فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال سی و هشتم شماره 1 (پیاپی 79، بهار 1396)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و هشتم شماره 1 (پیاپی 79، بهار 1396)

  • 106 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1396/02/02
  • تعداد عناوین: 10
|
  • امیر موافقی *، عفت یاحقی، نورالدین محمدزاده، بهروز رکرک صفحات 1-11
    استفاده از روش های پردازش تصویر برای استخراج عیوبی مانند ترک و تخلخل از تصاویر رادیوگرافی صنعتی که نویز زیاد و وضوح کمی دارند، بسیار مفید است. با توجه به این که در تصاویر رادیوگرافی، عیوب به شکل تغییرات مقادیر اجزای تصویر دیده می شوند، روش های مبتنی بر بهبود گرادیان در این تصاویر می توانند در مشخص کردن عیوب کمک کنند. در این پژوهش، نشان داده می شود که به کارگیری روش های مختلف استخراج گرادیان مانند سوبل، پرویت و صافی انتشاری غیرخطی، در بهبود لبه ها و آشکار سازی عیوب مفید است. روش صافی انتشاری غیرخطی به ضریب بازگشتی k بستگی، و انتخاب آن در صاف کردن لبه ها تاثیر زیادی دارد. با توجه به این ویژگی، در این پژوهش برخلاف روش های متداول شناسائی لبه، با به کارگیری مستقیم روش لبه ها، بهبود حاصل نمی شود، بلکه با تکرار روش و صاف کردن لبه ها، تصاویر واسطه ای به دست می آیند. در نهایت با کم کردن تصویر واسطه ی حاصل از به کارگیری روش صافی انتشاری غیر خطی از تصویر اصلی رادیوگرافی، عیوب تصویر که در گرادیان های تصویر وجود دارند، استخراج می شوند. این الگوریتم ها بر روی چندین تصویررادیوگرافی صنعتی آزمایش شده است. نتایج نشان می دهند که روش ارائه شده در مقایسه با روش های سوبل و پرویت که بر اساس گرادیان های محلی هستند عملکرد بهتری دارد و نظر مفسرین فیلم های رادیوگرافی نیز این نتیجه را تایید می کند.
    کلیدواژگان: رادیوگرافی صنعتی، روش صافی انتشاری غیر خطی، استخراج گرادیان، پردازش تصویر، عیوب جوش، بهبود وضوح
  • مهناز عبدالهی درگاه، ناصر علی نژاد، جعفر محمودی، نیره عبدالهی قهی صفحات 12-19
    امروزه، کاربرد مگنت های ابررسانای دمابالا به دلیل بهبود کیفیت سیم ابررسانا، به واقعیت تبدیل شده است. برای طراحی مگنت ابررسانای ایمن، آگاهی دقیق از فرایند گذار ابررسانایی به مقاومتی (فرونشانی) بسیار مهم است و معمولا این گذار با قانون توان توصیف می شود. در این مقاله، پدیده ی فرونشانی و انتشار آن بر روی طول کوتاهی از نوار ابررسانای Bi-2223/Ag با به کارگیری پالس حرارتی موضعی و استفاده از شبیه سازی یک بعدی با برنامه ی Comsol multiphysics 4.4 بررسی شده است. حداقل انرژی لازم برای فرونشانی (MQE) و سرعت انتشار آن (vMPZ)، دو مشخصه ی فرونشانی هستند که در پایداری و حفاظت مگنت ابررسانا موثرند. در این جا، با افزایش جریان و دما، نرخ کاهش MQE به عنوان عامل پایداری، و نرخ تغییرات سرعت انتشار ناحیه ی نرمال (vMPZ) به عنوان پارامتر حفاظت ذاتی در برابر فرونشانی بررسی شده اند.
