دوره و شماره: دوره 46، شماره 1 - شماره پیاپی 111، فروردین 1404، صفحه 1-198 

محاسبات و آنالیز پارامترهای مؤثر جهت تولید نمونه الماس به عنوان حسگر بلوری بیشینه دما

صفحه 1-9

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1635

مصطفی حسن زاده؛ محمد امین امیرخانی دهکردی؛ عارف رحیمیان؛ محسن اسدی اسدآباد

چکیده در حال حاضر، حسگرهای بلوری بیشینه دما در طراحی و بهینه‌سازی موتورها و توربین‌های با بازده بالا بسیار مورد توجه قرار گرفته‌اند. این حسگرها در ابعاد بسیار کوچک ساخته می‌شوند و می‌توانند دمای بیشینه را در محل مورد نظر برای مثال در داخل توربین اندازه‎گیری نمایند. لازم به ذکر است که برای تولید این حسگرها فلوئنس بالای نوترون‌های سریع مورد نیاز است. روش اندازه‌گیری حسگر بلوری بیشینه دما مبتنی بر پدیده دمای بالا برای بازگرداندن تغییرات ایجاد شده در شبکه کریستالی که توسط تابش نوترون ایجاد شده‌اند، استوار است. در این مقاله، ابتدا از طریق شبیه‌سازی قلب رآکتور تهران محاسبات شار بیشینه نوترون سریع برای نمونه الماس با کد 6MCNP انجام گرفت. همچنین محاسبات پرتوزایی با استفاده از 2ORIGEN و نرخ دز از طریق 6MCNP و محاسبات دمایی با نرم‌افزار ANSYS در نقاط مختلف نمونه انجام شد. مقدار شار بیشینه نوترون سریع محاسبه شد و مقدار پرتوزایی نمونه بعد از 40 روز کاهش چشمگیری یافته و نرخ دز در فاصله 1 متری به مقدار µSv/h  1/4 رسیده است. همچنین محاسبات دمایی نشان می‌دهد که بیشینه دما در کمترین سرعت کانال K 402 است که به لحاظ حرارتی مشکلی ایجاد نخواهد کرد. در ادامه، با استفاده از روش XRD عدد شبکه و حجم سلول واحد برای نمونه در این مقاله محاسبه شد. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که نمونه الماس می‌تواند از دیدگاه نوترونیک، دزیمتری، ترموهیدرولیکی و تغییرات ساختار شبکه بلوری در رآکتور تحقیقاتی تهران جهت تولید حسگر بلوری پیشنهاد شود.

ارزیابی الگوریتم‌های بازسازی تصویر FBP، ART و MLEM در مطالعات نما محدود مقطع‌نگاری کامپیوتری

صفحه 10-20

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1578

ساینا جماعتی؛ سیدابوالفضل حسینی؛ محمد قربانزاده

چکیده مقطع‌نگاری کامپیوتری (CT)، به طور گسترده در مطالعات بالینی، جهت تشخیص بیماری و هدایت روند درمان استفاده می‌شود. با این ‌حال، با کاربرد گسترده CT در امور بالینی، موضوع بالا بودن دز تابشی، در این روش، توجه بسیاری را به خود جلب کرده است. یکی از روش‌های کاهش دز در CT که بسیار مورد توجه قرار گرفته است، تصویربرداری با نمای محدود است. در چنین حالت تصویربرداری، به علت کمبود داده دریافتی، تصاویر بازسازی شده، اغلب با آرتیفکت‌هایی مواجه هستند. در این مطالعه، نسبت به بررسی و ارزیابی الگوریتم‌های بازسازی تصویر، به‌منظور معرفی الگوریتمی مؤثر، در مطالعات نما محدود، تلاش شده است. برای این منظور، الگوریتم‌های رایج بازسازی تصویر، با عناوین، بیشینه‌سازی مقدار مورد انتظار حداکثر احتمال (MLEM)، تکنیک بازسازی جبری (ART) و پیش‌افکن بازگشتی فیلتر شده ‌‌(FBP) بررسی شده است. الگوریتم‌های FBP و MLEM، زمانی که تعداد داده‌ها کامل است، عملکرد مطلوبی از خود نشان دادند؛ اما با توجه‌ به‌ سرعت بسیار بالای الگوریتم FBP، استفاده از این الگوریتم، زمانی که تعداد داده‌ها کامل است، توصیه می‌شود. اما زمانی که تعداد داده‌ها کاهش می‌یابد، الگوریتم FBP عملکرد ضعیفی دارد و مقایسه اصلی میان الگوریتم ART و MLEM است که نتایج حاصل در این مقاله، عملکرد مناسب‌تر MLEM را نشان می‌دهد. همچنین در این مقاله، جهت بررسی نتایج، معیارهای کمی بیشینه نسبت سیگنال به نویز (PSNR)، خطای میانگین مربعات (RMSE) و شاخص تشابه ساختاری (SSIM) بررسی شده است و با توجه ‌به نتایج حاصل، الگوریتم‌های FBP و MLEM، زمانی ‌که داده‌ها کامل است و الگوریتم MLEM، در مطالعات نما محدود، عملکرد بهتری از خود نشان دادند.

