مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و ششم شماره 2 (پیاپی 72، تابستان 1394)

در این مطالعه، به منظور سنجش میزان جذب رادیونوکلیدها در محصول برنج رقم های هاشمی و خزر شهرستان سیاهکل- استان گیلان و تعیین دز موثر سالانه ی ناشی از مصرف این دو رقم برنج، 16 نمونه از محصول برنج و 16 نمونه از خاک شالیزارهای مربوطه برداشت شد. پس از آماده سازی نمونه ها، نوع و فعالیت ویژه ی رادیونوکلیدهای موجود در آن ها به روش طیف سنجی گاما تعیین شد. نهایتا ضریب انتقال و میزان دز موثر سالانه ی ناشی از استفاده ی این دو رقم برنج با استفاده از فرمول های مربوطه مشخص شد. خاک منطقه، حاوی رادیونوکلیدهای آکتینیم-228 (Ac228)، بیسموت-214 (Bi214)، سزیم-137 (Cs137)، سرب-214 (Pb214)، تالیم-208 (Tl208) و پتاسیم-40 (K40) با فعالیت میانگین به ترتیب، 96/49، 73/47، 09/23، 63/50، 00/18 و 30/711 1-Bq kg بود. دانه های برنج، حاوی تنها رادیوایزوتوپ طبیعی K40 در رقم های هاشمی و خزر با فعالیت میانگین به ترتیب، برابر 23/128 و 1-Bq kg 28/138 بودند. میانگین ضریب انتقال K40 از خاک به برنج برای رقم هاشمی برابر 19/0 و برای رقم خزر برابر 21/0 به دست آمد که نشان می دهد این ضریب در هر دو رقم برنج مذکور، تقریبا مشابه است. هم چنین دز موثر سالانه ی ناشی از مصرف رقم های هاشمی و خزر به ترتیب، 031/0 و 1-mSv year 034/0 تعیین شد. براساس نتیجه های این پژوهش، دز موثر سالانه بسیار پایین تر از حد مجاز استاندارد (1-mSv year 1) برآورد شد. بنابراین استفاده از این دو رقم برنج، سلامت مصرف کننده را تهدید نخواهد کرد.

تنوع ژنتیکی حاصل از دو جهش زای فیزیکی متفاوت (پرتو گاما، باریکه ی الکترونی) در دزهای مختلف (50 تا Gy 400) و دو رطوبت متفاوت (5/6 و %5/12) در دانه های گندم نان رقم طبسی با استفاده از نشان گرهای دی ان ا چندریختی تصادفی تقویت شده مورد بررسی قرار گرفت. بیش ترین میانگین ناجور تخم زایی در جمعیت 2 (با مقدار 155/0) و کم ترین مقدار آن در جمعیت 5 (با مقدار 042/0) مشاهده شد. براساس نتیجه های به دست آمده، بیش ترین فاصله ی ژنتیکی یا کم ترین تشابه ژنتیکی، بین جمعیت TE1M (ردیف های جهش یابنده ی نسل 1 رقم طبسی که با الکترون جهش یافته بودند) و جمعیت TE2M (ردیف های جهش یابنده ی نسل 2 رقم طبسی که با الکترون جهش یافته بودند) مشاهده شد. کم ترین فاصله ی ژنتیکی یا بیش ترین تشابه ژنتیکی بین جمعیت TG2M (جمعیت ردیف های جهش یابنده ی نسل 2 رقم طبسی که با پرتو گاما جهش یافته بودند) و جمعیت TE2M (جمعیت ردیف های جهش یابنده ی نسل 2 رقم طبسی که با الکترون جهش یافته بودند) مشاهده شد. تجزیه ی خوشه ایپنج جمعیت ردیف های جهش یافته و شاهدهای رقم طبسی براساس مقدار تشابه ژنتیکی و با استفاده از روش جفت گروه بدون وزن با میانگین حسابی انجام و نمودار درختی با برش نمودار از نقطه تشابه 89/0 دو گروه حاصل شد. براساس نتایج به دست آمده، تنوع بین جمعیت ها معنی دار و بیش تر از تنوع درون جمعیت ها بود.

