فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و پنجم شماره 3 (پیاپی 109، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/26
  • تعداد عناوین: 21
|
  • محمد طاهری، مریم خواجه نوری، زهرا شیری یکتا*، فاضل ضحاکی فر صفحات 1-12

    با توسعه فعالیت های هسته ای مختلف، تولید پساب های حاوی یون های فلزی سنگین افزایش یافته است. یکی از مهم ترین یون های فلزی که مضرات زیادی برای محیط زیست و موجودات زنده و به خصوص انسان دارد، یون اورانیل است. روش های زیادی برای حذف یون های فلزی وجود دارد که جذب زیستی ارزان ترین وکاراترین روش است. در این تحقیق به جذب یون اورانیل از محلول های آبی توسط تفاله چای پرداخته شده است. تفاله چای به دلیل حضور گروه های عاملی مختلف مانند کربوکسیل، هیدروکسیل، آمین و... از پتانسیل مناسبی جهت جذب یون های فلزی برخوردار است. پارامترهای موثر در جذب از جمله پارامترهای pH ، میزان جاذب، دما، غلظت اولیه اورانیل و زمان تماس بررسی شدند و از روش سطح پاسخ (RSM) برای انجام آزمایش ها و تحلیل نتایج استفاده شد. نقطه بهینه برای جذب اورانیل توسط جاذب تفاله چای 9/3pH=، دماC °25، میزان جاذبg 275/0، غلظت اولیه اورانیل mg/L 10و زمان تماس 90 دقیقه به دست آمد. ایزوترم فرندلیچ و مدل شبه مرتبه دوم بهترین مدل ایزوترم و سینتیکی برازش شده با نتایج است. نتایج نشان داد که جاذب زیستی تفاله چای، عملکرد مطلوبی برای جذب اورانیل از پساب واقعی داشته و میزان جذب 50/93% است.

    کلیدواژگان: جذب زیستی، تفاله چای، اورانیل، روش سطح پاسخ
  • اندازه گیری رادیوزنون حاصل از شکافت با استفاده از روش طیف نمایی گاما
    پونه طیبی*، محسن طبسی، محمد قنادی مراغه صفحه 2

    یکی از محصولات شکافت هسته ای اورانیوم، رادیوایزوتوپ های زنون هستند. این رادیوایزوتوپ ها در فرآیند انحلال هدف اورانیومی برای استحصال 99Mo به صورت گاز، رهاسازی می شوند. هدف این پژوهش، اندازه گیری فعالیت رادیوایزوتوپ های زنون رها شده، می باشد. به این منظور، رادیوزنون با استفاده از جاذب کربن فعال از دیگر محصولات شکافت جدا گردیده و پس از عبور از الک کربنی، خالص می شود. رادیوزنون خالص، به درون محفظه اندازه گیری هدایت شده و با استفاده از آشکارساز HPGe اندازه گیری می شود. برای کالیبراسیون بازدهی آشکارساز از دو روش تجربی و شبیه سازی با کد MCNPX27e استفاده شده و اختلاف بین این دو روش کمتر از 22 درصد بوده است. به این ترتیب میانگین فعالیت cc 100 از گاز رادیوزنون، در لحظه پس از پایان پرتودهی برابر Bq 54225 حاصل شد.

    کلیدواژگان: شکافت اورانیوم، رادیوزنون، طیف نگاری گاما، آشکارساز HPGe، کربن فعال، الک مولکولی کربن
  • طراحی مفهومی سیستم اندازه گیری غنا و وزن پودر اورانیوم تترافلوراید
    محسن شریف زاده* صفحه 3

    یکی از مراحل مهم در چرخه سوخت هسته ای غنی سازی اورانیوم است. ضروری است در مسیر رسیدن به اورانیوم با غنای موردنظر تاسیسات، فرایندهای کنترلی با استفاده از اندازه گیری مستمر صورت پذیرد. از طرفی به سبب قرارگیری در محیط با پرتوزایی خارجی بالا و نیز مستعد برای پرتوگیری داخلی اپراتور به ویژه هنگام کار با پودر اورانیوم ضروری است از ابزاردقیق با توانایی مانیتورینگ آنلاین و مداوم استفاده گردد که ابزاردقیق هسته ای جایگاه ویژه ای در این بین ایفا می کند. در این کار تحقیقاتی بر آن شدیم تا بر روی طراحی مفهومی سیستم اندازه گیری درصد غنا و وزن پودر اورانیوم تترافلوراید درون مخازن بارگیری و جابجایی موجود در صنعت هسته ای کار کنیم. بدین منظور و با هدف کاستن از هزینه ها و در عین حال حذف حداکثری خطای شمارش تمرکز بر روی خوانش صرفا پرتوهای گامای گسیلی از پودر و یا همراه با چشمه رادیواکتیو جانبی موردنظر قرار گرفت. اساس طراحی بر بهینه-سازی مکان هندسی آشکارساز/آشکارسازهای سوسوزن اطراف مخزن حاوی پودر اورانیوم تترافلوراید به منظور داشتن بیشینه دقت در اندازه گیری قرار گرفت. نتایج شبیه سازی در محیط نرم افزار مونت کارلو نشان می دهد به ازای درصدهای مختلف غنا و نیز ارتفاع های مختلف پودر اورانیوم درون مخزن استوانه ای قادریم در زوایای خاص بیشینه دقت را در اندازه گیری دو پارامتر درصد غنا و وزن پودر داشته باشیم.

    کلیدواژگان: اورانیوم، اورانیوم تترافوراید، توزین، غنا، طراحی مفهومی، اندازه گیری
  • بررسی اثر هندسه ی الکترودها بر پاسخ آشکارساز تابش فرابنفش مبتنی بر نانومیله های اکسیدروی
    زهرا سادات حسینی*، عبدالله مرتضی علی صفحه 4

    در این پژوهش، آشکارسازهای تابش فرابنفش با پاسخ قابل کنترل بر پایه ی لایه نازک متشکل از نانومیله های نسبتا عمود اکسید روی (ZnO) ساخته شدند. نانومیله های عمودی به روش حمام شیمیایی بر روی زیرلایه های شیشه دانه گذاری شده رشد داده شدند. سپس با استفاده از تکنیک های میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)، پراش پرتو ایکس (XRD)، طیف سنجی فوتولومینسانس (PL) و پراش انرژی پرتو ایکس (EDAX) مشخصه یابی شدند. اثر تغییر محیط و مساحت الکترودهای شانه ای درهم تنیده بر پاسخ دهی و جریان تاریک آشکارساز تابش UV بر پایه ی نانومیله های ZnO بررسی شد. پاسخ دهی آشکارساز با کاهش محیط الکترود و ثابت نگه داشتن مساحت ناحیه فعال روند نزولی نشان داد. با ثابت نگه داشتن محیط الکترود در مقدار بیشینه دیده می شود که پاسخ آشکارساز با افزایش گاف بین انگشت های الکترودها افزایش می یابد به طوریکه در فاصله گاف µm 160 به مقدار بیشینه اش به بزرگی AW-1 105 با اعمال ولتاژ بایاس V 2 می رسد. سازوکار حاکم بر تغییر پاسخ دهی با تغییر هندسه ی الکترودها بر اساس تغییر مساحت نواحی تهی حاصله از سدهای شاتکی بین طلا و اکسید روی و سدهایی که در مرز بین میله های ZnO به سبب جذب و واجذب گونه های اکسیژن شکل می گیرد، پیشنهاد می شود. این پژوهش روشی ساده برای بهینه سازی پاسخ دهی افزاره های آشکارسازی به منظور کاربردهای عملی ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: آشکارساز تابش فرابنفش، هندسه الکترود، نانومیله های عمود، اکسید روی، الکترودهای شانه ای درهم تنیده
  • شبیه سازی ذره ای رشته ای شدن باریکه های لیزر در برهمکنش دو باریکه نسبیتی با پلاسمای کم چگال
    سید ابوالفضل قاسمی*مطهره لواسانی، مسعود پیشدست، جمال الدین یزدان پناه صفحه 5

