یک روش جدید برای اندازهگیری طیف انرژی باریکهی الکترونی
صفحه 1-8
فرهود ضیایی؛ مریم امینی؛ سید مهدی هاشمی
چکیده به منظور محاسبهی طیف انرژی باریکهی الکترونی با استفاده از منحنی دز- عمق از یک روش ابتکاری استفاده شد. توزیع دز- عمق باریکهی الکترونی با انرژیهای اولیهی متفاوت حاصل از یک شتابدهندهی الکترون پس از عبور از یک صفحهی سربی پراکننده، با استفاده از دزیمتر اتاقک یونش با صفحههای موازی کنترل شونده با کامپیوتر در داخل فانتوم آب اندازهگیری شد. منحنیهای دز- عمق حاصل از الکترونها به عنوان دادههای اولیه، برای محاسبهی طیف انرژی آنها مورد استفاده قرار گرفت. این طیف، با توجه به اینکه منحنی دز- عمق تجربی به دست آمده ترکیبی از منحنیهای مشابه الکترونهای تک انرژی است، با بهرهگیری از روشهای ریاضی مبتنی بر اصل برهم نهی محاسبه شد. از طرفی منحنیهای دز- عمق برای الکترونهای کاملاً تک انرژی به وسیلهی کد محاسباتی 4 EGS محاسبه شد. نتایج برای باریکههای الکترونی با انرژی اولیهی 8، 12 و 18 مگا الکترون ولت به دست آمد.
بررسی توزیع انرژی و توزیع زاویهای یونهای نیتروژن دستگاه پلاسمای کانونی 1SBUMTPF به وسیلهی آشکارساز ردپای هستهای پلیکربنات و با استفاده از ضخامتهای مختلف صافی آلومینیمی
صفحه 9-14
حامد روحی؛ بهجت قاسمی؛ فریدون عباسی دوانی؛ زهرا شهبازی راد
چکیده توزیع انرژی و توزیع زاویهای یونهای نیتروژن دستگاه پلاسمای کانونی SBUMTPF1 (3.2kJ، 25kV،10.4 µF) با استفاده از آشکارساز ردپای هستهای حالت جامد از نوع پلیکربنات مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی ولتاژ کاری دستگاه 23kV بود و از گاز نیتروژن در فشار mbar 0.5به عنوان گاز عملیاتی استفاده شد. همچنین از روزنهی سوزنی 200 و 500 میکرون برای آشکارسازی بهتر یونها استفاده شد. با استفاده از روش لایه نشانی، ضخامتهای مختلفی از صافی آلومینیمی بر روی آشکارسازها نشانده شد. برای تعیین توزیع انرژی یونهای نیتروژن، آشکارسازها در فاصلهی cm21.5 و تحت زاویهی صفر درجه نسبت به سر آند قرار داده شدند و برای تعیین توزیع زاویهای یونها از آشکارساز
پلیکربنات با صافی آلومینیمی 1200 نانومتر، در فاصلهی cm10 نسبت به سر آند و تحت زاویههای ° ، 15، 30، 45 و 60 درجه نسبت به سر آند استفاده شد. فیلمهای آشکارساز توسط یونهای نیتروژن پرتودهی شدند. با استفاده از نرمافزار SRIM برد یونهای نیتروژن در آلومینیم تعیین شد. همچنین ضخامت مناسب صافی آلومینیمی برای ثبت دادهها با استفاده از آشکارساز پلیکربنات، در گسترهی بین 1200 تا 2630 نانومتر به دست آمد.
جذب زیستی اورانیم از محلولهای آبی با استفاده از سویهی مرجع و بومی قارچ آسپرژیلوس نیجر زنده
صفحه 15-22
صولت ثنا؛ رضا روستا آزاد؛ سهیلا یغمایی
چکیده از دو سویهی بومی و مرجع قارچ آسپرژیلوس نیجر زنده برای حذف زیستی فلز سنگین اورانیم از محلولهای رقیق آبی استفاده شد. تأثیر pH (3-7)، غلظت اولیهی فلز (10-500 میلیگرم بر لیتر)، زمان (30 -1440 دقیقه) و زیست تودهی خشک (0.5-5 گرم بر لیتر) بررسی شد. جذب زیستی بیشینه در 5=pH و برابر 82.30 و 74.19 درصد برای سویهی، به ترتیب، مرجع و بومی به دست آمد. جذب بیشینه در غلظت اولیهی 500 میلیگرم بر لیتر اورانیم و برای دو سویهی مرجع و بومی قارچ به ترتیب، 105 و 143.5 میلیگرم اورانیم بر گرم زیست تودهی خشک بود. واکنش زیستی، در مدت 60 و 120 دقیقه برای سویهی به ترتیب، مرجع و بومی به تعادل رسید. ظرفیت جذب بیشینه در مقدار 2 گرم بر لیتر زیست تودهی خشک برای هر دو سویهی قارچ به دست آمد. مدل لانگمویر دادههای به دست آمده برای هر دو سویهی مرجع و بومی را با R2، به ترتیب، برابر با 0.9972 و 9979/0 به خوبی برازش نمود. با توجه به نتایج به دست آمده میتوان نتیجه گرفت که سویهی مرجع زیست تودهی
زندهی آسپرژیلوس نیجر نسبت به سویهی بومی آن توانایی بیشتری در حذف فلز اورانیم از محلولهای آبی دارد.