هدف از این پژوهش بررسی تاثیر اصلاح شیمیایی سطح جاذب بر میزان جذب توریم به وسیله ی جلبک قهوه ای سارگاسم گلوسیسنس در یک سیستم ناپیوسته بود. برای این کار نتایج حاصل برای سه نوع جلبک- خام، اصلاح شده با دی اتیلن تری آمین و گلوتار آلدیید مقایسه شدند. هم چنین، سایر خواص مورد نیاز برای طراحی فرایند جذب توریم از قبیل pH بهینه، سینتیک جذب، ایزوترم جذب، تاثیر میزان جاذب بر ظرفیت جذب آن ها و تعداد مرحله های بازیابی به منظور استفاده ی مجدد از جاذب در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفت. آزمایش های جذب زیستی نشان داد که جلبک اصلاح شده با گلوتارآلدیید %10 ظرفیت جذب بالاتری از دو جاذب دیگر دارد. نتایج آزمایشگاهی هم چنین نشان داد که pH بهینه ی جذب برابر 5/3 و زمان تعادل جذب برابر 6 ساعت است. برازش داده های تجربی سرعت جذب با مدل های موجود نشان داد که سینتیک جذب با نتایج حاصل از مدل شبه مرتبه ی دوم مطابقت بیش تری دارد. برازش داده های تعادلی جذب با هم دماهای تعادلی دوپارامتری لانگمویر و فروندلیچ و هم دمای تعادلی سه پارامتری ردلیش- پترسون نشان داد که مدل ردلیش- پترسون از برازش بهتری با داده های تجربی برخوردار است. هم چنین بیشینه ی ظرفیت جذب جلبک سارگاسم گلوسیسنس برای توریم از مدل لانگمویر برابر 52/151 میلی گرم بر گرم به دست آمد. بازیابی جاذب به وسیله ی محلول 1 مولار هیدروکلریک اسید به منظور استفاده ی مجدد از آن نشان داد که ظرفیت جذب جاذب برای توریم از 15/89 در مرحله ی اول به 02/70 میلی گرم بر گرم جاذب در مرحله ی پنجم کاهش یافت.

در این پژوهش ابزار مفیدی برای ثبت و تجزیه و تحلیل فرایند های تصادفی با استفاده از آرایه ی دروازه های برنامه پذیر میدانی (FPGA) طراحی و ساخته شد. این ابزار به صورت بالقوه می تواند کاربردهای متعددی در زمینه های هسته ای برای تجزیه و تحلیل های مختلف مانند تجزیه و تحلیل نوفه ی رآکتور صفر قدرت، تحلیل های هم زمانی رویدادهای تصادفی، مطالعه های مربوط به زمان مرده و تابع توزیع احتمال فرایندهای تصادفی و . . . داشته باشد. سامانه ساخته شده به ازای فرایندهای شبه- تصادفی مختلف مورد ارزیابی و آزمایش قرار گرفت؛ به این ترتیب برخی از مفهوم های تحلیل آماری فرایندهای تصادفی به صورت تجربی مورد سنجش و راستی آزمایی قرار گرفتند. از آن جاکه کارآیی سامانه ساخته شده وابسته به سخت افزار مورد استفاده است، ساختار طراحی شده بر روی یک سخت افزار نوعی پیاده سازی و بهترین کارآیی مشاهده شده، گزارش شد.

در این پژوهش پرتودهی گاما به عنوان روشی برای رفع آلودگی قارچی یک تابلوی نقاشی تاریخی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای این منظور، تابلوی نقاشی رنگ و روغن مربوط به دوره ی قاجار دارای سبک قهوه خانه ای انتخاب شد. پس از نمونه برداری از نقطه های مشکوک و تغییر رنگ یافته ی مختلف در رو و پشت تابلو، قارچ های موجود در نمونه ها مورد شناسایی قرار گرفت و میزان آلودگی قارچی کل تابلو تخمین زده شد. با توجه به مقاومت قارچ ها در برابر پرتو گاما دز لازم برای ضدعفونی تابلو محاسبه شد. به منظور بررسی اثرهای پرتو بر مواد رنگی مورد استفاده در نقاشی، از دو رنگ عمده و اصلی تابلو، نمونه برداری شد. نمونه ها قبل و بعد از پرتودهی با استفاده از طیف سنج زیرقرمز و رنگ سنجی مورد آزمایش بررسی ساختار شیمیایی و اندازه گیری رنگ قرار گرفتند. پس از پرتودهی هیچ تغییری در طیف های زیرقرمز نمونه ها مشاهده نشد؛ به علاوه پرتو گاما باعث ایجاد تغییر رنگ محسوسی نشد. این نتیجه ها نشان داد که پرتودهی با دز مورد سنجش (5 کیلوگری) آسیبی به نقاشی نرسانده است، بنابراین روش پرتودهی می تواند برای رفع آلودگی این گونه اثرها توصیه شود.

