مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1395 | دوره:- | شماره:78 |تعداد مقالات:12

شدت و جهت بردار مغناطش آهنرباهای دائمی بعد از ساخت، به دلایل گوناگونی، از شدت و جهت مطلوبی که حین ساخت مورد نظر بوده است اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، مراحل طراحی فیزیکی و مکانیکی و سپس ساخت پیچه ی هلمهولتز برای اندازه گیری شدت و جهت بردار مغناطش در آهنرباهای دائمی به منظور استفاده در ساخت یک آندولاتور تخت برای اولین بار در کشور ارائه شده است. کالیبراسیون پیچه ی هلمهولتز با منبع جریان و پروب هال با دقت لازم بحث شده است. دقت اندازه گیری شدت بردار مغناطش در راستای محور آسایش آن در حدود 03/0%، و صحت اندازه گیری 015/0% به دست آمده است. به کمک پیچه ی هلمهولتز، تعداد حدود 160 آهنربای دائمی اندازه گیری شده اند. نتایج اندازه گیری مؤلفه های مختلف این آهنرباها ارائه، و از نتایج به دست آمده در ساخت اولین آندولاتور طرح چشمه ی نور ایران استفاده شده است.

با تغییر در شکل هندسی دام و تأثیر نیروی میراکننده، نواحی پایداری اول و دوم در دام چهارقطبی کشیده ی پائول، بررسی شد. در این مقاله، منظور از تغییر در شکل هندسی دام، تغییر در فواصل بین الکترود حلقه و الکترودهای کلاهک است. برای این هدف، پارامتر در محاسبات وارد شد. هم چنین، تأثیر نیروی میراکننده، با وارد کردن ثابت میرایی k در معادله ی ماتی یو بررسی شد. دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار یون درون دام چهارقطبی با توجه به آثار هم زمان نیروی میراکننده و هندسه ی دام، در نظر گرفته شده است. این معادلات با استفاده از روش رونگه کوتای مرتبه ی 5 و مرتبه ی 6 ورنر (RKV56) به دقت محاسبه، و نواحی پایداری به دست آمده با نواحی پایداری در غیاب نیروی میراکننده در دام یونی ایده آل مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در یک دام یونی rf، نیروی میرایی و شکل هندسی دام، نقش تعیین کننده ای در جابه جایی نواحی پایداری دارند. یادآوری می شود که محاسبه ی نواحی پایداری در حضور نیروی میراکننده با توجه به تغییر در فاصله ی بین الکترودهای کلاهک با این روش برای اولین بار گزارش می شود.

شمارنده های کل بدن برای اندازه گیری های مستقیم پرتوزایی بدن و ارزیابی پرتوگیری داخلی برای پرتوکاران و دیگر افراد جامعه استفاده می شوند. شمارنده ی با هندسه ی صندلی نسبت به دیگر هندسه ها برای پایش سریع در حوادث پرتوی، مناسب تر است. در این پژوهش، سیستم پایش قابل حملی با هندسه ی صندلی، طراحی شد و ارزیابی بازده ی شمارش برای کالیبراسیون سیستم انجام گرفت. این سامانه از یک آشکارساز سوسوزن یدور سدیم (قطر cm5×cm5) قرار گرفته داخل یک موازی ساز، و یک صندلی که با لایه های سربی به ضخامت cm2 حفاظت شده اند، تشکیل شده است. برای محاسبه ی زاویه ی صندلی و زاویه ی موازی ساز، از مدل فانتوم بومَب استفاده شده است. بازده شمارش ها از راه شبیه سازی مونته کارلو و آزمایش های کالیبراسیون معمول و با استفاده از یک فانتوم نیم تنه ی حاوی چشمه ی نقطه ای به دست آمد. کمینه ی سطح پرتوزایی قابل اندازه گیری (MDA) برای چشمه ی Cs137 در محدوده ی زمانی min 10، برابر با Bq 47± 448 بود. نتایج حاکی از آن است که کالیبراسیون شمارنده ی کل بدن با کد MCNPX می تواند جای گزین کالیبراسیون واقعی شود. هم چنین نشان داده شد که شبیه سازی مونته کارلو، یک روش ارزان قیمت برای به دست آوردن بازده ی شمارنده ی کل بدن از نوع صندلی برای مقاصد طراحی و کالیبراسیون است.

