علوم، مهندسی و فناوری هسته ای
سال:1403 | دوره:45 | شماره:2 |تعداد مقالات:20

آنالیز با واکنش هسته ای (NRA) یک روش توانمند برای مشخصه ­یابی عناصر سبک در بسترهای سنگین است. در این پژوهش قابلیت این روش برای مشخصه یابی کربن در بسترهای پایه آهنی مورد ارزیابی قرار گرفت. خطای سیستماتیک روش 6 % و حساسیت آن برای تعیین کربن در بستر فلزی 05/0 % وزنی تخمین زده شد. برای اندازه گیری کربن توده از سه نمونه استاندارد مختلف با محتوای مشخص کربن استفاده شد. اختلاف مقادیر کربن اندازه گیری­شده و واقعی برای نمونه های استاندارد در گستره خطای روش و کم تر از 6 % گزارش شد. برای تعیین نمایه عمقی از نمونه های فولاد L304 کربن دهی شده به روش پلاسمای DC در دو دمای مختلف زیر لایه، استفاده شد. اثر دمای زیر لایه بر شکل گیری لایه کربن و نفوذ آن در بستر فلزی مورد مطالعه قرار گرفت. تشکیل ترکیب C3Fe در عمق نمونه کربن دهی شده در دمای C˚385 زیر لایه با استفاده از روش NRA تعیین و با سایر روش های مکمل SEM و XRD مورد تأیید قرار گرفت.

در سال اول بارگذاری سوخت رآکتورهای هسته ای قدرت از اورانیم غنی شده با سطوح مختلف استفاده می شود (در یک نوع رآکتور VVER-1000 سطوح غنا 0/4، 6/3، 3/3، 0/3، 4/2، 2/2 و 3/1 درصد می باشند). در این کار برای تولید اورانیم غنی شده از دو روش موازی یکی با استفاده از آبشارهای مربعی و دیگری با استفاده از آبشارهای مخروطی متقارن استفاده شده است. جهت طراحی و بهینه سازی آبشارها کدهای محاسباتی توسعه داده شده است و از روش فرا ابتکاری PSO برای بهینه سازی استفاده شده است. نتایج نشان می دهد: 1) در صورت استفاده از آبشارهای مربعی امکان تولید مستقیم تمام اورانیم غنی شده با سطوح مختلف وجود دارد و نیازی به داشتن واحد اختلاط در تأسیسات غنی سازی نمی باشد، 2) در صورت استفاده از آبشارهای مخروطی امکان تولید غیرمستقیم تمام اورانیم غنی شده با سطوح مختلف برای سال اول فقط با داشتن واحد اختلاط در تأسیسات غنی سازی مقدور است، 3) تعداد کل سانتریفیوژ ها/ آبشارها استفاده شده برای تولید اورانیم غنی شده در مقایسه با آبشارهای مربعی حدود 22-39 درصد کاهش را نشان می دهد. 4) در صورت استفاده از سانتریفیوژهای گازی با ظرفیت جداسازی بالا در آبشارهای مربعی و مخروطی، تعداد کل ماشین های سانتریفیوژ مورد نیاز برای تولید اورانیم غنی شده سوخت به هم نزدیک می شود.

در این مطالعه، جداسازی ناخالصی های کیک زرد با روش استخراج حلالی با استفاده از آلیکات 336 مورد بررسی قرار گرفت. اثرات زمان تماس، نوع استخراج کننده، غلظت استخراج کننده، نوع بافر و pH آن و نوع رقیق کننده بر میزان استخراج ناخالصی ها از فاز آبی مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش های جداسازی ناخالصی ها با استخراج حلالی از محلول شبیه سازی شده صورت گرفت. زمان بهینه برای تماس دو فاز جهت دست یابی به بیش ترین مقدار استخراج ناخالصی ها نسبت به اورانیم 6 دقیقه به دست آمد. استخراج کننده آلیکات 336، نسبت به ان-بنزوئیل-ان-فنیل هیدروکسیل آمین) BPHA (و ان، ان-دیمتوکسی فنیل فرمامیدین) DMF (عملکرد بهتری برای جداسازی ناخالصی ها داشت. غلظت بهینه برای استخراج کننده مقدار 4/0 مولار به دست آمد و کلروفرم بهترین عملکرد را در بین رقیق کننده ها داشت. استفاده از بافر استیک اسید- سدیم استات با pH برابر 6/3 موجب بیش ترین حذف ناخالصی گردید. هم چنین نمودار مککیب تیل نشان داد برای حذف ناخالصی مولیبدن از نمونه کیک زرد به دو مرحلۀ استخراج نیاز است. بنابراین می توان گفت در شرایط بهینه پارامترهای فرایندی و با دو مرحله استخراج، 94% اورانیم در فاز آبی باقی ماند و میزان ناخالصی ها به زیر حد مجاز کاهش یافت.

