فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و سوم شماره 4 (پیاپی 102، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/07/17
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محسن اسدی اسدآباد*، محمدجواد نصر اصفهانی، فریدون پیامی صفحات 1-8
    در پژوهش حاضر ویژگی های ساختاری، مکانیکی و هسته ای دو نوع کامپوزیت زمینه پلیمری و زمینه فلزی حاوی ذرات کاربید بور مورد بررسی تجربی قرار گرفت. بر اساس آزمون عبور نوترون، میزان عبور نوترون کم تری در پلیمر BPAER تقویت شده با نانوذرات C4B در مقایسه با کامپوزیت تقویت شده با میکروذرات به دست آمد. نمودارهای تنش- کرنش به دست آمده از آزمون کشش، بهبود ویژگی های مکانیکی کامپوزیت رزین اپوکسی تقویت شده با نانوذرات C4B در مقایسه با میکروذرات را نشان می دهد. هم چنین آزمون عبور تابش نوترون، بهبود مشخصه ی هسته ای نانوکامپوزیت C4B-Al را در مقایسه با میکروکامپوزیت C4B-Al نشان می دهد. از سوی دیگر مشاهده شد چگالی این نانوکامپوزیت مقدار بیش تری نسبت به میکروکامپوزیت داشته و صرف نظر از اندازه و مقدار افزودن ذرات کاربید، چگالی تمام نمونه های کامپوزیتی کم تر از آلومینیم است. با افزایش درصد فاز تقویت کننده سختی کامپوزیت نیز افزایش یافته است که این افزایش در نمونه های نانوکامپوزیت بسیار بیش تر از نمونه های میکرو بوده است.
    کلیدواژگان: کامپوزیت، کاربید بور، عبور نوترون، نانوذرات
  • عنایت الله یزدان کیش* صفحات 9-16

    واپاشی پروتون زا از طریق گسیل یک پروتون از درون هسته رخ می دهد و در نتیجه عدد اتمی هسته مادر یک واحد کاهش می یابد. این واپاشی عمدتا در هسته های غنی از پروتون رخ می دهد. سازوکار گسیل پروتون بر اساس پدیده کوانتومی تونل زنی داده می شود و در هسته ها با تقریب ونتزل، کرامرز و بریلویین (WKB) بیان می شود. پتانسیلی که در این جا در نظر گرفته شد، شامل جملات پتانسیل کولنی برای هسته تغییرشکل یافته، پتانسیل گریز از مرکز و پتانسیل هسته ای است. پتانسیل هسته ای با پتانسیل مجاورتی تقریب زده شد و با استفاده از این پتانسیل و هم چنین تقریب WKB احتمال نفوذ از سد پتانسیل محاسبه گردید، و بر آن اساس نیمه عمر واپاشی پروتون زا به دست آمد. اثر دما بر کشش سطحی هسته مورد مطالعه قرار گرفت و با درنظر گرفتن کشش سطحی مایعات رابطه متناسب برای وابستگی دمایی کشش سطحی هسته ها در نظر گرفته شد و با اعمال تغییرات دمایی کشش سطحی هسته در پتانسیل مجاورتی، لگاریتم نیمه عمر واپاشی پروتون زای وابسته به دما به دست آمد که حاکی از انطباق بهتر با داده های تجربی است. به منظور مقایسه بهتر، جذر میانگین مربع انحرافات در دو حالت وابسته به دما و مستقل از دما نیز محاسبه گردید که حاکی از توافق خوب داده های آزمایشگاهی و محاسباتی در هر دو حالت است.

    کلیدواژگان: واپاشی پروتون زا، پتانسیل مجاورتی، کشش سطحی هسته
  • مریم قپانوری، مسعود صیدی* صفحات 17-27
    در این مقاله به بررسی گذار فاز کوانتومی (QPT) زنجیره ی ایزوتوپی زنون (Xe132-122) در چارچوب مدل های اندرکنش بوزونی1 و بوزون-فرمیونی1 پرداخته شده است. ما برای مطالعه ‎ی QPT در این زنجیره از مشاهده پذیرهایی مانند: انرژی بستگی، انرژی جداسازی دو نوترونی، انرژی واپاشی آلفازا، 2/4R و (2B(E استفاده کردیم. نتایج حاصل از محاسبات نشان داد که هسته های گذار در ناحیه های برای ایزوتوپ های زوج - زوج و  برای ایزوتوپ های زوج - فرد به ترتیب Xe130 و Xe127 می باشند.
    کلیدواژگان: گذار فاز کوانتومی، انرژی جداسازی دو نوترونی، زنجیره ی ایزوتوپی زنون، انرژی واپاشی آلفازا
  • مهدی عباسی، محمدهادی پرهمت، یاور تقی پور آذر، جواد کریمی ثابت* صفحات 28-40

    رفتار گازهای حاصل از شکافت مانند زینان و کریپتون، تاثیر بسزایی در عملکرد سوخت های هسته ای و میزان عمر مفید آن ها و در نتیجه طول سیکل کاری رآکتور دارد. دو پدیده مهم رهایش گازهای حاصل از شکافت و نیز تورم ناشی از آن ها، امروزه به عنوان چالش اصلی در بررسی کارایی سوخت های هسته ای می باشند. در این تحقیق و به منظور مدل سازی رفتار چندمقیاسی سوخت هسته ای، یک کد محاسباتی عملکرد سوخت در مقیاس مزو برای تجزیه و تحلیل رهایش گازهای حاصل از شکافت (FGR) و تورم ناشی از آن ها در سوخت در شرایط پایا توسعه داده شده است. نتایج کد با داده های تجربی حاصل از مصرف پایین سوخت تا 6/5 2MWd/tUO مقایسه شده و توافق خوبی حاصل شده است. در واقع این کد پل ارتباطی بین داده های حاصل از محاسبات مقیاس اتمی و مقیاس ماکروسکوپی در کدهای عملکرد سوخت هسته ای می باشد. این کد علاوه بر این که می تواند به عنوان یک کد مستقل مورد استفاده قرار گیرد، قابلیت فراخوانی به عنوان یک زیرروال در سایر کدهای عملکرد سوخت هسته ای را نیز دارا می باشد. قابل توجه است که، توسعه مدل مورد نظر برای مصرف بالای سوخت و نیز شرایط گذرا در حال انجام است.