به منظور تشخیص و ردیابی سرطان پروستات که یکی از شایع ترین سرطان ها در میان مردان است از اندازه گیری پاد ژن ویژه ی پروستات (PSA) در خون استفاده می شود. برای تعیین مقدار پادژن پروستات به عنوان یک تومور شاخص می توان از آزمون پرتوسنجشی ایمن استفاده نمود. در این مطالعه، روش تهیه و عامل های موثر بر کارآیی و پادژن تک تاگی ویژه ی پروستات نشان دار شده با ید-125 به عنوان یک ردیاب در کیت آزمون پرتوسنجشی ایمن مورد بررسی قرار گرفت. پادتن نشان دار شده با دو روش کلروآمین-T و یدوژن پس از تهیه شدن و تخلیص به وسیله ی ستون سفادکس 25G و پس از تعیین خلوص رادیوشیمیایی، در کیت آزمون پرتوسنجشی ایمن به کار گرفته شد. به منظور دست یابی به شرایط بهینه ی موثر بر کارآیی و پایداری پادتن نشان دار شده در روش کلروآمین-T، تاثیر نسبت پادتن به ید-125 (6/17 تا µg/mCi 53) کلروآمین-T به پادتن (75/0 و μg/kg 5/1) و زمان نشان دارسازی (15 تا 60 ثانیه) مورد مطالعه قرار گرفت. پس از تعیین خلوص رادیوشیمیایی و استفاده در کیت آزمون پرتوسنجشی ایمن با توجه به منحنی مقیاس بندی و سنجش غلظت نمونه های کنترل، شرایط بهینه ی نشان دارسازی (نسبت کلروآمین-T به آنتی بادی 5/1 و زمان نشان دارسازی 50 ثانیه) به دست آمد. تغییر مقدار نسبت پادتن ید اثر قابل مشاهده ای بر بازده نشان دارسازی نداشت. پس از گذشت یک ماه مشخص شد که پادتن نشان دار شده از پایداری مناسبی برای استفاده شدن در کیت آزمون پرتوسنجشی ایمن برخوردار است. هم چنین، تاثیر غلظت یدوژن (1/0 و 1-mg ml 2/0) و حجم دی کلرومتان (°، 200 و µl 400) در روش نشان دارسازی با یدوژن بر بازده نشان دارسازی مورد بررسی قرارگرفت. غلظت یدوژن و حجم بهینه ی دی کلرومتان به کار رفته در نشان دارسازی، به ترتیب، 1-mg ml 1/0 و µl 200 به دست آمد. ولی پس از گذشت دو هفته درصد بیشینه ی پیوند حدود %38 کاهش و افت فاحشی در غلظت نمونه های کنترل مشاهده شد. با مقایسه ی خلوص رادیوشیمیایی، کارآیی و پایداری پادتن نشان دار تهیه شده با دو روش کلروآمین-T و یدوژن، پادتن نشان دار شده با روش کلروآمین-T از شرایط مناسب تری برای تهیه ی کیت داخلی و انجام آزمایش های کنترل کیفی برخوردار بود. برای کنترل کیفی کیت با استفاده از پادتن نشان دار انتخابی، 30 نمونه ی سرم خون بیماران هم زمان به وسیله ی کیت داخلی و مرجع خارجی تجزیه و نتیجه ها با نمودار مقایسه ای رگرسیون خطی و آزمون مقایسه شد. معیار تصمیم گیری ضریب Sig (دو دامنه) براساس آزمون مربوط به هم ترازی دو کیت داخلی و مرجع خارجی برابر با 993/0 به دست آمد.

