دوره و شماره: دوره 34، شماره 1 - شماره پیاپی 63، خرداد 1392، صفحه 1-87 

حل معادله‌ی پخش نوترون با استفاده از روش بدون مش بر پایه‌ی تابع‌های شعاعی وِندلند در مختصات دو بعدی کارتزین

صفحه 1-11

بهروز رکرک؛ عبدالحمید مینوچهر؛ احمدرضا ذوالفقاری؛ امیر موافقی

چکیده امروزه در حوزه­ی تحلیل عددی و علوم محاسباتی پژوهش­های گسترده­ای در زمینه­ی استفاده از روش­های بدون مش در حال انجام است. در این مقاله از یک روش بدون مش بر پایه­ی درون­یابی نقطه‌ای برای حل معادله­ی پخش یک- گروهی نوترون در مختصات دو بعدی کارتزین استفاده شده است. برای درون­یابی، از تابع­های شعاعی وندلند استفاده شد. از روش گالرکین برای گسسته­سازی شکل ضعیف معادله­ی پخش نوترون استفاده شد و انتگرال­های موجود در معادله با روش عددی گوس- لژاندر محاسبه شدند. برای ارزیابی روش معرفی شده، نمونه­های مختلفی از معادله­ی پخش نوترون در دو بعد حل و نتایج با پاسخ تحلیلی مقایسه شد. در مواردی که پاسخ تحلیلی وجود نداشت، مسئله با کد محاسباتی سایتیشن شبیه­سازی و نتایج مقایسه شد. برای ارزیابی کارآیی روش، مسئله­ی آزمون رید حل شد. به عنوان یک مسئله­ی کاربردی، معادله­ی پخش نوترون برای ربع قلب یک رآکتور آب تحت فشار (PWR) در دو بعد حل شد. هم­چنین ترکیب تابع­های شعاعی مختلف وندلند با تابع­های چندجمله‌ای از نظر دقت نتایج با یک­دیگر مقایسه شدند. مقایسه­ی نتایج به دست آمده با پاسخ­های تحلیلی و نتایج حاصل از شبیه­سازی با کد سایتیشن نشان داد که روش استفاده شده از دقت و کارآیی مطلوبی برخوردار است و می‌تواند برای تولید کدهای هسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد.
 

مطالعه‌ی سینتیک، تعادل و ترمودینامیک جذب اورانیم (VI) از محلول‌های آبی به وسیله‌ی جاذب ترکیبی پلی‌وینیل الکل/ تترا اتیل اورتو سیلیکات با گروه عاملی مرکاپتو

صفحه 12-23

محمد ایرانی؛ علیرضا کشتکار؛ سیدمحمدعلی موسویان

چکیده جاذب ترکیبی پلی وینیل الکل/ تترا اتیل اورتو سیلیکات با گروه عاملی مرکاپتو به روش سل- ژل تهیه شد و کاربرد آن در جذب
یون­های اورانیم (VI) در فرایند ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. گروه­های عاملی موجود در جاذب­های ترکیبی از طریق طیف­سنجی تبدیل فوریه­ی زیر قرمز (FTIR) تعیین شد. اثر پارامترهای مؤثر بر ظرفیت جذب یون­های اورانیم به وسیله­ی جاذب ترکیبی تهیه شده از قبیل درصد وزنی تترا اتیل اورتو سیلیکات و 3- مرکاپتوپروپیل تری متوکسی سیلان، pH، مقدار جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه­ی محلول اورانیم و دمای محلول محاسبه شد. حداکثر میزان جذب اورانیم توسط جاذب 08/39 میلی­گرم بر ­گرم در دمای 45 درجه و pH برابر 5/4 به دست آمد که قابل قیاس با مقادیر اعلام شده توسط دیگر پژوهش­گران است. داده­های سینتیکی با سه مدل شبه مرتبه­ی اول، شبه مرتبه­ی دوم و دو نمایی تحلیل شدند. سه مدل هم­دمای فرندلیچ، لانگمویر و دوبین- رادشویچ برای توصیف داده­های تعادلی استفاده شد. محاسبه پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که فرایند جذب اورانیم به وسیله­ی جاذب ترکیبی تهیه شده گرماگیر و خودبه­خودی است. جاذب ترکیبی پلی وینیل الکل/ تترا اتیل اورتو سیلیکات اصلاح شده با گروه عاملی مرکاپتو به وسیله­ی نیتریک اسید 5/0 مولار هیدروکلریدریک اسید 1/0 مولار با نسبت حجمی یکسان احیا شد و در پنج چرخه­ی جذب- واجذب مورد استفاده قرار گرفت که تغییر چندانی در ظرفیت جذب مشاهده نشد.