    کلیدواژگان: نوار ابررسانای Bi-2223-Ag، اختلال حرارتی موضعی، حداقل انرژی فرونشانی، سرعت انتشار ناحیه ی نرمال، شبیه سازی
  • سیدمحمود آل طه، مسعود منصوری *، غلامرضا جهانفرنیا صفحات 20-29
    در این مقاله عدم قطعیت و حساسیت سیستم های خنک کننده ی اضطراری مدارهای اولیه و ثانویه، در زمان حادثه ی شکست کوچک مدار اولیه در نیروگاه اتمی بوشهر مطالعه شده است. این سیستم ها شامل انباره ها و سیستم های خنک کننده ی اضطراری فشار بالا و پایین برای مدار اولیه، و سیستم تغذیه ی آب اضطراری مدار ثانویه اند. به منظور گره بندی نیروگاه بوشهر و راکتور VVER-1000/V446، از کد RELAP5/Mod3.2 در شبیه سازی استفاده شد. از روش GRS برای تعیین حداقل تعداد اجراهای کد RELAP5 به منظور ارزیابی سطح اعتماد و احتمال 95% بهره گرفته شد. در مدل سازی حادثه، محدودیت های محافظه کارانه ای از جمله از دست دادن برق شبکه هنگام رخداد حادثه، و خرابی دو سیستم دیزل ژنراتور در نظر گرفته شدند. در نتیجه ی این محدودیت ها، دو کانال از چهار کانال سیستم های اضطراری از کار می افتند. هم چنین، یکی از انباره ها در زمان حادثه خراب در نظر گرفته شد. نتایج بررسی ها نشان دهنده ی ایجاد حساسیت بالای انباره ها در طی حادثه بوده است. هم چنین پمپ های سیستم اضطراری فشار بالا تاثیر نسبتا کمی روی حادثه ی شکست کوچک می گذارند. چنان چه نقاط تنظیم سیستم های تحت بررسی، هم زمان و با توزیع نرمال تغییر کنند، در یک مجموعه ی خاصی از نقاط تنظیم، دمای بیشینه ی غلاف از مقدار مشابه آن با نقاط تنظیم پیش فرض کاهش پیدا می کند و باعث ایمنی بیش تر غلاف سوخت می شود.
    کلیدواژگان: حادثه ی شکست کوچک، سیستم های ایمنی اضطراری، کد انتگرالی RELAP5، نیروگاه اتمی بوشهر
  • سمیرا برنجی اردستانی *، محمدعلی سحری، محسن برزگر صفحات 30-44
    عصاره ی دو رقم زرشک آبی (Berberis integerrima) و پلویی (Berberis vulgaris) در حلال آب، تاریکی، pH عدد 3 و دمای C 25 تهیه شد. آثار تابش دهی گاما با دزهای 5/0، 1، 5/2، 5، 5/7 و kGy 10 بر ترکیب و غلظت اسیدهای آلی و ویتامین های محلول در آب هر دو رقم بررسی شد. با استفاده از کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC) در شاهد دو رقم، اسیدهای آلی اگزالیک، تارتاریک، کویینیک، مالیک، آسکوربیک، شیکیمیک، مالونیک، استیک، مالئیک، سوکسینیک و فوماریک اسید و ویتامین های C، B5، B6، B1 ، فولیک اسید، بیوتین و B2 شناسایی شدند. در رقم آبی، ترکیبات استیک، آسکوربیک و مالونیک اسید و ویتامین های بیوتین، فولیک اسید و B1 و در رقم پلویی مالیک، آسکوربیک و مالونیک اسید و ویتامین های B1 ، بیوتین و B5 پرمقدار بودند. در دو رقم فوماریک اسید، در رقم آبی ویتامین B5 و در رقم پلویی فولیک اسید کم مقدارترین بودند. بعد از پرتوفراوری، در رقم آبی اسیدهای مالیک (kGy 10)، استیک (kGy 5/0) و آسکوربیک (kGy 10) و ویتامین های B5، بیوتین و B1 با دز kGy 5/0 و در رقم پلویی اسیدهای استیک (kGy 5/0)، سوکسینیک (kGy 5/2) و مالیک (kGy 5/7) و  ویتامین های B5 (kGy 10)، B1 (kGy 1) و بیوتین (kGy 10) پرمقدارترین بودند.
