دوره و شماره: دوره 45، شماره 3 - شماره پیاپی 109، مهر 1403، صفحه 1-189 

مطالعه جذب زیستی اورانیل از محلول آبی توسط تفاله چای به روش RSM

صفحه 1-12

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1571

محمد طاهری؛ مریم خواجه نوری؛ زهرا شیری یکتا؛ فاضل ضحاکی فر

چکیده با توسعه فعالیت‌های هسته‌ای مختلف، تولید پساب‌های حاوی یون‌های فلزی سنگین افزایش یافته است. یکی از مهم‌ترین یون‌های فلزی که مضرات زیادی برای محیط زیست و موجودات زنده و به خصوص انسان دارد، یون اورانیل است. روش‌های زیادی برای حذف یون‌های فلزی وجود دارد که جذب زیستی ارزان‌ترین و کاراترین روش است. در این تحقیق به جذب یون اورانیل از محلول‌های آبی توسط تفاله چای پرداخته شده است. تفاله چای به دلیل حضور گروه‌های عاملی مختلف مانند کربوکسیل، هیدروکسیل، آمین و ... از پتانسیل مناسبی جهت جذب یون‌های فلزی برخوردار است. پارامترهای مؤثر در جذب از جمله پارامترهایpH، میزان جاذب، دما، غلظت اولیه اورانیل و زمان تماس بررسی شدند و از روش سطح پاسخ (RSM) برای انجام آزمایش‌ها‌ و تحلیل نتایج استفاده شد. نقطه بهینه برای جذب اورانیل توسط جاذب تفاله چای pH=3.9، دما °25C، میزان جاذب  0/275g، غلظت اولیه اورانیل 10mg/L و زمان تماس 90 دقیقه به ­دست آمد. ایزوترم فرندلیچ و مدل شبه مرتبه دوم بهترین مدل ایزوترم و سینتیکی برازش شده با نتایج است. نتایج نشان داد که جاذب زیستی تفاله چای، عملکرد مطلوبی برای جذب اورانیل از پساب واقعی داشته و میزان جذب 93/50% است.

تحلیل پایای نوترونی و ترموهیدرولیک مجتمع‌های سوخت رآکتور هسته‌ای بوشهر با استفاده از روش نودال بسط شار و تک‌کانال گرم‌شونده

صفحه 13-21

https://doi.org/10.24200/nst.2020.548.1369

داود نقوی دیزجی؛ علی کللی؛ ناصر وثوقی

چکیده برای تحلیل نوترونی- ترموهیدرولیکی قلب رآکتورهای هسته‌ای، نیاز به توسعه نرم‌افزارهای محاسبات هسته‌ای جهت محاسبه پارامترهای نوترونی-ترموهیدرولیکی به‌منظور بهره‌برداری ایمن از آن‌ها می‌باشد. در این مقاله نرم‌افزار S4HC جهت انجام محاسبات ترموهیدرولیکی قلب در حالت پایا به‌روش تک‌کانال گرم‌شونده توسعه داده شد. به‌منظور تحلیل قلب رآکتور بوشهر، پس از محاسبه پارامترهای نوترونی به‌روش نودال بسط شار، به تحلیل ترموهیدرولیکی مجتمع‌های سوخت با استفاده از نرم‌افزار S4HC پرداخته شد. پس از انجام محاسبات ترموهیدرولیکی برای مجتمع‌های سوخت از جمله مجتمع سوخت داغ، نتیجه شد که تمام پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال خنک‌کننده در حدود مجاز خود قرار دارند و رآکتور دارای حاشیه مناسبی از حالت اشباع  است.

بهینه‌سازی جذب مولیبدن بر روی بستر آلومینا برای اجرای تخلیص نهایی آن حاصل از شکافت اورانیوم-235 به روش تصعید غیرمستقیم

صفحه 22-28

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1531

منیژه داینی؛ سیمیندخت شیروانی آرانی؛ علی بهرامی سامانی؛ ایمان دهقان

چکیده محصول فرایند خالص‌سازی مولیبدن-99 حاصل از انحلال اسیدی محصولات حاصل از شکافت اورانیوم-235، اغلب از درجه خلوص 95­%-90­% برخوردار است که ناخالصی‌های اکتیو و غیراکتیو موجود در آن سبب تخریب و کاهش راندمان در ژنراتورهای 99Mo/99mTc می‌شوند. استفاده از روش تصعید غیرمستقیم به عنوان یک مرحله اضافه برای افزایش خلوص و کاهش اتلاف مولیبدن به جای تصعید مستقیم می­‌تواند تا حدی مؤثر باشد. در این روش مولیبدن محصول با عبور از ستون حاوی آلومینا جذب آن شده و پس از خشک شدن جاذب، تصعید خواهد شد. در پژوهش حاضر، عوامل مؤثر در جذب مولیبدن بر روی بستر آلومینا شامل مقدار جاذب، حجم و سرعت جریان محلول ورودی و غلظت مولیبدن آن، بهینه‌سازی شده و در نهایت راندمان جذب به 99-97­% رسیده است. این مقادیر برای تولید 20mg مولیبدن-99 در مقیاس صنعتی در نظر گرفته شده است.