    با اعمال دو باریکه پرشدت نسبیتی تحت شرایط مختلف بر پلاسمای کم چگال، تاثیر فاصله و زاویه نسبی باریکه ها بر رشته ای شدن آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با استفاده از کد ذره در سلول دو بعدی SMILEI نشان می دهند، زمانی که فاصله دو باریکه صفر است و زاویه نسبی بین آن ها وجود ندارد، نتایج منطبق با رفتار یک پالس قوی با شدت چهار برابر تک پالس است. همچنین، تاثیر تغییرات پارامتر زاویه بر رشته ای شدن باریکه ها به مراتب مهم تر از تاثیر پارامتر فاصله است. با تغییر و افزایش فاصله دو باریکه در زاویه ثابت، تشکیل کانالهای مجزایی مشاهده شده است که تفکیک آنها با افزایش فاصله پالس بیشتر می شود. در بررسی اثر زاویه بر رشته ای شدن به ازای ، تشکیل دو کانال مجزا و پیشروی در پلاسما مشاهده شده است. به طوریکه با افزایش زاویه به کانال ها با هم ادغام شده و منجر به تشکیل یک تک کانال عریض چگالی می شود. بیشترین کانال های رشته ای مشاهده شده به ازای مقدار مشخصی از فاصله دوپالس، در زاویه نسبی میانی ، رخ می دهد. با توجه به اهمیت رشته ای شدن و به هم پیوستن کانالها در ارتباط با موضوع پایداری انتشار پالس های پرتوان، این بررسی نشان می دهد که تغییرات زاویه نسبی بین دو باریکه و اثر آن در رشته ای شدن باریکه می تواند در زوایایی بر انتشار موثر و پایداری پالس پرتوان تاثیرات منفی داشته باشد که در برخی آزمایشات از جمله گداخت محصور سازی لیزری مطلوب نیست.

    کلیدواژگان: انرژی جنبشی الکترون، برهمکنش لیزر-پلاسما، کد ذره در سلول، رشته ای شدن باریکه ی لیزر، SMILEI
  • شبیه سازی ذره ای رشته ای شدن باریکه های لیزر در برهمکنش دو باریکه نسبیتی با پلاسمای کم چگال
    سید ابوالفضل قاسمی*، مطهره لواسانی، مسعود پیشدست، جمال الدین یزدان پناه صفحه 6

    با اعمال دو باریکه پرشدت نسبیتی تحت شرایط مختلف بر پلاسمای کم چگال، تاثیر فاصله و زاویه نسبی باریکه ها بر رشته ای شدن آن ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی ها با استفاده از کد ذره در سلول دو بعدی SMILEI نشان می دهند، زمانی که فاصله دو باریکه صفر است و زاویه نسبی بین آن ها وجود ندارد، نتایج منطبق با رفتار یک پالس قوی با شدت چهار برابر تک پالس است. همچنین، تاثیر تغییرات پارامتر زاویه بر رشته ای شدن باریکه ها به مراتب مهم تر از تاثیر پارامتر فاصله است. با تغییر و افزایش فاصله دو باریکه در زاویه ثابت، تشکیل کانالهای مجزایی مشاهده شده است که تفکیک آنها با افزایش فاصله پالس بیشتر می شود. در بررسی اثر زاویه بر رشته ای شدن به ازای ، تشکیل دو کانال مجزا و پیشروی در پلاسما مشاهده شده است. به طوریکه با افزایش زاویه به کانال ها با هم ادغام شده و منجر به تشکیل یک تک کانال عریض چگالی می شود. بیشترین کانال های رشته ای مشاهده شده به ازای مقدار مشخصی از فاصله دوپالس، در زاویه نسبی میانی ، رخ می دهد. با توجه به اهمیت رشته ای شدن و به هم پیوستن کانالها در ارتباط با موضوع پایداری انتشار پالس های پرتوان، این بررسی نشان می دهد که تغییرات زاویه نسبی بین دو باریکه و اثر آن در رشته ای شدن باریکه می تواند در زوایایی بر انتشار موثر و پایداری پالس پرتوان تاثیرات منفی داشته باشد که در برخی آزمایشات از جمله گداخت محصور سازی لیزری مطلوب نیست.

    کلیدواژگان: انرژی جنبشی الکترون، برهمکنش لیزر-پلاسما، کد ذره در سلول، رشته ای شدن باریکه ی لیزر، SMILEI
  • مطالعه تجربی رفتار سیم های زودگداز و دیر گداز در سیستم تخلیه الکتریکی پالسی 1 کیلوژول
    مریم اکبری نساجی، مرتضی حبیبی*، رضا امرالهی صفحه 7

    در این مقاله به مطالعه تجربی رفتار سیم های انفجاری زود گداز (مس-نیکل) و دیرگداز (تنگستن) در سامانه های تخلیه الکتریکی پالسی پرداخته شده است. انرژی سامانه 1 کیلوژول و طول سیم 4 سانتی متر و قطر آن 200 میکرومتر در نظر گرفته شده است. جهت مطالعه رفتار سیم ها، پارامترهای الکتریکی جریان و ولتاژ تخلیه الکتریکی و موج شوکی بررسی شده است. در سیم های زود گداز جریان به صورت پریودیک برقرار می شود و دارای دو قله است. در سیم های دیرگداز دو قله جریان به فاصله زمانی بیشتری تشکیل می شوند که نشان می دهد سطح انرژی 1 کیلو ژول برای تغییر حالت و ایجاد پلاسما در این نمونه از سیم ها کافی نبوده است. نهایتا با شرایط فعلی آزمایش و مقایسه نتایج تجربی دیده می شود که سیم های زود گداز نسبت به نمونه های دیرگداز موج شوکی قوی تری را ایجاد می کنند. مقدار این فشار در سیم زود گداز(مس-نیکل) 5/8 مگا پاسکال و در سیم دیرگداز(تنگستن) 6 مگا پاسکال است. همچنین جریان تخلیه الکتریکی برای سه سیم مس-نیکل با قطرهای 100 و 200 و 300 میکرومتر را با هم مقایسه کردیم و از لحاظ تجربی مشاهده کردیم جریان تخلیه الکتریکی در سیم با قطر ضخیم تر بیشتر است.

    کلیدواژگان: سامانه پلاسمای پالسی، موج شوکی، سیم انفجاری، تخلیه الکتریکی
  • استفاده از تحلیل آماری افت وخیزهای ناهمبسته برای شناسایی سامانه های آشکارسازی هسته ای حالت پالسی
    محمد ارکانی* صفحه 8

    یکی از فرآیند های تصادفی که در اکثر آزمایش های هسته ای مشاهده می شود، فرآیند تصادفی پواسون است. با توجه به اثر زمان مرده در سامانه-های آشکارسازی حالت پالسی، فرآیند اندازه گیری شده در خروجی آشکارساز نسبت به فرآیند تصادفی پواسون دارای اعوجاج است. در این تحقیق با استفاده از روش های تحلیل آماری به شناسایی سامانه های آشکارسازی حالت پالسی پرداخته شده است. یکی از آشکارسازهای نوعی که در حالت پالسی کار می کند، آشکارساز BF3 است. در این پژوهش یک آشکارساز BF3 نوعی برای پیاده سازی روش فوق انتخاب شد و سپس پالس های مشاهده شده در خروجی آشکارساز در حوزه زمان با استفاده از تحلیل آماری افت و خیزها اندازه گیری و تحلیل گردید. در آزمایش هایی مانند اندازه گیری های مربوط به تیوری نوفه راکتور قدرت صفر، تابع انتقال سامانه آشکارسازی استفاده شده نیز خود بر نتایج بدست آمده اثر گذار است. از این رو آگاهی از تابع انتقال سامانه آشکارسازی به کار گرفته شده در این آزمایش ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. همچنین، در اندازه-گیری هایی که در آن ها تصحیح زمان مرده سامانه آشکارسازی ضروری است، مشخص بودن تابع انتقال می تواند اطلاعات مفیدی از اثرات زمان مرده را در اختیار قرار دهد. در این پژوهش تابع انتقال یک سامانه آشکارسازی نوترون نوعی که بر پایه ی آشکارساز BF3 است بررسی شده است.