استفاده از شبکه عصبی مصنوعی در تولید سطح مقاطع ماکروسکوپی برای محاسبات قلب رآکتور VVER-1000

صفحه 21-28

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1593

جواد وثوقی؛ ناصر وثوقی؛ علی اکبر صالحی

چکیده برای انجام محاسبات نوترونی قلب رآکتور، هزینه اصلی محاسبات مربوط به محاسبات سلولی جهت تولید سطح مقاطع ماکروسکوپی در مجتمع‌های سوخت می‌باشد. توسعه و استفاده از کتابخانه سطح مقاطع ماکروسکوپی با توجه به نوع قلب رآکتور و هندسه آنها روش اصلی کاهش هزینه محاسبات می‌باشد. در بعضی مسائل برای انجام تحلیل‌های خاص برای رآکتور کتابخانه‌ای وجود ندارد و بنابراین لازم است محاسبات سلولی انجام شود. بررسی نویز نوترونی نوسان مجتمع‌های سوخت و یا توزیع نامتقارن سیال اطراف یک مجتمع سوخت در اثر خمش، از این دست مسائل هستند. در این پژوهش برای قلب یک رآکتور 1000VVER- به جای انجام محاسبات سلولی در حجم بالا، با استفاده از یک شبکه عصبی مصنوعی زمان انجام محاسبات کاهش محسوسی یافت. در محاسبات بحرانیت برای ابتدای سیکل زمان محاسبات از 42 دقیقه با 32 هسته محاسباتی به 3/1 دقیقه با یک هسته محاسباتی کاهش یافت. همچنین نتایج از دقت قابل قبول برخوردار بود به طوری که اختلاف اسید بوریک بحرانی با به‌کارگیری شبکه عصبی در مقایسه با انجام محاسبات سلولی به عنوان مرجع کمتر از 1 درصد و اختلاف توان کمتر از 5 درصد به‍‌دست آمد.

آنتروپی درهم‌تنیدگی در تقریب نیمه‌کلاسیک به عنوان مشاهده‌پذیر بررسی گذار فازی‌شکلی در هسته‌ها

صفحه 29-36

https://doi.org/10.24200/nst.2023.1609

مریم قپانوری؛ محمد علی جعفریزاده؛ مسعود صیدی؛ نرجس امیری

چکیده در این مقاله، گذار فاز کوانتومی و ساختار هسته بر مبنای میزان درهم‌تنیدگی کوانتومی مورد بررسی قرار گرفت. یکی از کمیت‌هایی که برای اندازه‌گیری درهم‌تنیدگی بین دو جسم استفاده می‌شود، آنتروپی فون نویمان است که به عنوان معیاری مناسب برای بررسی درهم‌تنیدگی بین دو حالت در نظر گرفته شد. آنتروپی درهم‌تنیدگی بوزون‌های s-d در چارچوب مدل‌ اندرکنش بوزونی IBM و با استفاده از فرمالیسم سازگار Q و تقریب نیمه‌کلاسیک بررسی شد. این تحقیق یک روش برای استخراج آنتروپی درهم‌تنیدگی در حدود تقارن دینامیکی IBM از جمله مناطق گذار بین شکل‌های مختلف را ارائه می‌کند. با استفاده از اثر درهم‌تنیدگی، به توصیف گذار فاز کوانتومی پرداخته و رفتار درهم‌تنیدگی بوزون‌های s و d در مناطق مختلف مثلث کاستن بررسی شد. نحوه تعیین آنتروپی درمدل IBM با استفاده از تقریب نیمه‌کلاسیکی ارائه شد. نتایج نشان داد که مقادیر آنتروپی درهم‌تنیدگی به تغییر فاز حساس بوده و می‌تواند یک ابزار قدرتمند برای تشخیص انتقال فاز کوانتومی در هسته‌ها باشد.

کانی‌شناسی اورانیم در کانسار تالمسی، ناحیه انارک، ایران مرکزی

صفحه 37-46

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1623

خالق خشنودی؛ سمانه ضیاپور

چکیده کانسار تالمسی در حدود 30 کیلومتری غرب شهر انارک و 200 کیلومتری شرق اصفهان و در ناحیه انارک در زون ساختاری ایران مرکزی واقع شده است. سنگ میزبان اصلی کانه‌زایی در کانسار تالمسی، آندزیت تا آندزی بازالت است. مطالعات کانی‌شناسی توسط میکروسکوپ الکترونی نشر میدانی حاکی از وجود حداقل چهار مرحله کانه‌زایی در کانسار تالمسی است. مرحله اول شامل کانه‌زایی مس سولفیدی شکافه پرکن در ارتباط با ولکانیسم ائوسن است. مرحله دوم به صورت کانه‌زایی آرسنیدی رگه‌ای یا تزریقی نیکل- مس بوده و کانی اصلی در این مرحله نیکلین همراه با مقادیر فرعی کالکوسیت و پیریت است. در مرحله سوم با افزایش مقدار آرسنیک، آرسنیدهای نیکل، کبالت و مس (دومیکیت، راملزبرژیت، سافلوریت، اسکوترودیت، کوتکیت، کوتینائیت) و مقادیر فرعی سولفید مس (کالکوسیت) همراه با کانی‌های اورانیم شامل اورانینیت، برانریت و کافینیت نهشته شده‌اند. در مرحله آخر با هجوم سیالات اکسیدان، کانی‌های مراحل قبل توسط آرسنات‌های نیکل (مانند زانتیوسیت) و مس و کانی‌های ثانویه اورانیم جانشین شده‌اند. در حین این مرحله کانی‌های اولیه اورانیم به کانی‌های ثانویه اورانیم مانند آرسنات اورانیم (چادویکیت)، آرسنات مس- اورانیم (کوپروسکلودوسکیت، زئونریت)، سیلیکات کلسیم- اورانیم (اورانوفان)، کربنات اورانیم (رادرفوردین)، کربنات کلسیم- اورانیم (شارپیت) و فسفات کلسیم- اورانیم (اوتونیت) تبدیل شده‌اند.