استفاده از لجن فاضلاب در کشاورزی، باعث انتقال آلاینده ها به زنجیره ی غذایی و انتشار آنها می شود. در این مقاله، میزان عوامل بیماری زا و نیز فلزهای سنگین و مغذی در لجن حاصل از فاضلاب تصفیه خانه های شهری اکباتان و شهید محلاتی (تهران) در سه نوبت نمونه برداری مستقل بررسی شد. هم چنین کاهش عوامل بیماری زا در لجن به دست آمده با دز kGy10پرتو گاما حاصل از Co60 مطالعه شد. نتایج نشان داد که لجن تصفیه خانه ها از نظر مقدار فلزهای سنگین و مغذی در محدوده ی مجاز استاندارد است. بوی نمونه های پرتودیده کم تر از نمونه های شاهد بود. میزان عوامل بیماری زا پس از تابش دهی به زیر حد مجاز رسید، در حالی که تعداد تخم های زنده ی آسکاریس در لجن تصفیه خانه اکباتان حتی پس از تابش دهی، بالاتر از حد مجاز بود. با توجه به این نتایج، فقط لجن تصفیه خانه ی شهید محلاتی به لجن کلاس A تبدیل شد، به این معنی که بتواند در باغ ها و حتی منازل قابل استفاده باشد. ضروری است قبل از استفاده از این لجن، الزامات کاهش تجمع حشرات به کار گرفته شود. قابلیت به کارگیری دز مزبور به منظور تبدیل لجن به کود بهداشتی، به دلیل ثابت نبودن آلودگی میکروبی، منوط به تعیین آلودگی اولیه است.

اندازه گیری نسبت کادمیم یکی از پارامترهای اساسی در راکتورهای هسته ای است. در این مقاله، مقدار نسبت کادمیم برای راکتور صفر-قدرت آب سنگین اصفهان (HWZPR) در دو گام 18 وcm 20 اندازه گیری شده است. از پولک های منگنز-نیکل برای اندازه گیری نسبت کادمیم استفاده شده است. پرتوزایی پولک ها با آشکارساز سوسوزن پلاستیکی و یدور سدیم برای پرتوهای بتا و گاما به دست آمده است. هم چنین از تغییرات مقدار نسبت کادمیم در راستای محوری راکتور، ناحیه ی مجانبی یا طیف پایدار به دست آمده است. طیف ثابت راکتور، در گام 20، تقریباً cm19 نسبت به گام 18 افزایش یافته است، که این به دلیل کاهش تعداد میله های سوخت و افزایش ارتفاع بحرانی آب سنگین است. برای بررسی درستی مقادیر تجربی اندازه گیری شده، راکتور صفر-قدرت آب سنگین اصفهان با کد MCNPX-2. 6. 0 شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی و تجربی سازگاری خوبی با هم داشتند.