استخراج و جداسازی توریم، اورانیم و خاکی‌های نادر از محیط نیتراتی با استفاده از سیانکس272

صفحه 24-34

سعید علمدار میلانی؛ محمود اسکندری نسب

چکیده جداسازی توریم، اورانیم، آهن، تیتانیم و لانتانیدها (به نمایندگی لانتانیم، ایتریم و سریم) با استفاده از استخراج حلالی با استخراج­کننده­ی سیانکس272 ازمحیط­های نیتراتی ساختگی مورد بررسی قرار گرفت. این محیط ساختگی حاوی 4-10 مول بر لیتر از هر کدام از عناصر مذکور بود. نتایج نشان داد که درصد استخراج Ti(IV)>U(VI)>Th(IV)>Fe(III)>Y(III)>Ce(III)>La(III) است. جداسازی بهینه­ی توریم از سایر عناصر تحت مطالعه در غلظت 5/0 مول بر لیتر نیتریک اسید حاصل شد. روش تجزیه و تحلیل شیب نشان داد که توریم به شکل کمپلکس A.HA(3NO)2(OH)Th استخراج می­شود. هم­چنین، با استفاده از روش طراحی آزمایش تاگوچی، اثر عامل کمپلکس­ساز، نوع و غلظت اسید بر فرایند عریان­سازی فاز آلی باردار از توریم، اورانیم، لانتانیم، آهن و تیتانیم مورد بررسی قرار گرفت. مطابق نتایج به دست آمده، شرایط بهینه برای عریان­سازی انتخابی فاز آلی از توریم با محلول 4SO2H+EDTA به غلظت 5/0 مول بر لیتر نسبت به اسید و 4-10×7/2 مول بر لیتر نسبت به EDTA به دست آمد. پارامترهای ترمودینامیکی فرایند استخراج توریم محاسبه شدند.

بررسی پتانسیل اکسایش- کاهش در فرایند فروشویی زیستی اورانیم از سنگ معدن کم عیار

صفحه 35-43

عباس رشیدی؛ سیدجابر صفدری؛ رضا روستاآزاد

چکیده پتانسیل اکسایش- کاهش در فرایند فروشویی زیستی اورانیم از سنگ معدن کم­عیار به وسیله­ی باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان در شرایط مختلف به روش تجربی اندازه­گیری شد. نتایج تجربی به دست آمده، با مدل پتانسیل ترکیبی به دست آمده از معادله­ی باتلر- والمر برازش شدند. نتایج برازش نشان داد که این مدل برای پیش­بینی پتانسیل اکسایش- کاهش محلول در فروشویی زیستی اورانیم از سنـگ معـدن آنومالی 1 ساغند از دقت بسیار بالایی برخوردار بوده و درصد خطای نسبی حاصل از به کارگیری این مدل در فرآوری سنگ معدن استفاده شـده، کم­تـر از %4 است. مقدارهای میـانگین ثابت­های km/kα، kc/kα و b (مربوط به نرخ­های الکتروشیمیایی) در آزمایش­های با چگالی پالپ 5 و %10 به ترتیب، برابر 260، 30606، و 0.01 به دست آمد. مقایسه­ی نتایج تجربی به دست آمده از رابطه­ی نرنست برای دو حالت با ضریب­های فعالیت برابر با و مخالف یک نشان داد که درصد خطای نسبی حاصل از به کارگیری رابطه­ی نرنست برای حالت اول (1=γi) کم­تر از %45 و برای حالت دوم (1γi) کم­تر از %35 است.

توسعه‌ی کد هسته‌ای نوترونیک 3DNFD در هندسه‌های مربعی، مثلثی و استوانه‌ای

صفحه 44-53

علی پذیرنده؛ محمدحسن جلیلی بهابادی؛ پیوند ابدی؛ میثم محمدنیا

چکیده برای به دست آوردن توزیع شار نوترون­های تند و گرمایی، توزیع چگالی قدرت نسبی در راستای افقی و محوری، ضریب تکثیر مؤثر و هم­چنین ضریب قله­سازی در هندسه­ی مثلثی، کد محاسبات هسته­ای نوترونیک 3DNFD توسعه داده شد و با معیارهای معتبر مقایسه گردید. در این کد با استفاده از روش تفاضل محدود، معادله­ی پخش نوترون در دستگاه مختصات دکارتی در دو هندسه­ی مربعی و مثلثی و هم­چنین مختصات استوانه­ای در حالت ایستا حل و در آن از روش­های عددی تکرار برای حل دستگاه معادله­های خطی استفاده شد. در اجرای کد دو نکته­ی اساسی حایز اهمیت است: 1) دقت محاسبات 2) سرعت محاسبات. چون ایندو همواره در جهت عکس یک­دیگر عمل می­کنند، توجه به هر دو نکته به طور هم­زمان حایز اهمیت است.