آلودگی‌زدایی سریع و کنترل‌پذیر آلیاژ آلومینیم 7075 آلوده شده به مواد رادیواکتیو به روش اکسایش پالسی آندی

صفحه 47-53

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1639

حمیدرضا معظمی؛ میثاق قرقانی؛ طاهر یوسفی؛ محمدرضا پورجاوید

چکیده روش اکسایش پالسی آندی برای آلودگی‌زدایی آلومینیم 7075 استفاده شده است. این روش شامل استفاده از جریان الکتریکی با شدت بالا و زمان کوتاهی است که از طریق آن، اکسیدها و سایر آلودگی‌ها از سطح آلیاژ حذف می‌شوند. نتایج نشان می‌دهند که با تغییر این پارامترها شامل فرکانس، ولتاژ و زمان می‌توان به طور دقیق آلودگی‌زدایی و بهبود خواص مکانیکی و کیفیت سطح آلومینیم 7075 را کنترل کرد. در نتیجه، روش اکسایش پالسی آندی می‌تواند به عنوان یک روش سریع و کارآمد برای آلودگی‌زدایی و بهبود خواص آلیاژ آلومینیم 7075 مورد استفاده قرار گیرد. این روش می‌تواند به عنوان یک روش مؤثر و قابل اعتماد در صنایع مختلف خصوصاً صنایع هسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد.

ارزیابی ایمنی ترموهیدرولیکی کانال دام شار نوترون رآکتور تحقیقاتی تهران برای انجام آزمون پرتودهی سوخت

صفحه 54-63

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1636

سعیده کربلایی؛ محمدحسین استکی؛ سید محمد میر وکیلی؛ سعیده صفائی عرشی

چکیده در پژوهش‌های انجام شده در خصوص استفاده از پتانسیل رآکتور تحقیقاتی تهران برای تست سوخت‌های تولید داخل، یک چیدمان قلب فشرده شامل یک کانال دام شار نوترون در مرکز قلب به منظور دستیابی به توان خطی مطلوب برای تست سوخت، ارائه شده است. در این پژوهش، به ارزیابی ایمنی بارگذاری محفظه پرتودهی سوخت در کانال دام شار نوترون از نقطه‌نظر ایمنی ترموهیدرولیکی قلب در شرایط پایا، پرداخته شده است. به علت تفاوت کانال بین محفظه پرتودهی و صفحات سوخت مجاور آن با سایر کانال‌های عبور خنک‌کننده در قلب، توزیع خنک‌کننده در قلب در پی بارگذاری محفظه پرتودهی سوخت در کانال دام شار نوترون تغییر خواهد کرد. ازاین‌رو در این پژوهش، تأثیر بارگذاری محفظه پرتودهی سوخت بر برداشت حرارت از صفحه سوخت مجاور کانال دام شار نوترون که در واقع داغ‌ترین صفحه سوخت موجود در قلب می‌باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. در این ارزیابی، از نرم‌افزار انسیس فلوئنت با قابلیت شبیه‌سازی هم‌زمان سوخت‌های میله‌ای داخل محفظه پرتودهی و سوخت‌های صفحه‌ای مجاور کانال دام شار نوترون استفاده شده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد بیشینه دمای غلاف صفحات سوخت مجاور محفظه پرتودهی حدود 370 کلوین خواهد بود که از دمای اشباع در فشار کاری رآکتور و نیز بیشینه دمای مجاز غلاف برای جلوگیری از بروز خوردگی کمتر است. بیشینه دمای سوخت نیز 9/375 درجه کلوین خواهد بود که در محدوده مجاز قرار دارد. این نتایج، عملکرد ایمن قلب رآکتور تهران از نقطه‌نظر ترموهیدرولیکی در صورت بارگذاری محفظه پرتودهی سوخت در کانال دام شار نوترون را نشان می‌دهند.

