فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال سی و هفتم شماره 4 (پیاپی 78، زمستان 1395)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و هفتم شماره 4 (پیاپی 78، زمستان 1395)

  • 94 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1395/12/20
  • تعداد عناوین: 10
|
  • علی رمضانی مقدم *، محمد لامعی، جواد رحیقی صفحات 1-11
    شدت و جهت بردار مغناطش آهنرباهای دائمی بعد از ساخت، به دلایل گوناگونی، از شدت و جهت مطلوبی که حین ساخت مورد نظر بوده است اختلاف خواهند داشت. در این مقاله، مراحل طراحی فیزیکی و مکانیکی و سپس ساخت پیچه ی هلمهولتز برای اندازه گیری شدت و جهت بردار مغناطش در آهنرباهای دائمی به منظور استفاده در ساخت یک آندولاتور تخت برای اولین بار در کشور ارائه شده است. کالیبراسیون پیچه ی هلمهولتز با منبع جریان و پروب هال با دقت لازم بحث شده است. دقت اندازه گیری شدت بردار مغناطش در راستای محور آسایش آن در حدود 03/0%، و صحت اندازه گیری 015/0% به دست آمده است. به کمک پیچه ی هلمهولتز، تعداد حدود 160 آهنربای دائمی اندازه گیری شده اند. نتایج اندازه گیری مولفه های مختلف این آهنرباها ارائه، و از نتایج به دست آمده در ساخت اولین آندولاتور طرح چشمه ی نور ایران استفاده شده است.
    کلیدواژگان: پیچه ی هلمهولتز، آهنرباهای دائمی، بردار مغناطش، آندولاتور تخت
  • ایمان ضیاییان *، سیدمحمود سادات کیایی، مزدک زبردست، علیرضا کوشه صفحات 12-17
    با تغییر در شکل هندسی دام و تاثیر نیروی میراکننده، نواحی پایداری اول و دوم در دام چهارقطبی کشیده ی پائول، بررسی شد. در این مقاله، منظور از تغییر در شکل هندسی دام، تغییر در فواصل بین الکترود حلقه  و الکترودهای کلاهک  است. برای این هدف، پارامتر  در محاسبات وارد شد. هم چنین، تاثیر نیروی میراکننده، با وارد کردن ثابت میرایی k در معادله ی ماتی یو بررسی شد. دستگاه معادلات دیفرانسیل حاکم بر رفتار یون درون دام چهارقطبی با توجه به آثار هم زمان نیروی میراکننده و هندسه ی دام، در نظر گرفته شده است. این معادلات با استفاده از روش رونگه کوتای مرتبه ی 5 و مرتبه ی 6 ورنر (RKV56) به دقت محاسبه، و نواحی پایداری به دست آمده با نواحی پایداری در غیاب نیروی میراکننده در دام یونی ایده آل  مقایسه شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهند که در یک دام یونی rf، نیروی میرایی و شکل هندسی دام، نقش تعیین کننده ای در جابه جایی نواحی پایداری دارند. یادآوری می شود که محاسبه ی نواحی پایداری در حضور نیروی میراکننده با توجه به تغییر در فاصله ی بین الکترودهای کلاهک با این روش برای اولین بار گزارش می شود.
    کلیدواژگان: نیروی میراکننده، پتانسیل چهارقطبی، هندسه ی دام، رونگه کوتای ورنر
  • حسین پوربیگی *، سعدی پورعلی، مجتبی مستجاب الدعواتی، سعید باقری صفحات 18-23
    شمارنده های کل بدن برای اندازه گیری های مستقیم پرتوزایی بدن و ارزیابی پرتوگیری داخلی برای پرتوکاران و دیگر افراد جامعه استفاده می شوند. شمارنده ی با هندسه ی صندلی نسبت به دیگر هندسه ها برای پایش سریع در حوادث پرتوی، مناسب تر است. در این پژوهش، سیستم پایش قابل حملی با هندسه ی صندلی، طراحی شد و ارزیابی بازده ی شمارش برای کالیبراسیون سیستم انجام گرفت. این سامانه از یک آشکارساز سوسوزن یدور سدیم (قطر cm5×cm5) قرار گرفته داخل یک موازی ساز، و یک صندلی که با لایه های سربی به ضخامت cm2 حفاظت شده اند، تشکیل شده است. برای محاسبه ی زاویه ی صندلی و زاویه ی موازی ساز، از مدل فانتوم بومب استفاده شده است. بازده شمارش ها از راه شبیه سازی مونته کارلو و آزمایش های کالیبراسیون معمول و با استفاده از یک فانتوم نیم تنه ی حاوی چشمه ی نقطه ای به دست آمد. کمینه ی سطح پرتوزایی قابل اندازه گیری (MDA) برای چشمه ی Cs137 در محدوده ی زمانی min 10، برابر با Bq 47±448 بود. نتایج حاکی از آن است که کالیبراسیون شمارنده ی کل بدن با کد MCNPX می تواند جای گزین کالیبراسیون واقعی شود. هم چنین نشان داده شد که شبیه سازی مونته کارلو، یک روش ارزان قیمت برای به دست آوردن بازده ی شمارنده ی کل بدن از نوع صندلی برای مقاصد طراحی و کالیبراسیون است.