بررسی پارامترهای سینتیکی فرایندهای استخراج و عریانسازی اورانیم (VI) از محیط فسفریک اسید با غشای مایع حاوی دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید
صفحه 23-32
رضا داورخواه؛ مهدی عسگری؛ بهرام سلیمی؛ پرویز اشتری
چکیده سینتیک انتقال تسهیل شدهی اورانیم (VI) از محیط فسفریک اسیدی به محیط فسفریک اسیدی دیگر در نقش گیرنده به وسیلهی یک غشای مایع کلروفرم حاوی دی-2- اتیل هگزیل فسفریک اسید (HDEPA) به عنوان حامل بررسی شد. اثر غلظت فسفریک اسید در فازهای دهنده و گیرنده، غلظت حامل، نوع حلال، سرعت همزدن و دما مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای سینتیکی (ke,ks, tmax, Jmax) واکنشها در سطح مشترک با فرض دو واکنش درجهی اول متوالی برگشتناپذیر، محاسبه شدند. انرژی فعالسازی برای فرایندهای استخراج و عریانسازی به ترتیب، 29.40 و 19.51 kJmol-1 به دست آمد. این مقدارها، بیانگر آن هستند که سرعت فرایند استخراج یون اورانیل از طریق روند مختلط (سینتیکی و نفوذ) و سرعت فرایند عریانسازی از طریق صرفاً نفوذ کنترل میشود. در شرایط بهینه شده با HDEPA، هر چند با افزایش تری اکتیل فسفین اکسید (TOPO) به فاز غشا به عنوان عامل همافزا سرعت فرایند استخراج تقریباً ثابت ماند، اما سرعت فرایند عریانسازی به طور چشمگیری کاهش یافت.
جداسازی متوالی اورانیم و توریم از محلول فروشویی کانسار آنومالی 5 ساغند به وسیلهی استخراج با حلال
صفحه 33-46
سعید علمدار میلانی؛ بهزاد مراغه میانجی؛ احمد امرا ... ابهری
چکیده استخراج حلالی اورانیم و توریم به منظور تعیین شرایط بهینهی جداسازی آنها در محلول فروشویی سولفوریک اسیدی کانسار آنومالی 5 ساغند با استفاده از استخراجکنندههای تری-n- اکتیل آمین (TOA) و دی-2- اتیل هگزیل فسفریک اسید (D2EHPA) به روش ناپیوسته مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. از روش آرایههای متعامد تاگوچی برای تعیین شرایط بهینهی جداسازی اورانیم استفاده شد. متغیرهای pH، غلظت استخراجکننده، زمان و نسبت فاز آبی به آلی (A/O) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استخراجکنندهی TOA 5%در کروزین با نسبت 1=A/O در pH=1.6 شرایط بهینه برای جداسازی اورانیم در محلول فروشویی کانسار آنومالی 5 ساغند با یک مرحله استخراج را فراهم
میکند. تحت این شرایط میزان بازیابی اورانیم با یک مرحله استخراج 98.7% بود. برای بررسی بیشتر نتایج حاصل از طرح تاگوچی، اثر عاملهای مختلف مانند زمان تماس دو فاز، دما، غلظت استخراجکننده و pH به روش متعارف یک متغیر در هر زمان نیز مورد بررسی قرار گرفتند. جداسازی توریم با استخراجکنندهی D2EHPA 4% حجمی در کروزین در pH=1.5-2 با سه مرحله استخراج به انجام رسید. آزمایشهای تعیین سینتیک استخراج توریم و انتقال آن از محلول فروشویی به فاز آلی تحت شرایط تعیین شده نشان داد که این واکنش از مرتبهی 2 است. شرایط بهینهی استخراج برگشتی انتخابی اورانیم و توریم از فازهای آلی باردار، به ترتیب، با نیتریک اسید 0.5 مول بر لیتر و سولفوریک اسید 1 مول برلیتر فراهم شد.