    کلیدواژگان: پالس های تصادفی ناهمبسته، تابع توزیع احتمال پواسون، آشکارساز هسته ای
  • تحلیل پایای نوترونی و ترموهیدرولیک مجتمع های سوخت راکتور هسته ای بوشهر با استفاده از روش نودال بسط شار و تک کانال گرم شونده
    داود نقوی دیزجی، علی کللی، ناصر وثوقی* صفحات 13-21

    برای تحلیل نوترونی-ترموهیدرولیکی قلب راکتورهای هسته ای، نیاز به توسعه نرم افزارهای محاسبات هسته ای جهت محاسبه پارامترهای نوترونی-ترموهیدرولیکی به منظور بهره برداری ایمن از آن ها می باشد . در این مقاله نرم افزار S4HC جهت انجام محاسبات ترموهیدرولیکی قلب در حالت پایا به روش تک کانال گرم شونده توسعه داده شد. به منظور تحلیل قلب راکتور بوشهر، پس از محاسبه پارامترهای نوترونی به روش نودال بسط شار ، به تحلیل ترموهیدرولیکی مجتمع های سوخت با استفاده از نرم افزار S4HC پرداخته شد. پس از انجام محاسبات ترموهیدرولیکی برای مجتمع های سوخت ازجمله مجتمع سوخت داغ، نتیجه شد که تمام پارامترهای ترموهیدرولیکی سیال خنک کننده در حدود مجاز خود قرار دارند و راکتور دارای حاشیه مناسبی از حالت اشباع است.

    کلیدواژگان: تحلیل نوترونی-ترموهیدرولیک، تک کانال گرم شونده، نودال بسط شار مرتبه بالا، S4HC، راکتور بوشهر
  • منیژه داینی، سیمیندخت شیروانی*، علی بهرامی سامانی، ایمان دهقان صفحات 22-28

    محصول فرایند خالص سازی مولیبدن-99 حاصل از انحلال اسیدی محصولات حاصل از شکافت اورانیوم-235، اغلب از درجه خلوص 95%-90% برخوردار است که ناخالصی های اکتیو و غیر اکتیو موجود در آن سبب تخریب و کاهش راندمان در ژنراتورهای mTc99Mo/99 می شوند. استفاده از روش تصعید غیر مستقیم به عنوان یک مرحله اضافه برای افزایش خلوص و کاهش اتلاف مولیبدن به جای تصعید مستقیم می تواند تا حدی موثر باشد. در این روش مولیبدن محصول با عبور از ستون حاوی آلومینا جذب آن شده و پس از خشک شدن جاذب، تصعید خواهد شد. در پژوهش حاضر، عوامل موثر در جذب مولیبدن بر روی بستر آلومینا شامل مقدار جاذب، حجم و سرعت جریان محلول ورودی و غلظت مولیبدن آن، بهینه سازی شده و در نهایت راندمان جذب به 99-97% رسیده است. این مقادیر برای تولید mg20 مولیبدن-99 در مقیاس صنعتی در نظر گرفته شده است.

    کلیدواژگان: مولیبدن-99، استخراج فاز جامد، تصعید، تکنسیم m99
  • فاطمه بلوری نوین، محمد میرزایی*، رضا فقیهی، فریبا جوهری دها، صدیقه سینا، کمال حداد، حسن یوسف نیا، فاطمه بادی پا صفحات 29-35

    در این مطالعه، به منظور تولید و توسعه یک رادیوداروی جدید تشخیصی جهت تصویربرداری از تومورهای حاوی گیرنده سوماتوستاتین، ترکیب نشاندار ایندیوم-m113-دوتاتیت در شرایط بهینه با استفاده از ژنراتور تولید شده در داخل کشور تهیه شده و مطالعات پیش بالینی آن انجام شد. محصول نهایی با خلوص رادیوشیمیایی نزدیک به 99٪ (RTLC و HPLC) و اکتیویته ویژه حدود اکتیویته ویژه حدود Bq/mol 1015 ×2/26 حاصل گردید. بررسی پایداری ترکیب نشاندار، خلوص رادیوشیمیایی بیش از 96٪ را حداقل تا سه ساعت در بافر PBS و در سرم خون انسانی را نشان داد. نتایج بررسی توزیع زیستی و تصاویر ترکیب نشاندار ایندیوم-m113-دوتاتیت در موش های سالم نشان داد که اندام های مجاری گوارشی مانند پانکراس، معده و روده که دارای سلولهای بیان کننده گیرنده سوماتوستاتین هستند، جذب بالایی دارند.

    کلیدواژگان: ایندیوم-m113، دوتاتیت، SPECT، بررسی توزیع زیستی
  • زهره غلام زاده*، بهروز رکرک صفحات 36-45

    کبالت-60 به عنوان یک چشمه پرتوزا صنعتی مهم در استریلیزاسیون مواد غذایی و تجهیزات پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. چشمه های kCi عمدتا می توانند برای تحقیقات آزمایشگاهی مورد استفاده قرار گیرند با این حال مراکز صنعتی معدودی وجود دارند که از این چشمه ها برای پرتودهی محصولات کشاورزی استفاده می کنند. لذا در این مطالعه، پتانسیل تولید چشمه های چند ده کیلوکوری میله ای کبالت-60 در راکتور تحقیقاتی تهران با استفاده از کد MCNPX بررسی شده است. مجتمع های مختلف شامل میله های کبالت-59 توسط کد محاسباتی مدل شد. همچنین بارگذاری مجتمع میله ای کبالت-59 در آرایش های مختلف قلب راکتور تحقیقاتی تهران بررسی شد و بهره تولید کبالت-60 در هر یک از موارد مدل شده محاسبه شد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد با بهینه سازی مجتمع میله ای کبالت-59 در یک آرایش 27-تایی قلب سال 1401راکتور تحقیقاتی تهران می توان پس از 3 سال پرتودهی به حدود kCi 40 محصول کبالت-60 دست یافت. استفاده از بازتاباننده برلیوم با هندسه بهینه شده می تواند راکتیویته منفی ایجاد شده ناشی از بارگذاری مجتمع کبالت-59 را کاهش دهد. همچنین بارگذاری مجتمع کبالت-59 در حاشیه قلب تعادلی راکتور تحقیقاتی تهران می تواند منجر به تولید حدود kCi 23 کبالت-60 گردد.

    کلیدواژگان: امکان سنجی، کبالت-60، چشمه کیلوکوری، کد MCNPX
  • مهدی ولی پور*، سید ابوالفضل حسینی صفحات 46-56

    در این مطالعه، از کد مبتنی بر روش مونت کارلو Geant4 برای شبیه سازی مجموعه ی آشکارساز NE-213 دو اینچی و چشمه ی Am-Be موجود در دانشکده مهندسی انرژی شریف، استفاده شد و طیف گاما و نوترون این چشمه در آشکارساز مذکور از طریق شبیه سازی بدست آمد. سپس، جهت مقایسه و تحلیل نتایج، طیف گاما و نوترون در یک چیدمان آزمایشگاهی مشابه به روش جداسازی آنالوگ تفکیک کسر ثابت به دست آمد؛ در ادامه، سه نمونه فیلتر دیجیتال در نرم افزار متلب تعریف شدند تا نتایج اعمال آن ها بر روی داده های حاصل از شبیه سازی انجام شده توسط Geant4، بررسی شود. در این مقاله، مطالعه بر روی فیلترهای دیجیتالی مثلثی، ذوزنقه ای و قله ای با سطح فوقانی مسطح انجام شد و با مقایسه ی نتایج حاصل به ازای مقادیر مختلف متغیرهای موثر در هر فیلتر با نتایج حاصل از آزمایش انجام شده در آزمایشگاه، مقادیر بهینه ای برای متغیرهای مرتبط با هر فیلتر بدست آمد. با بررسی های صورت گرفته، برای فیلتر مثلثی به ازای 11k=، برای فیلتر ذوزنقه ای به ازای 10k= و 5L= و برای فیلتر قله ای با سطح فوقانی مسطح به ازای 10k= و 20L= بهترین نتایج بدست آمد. در نهایت این نتیجه به دست آمد که در بحث کیفیت جداسازی، فیلتر ذوزنقه ای می تواند انتخاب مناسب تری باشد.

