندان مناسبی ندارند؛ لذا در این پژوهش سعی شده با تغییر مواد غلاف بهکاررفته در رآکتور NuScale به یک غلاف با خواص نوترونیکی و ترمومکانیکی مناسب دست پیدا شود. تغییر در مواد بهکاررفته در قلب رآکتور موجب تغییر در ضریب تکثیر مؤثر و طول بازه سوختگذاری میگردد. در این پژوهش با شبیهسازی رآکتور NuScale که از غلاف M5 بهره میبرد بهعنوان رآکتور معیار و همچنین شبیهسازی این رآکتور همراه تغییر غلاف با سه نوع دیگر آلیاژهای رایج که دو نوع آن آلیاژ زیرکونیم و یک نوع آن آلیاژ FeCrAl است، ضریب تکثیر مؤثر و طول دوره سوختگذاری بهعنوان مهمترین نتایج نوترونیکی به دست آورده شد. نتایج نشان داد که این آلیاژهای زیرکونیمی با خواص ترمومکانیکی مختلف، تفاوت چندانی در مبحث نوترونیک قلب ندارند؛ ولی آلیاژ FeCrAl با داشتن خواص ترمومکانیکی عالی تأثیر منفی بر ضریب تکثیر مؤثر و طول دوره سوختگذاری دارد. در نهایت بهمنظور جبران تأثیر منفی آلیاژ FeCrAl بر خواص نوترونیک دو راهکار استفاده شد که راهکار استفاده از FeCrAl بهعنوان پوشش بر یک غلاف زیرکونیمی نتایج نوترونیکی خیلی خوبی را نشان داد.
شبیهسازی عملکرد حسگر کمبهرۀ بهمنی در آشکارسازی اشعۀ ایکس
صفحه 37-45
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1274.1827
محمد دانسی؛ محمد باقر فتحی
چکیده در ارتقاء آشکارسازهای کارامد برای آشکارسازی اشعۀ ایکس در تصویربرداری، تفکیک انرژی و اتلاف زمانی و هزینۀ ساخت از جمله ویژگیهایی است که ما را به طراحی آشکارساز نیمههادی سوق میدهد. دیود با بهرۀ داخلی کم (LGAD) با داشتن تقویتکنندگی داخلی این امکان را میدهد که در میدان کافی، فرایند تکثیر داخلی را با شتاب دادن به حاملها، انرژی لازم برای یونیزاسیون و تولید حاملهای ثانویه برای تولید بهرۀ بهتر (نسبت سیگنال به نویز بیشتر) و همچنین بازدهِ زمانی بیشتر (در محدودۀ نانوثانیه) فراهم کند. در این مقاله، آشکارسازِ سیلیکونی LGAD را با نرمافزار سیلواکو با اعمال ولتاژ بایاس معکوس و تابش در محدودۀ نور مرئی تا اشعۀ ایکس شبیهسازی کردیم. در این شبیهسازی، روش نیوتن و گامِل به کار رفت؛ در روش نیوتن، یکی از سازوکارهای برهمکنش اشعه با ماده را متغیر و باقی آنها را ثابت در نظر میگیرند ولی در روش گامِل، تمامی سازوکارها بهطور همزمان حل میشود. در بازۀ طول موج در محدودۀ اشعۀ ایکس، جریان الکترونی در این آشکارساز از مرتبۀ 4-10 آمپر است و با افزایش انرژی این جریان کاهش مییابد. جریان تاریک از مرتبۀ 6-10 آمپر است. با اِعمال نور مرئی با طول موج 0/45 میکرومتر و شدت 1V/cm2، جریان آشکارساز در حدود 4-10×6/5 آمپر به دست آمد. به ازای طول موج اشعۀ ایکس 5-10×1/0 میکرومتر و شدت 108V/cm2، جریان آشکارساز 4-10×3/5 آمپر به دست آمد. با توجه به زمانِ پاسخ سریع این آشکارساز و جریان در محدودۀ میکروآمپر، آشکارساز مزبور گزینۀ مناسبی برای آشکارسازی اشعۀ ایکس است. همچنین این آشکارساز عملکرد خوبی در محدودۀ نور مرئی نشان میدهد.