تهیه، کنترل کیفی، بررسی توزیع زیستی ایندیوم-m113-دوتاتیت

صفحه 29-35

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1526

فاطمه بلوری نوین؛ محمد میرزایی؛ رضا فقیهی؛ فریبا جوهری دها؛ صدیقه سینا؛ کمال حداد؛ فاطمه بادی پا؛ حسن یوسف نیا

چکیده در این مطالعه، به منظور تولید و توسعه یک رادیوداروی جدید تشخیصی جهت تصویربرداری از تومورهای حاوی گیرنده سوماتوستاتین، ترکیب نشان­دار ایندیوم-m113-دوتاتیت در شرایط بهینه با استفاده از ژنراتور تولید شده در داخل کشور تهیه شده و مطالعات پیش‌بالینی آن انجام شد. محصول نهایی با خلوص رادیوشیمیایی نزدیک به 99­% (RTLC و HPLC) و اکتیویته ویژه حدود اکتیویته ویژه حدود Bq/mol 26/2×1015 حاصل گردید. بررسی پایداری ترکیب نشان‌دار، خلوص رادیوشیمیایی بیش از 96­% را حداقل تا سه ساعت در بافر PBS و در سرم خون انسانی را نشان داد. نتایج بررسی توزیع زیستی و تصاویر ترکیب نشان­دار ایندیوم-m113-دوتاتیت در موش‌های سالم نشان داد که اندام‌های مجاری گوارشی مانند پانکراس، معده و روده که دارای سلول‌های بیان‌کننده گیرنده سوماتوستاتین هستند، جذب بالایی دارند.

شبیه‌سازی مونت کارلویی امکان تولید کبالت -60 در رآکتور تحقیقاتی تهران

صفحه 36-45

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1568

زهره غلام زاده؛ بهروز رک رک

چکیده کبالت-60 به عنوان یک چشمه پرتوزا صنعتی مهم در استریلیزاسیون مواد غذایی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می‌­گیرد. چشمه‌­های kCi عمدتاً می­‌توانند برای تحقیقات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گیرند با این حال مراکز صنعتی معدودی وجود دارند که از این چشمه­‌ها برای پرتودهی محصولات کشاورزی استفاده می‌­کنند. لذا در این مطالعه، پتانسیل تولید چشمه­‌های چند ده کیلوکوری میله‌­ای کبالت-60 در رآکتور تحقیقاتی تهران با استفاده از کد MCNPX بررسی شده است. مجتمع‌­های مختلف شامل میله‌­های کبالت-59 توسط کد محاسباتی مدل شد. هم‌چنین بارگذاری مجتمع میله‌­ای کبالت-59 در آرایش­‌های مختلف قلب رآکتور تحقیقاتی تهران بررسی شد و بهره تولید کبالت-60 در هر یک از موارد مدل شده محاسبه شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می‌­دهد با بهینه‌سازی مجتمع میله‌­ای کبالت-59 در یک آرایش 27- تایی قلب سال 1401رآکتور تحقیقاتی تهران می‌­توان پس از 3 سال پرتودهی به حدود 40kCi محصول کبالت-60 دست یافت. استفاده از بازتاباننده برلیوم با هندسه بهینه شده می‌‎­تواند راکتیویته منفی ایجاد شده ناشی از بارگذاری مجتمع کبالت-59 را کاهش دهد. هم‌چنین بارگذاری مجتمع کبالت-59 در حاشیه قلب تعادلی رآکتور تحقیقاتی تهران می‌­تواند منجر به تولید حدود 23kCi کبالت-60 گردد.

