دوره و شماره: دوره 38، شماره 4 - شماره پیاپی 82، اسفند 1396، صفحه 1-97 

کد محاسباتی سه‌بُعدی پارامترهای سینتیکی به روش اِلمان محدود گلرکین

صفحه 1-9

سیدابوالفضل حسینی

چکیده در این مقاله، توسعه­‌ی کد کامپیوتری GFEM-KIN-3D به منظور محاسبه‌­ی پارامترهای سینتیکی گزارش می‌­شود. برای این منظور، در ابتدا معادله­‌ی پخش نوترون مستقل از زمان و الحاقی آن در هندسه­‌ی سه­‌بُعدی با استفاده از روشاِلمان محدود گلرکین حل می­‌شود. در ادامه، از طریق وارد کردن توزیع شار نوترونی و الحاقی آن در رابطه‌­ی مربوط به اختلال، کسر مؤثر نوترون‌های تأخیری و مدت زمان متوسط تولید نوترون­‌ها محاسبه می­‌شود. مشکل اصلی در راستی‌­آزمایی این پروژه، عدم وجود مسئله­‌ی آزمون است که شامل داده­‌های مربوط به کسر نوترون‌­های تأخیری، طیف نوترون­‌های آنی و طیف نوترون­­‌های تأخیری باشد. بنابراین، به ناچار چند مسئله طراحی، و پارامترهای سینتیکی برای آنها محاسبه شد. با توجه به این­که حل معادله‌­ی پخش نوترون در سه­‌بُعد با استفاده از مسائل آزمون معتبر راستی­‌آزمایی شد و رابطه­‌ی اختلال نیز یک رابطه­‌ی کاملاً مشخص دارد، بنابراین با اطمینان می‌­توان گفت در صورت داشتن اطلاعات کافی می‌­توان پارامترهای سینتیکی را با دقت خوبی محاسبه کرد. کد کامپیوتری توسعه داده شده GFEM-KIN-3D قابل استفاده در محاسبات قلب راکتور با هر شکل هندسی اعم از راست­گوش و شش­‌گوش است.

یک روش عددی کاملاً ضمنی برای شبیه‌سازی جریان دوفازی در یک کانال عمودی با استفاده از مدل شار رانشی

صفحه 10-21

آناهیتا حاجی‌زاده؛ حسین کاظمی‌نژاد؛ سعید طالبی

چکیده در این مقاله جریان دوفازی در یک کانال عمودی با استفاده از مدل شار رانشی به صورت کاملاً ضمنی شبیه‌­سازی شده است. پایداری بدون شرط و هم­چنین، دقت مرتبه­‌ی دوی نتایج نسبت به زمان از مزایای این روش است. تاکنون از روش نیوتون برای حل دستگاه معادلات غیرخطی حاصل از گسسته­‌سازی کاملاً ضمنی معادلات میدانی مدل­‌های فیزیکی استفاده شده است. فقدان
هم­گرایی آن بدون حدس اولیه‌­ی خوب و تشکیل ماتریس ژاکوبین، معضلاتی را برای پژوهش‌گران در این زمینه ایجاد کرده است. در این مقاله، با استفاده از الگوریتم سیمپل، روشی کاملاً ضمنی برای شبیه‌­سازی جریان دوفازی، ارائه شده است. این روش معضلات مذکور در روش نیوتون را ندارد. برای محدوده‌­ی وسیعی از شرایط، پارامترهای کلیدی ترموهیدرولیکی محاسبه شده با این مدل، توافق خوبی با نتایج تجربی و نرم­‌افزار ریلپ دارند. با توجه به نتایج، همان­طور که انتظار می‌­رفت، دقت مدل ارائه شده نسبت به زمان از مرتبه­ی دو است و نیاز به محدودیت گام زمانی برای حفظ پایداری ندارد.

بررسی دینامیک باریکه‌ی کاواک شتاب‌دهی موج ایستای طراحی شده برای شتاب‌دهنده‌ی خطی الکترون 6 مگاالکترون ولت

