مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1395 | دوره:- | شماره:75 |تعداد مقالات:11

این پژوهش به منظور مدل سازی و بهینه سازی شرایط عملیاتی دوکندانسور از نوع پوسته ی لوله ی واحد جداسازی 6UF با آرایش سری در مجتمع UCF اصفهان (شرکت سوخت رآکتور های هسته ای) انجام گرفت. هدف این پژوهش، پیش بینی شرایط بهینه ی کارکرد به منظور کاهش میزان اورانیم خروجی به صورت برفک از سیستم کندانسور بود. این مهم با در نظر گرفتن شرایط تشکیل برفک در طول کندانسور برای بهبود پیش بینی مدل در خصوص متغیرهای با اهمیت از جمله خواص مخلوط گاز در حال چگالش، مقادیر 6UF چگالشی و برفک خروجی از کندانسور انجام شده است. در این مدل سازی، هر یک از دو کندانسور مورد نظر از نوع پوسته ی لوله به حجم-کنترل هایی با طول معین در جهت جریان گاز ورودی تقسیم شدند و معادلات موازنه ی جرم، انرژی و گشتاور در این محدوده برای گاز داخل پوسته ی کندانسورها تدوین شد. سپس دمای سطح 6UFجامد چگالش یافته بر روی سطوح کندانسور، با روش حدس و خطا به دست آمد و بر این اساس پارامترهای انتقال جرم و حرارت در هر لحظه از زمان فرایند در طول کندانسور به دست آمد. مقایسه ی نتایج مدل با نتایج تجربی صنعتی ارائه شده در خصوص جرم چگالش یافته در کندانسور1 و 2 و خواص گاز خروجی از کندانسور2، بیان کننده ی دقت عمل بسیار بالای این مدل است. میانگین خطای داده های به دست آمده در مدل سازی انجام شده نسبت به داده های صنعتی برای جرم چگالش یافته در کندانسور اول و دوم به ترتیب 39/1 و 24/2% است. در ادامه، تأثیر متغیرهای مؤثر در طول دوکندانسور با کاربرد مدل اثبات شده، بررسی شد. سرانجام با بررسی و تحلیل این متغیر ها و تأثیر آن ها با استفاده از یک نرم افزار طراحی شده ی مدل سازی، شرایط عملیاتی بهینه در این نوع کندانسورها انتخاب شدند. در شرایط بهینه، دمای مایع خنک کننده ی ورودی (محلول آب-نمک) به کندانسور1 برابر با ˚ C10 و سرعت بهینه ی گاز ورودی معادل m/s 09/0 به دست آمد.

: در این پژوهش برای اندازه گیری شاریدگی نوترون های حرارتی در قلب رآکتور تحقیقاتی تهران، ترمولومینسانس حاصل از پرتوزاسازی Li6 موجود در دزیمتر 100TLD-استفاده شد. برای به دست آوردن پاسخ دزیمترها، نوترون های حرارتی قلب رآکتور تهران در گستره ی شاریدگی 1010 تا 2n/cm 1016 تنظیم شد. در این روش، دز خودزای حاصل از پرتوزایی تریتیم که بعد از دوره ی کوتاه نگه-داری بین 1 تا 3 روز، درون دزیمتر به وجود آمده است، برای اندازه گیری شاریدگی نوترون های حرارتی استفاده شد. بعد از عملیات حرارتی ویژه روی دزیمتر و تثبیت پاسخ آن و اندازه گیری کاهش حساسیت، نمودار رابطه ی خطی بین شاریدگی نوترون و دز خودزا در 100TLD-به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان دهنده ی بازه ی اندازه گیری بیش تر، هم-چنین وسعت بیش تر دامنه ی بالای اندازه گیری شاریدگی نوترون های حرارتی نسبت به 600TLD-و وسعت بیش تر دامنه ی پایین نسبت به 700TLD-است.