    کلیدواژگان: زرشک، اسیدهای آلی، ویتامین های محلول در آب، کروماتوگرافی مایع با کارایی بالا (HPLC)، پرتو گاما
  • اعظم اخوان، حسین کاظمی نژاد *، حسین خلفی، ابراهیم عطایی صفحات 45-52
    استفاده از نانو سیال ها برای افزایش حاشیه ی ایمنی سیستم های حرارتی با شار حرارتی بالا مانند نیروگاه های هسته ای، از طریق بالا بردن شار حرارت بحرانی (CHF) اخیرا مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، آزمایش جوشش استخری نانو سیال های 2SiO، 2TiO، 3O2Al در غلظت های مختلف با استفاده از سیم نیکل- کرم به قطر mm 2/0 در فشار اتمسفری انجام گرفت. مقایسه ی شار حرارت بحرانی نانو سیال ها نشان داد که در نانو سیال 2SiO با افزایش غلظت به میزان 05/0% وزنی، شار حرارت بحرانی نسبت به آب خالص به میزان قابل توجهی (56%) افزایش می یابد. تصاویر میکروسکوپی بعد از آزمایش نشان داد که در فرایند جوشش استخری، پوششی از نانوذرات 2SiO بر روی سیم ایجاد می شود. هم چنین نتایج آزمایش آب خالص و سیم های پوشش داده شده با نانوذرات در غلظت های مختلف از 2SiO، نشان داد که علت اصلی افزایش شار حرارت بحرانی نانو سیال می تواند تغییرات میکروساختاری باشد که به وسیله ی پوشش نانوذرات 2SiO بر روی سطح سیم تشکیل می شوند.
    کلیدواژگان: نانوسیال، شار حرارت بحرانی، جوشش استخری
  • شهریار ملکی، فرهود ضیایی *، مجید مجتهدزاده لاریجانی صفحات 53-62
    نانولوله های کربن از طریق آمیختن با پلیمرها در کسر وزنی خاصی موسوم به آستانه ی گذر الکتریکی، منجر به افزایش ناگهانی و چندمرتبه ای رسانندگی الکتریکی کامپوزیت پلیمر- نانولوله ی کربن می شوند. در پژوهش حاضر، با توجه به این ویژگی، ایده ی استفاده از کامپوزیت پلی متیل متاکریلات- نانو لوله ی کربن به شکل یک دزیمتر فعال مطرح شد. از جمله عوامل موثر در پاسخ این نوع دزیمتر، تغییر مقاومت الکتریکی کامپوزیت در اثر جذب پرتو است. به منظور بررسی پارامترهای دزیمتری مربوط به کامپوزیت فوق در آهنگ های دز مختلف، از نرم افزار COMSOL و روش المان محدود بهره گیری شد. در این شبیه سازی چگالی جریان الکتریکی کامپوزیت PMMA-CNT با ضخامت mμ 10 تحت ولتاژ ثابت V3 در آهنگ های دز مختلف در مدت min 2 برای نمونه هایی با درصدهای وزنی متفاوت نانولوله کربن، نزدیک به ناحیه ی آستانه ی گذر الکتریکی یعنی 17/0، 19/0 و 30/0 به دست آمد. مقدار دز جذبی از حاصل ضرب آهنگ دز در مدت زمان تابش دهی محاسبه شد. خطی بودن پاسخ دز از mGy 400 تا حدود Gy 3 در گستره ی دز تشخیصی و درمانی را می توان عاملی مثبت به منظور استفاده از ماده ی کامپوزیتی فوق با کاربردهای دزیمتری تلقی کرد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، دزیمتر فعال، کامپوزیت، نانولوله کربن، پلی متیل متاکریلات
  • حمزه فراتی راد *، محمد قنادی مراغه، حمیدرضا بهاروندی صفحات 63-74
    ترکیبات سه تایی نانولایه ی 2SiC3Ti، یک گروه جدید از مواد هستند که ویژگی های فلزها و سرامیک ها را نشان می دهند. 2SiC3Ti شبیه فلزها، هدایت حرارتی و الکتریکی بالا، مقاومت بالا در برابر شوک حرارتی، سختی پایین و ماشین پذیری خوبی را نشان می دهد. هم چنین 2SiC3Ti مشابه یک سرامیک مدول یانگ بالا، استحکام در دمای بالا و مقاومت در برابر اکسایش خوبی دارند. در این مقاله، قطعات 2SiC3Ti از طریق مذاب خورانی مایع سیلیکون به درون پیش سازه هایی از پودر TiC سنتز می شود. قرص سیلیکون به شکل منبع فلز مذاب، بالای نمونه ها قرار داده می شود. ترکیب اولیه را می توان با فرمول Si3/1/TiC3 نشان داد. تشکیل فاز و ریزساختار با XRD و SEM مجهز به آنالیز عنصری EDS بررسی شد. نتایج نشان داد که پیش سازه ی TiC، به منظور سنتز مکس فاز با Si وارد واکنش می شود و در کنار مکس فاز ناخالصی SiC، در سطح مقطع نمونه ها ظاهر می شود. هم چنین مشخص شد که ترکیب نمونه ها به زمان مذاب خورانی به شدت وابسته است و با افزایش مدت زمان، 2SiC3Ti به ترکیب TiC تجزیه می شود.