بررسی پارامترهای مختلف بر بازده نشاندارسازی ترکیب نشاندار [67Ga]Ga-phytate و برآورد دز جذبی آن در انسان بر اساس دادههای موش
صفحه 46-52
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1287.1840
زینب بیات؛ نسیم وحیدفر؛ الهام سعیدزاده؛ مهدی صادقی؛ سعید فرزانه فر
چکیده لنفوسینتی گرافی یکی از رایجترین و مهمترین روشهای شناسایی تشخیص زود هنگام سرطان پستان در دنیا میباشد. از بین رادیوداروهای رایج برای این منظور [99mTc]Tc‑phytate نتایج قابل توجهی در تشخیص لنف نودهای درگیر متاستاتیک آگزیلاری قبل از جراحی سرطان پستان را نشان داده است. نظر به اینکه نیمهعمر رادیونوکلوئید 67Ga بیشتر از 99mTc (25/78 ساعت در مقایسه با 6 ساعت) است تولید و ارائه رادیوداروی جایگزین [99mTc]Tc‑phytate که شامل رادیونوکلوئید 67Ga باشد از نظر امکان افزایش بازه زمانی مطالعاتی و انجام پروسه جراحی بسیار حایز اهمیت خواهد بود. در این مطالعه فیتیک اسید با 67Ga نشاندار شد. خلوص رادیوشیمیایی رادیوداروی حاصل با استفاده از روش کروماتوگرافی لایه نازک رادیواکتیو 99% محاسبه گردید. پایداری ترکیب حاصل در سرم خون انسانی بسیار رضایتبخش و در طول سه روز بیش از 89% برآورد گردید. در مطالعات پیشبالینی نشان داده شد روش دفع رادیودارو عمدتاً کلیوی میباشد. نهایتاً دزیمتری تخمینی انسانی بر اساس دادههای پیشبالینی مورد بررسی قرار گرفت.
تحلیل آماری رابطه سن و جنسیت انسان بر ریسک مرگ ناشی از سرطان در پرتوگیری سیتیاسکن سر و گردن
صفحه 53-60
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1268.1825
روح اله آهنگری شاهدهی؛ مرتضی عبدالعلی زاده
چکیده در این تحقیق رابطه سن و جنسیت انسان بر ریسک مرگ ناشی از سرطان در آزمون سیتیاسکن سر و گردن مورد بررسی قرار گرفت. این مطالعه بر روی جمعیت آماری انتخاب شده با سن و جنسیت مختلف که تحت سیتیاسکن سر و گردن قرار گرفته بودند، انجام گردید. جهت به دست آوردن میزان پرتوگیری بیماران از نرمافزار محاسباتی Impact Dose که در رایانه دستگاه مورد مطالعه نصب بود استفاده گردید. محاسبات ریسک مرگ ناشی از سرطان با توجه به میزان پرتوگیری و ضرایب تبدیل دُز به ریسک مربوط به گزارش کمیته ارزیابی مخاطرات پرتوگیری (BEIR)، متناسب با سن و جنس بیمار، تخمین زده شد. با توجه به دادههای به دست آمده و به کمک کد تحلیل آماری SPSS، ارتباط سن و جنسیت انسان بر ریسک مرگ ناشی از سرطان بررسی گردید. بررسیهای انجام شده نشان داد که، جنسیت و سن با ریسک مرگ ناشی از پرتوگیری رابطه معناداری دارد. بهطوریکه احتمال یا خطر مرگ در پرتوگیری سیتیاسکن سر و گردن، در زنان بیشتر از مردان، به ترتیب 32 و 27 نفر درمیلیون برآورد شده است. همچنین ریسک مرگ ناشی از پرتوگیری به شدت به سن انسان ارتباط دارد. بهطوریکه هرچه سن بیمار کمتر باشد احتمال یا ریسک مرگ ناشی از پرتوگیری بیشتر است.