جذب اورانیم (VI) از محلولهای آبی بر روی نانو زئولیت بتای ساخته شده
صفحه 47-52
عبدالرضا نیلچی؛ سمیه رسولی گرمارودی؛ فاطمه صیدی
چکیده نانو زئولیت بتا با هدف جداسازی اورانیم از محلولهای رقیق آبی، در حضور تمپلیت تترااتیل آمونیم هیدروکسید ساخته شده، و با استفاده از تکنیکهای XRD, IR, XRF و SEM مورد شناسایی قرار گرفت. خواص تبادل یونی نانو زئولیت ساخته شده، با محاسبهی درصد جذب برای اورانیم (VI) به روش ناپیوسته بررسی شد. تأثیر متغیرهای غلظت اولیه، pH محلول و زمان تماس فاز مایع و تبادلگر بر میزان جذب، مطالعه و شرایط بهینه برای عملکرد مطلوب تبادلگر برای جداسازی اورانیم (VI) تعیین شد. براساس نتایج به دست آمده مطلوبترین شرایط جذب، غلظت اولیهی 80 ppm، pH=4 و زمان تماس 120 تعیین شد؛ تحت این شرایط، بیشینهی جذب اورانیم 94% بود.
مدل محاسباتی رفتار گذرای تنظیمگر فشار در رآکتورهای آب سبک تحت فشار
صفحه 53-63
مهربان موبد؛ احمد حسینی غفار
چکیده در رآکتورهای آب سبک تحت فشار، تنظیمگر وظیفهی تنظیم فشار مدار اولیه را به عهده دارد. این تجهیز از نقش بسیار مهمی در ایمنی رآکتور برخوردار است. در این مقاله رفتار پویای تنظیمگر فشار در شرایط گذرا مدلسازی شد. در این مدل محاسباتی، تنظیمگر فشار به سه ناحیهی مختلف تقسیم شد. این نواحی شامل ناحیهی بخار، ناحیهی آب اشباع در تماس با بخار و ناحیهای که در آن آب ورودی با آب داخل تنظیمگر فشار مخلوط میشود، است. در این مدلسازی پدیدههای انتقال مانند چگالش بخار روی دیواره، چگالش بخار بر اثر اسپری آب سرد، تبخیر و جوشش حجمی سیال و همچنین جذب انرژی از طریق گرمکنها و تبادل انرژی از طریق دیواره با محیط خارج در نظر گرفته شده و با استفاده از معادلههای پایستگی جرم و انرژی و معادلهی حالت، فشار، سطح آب و دمای هر یک از نواحی محاسبه شد. مدل محاسباتی به صورت یک بسته نرمافزاری تهیه شد که توانست شبیهسازی تمامی فرایندهایی که در یک تنظیمگر فشار میتواند رخ دهد را به سهولت انجام دهد. با استفاده از این نرمافزار میتوان فرایندهایی شامل روشن و خاموش کردن گرمکنها، اسپری نمودن آب، تزریق و تخلیهی آب و همچنین باز کردن شیر اضطراری تخلیهی بخار برای کاهش فشار را به صورت دستی و یا از طریق سناریوهای از پیش تعیین شده انجام داد. از نتایج آزمایشهای انجام شده در دانشگاه MIT بر روی یک تنظیمگر فشار در فرایندهای تزریق آب، تخلیهی آب، تخلیه پس از تزریق آب، برای اعتبارسنجی مدل محاسباتی استفاده شد.