در این پژوهش رآکتور گرافیت-گاز 10HTR-، با در نظر گرفتن ماهیت تصادفی قرارگیری گلوله های سوخت و کندکننده، با استفاده از کد مونت کارلویی MCNPx شبیه سازی شده است. به منظور راستی آزمایی، پارامترهای نوترونی قلب محاسبه شده و با مدارک آژانس بین المللی انرژی اتمی مقایسه می شود. محاسبات فرسایش برای دو نوع سوخت اکسید اورانیم و سوخت ترکیبی اکسید توریم-پلوتونیم انجام می شود. نتایج نشان می دهند که سوخت ترکیبی حدود 28 درصد طول سیکل بیش تری نسبت به سوخت اکسید اورانیم دارد و همچنین ازنظر پادمان هسته ای نیز استفاده از این نوع سوخت بهتر است.

در کار تحقیقاتی حاضر، از روش ترسیب قلیایی برای جداسازی و تخلیص اولیه ی اورانیم موجود در محلول حاصل از انحلال ته ماند C36 استخرهای تبخیری کارخانه فراوری اورانیم استفاده شده است. در این روش اثر پارامترهای مختلفی چون pH، دما، سرعت هم زدن، بذرریزی، زمان پیرسازی بر راندمان ترسیب اورانیم به صورت سدیم دی اورانات و میزان ناخالصی های چون سدیم و فلوئورید در آن مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل نشان می دهند که با افزایش pH محلول تا 14، راندمان جداسازی تا 1/98 درصد افزایش می یابد. با این وجود، مقدار pH با استفاده از روش بذرریزی تا 12 کاهش داده شده و راندمان جداسازی به 99 درصد افزایش می یابد. هم چنین نتایج نشان می دهند که افزایش زمان پیرسازی و سرعت هم زدن باعث افزایش راندمان جداسازی و کاهش میزان ناخالصی های سدیم و فلوئورید در رسوب می شود، در حالی که افزایش دما منجر به افزایش راندمان جداسازی و ناخالصی ها می گردد. در مجموع، با اعمال فرایند بذرریزی، تنظیم pH تا محدوده ی 12، زمان پیرسازی 12 ساعت، دمای C˚ 50 و سرعت هم زدن 250 دور در دقیقه بهترین شرایط برای جداسازی اولیه ی اورانیم به صورت سدیم دی اورانات با راندمان بالای 99 درصد و با حداقل مقدار ناخالصی های در آن به دست آمد.

با توجه به مراحل انجام بارگذاری یا جابه ­جایی مجتمع سوخت در قلب رآکتور تحقیقاتی تهران، بر اساس الزامات ایمنی می بایست احتمال سقوط یک مجتمع سوخت و آسیب وارده به آن درنظر گرفته شود تا از حفظ یکپارچگی مجتمع ها و عدم آسیب به صفحات سوخت پس از حادثه سقوط احتمالی اطمینان حاصل گردد. در این شبیه ­سازی از نرم ­افزار ABAQUS برای تحلیل برخورد استفاده می شود. سه حالت برای سقوط مجتمع سوخت و برخورد آن به کف استخر درنظر گرفته می شود که شامل برخورد عمودی، با زاویه 45 درجه و برخورد افقی است. براساس تحلیل تنش انجام شده مشخص گردید که حالت برخورد عمودی با کف استخر بدترین نوع برخورد بوده که می تواند آسیب به side plateها یا همان صفحات کناری مجتمع را دربرداشته باشد اما صفحات سوخت داخل مجتمع آسیب جدی ندیده و یکپارچگی خود را حفظ می­ نمایند.