    کلیدواژگان: شبیه سازی چند مقیاسی، سوخت 2UO، رهایش گاز شکافت، تورم گاز شکافت، حالت پایا
  • سعیده خلقی، میثم تراب مستعدی، حمزه فراتی راد* صفحات 41-49
    پاک سازی سازه های آلوده به مواد پرتوزا یکی از مهم ترین حوزه های شیمی محیط زیست است. در این پژوهش، پوشش پلیمری جداشونده حاوی شناساگر Br-PADAP جهت شناسایی و حذف آلاینده حاوی نیترات اورانیل شش آبه ساخته شد. در این بررسی برای اولین بار اثر pH بررسی شد. هم چنین پارامترهای زمینه های مختلف، غلظت آشکارساز، دمای خشک شدن آلاینده، دمای خشک شدن پوشش، و خصوصیات مکانیکی روی جذب آلاینده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج ارزیابی های FT-IR، TGA و سنتیلاسیون مایع، حضور یون اورانیم در پوشش را اثبات کرد. پوشش پلیمری حاوی Br-PADAP و EDTA با جذب آلاینده از رنگ صورتی به رنگ قهوه ای تغییر می کند که ارزیابی کمی انجام شده براساس روش های پردازش تصویر با استفاده از نرم افزار MATLAB این تغییر رنگ را نشان داد. نتایج اندازه گیری های سنتیلاسیون مایع نشان می دهد که فاکتور آلاینده زدایی در این پوشش، در ppm 2000 بالای 97% است که بالاتر از مطالعات قبلی می باشد. در این مطالعه محلول پلیمری با فرمولاسیون بهینه و فیلم منعطف به دست آمد.
    کلیدواژگان: پوشش پلیمری جداشونده، آلاینده های هسته ای، pH، نیترات اورانیل، شناساگر
  • سعیده صفائی عرشی*، مسعود امین مظفری، سید محمد میر وکیلی صفحات 50-58
    لوپ تست سوخت رآکتور تحقیقاتی تهران به منظور ارتقاء کاربری های رآکتور تحقیقاتی تهران در زمینه ی تست سوخت و مواد هسته ای و با توجه به پتانسیل موجود در این رآکتور برای ایجاد شرایط نوترونی و ترموهیدرولیکی مناسب جهت انجام تست های پرتودهی بر روی نمونه میله های سوخت تولید داخل، طراحی و ساخته شده است. این لوپ با فشار نامی 10 بار و دبی حجمی نامی /h3m 20 به منظور شبیه سازی شرایط ترموهیدرولیکی قلب رآکتوری که سوخت در آن مورد بهره برداری قرار خواهد گرفت، طراحی شده است. در این پژوهش، یک ارزیابی ایمنی برای بررسی عواقب حادثه از دست رفتن جریان خنک کننده به دنبال بروز نقص در پمپ مدار خنک کننده اصلی لوپ تست سوخت انجام و عملکرد سیستم های ایمنی لوپ برای تامین پایدار خنک کنندگی سوخت های تحت تست در زمان وقوع این حادثه و نیز به حداقل رساندن عواقب نامطلوب حادثه ارزیابی شده است. در این راستا، سناریوهای محتمل توسط کد 5RELAP شبیه سازی و توانایی تجهیزات ایمنی لوپ برای جلوگیری از بروز هرگونه آسیب به میله های سوخت تحت تست، ارزیابی شده است. نتایج نشان می دهد سیستم های ایمنی لوپ می توانند شرایط ایمن در طی حادثه را فراهم نمایند به نحوی که دمای سوخت و غلاف نمونه های تحت تست در طی حادثه در محدوده مجاز باقی بمانند.
    کلیدواژگان: رآکتور تحقیقاتی تهران، لوپ تست سوخت، ارزیابی ایمنی، حادثه از دست رفتن جریان خنک کننده
  • شهناز فرازمند، مجتبی مکاری*، محمدحسن علامت ساز صفحات 59-66
    در پرتو درمانی، از پرتوهای یون ساز جهت ایجاد آسیب در سلول های سرطانی استفاده می شود. شبیه سازی مونت کارلو برهم کنش های پرتو با DNA، اطلاعات بسیار خوبی درباره نوع آسیب ها و فرایند ترمیم آن ها به ما می دهد که برای درمان سرطان و حفاظت در مقابل پرتوها می تواند بسیار مفید باشد. آسیب های پرتوهای یون ساز شامل شکست های تک رشته ای، دو رشته ای و آسیب بازها (BL, DSB, SSB) هستند که در این میان آسیب های DNA که به طور ناقص، ترمیم شوند یا اصلا ترمیم نشوند، خصوصا از نوع شکست های دو رشته ای می توانند منجر به مرگ سلول شوند. این فرایند در کشتن سلول های سرطانی و درمان آن نقش اساسی ایفا می کند. در این پژوهش ابتدا با کد MCNPX دز در هسته سلول به دست آمده و سپس با شبیه سازی فرایندهای فیزیکی و شیمیایی الکترون های کم انرژی و پرانرژی با کد -DNA4Geant، احتمال شکست های مختلف در DNA سلول محاسبه شده و سپس با کمک برنامه Matlab و مدل سازی ریاضی، زمان ترمیم برای آسیب ها به دست آمده است. نتایج این پژوهش، نشان می دهد که در انرژی های 100 تا300 الکترون ولت تعداد شکست ها افزایش می یابد و سپس در انرژی بالاتر در سلول به دلیل سهم برد پرتوها در هندسه مورد نظر (سلول) تعداد شکست ها کاهش می یابد. هم چنین سرعت واکنش ترمیم از مسیر پیش سازنده اتصال انتهای غیرهمولوگ (NHEJ) برای بازه انرژی eV 100 تا MeV 1 محاسبه شده است. در بخش ترمیم نیز، زمان ترمیم در انرژی های پایین به دلیل فزونی شکست دو رشته ای، نسبت به انرژی های بالاتر، مقدار بیش تری است.
    کلیدواژگان: آسیب DNA، ترمیم DNA، آسیب الکترون، شکست دو رشته ای، NHEJ، کد MCNPX، کد -DNA4Geant
  • یاشار نوشادی، الهام ستارزاده خامنه، سید محمودرضا آقامیری، سعید کاکائی*، حسن یوسف نیا صفحات 67-77

    یکی از پیامدهای اصلی برخی از سرطان ها مثل سرطان سینه، ریه و پروستات، متاستازهای استخوانی است که با درد شدید در ناحیه استخوانی همراه می باشد. رادیوایزوتوپ گالیوم-68 با نیمه عمر 68 دقیقه به دلیل روش خاص واپاشی، نشر پوزیترون و در دسترس بودن آسان و امکان تهیه به طور مستقل از سیکلوترون و هم چنین مولد Ga68/Ge68 با هزینه ای منطقی، یکی از گزینه های بسیار مناسب در مقطع نگاری گسیل پوزیترون (PET) در مصارف پزشکی هسته ای می باشد. در این تحقیق یکی از مشتقات زولدرونیک اسید به عنوان یک ماده استخوان خواه سنتز و سپس به شلاتور DOTA متصل گردید. تر کیبDOTA-ZOL در نهایت جهت نشان دارسازی با Ga68 مورد استفاده قرار گرفت. تمامی محصولات سنتز شده با طیف سنجی FT-IR, NMR و MASS مورد شناسایی قرار گرفت. خلوص رادیونوکلوییدی گالیوم-68 توسط آشکارساز HPGe کالیبره شده و با تحلیل گر چندکاناله در حدود 9/99 % تعیین گردید. خلوص رادیوشیمیایی محلول شستشوی مولد با استفاده از روش کروماتوگرافی لایه نازک در دو حلال متفاوت مورد بررسی و حدود 100 % تعیین شد. رادیونشان دارسازی کمپلکس تهیه شده با Ga68 از طریق شلاتور DOTA انجام و خلوص رادیوشیمیایی کمپلکس نهایی در شرایط بهینه (4pH=، دما C 98، زمان 30 دقیقه) با تکنیک کروماتوگرافی لایه نازک بررسی و حدود 97 % تعیین گردید. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که Ga-DOTA-ZOL68 یک رادیوداروی تشخیصی مناسب جهت تصویربرداری متاستازهای استخوانی به روش PET می باشد.