اثر زمان و تنش کششی بر رفتار خوردگی آلومینیم 5052 در الکترولیت‌های NaCl و Na2SO4

صفحه 64-76

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1644

هادی عادلخانی؛ فاطمه پارسایان؛ لیلا ایران نژاد

چکیده در این مقاله، آلیاژ ۵۰۵۲ به‌عنوان یکی از آلیاژهای پیشنهادی آلومینیم برای استفاده در ساخت غلاف سوخت‌های هسته‌ای، انتخاب و رفتار خوردگی آن در الکترولیت حاوی NaCl و Na2SO4 مورد مطالعه قرار گرفته است. از رو‌ش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی و امپدانس الکتروشیمیایی برای مطالعات خوردگی و از روش‌های میکروسکوپ الکترونی روبشی (Scanning Electron Microscopy, SEM)، طیف‌سنجی تبدیل فوریه فروسرخ (Fourier-Transform Infrared Spectroscopy, FTIR) و پراش پرتو ایکس (X-ray Diffraction, XRD) برای مطالعات مورفولوژی و مشخصه‌یابی محصولات خوردگی آلومینیم 5052 استفاده شده است. در الکترولیت Na2SO4 افزایش زمان تماس الکترولیت با نمونه، باعث بهبود مقاومت خوردگی نمونه شده است به‌طوری‌که جریان خوردگی کاهش یافته (جریان خوردگی از 5.4- mA/cm2 10 برای 1 ساعت به mA/cm2 10-6 برای 11 روز رسیده است) و آلومینیم 5052 محدوده پتانسیل روئین‌شدگی گسترده‌تر و جریان روئین‌شدگی کمتری را در 11 روز نشان داده است. در الکترولیت NaCl، افزایش زمان تماس الکترولیت تقریباً باعث حذف منطقه روئین‌شدگی شده است. ایجاد خوردگی حفره‌ای و تشدید اندازه/ تعداد حفره‌ها از دیگر اثرات مشاهده شده به‌دلیل افزایش زمان تماس الکترولیت NaCl با آلومینیم 5052 است. این نتایج نشان می‌دهد که با افزایش زمان تماس الکترولیت با نمونه‌ها، ترکیب شیمیایی الکترولیت (حضور یا عدم حضور آنیون‌های کلر و سولفات) بیشتر بر رفتار روئین‌شدگی آلومینیم 5052 تأثیرگذار است. همچنین اعمال تنش کششی، اثری تخریبی بر لایه روئین‌کننده را نشان داد. به‌طوری‌که اعمال تنش باعث حذف رفتار روئین‌شدگی در آلومینیم 5052 شده است.

جداسازی توریم از یک محلول آبی چند جزیی به روش استخراج حلالی مایع-مایع: بررسی و مقایسه استخراج‌کننده‌های مختلف

صفحه 77-84

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1646

فرشته خان رمکی؛ علیرضا کشتکار؛ هژبر صحبت زاده

چکیده استخراج حلالی مایع- مایع یکی از متداول‌ترین روش‌ها برای خالص‌سازی توریم از محلول‌های آبی چندجزیی است. در این مطالعه توانایی استخراج‌کننده‌های آلی مختلف شامل تری بوتیل فسفات، دی (2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید و دی (4،2،2- تری متیل پنتیل) فسفینیک اسید برای جداسازی توریم از یک محلول آبی چندجزیی حاوی عناصر اورانیم، وانادیم و آهن در یک محیط نیتراتی بررسی شد. نتایج تجربی نشان داد که ترتیب استخراج عناصر برای دو استخراج‌کننده تری بوتیل فسفات و دی 2-اتیل هگزیل فسفریک اسید به‌صورت اورانیم>توریم>آهن>وانادیم و برای استخراج‌کننده سیانکس 272 به‌صورت توریم>اورانیم>وانادیم>آهن می‌باشد. همچنین ضریب جداسازی توریم نسبت به اورانیم، وانادیم و آهن توسط سیانکس 272 به‌ترتیب برابر 4/63، 4/384 و 6/615 به‌دست آمد. بررسی عوامل مختلف بر فرایند استخراج حلالی نشان داد که در شرایط زمان تماس 15 دقیقه، pH فاز آبی برابر 5/0، نسبت فاز آبی به آلی برابر 1 و غلظت استخراج‌کننده سیانکس 272 برابر 1/0 مولار بیشترین درصد استخراج توریم به‌دست می‌آید و درصد استخراج توریم، اورانیم، وانادیم و آهن به‌ترتیب برابر 6/98، 8/37، 6/10 و 1/11 درصد می‌باشد. همچنین اسیدهای معدنی مختلف شامل محلول‌های نیتریک اسید، سولفوریک اسید و کلریدریک اسید برای فرایند تهی‌سازی عناصر از فاز آلی باردار مطالعه شد. نتایج فرایند تهی‌سازی نشان داد که با استفاده از محلول سولفوریک اسید 4 مولار می‌توان به درصد بازیابی توریم بالاتر از 91 درصد از فاز آلی باردار رسید.

کنترل ساختاری در زایش آهن و اورانیم در منطقه کوه باخرز، شرق معدن سنگان، استان خراسان رضوی

صفحه 85-95

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1650

مجید خسروی؛ منصور شبان؛ هاشم باقری؛ علیرضا ندیمی

چکیده کوه باخرز در شمال شرق شهر سنگان در پایانۀ شرقی گسل درونه قرار گرفته است. آهن در این منطقه به ­صورت گسترده تحت تأثیر نفوذ توده‌های گرانیتوئیدی ائوسن بالایی تا الیگوسن زیرین درون واحد دگرگون شده رسوبی به شکل اسکارن و گرمابی شکل گرفته‌اند. بررسی ساختاری رگه‌ها، شکستگی‌ها، مکانیزم حرکتی گسل‌ها، جابه‌جایی واحدها حاکی از دو نوع رژیم زمین‌ساختی فشارشی در راستای N070 و N350 می‌باشد. اولین مرحله کانی‌سازی در راستای شمال‌شرق- جنوب‌غرب در پهنۀ گسل فرزنه (N040) رخ داده است. در بخش شمالی و میانی این گسل دو پهنۀ برشی- کششی ایجاد شده که باعث صعود سیالات آهن‌دار و کانی‌سازی آهن نوع گرمابی در بخش شمالی (معدن فرزنه) و کانی‌سازی آهن نوع اسکارنی در بخش میانی (معدن‌جو) شده است. در مرحله بعد تلاقی دو گسل فرزنه و سم‌آهنی (N300) منجر به ایجاد پهنۀ برشی- کششی و صعود سیالات آهن‌دار و کانی‌سازی آهن نوع اسکارنی- گرمابی در معدن سم‌آهنی گردیده است. در نهایت در بخش جنوبی گسل فرزنه، اورانیم در یک پهنۀ گسلی با طول تقریبی 2 کیلومتر، درون واحد اسکارنی ته‌نشست کرده است. تغییر رژیم زمین‌ساختی و ایجاد فضای مناسب در پهنه‌های برشی- کششی باعث تسهیل جریان سیالات، اسکارن‌زایی و نهشت آهن و اورانیم در فازهای مجزا و جهات مختلف شده است. مطالعات ساختاری کمک مؤثری در استخراج بهینه ذخایر معدنی و شناسایی منابع جدید خواهد داشت.