در چند دهه اخیر، تأثیر نانوذرات در پرتودرمانی موردتوجه بسیاری از محققان قرار گرفته است. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر مدل های برهم­کنش فیزیکی مختلف بر روی محاسبات دز در اطراف نانوذرات طلا، هافنیوم و گادولینیم، انجام شده است. با استفاده از ابزار مونت کارلوی Geant4، یک نانوذره به قطر 50 نانومتر در فانتوم مکعبی آب شبیه سازی شد و تحت تابش پروتون با انرژی های 5، 50 و MeV 150 قرار گرفت. مطالعه حاضر پارامترهای مختلفی را از جمله طیف انرژی الکترون ها و فوتون های ثانویه، توزیع دز شعاعی (RDD)، ضریب افزایش دز (DEF)، در اطراف نانوذره با سه جنس مختلف و دو مدل برهم­کنش فیزیکی مورد بررسی قرار داده است. نتایج حاصل شده نشان داد که برای نانوذره طلا تعداد الکترون های ثانویه با مدل پنلوپه بیش­تر از مدل لیورمور بود؛ ولی برای دو نانوذره دیگر، الکترون های ثانویه بیش­تری با مدل لیومور نسبت به مدل پنلوپه تولید شد. در نمودارهای RDD تا فاصله 6 نانومتری از سطح نانوذره طلا (در راستای شعاعی در محیط آب)، مدل پنلوپه یک اختلاف 10 درصدی را نسبت به مدل لیورمور ارائه می کند. هم­چنین، تا فاصله 9 نانومتری از سطح نانوذره، مدل لیورمور به ترتیب یک افزایش 16 و 10 درصدی در دز را در مقایسه با مدل پنلوپه برای نانوذرات هافنیوم و گادولینیم نشان می دهد. در مورد DEF، دز نهشت شده در اطراف نانوذره طلا 14 برابر افزایش یافت که بالاترین مقدار در مقایسه با افزایش دز پیرامون نانوذرات هافنیوم و گادولینیم که به ترتیب 10 و 6 برابر بودند، می باشد.

با بررسی اثر عوامل مؤثر بر پاسخ یک دزیمتر ژل فریک، می ­توان به نمونه بهینه ­ای دست یافت که در کاربردهای دزیمتری حساسیت بهتر و محوشدگی پاسخ کم تری داشته باشد. در این پژوهش، نمونه ­های دزیمتر ژل فریک پلی وینیل الکل با غلظت های متفاوت از مواد تشکیل دهنده آن ساخته شدند. نمونه ­ها تا دز 60 گری در یک سیستم گاماسل پرتودهی شدند. ارزیابی نمونه های تهیه شده با طیف ­سنج نوری نشان داد که دزیمتر شامل 10 % پلی وینیل الکل با جرم مولکولی g/mol 72000، mM 25 اسید سولفوریک 98 %، mM 5/0 فروس آمونیم سولفات، mM 165/0 زایلنول اورنج سدیم، 1 % گلوتارآلدهید و آب فوق خالص حساسیت بالاتری دارد. هم چنین این ترکیب محدوده پاسخ خطی گستره ­تری به دست می ­دهد. با ساخت ترکیب پیشنهادی دزیمتر در چند دسته و نگه داری در شرایط مختلف محیطی قبل و بعد از پرتودهی مشخص گردید نمونه های ساخته شده در شرایط نگه داری یخچال و تاریکی تا 10 روز پس از ساخت پایدارند. درحالی که نگه داری دزیمترها در شرایط دمای اتاق و روشنایی سبب کاهش پایداری و محوشدگی پاسخ می­ گردد.

