مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1397 | دوره:- | شماره:86 |تعداد مقالات:14

این مقاله، راهاندازی جای گاه انجام آزمایش پرتونگاری با استفاده از پرتو ایکس تک انرژی پروتون-القایی در آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هستهای را گزارش می کند. باریکه ی پروتون پرانرژی با شدت جریان چند صد نانو آمپر ضمن عبور از روزنههای مناسب در مسیر باریکه با یک هدف فلزی برخورد و پرتو ایکس تک انرژی ایجاد می کند. با تغییر هدف، تنوع گستردهای از پرتو ایکس تک انرژی با طول موج های مختلف قابل حصول است. بهره ی تولید پرتو ایکس مشخصه ی پروتون-القایی با استفاده از یک آشکارساز SDD اندازه گیری می شود. با عبور پرتو ایکس از پنجره ی محفظه و برهم کنش آن با نمونه ی مورد نظر، شرایط لازم برای پرتونگاری با «تصویرگیری کنتراست لبه ی K» فراهم می شود. با راه اندازی روش آنالیز بیان شده ی استفاده کننده از جذب لبه ی K عنصر مورد نظر در نمونه، امکان بهبود کنتراست تصویر پرتونگاری نمونه های مختلف میراث فرهنگی نظیر نمونه های نوشتاری، پارچه و سکه در آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای فراهم شده است.

تراشه های ریز شاره کاربردهای زیادی در صنایع مختلف به ویژه پزشکی و تصویرگیری هسته ای دارند. در فرایند تصویرگیری، زیست مولکول های نشان دار شده با رادیوایزوتوپ ها به عنوان عامل های وضوح تصویر برای تشخیص بیماری استفاده می-شود. نشان دارسازی زیست مولکول ها با استفاده از رادیونوکلیدها از جمله ی کاربردهای مهم و اخیر تراشه های ریز شاره است. این مقاله ساخت تراشه ی ساده ی آزمایشگاهی حاوی ریزکانال سه بعدی T شکل روی پلی مر پلی متیل متاآکریلات (PMMA) را با استفاده از کندگی و جوش لیزری گزارش می کند. بدین منظور ابتدا با استفاده از کندگی لیزری ریزکانال های دوبعدی با ابعاد و کیفیت متفاوت روی سطح پلی مر ایجاد شد. به منظور دست یابی به بهترین نسبت ابعادی برای ریزکانال اثر پارامترهای ماشین کاری از جمله سرعت پایش، نرخ تکرار و شاریدگی روی ابعاد و کیفیت کانال ها مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه برای ایجاد کانال مورد بررسی قرار گرفت. ریزکانال دو بعدی T شکل با استفاده از شرایط بهینه ی به دست آمده، روی سطح پلی مری به ابعاد 1cm×1cm×0. 5cmایجاد شد. پلی مر حاوی ریزکانال های دوبعدی T شکل با لایه ی دیگری از پلی مر پلی متیل متاآکریلات توسط لیزر جوش داده شد. ریزکانال های دوبعدی روی سطح پلی مر با استفاده از لیزرهای تپی CO2 و هارمونیک دوم لیزر Nd: YAG ایجاد و برای اتصال از لیزر CO2 تپی و پیوسته استفاده شد.