    کلیدواژگان: فیلترهای دیجیتالی، Geant4 چ، شمه ی Am-be، آشکارساز NE-213، جداسازی طیف نوترون-گاما
  • محمدعلی معصوم پرست کتک لاهیجانی، سهیل خوشبین فر* صفحات 57-65

    در این پژوهش، اثر اعمال همزمان چرخش پلاسما و میدان مغناطیسی خارجی ایستا در پلاسمایی با تابعیت توانی چگالی بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی -تیلور به صورت تحلیلی مطالعه شده است. پلاسمای مد نظر چینه ای تراکم ناپذیر است و بین دو صفحه یz=0 و z=h محصور شده است. در رژیم آهنگ رشد خطی، رابطه ی پاشندگی برای مجموعه معادلات MHD ایده آل با اعمال اثر چرخش و شرایط مرزی مناسب استخراج شد. رابطه پاشندگی پایانی، تاثیر ترکیب هم زمان میدان مغناطیسی افقی و سرعت زاویه ای ثابت پلاسما را بر آهنگ رشد ناپایداری رایلی تیلور به خوبی نشان می دهد. نتایج نشان می دهند که آهنگ رشد ناپایداری به مولفه افقی میدان مغناطیسی، چرخش پلاسما و همچنین پارامتر بی بعد λ*بستگی دارد. بیشینه ی ناپایداری در مقدار 5/1-= λ*رخ می دهد. در مقایسه با حالت غیر دورانی متناظر، نتایج اخیر نشان می دهد که ترکیب هم زمان چرخش و میدان مغناطیسی خارجی ایستا، مدیریت آهنگ رشد ناپایداری را بهبود می دهد.

    کلیدواژگان: چرخش پلاسما، میدان مغناطیسی محوری، معادلات MHD ایده آل، گرادیان چگالی توانی، ناپایداری رایلی تیلور مغناطیسی
  • احمد شریفی*، زهرا سرگزی مقدم، مهدیه خرازی، آزاده خادم، مریم مرادیان صفحات 66-74

    این تحقیق با هدف بررسی امکان ایجاد تنوع و دستیابی به ژنوتیپ های جدید با استفاده از اشعه گاما و EMS در کشت درون شیشه ای گیاه بنفشه آفریقایی انجام شد. در این بررسی ابتدا ریزنمونه ها در شرایط این ویترو کشت و سپس با دوزهای مختلف اشعه گاما و یا EMS تیمار شدند. نتایج نشان داد که افزایش دوز اشعه گاما و EMS سبب کاهش درصد باززایی ریزنمونه ها، تعداد گیاهچه باززا شده و تعداد برگ آنها شد. همچنین افزایش دوز اشعه گاما سبب افزایش تنوع و تغییرات مورفولوژیک در گیاهان باززا شده گردید. بطوری که در برگ ها تغییر رنگ، شکل، اندازه و پیچش مشاهده شد و برخی گل ها کم پر شدند و یا تغییر شکل یافتند. ارزیابی تنوع ژنتیکی نمونه های تیمار شده با استفاده از نشانگر ISSR و 8 آغازگر در انجام واکنش PCR انجام شد که در مجموع 71 باند قابل امتیازدهی ایجاد شد. بررسی دندروگرام حاصل از تجزیه خوشه ای با استفاده از ضریب تشابه جاکارد و روش الگوریتم UPGMA تنوع بالایی را در بین نمونه های مورد بررسی نشان داد. موتانت های ایجاد شده با یک سطح تیمار در سطح تشابه 51/0 درصد به 4 گروه اصلی تقسیم بندی شدند و دامنه تشابه ژنتیکی از 98/0-45/0 متغیر بود. در نهایت 5 موتانت حاصل از دزهای مختلف اشعه گاما با مقایسه تغییرات مورفولوژیکی و مولکولی مورد تایید قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که می توان از تابش گاما و القای تنوع در شرایط کشت بافت به عنوان راهبردی مناسب جهت افزایش تنوع در این گیاه استفاده نمود.

    کلیدواژگان: افزایش تنوع، القای موتاسیون، کشت بافت، ISSR
  • راضیه خلیل زاده، الناز خلیل زاده*، زهره دهقانی، علیرضا پیرزاد، امیر چخماچی صفحات 75-83

    فناوری پلاسمای سرد اتمسفری به عنوان جایگزینی مناسب برای روش های سنتی و سازگار با محیط زیست کاربردهای گسترده ای در کشاورزی پیدا کرده است. در این تحقیق، اثر تیمار پلاسمای RF روی صفات جوانه زنی دانه روغنی کلزا در پاسخ به تنش خشکی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور، آزمایش به صورت فاکتوریل در قالب طرح پایه کاملا تصادفی با سه تکرار در سال 1401 اجرا گردید. عامل پلاسما در هفت سطح و عامل تنش خشکی در سه سطح 3/0-، 5/0- و 9/0- مگاپاسکال بود. نتایج نشان داد که سطوح تنش خشکی 5/0- و 9/0- مگاپاسکال به ترتیب سبب کاهش معنی دار 16/50 و 92/61 درصدی طول ریشه چه، 42/8 و 57/71 درصدی طول ساقه چه، 79/21 و 46/85 درصدی وزن خشک ریشه چه، 87/4 و 08/39 درصدی وزن خشک ساقه چه، 16 و 24 درصدی، درصد جوانه زنی در مقایسه با سطح خشکی 3/0- مگاپاسکال گردید. در این آزمایش رشد طولی ساقه چه در مقایسه با رشد طولی ریشه چه بیشتر تحت اثر خشکی شدید قرار گرفت. لذا می تواند ویژگی مناسبی برای ارزیابی تحمل به تنش خشکی باشد. قرار گرفتن بذور کلزا در تیمارهای پلاسمایی 200 وات در زمان نه دقیقه بیشترین اثر تحریک کننده ای را با توجه به درصد جوانه زنی و رشد گیاه چه ها در کلزا نشان داد.

    کلیدواژگان: پلاسمای سرد، تنش خشکی، کلزا، گیاهچه
  • فاطمه بدیهی، مهدی اسدالله زاده*، علی حقیقی اصل، رضوان ترکمان صفحات 84-94

    در این پژوهش، استخراج یونهای کبالت از محیط غیرآبی با استفاده از استخراج کننده آلیکوات 336 انجام گردید. اثر پارامترهای مختلف بر فرآیند استخراج غیرآبی شامل غلظت اتیلن گلیکول، غلظت استخراج کننده، غلظت هیدروکلریک اسید و غلظت یون های کبالت در محلول آبی با استفاده از روش طراحی آزمایش مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به مطلوبیت یک و درصد استخراج بیشینه کبالت، شرایط بهینه شامل درصد حجمی آلیکوات 336 (2/19 درصد)، غلظت کبالت (ppm 4/899)، درصد حجمی اتیلن گلیکول (3/65 درصد) و غلظت هیدروکلریک اسید (81/7 مولار) حاصل گردیدند. اعتبار داده ها با حداقل خطا بین داده های پیش بینی شده (82/94 درصد) و داده های آزمایشگاهی (36/99 درصد) مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: محیط غیرآبی، کبالت، استخراج کننده آلیکوات 336، اتیلن گلیکول، هیدروکلریک اسید، طراحی آزمایش
  • آزاده میکائیلی، ژیلا فلاح، مصطفی گودرزی، مصطفی عرفانی* صفحات 95-102

    ذرات آلبومین بعنوان حامل رادیونوکلیدهای تشخیصی و یا درمانی در پزشکی هسته ای می توانند کاربرد داشته باشند. به همین منظور این ذرات با کمک حرارت تهیه شدند. پس از تعیین اندازه، ذرات با استفاده از رادیونوکلید گاما دهنده تکنسیم99 ام در حضور عامل احیاء کننده کلرید قلع نشاندار شدند. خلوص رادیوشیمیایی به روش کروماتوگرافی تعیین گردید. پایداری ذرات نشاندار در محیط نرمال سالین و همچنین مطالعات توزیع زیستی در موش نرمال و موش با تومور گلیوما بررسی شد. اندازه ذرات در محدوده کمتر از 50 نانومتر تعیین شدند. خلوص رادیوشیمیایی بیشتر از 98 درصد به دست آمد. ذرات نشاندار پایداری بیش از 90 درصد را تا 6 ساعت پس از نشاندارسازی در محلول های سالین و سرم انسانی نشان دادند. نتایج مطالعات توزیع زیستی جذب در کبد، طحال و تومور و همچنین دفع بالا از کلیه ها را نشان داد. در تصویر برداری با دوربین گاما از موش جذب در تومور و کلیه ها دیده شد. نتایج به دست آمده قابلیت کاربرد ذرات نشاندار شده به عنوان رادیوداروی تشخیصی برای تومور را اثبات کرد.