استفاده از راهبردهای جدید جهت تولید اورانیم غنی شده از اورانیم طبیعی برای سوخت یک رآکتور تحقیقاتی

صفحه 96-105

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1535.2002

سیده لیلا میرمحمدی؛ سیدجابر صفدری؛ محمدحسن ملاح

چکیده هدف اصلی این مقاله تولید اورانیم با غنای 20­% برای سوخت رآکتورهای تحقیقاتی به صورت مستقیم از اورانیم طبیعی با پسماند  xw≤%0/3 از طریق یک آبشار است. برای این کار از پنج راهبرد شامل استفاده از تک آبشارهای بهینه‌شده مخروطی، مربعی، مربعی‌شده 2-بخشی، مربعی‌شده 3-بخشی و مربعی‌شده 4-بخشی استفاده شده است. برای طراحی و بهینه‌سازی آبشارها پنج کد نرم­افزاری "STC-PSOA" و "SQC-PSOA"، "2SQC-PSOA"، "3SQC-PSOA" و "4SQC-PSOA" توسعه داده شده‌اند و از الگوریتم بهینه‌سازی PSO برای بهینه‌سازی آنها استفاده می‌شود. نتایج نشان می‌دهد 1) در راهبرد اول امکان تولید محصول با غنای 20­% با یک چیدمان واحد و یک گام وجود ندارد و حداکثر غنای محصول 3/73 درصد خواهد بود؛ 2) در چهار راهبرد دیگر امکان تولید محصول 20­% با یک چیدمان واحد در دو گام جداسازی وجود دارد. 3) راهبرد استفاده از آبشارهای مربعی‌شده 4) بخشی در یک زمان مشخص، میزان تولید محصول نسبت به آبشارهای مربعی و مربعی‌شده 2-بخشی و 3-‌بخشی در حدود 11/1، 3/10 و 1/00 درصد بیشتر است.

ایجاد تنوع ژنتیکی برای تحمل به شوری در ارقام محلی برنج با روش پرتوتابی گاما

صفحه 106-117

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1538.2003

الهیار فلاح؛ لیلا باقری؛ علیرضا نبی پور؛ ابراهیم مقیسه؛ کیوان مهدوی ماشکی

چکیده اصلاح به کمک جهش روشی کارآمد جهت تولید ارقام جدید برای کشت در شرایط طبیعی و تحت تنش از جمله شوری می‌باشد. جمعیتی از لاین‌های موتانت حاصل از پرتوتابی رقم‌های طارم محلی، حسنی و عنبربو توسط اشعه گاما طی 10 سال در شالیزارهای شور مازندران از نظر صفات زراعی ارتفاع بوته، زودرسی، عملکرد و اجزای عملکرد و تحمل نسبی به تنش شوری، بررسی و انتخاب شدند. میزان شوری خاک و آب آبیاری در سال‌ها و مکان‌های مختلف، به ترتیب بین 4 تا 11 و 2 تا 9 دسی‌زیمنس بر متر و شاخص تحمل به تنش شوری موتانت‌ها بین 3 تا 5 متغیر بود. 13 موتانت دارای شاخص حساسیت به تنش شوری پایین‌تری نسبت به ارقام والدینی با کد تحمل به تنش 5 بودند. بیشتر موتانت‌ها تعداد روز تا 50‌% گل‌دهی کمتری نسبت به والدین داشتند. تعداد روز از بذرپاشی تا 50% گل‌دهی در موتانت‌های منتخب (2310، 2212 و 133) بین 80 تا 90 روز بود. متوسط ارتفاع بوته در بین موتانت‌های انتخابی (M5-M7) در اراضی شور شالیزاری مازندران بین 130-110 سانتی‌متر بود. همه موتانت‌های انتخابی تعداد خوشه در کپه بیشتری نسبت به شاهد طارم محلی تولید کردند. متوسط عملکرد موتانت‎های برنج در مکان و سال‎های مختلف بین 3000 تا 4500 کیلوگرم در هکتار متغیر بود. موتانت‌های 2212 و 2310 بیشترین عملکرد را در مکان‎های بهنمیر و فریدونکنار داشتند که نسبت به شاهد طارم محلی، حداقل 35 درصد افزایش عملکرد نشان دادند. درصد آمیلوز موتانت‌ها بین 18 تا 23 متغیر بود. براساس نتایج، موتانت‌های 2212، 2310 و 133 برای اراضی شالیزاری شور یا لب‌شور انتخاب شدند.