تولید آمونیم اورانیل کربنات از آمونیم دیاورانات تولید شده از محلول اورانیل فلورید
صفحه 64-76
کاظم فاطمی؛ محمدرضا رضوانیانزاده؛ حیدر پاشائی؛ مهدی ترکش اصفهانی
چکیده روشی ساده برای تولید آمونیم اورانیل کربنات (AUC) از محلول اورانیل فلورید، اما مؤثر برای بازیابی اورانیم از پسآب آمونیم اورانیل کربنات ارایه شد. در این روش، ابتدا اورانیم محلول به شکل آمونیم دیاورانات (ADU) با بازده %99.99 با آمونیاک رسوب داده شد. سپس بخش اعظم یونهای فلوئور با سرریز کردن محلول از روی رسوب از اورانیم جدا شد. آنگاه با افزودن محلول آمونیم کربنات به دوغاب این رسوب، ترکیب آمونیم اورانیل کربنات با بازده بالا تهیه شد. در ادامه اورانیم موجود در پسآب آمونیم اورانیل کربنات نیز به شکل آمونیم دیاورانات با بازده بالا بازیابی شد، به طوریکه غلظت اورانیم در پسآب به زیر 1 میلیگرم بر لیتر کاهش یافت. دوغاب آمونیم
دیاورانات حاصل در این مرحله به ظرف واکنش برگشت داده شد و چرخهی بعد برای تولید آمونیم اورانیل کربنات آغاز شد. در این بررسی اثر غلظت NH4+ ، نسبت مولی CO32-/UO22+ ، دما و غلظت اورانیم در دوغاب آمونیم دیاورانات بر بازده رسوبگیری و خواص پودر آمونیم اورانیل کربنات مطالعه شد. نتایج نشانگر آن است که یونهای NH4+تنها بر میزان جداسازی یونهای فلوئور و بر بازده تأثیرگذار بود. در مقابل، اثر افزایش غلظت اورانیم در دوغاب آمونیم دیاورانات بر بازده رسوب آمونیم اورانیل کربنات، و نیز اثر افزایش غلظت اورانیم در پسآب آمونیم اورانیل کربنات بر بازیابی اورانیم از این پسآب از مهمترین عاملهای تأثیرگذار تشخیص داده شدند. در نسبت مولی برابر 8 برای
CO32-/UO22+، افزایش اندازهی ذرات بلورهای آمونیم اورانیل کربنات با میانگین 121 میکرون بیشینه بود. الگوی پراش پرتو ایکس و ریزنگار الکترونی پودر آمونیم اورانیل کربنات تولید شده مشخصهی تشکیل ترکیب استوکیومتری آمونیم اورانیل کربنات و پدیدهی بلورینگی بود.
غنیسازی ایزوتوپ 54Fe به روش جداسازی الکترومغناطیسی ایزوتوپها
صفحه 77-81
ضرغام اسدالهی؛ محمدرضا قاسمی؛ علی هاشمیزاده عقدا؛ پروین سرآبادانی؛ هوشنگ بختیاری؛ سیدمحمود محاطی؛ هوشیار سیدی؛ حسین صدری؛ معصومه شربتداران
چکیده برای جمعآوری ایزوتوپهای آهن، پاکتهای مسی و صفحهی جلویی گرافیتی جمعکننده، طراحی و ساخته شد. پس از انتخاب و آمادهسازی مادهی اولیه، پارامترهای الکتریکی چشمهی یونی و آهنربای الکتریکی تعیین شدند. طیف جرمی ایزوتوپهای آهن توسط ثبات ثبت شد. ایزوتوپ 54Fe انباشته شده در پاکت ابتدا استخراج و سپس با روشهای الکترولیز، استخراج با حلال و رسوبگیری تخلیص شد. خلوص شیمیایی و ایزوتوپی 54Fe ، به ترتیب، با طیفسنجی نشر اتمی- پلاسمای جفت شدهی القایی (ICP-AES) و طیفسنج جرمی یونش گرمایی (TIMS) تعیین شد. با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) تشکیل 54Fe2O3 تأیید شد.