    کلیدواژگان: آلبومین، ذرات، تکنسیوم-99 ام، تومور، تصویربرداری
  • میرمحمدرضا سید حبشی* صفحات 103-111

    در این تحقیق اثرات تخریب پروتونهای پر انرژی تولید شده در دستگاه پلاسمای کانونی بر روی مورفولوژی سطحی و همچنین پارامترهای ساختاری تنگستن و مولیبدن مورد بررسی قرار گرفت. نمونه های تنگستن و مولیبدن که در فاصله 6 سانتیمتری از سر آند قرار داده شدند در 20 تخلیه با یون های هیدروژن مورد تابش قرار گرفتند. نمونه ها قبل و بعد از تابش دهی با میکروسکوپ الکترونی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد که تابش پروتون های پرانرژی بر سطح تنگستن و مولیبدن باعث به وجود آمدن تاول، ترک و ذوب شدگی در سطح نمونه ها شده است. ازکد لی به منظور مشخصه یابی باریکه یونی دستگاه پلاسمای کانونی استفاده شد. نتایج کد لی نشان می دهد که در هر تخلیه تعداد 1014× 9/7 یون از ستون پلاسما ساطع می شود. از کد SRIM برای محاسبه تخریب ایجاد شده درتنگستن و مولیبدن و تراکم هیدروژن در عمق های مختلف تنگستن و مولیبدن استفاده شد. بر اساس نتایج کد SRIM بیشینه مقدار dpa/shot برای نمونه های تنگستن و مولیبدن تابش داده شده با یون های هیدروژن به ترتیب در عمق های 150و250 نانومتر و برابر با 025/0 و 014/0 برآورد شد. بیشینه تراکم یون های هیدروژن در نمونه تابش داده شده تنگستن ومولیبدن در عمق های 150، 250 نانومتر به ترتیب 4/0 و 035/0 درصد می باشد.

    کلیدواژگان: دستگاه پلاسمای کانونی، مواد مجاور با پلاسما، تنگستن، مولیبدن، اثرات تخریبی
  • ساحل میلادی لاری، مهرداد احمدی*، عبدالکریم کاشی، امیر موسوی، یونس مستوفی صفحات 112-122

    : آزمایشی به صورت فاکتوریل به منظور تعیین تاثیر دز های مختلف پرتو گاما بر ماندگاری پس از برداشت و کیفیت چهار رقم پیاز ایرانی (سفید قم، سفید نیشابور، قرمز ری و قرمز اصلاحی) طی 120 روز نگهداری در دمای 15-10 درجه سانتی گراد و رطوبت نسبی 70 درصد انجام شد. اثرات متقابل رقم و دز پرتو به طور قابل توجهی بر جوانه زدن، کاهش وزن، سفتی، محتوای جامدات محلول (TSS) و محتوای قندهای احیاکننده و اسید پیروویک (PA) پیازها پس از 120 روز نگهداری تاثیر گذاشت. جوانه زدن پیازها بین 100-10 درصد بود. پیازهای تیمار نشده بیشترین جوانه زدن و کاهش وزن را نشان دادند. تابش پرتو گاما (30-150 گری) درصد جوانه زدن را به طور قابل توجهی محدود کرد و در نتیجه مانع از کاهش وزن پیازها شد. سفتی سوخ های تحت تابش (90-150 گری) بیشتر از سوخ های شاهد بود. کاهش وزن پیازها با جوانه زدن همبستگی مثبت و با سفتی پیاز همبستگی منفی داشت. تیمارهای پرتودهی (30-150 گری) باعث افزایش TSS و (60-150 گری) کاهش محتوای قند سوخ ها شد. سوخ های تیمار نشده در پایان آزمایش کمترین مقدار PA را داشتند. قرار گرفتن در معرض تابش 90-150 گری منجر به بالاترین محتوای PA در سوخ ها شد. به طور خلاصه، استفاده از 90 تا 120 گری پرتو گاما برای بهبود عمر پس از برداشت و کیفیت پیاز می تواند به عنوان یک دستورالعمل کلی در نظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: Allium cepa L، پرتودهی مواد غذایی، اسید پیروویک، قندهای احیاء، محتوای جامدات محلول
  • زهرا شهبازی راد*، محمدجواد صفری صفحات 123-132

    امروزه با توجه به نیاز همه ی کشورها به تامین انرژی پایدار، انرژی هسته ای تقش شایانی را در سبد انرژی کشورهای پیشرفته و کشورهای درحال توسعه بازی می کند. انتخاب چرخه ی سوخت هسته ای مناسب در ترسیم نقشه ی راه صنعت هسته ای کشور برای استفاده ی بهینه از انرژی هسته ای، از اهمیت زیادی برخوردار است؛ که خود تابعی از چندین مولفه است (سطح دانش هسته ای، منابع و ذخایر مواد هسته ای و عوامل اقتصادی، و...، که این مولفه ها عواملی هستند که در تعیین چرخه ی مناسب نقش به سزایی دارند). در این تحقیق با مقایسه ی انواع چرخه های سوخت اورانیومی، پلوتونیومی و توریومی و با بررسی استعداد کشور در حوزه ی مواد هسته ای، چهار سناریوی اصلی پیشنهاد شد و برای هر سناریو براساس میزان مواد هسته ای مورد نیاز و هزینه، چرخه های سوخت مناسب و محتمل معرفی شد که از آن میان، سناریوی "عدم دسترسی به منابع کافی اورانیوم و توانایی در انجام غنی سازی و بازفرآوری" به عنوان محتمل ترین سناریو معرفی شد و براین اساس چرخه های پیشنهادی انتخاب شد که مناسب ترین آن چرخه ی سوخت «اورانیومی بسته، با راکتور سدیمی سریع و سوخت اورانیوم، TRU و FP» با حداقل 2320 و حداکثر 5296 گیگاوات الکتریکی-سال تولید انرژی و هزینه ی کل تقریبی 117 میلیون دلار به ازای هر گیگاوات الکتریکی-سال است.

    کلیدواژگان: برق هسته ای، استعداد مواد هسته ای، چرخه ی سوخت هسته ای
|
  • M. Taheri, M. Khajenoori, Z. Shiri-Yekta*, F. Zahakifar Pages 1-12

    Heavy metal ions have increased wastewater production with the development of various nuclear activities. One of the most significant metal ions that harm the environment and living organisms, especially humans, is the uranyl ion. There are many methods to remove metal ions, and biological adsorption is the cheapest and most efficient method. In this research, the absorption of uranyl ions from aqueous solutions from tea waste has been studied. Due to the presence of various functional groups such as carboxyl, hydroxyl, amine, etc, tea wastes have good cations adsorption ability. The effective parameters in adsorption including pH, adsorbent dose, temperature, initial uranyl concentration, and contact time parameters were investigated. Response surface methodology (RSM) was used to conduct experiments and analyze the results. The optimum conditions for uranyl adsorption by tea waste adsorbent were pH = 3.9, temperature 25°C, adsorbent dose 0.275 g, initial concentration of uranyl 10 mg/L, and contact time 90 minutes. Using Freundlich's isothermal and pseudo-second-order models, we fitted the most accurate isothermal and kinetic models. Results showed that tea waste was a good bio adsorbent for uranyl adsorption from real wastewater with a 93.50% adsorption rate.

