دوره و شماره: دوره 46، شماره 3 - شماره پیاپی 113، مهر 1404، صفحه 1-200 

مطالعه پارامترهای انتقال جرم و شناسایی مرحله کنترل‎کننده فرایند تبادل یونی سریم و ایتریم در ستون بستر ثابت

صفحه 1-11

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1797.2108

امین ایلدرآبادی؛ فاضل ضحاکی فر؛ مریم خواجه نوری؛ احمد غدیری

چکیده در این مطالعه فرایند تبادل یونی سریم و ایتریم با استفاده از رزین 8W-X50Dowex  بررسی و رفتار منحنیهای نمودار شکست گزارش شد. درصد تبادل یونی برای Ce(III) و Y(III) بهترتیب برابر با 93/73­% و 70­% بود. جهت محاسبه مؤلفههای انتقال جرمی مدلسازی ریاضی انجام شد. مکانیسم‌های مقاومت انتقال جرم مختلف نظیر مقاومت نفوذ فیلمی، نفوذ درون‌­ذرهای و پراکندگی محوری و همچنین تقریبهای دیگر انتقال جرم توسط مدل نیروی محرکه خطی (LDF) بررسی شدند. بررسیها نشان داد که مقاومت نفوذ درون‌­ذرهای بیشترین سهم را در فرایند تبادل یونی عناصر نادر سریم و ایتریم داشته است (Rfaxint). نفوذ درون‌­ذرهای یعنی مرحله دوم از مکانیسم کلی تبادل یونی به عنوان مرحله کنترلکننده فرایند شناخته شد. همچنین عدد بایوت برای Ce(III) و Y(III) بزرگ­‌تر از 30 بود که نشان داد مرحله کنترلکننده نرخ فرایند تبادل یونی، انتشار درون‌­ذره‎‎ای است. بدین‌­ترتیب صحت بررسیهای انجام شده تأیید شد. عدد پکلت نیز به خوبی با شیب منحنیهای پیشرفت مطابقت داشت.

تهیه، کنترل کیفی و بررسی توزیع زیستی رادیوداروی I-MIBG123

صفحه 12-20

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1796.2106

سعید رجبی فر؛ محمد میرزایی؛ محمد رحیمی؛ سمیه رسولی گرمارودی؛ حسن یوسف نیا

چکیده رادیونوکلید ید-123 در اثر بمباران هدف گاز زنون-124 و با استفاده از پروتون‌های با انرژی 5/28 مگاالکترون­ولت در شتاب‌­دهنده سیکلوترون تولید گردید. پس از انجام مراحل کنترل کیفی، رادیونوکلید ید-123 با خلوص بیش از 99­% و با غلظت اکتیویته 2/0 ± 47/8 گیگابکرل بر میلی‌لیتر) جهت نشان­دارسازی ترکیب شیمیایی MIBG استفاده شد. کنترل کیفی ترکیب نشان­دار، با استفاده از روش رادیوکرماتوگرافی لایه نازک و فاز متحرک استیک اسید: آب: بوتانول به نسبت­های 4:1:1 انجام شد. نتایج کنترل کیفی ترکیب نشان­دار، خلوص رادیوشیمیایی بالای 99­% را برای محصول نهایی نشان داد. توزیع زیستی ترکیب نشان­دار پس از تزریق 1/11-5/5 مگابکرل از رادیوداروی I-MIBG123 به موش­های صحرایی بررسی شد و موش­ها در فواصل زمانی مختلف تشریح و تصویربرداری شدند. مقایسه توزیع زیستی جذب ید-123 و I-MIBG123، نشان داد که ترکیب نشان­دار توزیع زیستی کاملاً متفاوتی نسبت به توزیع زیستی ید-123 آزاد دارد

تشخیص دقیق تومورهای مغزی اولیه و متاستاتیک به کمک تصویربرداری فلورسانس لیزری با هدایت فلوروفور برونزای سدیم فلورسین