جداسازی طیف نوترون و گاما با استفاده از روشی مبتنی بر فیلترهای دیجیتال

صفحه 46-56

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1588

مهدی ولی پور؛ سیدابوالفضل حسینی

چکیده در این مطالعه، از کد مبتنی بر روش مونت‌کارلو Geant4 برای شبیه‌سازی مجموعه‌ی آشکارساز NE-213 دو اینچی و چشمه‌ی Am-Be موجود در دانشکده مهندسی انرژی شریف، استفاده شد و طیف گاما و نوترون این چشمه در آشکارساز مذکور از طریق شبیه‌سازی به ­دست آمد. سپس، جهت مقایسه و تحلیل نتایج، طیف گاما و نوترون در یک چیدمان آزمایشگاهی مشابه به روش جداسازی آنالوگ تفکیک کسر ثابت به دست آمد؛ در ادامه، سه نمونه فیلتر دیجیتال در نرم‌افزار متلب تعریف شدند تا نتایج اعمال آن‌ها بر روی داده‌های حاصل از شبیه‌سازی انجام شده توسط Geant4، بررسی شود. در این مقاله، مطالعه بر روی فیلترهای دیجیتالی مثلثی، ذوزنقه‌ای و قله‌ای با سطح فوقانی مسطح انجام شد و با مقایسه‌ی نتایج حاصل به ازای مقادیر مختلف متغیرهای مؤثر در هر فیلتر با نتایج حاصل از آزمایش انجام شده در آزمایشگاه، مقادیر بهینه‌ای برای متغیرهای مرتبط با هر فیلتر به ­دست آمد. با بررسی‌های صورت گرفته، برای فیلتر مثلثی به ازای ۱۱=k، برای فیلتر ذوزنقه‌ای به ازای ۱0=k و 5=L و برای فیلتر قله‌ای با سطح فوقانی مسطح به ازای 10=k و 20=L بهترین نتایج به ­دست آمد. در نهایت این نتیجه به دست آمد که در بحث کیفیت جداسازی، فیلتر ذوزنقه‌ای می‌تواند انتخاب مناسب‌تری باشد.

اثر چرخش بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی-تیلور مغناطیسی در پلاسمای چینه‌ای با توزیع چگالی توانی

صفحه 57-65

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1586

محمدعلی معصوم پرست کَتِک لاهیجانی؛ سهیل خوشبین فر

چکیده در این پژوهش، اثر اعمال هم‌زمان چرخش پلاسما و میدان مغناطیسی خارجی ایستا در پلاسمایی با تابعیت توانی چگالی بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی - ­تیلور به صورت تحلیلی مطالعه شده است. پلاسمای مدنظر چینه‌ای تراکم‌ناپذیر است و بین دو صفحه‌ی z=0 و z=h محصور شده است. در رژیم آهنگ رشد خطی، رابطه‌ی پاشندگی برای مجموعه معادلات MHD ایده‌آل با اعمال اثر چرخش و شرایط مرزی مناسب استخراج شد. رابطه پاشندگی پایانی، تأثیر ترکیب هم‌زمان میدان‌ مغناطیسی افقی و سرعت زاویه‌ای ثابت پلاسما را بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی -­ تیلور به خوبی نشان می‌­دهد. نتایج نشان می‌دهند که آهنگ رشد ناپایداری به مؤلفه‌ افقی میدان مغناطیسی، چرخش پلاسما و هم‌چنین پارامتر بی‌بعد λ*بستگی دارد. بیشینه‌ی ناپایداری در مقدار 5/1-= λ*رخ می‌دهد. در مقایسه با حالت غیردورانی متناظر، نتایج اخیر نشان می‌دهد که ترکیب هم‌زمان چرخش و میدان‌ مغناطیسی خارجی ایستا، مدیریت آهنگ رشد ناپایداری را بهبود می‌دهد.

تولید جهش‌یافته‌های بنفشه آفریقایی (Saintpaulia ionantha) با استفاده از تابش اشعه گاما

صفحه 66-74

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1603

احمد شریفی؛ زهرا سرگزی مقدم؛ مهدیه خرازی؛ آزاده خادم؛ مریم مرادیان

چکیده این تحقیق با هدف بررسی امکان ایجاد تنوع و دست‌یابی به ژنوتیپ‌های‌ جدید با استفاده از اشعه گاما در کشت درون شیشه‌ای گیاه بنفشه آفریقایی انجام شد. در این بررسی ابتدا ریزنمونه‌ها در شرایط این ویترو کشت و سپس با دُزهای مختلف اشعه گاما تیمار شدند. نتایج نشان داد که افزایش دُز اشعه گاما سبب کاهش درصد باززایی ریزنمونه‌ها، تعداد گیاهچه باززا شده و تعداد برگ آن‌ها شد. هم‌چنین افزایش دُز اشعه گاما سبب افزایش تنوع و تغییرات مورفولوژیک در گیاهان باززا شده گردید. به‌طوری که در برگ‌ها تغییر رنگ، شکل، اندازه و پیچش مشاهده شد و برخی گل­‌ها کم‌پَر شدند و یا تغییر شکل یافتند. ارزیابی تنوع ژنتیکی نمونه‌های تیمار شده با استفاده از نشانگر ISSR و 8 آغازگر در انجام واکنش PCR انجام شد که در مجموع 71 باند قابل امتیازدهی ایجاد شد. بررسی دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه‌ای با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و روش الگوریتم UPGMA تنوع بالایی را در بین نمونه‌های مورد بررسی نشان داد. جهش‌یافته‌های ایجاد شده با یک سطح تیمار در سطح تشابه 0/51 درصد به 4 گروه اصلی تقسیم‌بندی شدند و دامنه تشابه ژنتیکی از 0/98-0/45 متغیر بود. در نهایت 5 جهش‌یافته حاصل از دُزهای مختلف اشعه گاما با مقایسه تغییرات مورفولوژیکی و مولکولی مورد تأیید قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که می‌توان از تابش گاما و القای تنوع در شرایط کشت بافت به عنوان راهبردی مناسب جهت افزایش تنوع در این گیاه استفاده نمود.

