مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1388 | دوره:- | شماره:2 (مسلسل 48) |تعداد مقالات:12

توکامک یکی از دستگاه های مغناطیسی محصورساز پلاسما است که در آن پلاسما تحت تاثیر میدان های الکترومغناطیسی قطبی و چنبره ای بسیار قوی، گرم و متراکم می شود. هم اکنون در مسیر تحقیقات گداخت هسته ای در تولید انرژی پاک و ارزان قیمت یکی از انتخاب های مناسب و مورد توجه توکامک می باشد، و به نظر می رسد که ساخت توکامک بین المللی ایتر در فرانسه رویای بشر را برای ایجاد یک نیروگاه گداخت اقتصادی عملی سازد. در این مقاله به مساله تعادل و ترابرد الکترومغناطیسی پلاسمای توکامک و معادله های حاکم بر آن پرداخته و برای دستیابی به آرایش مناسبی از پلاسما در توکامک دماوند که از کشیدگی بالایی برخوردار است، به حل تفصیلی معادله ها به روش عددی و تحلیلی می پردازیم. در نهایت سناریویی از تحولات مکانی- زمانی پلاسما در توکامک دماوند را با تلفیق معادله های تعادل و ترابرد به شکل هم زمان یا خودسازگار به دست می آوریم. نکته خاص در بررسی و مطالعه شارهای به دست آمده مشاهده آرایش جداساز در توکامکی کوچک با سطح مقطع کشیده و نسبت بالا از نوع دماوند است. آرایش جداساز، مشخصه توکامک های پیشرفته ای چون JET بوده و یکی از قابلیت های اساسی در آن ها به شمال می رود. بدین ترتیب امکان طراحی منحرف کننده در توکامک به منظور مطالعه بر هم کنش پلاسما و جداره و همچنین چگونگی دریافت انرژی از پلاسما مطرح و میسر می گردد.

ساماریم- 153 یکی از رادیونو کلیدهایی است که در تهیه رادیوداروهای کاهش دهنده دردهای استخوانی ناشی از متاستازهای سرطانی مورد استفاده قرار می گیرد. بنابراین، آگاهی از انواع و میزان ناخالصی ها در فرایند تولید این رادیونو کلید از اهمیت بسزایی برخوردار است. هدف از این تحقیق ارزیابی نظری و تجربی ناخالصی های تولید شده 155Eu, 154Eu) و (156Eu در فرایند تولید 153Sm از طریق پرتودهی ساماریم طبیعی و مقایسه نتایج آن ها می باشد. در این تجربه در واقع از نیمه عمرهای طولانی تر ناخالصی ها، نسبت به نیمه عمر 153Sm بهره جسته شد و طیف های گاما در زمان های مختلف بعد از پرتودهی ثبت گردید. بر این اساس، نتایج نظری و تجربی موافقت خوبی با هم داشته و ارزیابی دقیقی را از انواع و میزان ناخالصی ها ارایه می کنند.

انتشار پرتو X سخت در توکامک دماوند، هم زمان با تحول زمانی جریان پلاسما و ولتاژ حلقه، مورد بررسی قرار گرفته است. در این کار تجربی شات هایی را در نظر گرفته ایم که در آن ها جریان پلاسما از 17 تا 32kA تغییر می کرد. تحول زمانی جریان پلاسما تا مرحله ی گسیختگی، تحول زمانی ولتاژ حلقه و پرتو X منتشره تجزیه و تحلیل شده است. در جریان های کم تر از 20kA پرتو X سخت به هنگام مرحله گسیختگی مشاهده می شود و مدت دوام تخلیه کم تر از 10ms می باشد، ولی برای جریان های پلاسمای بیش تر از 20kA، پرتو X سخت از شروع تخلیه تا گسیختگی پلاسما که حدود 20ms طول می کشد مشاهده می شود. دو روند تولید الکترون گریزان در این توکامک ملاحظه می شود. روند اول مشابه با مشاهدات انجام یافته در سایر توکامک ها و به هنگام گسیختگی است. این روند با استفاده نظریه دریسر تولید الکترون گریزان، قابل درک است. روند دوم که تقریبا از شروع تا پایان تخلیه قابل مشاهده است با پدیده بهمن مرتبط می باشد.