    کلیدواژگان: گالیوم-68، ترکیب نشان دار، PET، مشتقات زولدرونیک اسید، متاستازهای استخوانی
  • مهدی تورنگ، اصغر حدادی*، میترا اطهری علاف، داریوش سرداری، محمدرضا زارع صفحات 78-83
    فوتون های پرانرژی (10 تا 20 مگاولت) ناشی از شتاب دهنده پزشکی در اتاق درمان رادیوتراپی باعث تولید نوترون در آن محیط می شود. نوترون های تولید شده توسط مواد مختلف موجود در شتاب دهنده و مواد اطراف و حتی بدن بیمار جذب شده و آن ها را رادیواکتیو می کند. تابش نوترون و گامای ناشی از رادیوایزوتوپ های تولید شده در اتاق درمان برای رادیوتراپیست ها که به طور متناوب رفت و آمد زیادی به اتاق درمان دارند ممکن است ریسک پرتوگیری داخلی علاوه بر پرتوگیری خارجی داشته باشد. در این تحقیق بعد از اکسپوز پرتو ایکس با انرژی 18 مگاولت توسط شتاب دهنده پزشکی (مدل Varian  C/D2300) با استفاده از یک آشکارساز ژرمانیم فوق خالص قابل حمل زیر هد اصلی شتاب دهنده طیف نگاری انجام شد و 19 رادیوایزوتوپ در شتاب دهنده و مواد اطراف آن شناسایی شد.
    کلیدواژگان: آشکارساز ژرمانیم فوق خالص قابل حمل، شتاب دهنده خطی پزشکی، رادیوتراپی، اتاق درمان، حفاظت در برابر تابش
  • حسین اکبریان شورکایی، محمد مهدوی* صفحات 84-90
    معرفی پتانسیل موثر بین ذرات پلاسما یکی از روش های متداول برای بررسی رفتار ذرات موجود در پلاسما می باشد. در این مقاله سعی شده است با به کارگیری روش تابع پاسخ دی الکتریک، پتانسیل موثری برای پلاسمای چگال داغ کاملا یونیده تعریف گردد. در روش تابع پاسخ دی الکتریک، ابتدا لازم است تا یک تابع پتانسیل اولیه معرفی نموده و با کمک میزان تاثیر آن بر پلاسما، تابع پتانسیل موثر به دست آید. تابع پتانسیل اولیه به کار گرفته شده در این مقاله، تابع پتانسیل هولتن می باشد که برای اولین بار در این محاسبات استفاده شده است. در ادامه پتانسیل موثر حاصل از برهم کنش ذرات پلاسما هم چون برهم کنش الکترون- یون، الکترون- الکترون و یون- یون با سایر نتایج به دست آمده از مطالعات نظری دیگر برای شرایط یکسان از پارامترهای پلاسما مورد مقایسه قرار گرفته شده اند. نتایج به دست آمده نشان می دهند که این پتانسیل موثر هر دو اثر پلاسمای چگال داغ یعنی اثرات جمعی در فواصل زیاد و اثرات کوانتومی در فواصل کوچک را دربر می گیرد و بیانگر توصیف بسیار مناسبی از رفتار ذرات محیط پلاسما چگال داغ می باشد.
    کلیدواژگان: پلاسمای چگال داغ، پلاسمای غیرایده آل، تابع پاسخ دی الکتریک، پتانسیل موثر
  • سمیه رضائی، محمدجعفر جعفری*، الناز یزدانی صفحات 91-99
    مکانیزم شتاب دهی غلافی پروتون (TNSA) یکی از رایج ترین مکانیزم های شتاب دهی پروتون در چیدمان های تجربی می باشد. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی های دو بعدی ذره در سلول (PIC) به مطالعه اثر یونیزاسیون میدانی در برهم کنش پالس لیزر شدت بالا با طول پالس های مختلف بر روی عملکرد شتاب دهی پروتون پرداخته شده است. برای این منظور دو هدف جامد (تقریبا خنثی) و نیز پلاسمای کاملا یونیزه از جنس آلومینیم با ضخامت 5/0 میکرومتر که با یک لایه نازک هیدروژن با ضخامت 50 نانومتر جفت شده است در نظر گرفته شده اند. نتایج شبیه سازی نشان می دهد با ثابت گرفتن انرژی پالس لیزر و برای شدت های متوسط لیزری (در این جا a0=10 برای پالس با پهنای 25 فمتوثانیه) استفاده از ساختار جامد منجر به افزایش انرژی بیشینه پروتون ها حدود 36 درصد نسبت به حالت هدف با ساختار پلاسما می شود. به علاوه اختلاف ایجاد شده در انرژی قطع در دو حالت هدف جامد و پلاسمای ایده آل با افزایش پهنای پالس لیزری کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی ذره ای، شتاب دهی لیزری پروتون، مکانیسم TNSA، پهنای پالس لیزر، یونیزاسیون میدانی
  • حسن علی نژاد* صفحات 100-108
    در این مقاله انواع دو شاخگی ها و ویژگی های فضای فاز مربوط به انتشار امواج یون- صوتی در یک پلاسما با حضور الکترون های پرانرژی با توزیع غیرحرارتی و یون های گرم مطالعه شده است. ابتدا یک سیستم دینامیکی برای تحول این امواج فرکانس پایین به دست آمده است و سپس منحنی دوشاخگی سیستم در فضای پارامتری نقاط تعادل و چگالی الکترون های پرانرژی ترسیم شده است. محاسبات عددی انجام شده روی پایداری سیستم نشان می دهد که به ازای مقادیر معینی از چگالی الکترون های پر انرژی در پلاسما، تحول دینامیکی امواج به شکلی است که در آن دوشاخگی ترابحرانی رخ می دهد. به ازای مقادیر بحرانی از جمعیت الکترون های سریع دو موج سالیتونی و تناوبی غیرخطی بهم برخورد می کنند و سپس پایداری آن ها تغییر می کند. علاوه بر این، با افزایش چگالی الکترون های سریع از این مقدار بحرانی، دوشاخگی زین- گره اتفاق می افتد که منجر به انتشار یک موج تناوبی در پلاسما می شود. محدوده وجود دوشاخگی ها و گذار بین امواج غیرخطی به ازای مقادیر مختلف دمای یونی و چگالی الکترون های پر انرژی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: تحلیل دوشاخگی، امواج فرکانس پایین، فضای فاز، الکترون های پرانرژی
  • فاطمه منصورزاده، سید جابر صفدری، علی اصغر قربانپور خمسه*، محمدحسن ملاح صفحات 109-117