    Keywords: Biosorption, Tea waste, Uranyl, Response surface methodolog
  • Fission based radioxenon measurement by gamma spectrometry
    Pouneh Tayyebi *, Mohsen Tabasi, Mohammad Ghannadi Maragheh Page 2

    Xenon radioisotopes are one of the products of nuclear fission of uranium. These radioisotopes are released in the form of gas in the process of dissolving the uranium target to extract 99Mo. The aim of this research is to measure the activity of released xenon radioisotopes. For this, radioxenon is separated from other fission products using activated charcoal and purified after passing through a carbon molecular sieve. Pure radioxenon is directed into the measurement chamber and determined using HPGe detector. Calibration of the detector efficiency has been performed via using experimental and simulation (using MCNPX27e code) methods in which the difference was less than 22%. In this way, the average activity of 100 cc of radioxenon gas at the moment after the end of irradiation was equal to 54225 ±2272 Bq.

    Keywords: Uranium fission, radioxenon, gamma spectrometry, HPGe detector, charcoal active, carbon molecular sieve
  • Conceptual design of UF4 powder richness and weight measurement system
    Mohsen Sharifzadeh* Page 3

    One of the important steps in the nuclear fuel cycle is uranium enrichment. It is essential to carry out control processes using continuous measurement on the way to uranium with the desired enrichment of the facility. On the other hand, due to being in the environment with high external radiation and also suitable for internal exposure of the operator, especially when working with uranium powder, it is necessary to use accurate instruments with the ability to monitor online and continuously, which is a special place in the nuclear instrumentation. In this work, we decided to work on a conceptual design of the enrichment and weight measurement system for uranium tetrafluoride powder into loading and handling tanks in the nuclear industry. For this purpose, with the aim of reducing costs while eliminating maximum counting error, focus on reading only gamma rays emitted from powder or with radioactive lateral source was considered. The design was based on geometric location optimization of scintillating detector/detectors around the tank containing uranium tetrafluoride powder in order to have maximum accuracy in measurement. The simulation results in Monte Carlo software show that for different enrichment percentages and also different heights of uranium powder inside the cylindrical tank, we are able to have maximum accuracy in measuring two parameters of richness percentage and powder weight at specific angles.

    Keywords: Uranium, Uranium tetra fluoride, Weighing, Richness, Conceptual design, Measurement
  • Investigation the effect of electrode geometry on the response of the UV photodetector based on ZnO nanorods
    Zahra Sadat Hosseini *, Abdollah Mortezaali Page 4

    In this research, ultra violet (UV) photodetectors based on rather aligned ZnO nanorods thin film with controllable responsivity were fabricated. Aligned nanorods were grown on the seeded glass substrates by chemical bath method. Then, they were characterized using Scanning Electron Microscope (SEM), X-Ray Diffraction (XRD), photoluminescence (PL), and Energy Dispersive X-ray Analysis (EDAX). The effect of perimeter and area variation of interdigitated electrodes on the responsivity of UV ZnO nanorods-based photodetector was investigated. The responsivity shows a decreasing trend with decreasing electrode perimeter and keeping the area constant. By keeping the perimeter constant in the maximum value, it is observed that the response of the photodetector is increased with increasing the gap between the fingers of the electrode so that the gap of 160 µm reaches the maximum as high as 105 AW-1 at 2 V bias voltage. The dominant mechanism for change of the responsivity with electrode geometry is purposed on the basis of variation in the area of depletion regions resulting from Schottky barriers between ZnO and Au and the formed barriers between ZnO nanorods due to adsorption and desorption of oxygen species. This research demonstrates a simple way of optimizing the responsivity of photodetector devices for practical applications.

    Keywords: UV photodetector, electrode geometry, aligned nanorods, Zinc Oxide, interdigitated comb-like electrodes
  • Particle simulation of laser beams filamentation in the interaction of two relativistic beams with under-dense plasma
    Seyed Abolfazl Ghasemi *, Motahare Lavasani, masoud pishdast, Jamalaldin YazdanPanah Page 5

    By applying two relativistic high intensity laser beams under different conditions on low density plasma, the effects of beams relative distance and angle on their filamentation were investigated and studied. The results of the simulations using the particle in cell (SMILEI) two-dimensional code show that when the distance and the relative angel between the pulses is zero, the results are the same as a powerful pulse with the intensity equals four times a single pulse. Meanwhile, it was clear that, the impact of relative beams angles on the pulse filamentaion is so important and sensible than the effect of distance variation. So that, it is shown than by increasing the distance, separate plasma channels formed and more filaments observed. Moreover, the effect of relative beams angles variation reveal that, at unexpectedly, wo distinct channel formed and traveled through plasma so that by increasing the angle to , the channels merge together and formed a single wide channel. Further, for a constant beams distance, the maximum filaments observed at the middle angles . It should be noted that studying laser beams filamentation in plasma is so important for stable pulse propagation through the plasma and our simulations indicate that in some relative angles we will not have stable and efficient pulse propagation which could be distractive in some experiment such as inertial confinement fusion.

    Keywords: Kinetic energy of electron, Laser-plasma interaction, Particle in cell code, Filamentation of laser beam, SMILEI
  • Particle simulation of laser beams filamentation in the interaction of two relativistic beams with under-dense plasma
    Seyed Abolfazl Ghasemi *, Motahare Lavasani, masoud pishdast, Jamalaldin YazdanPanah Page 6

    By applying two relativistic high intensity laser beams under different conditions on low density plasma, the effects of beams relative distance and angle on their filamentation were investigated and studied. The results of the simulations using the particle in cell (SMILEI) two-dimensional code show that when the distance and the relative angel between the pulses is zero, the results are the same as a powerful pulse with the intensity equals four times a single pulse. Meanwhile, it was clear that, the impact of relative beams angles on the pulse filamentaion is so important and sensible than the effect of distance variation. So that, it is shown than by increasing the distance, separate plasma channels formed and more filaments observed. Moreover, the effect of relative beams angles variation reveal that, at unexpectedly, wo distinct channel formed and traveled through plasma so that by increasing the angle to , the channels merge together and formed a single wide channel. Further, for a constant beams distance, the maximum filaments observed at the middle angles . It should be noted that studying laser beams filamentation in plasma is so important for stable pulse propagation through the plasma and our simulations indicate that in some relative angles we will not have stable and efficient pulse propagation which could be distractive in some experiment such as inertial confinement fusion.

    Keywords: Kinetic energy of electron, Laser-plasma interaction, Particle in cell code, Filamentation of laser beam, SMILEI
  • Experimental study of the behavior of refractory and non-refractory metals in the 1kj pulse electric discharge system
    maryam akbari nasaji, morteza habibi*, reza Amrollahi Page 7

    We are studying the experimental behavior of non-refractory and refractory wires in the 1 kJ pulsed electrical system. This article discusses the experimental study of the behavior of non-refractory (copper-nickel) and refractory (tungsten) explosive wires in pulsed electric discharge systems. The energy of the system is 1 kJ, the length of the wire is 4 cm, and its diameter is 200 μm. In order to study the behavior of the wires, the electrical parameters of current and voltage of electric discharge and shock wave have been investigated. In non-refractory wires, the current is established periodically and has two peaks. In refractory wires, two current peaks are formed at a longer time interval, which shows that the energy level of 1 kJ was not enough to change the state and create plasma in this sample of wires. Finally, with the current test conditions and comparison of the experimental results, it can be seen that the non-refractory wires create a more substantial shock wave than the refractory samples. This pressure is 8.5 MPa in non-refractory wire (copper-nickel) and 6 MPa in refractory wire (tungsten). Also, we compared the electrical discharge current for three copper-nickel wires with diameters of 100, 200, and 300 micrometers and experimentally observed that the electrical discharge current is higher in the wire with a thicker diameter.