کاربرد پرتونگاری صنعتی در عیبیابی و تشخیص ساختار بردهای مدار چاپی با روش وردش اصلاح شده
صفحه 61-68
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1238.1806
امیر موافقی؛ مهدی میرزاپور؛ عفت یاحقی؛ بهروز رکرک؛ کوثر نومیدی پیرپشته؛ بهنام آرضابک
چکیده پرتونگاری بردهای الکترونیکی برای شناسایی مدارات، نحوه اتصالات و خرابی آنها و همچنین ساخت مجدد کاربرد زیادی در مهندسی الکترونیک دارد. در این روش با عبور پرتو ایکس از بردهای یک یا چندلایه نحوه اتصالات آنها و چگونگی چینش قطعات و لایههای درونی مشخص میشوند. بررسیها نشان میدهد که به علت پراکندگی پرتو ایکس و ضخامت کم اتصالات مسی روی بردها و ابعاد کوچک اجزای الکترونیکی در پرتونگارهها مات شدگی وجود دارد. در این تحقیق برای بالا بردن کنتراست از روش تغییرات کامل اصلاح شده (MTV) با گرادیان متناوب که یک روش تکراری بر اساس تغییرات گرادیان در تغییرات کامل است استفاده شده است. نتایج نشان میدهد با اجرای الگوریتم MTV روی پرتونگارههای بردهای مختلف کنتراست افزایش یافته و علاوه بر مشخصتر شدن اتصالات مسی، اجزای داخلی قطعات الکترونیکی نیز واضحتر شدهاند. از نظر متخصصین حدود 20 تا 40% بهبود کنتراست در تصاویر بازسازی شده دیده میشود. این اطلاعات میتواند در شناسایی و تعمیر و یا ساخت بردها در مهندسی معکوس استفاده شود.
طیفنگاری تابش ایکس پالسی دستگاه پلاسمای کانونی با استفاده از فیلم رادیوگرافی همراه با فیلترهای تضعیفی و بهکار بردن تکنیک شبکه عصبی
صفحه 69-78
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1191.1774
سید میلاد میرعماد؛ بابک شیرانی بیدآبادی
چکیده دستگاه پلاسمای کانونی میتواند به عنوان یک مولد اشعه ایکس در کاربردهای رادیوگرافی استفاده شود. تابش ایکس سخت این دستگاه پس از چند ده نانو ثانیه نسبت به لحظهی وقوع پینچ، در بازهی زمانی ns 150-100، گسیل میشود. پالسی بودن گسیل تابش ایکس در این دستگاه باعث میشود که روشهای مرسوم آشکارسازی و طیفنگاری، جهت مشخصهیابی تابش ایکس چندان مفید نباشد. در این مقاله از روش طیفنگاری پسیو، با استفاده از فیلم رادیوگرافی به همراه فیلترهای تضعیفی آلومینیمی، برای طیفنگاری تابش ایکس پالسی دستگاه پلاسمای کانونی 1UIPF- استفاده شد. در این روش، از مقادیر دز ثبت شده بر روی فیلمها برای تعیین طیف تابش ایکس استفاده شده است. برای رسیدن به این هدف، از تکنیک شبکه عصبی استفاده و آموزش شبکه مذکور توسط دادههای به دست آمده از شبیهسازی با کد MCNPX انجام شد. نتایج نشان داد که طیف تابش ایکس پالسی گسیلی از دستگاه 1UIPF- در شرایطی که آند مرکزی دارای غلاف و تونهادهی مسی است و هر شات در ولتاژ کاری kV 21 و با تزریق گاز هوا تا فشار mbar 9/0، انجام میشود، دارای بازهای بین keV 50-6 است که تقریباً در keV 8 دارای مقدار بیشینه میباشد. انرژی میانگین طیف نیز برابر keV 5/17 به دست آمد.
طراحی و ساخت نمونه آزمایشگاهی زبالهسوز پلاسمایی برای امحاء زبالههای جامد شهری
صفحه 79-87
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1237.1805
قهار خالقیان؛ نرگس بیگ محمدی؛ نادر مرشدیان؛ مجتبی نوحه خوان؛ بهزاد رضایی فرد
چکیده تکنولوژی زبالهسوز پلاسمایی یکی از روشهای قطعی امحاء کمخطر میباشد. در این مقاله طراحی و ساخت سامانه زبالهسوز پلاسمایی با استفاده از فرایند گازیسازی توسط مشعل پلاسما دنبال شده است. به منظور امحاء زبالههای جامد شهری پیادهسازی شعله قوس پلاسمای DC انجام گردید. طراحی و ساخت الکترودهای مشعل و نحوه قرارگیری آن بهگونهای است که وقتی زباله بر روی شعله پلاسما از طریق دهانه بالایی وارد میشود، در معرض دائمی آن قرار میگیرد. به این ترتیب علاوه بر اختلاط بهتر واکنشدهندهها با پلاسما، عملکرد پایدار و کنترل بهتر، فرسایش کمتر است. در این سیستم به دلیل دمای پردازش بسیار بالا، حذف پسماندهای سمی و آلوده امکانپذیر میباشد. به منظور مشخصهیابی، تحلیل و شناسایی گونهها و رادیکالهای پلاسمای مشعل و همچنین تعیین دمای برانگیختگی الکترون از طیفسنج نشرنوری استفاده گردید. در طیف نشری، گونههای اتمی و رادیکالی مانند NO، N، N2، O و رادیکال OH تشخیص داده شد. با استفاده از شرایط تعادل ترمودینامیکی و روش بولتزمن دما نیز برابر 38/5 الکترون ولت تخمین زده شد. ترکیبات گاز متصاعدشده خروجی توسط روش کروماتوگرافی گازی شامل گازهای CO، CO2، N2، O2 و N2O گزارش گردید.