    کلیدواژگان: شمارنده کل بدن، کالیبراسیون، بازده، شبیه سازی مونته کارلو، فانتوم بومب و نیم تنه
  • رامسینا بت عیشو *، خدیجه قطبی کهن، فرحناز نبردی، رویا رفیعی صفحات 24-33
    استفاده از لجن فاضلاب در کشاورزی، باعث انتقال آلاینده ها به زنجیره ی غذایی و انتشار آنها می شود. در این مقاله، میزان عوامل بیماری زا و نیز فلزهای سنگین و مغذی در لجن حاصل از فاضلاب تصفیه خانه های شهری اکباتان و شهید محلاتی (تهران) در سه نوبت نمونه برداری مستقل بررسی شد. هم چنین کاهش عوامل بیماری زا در لجن به دست آمده با دز kGy10پرتو گاما حاصل از Co60 مطالعه شد. نتایج نشان داد که لجن تصفیه خانه ها از نظر مقدار فلزهای سنگین و مغذی در محدوده ی مجاز استاندارد است. بوی نمونه های پرتودیده کم تر از نمونه های شاهد بود. میزان عوامل بیماری زا پس از تابش دهی به زیر حد مجاز رسید، در حالی که تعداد تخم های زنده ی آسکاریس در لجن تصفیه خانه اکباتان حتی پس از تابش دهی‏، بالاتر از حد مجاز بود. با توجه به این نتایج، فقط لجن تصفیه خانه ی شهید محلاتی به لجن کلاس A تبدیل شد، به این معنی که بتواند در باغ ها و حتی منازل قابل استفاده باشد. ضروری است  قبل از استفاده از این لجن، الزامات کاهش تجمع حشرات به کار گرفته شود. قابلیت به کارگیری دز مزبور به منظور تبدیل لجن به کود بهداشتی، به دلیل ثابت نبودن آلودگی میکروبی، منوط به تعیین آلودگی اولیه است.
    کلیدواژگان: فاضلاب، کود بهداشتی، تابش دهی، آسکاریس، آلاینده ها
  • اکبر عبدی سرای، جمشید خورسندی، محمدحسین استکی *، پروین کاویانی صفحات 34-41
    اندازه گیری نسبت کادمیم یکی از پارامترهای اساسی در راکتورهای هسته ای است. در این مقاله، مقدار نسبت کادمیم برای راکتور صفر- قدرت آب سنگین اصفهان (HWZPR) در دو گام 18 وcm 20 اندازه گیری شده است. از پولک های منگنز- نیکل برای اندازه گیری نسبت کادمیم استفاده شده است. پرتوزایی پولک ها با آشکارساز سوسوزن پلاستیکی و یدور سدیم برای پرتوهای بتا و گاما به دست آمده است. هم چنین از تغییرات مقدار نسبت کادمیم در راستای محوری راکتور، ناحیه ی مجانبی یا طیف پایدار به دست آمده است. طیف ثابت راکتور، در گام 20، تقریبا cm19 نسبت به گام 18 افزایش یافته است، که این به دلیل کاهش تعداد میله های سوخت و افزایش ارتفاع بحرانی آب سنگین است. برای بررسی درستی مقادیر تجربی اندازه گیری شده، راکتور صفر- قدرت آب سنگین اصفهان با کد MCNPX-2.6.0 شبیه سازی شد. نتایج حاصل از شبیه سازی و تجربی سازگاری خوبی با هم داشتند.