    از میان گازهای نجیب، ایزوتوپ های زینان بیش‎ ترین کاربرد را دارند و تاکنون استراتژی مشخصی برای جداسازی تمام ایزوتوپ های پایدار زینان که بیش ترین تعداد ایزوتوپ پایدار را داشته منتشر نشده است. در این کار پژوهشی یک کد محاسباتی با نام SQCAS تهیه شده است که با استفاده از آن استراتژی جداسازی ایزوتوپ هدف در جریان سبک و یا سنگین مشخص می شود. کد تهیه شده با تغییر پارامترهای آبشار مربعی و مدل سازی آن در هرگام به جداسازی تمام ایزوتوپ های زینان طبیعی متناسب با ترکیب درصد ایزوتوپ ها در هرگام می پردازد. در این مقاله با استفاده از یک آبشار مربعی در 32 گام برای خوراک با مقدار مشخص (kg200) به جداسازی تمام ایزوتوپ های گاز زینان طبیعی پرداخته شده است. آبشار مربعی مورد بررسی دارای 20 مرحله بوده که در هر مرحله از 10 ماشین سانتریفیوژ استفاده شده است. هم چنین مقدار فاکتور جداسازی برای اختلاف جرم واحد در این تحقیق برابر با 2/1 در نظر گرفته است. با استفاده از این استراتژی، غنای ایزوتو پ های اول تا نهم به ترتیب از مقادیر 00093/0، 0009/0، 01917/0، 2644/0، 0408/0، 2118/0، 2689/0، 1044/0 و 0887/0 به 72/98%، 3/91‎%، 79/92%، 63/92%، 77/83%، 12/90%، 64/91%، 68/95% و 04/99% افزایش می یابد. نتایج نشان می دهد که بیش ترین بازیابی مربوط به ایزوتوپ های انتهایی بوده و کم ترین مقدار بازیابی مربوط به ایزوتوپ 135Xe- می باشد.

    کلیدواژگان: ایزوتوپ های پایدار، جداسازی، آبشار مربعی، سانتریفیوژ گازی، زینان، بازیابی
  • سمیه رسولی گرمارودی*، عبدالرضا نیلچی، محمدرضا یافتیان، جواد رفیعی صفحات 118-124
    در این پژوهش امکان کاربرد روش استخراج بخار گاز آلی- مایع (OGS-LE) جهت استخراج و اندازه گیری مقادیر کم کادمیم در محلول های آبی بررسی شد. اثر پارامترهای موثر بر میزان استخراج نظیر حجم حلال استخراج کننده، درصد مولی عامل استخراج کننده نسبت به فلز کادمیم، pH محلول آبی و دمای محفظه گرمایش مورد بررسی قرار گرفت و شرایط بهینه برای پیش تغلیظ کادمیم تعیین گردید. در شرایط بهینه، حد تشخیص 1- μg L03/0، حد کمی بودن 1-μg L 09/0، انحراف استاندارد نسبی 7/3 درصد و منحنی تجزیه ای در محدوده 1/0-1 میکروگرم بر لیتر خطی بود.
    کلیدواژگان: اندازه گیری کادمیم، استخراج بخار گاز آلی - مایع، محلول های آبی
  • ابوذر اسحاقی، احسان ذوالفنون*، علی غلامی صفحات 125-131
    کاربرد مایعات یونی مغناطیسی به عنوان حلال در فرایند استخراج در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. برای تهیه این ترکیبات و با هدف به وجود آمدن خاصیت مغناصیسی، فلزات واسطه پارامغناطیس در ساختار مایع یونی مورد نظر وارد می شوند. در این تحقیق یک روش سریع بر اساس مایعات یونی مغناطیسی برای استخراج اورانیم از محلول های آبی توسعه داده شد. برای این منظور ابتدا مایع یونی مغناطیسی تری هگزیل تترا دسیل فسفونیوم تترا کلرو منگنات (]-42[MnCl2]+14، 6، 6، 6[P سنتز و در ادامه از امواج فراصوت به عنوان عامل پخش کننده حلال در فاز آبی استفاده شد. پس از انجام استخراج، مایع یونی با استفاده از یک آهن ربای میله ای جمع آوری شده و پس از استخراج برگشتی غلظت اورانیم اندازه گیری گردید. اثر پارامترهای مختلف مانند pH محلول، غلظت لیگاند، زمان استخراج، غلظت نمک و غیره بر روی بازده ی استخراج اورانیم مورد بررسی قرار گرفتند. کارایی این روش بر روی نمونه های حقیقی آب دریا، آب چشمه، آب رودخانه و آب چاه مورد بررسی قرار گرفت و درصد بازیابی بالای 95 درصد به دست آمد. نتایج به دست آمده نشان دادند که از این روش به طور موفقیت آمیز می توان جهت استخراج اورانیم از نمونه های آبی حقیقی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اورانیم، میکرواستخراج، مایع یونی مغناطیسی، امواج فراصوت
  • محمدباقر احمدخانی، محمد یزدی*، مهرداد بهزادی، خالق خشنودی، بشیر شکوه سلجوقی صفحات 132-140
    کمپلکس چاپدونی- پشت بادام در زون ساختاری ایران مرکزی و در شمال شرق استان یزد واقع شده است. این کمپلکس از مناطق با پتانسیل بالا برای کانی سازی توریم - عناصر نادر خاکی در ایران مرکزی به شمار می رود. در این پژوهش از روش مدل سازی شبکه ای برای تعیین تیپ و پتانسیل کانی سازی توریم - عناصر نادر خاکی در منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. در این زمینه، روش های مختلفی مانند ژیوشیمی، ژیوفیزیک دورسنجی، زمین شناسی صحرایی و آزمایشگاهی به کار گرفته شده و معیارهای مختلفی برای امتیازدهی در نظر گرفته شده است. بعد از به کارگیری روش های فوق و با ایجاد پایگاه اطلاعاتی و ترکیب لایه های چندگانه، مدل کانی سازی یا تیپ های کانساری محتمل تعیین گردیده است. در این پژوهش برای تلفیق لایه های اطلاعاتی و مدل سازی آن ها برای تولید نقشه پتانسیل کانی سازی از روش شبکه ای استفاده شده است. نتایج به دست آمده برای انواع مدل های کانی سازی در قالب مدل سازی نهایی با هم ترکیب شد و نقشه جامع پتانسیل کانی سازی تهیه شد. بر مبنای بررسی ها صورت گرفته، تیپ های کانی سازی مرتبط با گرانیت، متاسوماتیسم و دگرگونی برای توریم - عناصر نادر خاکی در کمپلکس چاپدونی- پشت بادام تعیین گردید. پتانسیل کانی سازی توریم - عناصر نادر خاکی در مرکز و جنوب محدوده مورد مطالعه بیش تر از سایر نقاط است.
    کلیدواژگان: مدل سازی، توریم- عناصر نادر خاکی، کمپلکس چاپدونی- پشت بادام، زون ساختاری ایران مرکزی
  • مراد میرزایی، منوچهر گرجی، ابراهیم مقیسه*، حسین اسدی صفحات 141-148
    استفاده از فن آوری های هسته ای در انتخاب و اجرای عملیات زراعی مطلوب و هم چنین ارایه راهبرد های مدیریتی مناسب در حفاظت از منابع خاک و آب و دست یابی به اهداف توسعه پایدار می تواند مفید باشد. هدف این تحقیق بررسی اثرات استفاده از بقایای گیاهی گندم و ذرت در پنج مقدار شامل صفر، 25، 50، 75 و 100 درصد بر تغییرات ماده آلی ذره ای خاک در اعماق 10-0 و 20-10 سانتی متر تحت سامانه های خاک ورزی مرسوم و بی خاک ورزی، و تعیین منشا آن بود. به این منظور، از روش فراوانی طبیعی کربن-13 استفاده شد. نتایج نشان داد در سامانه خاک ورزی مرسوم با افزایش بقایا، فراوانی طبیعی کربن-13 ماده آلی ذره ای در دو عمق 10-0 و 20-10 سانتی متر نسبت به تیمار حذف بقایا افزایش یافت. در سامانه بی خاک ورزی افزایش بقایا منجر به افزایش فراوانی طبیعی کربن-13 در عمق 10-0 سانتی متر گردید و در عمق 20-10 سانتی متر اختلاف معنی داری بین تیمارهای نگه داشت و حذف بقایا مشاهده نشد. مقایسه مقادیر فراوانی ایزوتوپ کربن-13 نمونه های خاک و بقایای گیاهی نشان داد که منشا اصلی ماده آلی ذره ای خاک از بقایای گندم می باشد که این نکته در مدیریت بقایای گیاهی بسیار حایز اهمیت است و بیانگر این است که نگه داشت بقایای گندم نسبت به ذرت اثر بارزتری در بهبود وضعیت ماده آلی خاک دارد.
    کلیدواژگان: ترسیب کربن، تولید پایدار، خاک ورزی حفاظتی، فن آوری هسته ای، مدیریت خاک
  • شیوا باقری، سید امیرحسین فقهی، حسین قاسمی مبتکر*، امیرمسعود طاهریان، حسن آقایان، طاهر یوسفی صفحات 149-155