اخیراً استفاده از آلیاژ زیرکنیم-نیوبیم آندی نشده به عنوان غلاف میلههای سوخت VVER-1000ها مطرح شده است. در این راستا، به منظور بررسی تأثیر عملیات اسیدشویی و آندی کردن بر رفتار خوردگی غلافهای تولید شده در شرکت سوخت رآکتورهای هستهای (سوره) مطالعههایی انجام شد. غلاف سوخت Nb%1-Zr در شرکت سوره در شرایط مختلف بدون عملیات سطحی، سنباده خورده و اسیدشویی شده؛ سنباده خورده و آندی شده، اسیدشویی و آندی شده تولید شد. نمونههای مرجع نیز در حالتهای مختلف برای مقایسهی بهتر نتیجهها مورد استفاده قرار گرفتند. از دستگاه مختصات ابعادی (CMM) برای اندازهگیری ابعاد، میکروسکوپ الکترون پویشی (SEM) برای تعیین ضخامت لایهی اکسیدی، پراش پرتو ایکس (XRD) برای تعیین ماهیت لایهی اکسیدی و اتوکلاو برای تعیین میزان خوردگی استفاده شد. یافتهها نشان داد که خوردگی به شدت متأثر از عملیات سطحی انجام شده روی نمونهها است و ریزساختار در درجهی دوم اهمیت قرار دارد. نوع اکسایش بعد از عملیات اسیدشویی یا اسیدشویی و آندی کردن کاملاً متفاوت از نوع اکسایش نمونههای سنباده خورده است. فرایند آندی کردن بعد از عملیات اسیدشویی تقریباً مقاومت خوردگی را نسبت به نمونهای که تنها اسیدشویی شده است تا دو برابر بهبود بخشید. وجود لایهی اکسیدی خاکستری روی نمونههای سنباده خورده به حضور غالب فاز زیرکنیای مونوکلینیک نسبت داده میشود که مقاومت خوردگی کمتری نسبت به فاز چهارگوشهای دارد.

زمانی که اندازه ی تومور در مقایسه با برد ذره های یوننده، بزرگ باشد بیش تر انرژی ذره ها در آن جذب می شود و اگر کوچک تر باشد مقدار زیادی از انرژی ذره ها خارج خواهد شد. بنابراین اندازه ی تومور و برد ذره های یوننده نقش مهمی در عود دوباره ی تومور خواهند داشت. هدف این پژوهش بررسی ارتباط احتمال عود دوباره ی تومور با اندازه ی تومور و انرژی ذره ها در پرتودرمانی خارجی و هدفمند است. کسر دز جذبی برای کره هایی به شعاع µ m 20 تا cm 4. 5 با استفاده از کد MCNPX محاسبه شد. به منظور بررسی رابطه ی بین عود دوباره ی تومور و اندازه ی تومور درمان شده با پرتودرمانی خارجی و هدفمند با ید-131 و ایتریم-90، از یک مدل ریاضی مبتنی بر آمار پواسون استفاده شد. تحلیل ها نشان داد که احتمال عود دوباره برای پرتودرمانی با ایتریم-90 برای تومورهای به قطر تقریباًcm 3. 5 کمینه است در حالی که برای پرتودرمانی با ید-131 این احتمال برای تومورهای به قطر تقریباً mm 3. 5 کمینه است. از یافته ها می توان نتیجه گرفت که پرتودرمانی هدفمند با یک تک-رادیونوکلید نباید برای بیماران سرطانی دارای متاستازهای با اندازه های مختلف و یا سرطان های گسترش یافته مورد استفاده قرار گیرد. استفاده از چند رادیونوکلید به طور هم-زمان یا ترکیب پرتودرمانی هدفمند با پرتودرمانی خارجی، می تواند اثربخشی بیش تری نسبت به استفاده از یک تک رادیونوکلید داشته باشد.

این مقاله فرایند تجزیه ی گرمایی توریم اگزالات آب دار را با استفاده از روش طراحی آزمایش مورد بررسی قرار می دهد. فرایند تجزیه ی گرمایی طی دو مرحله گرمادهی انجام شد و تأثیر پارامترهای زمان گرمادهی مرحله ی اول، دما و زمان گرمادهی مرحله ی دوم بر بلورینگی فازی، اندازه، توزیع اندازه، ریخت شناسی و مساحت سطح ویژه ی توریم اکسید تولید شده مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور آزمایش های مورد نظر به روش تاگوچی طراحی شد. بررسی ها نشان داد که دمای 400 درجه ی سلسیوس، زمان 4 ساعت، دمای 750 درجه ی سلسیوس و زمان 4 ساعت به ترتیب، شرایط بهینه برای مرحله ی های اول و دوم گرمادهی بودند. نتیجه های مشخصه یابی پودر تولید شده در شرایط بهینه نشان داد که ذره های توریم اکسید، مکعبی شکل با توزیع یکنواخت و اندازه ی متوسط 350 نانومتر بوده و درصد بلورینگی فاز 2 ThOو مساحت سطح ویژه ی ذره ها به ترتیب برابر با %95 و (1-g 2m) 35. 23است.