نقش و مزایای توموگرافی کامپیوتری دندانی (CBCT) در تصویربرداری از دندان ­ها، تشخیص و طراحی درمان به خوبی شناخته شده است، اما استفاده از پرتو­های ایکس در این دستگاه­ ها، بدون خطر نیست. این مطالعه با هدف ارائه اطلاعات جامعی از دز جذبی و دز مؤثر وابسته به اندازه (Size-Specific effective dose) بیماران زن و مرد برای گستره وسیعی از شاخص های توده بدنی (BMI) در دستگاه­ های CBCT دندانی انجام شد. در این راستا، از روش مونت کارلو  برای شبیه سازی سه پروتکل مختلف تصویربرداری با دستگاه GIANO، استفاده شد. جمعیتی از فانتوم های محاسباتی XCAT مرد و زن بالغ با شاخص ­های توده بدنی­ مختلف برای انجام شبیه سازی مونت کارلو استفاده شد. دزهای اندازه ­گیری شده با استفاده از فانتوم راندو حاوی دزیمترهای ترمولومینسانس و دزهای شبیه­ سازی شده با استفاده از تصاویر سی تی فانتوم راندو برای اعتبارسنجی شبیه ­سازی مونت کارلو مقایسه شدند. نتایج نشان داد دز اندام ­ها برای میدان های دید مختلف (FOVs) متفاوت بوده و معمولاً در زنان بالغ بالاتر است. بیشینه دز مؤثر برای پروتکل ­های مفصل گیج گاهی-فکی (TMJ)، تک فک و هر دو ­فک به ترتیب، μSv5±94، μSv4±63 و μSv2±62 برای مردان بالغ به ترتیب با شاخص توده بدنی 82/25، 70/21 و 2-kg m 71/21، و μSv3±98، μSv1±69 و μSv1±66 برای زنان بالغ به ترتیب با شاخص توده بدنی 69/71، 21/21 و 2-kg m 72/21، بود. هم­چنین تفاوت بین حداقل و حداکثر مقدار دز مؤثر در پروتکل­ های TMJ، تک­ فک و هر دو­ فک برای مردان بالغ، 24 %، 37 % و 32 % و برای زنان بالغ به ترتیب 24 %، 32 % و 35 % بود. در نهایت، این مطالعه مجموعه داده های جامعی از دزهای جذبی و مؤثر بیماران برای طیف وسیعی از شاخص توده بدنی بدون نیاز به اندازه گیری تجربی ارائه می­ کند.

برای تولید رادیونوکلئید با ارزش تکنسیم-m99 از مولیبدن-99 استفاده می شود که به طور عمده از انحلال اسیدی محصولات حاصل از شکافت اورانیم-235 به دست می آید. جداسازی و خالص سازی این رادیوایزوتوپ مولیبدن از دیگر محصولات حاصل از شکافت، به دلیل تنوع و اکتیویته بالای ناخالصی ها محلول، چالشی بزرگ محسوب می شود. در این پژوهش از کروماتوگرافی تبادل آنیونی برای تخلیص mg 02/0 مولیبدن-99 (mCi100) در مقیاس نیمه صنعتی استفاده شده و بهینه سازی پارامترهای مؤثر شامل مقدار رزین، سرعت جریان و حجم محلول های ورودی به ستون در هر یک از مراحل شستشو و شویش در دو حالت تست سرد (با افزایش مولیبدن-99 به عنوان ردیاب به محلول خوراک) و تست داغ (با استفاده از نمونه واقعی حاصل از انحلال اسیدی هدف پرتودهی شده حاوی اورانیم-235 (Al x8O3U)) انجام شده است. شرایط بهینه برای تست سرد/ داغ به ترتیب شامل مقدار رزین g4-g5/7، حجم شستشو ml50- ml70، حجم محلول شویش ml 60- ml84 و سرعت شویش ml/min64/5-ml/min4 به دست آمده است. هم­چنین سرعت بارگذاری و شستشو در هر دو تست یکسان و به ترتیب ml/min6 و 5 است. تحت این شرایط بهینه خلوص محصول مولیبدن به دست آمده در تست سرد تا 100 % و در تست داغ تا 17/98 % بوده است.

برم-76 (نیمه عمر 2/16 ساعت) رادیونوکلئیدی پوزیترون زا است که پتانسیل بالایی برای استفاده در پزشکی هسته ای دارد؛ اما به دلیل دشواری تولید مقادیر تجاری آن، فقط در مطالعات آزمایشگاهی استفاده می شود. این رادیونوکلئید معمولاً از طریق واکنش Br76Se(p,n)76 تولید می شود. هدف از این تحقیق، بررسی امکان تولید تجاری Br76 از طریق بمباران هدف هایی از جنس ایزوتوپ های پایدار ژرمانیم با یون سنگین Li+7 است. با استفاده از کدهای مونت کارلو EMPIRE و LISEcute++، توابع برانگیختگی واکنش های Br76Li+,n)7)Ge70، Br76n)3Li+, 7)Ge72، Br76n)4Li+, 7)Ge73، Br76n)5Li+, 7)Ge74 و Br76n)7Li+, 7)Ge76 رسم شده و از مقایسه این توابع برانگیختگی، واکنش Br76n)3Li+, 7)Ge72 در محدوده انرژی 30 تا 40 مگاالکترون ولت به عنوان واکنش برتر انتخاب شد. بیشینه بهره تولید تئوری در انرژی 40 مگاالکترون ولت برای این کدها به ترتیب MBq/µAh 46/32 و MBq/µAh 43/61 است. بهره تئوری و تجربی واکنش Br76p,n))Se76 در انرژی 16 مگاالکترون ولت به ترتیب MBq/µAh 61/506 و MBq/µAh 88 است. از مقایسه بهره تولید تئوری واکنش‎های Br76n)3Li+, 7)Ge72 و Br76Se(p,n)76 می توان این نتیجه را گرفت که واکنش Br76n)3Li+, 7)Ge72 تنها زمانی مورد توجه قرار می گیرد که هدف Ge72 یا ترکیبی از آن قابلیت پرتوگیری طولانی مدت (بدون ذوب شدن) را داشته باشد و از این طریق، اکتیویته Br76 بیش­تری را در عمل تولید کند.