بررسی صفات جوانه‌زنی دانه روغنی کلزا در پاسخ به تنش خشکی در اثر تیمار غیرمستقیم با پلاسمای سرد کم فشار

صفحه 75-83

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1592

راضیه خلیل زاده؛ الناز خلیل زاده؛ زهره دهقانی؛ علیرضا پیرزاد؛ امیر چخماچی

چکیده فن‌آوری پلاسمای سرد اتمسفری به عنوان جایگزینی مناسب برای روش‌های سنتی و سازگار با محیط زیست کاربردهای گسترده‌ای در کشاورزی پیدا کرده است. در این تحقیق، اثر تیمار پلاسمای RF روی صفات جوانه‌زنی دانه روغنی کلزا در پاسخ به تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، آزمایش به‌صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملاً تصادفی با سه تکرار در سال 1401 اجرا گردید. عامل پلاسما در هفت سطح و عامل تنش خشکی در سه سطح 0/3-، 0/5- و 0/9- مگاپاسکال بود. نتایج نشان داد که سطوح تنش خشکی 0/5- و 0/9- مگاپاسکال به‌ترتیب سبب کاهش معنی‌دار 50/16 و 61/92 درصدی طول ریشه‌چه، 8/42 و 71/57 درصدی طول ساقه‌چه، 21/79 و 85/46 درصدی وزن خشک ریشه‌چه، 4/87 و 39/08 درصدی وزن خشک ساقه‌چه، 16 و 24 درصدی، درصد جوانه‌زنی در مقایسه با سطح خشکی 0/3- مگاپاسکال گردید. در این آزمایش رشد طولی ساقه‌چه در مقایسه با رشد طولی ریشه‌چه بیش‌تر تحت اثر خشکی شدید قرار گرفت. لذا می‌تواند ویژگی مناسبی برای ارزیابی تحمل به تنش خشکی باشد. قرار گرفتن بذور کلزا در تیمارهای پلاسمایی 200 وات در زمان نه دقیقه بیش‌ترین اثر تحریک‌کننده‌ای را با توجه به درصد جوانه‌زنی و رشد گیاه‌چه‌ها در کلزا نشان داد.

بررسی پارامترهای مؤثر در استخراج یون‌های کبالت از محیط غیرآبی با استفاده از استخراج‌کننده آلیکوات 336

صفحه 84-94

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1611

فاطمه بدیهی؛ مهدی اسداله زاده؛ علی حقیقی اصل؛ رضوان ترکمان

چکیده در این پژوهش، استخراج یون‌های کبالت از محیط غیرآبی با استفاده از استخراج‌کننده آلیکوات 336 انجام گردید. اثر پارامترهای مختلف بر فرایند استخراج غیرآبی شامل غلظت اتیلن گلیکول، غلظت استخراج‌کننده، غلظت هیدروکلریک اسید و غلظت یون‌های کبالت در محلول آبی با استفاده از روش طراحی آزمایش‌ مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مطلوبیت یک و درصد استخراج بیشینه کبالت، شرایط بهینه شامل درصد حجمی آلیکوات 336 (2/19 درصد)، غلظت کبالت (ppm 4/899)، درصد حجمی اتیلن گلیکول (3/65 درصد) و غلظت هیدروکلریک اسید (81/7 مولار) حاصل گردیدند. اعتبار داده­ها با حداقل خطا بین داده­های پیش‌بینی شده (82/94 درصد) و داده­های آزمایشگاهی (36/99 درصد) مشاهده گردید.

تهیه و بررسی ذرات آلبومین نشان‌دار شده با تکنسیم 99ام جهت تصویربرداری از تومور گلیوما در موش

صفحه 95-102

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1596

آزاده میکائیلی؛ ژیلا فلاح؛ مصطفی گودرزی؛ مصطفی عرفانی

چکیده ذرات آلبومین به‌عنوان حامل رادیونوکلیدهای تشخیصی و یا درمانی در پزشکی هسته‌­ای می‌توانند کاربرد داشته باشند. به همین منظور این ذرات با کمک حرارت تهیه شدند. پس از تعیین اندازه، ذرات با استفاده از رادیونوکلید گاما دهنده تکنسیم 99ام در حضور عامل احیاءکننده کلرید قلع نشان‌دار شدند. خلوص رادیوشیمیایی به روش کروماتوگرافی تعیین گردید. پایداری ذرات نشان‌دار در محیط نرمال سالین و هم‌چنین مطالعات توزیع زیستی در موش نرمال و موش با تومور گلیوما بررسی شد. اندازه ذرات در محدوده کم‌تر از 50 نانومتر تعیین شدند. خلوص رادیوشیمیایی بیش‌تر از 98 درصد به دست آمد. ذرات نشان‌دار پایداری بیش از 90 درصد را تا 6 ساعت پس از نشان‌دارسازی در محلول‌های سالین و سرم انسانی نشان دادند. نتایج مطالعات توزیع زیستی جذب در کبد، طحال، تومور و هم‌چنین دفع بالا از کلیه‌ها را نشان داد. در تصویربرداری با دوربین گاما از موش،­ جذب در تومور و کلیه‌ها دیده شد. نتایج به دست آمده قابلیت کاربرد ذرات نشان‌دار شده به عنوان رادیوداروی تشخیصی برای تومور را اثبات کرد.