2-تنوئیل تری فلوئورواستن (HTTA) در دی کلرومتان به عنوان حامل برای استخراج انتخابی و انتقال ایتریم به کمک سیستم غشای مایع استفاده شد. یافته ها نشان داد که به کارگیری نرمال پروپیل آمین (n-PA) در فاز دهنده موجب افزایش استخراج یون های ایتریم می شود. شرایط فرایندهای استخراج و عریان سازی به لحاظ تجربی کاملاً ارزیابی و توصیف شده اند. روش پیشنهادی برای جداسازی ایتریم (III) از مخلوط های دوتایی آن با استرانسیم (II) و برخی کاتیون های دیگر نظیر Cu (II)، Co (II)، Ni (II)، Fe (II)، Ag (I)، Al (III)، Hg (II)و Cs (I) در محلول های آبی با 5. 4 pH و در حضور n-PA به کار گرفته شد. از نیتریک اسید M 1 به عنوان عریان ساز در فاز گیرنده استفاده شد. مزاحمت ناشی از یون های فلزهای واسطه ی گوناگون و (III) Al به ترتیب با استفاده از یون سیانید و 5-سولفوسالیسیلیک اسید به عنوان عامل های استتارگر در فاز دهنده به حداقل مقدار خود رسانده شد. تحت شرایط بهینه ی به دست آمده و در آزمایش انتقال جداگانه ای، Y90 که در تعادل با Sr90 در فاز دهنده قرار داشت، به طور کامل به فاز گیرنده انتقال داده شد و از ایزوتوپ مادرِ عمر-طولانی خود جدا گردید.

(با عرض پوزش به دلیل عدم دسترسی به تایپ فرمول لطفا اصل چکیده را از متن پی دی اف مطالعه فرمایید) هیدروکسید لایه ای دوگانه ی منیزیم-آلومینیم (3: 1LDH Mg/Al; ) با روش هم رسوبی ساخته شد و برای جذب اورانیم از محلول های آبی مورد استفاده قرار گرفت. اثر پارامترهای محیطی مختلفی مانند pH، غلظت اورانیم (VI)، زمان تماس و دما بر فرایند جذب مورد بررسی قرار گرفت. بیشینه ظرفیت جذب (1-mg g 99) در 3 pH رخ می دهد و با افزایش pH به بالاتر از 5/6 به دلیل تشکیل کمپلکس های کربناته ی اورانیل کاهش می یابد (1-mg g 69). پارامترهای ترمودینامکی (0Δ H، 0Δ S و 0Δ G) مشخص کرد که فرایند جذب اورانیم (VI) بر روی LDH گرماگیر و خود به خودی است. در pHهای پایین تر از 5/6، سازوکار غالب جذب اورانیم احتمالاً تشکیل کمپلکس های سطحی درون-کره ای با گروه های OH در سطح LDH است، در حالی که در pHهای بالاتر از 5/6 تشکیل کمپلکس های سطحی برون-کره ای و تبادل با یون های-3NO در شبکه ی LDH غالب است. براساس داده های به دست آمده، LDH ماده ای بسیار مناسب برای جذب یون های اورانیم از محلول های آبی در بازه ی گسترده ای از pH است.