تثبیت ناپایداری رایلی-تیلور مغناطیسی در پلاسمایی با گرادیان چگالی توانی
صفحه 88-98
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1285.1836
محمدعلی معصوم پرست کَتِک لاهیجانی؛ سهیل خوشبین فر
چکیده استفاده از گرادیان چگالی توانی اولیه برای پلاسما باعث میشود تا آهنگ رشد اختلالات به صورت نسبتاً آهسته و غیرنَمایی خود را نشان دهد، در حقیقت چگالی توانی به کاهش سرعت رشد اختلال در طول مرحلهی شتابدهی کمک میکند. بر اساس شواهد تجربی با انتخاب توان بزرگتر از 2 برای چگالی توانی، مشاهده میشود که در نزدیکی لحظهی مکث آنی تغییرات چگالی به سرعت با افزایش نَما کاهش مییابد. برای 3=n دامنهی اِختلال در مقایسه با حالت یکنواخت (°=n) پنج برابر کاهش مییابد. در این پژوهش، گرادیان چگالی توانی به همراه اَثر میدان مغناطیسی خارجی ایستا بر روی آهنگ رشد ناپایداری رایلی-تیلور در پلاسمای نایکنواخت تراکمناپذیر و محصور بین دو صفحهی z=0 و z=h به صورت تحلیلی مورد بررسی قرار گرفته است. رابطهی پاشندگی مسأله به کمک خَطیسازی معادلات MHD و با اِعمال شرایط مرزی مناسب استخراج شد. نتایج نشان میدهند که آهنگ رشد ناپایداری به مؤلفههای افقی و عمودی میدان مغناطیسی و همچنین پارامتر بیبعد (1، 5/0-، 1/5- =) λ*بستگی دارد، بیشینهی ناپایداری در مقدار 1/5-= λ*رخ میدهد. به منظور مدیریت آهنگ رشد ناپایداری مشاهده میشود که ترکیب همزمان میدانهای مغناطیسی افقی و عمودی، پایداری سریعتری را برای سیستم عرضه میکند. با افزایش شدت میدان مغناطیسی خارجی ایستا دامنهی مربع آهنگ رشد ناپایداری حدود 15% و نقطهی بحرانی به اندازهی 58% کاهش مییابد، این روند کاهشی در مقایسه با نتایج به دست آمده از چگالی نَمایی بسیار آهسته میباشد. بنابراین طبق انتظار استفاده از ضریب نَمای 3 برای چگالی توانی اولیهی پلاسما باعث کاهش ملایم سرعت رشد اختلال میگردد که این، صحت محاسبات و نتایج به دست آمده را تأیید میکند.