مقایسه تأثیر تابش پالس پروتون‌های پرانرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی فلزات سخت

صفحه 103-111

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1594

میر محمد رضا سید حبشی

چکیده در این تحقیق اثرات تخریب پروتون‌های پر­انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی مورفولوژی سطحی و هم‌چنین پارامترهای ساختاری تنگستن و مولیبدن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های تنگستن و مولیبدن که در فاصله 6 سانتی‌متری از سر آند قرار داده شدند در 20 تخلیه با یون‌های هیدروژن مورد تابش قرار گرفتند. نمونه‌­ها قبل و بعد از تابش‌­دهی با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می‌دهد که تابش پروتون‌­های پرانرژی بر سطح تنگستن و مولیبدن باعث به وجود آمدن تاول، ترک و ذوب­‌شدگی در سطح نمونه‌­ها شده است. از کد لی به منظور مشخصه‌­یابی باریکه یونی دستگاه پلاسمای کانونی استفاده شد. نتایج کد لی نشان می‌دهد که در هر تخلیه تعداد 1014×9/7 یون از ستون پلاسما ساطع می‌­شود. از کد SRIM برای محاسبه تخریب ایجاد شده در تنگستن و مولیبدن و تراکم هیدروژن در عمق‌­های مختلف تنگستن و مولیبدن استفاده شد. بر اساس نتایج کد SRIM بیشینه مقدار dpa/shot برای نمونه‌­های تنگستن و مولیبدن تابش داده شده با یون‌های هیدروژن به ترتیب در عمق­‌های 150 و 250 نانومتر و برابر با 025/0 و 014/0 برآورد شد. بیشینه تراکم یون‌های هیدروژن در نمونه تابش داده شده تنگستن و مولیبدن در عمق‌­های 150، 250 نانومتر به ترتیب 4/0 و 035/0 درصد می‌باشد.

استفاده از پرتو گاما به منظور افزایش ماندگاری پس از برداشت و حفظ کیفیت ارقام پیاز در طی دوره انبارمانی

صفحه 112-121

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1605

ساحل میلادی لاری؛ مهرداد احمدی؛ عبدالکریم کاشی؛ امیر موسوی؛ یونس مستوفی

چکیده آزمایشی به صورت فاکتوریل به منظور تعیین تأثیر دزهای مختلف پرتو گاما بر ماندگاری پس از برداشت و کیفیت چهار رقم پیاز ایرانی (سفید قم، سفید نیشابور، قرمز ری و قرمز اصلاحی) طی 120 روز نگه‌­داری در دمای 15-10 درجه سانتی‌­گراد و رطوبت نسبی 70 درصد انجام شد. اثرات متقابل رقم و دز پرتو به طور قابل ­توجهی بر جوانه زدن، کاهش وزن، سفتی، محتوای جامدات محلول (TSS) و محتوای قندهای احیاکننده و اسید پیروویک (PA) پیازها پس از 120 روز نگه‌­داری تأثیر گذاشت. جوانه زدن پیازها بین 100-10 درصد بود. پیازهای تیمار نشده بیش­ترین جوانه زدن و کاهش وزن را نشان دادند. تابش پرتو گاما (30-150 گری) درصد جوانه زدن را به طور قابل­ توجهی محدود کرد و در نتیجه مانع از کاهش وزن پیازها شد. سفتی سوخ­‌های تحت تابش (90-150 گری) بیش­تر از سوخ‌­های شاهد بود. کاهش وزن پیازها با جوانه زدن همبستگی مثبت و با سفتی پیاز همبستگی منفی داشت. تیمارهای پرتودهی (30-150 گری) باعث افزایش TSS و (60-150 گری) کاهش محتوای قند سوخ­‌ها شد. سوخ‌­های تیمار نشده در پایان آزمایش کم­ترین مقدار PA را داشتند. قرار گرفتن در معرض تابش 90-150 گری منجر به بالاترین محتوای PA در سوخ­‌ها شد. به طور خلاصه، استفاده از 90 تا 120 گری پرتو گاما برای بهبود عمر پس از برداشت و کیفیت پیاز می‌­تواند به عنوان یک دستورالعمل کلی در نظر گرفته شود.