در این مقاله، مرحله های انتخاب بلور، آماده سازی نمونه ها و نحوه ی ایجاد اتصال های شوتکی و اهمی برای ساخت آشکارساز CdZnT یا CZT قابل حمل و با قابلیت کار در دمای اتاق ارایه شده است. ابتدا درصد عناصر و اندازه های بلور CdZnTe با کد C4MCNP تعیین و تاثیر آن ها بر رفتار الکتریکی و آشکارسازی قطعه بررسی شد. پس از تهیه ی بلور، سطح بلور به روش شیمیایی آماده و فعال سازی شد. در طرف صاف تر سطح بلور، فلز طلا با خلوص بالا به ضخامت 100 نانومتر به عنوان اتصال شوتکی و بر روی طرف دیگر، فلز ایندیم به عنوان اتصال اهمی با روش تبخیر فیزیکی، لایه نشانی شد. مشخصات الکتریکی حسگر ساخته شده با استفاده از تجهیزهای دقیق اندازه گیری جریان- ولتاژ، جریان- ظرفیت و جریان- دما اندازه گیری و مشخصه های فیزیکی قطعه تعیین شد. در نهایت حسگر به پیش تقویت کننده، شکل دهنده ی تپ، تقویت کننده و تحلیل گر بس کاناله متصل شد. آشکارساز ساخته شده توسط چشمه های نقطه ای Cs137، Th232 آزموده شده و با نمونه هایی از اورانیم مقیاس بندی شد. نتیجه ها نشان داد که پهنای نیم- ارتفاع برای قله ی keV 662، برابر با %8/3 و خطای اندازه گیری برای نمونه های مجهول اورانیم کم تر از %3 است.

در این مقاله تاثیر پرتو فرابنفش لیزر اگزایمر ArF با طول موج 193 نانومتر بر روی  پلی مر آلیل دی گلیکول کربنات (39CR-) بررسی شده است. ابتدا پلی مرها به سه دسته تقسیم شدند. دسته ی اول، زیر آستانه ی نورکندگی و دسته ی دوم، بالای آستانه ی نورکندگی، با تعداد تپ های متفاوت لیزر ArF پرتودهی شدند. دسته ی سوم ابتدا زیر آستانه ی نورکندگی با لیزر ArF و سپس با ذره های آلفای گسیلیده از Am241 پرتودهی و سپس به طور شیمیایی در محلول آبی سدیم هیدروکسید 25/6 مولار سونیده شدند. برای بررسی تغییر در ریخت شناسی سطح پلی مر، از میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) و برای تحلیل و بررسی ردپاهای ذره های آلفای ثبت شده در پلی مر آلیل دی گلیکول کربنات از میکروسکوپ نوری استفاده شد. نتیجه ها نشان داد که ساختارهای کرم مانند و تعدادی مخروط بر اثر پرتودهی لیزری روی سطح پلی مر ایجاد می شود. هم چنین مشاهده شد که قطر میانگین ردپاها کاهش می یابد. بنابراین لیزر باعث سخت شدن سطح آشکارساز می شود.

در این مقاله دستگاه هم جوشی پلی ول 50PR-IR، دستگاه هم جوشی هسته ای در دست طراحی، معرفی و فیزیک حاکم بر آن با استفاده از کد اپیک شبیه سازی شده است. نتایج شبیه سازی نشان داد که این دستگاه خصوصیت های منحصربه فردی را در تولید انرژی و محصورسازی ذره ها دارا بوده، و امکان دست یابی به هم جوشی هسته ای با آن وجود دارد. در این مقاله هم چنین آهنگ هم جوشی رآکتور پلی ول 50PR-IR در حضور و عدم حضور صفحه های بازتاباننده مورد بررسی قرار گرفته است. نتیجه های به دست آمده اثبات می کنند که آهنگ هم جوشی با حضور صفحه های بازتاباننده در دستگاه نسبت به حالت نبود آن ها تقریبا دو برابر می شود. این افزایش به دلیل بازتاب الکترون ها به داخل دستگاه، کاهش اتلاف ذره ها و افزایش چگالی الکترون و یون در مرکز است. نتیجه های به دست آمده می تواند برای بهینه سازی دستگاه های پلی ول مورد استفاده قرار گیرد.

در این پژوهش، تاثیر رفتار زمانی تپ محرک افروزنده ی سوخت بر کارآیی هم جوشی هسته ای با استفاده از محصورسازی لختی به روش افروزش ضربه ای بررسی و نشان داده شد که اعمال دو تپ افروزنده ی همسان با تاخیر زمانی مناسب، منجر به کاهش انرژی افروزنده و در نتیجه کاهش انرژی کل مورد نیاز برای تولید انرژی می‎شود. دو تپ ذوزنقه‎ای همسان با زمان صعود 50 پیکوثانیه و با قله ی توان‎‎ و پهنای تپ متفاوت و با تاخیر زمانی 50 پیکوثانیه و لحظه ی آغاز متفاوت بر روی هدف سیستم هم جوشی هسته ای لیزری تسهیلات پژوهشی انرژی لیزر توان- بالا (HiPER) اعمال شد. شبیه‎سازی‎های یک بعدی با استفاده از کد مالتی نشان داد که نمایه مزیت استفاده از محرک افروزنده ی دوگانه ‎در بازه‎ی 1/1<FM<7/1 قرار دارد. نمایه مزیت بزرگ تر از 1 نشان می‎دهد که برای یک انرژی محرک متراکم‎کننده ی سوخت ثابت، استفاده از دو تپ افروزنده ی برابر و کم- انرژی در مقایسه با روش افروزش ضربه ای دارای برتری است.