صفحه 22-31

سارا زارعی؛ محمد لامعی رشتی؛ فرشاد قاسمی؛ فریدون عباسی دوانی

چکیده کاواک‌های شتاب‌دهی موج ایستای جفت‌شده­ی جانبی به علت گرادیان شتاب‌دهی نسبتاً بالا و حساسیت نسبتاً کم نسبت به خطای ساخت، در شتاب‌دهنده‌های خطی الکترون با انرژی پایین کاربرد گسترده‌ای دارند. مهم‌ترین گزینه در طراحی کاواک‌های شتاب‌دهی، برهم­کنش مؤثر ذره و میدان‌های الکترومغناطیسی برای رساندن خوشه‌های الکترون به انرژی مورد نظر با بیش‌ترین راندمان و کیفیت مناسب باریکه­‌ی خروجی است. بررسی دینامیک باریکه برای تعیین مشخصات باریکه­‌ی خروجی از کاواک ضروری است. در این مقاله با استفاده از کد استرا، دینامیک باریکه­‌ی کاواک شتاب‌دهی MeV 6 بررسی شده است. کاواک مورد نظر به منظور تشدید در مد عملکردی 2/π با فرکانس MHz 2998.5 طراحی شده است که با لامپ مگنترون با بیشینه توان MW 2.3 تغذیه می‌شود. نتایج به دست آمده نشان می‌دهد که پس از ساخت کاواک طراحی شده، برای باریکه­‌ی خروجی، گسیلندگی در جهت افقی و عمودی، نیم‌رخ عرضی در جهت عمودی و افقی، و گستردگی انرژی به ترتیب مقادیر mm 1.25، pi-mm-mrad 4.18 و MeV 0.84 مورد انتظار است.

ساخت قرص دزیمتر LiF:Mg,Ti با روش ذوب و بررسی تابع کاهش حساسیت پرتو واداشته برای دزیمتری بسیار بالا

صفحه 32-37

فرامرز ترک زاده؛ فروغ مردشتی

چکیده  آشکارسازهای ترمولومینسانس کاربرد وسیعی در دزیمتری میدان‌های مختلف پرتوی دارند. در این پژوهش، امکان استفاده از دزیمترهای LiF:Mg,Ti که در آزمایشگاه ترمولومینسانس با روش ذوب و پرس سرد و سینترینگ ساخته شد، برای اندازه‌گیری دز گاما در میدان‌های بسیار بالا بررسی شد. برای تعیین دز بسیار بالای گاما، از وابستگی کاهش حساسیت با افزایش دز استفاده شده است. به منظور به دست آوردن منحنی کاهش پاسخ دز برای این دزیمترها در دزهای بالا، از گستره‌ی دز 1 تا kGy500  گاما و چشمه­‌ی  60Co استفاده شد. منحنی پاسخ دز به دست آمده، یک روند نمایی کاهش حساسیت را نسبت به دز نشان می‌دهد. وابستگی گستره‌ی منحنی کاهش پاسخ دز با میزان غلظت آلاینده­ی Ti بررسی شد. با توجه به قابلیت تکرارپذیری، این روش برای استفاده در دزیمتری گاما در گستره‌ی دز بالا قابل استفاده است.

مقایسه‌ی بازده‌ی راکتورهای بستر ثابت و بستر سیال در تولید تتراکلرید زیرکونیم

صفحه 38-44

محمد رضا قاسمی؛ سیدمحمد قریشی؛ محمد قنادی مراغه؛ محمدهادی جزینی

چکیده در این مطالعه، تولید تتراکلرید زیر‌­­­­کونیم که یکی از مراحل تولید زیر‌‌کونیم است بررسی می‌­شود. دو روش اصلی برای تولید آن از دی‌اکسید زیرکونیم وجود دارد. روش اول و قدیمی‌تر که در ایران هم از این روش استفاده می­‌شود، بستر ثابت نام دارد. این روش با وجود مزیت سادگی فرایند و تجهیزات، مشکلات زیادی نیز دارد که از جمله­‌ی آنها می­‌توان به بازده­ی پایین، مشکلات اپراتوری و ایمنی اشاره کرد. در این پژوهش، مقایسه‌­ای بین بازده­ی دو راکتور در تولید تتراکلرید زیرکونیم انجام شده است. هرچند ظرفیت یکی از این راکتورها چندین برابر راکتور دیگر است، اما با توجه به این­که نتایج مقایسه براساس واحد تولید زیرکونیم و تفاوت نسبت­‌ها انجام شده است­، دقت مناسبی دارد. براساس این پژوهش، بازده­ی کل در راکتور بستر سیال 14­% بالاتر از راکتور بستر ثابت است.