مقایسه‌ی انواع چرخه‌های سوخت مبتنی بر استعداد مواد هسته‌ای کشور و هزینه جهت تولید برق

صفحه 122-135

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1607

زهرا شهبازی راد؛ محمدجواد صفری

چکیده امروزه با توجه به نیاز همه‌ی کشورها به تأمین انرژی پایدار، انرژی هسته‌ای تقش شایانی را در سبد انرژی کشورهای پیشرفته و کشورهای درحال توسعه بازی می‌کند. انتخاب چرخه‌ی سوخت هسته‌ای مناسب در ترسیم نقشه‌ی راه صنعت هسته‌ای کشور برای استفاده‌ی بهینه از انرژی هسته‌ای، از اهمیت زیادی برخوردار است؛ که خود تابعی از چندین مؤلفه است (سطح دانش هسته‌ای، منابع و ذخایر مواد هسته‌ای و عوامل اقتصادی، و ....، که این مؤلفه‌ها عواملی هستند که در تعیین چرخه‌ی مناسب نقش به‌سزایی دارند). در این تحقیق با مقایسه‌ی انواع چرخه‌های سوخت اورانیومی، پلوتونیومی و توریومی و با بررسی استعداد کشور در حوزه‌ی مواد هسته‌ای، چهار سناریوی اصلی پیشنهاد شد و برای هر سناریو براساس میزان مواد هسته‌ای مورد نیاز و هزینه، چرخه‌های سوخت مناسب و محتمل معرفی شد که از آن میان، سناریوی "عدم دسترسی به منابع کافی اورانیوم و توانایی در انجام غنی‌سازی و بازفرآوری" به عنوان محتمل‌ترین سناریو معرفی شد و براین اساس چرخه‌های پیشنهادی انتخاب شد که مناسب‌ترین آن چرخه‌ی سوخت «اورانیومی بسته، با رآکتور سدیمی سریع و سوخت اورانیوم، TRU و FP» با حداقل 2320 و حداکثر 5296 گیگاوات‌الکتریکی- سال تولید انرژی و هزینه‌ی کل تقریبی 117 میلیون دلار به ازای هر گیگاوات الکتریکی- سال است.

اندازه‌گیری رادیوزنون حاصل از شکافت با استفاده از روش طیف‌نگاری گاما

صفحه 136-142

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1403.1917

پونه طیبی؛ محسن طبسی؛ محمد قنادی مراغه

چکیده یکی از محصولات شکافت هسته‌­ای اورانیوم، رادیوایزوتوپ­‌های زنون هستند. این رادیوایزوتوپ‌­ها در فرایند انحلال هدف اورانیومی برای استحصال Mo99 به صورت گاز، رهاسازی می‌­شوند. هدف این پژوهش، اندازه‌­گیری فعالیت رادیوایزوتوپ‌های زنون رها شده، می‌باشد. به این منظور، رادیوزنون با استفاده از جاذب کربن فعال از دیگر محصولات شکافت جدا گردیده و پس از عبور از الک کربنی، خالص می‌­شود. رادیوزنون خالص، به درون محفظه اندازه‌­گیری هدایت شده و با استفاده از آشکارساز HPGe اندازه‌­گیری می‌­شود. برای کالیبراسیون بازدهی آشکارساز از دو روش تجربی و شبیه‌­سازی با کد MCNPX27e استفاده شده و اختلاف بین این دو روش کمتر از 22 درصد بوده است. به این ترتیب میانگین فعالیت cc 100 از گاز رادیوزنون، در لحظه پس از پایان پرتودهی برابر Bq 54225 حاصل شد.

طراحی مفهومی سیستم اندازه‌گیری غنا و وزن پودر اورانیم‌ تترافلوراید

صفحه 143-155

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1601

محسن شریف زاده

چکیده یکی از مراحل مهم در چرخه سوخت هسته‌ای غنی‌سازی اورانیم است. ضروری است در مسیر رسیدن به اورانیم با غنای موردنظر تأسیسات، فرایندهای کنترلی با استفاده از اندازه‌گیری مستمر صورت پذیرد. از طرفی به سبب قرارگیری در محیط با پرتوزایی خارجی بالا و نیز مستعد برای پرتوگیری داخلی اپراتور به ویژه هنگام کار با پودر اورانیم ضروری است از ابزار دقیق با توانایی مانیتورینگ آنلاین و مداوم استفاده گردد که ابزاردقیق هسته‌ای جایگاه ویژه‌ای در این بین ایفا می‌کند. در این کار تحقیقاتی بر آن شدیم تا بر روی طراحی مفهومی سیستم اندازه‌گیری درصد غنا و وزن پودر اورانیم تترافلوراید درون مخازن بارگیری و جابه‌جایی موجود در صنعت هسته‌ای کار کنیم. بدین‌منظور و با هدف کاستن از هزینه‌ها و در عین حال حذف حداکثری خطای شمارش تمرکز بر روی خوانش صرفاً پرتوهای گامای گسیلی از پودر و یا همراه با چشمه رادیواکتیو جانبی موردنظر قرار گرفت. اساس طراحی بر بهینه‌سازی مکان هندسی آشکارساز / آشکارسازهای سوسوزن اطراف مخزن حاوی پودر اورانیم تترافلوراید به‌منظور داشتن بیشینه دقت در اندازه‌گیری قرار گرفت. نتایج شبیه‌سازی در محیط نرم‌افزار مونت‌کارلو نشان می‌دهد به‌ازای درصدهای مختلف غنا و نیز ارتفاع‌های مختلف پودر اورانیم درون مخزن استوانه‌ای قادریم در زوایای خاص بیشینه دقت را در اندازه‌گیری دو پارامتر درصد غنا و وزن پودر داشته باشیم.