    این تحقیق به بررسی ضریب توزیع استرانسیم در نمونه ای از خاک منطقه جنوب تهران می پردازد. در این تحقیق از روش ستونی برای تعیین ضریب توزیع استرانسیم استفاده شده است. هم چنین اثر سه فاکتور pH، غلظت استرانسیم و ارتفاع خاک در ستون با استفاده از طراحی آزمایش به روش RSM مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور برای هر پارامتر 5 سطح مختلف در نظر گرفته شد و آزمایش ها توسط نرم افزار MiniTab طراحی و انجام گردیدند. طبق نتایج به دست آمده در مدل پیش بینی شده،pH، ارتفاع ستون، برهم کنش بین pH و ارتفاع ستون، برهم کنش بین pH و غلظت استرانسیم و برهم کنش بین غلظت استرانسیم و ارتفاع ستون حایز اهمیت هستند. توان دوم ضرایب و هم چنین غلظت استرانسیم تاثیر زیادی بر میزان ضریب توزیع نداشته است. بیش ترین اثر ناشی از ارتفاع ستون می باشد که با افزایش ارتفاع ستون ضریب توزیع بیش تر می شود. میزان تطابق معادله پیش بینی کننده با مقادیر واقعی 39/96 % است که مقدار قابل قبولی است.

    کلیدواژگان: ضریب توزیع، استرانسیم، روش سطوح پاسخ، جذب
  • الهام راستخواه، فائزه فاطمی*، پروانه مقامی صفحات 156-171
    باکتری 7Shewanella RCRI توانایی حذف اورانیم در شرایط بی هوازی را دارد. در این پژوهش، عملکرد باکتری های کلونی کشت یک و ده روزه از نظر توان حذف اورانیم، تغییرات مورفولوژی و زنده مانی باکتری در محلول بی هوازی حاوی اورانیم و نیترات بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که باکتری یک روزه، رشد بیش تری نسبت به باکتری ده روزه در غلظت اورانیم 2 میلی مولار دارد، در حالی که درصد حذف اورانیم باکتری ده روزه بیش تر از باکتری یک روزه بوده است. به نظر می رسد که این مهم توسط توده های باکتری مرده و به روش جذب زیستی انجام گرفته است. احیای زیستی اورانیم در باکتری های کشت یک روزه، در آنالیز های XRD، اسپکتروفوتومتری و بررسی مورفولوژی به وسیله میکروسکوپ نوری اثبات گردید. نمونه های 4 ماهه و 9 ماهه از کلونی یک روزه، به ترتیب 96 % و 99 % حذف اورانیم داشتند که نشان دهنده ی پایداری حذف اورانیم محلول در بازه های زمانی طولانی می باشد. عملکرد نمونه های یک روزه و 4 ماهه حاوی نیترات و اورانیم نیز توان حذف اورانیم را در حضور نیترات با غلظت 20 گرم در لیتر تایید نموده است. این نتایج توان این باکتری بومی در حذف زیستی اورانیم در حضور نیترات را نشان می دهد و این باکتری را به عنوان گزینه ای مناسب برای مطالعات آینده معرفی می کند.
    کلیدواژگان: 7Shewanella RCRI، احیای زیستی اورانیم، اسپکتروفوتومتری، مورفولوژی، XRD
  • پویان نجفی، سعید طالبی* صفحات 172-180
    در این مقاله ارزیابی فنی و اقتصادی کوپلینگ نیروگاه های 1000VVER- با یک سیستم هیبرید نمک زدایی تقطیر چند مرحله ای با تراکم حرارتی بخار و اسمز- معکوس برای ظرفیت تولید 100،000 متر مکعب بر روز آب شیرین صورت گرفته است. برای این منظور از ابزارهای مدل سازی و محاسباتی DEEP و DE-TOP که توسط IAEA برای ارزیابی پروژه های نمک زدایی هسته ای توسعه یافته اند؛ استفاده شده است. برای ارتقاء راندمان سیستم اسمز- معکوس، کاهش هزینه آب شیرین تولید شده و آلودگی های زیست محیطی ناشی از پساب آب شور بازگشتی حاصل از فرایند تولید آب شیرین به دریا، از پساب خروجی سیستم MED-TVC به عنوان تغذیه سیستم اسمز- معکوس در نظر گرفته شد. ارزیابی آرایش اتصال سیستم MED-TVC و مدار دوم نیروگاه های 1000VVER- در ابزار DE-TOP نشان می دهد که حالت بهینه استخراج انرژی حرارتی لازم، بخار با دبی جرمی 121 کیلوگرم بر ثانیه و فشار 1/1 مگاپاسکال به میزان 90 مگاوات حرارتی است. برای رعایت الزامات ایمنی IAEA، یک مبدل حرارت میانی برای اطمینان از عدم نشت آلودگی رادیواکتیو به آب شیرین تولید شده در نظر گرفته شد. تحلیل نتایج نشان می دهد که در حالت بهینه، راندمان کلی نیروگاه در حالت تولید هم زمان از 33% به 34% افزایش یافت. هم چنین با مفروضات اقتصادی هزینه تراز شده هر متر مکعب آب شیرین تولید شده را می توان  06/1 دلار بر متر مکعب تخمین زد.
    کلیدواژگان: نمک زدایی هسته ای، DEEP، DE-TOP، ارزیابی فنی- اقتصادی
|
  • M. Asadi Asadabad *, M.J. Nasr Isfani, F. Payami Pages 1-8
    The present study investigated the structural, mechanical, and nuclear properties of two types of polymeric and metallic composites containing boron carbide particles. The neutron transmission test obtained lower neutron transmission in BPAER reinforced with B4C nanoparticles compared to the microparticle-reinforced composite. The stress-strain diagrams obtained from the tensile test show the improvement of the mechanical properties of the epoxy resin composite reinforced with B4C nanoparticles compared to the microparticles. The neutron transmission test also indicates an improvement in the nuclear properties of the Al-B4C nanocomposite compared to the Al-B4C micro composite. On the other hand, the density of this nanocomposite shows an increase compared to the micro composite. Also, regardless of the size and amount of carbide particles added, the density of all composite samples was lower than that of aluminum. Also, the hardness of the composite increased with increasing the amount of reinforcing phase, which was more in the nanocomposite samples than in the micro composite samples.
    Keywords: Composite, boron carbide, neutron transmission, Nanoparticles
  • E. Yazdankish * Pages 9-16