طراحی و ساخت مولد قلع-113/ ایندیم-113m با استفاده از پرتودهی ایندیم طبیعی در شتابدهنده سیکلوترون
صفحه 99-106
https://doi.org/10.24200/nst.2022.1217.1791
فاطمه بلوری نوین؛ محمد میرزایی؛ رضا فقیهی؛ فریبا جوهری دها؛ صدیقه سینا؛ کمال حداد؛ حسن یوسف نیا
چکیده در این مطالعه، یک مولد قلع-113/ایندیم-113m با ویژگیهای مناسب و هزینههای معقول طراحی و ساخته شد که میتواند رادیوایزوتوپ ایندیم-113m را به شکل یونی برای اهداف نشاندارسازی تحویل دهد. برای محاسبات نظری از کدهای ALICE-91 ، TALYS-1.8 و SRIM استفاده شد. جهت تولید قلع-113 به عنوان مادر ایندیم-113m، هدف ایندیم طبیعی در شتابدهنده سیکلوترون MeV 30 پرتودهی شد. بازده نظری kBq 740 بر µAh برای تولید قلع-113 در سیکلوترون محاسبه گردید و نهایتاً قلع-113 با بازده تجربی kBq 555 بر µAh تولید شد. کلرید زیرکونیم و HCl 0/05 مولار به ترتیب به عنوان جاذب ستون و حلال مولد مورد استفاده قرار گرفتند. بازده شستشوی مولد در یک دوره شش ماهه 82 درصد بهدست آمد. خلوص رادیونوکلئیدی ایندیم-113m شسته شده از مولد بیشتر از 99/9% و میانگین میزان شستشوی رادیونوکلئید مادر در حد نمونههای مشابه بود. مقدار یونهای فلزی مزاحم موجود در محلول کمتر از ppm 0/1 بود. نتایج نشان داد که مولد تولید شده داخلی قلع-113/ایندیم-113m، دارای ویژگیهای مناسب و اقتصادی بوده که رادیونوکلئید ایندیم-113m میتواند به شکل یونی برای اهداف نشاندارسازی مورد استفاده قرار گیرد.
بررسی اثر نمایه چگالی هدف در شتابدهی لیزری پروتون
صفحه 107-113
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1270.1826
علی حسن بیگی؛ فاطمه عزیزیان؛ محمدجعفر جعفری؛ سمیه رضائی
چکیده سازوکار رایج شتابدهی لیزری پروتون، شتابدهی با میدان غلافی از پشت هدف (TNSA) است. در این کار هندسه هدف آلومینیمی به کار رفته در برهمکنش پالس لیزر شدت بالا با پلاسما مورد مطالعه و بررسی قرار گرفته است. هدف، با نمایه پشتی پلهای و نمایی با طول مقیاسهای متفاوت تا μm 0/85 به عنوان ورودی در کد شبیهسازی دو بعدی ذرهای به کار رفته و نتایج توزیع انرژی پروتونی آنها با هم مقایسه شدهاند. نتایج نشان میدهد با تغییرات هموار پشت هدف، انرژی پروتونی کاهش یافته و این امر به علت کاهش دامنه میدان الکتروستاتیکی در پشت هدف است. به علاوه، یک طول مقیاس آستانه وجود دارد که با افزایش بیشتر این کمیت، انرژی پروتونی تغییر نکرده و توزیع انرژیهای باریکه پروتون تقریباً بر هم منطبق میشوند. انتشار میدان عرضی لیزر و توزیع انرژی الکترونی یکسان برای دو هدف با سطح پشتی پلهای و نمایی با طول مقیاس μm 0/67 نیز مشاهده شد.
اندازهگیری ایمپدیمتری اورانیل بر مبنای الکترود اصلاح شده با نانوکامپوزیت مغناطیسی هیدروکسیآپاتیت
صفحه 114-125
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1228.1801
پریسا فدایی؛ مجتبی باقرزاده
چکیده در کار حاضر اندازهگیری ایمپدیمتری یون اورانیل (+22UO) با استفاده از الکترود خمیر کربن مغناطیسی (MCPE) اصلاح شده با نانو ذرات مغناطیسی هیدروکسی آپاتیت (MNP/HAP) برای نخستین بار گزارش شده است. در این کار ابتدا نانوذرات مغناطیسی (MNP) سنتز شدند و سپس به روش همرسوبی نانوذرات هیدروکسی آپاتیت (HAP) روی آن قرار داده شدند. در ادامه سطح الکترود MCPE با MNP/HAP اصلاح شد و الکترود اصلاح شده (MCPE/MNP/HAP) به منظور جمعآوری یونهای +22UO از محلول آبی به کار گرفته شد. اصلاح الکترود و برهمکنش آن با +22UO به روشهای ولتامتری چرخهای (CV) و مقاومت ظاهری الکتروشیمیایی (EIS) در حضور دو ردیاب -4/-3]6[Fe(CN) و Q2PBQ/H پیگیری شد. تغییرات مقاومت ظاهری الکتروشیمایی الکترود (ایمپدانس) نسبت به غلظت +22UO در حضور ردیابهای الکتروشیمایی به عنوان سیگنال تجزیهای انتخاب شد. بهترین پاسخهای ایمپدیمتری برای الکترود اصلاح شده با 100 میکروگرم از MNP/HAP، بعد از پیش تغلیظ به مدت 30 دقیقه در محلول +22UO با 7 PH و بعد از پیش تغلیظ به مدت 35 دقیقه در محلول +22UO با 6 PH، به ترتیب برای ردیابهای -4/-3]6[Fe(CN) و Q2PBQ/H به دست آمد. کارایی روش ایمپدیمتری در اندازهگیری اورانیل با استفاده از این الکترود با رسم منحنی کالیبراسیون در محدوده غلظت 10-10×1 تا 4-10×4 مولار +22UO برای هر دو ردیاب در محلول آبی نشان داده شد. حد تشخیصی برابر با 11‑10×58/7 و 11‑10×12/9 مولار +22UO و انحراف استانداری برای غلظت 7-10×1 مولار +22UO، با 5 بار تکرار، برابر با 82/0% و 05/1% به ترتیب برای ردیابهای -4/-3]6[Fe(CN) و Q2PBQ/H به روش ایمپدیمتری به دست آمد.