    کلیدواژگان: کاربید تیتانیم، مکس فار Ti3SiC2، ریخته گری ژلی، مذاب خورانی
  • مرتضی قاسمی ترک آباد، علیرضا کشتکار *، سیدجابر صفدری، ادیب ظاهری، هژبر صحبت زاده صفحات 75-85
    نانوفیلتراسیون یک فناوری غشائی نسبتا جدید بوده که در صنایع مختلف نظیر صنعت چرخه ی سوخت هسته ای می توان از آن به منظور جداسازی ترکیبات از محلول ها استفاده کرد. این پژوهش، به شناسایی و بررسی تاثیر مهم ترین پارامتر فرایندی بر عملکرد فرایند غشائی نانوفیلتراسیون به منظور جداسازی یون های اورانیم از محلول آبی پرداخته است. با استفاده از نرم افزار MINITAB مشخص شد که از بین پارامترهای pH، فشار، شدت جریان محلول خوراک، غلظت خوراک و غلظت عامل کمپلکس دهنده ی کربنات، pH محلول اثرگذارترین پارامتر در فرایند نانوفیلتراسیون است. با بررسی اثر این پارامتر بر روی عملکرد فرایند مشخص شد که با افزایش pH از 3 تا 9، شدت جریان عبوری از غشا از 47/42 به (2l/(h.m 58/80، و هم چنین ضریب پس زنی غشا برای یون های اورانیم از 10 به 58/98% افزایش می یابد. به نظر می رسد با توجه به جداسازی بالای به دست آمده، فرایند نسبتا جدید نانوفیلتراسیون، پتانسیل خوبی برای استفاده در جداسازی و بازیابی اورانیم محلول در آب دارد.
    کلیدواژگان: غشا، اورانیم، نانوفیلتراسیون، pH، جداسازی
  • مرضیه قوامی فر، حسین ترابی گل سفیدی *، علی بهرامی سامانی، ابراهیم مقیسه صفحات 86-92
    یکی از محصولات ناشی از شکافت هسته ای، Cs137 است و به دلیل گسیل پرتو گامای پرانرژی همراه با فروپاشی و نیمه عمر طولانی، یکی از مهم ترین هسته های پرتوزای محیطی به شمار می رود که می تواند با ورود به چرخه ی غذایی، سلامت انسان را در معرض خطر جدی قرار دهد. پتاسیم نیز یکی از عناصر ضروری برای رشد و نمو گیاهان است که دارای شعاع هیدراته ی مشابه با سزیم است و در نتیجه این دو عنصر ممکن است در خاک و گیاه رفتار مشابهی داشته باشند. در این پژوهش به منظور بررسی رابطه ی بین پتاسیم و سزیم در خاک و گیاه، و بررسی توانمندی جذب سزیم در گیاهان، آزمایش گلدانی در قالب طرح فاکتوریل بر پایه ی بلوک کامل تصادفی با دو گیاه سیب زمینی اکبری (Solanum Tuberosum) و ذرت دندان اسبی (Zea mays L. var. indentata) در سه سطح Cs133 (°، 17 و mg/kg 34 در خاک از منبع نیترات سزیم)، سه سطح پتاسیم (°، 5/22 و mg/kg 45 در خاک از منبع سولفات پتاسیم)، حاوی kg 6 خاک در هر گلدان با سه تکرار صورت گرفت. نتایج نشان داد که اثر نوع گیاه و تیمارهای سزیم و پتاسیم بر محتوای سزیم گیاه، معنی دار هستند (01/0p<). میانگین غلظت سزیم جذب شده در ذرت و سیب زمینی به ترتیب 29/55  و mg/kg 15/9 ماده ی خشک بود. با افزایش مقدار سزیم به 17 و mg/kg 34 خاک، غلظت سزیم گیاه به ترتیب 227% و537%  نسبت به تیمار شاهد افزایش یافت. اثر متقابل تیمارهای سزیم و پتاسیم در محتوای سزیم گیاه  معنی دار شد (01/0P<). براساس نتایج این پژوهش مشخص شد که افزایش مقدار پتاسیم مازاد بر نیاز گیاه در تیمارهای 5/22 وmg/kg 45 پتاسیم در خاک، باعث کاهش جذب سزیم در گیاه به ترتیب به میزان 53% و 37% نسبت به تیمار صفر پتاسیم شد.