مطالعه ی حاضر بر عملکرد و توزیع زیستی ترکیب نشان دار نقاط کوانتمی کادمیوم تلورید نشان دار شده با زیرکونیم-89 متمرکز است. سنتز و مشخصه یابی نقاط کوانتمی کادمیم تلورید، نشان دارسازی و کنترل کیفی و سپس مطالعات حیوانی شامل بررسی توزیع زیستی، تجمع در تومور، نحوه پاک سازی رادیودارو از بدن و تصاویر توموگرافی انتشار پوزیترون مورد مطالعه قرار گرفته است. نقاط کوانتمی کادمیم تلورید با اندازه ابعاد حدود 3 نانومتر به روش شیمیایی سنتز شدند. واکنش نشان دارسازی با شروع از زیرکونیم کلرید و نقاط کوانتمی CdTe QDs انجام شد. به منظور ارزیابی رفتار درون تنی Zr]Zr- CdTe QDs89[ و مقایسه ی آن با کلرید زیرکونیم-89 Zr]Zr-Chloride89[ آزمایش های تصویربرداری PET طراحی و انجام شد. بلافاصله پس از هر تصویربرداری موش ­ها تشریح و توزیع زیستی رادیودارو در اندام ها بررسی شد. نتایج این بررسی حاکی از تجمع سریع و هدفمند این نانوذرات در تومور بود. با توجه به خواص برتر رادیوایزوتوپ زیرکونیم-89 و توزیع زیستی مناسب، این نانوذرات نشان دار به عنوان عوامل بالقوه تصویربرداری هسته ای معرفی گردید.

در سال ­های اخیر، بازیافت زباله ­های پلاستیکی به دلیل مسائل زیست محیطی، بهداشتی و اقتصادی رشد سریعی داشته و مخلوط/ کامپوزیت ­های مختلفی از مواد پلیمری بازیافتی در سال­ های اخیر مشخصه یابی شده­ اند. در این میان متأسفانه سهم پلی­ پروپیلن به عنوان یکی از پنج پلیمر اصلی تشکیل دهنده پسماندهای پلیمری، بسیار اندک است. هدف از این مطالعه بررسی استفاده از پلی ­پروپیلن بازیافتی (rPP) به همراه پلی­ پروپیلن بکر (PP) و افزایش خواص مخلوط آن با استفاده از تابش الکترونی برای کاربردهای احتمالی است. مخلوط ­های حاوی rPP با محتوای وزنی 0، 5، 10 و 15 % وزنی با استفاده از تابش الکترونی تحت پرتودهی قرار و به منظور تعیین خواص محتوای ژل، شاخص جریان مذاب، خواص مکانیکی و ویژگی های ساختاری مورد بررسی قرار گرفتند. کاهش شاخص جریان مذاب مخلوط ­های پرتودهی شده و محتوای ژل نشان می ­دهد که پرتودهی سبب ایجاد اتصالات عرضی در مخلوط PP می­ گردد. افزایش محتوای rPP تغییر محسوسی در استحکام کششی و درصد ازدیاد طول نمونه ­ها را باعث نمی ­شود اما تحت پرتودهی، استحکام کششی در نمونه­ ­های حاوی 0 تا 10 % rPP، کاهش 10 % و در نمونه 15 % وزنی کاهش 15 % را نشان می ­دهد. درصد ازدیاد طول نیز نسبت به نمونه ­های بدون پرتودهی کم تر بوده که به نظر می رسد به دلیل تشکیل شبکه اتصالات عرضی در ساختار پلیمر باشد. با این حال میزان کاهش با توجه به استفاده از rPP و به دلیل استفاده از پرتودهی میزان قابل قبولی بوده و هم ­چنان مخلوط پلیمری رفتار چکش خواری مناسبی را نشان می ­دهد. آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی برای نمونه تحت پرتودهی نیز بهبود برهم ­کنش بستر با rPP را نشان می ­دهد. به نظر  می ­رسد با در نظر گرفتن نتایج، مخلوط پرتودهی شده حاوی 10 % وزنی از rPP، نمونه بهینه باشد که این مخلوط را برای بازیافت محیطی از ضایعات PP پس از مصرف، تحقق بخشیدن به کالاهای جدید با عملکرد بالا برای کاربردهای مختلف، کاهش هزینه و تولید پایدار توصیه می کند.