توسعه ی مدل ترموهیدرولیکی و معتبر حادثه ی شدید برای تحلیل رفتار پویای نیروگاه های هسته ای در طراحی، بهینه سازی و ارزیابی ایمنی این نیروگاه ها حائز اهمیت است. برای نیروگاه بومی در حال طراحی IR-360 نیز توسعه ی چنین مدلی، اولین گام در تحلیل ایمنی است. آنالیزهای ایمنی قطعی (DSA) بدون اعتبارسنجی مدل مورد نظر، قابل اعتماد نیست. در واقع لازم است صحت مدل توسعه یافته ارزیابی شود تا اطمینان لازم در خصوص اعتمادپذیر بودن آنالیز های صورت گرفته تضمین شود. این پژوهش تلاش دارد تا مدل MELCOR معتبر برای نیروگاه IR-360 را توسعه دهد. به این منظور و برای کمینه کردن خطای کاربر، از نرم افزار آنالیز هسته ای SNAP استفاده شده است. با انتخاب گره بندی مناسب مسئله در ساختار این کد، پارامترهای کلیدی از جمله فشار و دمای سیال، دبی جرمی و مانند آن، در هر حجم کنترل و مسیر جریان در نیروگاه هسته ای بررسی شده است. هم چنین در این جا با مقایسه ی بین پارامتر های طراحی و مقادیر محاسبه شده، میزان خطای ناشی از مدل سازی به دست آمده است. انحراف و خطای محاسباتی کم تر از حدود تعیین شده در ضوابط و معیار های قابل پذیرش آژانس بین المللی انرژی اتمی است، که نشان دهنده ی اعتبار و کیفیت مدل موردنظر به منظور انجام تجزیه و تحلیل های بعدی است.

دو رادیوایزوتوپ F18 (MeV 63/0=Eβ+,97%=Iβ+,min 109=2/1T) و N13 (MeV 96/0=Eβ+,100%=Iβ+,min 10=2/1T) تقریباً به طور کامل از طریق گسیل پوزیترون واپاشی می کنند.به همین سبب,از این دو رادیوایزوتوپ به منظور مقطع نگاری گسیل پوزیترون (PET) در تشخیص سلول های سرطانی استفاده می شود.در این مقاله,پس از محاسبه ی توابع برانگیختگی برای واکنش های هسته ای منجر به F18,F18O (p,n)18 و N13,N13O (p,α)16,با استفاده از کد هسته ای ALICE-91 و مقایسه با داده های تجربی,بهترین بازه ی انرژی برای تولید با شتاب دهنده ی سیکلوترون و میزان حرارت سپرده شده به مایع هدف تعیین شد.برای برداشت حرارت ایجاد شده ی حاصل از پرتوی فرودی در هدف,یک مبدل حرارتی مینیاتوری طراحی و ساخته شد.طراحی حرارتی این مبدل با استفاده از نرم افزار Aspen HTFS+ انجام شد.نقشه ی ساخت آن نیز با نرم افزار SolidWorks ترسیم شد.پس از ساخت مبدل حرارتی و جانمایی هدف مایع چرخشی در اتاق هدف مایع,تولید N13 از راه بمباران پروتونی آب خالص با انرژی MeV5/17 به منظور صحه گذاری محاسبات نظری انجام گرفت.

برای طراحی رادیوداروهای مناسب به منظور استفاده در تسکین دردهای استخوانی، به رادیوایزوتوپ های گسیل کننده ی – β با انرژی متوسط یا کم و یک مولکول حمل کننده و پایدار نیاز است. در این راستا، لیگاندهای پلی آمینوفسفونیک اسید های حلقوی به صورت موادی که ترکیباتی با پایداری ترمودینامیکی و مقاومت جنبشی بالاتری با فلزها نسبت به مشابه مارپیچی خود تشکیل می دهند، شناخته می شوند. در این پروژه، استفاده از 10، 7، 4، 1-تتراآزاسیکلودودکان-10، 7، 4، 1-تترامتیلن فسفونیک اسید (DOTMP) به شکل یک لیگاند پلی آمینوفسفونیک اسید حلقوی و استخوان خواه، و رادیوایزوتوپ Sc47 در نقش یک گسیلنده ی کم انرژی – β با انرژی های بیشینه MeV600/0 و MeV441/0 و نیمه عمری برابر با d4/3 در نظر گرفته شد. پتانسیل درمانی این رادیوداروی استخوان خواه از راه نشان دارسازی 10، 7، 4، 1-تتراآزاسیکلودودکان-10، 7، 4، 1-تترامتیلن فسفونیک اسید (DOTMP) با Sc47 و اندازه گیری مقدار جذب اسکلتی آن در مدل حیوانی ارزیابی شد. به دلیل محدودیت دسترسی به رادیوایزوتوپ Sc46، این پروژه با استفاده از رادیوایزوتوپ Sc46 که دارای خواص شیمیایی مشابه است، انجام شد. Sc46 با پرتوزایی در حدود MBq 1/85 (mCi3/2) و بمباران اکسید Sc طبیعی به مدت زمان h48 تحت شار نوترونی. s2n/cm 1013×5/3 در راکتور تحقیقاتی تهران، تولید شد. رادیوداروی Sc-DOTMP46 با خلوص رادیوشیمیایی بالاتر از 95% و نسبت لیگاند به فلز 1: 60 تهیه، و پایداری آزمایشگاهی آن به مدت h48 و در دمای اتاق ارزیابی، و سپس توزیع بیولوژیکی آن در موش ها تا 7 روز بررسی شد.