حذف و بازیابی اورانیم از محیط های آبی از دیرباز مورد توجه دانشمندان و پژوهش گران این عرصه بوده است. در این پژوهش سعی شده است با تولید نانوجاذب نانوالیاف پلی استایرن آکریلونیتریل و چندسازه ی آن با پلی کربنات با روش نیروریسی و اصلاح شیمیایی آن ها، امکان جداسازی اورانیم از پس آب های هسته ای و دیگر محیط های آبی فراهم شود. اصلاح شیمیایی این نانوالیاف با تبدیل گروه های نیتریل به آمیدوکسیم در محلول هیدروکسیل آمین و سپس قلیایی کردن آن ها در محلول سدیم هیدروکسید 2. 5 درصد صورت پذیرفت. طیف بینی زیرقرمز، تبدیل گروه های نیتریل به گروه های آمیدوکسیم را اثبات کرد. ظرفیت جذب بیشینه برای پلی استایرن آکریلونیتریل برابر با 79. 8 میلی گرم اورانیم بر گرم جاذب و برای چندسازه ی آن با پلی کربنات برابر با 38. 5 میلی گرم اورانیم بر گرم جاذب به دست آمد. با بررسی اثر pH محیط مشخص شد که بهترین عملکرد جذبی در 4 pH واقع می شود. در نهایت واجذب اورانیم از این جاذب با محلول 1 مولار Na2CO3 و H2O2 بررسی و بهره ی واجذب بیش از 90% تعیین شد.

این مقاله جداسازی و تخلیص اورانیم از ته ماند های صفحه های آلومینیمی سوخت اکسیدی بدل به شیوه ی رسوب گیری ترکیبی را گزارش می کند. در این روش ابتدا قطعه های صفحه های سوخت بدل حاوی U3O8 در محلول سود حل و سوسپانسیون حاصل، با محلول 40 درصد HF وارد واکنش شد. محصول به دست آمده تحت عملیات گرمایی قرار گرفت تا اورانیم چهار ظرفیتی آن توسط اکسیژن هوا اکسید شود. در ادامه اورانیم، از ناخالصی ها فروشویی و جداسازی و به شکل ترکیب های خیلی خالص آمونیم اورانیل کربنات (AUC) و آمونیم دی اورانات (ADU) رسوب داده شد. این حد واسط ها با عملیات تکلیس به 8O3U خالص تبدیل شد. داده های تجزیه های عنصری نشان داد که 8O3U تولید شده با این روش در مقایسه با 8O3U به دست آمده از UF6 خالص و هم چنین از U3O8 تولید شده از صفحه های معیوب واقعی سوخت اکسیدی که با فرایند استخراج با حلال از محیط اورانیل نیترات هگزا هیدرات (UNH) در منابع علمی خالص سازی شده اند، از خلوص بالاتری برخوردار است. هم زمان دو نمونه ی پودر U3O8خالص با دانه بندی 86 و 94 درصد بالای µ m 45 مستقیماً از محلول-های فروشویی بی کربنات آمونیم با تشکیل رسوب آمونیم اورانیل کربنات نیز تولید شد که مشخصه های آن ها قابلیت کاربرد این شیوه را از نظر خلوص شیمیایی و اندازه ی دانه بندی U3O6 تولید شده برای اورانیم غنی شده در خط تولید صفحه های سوخت تأیید می نماید.

یکی از چالش های اساسی در رابطه با زیست فروشویی اورانیم، انجام اقدام هایی برای بهبود، تسریع و افزایش بازده ی فرایند استخراج است. از جمله ی این اقدام ها، فراهم نمودن شرایط محیطی و زیست شناختی مطلوب برای باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان است. از آن جایی که مواد مغذی محیط کشت باکتری تأثیر بسزایی بر روی عملکرد و رشد باکتری پیش گفته دارد، از این رو، در پژوهش حاضر از 2 محیط کشت مجزا در فرایند زیست فروشویی اورانیم در چگالی پالپ های 2. 5 و 12. 5 درصد، به صورت مقایسه ای، استفاده شده است. محیط کشت های انتخابی شامل محیط کشت متعارف 9k و محیط کشت غنی شده ی 9k با پپتون و تریپتیک سوی براث (TSB) است. فرایند زیست فروشویی اورانیم با استفاده از این 2 محیط کشت و چگالی پالپ های انتخابی در شرایط بهینه انجام پذیرفت. نتیجه های حاصل از چگالی پالپ 2. 5 درصد نشان داد که استخراج اورانیم با استفاده از محیط کشت 9k جدید، 2 روز و با استفاده از محیط کشت 9k، متعارف 3 روز به طول انجامید. هم چنین، کل اورانیم موجود در سنگ در چگالی پالپ 12. 5 درصد با استفاده از محیط کشت 9k جدید و 9k متعارف به ترتیب در مدت 3 و 7 روز استخراج شد. میزان تغییرات Eh با استفاده از 2 محیط کشت و چگالی پالپ های انتخابی نشان داد که مقدار Eh در محیط کشت 9k جدید به نسبت 9kبه میزان 13 تا 22 درصد افزایش داشته است. با توجه به داده های تجربی به دست آمده در این پژوهش می توان نتیجه گرفت که استفاده از مواد مغذی هم چون پپتون و تریپتیک سوی براث تأثیر بسیار زیادی بر روی عملکرد و فعالیت باکتری و در نتیجه سرعت استخراج اورانیم داشته است و با بهینه سازی شرایط، استفاده از محیط کشت 9kبه همراه پپتون و تریپتیک سوی براث در فرایند زیست فروشویی اورانیم توصیه می شود.