از مهم ­ترین آلاینده ­های پایدار و غیرقابل تجزیه فلزات سنگین هستند، که از سمی ­ترین آلاینده ­ها در محیط زیست به شمار می روند. بنابراین حذف این آلاینده ­ها از اهمیت خاصی برخوردار است. اورانیم به عنوان یکی از فلزات سنگین، یک رادیونوکلئید طبیعی است که به دلیل سمیت جدی و خاصیت پرتوزایی دارای اثرات مخرب بر روی سلامت انسان و محیط زیست می باشد. در این پژوهش رزین آمبرلیت XAD-4 آغشته شده با لیگاند باز شیف بیس 2-هیدروکسی بنزآلدهید 1و2-دی آمینو اتان (L2H) برای جذب اورانیم از محلول آبی به کار برده شد. تأثیر پارامترهای مؤثر مانند pH فاز آبی، زمان تماس، مقدار جاذب و وابستگی دمایی فرایند مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که 98 % یون ­های اورانیم در شرایط بهینه 5/5pH، مقدار جاذب 1/0 گرم، زمان تماس 60 دقیقه و دمای 25 درجه سانتی ­گراد، یون اورانیم با غلظت اولیه 20 میلی ­گرم بر لیتر از 20 میلی ­لیتر محلول آبی جذب می ­شود. مقایسه درصد جذب رزین آغشته­ نشده با رزین آغشته ­شده با لیگاند باز شیف نشان می­ دهد که نمودار جذب یون اورانیم در مقابل pH به سمت مقادیر pH پایین ­تر (تقریباً 1 5/0ΔpH) تغییر می ­کند و رفتار جذبی رزین در 5/5pH با افزایش میزان جذب از 52 % به 98 % بهبود می ­یابد. داده ­های سینتیکی و جذبی به ترتیب با معادله شبه مرتبه دوم و هم ­دمای فروندلیچ به خوبی مطابقت دارند. بررسی ترمودینامیکی نیز نشان داد که فرایند جذب یون مورد مطالعه بر مبنای آنتروپی است.

در این کار پژوهشی توانایی درشت جلبک قهوه­ ای سیستوسریا ایندیکا از خانواده فائوفیتا و آمایش شده با کلسیم برای جذب توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) از پساب واقعی فرایند ترسیب شیمیایی توریم در یک ستون­ بستر ثابت با ارتفاع cm 25/5 و قطر cm 5/1 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که در جذب توریم (IV) از محلول خوراک ­های دوجزیی توریم- وانادیم و توریم - آهن، رقابت بین یون ­های توریم (IV) و وانادیم (V) قابل توجه ­تر از رقابت بین یون ­های توریم (IV) و آهن (III) است. هم ­چنین در جذب توریم، وانادیم، آهن به ­طور هم زمان از پساب واقعی ظرفیت جذب زیستی توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) به ترتیب برابر با 60/104، 15/24 و mg/g 39/17 به دست آمد که نشان می دهد میل ترکیبی یون ­های توریم (IV) به جلبک سیستوسریا ایندیکای آمایش شده با کلسیم بیش ­تر از یون ­های آهن (III) و وانادیم (V) است. نمودارهای شکست جذب با استفاده از مدل ­های بوهارت - آدامز، توماس، یون - نلسون، بلتر، دز - رسپانس اصلاح شده، گمپرتز و گمپرتز اصلاح شده مدل سازی شد. نتایج نشان داد که مدل گمپرتز اصلاح شده تطابق بهتری با داده­ های تجربی دارد. هم ­چنین، آزمایش تبدیل فوریه فروسرخ (FTIR) و اندازه گیری غلظت کلسیم در پساب واقعی نشان داد که گروه ­های عاملی هیدروکسیل، آمین، آمید، متیلن، کربوکسیل و سولفات بیش ­ترین سهم را در سازوکار تبادل یونی با یون ­های توریم (IV)، وانادیم (V) و آهن (III) دارند.