طراحی و ساخت گزینشگر نوترون و استفاده از روش زمان پرواز جهت طیف‌نگاری نوترون حرارتی

صفحه 118-127

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1544.2007

امین امیدی؛ مجتبی تاجیک؛ اسمعیل بیات

چکیده در این پژوهش طراحی و ساخت دستگاه گزینشگر سرعت نوترون مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات تئوری و تجربی نشان داد که برای کاهش وزن، جلوگیری از نابالانسی، و بهبود عملکرد دستگاه گزینشگر در سرعت‌های بالا، بهتر است پره‌ها و محور اصلی دستگاه از الیاف کربن ساخته شوند. پس از طراحی سایر اجزای دستگاه گزینشگر، ساخت قطعات و مونتاژ دستگاه و سپس آزمون خلأ سیستم انجام و فشار خلأ 2-10×3 میلی‌بار ثبت شد. در مرحله بعد، آزمون مکانیکی دستگاه در دورهای مختلف از 3000 تا 11000 دور بر دقیقه انجام و عملکرد پایداری مکانیکی دستگاه مورد تأیید قرار گرفت. اندازه‌گیری نوترون‌های حرارتی گزینش شده، با استفاده از نوترون‌های چشمه 252Cf انجام شد. نتایج تجربی نشان داد که استفاده از این دستگاه برای اندازه‌گیری انرژی نوترون‌ها در محدوده کمتر از eV 0/001 مناسب است. این دستگاه برای عبور نوترون‌های حرارتی با انرژی eV 0/025 نیازمند موتور با سرعت حدود 35000 دور بر دقیقه دارای رمزگذار دور بالاست تا خطای ناشی از اندازه‌گیری زمان پرواز را درحد قابل قبول کاهش یابد.

گیاه پالایی و حذف اورانیم از خاک توسط گیاه شیخ بهار (Conyza canadensis (L) Cronq)

صفحه 128-135

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1546.2008

سمانه ذوالقدری؛ علی نبی‌پور چاکلی؛ حمزه حسین پور؛ حسن یوسف نیا؛ زهرا شیری یکتا

چکیده امروزه، گیاه پالایی به عنوان یکی از روش‌های اقتصادی و دوستدار محیط زیست جهت حذف آلاینده‌ها از خاک شناخته شده است. در این تحقیق، توانایی گیاه‌پالایی گیاه شیخ بهار جهت حذف اورانیم از خاک شور مورد بررسی قرار گرفته است. نمونه خاک از منطقه هسته‌ای اصفهان جمع‌آوری و خاک با اورانیم با غلظت‌های mg/kg 500، 300، 100 آلوده گردید. بذرها در بستر مناسب رشد و سپس به گلدان‌ها با خاک آلوده انتقال یافتند. سپس گیاهان در داخل گلخانه به مدت 1 ماه رشد یافتند و میزان تجمع اورانیم در بخش‌های مختلف گیاه با روش خاکسترسازی به‌دست آمد. با افزایش غلظت اورانیم در خاک، تجمع اورانیم در گیاه نیز افزایش یافت. یافته‌ها نشان داد که میزان تجمع اورانیم در گیاه به بافت و هدایت الکتریکی خاک مرتبط است و با هدایت الکتریکی خاک رابطه مستقیم دارد. بیشترین میزان تجمع در ساقه گیاه و برابر با mg/kg 3633 مشاهده گردید. نتایج نشان داد که گیاه شیخ بهار توانایی تجمع بیش از mg/kg 1000 اورانیم را در بخش‌های مختلف خود دارا است. همچنین فاکتور انتقال برای بخش‌های مختلف گیاه بیش از 1 به‌دست آمد. لذا گیاه شیخ بهار می‌تواند به عنوان یک گیاه مناسب جهت گیاه‌پالایی خاک‌های شور در نظر گرفته شود.

مطالعه بر روی به‌کارگیری ربات‌های جمعی جهت پایش محیط، نقشه‌برداری پرتوی و کشف چشمه‌های پرتوزا

صفحه 136-147

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1628

هادی اردینی؛ امیرمحمد بیگ زاده

چکیده اکتشاف و نقشه‌برداری از محیط‌های پرتوی از جمله کارهای بالقوه پر چالش و دارای ریسک هستند که به دلایل ایمنی، استفاده از ربات‌ها می‌تواند مخاطرات ممکن برای افراد را کاهش دهد. با این حال، استقرار یک ربات ممکن است برای پوشش مؤثر کل منطقه کافی نباشد؛ از این ­رو، تکنیک‌های بهره‌گیری از چند ربات یا ربات‌های جمعی می‌تواند نقش به سزایی در کاهش زمان و بهبود فرایند اکتشاف و نقشه‌برداری پرتوی داشته باشد. همچنین سامانه‌های چند رباتی قابلیت اطمینان بالایی دارند و با از کار افتادن تعدادی از ربات‌ها به دلایلی نظیر پرتوگیری، باقی ربات‌ها به ادامه مأموریت خواهند پرداخت. این مقاله به مطالعه بهره‌گیری از چندین ربات خودکار به صورت هم‌زمان برای نقشه‌برداری پرتوی و کشف چشمه‌های آلوده می‌پردازد. این بررسی رویکردهای مختلفی از جمله تأثیر تعداد و دز دریافتی ربات‌ها را مورد بررسی قرار داده است. نتایج نشان می‌دهد افزایش تعداد ربات‌ها می‌تواند باعث افزایش سرعت گردد که این افزایش به صورت خطی نیست و با افزایش ربات ­ها، ازدحام زیاد شده و سرعت با نسبت کمتری افزایش می‌یابد لذا برای رسیدن به الگوی بهینه نیاز است از مدل‌های تکاملی‌تر، نظیر الگوی حرکتی الهام گرفته از طبیعت بهره برد. این مقاله افق‌های ارزشمندی را در مورد هماهنگی چند ربات برای جستجو در محیط‌های پرتوزا ارائه می‌دهد که دریچه‌ای برای بهره‌گیری از هوش جمعی در کاربردهای هسته‌ای خواهد بود.