    کلیدواژگان: 133Cs، پتاسیم، نیترات سزیم، هسته های پرتوزای محیطی
  • سیداحمد سادات نوری *، فاطمه امینی، بهروز فوقی، زهرا حمیدی، نیر اعظم خوش خلق سیما صفحات 93-104
    به منظور بررسی اثر پرتوتابی لیزر در تحمل به شوری گیاه جو در مرحله ی جوانه زنی، در گذشته در کشور به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی با سه تکرار انجام شده است. عوامل مورد بررسی شامل چهار ژنوتیپ جو (ریحان، افضل، فجر 30 و نصرت) دو سطح پرتوتابی لیزر (بدون تابش و با تابش لیزر به طول موج nm 780 به مدتmin 15) و 5 سطح شوری (°، 80، 160، 240 و mM 320 از کلرید سدیم) بودند. در این آزمایش در صفات جوانه زنی (طول ساقه چه، طول ریشه چه، طول کلئوپتیل، تعداد ریشه های بذری، درصد جوانه زنی، سرعت جوانه زنی، میانگین مدت جوانه زنی، وزن خشک گیاهچه و بنیه ی بذر)، در سطوح شوری و پرتوتابی در بین ارقام مورد بررسی تفاوت معنی داری مشاهده شد. با افزایش سطح شوری، از میزان مهم ترین صفت جوانه زنی که شاخص بنیه ی بذر بود، در ارقام مورد مطالعه کم شد. پرتوتابی لیزر در این صفت به ترتیب باعث افزایش 39، 63 و 46% در ارقام افضل، ریحان و فجر 30 شد. به طور کلی، با توجه به تاثیرات مثبت لیزر بر فاکتورهای مورد بررسی چنین به نظر می آید که پرتوتابی لیزر می تواند تیماری موثر برای بالا بردن میزان تحمل گیاه نسبت به تنش شوری باشد.
    کلیدواژگان: پرتوتابی لیزر، تنش شوری، جو، جوانه زنی
|
  • A. Movafeghi*, E. Yahaghi, N. Mohammadzadeh, B. Rokrok Pages 1-11
    Image prosseing methods is useful for extraction of the defects such as porosity, slag and crack in the noisy and low contrast industrial radiography images. It is noticeable that the defects appear as the gradients in pixel values, therefore, the gradient based method can help to detect the defects. In this research, different methods of gradient extraction such as Soble, Perwitt and the nonlinear diffusion filter were implemented and tried to improve the edges and the defect detection. The nonlinear diffusion filter method depends on diffusion coefficient, k, and the chosen value for k can affect the exact smoothing of the edges. Thus, in this attempt, by the use of a new approach, in comparison with the conventional edge finder methods, a nonlinear diffusion filter method is repeated and the edges are smoothed in the obtained images. Then, the defects in the gradient of images are extracted by substracting the original image from the obtained image. The mentioned methods were implemented in different radiography images. The results show that the proposed method in comparison with local gradient ones such as Sobel and Perwitt methods has superiority over different radiographic images as confirmed by the radiography film interpreters.