بررسی اثر هندسه‌ی الکترودها بر پاسخ‌ آشکارساز تابش فرابنفش مبتنی بر نانومیله‌های اکسیدروی

صفحه 156-163

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1604

زهراسادات حسینی؛ عبدالله مرتضی علی

چکیده در این پژوهش، آشکارسازهای تابش فرابنفش با پاسخ‌ قابل کنترل بر پایه‌ی لایه نازک متشکل از نانومیله‌های نسبتاً عمود اکسید روی (ZnO) ساخته شدند. نانومیله‌های عمودی به روش حمام شیمیایی بر روی زیرلایه‌های شیشه دانه‌گذاری شده رشد داده شدند. سپس با استفاده از تکنیک‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف‌سنجی فوتولومینسانس (PL) و پراش انرژی پرتو ایکس (EDAX) مشخصه‌یابی شدند. اثر تغییر محیط و مساحت الکترودهای شانه‌ای درهم تنیده بر پاسخ‌دهی و جریان تاریک آشکارساز تابش UV بر پایه‌ی نانومیله‌های ZnO بررسی شد. پاسخ‌دهی آشکارساز با کاهش محیط الکترود و ثابت نگه داشتن مساحت ناحیه فعال روند نزولی نشان داد. با ثابت نگه داشتن محیط الکترود در مقدار بیشینه دیده می‌شود که پاسخ‌ آشکارساز با افزایش گاف بین انگشت‌های الکترودها افزایش می‌یابد به طوری‌که در فاصله گاف µm 160 به مقدار بیشینه‌اش به بزرگی 1-AW 105 با اعمال ولتاژ بایاس V 2 می‌رسد. سازوکار حاکم بر تغییر پاسخ‌دهی با تغییر هندسه‌ی الکترودها بر اساس تغییر مساحت نواحی تهی حاصله از سدهای شاتکی بین طلا و اکسید‌روی و سدهایی که در مرز بین میله‌های ZnO به سبب جذب و واجذب گونه‌های اکسیژن شکل می‌گیرد، پیشنهاد می‌شود. این پژوهش روشی ساده برای بهینه‌سازی پاسخ‌دهی افزاره‌های آشکارسازی به منظور کاربردهای عملی ارائه می‌دهد.

شبیه‌سازی ذره‌ای رشته‌ای شدن باریکه‌های لیزر در برهم‌کنش دو باریکه نسبیتی با پلاسمای کم چگال

صفحه 164-173

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1612

سید ابوالفضل قاسمی؛ مطهره لواسانی؛ مسعود پیشدست؛ فاطمه رضائی؛ جمال الدین یزدان پناه

چکیده با اعمال دو باریکه پرشدت نسبیتی تحت شرایط مختلف بر پلاسمای کم چگال، تأثیر فاصله و زاویه نسبی باریکه­ها بر رشته‌ای شدن آن‌ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه‌سازی‌ها با استفاده از کد ذره در سلول دو بعدی SMILEI نشان می‌دهند، زمانی که فاصله دو باریکه صفر است و زاویه نسبی بین آن‌ها وجود ندارد، نتایج منطبق با رفتار یک پالس قوی با شدت چهار برابر تک پالس است. هم‌چنین، تأثیر تغییرات پارامتر زاویه بر رشته‌ای شدن باریکه‌ها به مراتب مهم‌تر از تأثیر پارامتر فاصله است. با تغییر و افزایش فاصله دو باریکه در زاویه ثابت، تشکیل کانال‌های مجزایی مشاهده شده است که تفکیک آن‌ها با افزایش فاصله پالس بیشتر می‌شود. در بررسی اثر زاویه بر رشته‌ای شدن به ازای ، تشکیل دو کانال مجزا و پیش‌روی در پلاسما مشاهده شده است. به طوری‌که با افزایش زاویه به  کانال‌ها با هم ادغام شده و منجر به تشکیل یک تک کانال عریض چگالی می‌شود. بیشترین کانال‌های رشته‌ای مشاهده شده به ازای مقدار مشخصی از فاصله دوپالس، در زاویه نسبی میانی ، رخ می‌دهد. با توجه به اهمیت رشته‌ای شدن و به هم پیوستن کانال‌ها در ارتباط با موضوع پایداری انتشار پالس‌های پرتوان، این بررسی نشان می‌دهد که تغییرات زاویه نسبی بین دو باریکه و اثر آن در رشته‌ای شدن باریکه می‌تواند در زوایایی بر انتشار مؤثر و پایداری پالس پرتوان تأثیرات منفی داشته باشد که در برخی آزمایشات از جمله گداخت محصورسازی لیزری مطلوب نیست.