مطالعه عملکرد گرافن اکساید عاملدار شده برای جذب استرانسیم از محلولهای آبی با استفاده از روش سطح پاسخ
صفحه 126-133
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1222.1794
فرزاد وزیری علمدارلو؛ فاضل ضحاکی فر؛ نفیسه سالک
چکیده در این تحقیق، جاذب گرافن اکساید (GO) با روش هامرز اصلاح شده تهیه گردید و با آمینومتیل فسفنیک اسید عاملدار شده و بهکارگیری آن در جذب یونهای استرانسیم از محلولهای آبی در فرایند ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. مشخصهیابی جاذبها با TEM و FT-IR انجام گرفت. تصاویر TEM گرافن اکساید عاملدارشده نشان داد که ورقههای شفاف گرافنی به صورت موجدار تشکیل شدهاند. همچنین طیف FT-IR نشان داد که گرافن اکساید به خوبی با آمینومتیل فسفنیک اسید عاملدار شده و گروههای عاملی اکسیژندار کاهش یافته است. برهمکنش پارامترهای pH، مقدار جاذب، و دما با استفاده از طراحی آزمایش روش سطح پاسخ مورد بررسی قرار گرفته است. مدل درجه دوم به خوبی با دادههای آزمایشگاهی مطابقت داشت. نتایج نشان داد که خطای سیستماتیک در انجام آزمایشها وجود ندارد و صحتسنجی مدل با آزمایشهای تصادفی نشاندهنده خطای کم مقادیر پیشبینی شده توسط مدل بود. دادههای سینتیکی با سه مدل شبه مرتبه اول، شبه مرتبه دوم و دو نمایی آنالیز شد و دادههای آزمایشگاهی تطابق بهتری با مدل شبه مرتبه دوم داشت. نتایج تحقیق نشان داد که گرافن اکساید عاملدارشده با آمینومتیل فسفنیک اسید قابلیت خوبی برای جذب استرانسیم از محلولهای آبی دارد.
بررسی عوامل مؤثر بر نیروهای وارده بر اسکوپ در یک ماشین سانتریفیوژ گازی در شرایط سه بعدی با روش DSMC
صفحه 134-144
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1258.1819
صبا باصیری؛ سید جابر صفدری؛ سید محمد قریشی؛ صادق یوسفی نسب
چکیده در این مقاله به شبیهسازی سه بُعدی اسکوپ درون روتور یک ماشین سانتریفیوژ گازی پرداخته شده است. شکل هندسی اسکوپ درون ماشین سانتریفیوژ، سه بُعدی و انحنادار میباشد، در نتیجه جهت تحلیل رفتار صحیح جریان اطراف اسکوپ، شبیهسازی سه بُعدی ضرورت دارد. به همین منظور با استفاده از نتایج این شبیهسازی، جریان اطراف دو اسکوپ محصول و پسماند به صورت سه بُعدی مورد بررسی قرار گرفته است. با مقایسه بین نتایج شرایط عملیاتی فشار و دما، حاصل از شبیهسازی در ناحیه اسکوپ محصول و پسماند، مشاهده گردید که این مقادیر با فاصله اسکوپ از دیواره رابطه مستقیم دارند و مقادیر نیروی درگ در این دو ناحیه دارای اختلاف میباشند. بر اساس بررسیهای صورت گرفته، دلایل اختلاف مقادیر نیروی درگ در نواحی اسکوپ محصول و پسماند؛ اثرات فشار، دما و سرعت مولکولهای گاز است، که برآیند این اثرات به صورت مستقیم بر ضرایب انطباق ممنتوم و بر میزان اختلاف سرعت چرخشی سیال اطراف اسکوپ (محصول یا پسماند) و اسکوپ به ازای ارتفاع ، تأثیرگذار میباشد. همچنین بر اساس نتایج به دست آمده، نیروی درگ اسکوپ محصول برابر با 2140 دین و مقدار نیروی درگ اسکوپ پسماند برابر با 1860 دین تعیین شدند.