طراحی و ساخت تحلیلگر بسکاناله با قابلیت ارتباط با رایانه از طریق درگاه همهگذر (USB)
صفحه 82-93
پروین حریت پژوه؛ یاشار وثوقی؛ سیدرضا هادیان امرئی
چکیده یک تحلیلگر بسکاناله برای جمعآوری و نمایش ارتفاع تپ خروجی تقویتکننده با امکان ارسال دادهها از طریق درگاه همهگذر به رایانه طراحی و ساخته شد. تراشهی مبدل قیاسی به رقمی از نوع خطی با حداکثر قدرت تبدیل 20 میلیون علامت بر ثانیه به همراه یک آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی (FPGA) در بسامد MHz12 برای جداسازی تپ خروجی تقویتکننده مورد استفاده قرار گرفت. آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی علاوه بر کنترل تحلیلگر، ارسال دادههای خروجی به درگاه همهگذر را نیز انجام میدهد. جمعآوری و ارسال دادهها به رایانه از طریق درگاه همهگذر با سرعت انتقال 921600 بیت بر ثانیه انجام میشود. کوچکتر شدن اندازهی سیستم و کاهش هزینهی ساخت آن، به عنوان نتیجهای از تابع منطقی اجرا شده در آرایهی درگاه برنامهپذیر میدانی با موفقیت انجام شد. برنامهای در محیط نرمافزار Lab-View تهیه شد که ذخیرهسازی، تحلیل و نمایش دادهها را به صورت طیف انرژی در 4096 کانال در رایانه نمایش میدهد. عملکرد کل سیستم با آشکارساز یدور سدیم ("3×"3) جفت شده به لولهی تکثیر کنندهی فوتونی (PMT)، با چشمههای استاندارد Cs137 و Co60 مورد آزمایش قرار گرفت. قدرت تفکیک انرژی برای چشمهی Cs137 در انرژی keV662 کمتر از %7.6 و انتگرال غیرخطی ±0.45% محاسبه شد. در آزمایشی مشابه برای چشمهی Co-60 قدرت تفکیک در انرژی 1.17MeV ، 6.64% و در 1.32MeV ، 6.16% به دست آمد.
اندازهگیری پارامترهای کنترل کیفی آشکارساز تصویری Gd2O2S:Tb3+
صفحه 94-100
مریم نظری؛ حسین زمانی زینلی؛ نرجس آباقری مهابادی
چکیده این مقاله مرحلههای مختلف طراحی، ساخت و بهینهسازی مدل آزمایشی سیستم فلورسکپی صنعتی که بر پایهی آشکارساز سوسوزن Gd2O2S:Tb3+و با استفاده از تصویربرداری با لامپ پرتو ایکس kV200 و با جریان بیشینهی mA18 کار میکند، را گزارش میکند. به منظور بررسی عملکرد درست سیستم ساخته شده، تصویربرداری از مواد گوناگون، در ولتاژها و فاصلههای مختلف انجام و کیفیت تصویر به دست آمده، با استفاده از پارامترهای کنترل کیفیت کنتراست و توان تفکیک (FWHM) نمودارهای شدت روشنایی عنصرهای تصویر تعیین شد. نتایج حاصل از تحلیل تصویر، نشاندهندهی این است که با ولتاژ مولد پرتو ایکس بین 80 تا 120 کیلو ولت و فاصلهی بین منبع پرتو و آشکارساز 1.5متر، تصویر با بهترین کیفیت حاصل میشود. در این شرایط بهترین کنتراست تصویر % 93.04 و توان تفکیک 4.03 عنصر تصویر (0.57 میلیمتر) است. لازم به ذکر است که پارامترهای کنتراست و توان تفکیک در ولتاژهای مختلف بسیار نزدیک به یکدیگر است. بنابراین، این سیستم قابلیت استفاده درولتاژهای مختلف را دارا است.
اثر گرانروی و چگالی بر حبابزدایی از مذابهای شیشههای سربی و آهک سوددار
صفحه 101-108
رفیععلی رحیمی؛ امیر حمیدی
چکیده شیشهی سیلیکات سرب حاوی %70 وزنی سرب اکسید تحت عملیات حرارتی قرار گرفته در زمان و دماهای مختلف با مذاب شیشهی آهک سوددار معمولی، مورد مقایسه قرار گرفت. نمونههایی از پودر شیشهی سربی درون بوتههای آلومینایی به وزن 50 گرم در دماهای 900، 950، 1000، 1050 و C˚1100 و در زمانهای 15، 30 و 45 دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. یک نمونهی پودر شیشهی معمولی در دمای C˚1400 در مدت 5 ساعت ذوب و درون قالب فولادی ریختهگری شد. تأثیر گرانروی و چگالی مذاب بر روی سرعت صعود حباب درون مذابهای شیشهی سربی و آهک سوددار مورد بحث قرار گرفت. با استفاده از اندازهگیریهای چگالی کلی شیشه (حباب با شیشه)، چگالی شیشهی بدون حباب و میانگین اندازهی حباب، حجم کلی حباب و نحوهی تغییرات حجم و تعداد حباب در دما و زمانهای مختلف برای شیشهی سربی تعیین شد. در مذاب شیشههای سربی، سرعت
حبابزدایی متأثر از کاهش ضخامت لایهی پرحباب در بالای مذاب است. لذا سرعت کاهش تعداد حباب این لایه در زمان و دماهای مختلف به عنوان معیاری برای بررسی سینتیک
حبابزدایی مورد بررسی قرار گرفت.