مطالعه تجربی رفتار سیم‌های زودگداز و دیرگداز در سامانه تخلیه الکتریکی پالسی 1 کیلوژول

صفحه 174-180

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1600

مریم اکبری نساجی؛ رضا امرالهی؛ مرتضی حبیبی

چکیده در این مقاله به مطالعه تجربی رفتار سیم‌های انفجاری زودگداز (مس- نیکل) و دیرگداز (تنگستن) در سامانه‌های تخلیه الکتریکی پالسی پرداخته شده است. انرژی سامانه 1 کیلوژول و طول سیم 4 سانتی‌متر و قطر آن 200 میکرومتر در نظر گرفته شده است. جهت مطالعه رفتار سیم‌­ها، پارامترهای الکتریکی جریان و ولتاژ تخلیه الکتریکی و موج شوکی بررسی شده است. در سیم‌­های زودگداز جریان به صورت پریودیک برقرار می‌­شود و دارای دو قله است. در سیم­‌های دیرگداز دو قله جریان به فاصله زمانی بیشتری تشکیل می­‌شوند که نشان می‌­دهد سطح انرژی 1 کیلو ژول برای تغییر حالت و ایجاد پلاسما در این نمونه از سیم‌ها کافی نبوده است. نهایتاً با شرایط فعلی آزمایش و مقایسه نتایج تجربی دیده می‌شود که سیم‌­های زودگداز نسبت به نمونه‌­های دیرگداز موج شوکی قوی­‌تری را ایجاد می‌­کنند. مقدار این فشار در سیم زودگداز (مس- نیکل) 8/5 مگا پاسکال و در سیم دیرگداز (تنگستن) 6 مگا پاسکال است. همچنین جریان تخلیه الکتریکی برای سه سیم مس- نیکل با قطرهای 100، 200 و 300 میکرومتر را با هم مقایسه کردیم و از لحاظ تجربی مشاهده کردیم جریان تخلیه الکتریکی در سیم با قطر ضخیم­‌تر بیشتر است.

استفاده از تحلیل آماری افت‌وخیزهای ناهمبسته برای شناسایی سامانه‌های آشکارسازی هسته‌ای حالت پالسی

صفحه 181-189

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1589

محمد ارکانی

چکیده یکی از فرایند­های تصادفی که در اکثر آزمایش‌­های هسته‌­ای مشاهده می‌­شود، فرایند تصادفی پواسون است. با توجه به اثر زمان‌­مرده در سامانه‌­های آشکارسازی حالت پالسی، فرایند اندازه‌­گیری شده در خروجی آشکارساز نسبت به فرایند تصادفی پواسون دارای اعوجاج است. در این تحقیق با استفاده از روش‌­های تحلیل آماری به شناسایی سامانه‌­های آشکارسازی حالت پالسی پرداخته شده است. یکی از آشکارسازهای نوعی که در حالت پالسی کار می‌­کند، آشکارساز BF3 است. در این پژوهش یک آشکارساز BF3 نوعی برای پیاده­‌سازی روش فوق انتخاب شد و سپس پالس‌­های مشاهده شده در خروجی آشکارساز در حوزه زمان با استفاده از تحلیل آماری افت­و­خیزها اندازه­‌گیری و تحلیل گردید. در آزمایش‌­هایی مانند اندازه‌­گیری‌­های مربوط به تئوری نوفه رآکتور قدرت صفر، تابع انتقال سامانه آشکارسازی استفاده شده نیز خود بر نتایج به‌­دست آمده اثرگذار است. از این‌­رو آگاهی از تابع انتقال سامانه آشکارسازی به‌­کار گرفته شده در این آزمایش‌­ها از اهمیت ویژه­‌ای برخوردار است. همچنین، در اندازه‌­گیری‌­هایی که در آن­ها تصحیح زمان‌­مرده سامانه آشکارسازی ضروری است، مشخص بودن تابع انتقال می­‌تواند اطلاعات مفیدی از اثرات زمان‌مرده را در اختیار قرار دهد. در این پژوهش تابع انتقال یک سامانه ­آشکارسازی نوترون نوعی که بر پایه‌­ی آشکارساز BF3 است بررسی شده است.