    Keywords: Industrial Radiography, Nonlinear Diffusion Filter, Gradient Extraction, Image Processing, Weld Defects, Contrast Improvement
  • M. Abdollahi Dargah*, N. Alinezhad, J. Mahmoodi, N. Abdollahi Ghahi Pages 12-19
    Nowadays, high temperature superconductor magnet applications have become a reality due to increases in conductor performance. Detailed knowledge of the superconducting to resistivity transition (quench) process is essential and usually this transition is described by power law. In this paper, the quench and the process of quench propagation are studied in a short sample of Bi-2223/Ag superconducting tape by applying localized heat pulses and using 1D simulation with the Comsol multiphysics 4.4 program. The minimum quench energy (MQE) and quench propagation velocity (vMPZ) are two important parameters for the stability and protection of a superconducting magnet. Hear, by increasing the current and temperature, the MQE decreasing rate is investigated as a superconducting stability factor. Moreover, the changing rate of the normal zone propagation velocity is studied as a self-protection parameter against the quenching.
    Keywords: Bi-2223-Ag Superconducting Tape, Local Heat Disturbance, Minimum Quenches Energy, Quench Propagation Velocity, Simulation
  • S.M. Altaha, M. Mansouri*, Gh.R. Jahanfarnia Pages 20-29
    In this paper, uncertainty and sensitivity of emergency cooling systems of the primary and secondary circuits are investigated in the VVER1000/V446 nuclear reactor during the small break
    (SB)-LOCA. The emergency systems include accumulators, high pressure and low pressure injection systems and emergency feed-water system. The analysis is performed using the RELAP5/Mod 3.2 Code for nodalization and simulation of the nuclear power plant. The GRS method is used for the calculation of the minimum number of the code to achieve 95% of the tolerance limit and confidence level. For a conservative analysis of the accident, the loss of power to the NPP and the failure of the two diesel generators are considered when SB-LOCA occurs. These limitations cause the malfunctioning of the two channels of the emergency cooling systems. Also, by considering the single failure criteria, one accumulator is failed throughout the accident process. The results show that the accumulators deuelop the most sensitivity of the maximum clad temperature. Also, the HPIS pumps have relatively little influence on the SB-LOCA. When all emergency cooling setpoints are altered, a new set is achieved, which causes to lower the maximum clad temperature, in comparison with a default setpoint of the emergency cooling systems.
    Keywords: Uncertainty, Sensitivity Analysis, SB-LOCA, VVER-1000 Reactor, GRS Method, Emergency Cooling Systems
  • S. Berenji Ardestani*, M.A. Sahari, M. Barzegar Pages 30-44
    Extracts of two varieties of barberry including Berberis integerrima and Berberis vulgaris were prepared by water as a solvent, in darkness, with a pH=3 and at a temperature of 25˚C. Then the effects of gamma radiation processing with doses of 0.5, 1, 2.5, 5, 7.5 and 10 kGy were studied on the profile and concentration of organic acids and water soluble vitamins. By a high-performance liquid chromatography (HPLC) in the control samples oxalic, tartaric, quinic, malic, ascorbic, shikimik, malonic, acetic, maleic, succinic and fumaric acids and C, B5, B6, B 1, folic acid, biotin and B2 vitamins were identified. In the Berberis integerrima acetic, ascorbic and malonic acids and biotin, folic acid and thiamin vitamins; and in the Berberis vulgaris malic, ascorbic and malonic acids and B 1, biotin and B 5 vitamins were dominant. In both cultivars fumaric acid, in the Berberis integerrima B2; and in the Berberis vulgaris folic acid had the least amounts. After the gamma processing in the Berberis integerrima, Malic (10 kGy), acetic (0.5 kGy) and ascorbic (10 kGy) acids and B5, biotin and B1 (0.5 kGy) vitamins; and in the Berberis vulgaris acetic (0.5 kGy), succinic (2.5 kGy) and malic (7.5 kGy) acids and B5 (10 kGy), B1 (1 kGy) and biotin (10 kGy) vitamins were the most.