رزین اپوکسی، پلی مری گرماسخت است که علاوه بر مقاومت حرارتی و مکانیکی بالا، به دلیل قابلیت کاربری پیوسته در برابر تابش های نوترون و گاما، بسیار مورد توجه صنعت هسته ای قرار گرفته است. در حفاظ سازی یک میدان نوترونی، تولید فوتون های پرانرژی گاما باید در نظر گرفته شود. به منظور تضعیف این فوتون ها، از عناصری با عدد اتمی بالا در بستر پلی-مری استفاده می شود. به دلیل مشکلات زیادی که حفاظ های سربی دارند، پژوهش ها به سمت حفاظ های بدون سرب سوق پیدا کرده است. در این پژوهش با استفاده از روش مونت کارلو، قدرت تضعیف فوتون های ثانویه ی یک حفاظ پلی مری بر پایه ی رزین اپوکسی تقویت شده با 5، 10 و 20 درصد وزنی از ریزذرات اکسید تنگستن و اکسید سرب بدون حضور جاذب نوترونی مطالعه شد. نتایج نشان می دهد در شرایط یکسان درصد وزنی، حفاظ کامپوزیتی تقویت شده با تنگستن می تواند قدرت حفاظ سازی بهتری حاصل نماید. افزایش بیش تر درصد وزنی ماده ی تقویت کننده، ضمن افزایش وزن حفاظ کامپوزیتی، از قدرت حفاظ می کاهد.

امکان استفاده از جاذب زیستی پودر برگ درخت چنار بومی پیش تیمار شده با کلسیم برای جذب یون های توریم (IV) از محلول های آبی با در نظر گرفتن جنبه های تعادلی، سینتیکی، و ترمودینامیکی فرایند جذب در روش ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفت. جذب توریم (IV) به وسیله ی پودر برگ درخت چنار بستگی به pH اولیه ی محلول، مقدار جاذب، زمان تماس، غلظت اولیه ی جذب شونده و دما داشت. فرایند جذب در غلظت اولیه ی بررسی شده ی توریم (IV)، از مدل شبه مرتبه ی دوم پیروی نمود (9957/0=2R). داده های جذب به خوبی با هم دمای لانگمویر در مقایسه با هم دماهای فروندلیچ و دوبینین-رادشکویچ توصیف شدند. ظرفیت جذب بیشینه ی زیست جاذب برای توریم (IV) به وسیله ی هم دمای لانگمویر در ° C 25 و -pH برابر با 5/3، برابر 1-mg g 200 برآورد شد. پارامترهای ترمودینامیکی محاسبه شده نشان داد که جذب زیستی توریم-(IV) بر روی پودر برگ درخت چنار بومی پیش تیمار شده با کلسیم، در دماهای بررسی شده، فرایندی ممکن، خودبه خود و گرماگیر است. هم چنین امکان بازیابی زیست توده پس از 5 چرخه ی جذب-واجذب بررسی شد و ظرفیت جذب، تنها حدود 20% کاهش یافت.

یکی از مهم ترین مسائل ایمنی و چالش های اصلی کشورهای دارای فن آوری هسته ای، یافتن راهی برای کنترل مواد پرتوزای موجود در پس ماند های هسته ای است. توریم یکی از این عناصری است که باید در پس ماند هسته ای مدیریت شود. در این مطالعه، از جاذب های نانوسیلیکای اصلاح شده با لیگاندهای بازشیف سالسیل آلدهید پروپیل تری اتوکسی سیلان (1L) و پیریدیل متیلیدین پروپیل تری اتوکسی سیلان (2L) جهت بهبود جذب یون توریم استفاده شده اند. به همین منظور، علاوه بر بررسی اثر ساختار لیگاند به کار برده شده، تأثیر متغیرهای مختلفی از جمله pH، زمان تماس و میزان جاذب، بررسی و شرایط بهینه برای عملکرد مطلوب مبادله کننده تعیین گردید. نتایج نشان داد که جاذب اصلاح شده با لیگاند 1L عملکرد بهتری را از این جهت فراهم می آورد.