    Proton decay occurs through the emission of a proton from the nucleus, resulting in a decrease in the atomic number of the parent nucleus of a unit. This decay occurs mainly in proton-rich nuclei. The proton emission mechanism is based on the quantum tunneling phenomenon and is expressed in the nuclei by Wentzel-Kramers-Brillouin or WKB approximations. The potential considered here includes the Coulomb potential for deformed nuclei, the centrifugal potential, and the nuclear potential. The nuclear potential was approximated by the proximity potential. The probability of the penetration from the potential barrier and the WKB approximation was obtained based on the half-lives of the proton decay. The effect of temperature on the surface tension of the hot nucleus was studied and a proportional relationship was considered by comparing it with the surface tension of liquids.  By applying changes in the proximity potential, the logarithm of the proton-decay and temperature-dependent decay logarithms were calculated  indicating better agreement with the experimental data. Then, in order to obtain the better comparison, the root of the mean square deviation was calculated indicating a good agreement between the laboratory and computational data in both cases

    Keywords: Proton decay, Proximity potential, Surface tension of a nucleus
  • M. Ghapanvari, M. Sayedi * Pages 17-27
    In this paper, Quantum Phase Transition (QPT) for the Xenon (122-132Xe) isotopes chain in the frameworks of the IBM-1 and IBFM-1 is considered. In order to study the QPT in this chain, we have used the observables such as: binding energy, two neutron separation energy, Alpha decay energy, R4/2 and B(E2). The results show that transitional nuclei in the regions of  for even-even isotopes and  for even-odd isotopes are 130Xe and 127Xe respectively.
    Keywords: Quantum Phase Transition, Two Neutron separation energy, Xenon isotopes chain, Alpha decay energy
  • M. Abbasi, M.H. Porhemmat, Y. Taghipour Azar, J. Karimi-Sabet * Pages 28-40

    The behavior of fission gases such as xenon and krypton have a significant effect on the performance of nuclear fuels, their active life,  and the length of the reactor operating cycle. Two important phenomena, including the release of fission gases from the fuel rod matrix and the resulting swelling, are currently the main challenges points in studying the performance of nuclear fuels. In this regard; and in order to multiscale modelling of nuclear fuel a meso-scale fuel performance code has been developed to analyze Fission Gas Release (FGR) and swelling under steady state conditions. The obtained results are compared with experimental data for low burn up to a maximum of 6.5 MWd / tUO2, where good agreement is achieved. In fact, this code is a bridge between data from atomic-scale calculations and macroscopic scales in nuclear fuel performance codes. The developed code, has the capability to be utilized as a standalone code, or to be called as a subroutine in other nuclear fuel performance codes. It is noteworthy that the development of the code for high burnup as well as transient conditions is underway.

    Keywords: Mutiscale Simulation, UO2 fuel, Fission gas release, Fission Gas Swelling, Steady State
  • S. Kholghi, M. Torab Mostaedi, H. Foratirad * Pages 41-49
    The decontamination of structures with radioactive substances is one of the most important areas of environmental chemistry. In this study, an intelligent polymeric coating containing a Br-PADAP detector was made to identify and remove the uranyl nitrate contaminant (UO2(NO3)2.6H2O). In this study, the effect of pH was investigated for the first time. Also, the parameters of different substrates, detector concentration, contaminant drying temperature, coating drying temperature, and mechanical properties of the contaminant adsorption were investigated. The results of an evaluation of FT-IR, TGA, and liquid scintillation tests well prove the presence of uranium ions in the coating. The polymer coating containing the EDTA and Br-PADAP detector becomes purple to brown by absorbing a contaminant solution containing uranium ions. Quantitative evaluation based on MATLAB software image processing methods also shows a color change. Decontamination factors (DFs) in this coating were shown to be above 97% at 2000 ppm, and higher than in previous studies. The polymer solution was obtained with optimal formulation and flexible film.
    Keywords: Detachable polymer coating, Nuclear contaminants, pH, Uranyl Nitrate, detector
  • S. Safaei Arshi *, M. Amin Mozafari, S.M. Mirvakili Pages 50-58
    In order to enhance applicability of Tehran Research Reactor (TRR) for irradiation test of nuclear fuels and materials and considering TRR potential to provide required neutronic and thermal-hydraulic conditions for irradiation tests on domestic nuclear fuel samples, TRR fuel test loop is designed and fabricated. This test loop with 10 bar nominal pressure and 20m3/h nominal volumetric flow rate is designed to simulate thermal-hydraulic conditions of the reactor core in which, the fuels will be used.  In this research, safety assessment of the consequences of loss of flow accident in the fuel test loop due to primary pump breakdown is performed and the functions of safety systems to provide continuous cooling for the test fuel samples and also to mitigate any undesirable consequences of this accident are evaluated. In this regard, the probable scenarios are simulated using a RELAP5 model and the ability of the safety features of the loop to prevent any damage to the test fuel rods is evaluated. The results reveal that safety systems of test loop can provide safe condition during the accident in which the meat and clad temperatures of test fuels remain within the permissible limits.
    Keywords: Tehran Research Reactor, Fuel test loop, Safety assessment, Loss of flow accident
  • Sh. Farazmand, M. Mokari *, M.H. Alamatsaz Pages 59-66
    In radiotherapy, ionizing radiation is used to damage cells. Monte Carlo simulations of radiation interactions with DNA give us good information about the type of damage and their repair process, which can be very useful in treating cancer and protecting against radiation. The ionizing radiation damage includes single- and double-strand breaks as well as base lesions (SSB, DSB, BL). The DNA damage can be repaired through some processes within the cell. DNA damage, especially of DSBs that are mis-repaired or unrepaired, can result in cell death. This process plays a crucial role in killing cancer cells and treating cancer. In this research, first, the dose was calculated in the cell nucleus with the MCNPX code. Then, the possibility of different damage types in DNA was investigated by simulating the physical and chemical processes of low and high-energy electrons with the Geant4-DNA code. Then with the help of the Matlab software and mathematical modeling, we investigated the repair of DSBs for the latter energies. The results show that at ranging energies of 100 to 300 eV, the number of breaks increases, and for higher energies, it decreases due to the electron range in the cell nucleus. The repair reaction rate is also calculated from the NHEJ presynaptic process for ranging energies 100 eV to 1 MeV. In the repair section, the repair time at low energies is longer than the higher energies due to more DSBs.
    Keywords: DNA damage, DNA repair, Electron damage, DSB, NHEJ, MCNPX, Geant4-DNA
  • Y. Noshadi, E. Sattarzadeh Khameneh, S.M. Aghamiri, S. Kakaei *, H. Yousefnia Pages 67-77