غربال‌گری عوامل مؤثر بر جذب‌زیستی اورانیم از محلول‌های آبی با استفاده از باکتری Pseudomonas Putida تثبیت ‌شده در کیتوزان

صفحه 45-57

هژبر صحبت زاده لنبر؛ علیرضا کشتکار؛ جابر صفدری؛ فائزه فاطمی اردستانی؛ مرتضی قاسمی ترک آباد

چکیده جداسازی فلزهای سنگین از پساب صنعتی، معضل زیست‌­محیطی جدی به ویژه در کشورهای در حال توسعه است. از میان فناوری­‌های آمایشی متعدد، به نظر می‌­رسد که جذب‌­زیستی گزینه­‌ی مناسبی باشد. ­جاذب­‌های زیستی پایه میکروبی برای حذف فلزهای سنگین از محلول­‌های آبی، مؤثر و کاربردی­‌اند. در مطالعه­‌ی حاضر، توانایی باکتری Pseudomonas putida تثبیت ­شده بر روی کیتوزان برای جذب‌­زیستی اورانیم (VI) از محلول‌­های آبی بررسی شد. غربال­‌گری عوامل مؤثر بر فرایند جذب­‌زیستی به کمک طراحی پلکت- برمن صورت گرفت. نتایج تجربی نشان داد که مقدار جاذب‌­زیستی، غلظت اولیه اورانیم، اندازه­‌ی ذرات جاذب­‌زیستی، درصد وزنی باکتری در جاذب‌­زیستی و pH، به­ ترتیب بیش­ترین تأثیر را بر میزان جذب دارند، در حالی­که دما یک پارامتر غیرمؤثر تشخیص داده شد. بیشینه‌­ی ظرفیت جذب­‌زیستی عملی برای جاذب­‌زیستی حاوی 15% وزنی باکتری و معادلmg/g  536.08 به دست آمد. ایزوترم‌­های جذب­‌زیستی با استفاده از مدل­‌های لانگمویر، فرندلیچ و دابینین- رادوشکویچ تحلیل شد. برای جاذب‌­زیستی، مدل لانگمویر (0.983=R2) بهترین برازش را با داده­‌های تعادلی از خود نشان داد و بیشینه ظرفیت به دست آمده از این مدل برای این جاذب‌­زیستی 588.23 و برای کیتوزان خالص mg/g 454.54 بود. در نتیجه، مطالعه‌­ی حاضر نشان داد که جاذب‌­زیستی تهیه شده می­‌تواند موردی مناسب برای جذب‌­زیستی اورانیم باشد.

حذف جذبی رادیونوکلوئیدهای 90Sr و 137Cs از پسماند مایع پرتوزای راکتور تحقیقاتی تهران به وسیله‌ی نانوذرات تیتانوسیلیکات آلاییده شده با Nb و Ge

صفحه 58-66

سعید علمدار میلانی؛ بهزاد مراغه میانجی

چکیده  نانوذرات تیتانوسیلیکات آلاییده شده با Nb و Ge، به روش آب- گرمایی ساخته شده و توانایی آن‌­ها در حذف رادیونوکلوئیدهای 90Sr و 137Cs از پسماند­ مایع پرتوزای راکتور تحقیقاتی تهران در روش ناپیوسته ارزیابی شد. فاز بلوری و ریخت‌­شناسی نمونه­‌های ساخته شده، به ترتیب با استفاده از پراش­‌سنجی پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترون پویشی (SEM) بررسی شد. تجزیه­‌ی عنصری نمونه‌­های جاذب با استفاده از فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) به انجام رسید. مساحت سطح نمونه­‌های ساخته شده، با استفاده از جذب و واجذب نیتروژن
(­BET) اندازه‌­یابی شد. اثر پارامترهای دما، زمان ماند و pH پسماند بر میزان حذف رادیونوکلوئیدهای 90ُSr و 137Cs بررسی شد. یافته‌­ها نشان داد که نمونه­‌های ساخته شده، از توانایی خوبی برای جذب این رادیونوکلوئیدها از پسماند مایع پرتوزای راکتور تحقیقاتی تهران و به طور کلی آمایش پسماندهای مایع برخوردارند. نمونه­‌های تیتانوسیلیکات آلاییده شده تا 25 درصد وزنی با درصد­های وزنی مساوی (­50%) از Nb و Ge، تقریباً ­98.5% از 137Cs و 86.3% از 90Sr را از پسماند حذف کرد.