مواد پروسکایت هالید سرب شبه دوبعدی نسبت به پروسکایت های سه بعدی پایداری بهتر و بازده بالایی در آشکارسازی پرتوهای ایکس و گاما دارند و لذا کاندید مناسبی جهت استفاده در آشکارسازهای سوسوزن می باشند. در این پژوهش، ابتدا دلیل پایداری ساختار شبه دوبعدی نسبت به همتای سه بعدیش یعنی  با استفاده از نظریه تابعی چگالی و محاسبات اصول اولیه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد انتقال بار از اتم های هیدروژن متصل به اتم نیتروژن در مولکول آلی و اتم های ید نزدیک به مولکول آلی، و نیز تغییر توزیع بار در ساختار پروسکایت دوبعدی منجر به پایداری بیش تر این ساختارها نسبت به ساختارهای حجمی  می شود. در گام دوم محاسبات، خواص مکانیکی مورد بررسی قرار گرفت. ساختار شبه دوبعدی با وجود پایداری بالا، به دلیل حضور مولکول های آلی بزرگ، دارای خواص مکانیکی ضعیف تری نسبت به همتای سه بعدیش یعنی  بوده و به عبارتی، ساختار شبه دوبعدی تحمل کم تری در برابر فشارهای خارجی از خود نشان داد. بنابر نتایج حاصل از این پژوهش، استفاده از ساختار شبه دوبعدی به عنوان آشکارساز سوسوزن در محیط های سخت، می تواند ناکارآمدتر از ساختار همتای سه بعدی باشد.

یک رویکرد­ جدید در شتاب د­هنده های پلاسمایی استفاده از باریکه­ پروتونی پرانرژی به ­عنوان محرک برای تولید موج پلاسمایی است. در این رویکرد، انرژی باریکه پروتون از طریق موج پلاسمایی تشکیل ­شده به باریکه الکترونی شاهد برای دست یابی به انرژی­ های بالا انتقال می ­یابد. در این مقاله، با استفاده از شبیه ­سازی ذره­ای دو بعدی، برهم ­کنش یک باریکه پروتونی پرانرژی با تابع توزیع گاوسی با پلاسمای دارای چگالی خطی با شیب چگالی 03/0 % در امتداد انتشار باریکه، به ­منظور تولید باریکه الکترونی پرانرژی با کیفیت بالا مورد بررسی قرار گرفته است. برای بررسی شتاب الکترون باریکه الکترونی شاهد با انرژی MeV 18 در پشت باریکه پروتونی به داخل پلاسما فرستاده می­ شود. نتایج شبیه ­سازی نشان می ­دهد، در اثر برهم ­کنش باریکه پروتونی پرانرژی با پلاسما در سامانه مورد مطالعه، میدان موج پلاسمایی قوی با دامنه MeV/m 400 در پلاسما ایجاد شده و می­ تواند الکترون­ های باریکه شاهد که در این میدان به ­دام می ­افتند را تا گرادیان­ های انرژی بالا از مرتبه چند صد مگا الکترون­ولت شتاب دهد. علاوه بر این، بررسی تحول تابندگی باریکه به عنوان یک پارامتر مهم در بررسی کیفیت باریکه شتاب ­دار شده، نشان می­ دهد با در نظر گرفتن پارامترهای مناسب برای پلاسما، باریکه­ های پروتونی و الکترونی، تابندگی باریکه الکترونی شاهد کم تر از 50 % نسبت به مقدار اولیه خود رشد می ­کند.

در این پژوهش گسیل پرتو ایکس نرم و سخت دستگاه پلاسما کانونی مدر 5 کیلو ژول توسط آشکارساز پین دیود و سوسوزن پلاستیک 102Ne به طور تجربی مورد مطالعه قرار گرفته است. آزمایشات در بازه ای از فشار کاری بهینه و در ولتاژ 14 کیلو ولت با گاز آرگون انجام شده است. سیگنال ­های دریافتی از آشکارساز پیچه روگوفسکی، پین دیود و سوسوزن پلاستیک ثبت و تحلیل شده است. نقاط بهینه در محدوده فشار 4-3 تور حاصل شد. بهترین تنگش در  فشار 3 تور و قوی ترین پرتو ایکس نرم و سخت به ترتیب در فشار 5/3 تور و 3 تور ثبت شد.