تهیه و تولید عوامل تسکین دهنده ی درد استخوان برای بیمارانی که در مراحل نهایی سرطان قرار دارند، به طور روز افزونی در حال گسترش است. زولدرونیک اسید ](1-هیدروکسی-2-ایمیدازول-1-ایل-فسفونواتیل) فسفریک اسید مونو هیدرات[ نشان دار شده با Sm153 و Yb175 می تواند به عنوان عوامل درمانی بالقوه جهت درمان تسکینی استخوان استفاده شود. در این مطالعه، کمپلکس های زولدرونیک اسید-Sm153 و زولدرونیک اسید-Yb175 با استفاده از لیگاند تجاری زولدرونیک اسید، به ترتیب 3SmCl153 3YbCl175 در دمای C˚ 60 تهیه شدند. 3SmCl153 و3YbCl175 از طریق تابش نوترون حرارتی (1-. s2-n. cm 1013×4) به اکسید فلزی طبیعی به دست آمدند. خلوص رادیوشیمیایی کمپلکس های زولدرونیک اسید-Sm153 و زولدرونیک اسید-Yb175 به روش RTLC و HPLC بررسی گردیدند. مطالعات پایداری در حضور سرم انسانی و تست اتصال به هیدروکسی آپاتیت انجام شدند (بیش از 97%). مطالعات توزیع بافتی در موش سوری برای کمپلکس های زولدرونیک اسید-Sm153 و3SmCl153 به مدت 2 تا 48 ساعت و برای کمپلکس زولدرونیک اسید-Yb175 و 3YbCl175 طی 2 تا 96 ساعت پس از تزریق انجام گردید. بیش ترین تجمع در بافت استخوانی برای زولدرونیک اسید-Sm153 حدود 4% بود که 48 ساعت پس از زمان تزریق به دست آمد. هم چنین برای زولدرونیک اسید-Yb175، بیش ترین مقدار تجمع در بافت استخوانی حدود 10% بود که 48 ساعت پس از زمان تزریق به دست آمد. با بررسی های انجام شده برای هر دو کمپلکس، خلوص رادیوشیمیایی بالا و پایداری قابل قبول در حضور سرم انسانی به دست آمد. با این وجود، کمپلکس های تهیه شده در این پژوهش به دلیل جذب بیش از حد در کبد که احتمالاً به دلیل شکستن ساختار ترکیبات در بدن و رهاسازی فلز آزاد یا تولید کلوئیدهای ناخواسته برای بررسی های انسانی مناسب نمی باشند.

استفاده از معادله ی گراد-شفرانف در بررسی شرایط تعادل پلاسمای محصورسازی مغناطیسی کاربرد فراوانی دارد. در توکامک هایی که در رژیم گرمایشی اُهمی قرار دارند، می توان معادله ی گراد-شفرانف را برحسب پارامتر عکس نسبت تصویر بسط داد و مرتبه ی اول تابع شار قطبی را به دست آورد. سپس مرتبه ی اول مؤلفه های قطبی و شعاعی میدان مغناطیسی قطبی نیز به دست می آیند. با استفاده از میدان مغناطیسی قطبی، امکان محاسبه ی پارامتر تعادلی شفرانف به صورت نیمه تحلیلی وجود دارد. در این پژوهش، مرتبه ی اول میدان مغناطیسی قطبی تعیین و با توجه به داده های تجربیِ شماری از پروب های مغناطیسی قطبی تعبیه شده در توکامک دماوند، پارامتر تعادلی شفرانف محاسبه شده است.