هدف این پژوهش ساخت شیشه ی سوسوزن لیتیم- آلومینیم- سیلیکات به عنوان میزبان ماده ی فعال تربیم، برای دست یابی به نور مریی از طریق برانگیزش با فرابنفش و پرتوهای گاما، ایکس و ذره های باردار بود. از ترکیب 54/21 درصد 3LaF، 3/8 درصد O2Li، 02/6 درصد 3O2AL، 4/32 درصد 2SiO برای ساخت این شیشه و شیشه– سرامیک استفاده شد. این شیشه ها با روش ریخته گری و ذوب ساخته شدند. طیف جذبی نمونه ها در ناحیه ی مریی و فرابنفش تهیه شد. طیف نورتابی (PL) در طول موج های 259 و 325 نانومتر به دست آمد. طیف جذبی نمونه های ساخته شده با تربیم (2GTb) قله هایی را در 325، 436، 460، 490، 545 و 414 نانومتر نشان داد، که تا حدی با انتقال های انرژی یون تربیم انطباق دارد. اما در مورد شیشه ی ساخته شده با گادولینیم (GGd) به دلیل فعال شدن نوری کاستی های ساختاری شیشه مانند کاستی کامل شدن، طبق نتیجه های نورتابی، تمام انتقال های انرژی زیر 300 نانومتر تضعیف شده و مشاهده نشد. انتقال انرژی از یون Gd به یون Tb در شیشه مورد مطالعه صورت نگرفت. ولی نتیجه های شدت نورتابی شیشه- سرامیک در مقایسه با شیشه به طور معنی داری تا %80 افزایش یافت. پاسخ نوری نمونه های مورد مطالعه به پرتوهای بتا، ایکس و نوترون ارزیابی شد. طی این ارزیابی مشخص شد که هم نمونه های شیشه و هم نمونه های شیشه- سرامیک دارای پاسخ مناسبی به پرتوهای ایکس و بتا هستند. البته نمونه های شیشه- سرامیک حساسیت بسیار بالاتری از خود نشان دادند. در این بررسی مشخص شد که نمونه ها پاسخ قابل توجهی به نوترون ندارند که علت آن عدم استفاده از Li خالص سازی شده است.

تاثیر پارامترهای فرایندی شامل جریان جوش و نیروی الکترود بر ریزساختار جوش مقاومتی نقطه ای ورق آلیاژ Nb%1-Zr به ضخامت 3/0 میلی متر مورد بررسی قرار گرفت. در بررسی ریزسختی مقطع دکمه ی جوش در راستای قطر دکمه ی جوش، اندازه گیری سختی برحسب ویکرز بر روی فلز پایه، منطقه ی حرارت دیده و دکمه ی جوش برای نمونه هایی که با پارامترهای مختلف جوشکاری شده بودند، انجام شد. بررسی های ریزساختاری نشان داد که افزایش جریان سبب درشت تر شدن دانه ها می شود. از جمله ی مشاهده های مهم در این مطالعه بزرگ شدن اندازه ی دانه در اثر افزایش نیروی الکترود در زمان جوشکاری یکسان بود. در تصویرهای وابسته به فلزنگاری مشاهده شد که در اثر اعمال نیروی الکترود بیش تر، دانه ها به صورت طولی در راستای جریان حرارت تغییر شکل می دهند. اندازه گیری سختی منطقه های جوش و فلز پایه نیز نشان داد که دکمه ی جوش بیش ترین میزان سختی را دارد و این میزان در منطقه ی حرارت دیده و فلز پایه به ترتیب، کاهش می یابد. این تفاوت به دلیل تغییرهای فازی β و α+β است. تغییر حالت از فاز β به α به وسیله ی فرایند نفوذ توده ای و تشکیل ساختار ویدمن اشتاتن α، که بر اثر آهسته سرد شدن به وجود خواهد آمد، انجام می پذیرد. ساختار موردنظر سخت تر و دارای استحکام بیش تری از ریزساختار α هم محور فلز پایه است.