    Keywords: Pulse plasma system, shockwave, wire explosion, electrical discharge
  • Application of Uncorrelated Stochastic Fluctuations Analysis for Identification of Pulse Mode Nuclear Detector Systems
    Mohammad Arkani* Page 8

    One of the frequently observed random processes in nuclear experiments, is the Poisson process. Due to the dead time effect of the detection systems, the experimental process is different from the Poisson process. In this work, based on stochastic methods, a nuclear detection system is identified. One of typical pulse mode detectors is BF3 detector. In this research, a typical BF3 detector is selected to implement the above method, and then observed pulses at the output of the detector in the time domain were measured and analyzed using the stochastic analysis of fluctuations. In experiments such as measurements related to the zero-power reactor noise theory, the transfer function of the detection system itself also has an effect on the obtained results. Therefore, knowledge of the transfer function of the detection system used in these experiments is of particular importance. Also, in the measurements where it is necessary to correct the dead time of the detection system, the specificity of the transfer function can provide useful information about the effects of the dead time. In this research, the transfer function of a typical neutron detection system based on BF3 detector has been investigated.

    Keywords: uncorrelated random pulses, Poisson probability distribution function, nuclear detector
  • Steady-State Analysis of Neutronic and Thermal-hydraulic for Bushehr Nuclear Reactor’s Fuel Assemblies Using Nodal Expansion and Single Heated Channel Method
    Davod Naghavi dizaji, ali kolali, Naser Vosoughi* Pages 13-21

    For the neutronic and thermal-hydraulic analysis of nuclear reactors core, it is necessary to develop nuclear computing softwares in order to calculate the neutronic and thermal-hydraulic parameters for the safe operation of them. In this paper, S4HC software was developed for steady-state thermal-hydraulic core calculations using single heated channel method. In order to analyze the core of Bushehr reactor, after calculating neutron parameters by nodal expansion method, thermal-hydraulic analysis of fuel assemblies was performed using S4HC software. After thermal-hydraulic calculations for the fuel assemblies, including the hot fuel assembly, it was concluded that all the thermal-hydraulic parameters of the coolant are within their allowed ranges and the reactor has a good saturation margin.

    Keywords: Neutronic, Thermal-hydraulic Analysis, Single Heated Channel, High-order Nodal Expansion Method, S4HC, Bushehr Nuclear Reactor
  • Manijeh Dayeni, simindokht shirvani *, Ali Bahrami Samani, Iman Dehghan Pages 22-28

    The product of Molybdenum-99 purification process, obtained from the acid dissolution of Uranium-235 fission products, has a degree of purity of 90%-95%, which its present active and inactive impurities are destructive reducing the efficiency of 99mTc/99Mo generators. The use of indirect sublimation method as an excessive purification step could increase purity and reduce molybdenum lost instead of commonly sublimation method. In this method, the molybdenum in product will be absorbed by passing through the column containing alumina and then the dried absorbent will be sublimated. In the present study, the effective factors in molybdenum absorption such as the amount of adsorbent, the volume and flow rate of the input solution and molybdenum were optimized. The finally absorption efficiency reached 97-99%. This investigation is predicted for the production of molybdenum-99 in the industrial scale.

    Keywords: Mo-99, Solid phase extraction, Sublimation, Tc-99m
  • F. Bolourinovin, M. Mirzaei *, R. Faghihi, F. Joharidaha, S. Sina, K. Hadad, H. Yousefnia, F. Badipa Pages 29-35

    In this study, in order to produce and develop a new diagnostic radiopharmaceutical for the imaging of tumors overexpressed somatostatin receptor, [113mIn]In-DOTATATE labeled compound was prepared in optimal conditions using an in-house generator and its precilinical studies was performed. The final product was obtained with a radiochemical purity of nearly 99% (RTLC and HPLC) and a specific activity of 26.2×1015 Bq/mol. The investigation of the stability of the labeled compound showed a radiochemical purity of more than 96% for at least three hours in PBS buffer and in human blood serum.. The results of the biodistribution and the images assessment of the [113mIn]In-DOTATATE labeled compound in normal mice showed that the organs of the gastrointestinal tract such as the pancreas, stomach and intestine, which have cells expressing the somatostatin receptor, have high uptake.

    Keywords: Indium-113m, DOTATATE, SPECT, Biodistribution
  • Zohreh Gholamzadeh*, Behrouz Rokrok Pages 36-45

    60Co is used as an important industrial radioactive source in the sterilization of food and medical equipment. kCi sources can mainly be used for laboratory research, however, there are few industrial centers that use these sources for irradiating agricultural products. Hence, in this study, the potential of producing tens of kCi of 60Co sources in Tehran research reactor has been investigated using MCNPX code. Different assemblies including 59Co rods were modeled by computational code. In addition, the loading of the 59Co rod assembly in different arrangements of the Tehran research reactor core was investigated and the 59Co production yield was calculated in each of the modeled cases. The results of this study show that by optimizing the 59Co rod assembly in a 27-fuel 1401 year core arrangement of the Tehran Research Reactor, it is possible to achieve about 40 kCi of 60Co product after 3 years of irradiation. The use of beryllium reflector with optimized geometry can reduce the negative reactivity caused by the loading of 59Co assembly. Also, loading the cobalt-59 assembly in the periphery of the equilibrium core of the Tehran research reactor can lead to the production of about 23 kCi of cobalt-60.

    Keywords: Feasibility study, 60Co, kCi source, MCNPX
  • Mahdi Valipour*, Seyed Abolfazl Hosseini Pages 46-56

    In this study, the Monte Carlo based simulation code, Geant4, was used to model the 2-inch NE-213 detector and Am-Be source available in Sharif University Faculty of Energy and the neutron and gamma spectrum for this source in the NE-213 detector could be achieved. Furthermore, a circuit based on analogue Constant Fraction Method (CFM) was used in laboratory to get the neutron and gamma spectrum of the same source to be used for further comparisons. For next step, three digital filters named as Triangular, Trapezoidal and Flat Top Cusp were scripted in MATLAB not only to see how each filter performs in discrimination of these two spectrums, but also to find the optimum values for the effective parameters in each of the filters by comparing the filter outputs with the results obtained from constant fraction method in lab. As it appeared, in triangular filter for k=11, trapezoidal filter for k=10 and L=5 and in the flat top cusp filter for k=10 and L=20, best results were obtained. By comparing the results for these values in each filter, it was shown that the trapezoidal filter performed the best in spectrum discrimination.

    Keywords: Neutron-Gamma Discrimination, Digital Filters, Geant4, Am-Be source, NE-213 scintillation detector
  • MohammadAli Masoumparast, Soheil Khoshbinfar * Pages 57-65

    In this research, the effect of simultaneous application of plasma rotation and static external magnetic field in a plasma with power law density function on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability has been studied analytically. The plasma is assumed to be an incompressible and is enclosed between two planes z=0 and z=h. In a linear growth rate regime, the dispersion relation for the ideal MHD equations was first derived by applying the rotation effect and appropriate boundary conditions. The final dispersion relation represents the effect of the simultaneous combination of the axial magnetic field and the constant angular velocity of the plasma on the growth rate of Rayleigh-Taylor instability. The results show that the growth rate of the instability depends on the horizontal component of the magnetic field, the plasma rotation and also the dimensionless parameter λ*. The maximum instability occurs at the value of λ*=-1.5. Compared to the corresponding non-rotational case, recent results show that the simultaneous combination of rotation and static external magnetic field improves the management of the instability growth rate.

    Keywords: plasma rotation, axial magnetic field, ideal MHD equations, power law density gradient, magnetic Rayleigh-Taylor instability
  • Ahmad Sharifi *, zahra sargazi moghaddam, Mahdiyeh Kharrazi, Azadeh Khadem, maryam moradian Pages 66-74

    Saintpaulia ionantha is a beautiful ornamental plant. to induce diversity by creating new genotypes of African violet in vitro Gamma ray and EMS were applied as physical and chemical mutagens respectively. Explants were cultured in MS medium containing 2 mg L-1 BA, 1 mg L-1 NAA, 30g L-1 sucrose and 7g L-1 agar. after two days they were treated with radiation (0, 20 and 40Gy) or EMS (0, 0.1, 0.3 and 0.6%). the dose of 40Gy and 0.3% and 0.6% of EMS reduced the regeneration of explants, the number of regenerated plantlets and leaves and caused enhanced variation and morphological changes. the color of leaves, their shapes and sizes were modified. afterwards genetic diversity of the mutant plants was investigated with ISSR marker. Eight primer pairs in PCR amplified different fragments of the genomic DNAs. Overall, 71 locations (bands) were scored. The dendrogram of cluster analysis using Jaccard coefficient and UPGMA algorithm showed high variability. The mutants were divided into 4 groups in similarity of 0.51%. Genetic similarity coefficient varied between 0.45-0.98 and 6 mutants were introduced based on morphological and molecular variations. the results showed in vitro mutagenesis of African violet by gamma radiation a suitable strategy to increase diversity.

