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 (1≠γi) 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 25922)، سودوموناس آئروژنز (ATCC 27853)، باسیلوس 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.