کانونی‌سازی باریکه‌ی نوترون‌های سرد با استفاده از شش قطبی مغناطیسی

صفحه 54-59

مریم مکرمی؛ سیدفرهاد مسعودی

چکیده با استفاده از برهم­کنش بین گشتاور مغناطیسی نوترون و میدان مغناطیسی شش قطبی که منجر به یافتن معادله­ی مسیر خاصی برای حرکت نوترون می­شود، چگونگی حرکت نوترون در میدان مغناطیسی شش قطبی مورد مطالعه قرار گرفته و با استفاده از آن شرایط کانونی­سازی نوترون­های سرد در انتهای آهن­ربای شش قطبی بررسی شد. هم­چنین با بهره­گیری از نتایج حاصل از شبیه­سازی، نوع وابستگی طول موج
کانونی­شونده به شرایط مختلف از قبیل ابعاد و قدرت آهن­ربای شش قطبی به دست آمد. اثرات ابعاد چشمه بر روی میزان کانونی شدن نیز مورد بررسی قرار گرفت.

بررسی خاصیت ضد باکتری اسانس روغنی دانه‌های زیره‌ی سیاه پرتودیده با تابش گاما

صفحه 60-64

مرضیه سیحون؛ رسا رجایی؛ سیده لیلا حسینی؛ سارا شیخ نصیری؛ مونا سرابی

چکیده خاصیت ضد باکتری اسانس روغنی استخراج شده از دانه­های زیره­ی سیاه پرتودیده با تابش گاما با روش­های انتشار از دیسک و تعیین حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC)، مورد بررسی قرار گرفت. دانه‌های زیره­ی سیاه در سیستم گاماسل 220 با منبع کبالت 60 Co)60) در دزهای صفر، 10 و 25 کیلوگری پرتودهی شدند. سپس اسانس روغنی نمونه­ها با روش کلونجر استخراج و میزان خاصیت ضد باکتری آن­ها با روش انتشار از دیسک بر روی چهار گونه باکتری اشریشیا کلی (ATCC 25922سودوموناس آئروژنز (ATCC 27853باسیلوس سوبتیلیس (ATCC 6633) و استافیلوکوکوس اورئوس (29213ATCC) در دو محیط کشت PCA و MHA بررسی شد. سپس قطر هاله­های عدم رشد آن­ها مورد مطالعه قرار گرفت. هم­چنین اثر ضد باکتری اسانس روغنی با آنتی­بیوتیک­های سیپروفلوکساسین، کلرامفنیکل و جنتامایسین در شرایط مشابه مقایسه شد. حداقل غلظت مهارکنندگی (MIC) و حداقل غلظت کشندگی (MBC) روغن­ها نیز برروی سوسپانسیون باکتری­های مذکور تعیین شد. نتایج به دست آمده، خاصیت ضد باکتری اسانس روغنی استخراج شده از دانه­های زیره­ی سیاه پرتودیده را نشان داد. به علاوه، مشخص شد که باکتری­های گرم مثبت باسیلوس سوبتیلیس و استافیلوکوکوس اورئوسنسبت به اسانس روغنی حساسیت بیش­تری در مقایسه با باکتری­های گرم منفی اشریشیا کلی و سودوموناس آئروژنز دارند. نتایج هم­چنین نشان داد که خاصیت ضد باکتری اسانس روغنی به دست آمده از دانه­های زیره­ی سیاه پرتو دیده با دز 25 کیلوگری کاهش ناچیزی داشته است.
 