پایداری نور خروجی، قدرت تفکیک انرژی و بازده سوسوزنی در طیف نگاری پرتو گاما از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به تغییرات دمای ناشی از شرایط اندازه گیری و تاثیر آن بر تابع پاسخ سوسوزن های یدور سدیم NaI(Tl) و اکسید ژرمنات بیسموت BGO، به بررسی اثر دما بر سوسوزن های یدور سدیم NaI(Tl) و اکسید ژرمنات بیسموت BGO در محدوده ی نسبتا وسیعی از دما پرداخته شده است. اندازه گیری ها روی کریستال هایی با ابعاد Ø3"×3" و Ø2"×2"، در گستره دمایی -30 تا +70°C و در محدوده انرژی گامایی 600 تا 1400keV انجام شده است. بررسی ها نشان می دهند که نوع و ابعاد سوسوزن در پاسخ آن نسبت به تغییرات دما به ویژه در مورد سوسوزن BGO بسیار موثر است. به علت یکپارچه بودن لوله تکثیر کننده فوتونی و سوسوزن، بررسی اثر دما بر سوسوزن به تنهایی دشوار است. از این جهت ابتدا اثر دما بر کل سیستم (سوسوزن و لوله تکثیر کننده فوتونی) مورد بررسی قرار گرفته، سپس تاثیر این تغییرات به طور جداگانه بر لوله تکثیر کننده فوتونی مطالعه شده است. در اثر افزایش دما شدت نور خروجی و بازده سوسوزن کاهش یافت، هم چنین از قدرت تفکیک انرژی سوسوزن کاسته شد، در حاکی که کاهش دما بر تابع پاسخ سوسوزن تاثیر معکوس نشان داد.

آشکارسازهای حساس به محل ورود تابش، آشکار سازهایی هستند که می توانند محل ورود تابش را تعیین کنند. یکی از انواع این آشکارسازها، شمارگرهای گازی تناسبی هستند. آشکارسازهای گازی حساس به محل ورود تابش عموما به دو روش مستقیم بار و زمان صعود کار می کنند. در این تحقیق ضمن مرور روش تقسیم بار به منظور مقایسه، روشی ارایه می شود که بر پایه تغییر فاصله بین الکترودها استوار است. برای آشکارسازگازی تناسبی ساخته شده با این روش، نمودارهایی ارایه خواهد شد که نشان می دهند این روش هم می تواند گزینه مناسبی برای آشکارسازی محل ورود تابش کم انرژی به شمار آید. با توجه به نتایج به دست آمده، از این روش نمی توان برای طول های بلند آشکارساز استفاده نمود. قدرت تفکیک مکانی از 0.1 تا 1mm در طول 15 سانتی متر از حجم حساس شمارگر تغییر می کند.

در این پژوهش، برای نخستین بار در ایران جداسازی لیزری مولکولی ایزوتوپ 13C به انجام رسیده است. برای این کار، یک لیزر NH3 با دمش لیزر TEA CO2 طراحی و راه اندازی شد که دارای یک خروجی تپی با انرژی 350 تا 400mJ و پهنای زمانی 100ns در طول موج 12.812μm بوده است. تپ های این لیزر در یک اتاقک پرتودهی محتوی بخار CCl4 در فشارهای 0.1 تا 1mbar کانونی شدند و رخداد فرایند تفکیک چند فوتونی با گزینندگی بیشینه برابر S=4 برای گونه مولکولی 12CCl4 به انجام رسید. ضریب جداسازی بیشینه به دست آمده در این رشته از آزمایش ها برابر β=7 بوده است.

