مجله علوم و فنون هسته ای
سال:1397 | دوره:- | شماره:84 |تعداد مقالات:11

بررسی پایداری ساختار هسته ای به عنوان یک سیستم بس-ذره ای اهمیت ویژه ای در فیزیک هسته ای دارد. آگاهی از خواص آماری و گذارهای فاز می تواند اطلاعات مفیدی را در ارتباط با ساختار و فرایندهای هسته ای به همراه داشته باشد. خواص آماری مجموعه ترازهای انرژی یک سیستم به خوبی با معیار جدیدی تحت عنوان نظریه ی ماتریس تصادفی در آشوب کوانتومی توضیح داده می شود. افت و خیز ترازهای انرژی سیستم های کوانتومی بسته به تقارن های هامیلتونی در یکی از مجموعه های متعامد (GOE)، یکانی (GUE) و هم تافته(GSE)ی گاوسی قرار می گیرد و اگر یک سیستم کوانتومی در ناحیه ی انتگرال پذیر قرار داشته باشد در مجموعه های پواسونی قرار خواهدگرفت. تحلیل آماری ترازهای انرژی توسط نظریه ی ماتریس تصادفی با محاسبه ی ویژه مقدارهای هامیلتونی سیستم امکان پذیر خواهد بود. یکی از مناسب ترین زنجیره ها برای درک ساختار هسته ها زنجیره ی کلسیم است که در اعداد دوبار جادویی نیز نقش بازی می کند. مقاله ی حاضر با به کارگیری مدل پوسته ای هسته به کمک نظریه ی آشوب کوانتومی به بررسی پایداری در ساختار هسته ای ایزوتوپ های 50Ca و48Ca می پردازد. یافته ها با نتایج تجربی به دست آمده در آزمایشگاه ایزولد-سرن مقایسه شده است.

پراکندگی ناکشسان عمقی (غیرسطحی) لپتون ها از نوکلئون یکی از روش های جدید برای درک ساختار داخلی پیچیده ی نوکلئون ها در برخورددهنده های لپتونی و هادرونی حال حاضر و نسل آینده است. علاوه بر این، پراکندگی لپتون های قطبیده از هدف های نوکلئونی و هسته های سبک قطبیده فرصت مناسبی را برای مطالعه ی ساختار اسپینی آن ها فراهم می آورد. در این مقاله، تابع های ساختار قطبیده ی نوکلئون ها توسط چندجمله ای ژاکوبی برازش شده و تصحیح های ناشی از اثرهای جرمی TMCs و پیچش های مرتبه های بالاتر HT در تقریب سوم نمودار فایمن مورد بررسی قرار گرفته اند. در نهایت تابع های ساختار قطبیده ی هسته های سبک هلیم-3 g1³ He(x, Q2) و تریتیم (g13H(x, Q2 در تقریب سوم نمودار فایمن با استفاده از قضیه ی پیچش استخراج شده اند. برای بررسی اعتبار تجزیه و تحلیل انجام شده، مقایسه ی کامل و دقیقی بین نتایج به دست آمده با داده های تجربی به روز قطبیده انجام شده است. نتایج به دست آمده سازگاری بسیار بالایی را با مدل های پدیده شناسی موجود و داده های تجربی نشان می دهد.

بازرسی چشمی بار در فرودگاه ها و مراکز حساس مستلزم صرف زمان زیادی است و اجسام در بسیاری از موارد خصوصاً زمانی که در موقعیت و زاویه های خاصی قرار گرفته باشند قابل شناسایی با بازرسی های سریع چشمی نیستند. امروزه از دستگاه های تصویربرداری پرتو ایکس برای تشخیص اجسام در بار استفاده می شود. تصاویر پرتونگاری حاصل به علت پراکندگی فوتونی دارای میزانی از مه آلودگی هستند و گاهی تشخیص دقیق اجسام با مشکل مواجه می شود. روش های پردازش تصویر می توانند به بهبود کنتراست و در نتیجه بهتر شدن قابلیت تشخیص اجسام کمک کنند. در پرتونگاری بار سطح نویز و پراکندگی در تصویرهای مختلف با هم تفاوت زیادی دارند که این موضوع ضرورت استفاده از روش های پردازش تصویر خودکار را ایجاب می کند. در این پژوهش از دو روش موجک و صافی گابور با سطح آستانه ی خودکار استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد تصویرهای بازسازی شده اگرچه در جزییات دارای اختلافاتی هستنند ولی در میزان تشخیص اجسام توسط افراد تفاوت زیادی ندارند. در هر دو روش کنتراست و قابلیت تشخیص اجسام نسبت به تصویرهای اولیه بهبود قابل ملاحظه ای یافته است. زمان اجرای الگوریتم موجک گسسته حدود یک هشتم زمان اجرای صافی گابور است که با توجه به اهمیت سرعت پردازش تصویر در بازرسی بار برتری قابل ملاحظه ای است.