اندازهگیری دما و بررسی گذار مد E به H در پلاسمای ICP تحت خلأ
صفحه 145-154
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1281.1833
سید منصور طباطبائی؛ جمال الدین یزدان پناه؛ علیرضا حفظ الصحه
چکیده در این مقاله ابتدا به شرح اجمالی دستگاه ساخته شده مولد پلاسمای القایی 56.13ICP- (فرکانس کاری MHz56/13) که شامل دو مشعل تحت خلأ و فشار اتمسفری میباشد، میپردازیم. سپس با تمرکز بر عملکرد مشعل تحت فشار خلأ، مشخصهیابی دمایی پلاسما و وقوع پدیده گذار از مد E به H در اثر تغییر پارامترهای آزمایش شامل فشار اولیه و توان اعمالی بر روی پلاسما مورد بحث قرار میگیرند. بر اساس اندازهگیریهای طیفسنجی انجام شده برای گاز آرگون در فشارmbar 4 و به ازای توان ورودی RF W400 دمای تحریک الکترونی پلاسما به روش ترسیم بولتزمن حدود 11636 بهدست آمد. همچنین، با استفاده از معادلات حاکم بر میدانهای الکترومغناطیس در پلاسمای ICP، تصحیحات امپدانس سیستم در اثر استتار پلاسما و همچنین رابطه توان جذب شده با چگالی پلاسما و فشار زمینه به دست آمده است. بر اساس این روابط، رفتار منحنیهای بار مورد تحلیل قرار گرفت و بروز پدیده گذار از مد E به H در این منحنیها استنتاج گردید.
زمینشیمی اورانیوم و عناصر نادر خاکی در افق فسفات سازند جیرود در منطقه فیروزکوه، حوزه البرز مرکزی
صفحه 155-167
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1257.1818
سمانه ضیاپور؛ خالق خشنودی
چکیده دو کانسار فسفریت پاقلعه و گدوک در سازند جیرود (دونین بالایی) در شمال شرق فیروزکوه در حوزه البرز مرکزی مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات میکروسکوپی نشان داد که فلوئورآپاتیت کانی اصلی فسفاته به همراه باطلههای اصلی کلسیت و کوارتز است. میزان P2O5، اورانیوم و ΣREE در فسفریت پاقلعه به ترتیب در محدوده 5/35 تا %2/41، 8/4 تا 4/6 و 623 تا 2/803 پیپیام و در گدوک در محدوده 3/12 تا %1/41، 7/4 تا 8/7 و 2/369 تا 8/784 پیپیام متغیر است. الگوی عناصر نادر خاکی بهنجارشده فسفریتهای فیروزکوه نسبت به ترکیب شیل پساآرکئن استرالیا، الگوی محدب بدون ناهنجاری مشخص سریم را نشان میدهدکه بیانگر وجود شرایط فاقد اکسیژن در محیط دیاژنزی تشکیل فسفریت است. مطالعات کانیشناسی، زمینشیمی و همبستگی مثبت REEها با P2O5 و CaO نشان میدهد که کانی فلوئور آپاتیت میزبان اصلی REE در فسفریتهای فیروزکوه است. عدم غنیشدگی اورانیوم در فسفریتهای فیروزکوه احتمالاً به دلیل عدم وجود سنگ منشأ مناسب دارای اورانیوم قابل آبشویی در خشکی بوده است یا اینکه عدم غنیشدگی اورانیوم میتواند ناشی از شرایط اکسیدان ضعیف اولیه طی فسفاتزایی باشد که مانع از تبدیل U+6 محلول در آب دریا به U+4 شده است و اورانیوم نتوانسته جانشین کلسیم در شبکه آپاتیت شود.