صفحه 21-30

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1768.2090

فاطمه غوغایی؛ مریم ایلچی قزاانی؛ مهسا قزلباش؛ بتول سجاد

چکیده در این پژوهش، تشخیص و تمایز دقیق بافت‌های سالم و سرطانی مغز به روش تصویربرداری فلورسانس لیزری با هدایت فلوروفور برونزای سدیم فلورسین مورد بررسی قرار گرفته است و نتایج به‌دست آمده با تصاویر خودفلورسانس بافت‌ها مقایسه شده‌اند. نمونه‌ها که به تشخیص متخصص آسیب‌شناسی از انواع مننژیوما، متاستاتیک کارسینوما، گلیومای درجه پایین و گلیومای درجه بالا تشخیص داده شده بودند، از
۴ بیمار تهیه شدند و به منظور اعتبار‌سنجی نتایج، از روش تصویربرداری نوری با رنگ‌آمیزی هماتوکسیلین- ائوزین استفاده شده است. نتایج نشان می‌دهند که شدت تابش فلورسانس ناشی از بافت‌های سرطانی به دلیل نفوذپذیری بیشتر رنگ در حفره‌ها و منافذ بافت، شدیدتر از بافت‌های سالم است. بهره‌گیری از این روش تصویربرداری، علاوه بر بالا بردن دقت و صحت نتایج، امکان تجسم دیداری و تشخیص بلادرنگ در زمان واقعی و برداشت کامل تومور را برای جراح فراهم آورده و بیمار را از انجام بیوپسی‌های تهاجمی بی‌نیاز می‌سازد. بنابراین، یافته‌ها نشان می‌دهند که سدیم فلورسین می‌تواند به‌عنوان یک نشانگر فلورسانس قابل اعتماد در تصویربرداری حین عمل برای بهبود تشخیص و تعیین مرزهای تومورهای مغزی مورد استفاده قرار گیرد
.

تحلیل تجربی و شبیه‌سازی عددی فرایند انتقال حرارت جوشش در صفحات با خواص ترشوندگی متفاوت

صفحه 31-42

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1759.2087

عارف رحیمیان

چکیده یک روش الکتروفورتیک آندی برای ایجاد یک پوشش لایه نازک یکنواخت بر روی صفحات استیل نازک به ­کار رفته است. تغییرات زاویه تماس صفحات به دقت اندازه‌گیری شده‌اند. سپس نمونه‌ها در یک استخر جوشش برای اندازه‌گیری شار حرارت بحرانی و ضریب انتقال حرارت جوشش آزمایش شدند. برای شبیه‌سازی عددی صفحات با ترشوندگی‌های مختلف، پس از اعتباربخشی، با تغییر برخی از پارامترهای جوشش به پارامترهایی که وابستگی به زاویه تماس دارند، شار حرارت بحرانی برای زوایای تماس متغیر محاسبه گردیده است. نتایج تجربی و شبیه‌سازی عددی به یکدیگر نزدیک بوده و روند مشابهی را نشان می‌دهند. این نتایج همچنین با داده‌های تجربی دیگر مقایسه شده‌اند و تفاوت آن­ها کمتر از ۵­% می‌باشد.

بررسی اثر تغییرات ریزساختاری ناشی از عملیات نورد گرم بر خواص مکانیکی و رفتار شکست سوپرآلیاژ پایه نیکل Cr8/7Mo-5/12Ni- همگن شده

