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.