بررسی تأثیر افزودنی 2+Tm بر کاهش پدیده پس تاب در بلور CsI:Tl توسط مدل های گرمالیانی
صفحه 168-175
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1260.1820
محمد حسن خراسانی زاده؛ سجاد شاه ملکی؛ فایزه رحمانی
چکیده بلور CsI:Tl یک آشکارساز سوسوزن است که در کاربردهای مختلفی از جمله طیف سنجی، دزیمتری، تصویربرداری پزشکی و ... استفاده میشود. ویژگیهای این بلور مانند عدد اتمی، خلوص و چگالی بالا، باعث توجه بیشتر به آن شده ولی علیرغم این مزایا، وجود پدیده پستاب در طیف گسیلی آن باعث محدودیت استفاده از CsI:Tl میشود. جهت کاهش پدیده پستاب، از عناصر مختلفی به عنوان افزودنی دوم استفاده گردیده است. با توجه به تأثیر کاتیونهای لانتانید با دوبار مثبت بر کاهش پدیده پستاب، در این پژوهش، عناصر +2Tm و Eu به بلور CsI:Tl اضافه گردیده و منحنی درخشندگی گرمالیانی بلور (آهنگ گرمادهی C/sec˚ 10)، پس از پرتودهی نمونهها به مدت 2 ساعت با چشمه Sr90 اندازهگیری گردید. همچنین فرض گردید که منحنی درخشندگی بلور CsI:Tl از سینتیک مرتبه اول و منحنی درخشندگی حاصل از بلور CsI:Tl در حضور Eu و +2Tm از سینتیک مرتبه دوم تبعیت مینماید. سپس با استفاده انرژی فعالسازی به دست آمده از برازش منحنیهای درخشندگی با معادلات سینتیک مرتبه اول و دوم، منحنیهای درخشندگی موجود، به قلههای منفرد تشکیل دهنده خود، تفکیک شدند و نتیجه نشان داد که اضافه نمودن افزودنی دوم، باعث کاهش سهم عنصر Tl در تشکیل منحنی درخشندگی و جابهجایی آن به سمت دماهای بالاتر به دلیل افزایش انرژی فعالسازی شده و همچنین قله جدید ناشی از افزودنی دوم در دماهای پایین ایجاد میشود. شدت قلههای جدید نسبت به قله ناشی از تالیم کمتر بوده است که علت آن انرژی فعالسازی بالای ترازهای ایجاد شده توسط عنصر Eu و +2Tm در ساختار بلور است که مانع آزادسازی الکترونها در دماهای پایین میگردد. از مقایسه قله ناشی از عناصر Eu و+2Tm میتوان نتیجه گرفت عنصر +2Tm نسبت به عنصر Eu دامهای عمیقتری ایجاد نموده، بنابراین تأثیر عنصر +2Tm بر کاهش پدیده پستاب در بلور CsI:Tl به مراتب بیشتر از تأثیر عنصر Eu است.
طراحی تفنگ الکترونی با جریان 10 آمپر برای استفاده در شتابگر خطی الکترون توان بالا
صفحه 176-184
https://doi.org/10.24200/nst.2023.1264.1823
پژمان یوسف پور لالمی؛ شاهین صنایع حجری؛ سارا زارعی؛ فرشاد قاسمی؛ فریدون عباسی دوانی
چکیده گسترش روزافزون کاربردهای باریکه الکترونی انگیزه مضاعفی برای پژوهش در حوزه طراحی و ساخت تفنگهای الکترونی ایجاد کرده است. علاوه بر انرژی و جریان، کیفیت باریکه (گسیلندگی عرضی) نیز در تعیین گسترهی کاربردی تفنگ نقش بسزایی دارد. در این مقاله، طراحی تفنگ الکترونی با جریان بزرگ و کیفیت مطلوب به منظور استفاده در شتابگر خطی الکترون پرتوان به عنوان چشمه ذرات ارائه شده است. در این طراحی تلاش شده است با درک فیزیک عوامل مؤثر بر کیفیت باریکه تصحیحاتی به هندسه پیرس به صورت مرحله به مرحله اعمال شود. به طور خاص اثرات نیروهای عرضی غیرخطی و بار فضایی و ابیراهی کروی مورد بررسی قرار گرفته است. تصحیحات اعمال شده کیفیت باریکه را که توسط گسیلندگی عرضی سنجیده میشود تا سه برابر نسبت به هندسه پیرس بهبود داده است.