صفحه 43-50

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1758.2086

مرتضی سروری لاله؛ سروش بخشی؛ حمزه فراتی راد

چکیده آلیاژهای پایه نیکل به دلیل استحکام و مقاومت به خوردگی خوب در دمای بالا بسیار مورد توجه قرار گرفتند. از گروه سوپرآلیاژهای پایه نیکل، آلیاژ Cr8/7Mo-5/12Ni- به دلیل هزینه تولید پایین، دسترسی آسان، جوش‌پذیری عالی و مقاومت کم‌نظیر به خوردگی داغ، بیش از سایر مواد ساختاری مورد توجه محققان قرار گرفته است. در این تحقیق تحولات ریزساختاری ناشی از عملیات نورد گرم بر خواص مکانیکی و رفتار شکست سوپرآلیاژ پایه نیکل Cr8/7Mo-5/12Ni- مطالعه و بررسی شد. بدین­منظور عملیات نورد گرم در دمای ºC 1100 روی شمش همگن شده در دمای ºC 1177 به مدت 20 دقیقه، انجام شد. بررسی‌های ریزساختاری، رفتار شکست و خواص مکانیکی با استفاده از آنالیزهای تصویربرداری نوری و الکترونی و آزمون کشش انجام گردید. بررسی­های ریزساختاری، تشکیل دانه‌های درشت و ریز و ایجاد ساختار غیرهمگن بعد از فرایند نورد گرم را نشان داد. همچنین با توجه به نتایج آزمون کشش، نورد گرم منجر به بهبود تقریباً 120­% استحکام تسلیم و کاهش حدود 13­% استحکام کششی نهایی شد. همچنین شکست‌نگاری نمونه همگن شده و نورد شده، تغییر مکانیزم شکست از حالت نرم به ترد مرزدانه‌ای را در اثر عملیات نورد گرم نشان می‌دهد.

تحلیل و ارزیابی جداسازی ایزوتوپ اکسیژن-18 به روش تقطیر برودتی با استفاده از نرم­افزار MATLAB

صفحه 51-59

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1743.2081

هدیه احمدی؛ محمد ره گشای؛ امیر حیدری نسب

چکیده توموگرافی انتشار پوزیترون (PET) یک ابزار پیشرفته برای تشخیص و تعیین مراحل سرطان است که بر پایه شناسایی فعالیت گلیکولیتیک در سلول‌های سرطانی عمل می‌کند. این روش به داروهایی مانند فلوئورین دئوکسی گلوکز (FDG) نیاز دارد، که تولید آن مستلزم جداسازی ایزوتوپ‌های فلوئور-18 و اکسیژن-18 با غنای بالای ۹۵­% است. استفاده از ستون‌های تقطیر برودتی به عنوان یکی از روش‌های مناسب برای تولید اکسیژن غنی، با وجود چالش‌های مربوط به هزینه و راندمان، حائز اهمیت است. این پژوهش به بررسی بهینه‌سازی عملکرد ستون تقطیر پرداخته و تأثیر فاکتورهایی نظیر دمای ورودی و ارتفاع لوله‌ها را با استفاده از نرم‌افزار MATLAB مورد تحلیل قرار می‌دهد. نتایج نشان می‌دهند که حداکثر تفکیک ایزوتوپ وابسته به نوع ایزوتوپ و شرایط دستگاه است و نوع خوراک ورودی تأثیری بر توزیع غلظت ندارد. این یافته‌ها می‌توانند به توسعه روش‌های بهینه‌سازی در تولید ایزوتوپ‌های مورد نیاز در تصویربرداری پزشکی کمک کنند.

ارزیابی راندمان تهویه طبیعی برکاهش غلظت رادون در یک واحد آپارتمانی با روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)