با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با سیانکس 302، یک جاذب مغناطیسی برای استخراج یون های توریم و اورانیم از محیط های نیتراتی ساختگی فراهم شد. توانایی و قابلیت نانوذرات مغناطیسی (nm10≈ ) پوشش داده شده با سیانکس 302 برای استخراج و پیش تغلیظ هم زمان توریم و اورانیم از محیط نیتراتی در روش ناپیوسته ارزیابی شد. اثر مقدار لیگاند، pH محیط، و غلظت اولیه ی محلول یون های فلزی بر رفتار استخراجی یون های توریم و اورانیم بررسی شد. داده های آزمایشگاهی حاکی از آن است که نسبت وزنی بهینه ی سیانکس 302 به نانوذرات مغناطیسی، 10% وزنی، و مقدار pH بهینه ی محلول برای استخراج هم زمان یون های توریم و اورانیم برابر با 6 است. این مقدار سیانکس قابلیت جذب mg/l60 یون توریم و اورانیم را دارد. تأثیر حضور محصولات شکافت [(I)Cs، (II)Sr] و یون های مزاحم از جمله (III)Fe، (III)Cr، (II)Mg، (II)Mn و (III)Al نیز بررسی شد.

پلی وینیل الکل (PVA) با خواص زیستی مناسب و قیمت نسبتاً ارزان، توجه ویژه ای را در ساخت هیدروژل ها، به ویژه با کاربرد پانسمان زخم، به خود اختصاص داده است. از طرفی تابش دهی، روشی مطلوب برای تهیه ی هیدروژل ها بر پایه ی PVA به شمار می آید. در این روش، شرایط تابش-دهی، به ویژه دز تابش دهی، بر خواص فیزیکی و در نتیجه کارایی هیدروژل بسیار مؤثر است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر دز تابش دهی الکترونی بر خواص فیزیکی و حرارتی (بلورینگی) هیدروژل های PVA بود. هیدروژل ها با تابش دهی محلول آبی PVA (wt 7%)، تحت دزهای مختلف تهیه شدند. میزان ژل، درجه ی تورم تعادلی و رفتار دهیدراسیون هیدروژل ها ارزیابی شدند. تغییرات شیمیایی ساختار PVA ناشی از تابش-دهی با آزمون FTIR، و رفتار حرارتی ژل های خشک PVA با آزمون DSC بررسی شدند. با افزایش دز تابش دهی، میزان ژل هیدروژل افزایش اندکی نشان داد، در حالی که میزان تورم آن با کاهش چشمگیری همراه بود. دز تابش دهی اثر قابل توجهی بر دهیدراسیون هیدروژل نداشت. نتایج آزمون FTIR نشان دادند که علاوه بر شبکه ای شدن، تخریب زنجیره های PVA نیز با افزایش دز تابش دهی شدت می گیرد. براساس نتایج آزمون DSC، افزایش دز تابش دهی موجب کاهش دماهای بلورینگی و ذوب PVA، و البته افزایش میزان بلورینگی آن شد.