مشخصه‌یابی نسل دوم مولد پارس گالوژن (مولد 68Ge/68Ga) و کنترل کیفی محلول شویش آن

صفحه 148-156

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1648

مهدی غلام حسینی نظری؛ علی رحیمی نژاد؛ مقداد گیلانی؛ میعاد هاشمی زاده؛ حجت معصومی؛ رحیم سرداری؛ حسین نادری

چکیده گالیم-68 یکی از رادیونوکلئیدهایی است که به طور گسترده برای اهداف تشخیصی در پزشکی هسته‌ای استفاده می‌شود. با توجه به دردسترس بودن مولدهای 68Ge/68Ga، علاقه صنعت رادیوداروها در حال حاضر بر توسعه این ژنراتور متمرکز شده است. لذا توسعه و استفاده مولد 68Ge/68Ga هنوز یک موضوع داغ در پزشکی هسته‌ای است. طی سال‌های گذشه در ایران، شرکت پارس ایزوتوپ اقدام به تولید مولدهای 68Ge/68Ga (مولد پارس گالوژن) نموده است. این مولد با 5 میلی‌لیتر هیدروکلریک اسید 0/6 مولار دوشیده می‌شد. در ادامه پارس ایزوتوپ، نسل دوم مولدهای پارس گالوژن را تولید کرده است. این مولد بر پایه ماتریکس رزین SnO2-TiO2 بوده و با 3 میلی‌لیتر هیدروکلریک اسید 0/1 مولار دوشیده می‌گردد. در این پژوهش، مشخصه‌های اصلی نسل دوم مولدهای پارس گالوژن تعیین شده و کنترل کیفی آن ارزیابی شد. نتایج به‌دست آمده نشان می‌دهد که این مولد تمام محدوده‌های فارماکوپه اروپا برای استفاده را دارا بوده و مشخصات عملکردی از قبیل خلوص شیمیایی، رادیوشیمیایی، رادیونوکلوئیدی بیشتر و راندمان دوشش بالاتری در مقایسه با نسل اول را دارد.

شبیه‌سازی قلب رآکتور گازی HTR-10 با سوخت کروی و تعیین حداقل ارتفاع لازم به ‌منظور ایجاد بحرانیت در رآکتور

صفحه 157-164

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1527.1996

کاوس عباسی؛ محمد حسین نیری

چکیده رآکتور HTR-10 یک رآکتور بسترتوپکی آزمایشی است که شبیه‌سازی شار نوترونی این رآکتور جهت توسعۀ این رآکتورها به دلایل مزیت‌های  متعددی که دارند بسیار پر اهمیت است. از مزیت‌های این نوع رآکتور ایمنی و راندمان بالا و ماژولار بودن آن است. از این‌رو یکی از موضوعات مهم و قابل توجه کشورهای صاحب تکنولوژی هسته‌ای مطالعه و تحقیقات بر روی  این نوع رآکتورها به منظور تجاری‌سازی آنها می‌باشد. ازآنجاکه سوخت و کندکننده در رآکتور به شکل گوی‌های کروی است و به ‌صورت تصادفی در قلب توزیع می‌شوند، بررسی شار نوترونی این رآکتور از طریق بررسی حداقل ارتفاع لازم برای بحرانیت رآکتور با توجه به نوع چینش سوخت و کندکننده بسیار مهم است. بنابراین، در این تحقیق روش جدیدی برای چینش توپک‌های سوخت و کندکننده، با حفظ نسبت 43:57 پیشنهاد داده شده است. محاسبات و شبیه‌سازی قلب با استفاده از کد MCNP صورت گرفته است. گاز هلیم به عنوان خنک‌کننده‌ در نظر گرفته شده و تغییرات راکتیویته بر اثر ورود میله‌های کنترل محاسبه شده است.

تأثیر زاویه تابش بر عملکرد زیست‌حسگر HIV-1 مبتنی بر بلور فوتونیکی یک‌بعدی

صفحه 165-175

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1532.1999

مهدی سویزی؛ مریم علیان‌نژادی

چکیده شناسایی به موقع ویروس‌ها مثل ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV-1) در نقطه مراقبت (POC) می‌تواند منجر به اقدامات پزشکی به موقع، درمان مناسب و کاهش نرخ رشد و گسترس بیماری شود. در این مقاله دو زیست‌حسگر HIV مبتنی بر بلور فوتونیکی یک‌بعدی کامل و حاوی لایه نقص برای تشخیص این ویروس پیشنهاد و مشخصه‌های اصلی این زیست‌حسگرها مثل حساسیت و ضریب کیفیت (ضریب Q) مورد بررسی قرار می‌گیرد. همچنین، تأثیر زاویه تابش بر عملکرد این دو حسگر نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. نتایج نشان می‌دهد که حساسیت زیست‌حسگر HIV بر پایه بلور فوتونیکی کامل مستقل از زاویه تابش است در حالی که ضریب Q این حسگر با افزایش زاویه تابش افزایش یافته و مقدار این کمیت تحت زاویه تابش 85 درجه تقریباً 14 برابر بزرگتر از تابش عمودی است. این در حالی است که حساسیت و ضریب Q زیست‌حسگر حاوی لایه نقص تابعی از زاویه تابش است و بیشینه مقدار این کمیت‌ها که در زوایای تابش 65 و 47 درجه اتفاق می‌افتد و به ترتیب برابر با 1056nm/RIU و 12683 می‌باشند. بنابراین، این زیست‌حسگر به عنوان گزینه مناسبی برای تشخیص ویروس HIV پیشنهاد می‌شود.