با توجه به کاربردهای فراوان و مختلف نانولوله های کربنی آلاییده به بور، ارتعاشات مولکولی مرتبط با عنصر بور در نانو لوله ی کربنی آلاییده به بور به سه روش تجربی، محاسباتی و شبیه سازی شناسایی شد. در بررسی تجربی، طیف رامان نانولوله ی کربنی خالص و آلاییده به بور ثبت و مدهای حساس به رامان به ارتعاشات خاص ذیربط نسبت داده شد. در روش محاسباتی، بسامدهای ارتعاشی C-C و C-B(زنجیره کربنی خالص و آلاییده به بور) با مدل نوسان گر هماهنگ ساده، شبیه سازی و جابه جایی بسامد ارتعاشی به بسامدهای کوچک تر مشاهده شد. در نهایت با روش شبیه سازی، بسامدهای ارتعاشی مولکول های کربن-کربن و کربن-بور با استفاده از نرم افزار گاوسی مورد مطالعه قرار گرفت. بسامد مد ارتعاشی D وقتی بور کم تر از 3 درصد باشد به مقدار 1-8cm به بسامدهای کوچک تر جابه جا می شود (1-1336cm-1→ 1328cm). آلاییدگی نانولوله ی کربنی با درصدهای بین 4 تا 10 درصد بور، بسامد مد های ارتعاشی را به مقدار 18cm-1 به عددهای موج بالاتر جابه جا می کند (1328cm-1→ 1346cm-1). رابطه ی ID/IG (نسبت ترکیبات کربنی بی شکل و مواد غیرکربنی در ساختار گرافیتی نمونه) با میزان آلاییدگی نانولوله ی کربنی با بور افزایش می یابد(1. 5→ 0. 75). نتایج تغییرات شدت و بسامدهای مد های ارتعاشی D و G با دقت قابل قبولی با روش های تجربی، محاسباتی و شبیه سازی مورد تأیید قرار گرفت.

یک جفت لیزر بخار نمک مس از نوع مس برمید به صورت آرایش نوسان گر-تقویت کننده ترتیب داده شد. پارامترهای تقویت لیزر شامل بهره ی علامت کوچک و شدت اشباع با گازهای کمکی نئون و هلیم به طور جداگانه اندازه گیری و مورد مقایسه قرار گرفتند، به طوری که مقادیر 1-0. 078cm و 1-0. 07cm برای بهره ی علامت کوچک و هم چنین مقدارهای 34 2-µ J cm و 47 2-µ J cm برای شدت اشباع به ترتیب برای گازهای کمکی نئون و هلیم به دست آمده اند. هم چنین از اندازه گیری توان خروجی سیستم با این گازها مقدارهای 8W و 10W به ترتیب با گازهای کمکی نئون و هلیم به دست آمد. مشخص شد که استفاده از گاز کمکی هلیم نسبت به گاز کمکی نئون در لیزر مس برمید بهتر است و از بازده و توان خروجی بیش تری برخوردار است. هم چنین شرایط عملکرد بهینه ی سیستم تعیین شد. نتایج به دست آمده با عملکرد سیستم های نوسان گر-تقویت کننده ی لیزر بخار مس خالص و بخار طلا نیز مقایسه گردید. به هرحال نوع گاز کمکی می تواند در پارامترهای میکروسکپی لیزر و در نهایت بر روی عملکرد و توان خروجی لیزر اثر گذار باشد.

تاکنون مطالعه های مختلفی در راستای بررسی اثر نقش انرژی هسته ای در کاهش هزینه های زیست محیطی و تغییرات آب و هوایی با استفاده از مدل های مختلف اقتصادی و سناریوهای انرژی در کشورهای مختلف انجام شده است. با این حال، این موضوع در کشور ایران تاکنون مورد بررسی دقیق قرار نگرفته است. در این پژوهش با ارایه ی مدلی مبتنی بر برنامه ریزی پویا، این موضوع در مقایسه با سایر نیروگاه ها نظیر نیروگاه های فسیلی، تجدیدپذیر، گازی، بخار و سیکل ترکیبی تحلیل شده است. در این مدل، تأثیر هزینه های خارجی بر برنامه ریزی آتی انرژی الکتریکی به دقت مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت با در نظر گرفتن دو سناریوی پایه و هسته ای، مطالعه ها در چارچوب هدف ها و تحلیل تأثیر هزینه های خارجی انجام شد. به منظور راستی آزمایی مدل پیشنهادی، نتایج این پژوهش با نتایج مدل MESSAGE مقایسه و دقت و صحت مدل پیشنهادی اثبات شد. بر اساس نتایج این پژوهش، گزینه ی برق هسته ای راهکار مؤثری در کاهش آلایندگی زیست محیطی در آینده خواهد بود.