    Keywords: Barberry, Organic Acids, Water Soluble Vitamins, High Performance Liquid Chromatography (HPLC), Gamma Irradiation
  • A. Akhavan, H. Kazeminejad*, H. Khalafi, E. Ataeivarjovi Pages 45-52
    The use of nanofluids to increase the safety margin of high heat flux thermal systems in nuclear power plants through the enhancement of the critical heat flux (CHF) has been considered recently by researchers. To investigate the CHF characteristics of nanofluids, pool boiling experiments of nanofluids with various concentrations of TiO2, Al2O3 and SiO2 nanoparticles were carried out using a 0.2 mm diameter cylindrical Ni–Cr wire under the atmospheric pressure. The results showed that the CHF of SiO2 nanofluid is significantly enhanced by 56% compared with that of pure water by increasing the nanoparticle concentration to 0.05 wt%. Microscopic images, subsequent to the CHF experiment of SiO2 nanofluid, revealed that nanoparticles are deposited on the wire surface during the pool boiling of the nanofluid. The CHF of pure water was measured on a nanoparticle-coated wire which was produced during the pool boiling experiments of SiO2 nanofluids. The results of these experiments showed clearly that the main reason for the CHF enhancement of the nanofluid is the modification of the heating surface by the SiO2 nanoparticle deposition during the pool boiling.
    Keywords: Nanofluids, Critical Heat Flux, Pool Boiling
  • S. Malekie, F. Ziaie*, M.M. Larijani Pages 53-62
    Combination of carbon nanotubes with polymers in an especial weight percentage called electrical percolation threshold, leads to a sudden increase of several orders of magnitude of the electrical conductivity of the polymer-carbon nanotube composite. In the present research, considering these characteristics, the idea of using Polymethyl Methacrylate-Carbon Nanotube composite as an active dosimeter is exhibited. One of the factors affecting the response of this type of dosimeter is the variation of electrical resistance in the composite due to absorption of radiation. For investigation of dosimetric parameters of this composite in different dose rates, the COMSOL software and finite element method were utilized. In this simulation, the electrical current density of PMMA-CNT composite with a thickness of 10µm under a constant voltage of 3 V in different dose rates for 2 min was calculated for the samples having different weight percentages of carbon nanotubes adjacent to the electrical percolation threshold region, namely 0.17, 0.19 and 0.30. The value of the absorbed dose was calculated through the product of the dose rate by the irradiation time. Linearity of the dose response in the range of 400 mGy to ~3 Gy in the diagnostic and therapeutic dose levels could be considered as a positive factor for dosimetry applications of this composite material.
    Keywords: Simulation, Active Dosimeter, Composite, Carbon Nanotube, Polymethyl Methacrylate
  • H. Foratirad*, M. Ghanadi Maragheh, H.R. Baharvandi Pages 63-74
    The nanolayered ternary compound Ti3SiC2 is a representative of those materials that exhibit the characteristics of both metals and ceramics. Similar to metals, Ti3SiC2 shows high electrical and thermal conductivity, high thermal shock resistance, ductility and good machinability. Further, similar to a ceramic, Ti3SiC2 has a high Young’s modulus, as well as, high temperature strength and oxidation resistance. In this paper, T3SiC2 bulks have been synthesized by infiltrating Si liquid into a porous preform composed of solid TiC powders. Silicon pellets were placed on the top of the precursor pellets as the liquid source. The starting compositions can be represented by the formula 3TiC/1.3Si. The phase formation and microstructure were investigated by the X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) equipped with an energydispersive spectroscopy (EDS) system. The results demonstrated that the TiC preform could react with Si in order to MAX phase synthesis and SiC impurities appeared in the cross section of the samples. It is found that the compositions of the samples strongly depended on the time of infiltration. Moreover, an increase in the time, decomposed Ti3SiC2 into TiC compound.