ساخت و مشخصه‌یابی پوسته‌های پلی‌استایرنی برای هدف‌های گداخت لیزری

صفحه 67-74

فهیمه رضازاده آذری؛ مرضیه ولی اقبال؛ بهاره زارع فارسانی؛ امیرحسین فرهبد

چکیده در این مقاله، فعالیت­‌های صورت گرفته به منظور ساخت پوسته‌­های پلی­استایرنی هدف به روش ریز کپسول­‌سازی برای استفاده در گداخت لیزری بررسی شده است. ضروری است کپسول­‌های هدف دارای ساختاری­ کاملاً کُروی، متقارن و از نظر ترکیب شیمیایی عاری از هرگونه نا­خالصی با توزیع عنصری مشخص باشند تا از ناپایداری­‌های هیدرودینامیکی طی فرایند فشرده‌­سازی هدف تا حد امکان کاسته شود. ضخامت دیواره و قطر پوسته­‌های کُروی ساخته شده به ترتیب μm 27±2 و μm 750±50 است. به منظور بررسی کیفیت پوسته­‌ها و تعیین ضخامت و نایکنواختی دیواره­‌ی آن‌ها از روش تمام­نگاری بر پایه­‌ی تداخل­سنج ماخ- زندر استفاده شده است.

ایجاد جهش در صفات مرتبط با خورجین در ارقام کلزا با استفاده از اشعه‌ی گاما

صفحه 75-83

محمدحسین فتوکیان

چکیده بذور ارقام کلزای ساری گل و RGS003 با اشعه­ی گاما در دزهای °، 800، 1000 و Gy1200 تیمار شدند. در نسل 2M، بذر هر بوته در یک ردیف جداگانه کشت شد و کلیه­‌ی بوته­‌های هر لاین در طول فصل زراعی بررسی شدند. در این نسل تعداد 18 لاین موتان از رقم ساری گل و 12 لاین موتان از رقم RGS003 با توجه به تغییرات مشاهده شده در صفات زراعی مانند طول خورجین، تعداد خورجین و زمان گل­دهی به دست آمد. بین دزهای اشعه‌­ی گاما از نظر عقیمی دانه­‌ی گرده، تفاوت معنی­‌دار در سطح احتمال 1% مشاهده شد، ولی این تفاوت برای عقیمی بذر معنی­‌دار نبوده است. حداکثر عقیمی دانه‌­ی گرده در دز Gy800 مشاهده شد. بیش­تر موتان­‌های به دست آمده در ارقام RGS003 و ساری گل به ترتیب در دزهای 1200 و Gy800 به دست آمدند. در نسل 3M، موتان­‌های به دست آمده در هر دو رقم کلزا برای صفاتی مانند تعداد خورجین در ساقه­‌ی اصلی، تعداد خورجین در بوته، طول خورجین، تعداد دانه در خورجین، وزن هزار دانه و طول دوره­‌ی گل­دهی تغییرات داشتند.

بررسی اثر غلظت و اندازه‌ی نانوسیال آب/ آلومینا بر پارامترهای نوترونیکی و ترموهیدرولیکی در راکتور هسته‌ای 1000-VVER با مجتمع‌های سوخت حلقوی با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی

صفحه 84-97

مصطفی رضایی؛ غلامرضا انصاری‌فر؛ مهدی نصری نصر آبادی

چکیده  امروزه برای بهبود راندمان نیروگاه‌­های هسته‌ای، پژوهش­‌های زیادی از جمله استفاده از میله­‌ی سوخت حلقوی با قابلیت خنک‌‌شوندگی از داخل و خارج که مزایای فراوانی در بهبود ویژگی­‌های انتقال حرارت دارد صورت گرفته است. هم­چنین برخی مطالعات نشان داده است که استفاده از ذرات نانو در سیال خنک‌کننده منجر به بهبود خواص حرارتی سیال می­‌شود. استفاده از کدهای نوترونیکی و ترموهیدرولیکی به منظور بررسی اثر نانوسیالات در راکتورهای هسته‌­ای، نیازمند شبیه‌­سازی­‌های پیچیده، دقیق و صرف هزینه­‌های اقتصادی و زمان زیاد است. در این مقاله تأثیر درصدهای حجمی و اندازه­‌ی نانو ذره­ی آلومینا بر پارامترهای نوترونیکی و ترموهیدرولیکی راکتور 1000-VVER با استفاده از یک شبکه­‌ی عصبی مناسب بررسی می­‌شود. نتایج حاصل، نشان­‌دهنده­‌ی این مطلب است که شبکه­‌ی عصبی آموزش داده شده، هم­‌گرایی مناسب و دقت کافی در تعیین پارامترهای نوترونیکی و ترموهیدرولیکی دارد. با استفاده از شبکه­‌ی عصبی ارائه شده، می­توان پارامترهای اساسی یک راکتور را بدون استفاده از کدها و نرم­افزارهای نوترونیکی و ترموهیدرولیکی تعیین کرد که  باعث صرفه­‌جویی زمانی می‌­شود.