    Bone metastases are one of the main consequences of some cancers, such as breast, lung and prostate cancers, which are accompanied by severe pain in the bone area. Gallium-68 radioisotope with a half-life of 68 minutes is one of the most suitable options in Positron emission tomography (PET) is used in nuclear medicine. In this study, one of the zoledronic acid derivatives was synthesized as a bone-seeking agent and then attached to the DOTA chelator. The DOTA-ZOL compound was finally used for 68Ga labeling. All synthesized products were identified by FT-IR, NMR and MASS spectroscopies. The radionuclide purity of gallium-68 was calibrated by HPGe detector and determined with a multi-channel analyzer (99.9%). The radiochemical purity of the generator wash solution was investigated by thin layer chromatography using two different solutions (100%). Labeling of the prepared complex with 68Ga was performed by DOTA chelator and the radiochemical purity of the final complex at the optimized conditions (pH=4, temperature 98ºC, reaction time: 30 min) was examined by thin layer chromatography technique and determined about 97%. The results of this study showed that 68Ga-DOTA-ZOL is a suitable diagnostic radiopharmaceutical for imaging bone metastases by PET method.

    Keywords: 68Ga, Labeled composition, PET, Zoledronic acid derivatives, Bone metastases
  • M. Tourang, A. Hadadi *, M. Athari - Allaf, D. Sardari, M.R. Zare Pages 78-83
    High energy photons (10-20 MeV) that originate form medical linear accelerator in Radiotherapy treatment room, produce neutron. The produced neutrons id absorbed with different materials in the accelerator, the environment and even patient body that produced radioactive materials. These radioactive materials may pose a risk of radiation exposure to the radiotherapists who go to the treatment room frequently between patients. This process may cause internal radiation exposure in addition to external radiation exposure.  In this research after the expose of 18 MV X-Ray by medical accelerator (Varian 2300C/D), the spectrum of accelerator head was collected by portable HPGe detector and 19 radioisotopes were recognized.
    Keywords: Portable High Purity Ge detector, Medical Linear Accelerator, Radiotherapy, Treatment room, Radiation protection
  • H. Akbarian Shourkaei, M. Mahdavi * Pages 84-90
    Introducing the effective potential between plasma particles is one of the common methods to study the behavior of particles in plasma. In this paper, it has been tried to define the effective potential for fully ionized hot dense plasma by using the dielectric response function method. In the dielectric response function method, it is first necessary to introduce an initial potential function, and an effective potential function is obtained with the help of its effect on plasma. The initial potential function used in this paper is the Hulthen potential function, which is used for the first time in these calculations. In the following, the effective potential on the interaction of plasma particles such as electron-ion, electron-electron and ion-ion interaction are compared with other results obtained from other theoretical studies for the same conditions of plasma parameters. The results show that this effective potential includes both the effects of hot dense plasma, i.e. collective effects at long distances and quantum effects at short distances, and represents a very good description of the behavior of particles in hot dense plasma media.
    Keywords: Hot dense plasma, Nonideal Plasma, Dielectric response function, Effective potential
  • S. Rezaei, M.J. Jafari *, E. Yazdani Pages 91-99
    Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) mechanism is one of the most common proton acceleration mechanisms in the experimental setup. In this work, the effect of field ionization on the proton acceleration performance in result of the interaction of high intensity laser pulses with different pulse lengths was studied using two-dimensional particle in cell (PIC) simulations. For this purpose, two solid (neutral) targets as well as fully ionized plasma target, made of aluminum layer with thickness of 0.5 μm, and paired with a thin layer of hydrogen with thickness of 50 nm are considered.  Simulation results showed that considering the constant pulse energy and a medium laser intensity (here a0 =10 for pulse width of 25 femtoseconds) the use of solid structure leads to an increase in the maximum energy of the protons by about 36%. In addition, the difference in proton cut-off energy between the solid target and the ideal plasma one decreases with increasing the laser pulse width.
    Keywords: Particle in cell simulation, laser proton acceleration, TNSA mechanism, laser pulse duration, field ionization
  • H. Alinejad * Pages 100-108
    This paper studies the bifurcation types and phase portrait properties of ion-acoustic traveling waves in a plasma comprising warm adiabatic ions and energetic electrons with a nonthermal distribution function. A dynamical system is first derived for the evolution of the low-frequency wave, and then the bifurcation response is determined on the fixed points-energetic electron concentration plane. Our numerical results show that the motion dynamics of traveling waves undergo a transcritical bifurcation for a given value of energetic electrons. Both solitary and nonlinear periodic waves coalesce and switch their stability at the critical electron density value. Moreover, for higher values of the fast electrons density, a saddle-node bifurcation occurs, which leads to the propagation of periodic waves in plasma. The existence domain of bifurcation and transition between nonlinear modes are also determined for different values of ion temperature and energetic electrons density.
    Keywords: Bifurcation analysis, Low-frequency waves, Phase portrait, energetic electrons
  • F. Mansourzadeh, J. Safdari, A.A. Ghorbanpour Khamseh *, M.H. Mallah Pages 109-117

    Among the noble gases, Xenon isotopes are the most widely used. So far, no specific strategy has been published for separating all Xenon stable isotopes with the highest number of stable isotopes. In this research, a computational code, SQCAS, is prepared to determine the target isotope separation strategy in light or heavy current. The prepared code investigates the separation of the natural isotopes in proportion to the feed concentration by changing the parameters of the square cascade and modeling it at each step. All stable isotopes of natural xenon are separated using a square cascade in 32 steps for the certain feed (200kg). The proposed square cascade has 20 stages. In each stage, 10 centrifuges were used. Also, the separation factor for the unit mass difference in this research equals 1.2. Using this strategy, the enrichment of nine isotopes increases from 0.9393, 0.0009, 0.01917, 0.2644, 0.408, 0.2118, 0.2689, 0.1044, and 0.087 to 98.72%, 91.3%, 92.79%, 92.63%, 83.77%, 90.12%, 91.64%, 95.68%, and 99.04%, respectively. The results show that the highest recovery is related to the end isotopes, and the lowest recovery is related to Xe-135 isotope.