بر اساس روش بسط نودال یک برنامه کامپیوتری برای حل معادله پخش مستقل از زمان در رآکتورهای با مجتمع سوخت مربعی بسط داده شده است. در این مقاله به نحوه محاسبه ضریب تکثیر موثر، شار در گروه های مختلف و توزیع قدرت با استفاده از روش بسط نودال پرداخته شده است. پس از مختصر توضیحی درباره روش های محاسباتی تفاضل محدود و اجزای محدود، از مقایسه نتایج آن ها با روش بسط نودال، برتری روش نودال اثبات شده است. نتایج به دست آمده از روش بسط نودال با مسایل آزمون معروف مقایسه شده اند که توافق خوبی بین آن ها مشاهده می شود.

در این بررسی غلظت 226Ra در 42 نمونه مربوط به 14 نوع آب معدنی بطری شده موجود در بازار تهران اندازه گیری شده است. برای تعیین میزان پرتوزایی آب های معدنی از روش آزادسازی گاز رادان ناشی از انحلال سولفات رادیم در EDTA (نمک دی سدیک اتیلن دی آمین تترااستیک اسید) استفاده شده است. نتایج به دست آمده میزان 226Ra را در نمونه های آب معدنی آزمایش شده، بین 2 تا 12.3 میلی بکرل در لیتر (mBq l-1) نشان می دهد که در مقایسه با میزان مجاز رادیم در آب های آشامیدنی که طبق استانداردهای بین المللی تا 100mBq l-1 تعیین شده است، دارای سطح پرتوزایی پایینی می باشد. در صورتی که میزان مصرف آب معدنی در ایران را حدود 40 لیتر در سال، در نظر بگیریم، دز موثر مجموع سالیانه آن برای بزرگسالان 0.138μSv محاسبه می گردد.

در این تحقیق تابع تحریک واکنش های هسته ای natAg(p, n)109Cd، natAg(d, 2n)109Cd، natIn(p, pxn)109In→109Cd، natCd(p, Pxn)109Cd و natPd(α, xn)109Cd با استفاده از کد ALICE محاسبه گردید. ضخامت مورد نیاز هدف برای هر یک از واکنش های فوق توسط کد SRIM تعیین گردید. بهره تولید کادمیم- 109 با توجه به تابع تحریک محاسبه شد. مساله انتقال حرارت هدف در مورد هر یک از واکنش های هسته ای فوق بررسی شد. بهترین واکنش هسته ای برای تولید این رادیوایزوتوپ در شتاب دهنده تعیین شد.

در راستای تهیه اطلاعات ژئومغناطیسی و گرانی تصحیح شده از نظر توپوگرافی و قراردادن آن ها (که برای اکتشاف منابع معدنی از جمله اورانیم استفاده می شوند) بر روی یک سطح مسطح، به طراحی و تولید دو برنامه رایانه ای اقدام شد. با این کار می توان برآورد عمق کانسار (مثلا کانسار اورانیم) نسبت به سطح زمین را دقیق تر انجام داد. این برنامه های رایانه ای که عبارت اند از: Pinit و Unev2fla در محیط فرترن نوشته شده اند. روش های متعارف ادامه به طرف بالا و یا ادامه به طرف پایین برای انتقال اطلاعات از یک سطح مسطح به سطح مسطح دیگر به کار می روند و برای هم ارتفاع کردن اطلاعات مناسب نمی باشند. از جمله روش های که می توان برای انتقال اطلاعات از یک سطح نامنظم به یک سطح مسطح از آن بهره برد استفاده از سری تیلور است که در طراحی و تولید این برنامه های رایانه ای مورد استفاده قرار گرفته است. از این به بعد این برنامه ها می توانند در پروژه های کاربردی ژئوفیزیکی برای بالا بردن دقت تعیین عمق مورد استفاده قرار گیرند.