    Keywords: Titanium Carbide, Ti3SiC2 MAX Phase, Gelcasting, Infiltration
  • M. Ghasemi Torkabad, A.R. Keshtkar*, S.J. Safdari, A. Zaheri, H. Sohbatzadeh Pages 75-85
    Nanofiltration is a novel membrane technology that can be used in different industries such as nuclear fuel cycle for components separation from solutions. So, the objective of this research is the selection and investigation of the effect of main process parameter on the nanofiltration membrane process for uranium ions separation from the aqueous solution. The significance and effectiveness of pH, pressure, feed flux, feed concentration, and concentration of carbonate as a complexation agent were investigated by the MINITAB software. The results indicated that pH is the main parameter affecting the nanofiltration process. The effect of pH on the process performance was investigated. The results showed that by increasing pH from 3 to 9 leads to an increase in the permeate flux from 42.47 to 80.58 l/(h.m2). Also, the rejection coefficient increased from 10 to 98.58%. The high separation obtained for uranium ions shows that nanofiltration process has a good potential for the uranium separation and recovery from the aqueous solution.
    Keywords: Membrane, Uranium, Nanofiltration, pH, Separation
  • M. Ghavamifar, H. Torabi Golsefidi*, A. Bahrami Samani, E. Moghiseh Pages 86-92
    137Cs is one of the products of nuclear fission. Due to its energetic gamma-ray emission along with the decay and long half-life, it is one of the most important environmental radionuclides. Transfer of radionuclides from air, soil and freshwater to the foodchain of the mankind will endanger the human health. Potassium, as an essential macronutrient for plants due to the similarity of its hydrated radius to that of the caesium, has the similar behavior in soil and plant. So, in this study, the relationship between caesium and potassium in soil and plant and the ability of caesium uptake was investigated. A pot experiment in a factorial design, based on randomized complete block, was performed with two plant species; Dent corn (Zea mays L. var. indentata), Akbari potato (Solanum Tuberosum), 3 levels of 133Cs (0, 17 and 34 mgkg-1 of soil from caesium nitrate) and 3 levels of potassium (0, 22.5 and 45 mgkg-1 of soil from potassium sulfate), containing 6kg soil per pot with three repeats. The results showed that the effects of the plant species, caesium and potassium treatments are significant (P<0.01). The average amount of caesium in corn and potato were, respectively, 29.55 and 9.15 mgkg-1 dry matter. By increasing the amount of caesium to 17 and 34 mgkg-1 of soil, increased the plant's absorption of caesium by 227% and 537%, respectively, compared with the controlled one. The interaction effect of caesium and potassium treatments in the amount of caesium of the plant was significant (P<0.01). The results showed that the increase of the potassium in excess of the plantsʼ need in 22.5 and 45 mgkg-1 of soil, the treatment of potassium has reduced the caesium uptake by 53% and 37%, respectively, compared with the controlled one.
    Keywords: 133Cs, Potassium, Caesium Nitrate, Environmental Radionuclides
  • S.A. Sadat Noori*, F. Amini, B. Foghi, Z. Hamidi, N.A. Khoshkholgh Sima Pages 93-104
    To evaluate the effect of laser irradiation on the salinity tolerance in barley (hordeum vulgare L.) in the germination phase and seedling, a three- replicate experiment with CRD in a factorial arrangement experimental type has been previously conducted in Iran. Experimental factors were four barley genotypes (Reihan, Afzal, Fajr30 and Nosrat), two radiation levels (no laser and laser irradiation at 780 nm wavelength for 15 minutes) and five levels of salinity (0, 80, 160, 240 and 320 mM of sodium chloride). In this research, in the germination parameters (root length, shoot length, coleoptile length, root number, germination percentage, mean germination time, dry weight of seedling, seed vigor, and germination rate), all genotypes were significantly affected by increasing the salinity and laser irradiation (P<0.01). There was a reduction in the seed vigor (the most important germination parameter) by increasing the salinity level. The laser pre-treatment caused an increase of 39, 63, 46 and 100 percent in Afzal, Reihan, fajr 30 and Nosrat genotypes, respectively. The overall result showed a positive effect of the laser irradiation on the investigated traits.
    Keywords: Barley, Germination, Laser Irradiation, Salinity Stress