    Keywords: stable isotopes, Separation, Square cascade, Gas Centrifuge, Xenon, Recovery
  • S. Rasouli Garmarodi *, A. Nilchi, M.R. Yaftian, J. Rafiei Pages 118-124
    In this study, organic gas steam liquid extraction (OGS-LE) by using a particular homemade extraction cell was proposed to extract and determine cadmium in aqueous solutions. The variables of interest in the OGS-LE method in this research are extraction solvent volume, pH of the aqueous solution, the molar ratio of extractant agent, and heated chamber temperature, which were investigated. Under the optimized conditions, the limit of detection (LOD) and limit of quantification (LOQ) of this method were found to be 0.03 μg L−1 and 0.09 μg L−1 for Cd2+ ions. The linear concentration range was 0.1-1 μg L−1 , and the percent relative standard deviation (RSD %) was 3.7%.
    Keywords: Cadmium determination, Organic Gas Steam-Liquid Extraction, Aqueous Solutions
  • A. Eshaghi, E. Zolfonoun *, A. Gholami Pages 125-131
    Magnetic ionic liquids (MILs) have received increasing attention as solvent systems in various extraction techniques. The MILs are obtained by incorporating high-spin transition metals within the ionic liquids. In this study, a rapid and straightforward approach based on MILs as the extraction phase was developed to extract and separate uranium from water samples. The hydrophobic MILs trihexyltetradecylphosphonium tetrachloromanganate ([P6,6,6,14+]2[MnCl42−]) was prepared and employed as extraction solvent. The MILs were dispersed into the aqueous sample solution as fine droplets by ultrasonication, and then a rod magnet was used to collect the MIL microdroplets from the aqueous solution. The effect of different experimental parameters such as pH, the complexing agent, the concentration of salt, and sonication time on uranium extraction efficiency were studied and discussed. The practical applicability of the developed method was examined using natural water samples, and the recoveries for the spiked samples were greater than 95 %. The results indicated that the method could be successfully applied to extract and separate uranium from real water samples.
    Keywords: Uranium, Microextraction, Magnetic ionic liquids, Ultrasound-assisted extraction
  • M.B. Ahmadkhani, M. Yazdi *, M. Behzadi, Kh. Khoshnoodi, B. Shokouh Saljoughi Pages 132-140
    The Chapdoni-Posht-e-Badam complex is located in the Central Iranian structural zone and the northeast of Yazd province. This complex is one of the areas with high potential for thorium-rare earth elements mineralization in Central Iran. In this research, the network modeling method has been used to determine the type and potential of Th-REE mineralization in the study area. Different methods such as geochemistry, geophysics, remote sensing, field observations, and laboratory works have been used, and different criteria have been considered for scoring. After applying the mentioned methods, creating a database, and combining multiple layers, the mineralization model or possible deposit types have been determined. This research uses a network method to integrate different data layers and model them to produce a mineralization potential map. The results obtained for different types of mineralization models were combined in the form of final modeling, and a comprehensive map of mineralization potential was prepared. Finally, mineralization types related to granite, metasomatism, and metamorphism were determined for thorium and rare earth elements in the Chapdoni-Posht-e-Badam complex. The mineralization potential of thorium-rare earth elements in the center and south of the study area is more than in other places.
    Keywords: Modeling, Thorium-rare earth elements, Chapedoni-Posht-e-Badam complex, Central Iranian structural zone
  • M. Mirzaei, M. Gorji Anari, E. Moghiseh *, H. Asadi Pages 141-148
    The use of nuclear techniques can be helpful in the selection and implementation of optimal agronomic practices as well as the provision of appropriate management strategies in soil and water conservation, achieving sustainable development goals. In this study, we investigated the effects of applying wheat and maize crop residue at five rates, including 0, 25, 50, 75, and 100 %, on the dynamics of soil particulate organic matter (POM) and its origin at depths of 0-10 and 10-20 cm under conventional tillage and no-tillage systems were aimed. For this purpose, the natural abundance of carbon-13 (δ13C) technique was used. The results showed that increasing residue rates in the conventional tillage system increased the amount of δ13C at two soil depths of 0-10 and 10-20 cm. In the no-tillage system, increasing residue rates led to an increase of δ13C only for the depth of 0-10 cm, and no significant differences were observed among residue treatments at a depth of 10-20 cm. In addition, the comparison of δ13C values ​​of soil and plant residues of wheat and corn confirmed that the main source of soil particulate organic matter originated from the wheat residue, indicating the more substantial effect of wheat residues on improving soil organic matter than maize.
    Keywords: Carbon sequestration, sustainable production, conservation tillage, Nuclear Technique, soil management
  • Sh. Bagheri, S.A.H. Feghhi, H. Ghasemi Mobtaker *, A.M. Taherian, H. Aghayan, T. Yousefi Pages 149-155

    This study investigates the distribution coefficient of strontium in a soil sample in the south of Tehran. In this research, the columnar method  was used to determine the distribution coefficient of strontium. Also, the effect of three factors, pH, strontium concentration, and soil height in the column was studied using the RSM method's experimental design. For this purpose, five different levels were considered for each parameter, and the experiments were designed and performed by MiniTab software. According to the results obtained in the predicted model, pH, column height, interaction between pH and column height, the interaction between pH and strontium concentration, and interaction between strontium concentration and column height are important. The square of the coefficients as well as the concentration of strontium, did not have much effect on the distribution coefficient. The most significant effect is due to the height of the column, which increases with increasing the height of the column. The rate of conformity of the predictive equation with the actual values ​​is 96.39%, which is an acceptable value.

    Keywords: Distribution Coefficient, Strontium, Response surface method, Adsorption
  • E. Rastkhah, F. Fatemi *, P. Maghami Pages 156-171
    Shewanella RCRI7 has the ability to reduce uranium under anaerobic conditions. Bacterial function of one- and ten-day cultured colonies in terms of uranium removal ability, morphological changes and viability in anaerobic solution containing uranium and nitrate has been investigated in this study. The results showed that one-day bacteria grew faster than ten-day bacteria at a concentration of 2 mM Uranium, while the uranium removal percentage of ten-day bacteria is higher than that of one-day bacteria, which are adsorbed by the bacterial masses through biosorption. Bioremediation of uranium in one-day cultured bacteria was confirmed by XRD analysis, spectrophotometry and morphological examination by light microscopy. 4-month and 9-month samples from one-day colony had 96% and 99% uranium removal, respectively, indicating the stability of soluble uranium removal over long periods of time. One-day and 4-month samples containing nitrate and uranium also confirmed the ability to remove uranium in the presence of nitrate at a concentration of 20 g /L, which shows the ability of this native bacterium to reduce the uranium in the presence of nitrate, introducing this as a suitable option for future studies.
    Keywords: shewanella RCRI7, Uranium Bioremediation, Spectrophotometry, Morphology, XRD
  • P. Najafi, S. Talebi * Pages 172-180
    This paper provides a techno-economic assessment of coupling VVER-1000 Power Plants and hybrid desalination processes, including MED-TVC and RO systems, with a total 100,000 m3/day freshwater capacity. DEEP and DE-TOP tools initially developed by IAEA for evaluating nuclear desalination projects are used here. To reduce the environmental effect of rejecting waste brine and increasing the efficiency of the RO system, in the proposed hybrid desalination system, the waste of MED-TVC is used as the feed water of the RO system. DE-TOP obtained the most efficient extraction steam point to supply MED-TVC system with 90MWth at the point with a pressure of 1.1 MPa and mass flux of 121 kg/s. An intermediate circuit is considered to ensure there will be no contamination into the produced water to comply with IAEA safety requirements. In this manner, the power plant's cogeneration efficiency reaches 33% to 34%. Furthermore, the financial results show freshwater's levelized cost is almost 1.06 $/m3.
    Keywords: Nuclear Desalination, DEEP, DE-TOP, Techno-economic Assessment