اهمیت چرخه سوخت بسته در دستیابی به انرژی هسته‌ای پایدار و تجدیدپذیر در ایران

صفحه 176-187

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1533.2000

مهدی قربانی اشرف؛ پوریا حاتمی باروق

چکیده از مهم‌ترین عوامل مؤثر در توسعه پایدار هر جامعه‌ای، امنیت انرژی است. توسعه اقتصادی، رفاه اجتماعی، بهبود کیفیت زندگی و امنیت جامعه در گرو تأمین انرژی و تضمین منابع پایدار و مطمئن، پاک و مقرون به صرفه است. در سال‌های اخیر، استفاده از منابع تجدیدپذیر به منظور ایجاد تنوع در سبد انرژی، ارتقاء ملاحظات زیست‌محیطی و دستیابی به انرژی پایدار مورد توجه بسیار زیادی قرار گرفته است. از این منظر، انرژی هسته‌ای نیز در صورت استقرار مناسب، می‌تواند در سبد انرژی یک کشور به عنوان یک منبع تجدیدپذیر و پایدار در نظر گرفته شده و خلأ انرژی‌های فسیلی در آینده را جبران نماید. هدف از این پژوهش تبیین اهمیت چرخه سوخت بسته در ایجاد انرژی هسته‌ای پایدار و تجدیدپذیر در کشور است. همچنین، با توجه به وضعیت نه‌چندان مناسب منابع اورانیمی و توریمی در ایران، عدم وجود همکاری‌های گسترده بین‌‌المللی، وجود تحریم‌ها در تأمین مواد اولیه تولید سوخت هسته‌ای و عدم امکان تضمین تأمین سوخت مورد نیاز تولید انرژی هسته‌ای، ضرورت توجه بیش از پیش به استقرار چرخه سوخت بسته و به کارگیری رآکتورهای زاینده سریع در صنعت هسته‌ای کشور اثبات می‌گردد. توجه به این موضوع، نیل به اهداف مهمی همچون کاهش نیاز به اورانیم طبیعی، کاهش هزینه پسمانداری هسته‌ای، بهبود بازده نیروگاه‌های اتمی، ایجاد ارزش افزوده در خصوص تولید مواد مورد نیاز بخش‌های کاربرد پرتوها در صنعت، پزشکی و سلامت خواهد شد.

ارزیابی ایمنی کسک سربی انتقال سوخت و مواد ساختاری تابش‌دیده در شرایط حادثه سقوط با شبیه‌سازی ANSYS

صفحه 188-198

https://doi.org/10.24200/nst.2024.1542.2006

رضا گستریانی؛ نوید اقرء؛ جاوید دبیری

چکیده ارزیابی رفتار تابشی سوخت‌‌ هسته‌ای و مواد ساختاری، با انجام آزمون‌های پس از پرتودهی در مکان هات‌سل انجام می‌شود. یکی از چالش‌های پیش‌روی انجام این آزمون‌ها، انتقال ایمن کسک حاوی سوخت‌های هسته‌ای و مواد ساختاری تابش‌دیده، از رآکتور تا هات‌سل می‌باشد. از این‌رو در این مطالعه، ارزیابی ایمنی کسک سربی انتقالی برای یک صفحه سوخت رآکتور تحقیقاتی، غلاف سوخت زیرکونیمی به همراه قرص‌های سوخت اکسیدی (UO2) در مقابل رخداد حادثه سقوط با آنالیز المان محدود با استفاده از نرم‌افزار شبیه‌ساز ANSYS انجام شد. حادثه سقوط کسک از ارتفاع 9 متری و برخورد آن به‌صورت عمودی، افقی و مایل از مرسوم‌ترین حوادث تعریف‌شده در استاندارد ایمنی شماره 6 سازمان بین‌المللی انرژی اتمی (SSR-6) می‌باشد. در این مطالعه، تنش تسلیم مواد داخل کسک از مراجع استخراج شد و با تنش بیشینه حاصل از نتایج شبیه‌سازی مقایسه شد. ازاین‌رو حد پذیرش ایمنی پس از حادثه به‌صورت تعیین ضریب ایمنی برای هر جزء درون کسک ارائه شد. نتایج شبیه‌سازی ANSYS نشان داد محتوی کسک با رخداد حادثه سقوط 9 متری به‌­خصوص سقوط عمودی و افقی دچار آسیب جدی می‌شوند. بنابراین اقدام اصلاحی با تعبیه ضربه‌گیر از جنس فوم پلی‌یورتان در زیر و کناره‌های کسک انجام شد. در نهایت شبیه‌سازی مجدد با حضور ضربه‌گیر نشان‌دهنده پذیرش ایمنی کسک در مقابل حادثه سقوط بود.