صفحه 60-73

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1721.2071

بهاره آذروند حسن فرد؛ مجتبی غلامی

چکیده گاز پرتوزای رادون از طریق مصالح ساختمانی و خاک به داخل فضاهای بسته نفوذ کرده و تجمع آن در ساختمان‌هایی با تهویه ناکافی می‌تواند سلامت ساکنان را به خطر بیندازد. این مطالعه با هدف بررسی اثربخشی تهویه طبیعی در کاهش غلظت رادون در واحدهای آپارتمانی انجام شده است. در این پژوهش، تأثیر نرخ تهویه و هندسه داخلی ساختمان بر الگوهای جریان هوا و غلظت رادون در یک واحد آپارتمانی با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) بررسی شده و نتایج شبیه‌سازی با داده‌های تجربی مقایسه گردیده است. نتایج شبیه‌سازی نشان داد که رفتار جریان و محل تجمع رادون تحت نرخ‌های مختلف تهویه، به‌صورت دقیق قابل پیش‌بینی نیست. علی­رغم کاهش میانگین غلظت رادون در اثر افزایش نرخ تهویه، به دلیل ایجاد جریان‌های گردابی در نواحی خاص، غلظت موضعی این گاز در برخی نقاط به چندین برابر مقدار میانگین افزایش می‌یابد. این نتایج نشان‌دهنده محدودیت تهویه طبیعی در ایجاد الگوی پایدار و یکنواخت جریان برای تخلیه کامل رادون از تمامی نقاط فضای داخلی است. یافته‌ها حاکی از آن است که ترکیب استراتژی‌های تهویه طبیعی و مکانیکی می‌تواند راهکاری مؤثر برای کاهش غلظت رادون در تمامی مناطق یک واحد آپارتمانی باشد.

ردیابی مسیر پروتون در فانتوم‌­های همگن و غیرهمگن با استفاده از شبکه عصبی

صفحه 74-85

https://doi.org/10.24200/nst.2025.1719.2070

زهره رمضانی؛ زعفر ریاضی؛ ناصر وثوقی؛ احسان علی بیگی

چکیده یکی از مشکلات اصلی در مقطع­‌‌نگاری رایانه‌­ای پروتون، کاهش حد تفکیک فضایی تصویر به دلیل پراکندگی چندگانه کولومبی پروتون‌ها در حین عبور از ماده است. تخمین محتمل‌ترین مسیر حرکت پروتون‌ها در داخل ماده، می‏‌تواند برای حل این مشکل سودمند باشد. در این راستا، شبکه‌های عصبی مصنوعی به‌عنوان یکی از راهکارهای نوآورانه در حوزه یادگیری ماشین، به بهبود دقت تخمین محتمل‌ترین مسیر پروتون‌ها کمک کرده‌اند. در این مطالعه، یک شبکه عصبی مصنوعی با الگوریتم بهینهساز تخمین لحظه تطبیقی برای تخمین محتمل‌ترین مسیر پروتون طراحی شد. آموزش شبکه با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده از شبیهسازی سیستم مقطع‌نگاری رایانهای پروتون در 4Geant انجام شد، به‌طوری‌که 60­% از این داده‌ها برای آموزش، 20­% داده‌ها برای اعتبارسنجی و 20­% برای آزمون مدل تخصیص داده شدند. این داده‌ها حاوی اطلاعاتی نظیر موقعیت ورودی و خروجی پروتون‌ها، نهشت انرژی، زاویه خروج پروتون‌ها و 10 نقطه تشکیلدهنده مسیر به‌ازای هر پروتون بودند. ماتریس سینوگرام به کمک مسیر محتمل تخمینی توسط شبکه عصبی و مسیر چندجمله‌ای درجه سوم اصلاح شد و تصویر با استفاده از الگوریتم پس‌افکنده فیلتر شده بازسازی شد. نتایج این مطالعه نشان داد که روش مسیر محتمل تخمینی توسط شبکه توانست به حد تفکیک فضایی 6 جفت خط بر سانتی‌متر دست یابد، درحالی‌که این مقدار برای روش مسیر چندجمله‌ای درجه سوم برابر با 5 جفت خط بر سانتی‌متر بود. علاوه بر این، ریشه میانگین مربعات خطا برای هر دو روش محاسبه شد که برای روش مسیر محتمل تخمینی توسط شبکه برابر با 13/5­% و برای روش مسیر چندجمله‌ای درجه سوم برابر با 15/95­% بود.