صنعت پرورش میگو در کشور به ویژه در مناطق جنوبی از اهمیت اقتصادی خاصی برخوردار است. اما این صنعت با مشکلات متعددی مانند شیوع بیماری های باکتریایی و ویروسی روبه رو است که از جمله ی آن ها می توان به خسارت ناشی از بروز بیماری های ویبریوزیس و سندرم لکه ی سفید در میگو اشاره نمود. بنابراین با توجه به ضرورتِ یافتن راه های پیش گیری از بروز این بیماری ها در مزارع پرورش میگو، در این پژوهش میزان ایمنی ایجاد شده توسط آنتی ژن پرتوی ویبریو (باکتری غیرفعال شده با پرتو گاما) در برابر ویروس زنده ی عامل سندرم لکه ی سفید در میگو مطالعه شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که باکتری ویبریو غیرفعال شده با پرتو گاما می تواند به عنوان آنتی ژن پرتوی، باعث ایجاد پاسخ ایمنی در برابر ویروس زنده ی عامل سندرم لکه ی سفید در میگو شود به طوری که این موضوع منجر به کاهش قابل توجه در میزان تلفات میگوهای گروه ایمن سازی شده نسبت به گروه کنترل مثبت پس از انجام عملیات روبه روسازی با ویروس زنده ی سندرم لکه ی سفید شد (05/0P<). یافته های به دست آمده از این پژوهش می تواند زمینه ای مناسب برای انجام مطالعات تکمیلی برای ساخت واکسن ویبریو پرتوی و هم چنین مواد باکتریایی محرک سیستم ایمنی (ادجوانت باکتریایی-ویبریو) را در میگو فراهم سازد.

در این پژوهش، به منظور کاهش وزن و افزایش بازده ی روپوش های محافظتی در تضعیف پرتوهای ایکس محدوده ی تشخیصی، استفاده از عناصر تنگستن و باریم در ترکیب با سرب، مورد بررسی قرار گرفت. ابتدا دستگاه پرتو ایکس مستقر در مرکز تحقیقات تابش دانشگاه شیراز با استفاده از کد MCNP4C شبیه سازی شد و طیف خروجی پرتوهای ایکس ترمزی و مشخصه ی دستگاه به دست آمد. به منظور بررسی صحت شبیه سازی انجام شده با کد مونت کارلو، خروجی به دست آمده از این کد با خروجی حاصل از نرم افزار شبیه ساز طیف، پردازش گر طیف (SP)، مقایسه گردید. با استفاده از کد MCNP4C، نمونه های با ابعاد cm10×cm10 از روپوش حفاظتی به جرم های 5/86، 5/81 و g70، حاوی درصدهای مختلف از عناصر سرب، تنگستن و باریم، در مسیر طیف شبیه سازی شده قرار داده و ضریب تضعیف پرتو آن ها محاسبه شدند. نتایج نشان دادند که ترکیبات با درصد 23، 42 و 35 و هم چنین 17، 48 و 35 به ترتیب برای مواد سرب، باریم و وینیل، بهبود تضعیف 46% را نسبت به حالت استفاده از سرب خالص در پی خواهد داشت.

هنگامی که قرص سوخت هسته ای درون غلاف و رآکتور قرار می گیرد، برخی از اتم های اورانیم شروع به شکافت هسته ای می کنند. در نتیجه تعداد اتم های حاصل بیش تر از اتم های شکافته شده می شود. محصولات جامد تولید شده مشکل زیادی ایجاد نمی کنند، اما محصولات گازی ضمن تورم قرص به فضای خالی بین قرص-غلاف نیز منتقل می شوند. این رفتار موجب تخریب غلاف و کاهش ایمنی رآکتور می شود. بنابراین بهتر است قبل از شروع واقعه، غلاف را از رآکتور بیرون آورد. برای بازده ی مناسب تلاش می کنند مدت زمان استفاده از قرص را افزایش داده و حداکثر انرژی را از قرص بگیرند. به همین منظور، مشکلات و موانع آن را شناسایی کرده و با انجام اصلاحاتی، کارآیی قرص سوخت هسته ای را افزایش داده اند. این پژوهش، مروری بر فعالیت های انجام شده در دنیا در زمینه ی شناخت مشکلات و موانع و راه کارهای ارائه شده برای اصلاح رفتار قرص سوخت هسته ای است. نتایج این بررسی نشان می دهد که از مهم ترین ویژگی های مؤثر در افزایش عمر و بازده ی تولید انرژی قرص سوخت هسته ای، بزرگی اندازه ی دانه همراه با تخلخل های بین دانه ای با اندازه ی کنترل شده و خواص خزشی و هدایت حرارتی مناسب آن ها هستند.