    Keywords: Diversity, Mutagenesis, Tissue culture, ISSR
  • Raziyeh Khalilzadeh, Elnaz Khalilzadeh *, zohreh dehghni, Alireza Pirzad Pages 75-83

    Cold atmospheric plasma technology has found wide applications in agriculture as a suitable alternative to traditional and environmentally friendly methods. In this research, the effect of RF plasma treatment on the germination characteristics of oilseed rape in response to drought stress has been investigated. This study was conducted as a factorial experiment based on completely randomized design in 1401. The plasma factor in seven levels (P1, P2, P3, P4, P5, P6 and P7) and the drought stress factor in three levels were -0.3, -0.5 and -0.9 MPa. The results showed that the drought stress levels of -0.5 and -0.9 MPa caused a significant decrease of 50.16 and 61.92% of root length, 8.42 and 71.57% of shoot length, 21.79 and 85.46% of root dry weight, 4.87% and 39.08% of stem dry weight, 16% and 24% of germination percentage compared to drought level -0.3 MPa. In this experiment, the longitudinal growth of the stem compared to the longitudinal growth of the root was more affected by severe drought. Therefore, it can be a suitable feature to evaluate tolerance to drought stress. Exposure of canola seeds to plasma treatments of 200 W for nine minutes showed the most stimulating effect regarding the percentage of germination and seedling growth in canola.

    Keywords: Cold plasma, drought stress, rapeseed, seedling
  • Fatemeh Badihi, mehdi asadollahzadeh *, Ali Haghighi Asl, rezvan torkaman Pages 84-94

    In this research, extraction of cobalt ions from non-aqueous medium was carried using Aliquat336 extractant. The effect of different parameters on the non-aqueous extraction process including ethylene glycol concentration, extractant concentration, hydrochloric acid concentration and cobalt ions concentration in aqueous solution was investigated using the experimental design approach. According to the desirability of one and the maximum extraction efficiency of cobalt ions, the optimal conditions include volume percentage of Aliquat336 (19.2%), cobalt concentration (899.4 ppm), volume percentage of ethylene glycol (65.3%) and hydrochloric acid concentration (7.81 M) were obtained. The validity of the data was observed with minimal error between the predicted data (94.82%) and the experimental data (99.36%).

    Keywords: Non-Aqueous Medium, Cobalt, Aliquat336 Extractant, Ethylene Glycol, Hydrochloric Acid, Experimental Design
  • Azadeh Mikaeili, Zhila Fallah, Mostafa Goudarzi, Mostafa Erfani* Pages 95-102

    Albumin particles are used in nuclear medicine as carriers of diagnostic and therapeutic radionuclides. For this purpose, these particles were prepared using temperature. After size determination, the particles were labeled with gamma irradiated radionuclide 99mTc in the presence of stannous chloride as a reducing agent. Radiochemical purity was determined by chromatography methods. For labeled particles, stability in normal saline and biodistribution in normal and glioma tumorized rat were determined. The size of particles was determined in the range below 50 nm. Radiochemical purity of more than 98% was obtained. Evaluation of labeled particles stability showed a radiochemical purity of more than 90% during 6 hr in saline and human serum solutions. The results of biodistribution studies determined liver and tumor uptake followed by high kidneys washout. Gamma imaging scintigraphy in rat, showed tumor and kidneys. The results confirmed the ability of labeled particles as a tumor diagnostic radiopharmaceutical.

    Keywords: Albumin, Particles, Technetium-99m, Tumor, Imaging
  • mirmohammadreza seyedhabashi* Pages 103-111

    In this research, the effects of high-energy proton bombardment produced by the plasma focus device on the surface morphology and structural parameters of tungsten and molybdenum were investigated. Tungsten and molybdenum samples, placed at a distance of 6 cm from the anode head, were irradiated with hydrogen ions in 20 discharges. The samples were examined before and after irradiation using a scanning electron microscope (SEM). The SEM results revealed the formation of blisters, cracks, and surface melting on both tungsten and molybdenum samples due to the high-energy proton irradiation. To characterize the ion beam of the plasma focus device, Lee's code was employed. The results from Lee's code indicated that approximately 7.9 × 1014 ions are emitted from the plasma column in each discharge. Additionally, the SRIM code was utilized to calculate the damage created in tungsten and molybdenum, as well as the hydrogen density at various depths within the materials. According to the SRIM code results, the maximum value of displacements per atom (dpa) per shot for tungsten and molybdenum samples irradiated with hydrogen ions was estimated to be 0.025 and 0.014, respectively, at depths of 150 nm and 250 nm. Moreover, the maximum concentration of hydrogen ions in the irradiated samples of tungsten and molybdenum at depths of 150 nm and 250 nm was found to be 0.4% and 0.035%, respectively.

    Keywords: plasma focus device, plasma facing material, tungsten, molybdenum, radiation damage
  • Sahel Miladi Lari, mehrdad ahmadi *, Abdolkarim Kashi, Amir Mousavi, Younes Mostofi Pages 112-122

    A factorial experiment was conducted to determine the effects of different doses of gamma irradiation on postharvest life and quality of bulbs of four Iranian onion cultivars (White-Ghom, White-Neyshabour, Red-Ridge-Lump, Red-Ray-Corrugated) during 120 days storage at 10-15 °C and 70% relative humidity. Interactive effects of cultivar and irradiation dose significantly affected sprouting, weight loss, firmness, soluble solids content (TSS), and contents of reducing sugars and pyruvic acid (PA) of the bulbs after 120 days of storage. Sprouting of the bulbs ranged between 10-100%. The untreated bulbs represented the highest sprouting and weight loss. Gamma irradiation (30-150 Gy) significantly restricted sprouting percentage and consequently decreased weight loss of the bulbs. Firmness of the irradiated bulbs (90-150 Gy) was higher than the control bulbs. Weight loss of the bulbs was positively correlated with sprouting and it was negatively correlated with bulb firmness. The irradiation treatments increased TSS (30-150 Gy) and reducing sugar content (60-150 Gy) of the bulbs. The untreated bulbs had the lowest PA content at the end of the experiment. Exposure to 90-150 Gy irradiation doses resulted in the highest PA content in the bulbs. In summary, application of 90 to 120 Gy of gamma radiation for improving postharvest shelf life and quality of onions can be considered as a general guideline.

    Keywords: Allium cepa L pyruvic acid, reducing sugars, soluble solids, content sprouting
  • Zahra Shahbazi Rad *, MohammadJavad Safari Pages 123-132

    Nowadays, due to the need of all countries to provide sustainable energy, nuclear energy plays a significant role in the energy portfolio of developed countries as well as developing countries. For this reason, it is very important to choose the appropriate nuclear fuel cycles for the optimal use of nuclear energy and drawing the road map of the country's nuclear industry. ; which itself is a function of several parameters (the level of nuclear knowledge, sources and reserves of nuclear materials and economic factors, etc. They are factors that play a significant role in determining the appropriate cycle). In this research, four main scenarios have been proposed by comparing the types of uranium, plutonium, and thorium fuel cycles, as well as by examining the nuclear material capacity, and suitable and cautious fuel cycles have been introduced for each required nuclear fuel scenario and the amount of consumption. Among the proposed scenarios, the scenario of "accessing sufficient uranium resources and opening up the enrichment and reprocessing" was introduced as the most likely scenario and based on the proposed axes, the most suitable closed uranium fuel cycles, with a fast sodium reactor and uranium, TRU and FP fuel cycle” were selected" with a minimum of 2320 and a maximum of 5296 GW of energy production and total costs of approximately $117 million per GW of energy.

    Keywords: Nuclear electricity, Nuclear material capacitance, Nuclear fuel cycle