بیماری بلاست، که توسط قارچ مگناپورت گریسیا، با فرم غیرجنسی پریکولاریا گریسیا، ایجاد می شود از مهم ترین بیماری های قارچی برنج در منطقه های گرمسیری و معتدل دنیا و هم چنین ایران است. گیاهان جهش یافته ی حاصل از اصلاح جهشی به دلیل داشتن زمینه ی ژنتیکی یکسان با والدشان، مواد آزمایشی مناسبی برای تجزیه های مقایسه ای و تشریح سازوکارهای مولکولی هستند. بدین منظور در آزمایشیبذرهای دو ژن مانه ی برنج شامل رقم جهش یافته ی (پویا) و رقم والد مربوط به آن (موسی طارم) از مؤسسه ی تحقیقات برنج ایران تهیه شده و در آزمایش های گلخانه ای مورد استفاده قرار گرفتند. ارزیابی مؤلفه های مقاومت نشان داد که رقم جهش یافته ی پویا دارای نوع مقاوم و رقم موسی طارم دارای نوع حساس هستند. بررسی های زیست شیمیایی در شرایط کنترل و القای بیماری نشان داد که میزان فعالیت آنزیم های کاتالاز، پراکسیداز و پلی فنول اکسیداز در رقم جهش یافته ی پویا بیش تر از رقم موسی طارم بود، درحالی که میزان اکسایش سلولی کم تری نسبت به آن داشت. با توجه به نقش مثبت آنزیم های دفاعی در کنترل پیشرفت بیماری بلاست، رقم جهش یافته ی پویا با فعالیت بیش تر آنزیم های دفاعی وضعیت بهتری نسبت به رقم والد خود نشان داد که بیانگر مقاومت آن در برابر بیماری بلاست است.

در این تحقیق، امکان سنجی استفاده از رآکتور MNSR اصفهان به عنوان چشمه نوترون حرارتی برای پرتونگاری نوترونی انجام شده است. برای تولید یک باریکه با شدت و کیفیت مناسب از آلومینیم با ضخامت 0. 7 سانتی متر به عنوان فیلتر نوترون سریع و از بیسموت و سرب به ضخامت 1 سانتی متر به عنوان فیلتر گاما بهره برده شده است. نسبت L/D سامانه پرتونگاری نوترونی شبیه سازی شده 90 و زاویه واگرایی برابر 2. 1 درجه می باشد. در این طراحی شار نوترون حرارتی در محل تصویربرداری. s2n/cm 05 E+47/1، شار نوترون های حرارتی به دز گاما /mR2 n/cm06E+96/2 و نسبت شار نوترون های حرارتی به شار کل نوترون ها 5/92% محاسبه شد. به کمک ساخت این سامانه پرتونگاری برای رآکتور MNSR می توان به بسیاری از کاربردهای عملی و علمی یک سامانه پرتونگاری با نوترون دست یافت.