با بهینه سازی روش حالت های همدوس جفت شده، دو مورد از پیچیدگی های اساسی در شبیه سازی حالت پایه ی سیستم های الکترونی با روش ابتکاری، ساده سازی شد. این دو پیچیدگی عبارت اند از نیاز به محدود کردن بازه ی انرژی شبکه ی انتخابی و نیاز به پالایش شبکه در هر گام زمانی. روش بهینه سازی در این رهیافت برای نخستین بار برای شبیه سازی چاه پتانسیل حالت پایه ی یک سیستم تک الکترونی نظیر +H2 به کار رفته است. نتایج شبیه سازی در پایه ی شبکه ای متشکل از تنها 500 حالت همدوس با دقت بسیار مطلوبی با مقادیر دقیق توافق دارد. استفاده از شبکه ی حالت های همدوس بزرگ تر در شبیه سازی به توافق بهتری با نتایج دقیق منجر خواهد شد.

میزبان کانسار آهن اکسید-آپاتیت (IOA) چغارت، ریولیت های با سن کامبرین آغازین است. بررسی های پرتوسنجی و طیف سنجی زمینی منطقه ی دگرسانی در حاشیه ی توده ی ماده معدنی منیتیت-آپاتیت چغارت نشان داد که در منطقه ی برشی ناهنجاری های پرتوزایی گامای مربوط به عنصر توریم وجود دارد. تجزیه ی شیمیایی نمونه های این منطقه توسط طیف سنجی پلاسمای جفت شده ی القایی) (ICP-MS حاکی از کانی سازی توریم است. مطالعات کانی شناسی به وسیله ی میکروسکوپی نور عبوری و انعکاسی، ریزتجزیه ی ردیاب الکترونی) (EPMA نشان می دهد که کانی های اصلی توریم در این منطقه شامل توریت و اسفن هستند. مجموعه ی کانی های دگرسانی مرتبط با کانی سازی توریم در چغارت شامل آلبیت ± ارتوکلاز + کالک سیلیکات (اکتینولیت اوژیت دیوپسید) + کربنات (کلسیت) + منیتیت + پیریت ± کالکوپیریت ± گالن + اسفن+ روتیل ± میکروکلین ± آپاتیت (دگرسانی Na-Ca-Fe) تشخیص داده شد. حضور منیتیت، پیریت و کالکوپیریت پاراژنز با توریت و ناهنجاری منفی Eu در نمونه های منطقه ی کانی سازی توریم می تواند حاکی از شرایط کاهشی سیال عامل کانی سازی توریم باشد. الگوهای مشابه توزیع عناصر خاکی نادر بهنجار شده نسبت به کندریت و گوشته، در ریولیت های میزبان و منطقه ی کانی سازی توریم پیشنهاد می کند که منشأ توریم، ماگمای ریولیتی کمان-قاره ای است.

امروزه، 68Ga با توجه به ویژگی های واپاشی مناسب و امکان تهیه به طور مستقل از سیکلوترون و به شکل مولد 68Ge/68Ga با هزینه ای منطقی، یکی از گزینه های بسیار مناسب در مقطع نگاری نشری پوزیترون (PET) است. اخیراً مولد 68Ge/68Gaبر پایه ی قلع اکسید در کشور با موفقیت عرضه شده است. در این پژوهش، به منظور بررسی امکان استفاده از مولد ساخته شده در تولید و توسعه ی رادیوداروهای تشخیصی بر پایه ی Ga68 و به کارگیری آن در کاربردهای بالینی به صورت بهینه، مشخصات اصلی مولد شامل انتخاب محلول مناسب برای شستشو، منحنی شویش و بازده ی شستشوی تعیین شده و خلوص رادیونوکلیدی، خلوص شیمیایی و خلوص رادیوشیمیایی محصول شویش مولد ارزیابی شد. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که مشخصات مولد توسعه داده شده در کشور قابل مقایسه با مولدهای 68Ge/68Ga تولید شده در سایر کشورها، و دارای عملکرد مناسب برای استفاده در توسعه ی رادیوداروهای PET بر پایه ی 68Ga است.

در این کار اثر افزودنی های مختلف روی رشد دانه و چگالش قرص UO2 با شروع از پودر با مشخصات شیمیایی و فیزیکی معین مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. مخلوط پودر و افزودنی ها متراکم پرس و تحت اتمسفر هیدروژن در مدت 6 ساعت و در دمای 1700 ˚ C تف جوشی شد. افزودنی Cr2O3 نه تنها میزان چگالش قرص را افزایش داد بلکه اندازه ی دانه را نیز به شدت افزایش داد. در صورتی که افزودنی های دیگر تأثیر خیلی کمی در افزایش اندازه دانه ی قرص سوخت هسته ای داشتند. رفتار تف جوشی و تشکیل ریزساختار درشت-دانه برحسب کاهش کروم اکسید به کروم فلزی، انحلال Cr2O3 در UO2 و تف جوشی توصیف شده است.