لجن یک محصول جانبی اجتناب ناپذیر تصفیه خانه فاضلاب شهری و منبع عناصر غذایی مورد نیاز گیاه است و با غیرفعال سازی ریزجانداران بیماری زای آن با پرتوتابی گاما، به عنوان کود آلی قابل بازیافت است. هدف اصلی این پژوهش ارزیابی تیماردهی لجن فاضلاب تصفیه خانه جنوب تهران تحت تأثیر پرتو گاما با/ بدون حرارت دهی برای حذف شاخص های اصلی بیماری زا می باشد. شاخص های باکتریایی هم چون کلی فرم گرماپای، استافیلوکوکوس، سالمونلا و ای کولای با استفاده از پرتو گاما (دزهای 0، 5، 10، 15 و 20 کیلوگری)، حرارت دهی (دمای 70 و 180 درجه سانتی گراد) و ترکیبی از آن ها، مورد بررسی قرار گرفتند. میزان شمارش برخی باکتری های بیماری زا، بیش از حد استاندارد و دارای محدودیت در استفاده به عنوان کود آلی بودند، تا جایی که براساس استاندارد آمریکا و استاندارد ایران در کلاس B و 3P (به ترتیب) قرار نگرفتند. استفاده از پرتوتابی گاما حداقل 10 کیلوگری به تنهایی و ترکیب دو روش پرتوتابی گاما (حداقل 10 کیلوگری) و حرارت دهی، برای غیرفعال سازی چهار شاخص باکتریایی کافی می باشد؛ در حالی که دو روش حرارت دهی به تنهایی، قادر به حذف کامل آن ها نبودند. در مجموع پرتوتابی لجن فاضلاب با گاما به تنهایی، برای تولید کود آلی خاک مطابق با استانداردهای ملی و بین المللی بوده و در مقایسه با ترکیب دو روش، کافی و مقرون به صرفه است.

محدوده شیخ هابیل در فاصله حدود 80 کیلومتری دهدشت در جنوب شرق استان کهگیلویه و بویراحمد قرار گرفته است. این محدوده در زون زمین ساختی زاگرس قرار دارد. سنگ میزبان این محدوده از سازند پابده با سن پالئوسن پسین ـ الیگوسن پیشین تشکیل شده است. سنگ های محدوده شیل های خاکستری به همراه با لایه های فسفریت و لایه های نازک آهک مارنی و آهک چرت دار است. در این پژوهش کانی سازی عناصر نادر خاکی، اورانیم و سایر عناصر همراه موجود در فسفریت های سازند پابده در منطقه شیخ هابیل براساس مشاهدات صحرایی، مطالعات سنگ شناسی، کانی شناسی و تجزیه های ژئوشیمیایی بررسی شد. نتایج کانی شناسی نشان داد که کانی های کلسیت، فلوئورآپاتیت، گلوکونیت، کوارتز و کانی های رسی کانی های اصلی کانسنگ فسفات شیخ هابیل هستند. کانسار فسفات شیخ هابیل با میانگین 47/24 درصد 5O2P یکی از مهم ترین ذخایر فسفات در سازند پابده است. نتایج تجزیه های شیمیایی نشان داد که میانگین غلظت اورانیم حدود 100 پی پی ام و متوسط ضریب غنی شدگی آن حدود 5/46 است. میانگین مجموع عناصر نادر خاکی نمونه های حاوی فسفات 18/189 پی پی ام می باشد. نسبت (La/Yb)N حدود 54/0-62/0 و (LREE/HREE)N بین 62/0-72/0 است. این داده ها نشان می دهد که غنی شدگی تقریبی HREEها نسبت به LREEها دیده می شود. نمونه های مورد مطالعه دارای بی­هنجاری منفی Ce است که نشان­دهنده وجود یک محیط فاقد اکسیژن در زمان نهشت فسفریت های شیخ هابیل می باشد. نتایج تجزیه های شیمیایی نشان داد که فسفریت های محدوده شیخ هابیل دارای غنی شدگی خوبی از عناصر نادرخاکی و اورانیم هستند. این نتایج بیانگر این نکته است که دیگر مناطق سازند پابده می توانند ذخایری از این عناصر ارزشمند داشته باشد.