محاسبه‌ی تابع موج مولکول‌های نامتقارن سه جسمی در اولین حالت برانگیخته

صفحه 65-74

هادی خواجه‌آزاد؛ محمدرضا اسکندری

چکیده ویژه مقدارها و ویژه بردارهای سیستم­های سه جسمی برهم­کنش­کننده تحت پتانسیل کولنی، در حالت­های برانگیخته، بدون استفاده از تقریب یا وردش و صرفاً با حل مستقیم معادله­ی شرودینگر محاسبه شد. این کار با بیان مختصه­های سیستم در دستگاه مختصات ژاکوبی و فوق کروی و بسط متعاقب قسمت زاویه­ای تابع موج سیستم برحسب تابع­های فوق کروی و قسمت شعاعی برحسب تابع­های توسعه یافته­ی لاگر انجام شد. به این ترتیب معادله­ی شرودینگر برای سیستم­های سه جسمی به یک معادله­ی غیر دیفرانسیل ماتریسی برای محاسبه­ی ویژه مقدارهای انرژی و ویژه بردارهای این سیستم­ها تبدیل شد که با حل آن، ضریب­های بسط (تابع موج) و ویژه مقدارهای انرژی به دست آمد. با محاسبه­ی تابع موج، مقدار انتظاری پارامترهای ساختاری مختلف سیستم، مانند فاصله­ی بین ذرات را می­توان محاسبه کرد.
 

معادله‌ی حالت تحلیلی برای فلزات مذاب قلیایی و قلیایی خاکی بر پایه‌ی ثابت‌های بحرانی

صفحه 75-80

محمدحسن موسی‌زاده؛ زهرا موسی‌پور

چکیده فلزات قلیایی از نقطه­نظر خواصفیزیکی- شیمیاییداراییکترکیبمنحصر به فرد هستند. از جمله می­توان به بالا بودن رسانایی الکتریکیو گرمایی، کم بودن چگالی و گران­روی، ساختار مایع در محدوده­یوسیعی از دما، بالا بودن گرمای نهان تبخیر، و ... اشاره نمود. این­گونه فلزاتبه طور گسترده­ایدرعلومو فن­آوری جدید استفادهمی­شوند. از جمله این که بهعنوانخنک­کنندهدرنیروگاه­های هسته­ای کاربرد وسیعی دارند. در این کار پژوهشی از معادله­ی حالت اقتباس شده از نظریه­ی اختلال مکانیک آماری که به آن معادله­ی حالت ایهم، سانگ و میسون (ISM) گفته می­شود استفاده شده است. این معادله­ی حالت، سه پارامتر وابسته به دما دارد که عبارت­اند از B2(T) ضریب دوم ویریال، α(T) که معیاری از نرمی نیروهای دافعه است، و b(T) حجم کنار گذاشته شده با استفاده از این سه پارامتر، روابط ساده­ای براساس دما و چگالی در نقطه­ی بحرانی پیشنهاد شده است. بررسی خواص حجمی فلزات قلیایی و قلیایی خاکی با روابط جدید نشان داد که مقادیر محاسبه شده در مقایسه با داده­های تجربی در محدوده­ی وسیعی از دما و فشار رضایت­بخش هستند.
 

ساخت شتاب‌دهنده‌ی الکترواستاتیکی با بیشینه انرژی 200keV

صفحه 81-87

جواد رحیقی؛ مرتضی جعفرزاده خطیبانی؛ محمد لامعی‌رشتی؛ حسین قدس؛ آزاده وکیلی؛ فرهاد ذنوبی؛ حسن زندی؛ حبیب عزیزی؛ پیوند طاهرپرور

چکیده پس از طراحی و ساخت ستون شتاب­دهنده با انرژی 150keV، طراحی و ساخت یک سیستم کامل شتاب­دهنده با انرژی بیشینه­ی 200keV در گروه فیزیک پژوهشکده­ی علوم هسته­ای انجام شد. در این راستا علاوه بر ساخت ستون شتاب­دهنده با انرژی 200keV، منبع تغذیه­ی 200keV، ترانس عایق­بندی شده­ی 200keV، چشمه­ی یونی از نوع بسامد رادیویی، اتصال­ها و متعلقه­های مرتبط با هدایت باریکه در خلأ، و سیستم کنترل، دیدبانی و ... نیز طراحی و ساخته شدند. در این مقاله به طرح کلی دستگاه و توضیح مختصری از عملکرد اجزای اصلی و مهم آن پرداخته شده است. این شتاب­دهنده نه نتها می­تواند یک ابزار سودمند برای پژوهش­گران باشد، بلکه در به دست آمدن فن­آوری­های مهم در زمینه­های چشمه­ی یونی، ولتاژ و خلأ بالا نیز سهیم خواهد بود.