    کلیدواژگان: راکتور صفر- قدرت، نسبت کادمیم، پولک منگنز، ناحیه ی مجانبی، آب سنگین، فعال سازی نوترونی
  • عارف الدین زرنوشه فراهانی، فرامرز یوسف پور *، محمد ره گشای، سیدمحسن حسینی صفحات 42-55
    توسعه ی مدل ترموهیدرولیکی و معتبر حادثه ی شدید برای تحلیل رفتار پویای نیروگاه های هسته ای در طراحی، بهینه سازی و ارزیابی ایمنی این نیروگاه ها حائز اهمیت است. برای نیروگاه بومی در حال طراحی IR-360 نیز توسعه ی چنین مدلی، اولین گام در تحلیل ایمنی است. آنالیزهای ایمنی قطعی (DSA) بدون اعتبارسنجی مدل مورد نظر، قابل اعتماد نیست. در واقع لازم است صحت مدل توسعه یافته ارزیابی شود تا اطمینان لازم در خصوص اعتمادپذیر بودن آنالیز های صورت گرفته تضمین شود. این پژوهش تلاش دارد تا مدل MELCOR معتبر برای نیروگاه IR-360 را توسعه دهد. به این منظور و برای کمینه کردن خطای کاربر، از نرم افزار آنالیز هسته ای SNAP استفاده شده است. با انتخاب گره بندی مناسب مسئله در ساختار این کد، پارامترهای کلیدی از جمله فشار و دمای سیال، دبی جرمی و مانند آن، در هر حجم کنترل و مسیر جریان در نیروگاه هسته ای بررسی شده است. هم چنین در این جا با مقایسه ی بین پارامتر های طراحی و مقادیر محاسبه شده، میزان خطای ناشی از مدل سازی به دست آمده است. انحراف و خطای محاسباتی کم تر از حدود تعیین شده در ضوابط و معیار های قابل پذیرش آژانس بین المللی انرژی اتمی است، که نشان دهنده ی اعتبار و کیفیت مدل موردنظر به منظور انجام تجزیه و تحلیل های بعدی است.
    کلیدواژگان: نیروگاه هسته ای تحت فشار، مدار اول، مدل سازی، کد MELCOR، نرم افزار SNAP، گره بندی
  • زهره عبدی، محمد میرزایی *، کامران یوسفی، طیب کاکاوند، شهرزاد فضلی، محمد رحیمی صفحات 56-62
    دو رادیوایزوتوپ F18 (MeV 63/0=Eβ+، 97%=Iβ+، min 109=2/1T) و N13 (MeV 96/0=Eβ+، 100%=Iβ+، min 10=2/1T) تقریبا به طور کامل از طریق گسیل پوزیترون واپاشی می کنند. به همین سبب، از این دو رادیوایزوتوپ به منظور مقطع نگاری گسیل پوزیترون (PET) در تشخیص سلول های سرطانی استفاده می شود. در این مقاله، پس از محاسبه ی توابع برانگیختگی برای واکنش های هسته ای منجر به F18، F18O (p, n)18 و N13، N13O (p, α)16، با استفاده از کد هسته ای ALICE-91 و مقایسه با داده های تجربی، بهترین بازه ی انرژی برای تولید با شتاب دهنده ی سیکلوترون و میزان حرارت سپرده شده به مایع هدف تعیین شد. برای برداشت حرارت ایجاد شده ی حاصل از پرتوی فرودی در هدف، یک مبدل حرارتی مینیاتوری طراحی و ساخته شد. طراحی حرارتی این مبدل با استفاده از نرم افزار Aspen HTFS+ انجام شد. نقشه ی ساخت آن نیز با نرم افزار SolidWorks ترسیم شد. پس از ساخت مبدل حرارتی و جانمایی هدف مایع چرخشی در اتاق هدف مایع، تولید N13 از راه بمباران پروتونی آب خالص با انرژی MeV5/17 به منظور صحه گذاری محاسبات نظری انجام گرفت.
    کلیدواژگان: 18F و 13N، گسیلنده ی پوزیترون، سیکلوترون، هدف مایع چرخشی، مبدل حرارتی مینیاتوری
  • فاطمه فتحی، مجتبی شمسایی ظفرقندی، لیلا مقدم بنائم *، علی بهرامی سامانی صفحات 63-69
    برای طراحی رادیوداروهای مناسب به منظور استفاده در تسکین دردهای استخوانی، به رادیوایزوتوپ های گسیل کننده ی –β با انرژی متوسط یا کم و یک مولکول حمل کننده و پایدار نیاز است. در این راستا، لیگاندهای پلی آمینوفسفونیک اسید های حلقوی به صورت موادی که ترکیباتی با پایداری ترمودینامیکی و مقاومت جنبشی بالاتری با فلزها نسبت به مشابه مارپیچی خود تشکیل می دهند، شناخته می شوند. در این پروژه، استفاده از 10،7،4،1- تتراآزاسیکلودودکان-10،7،4،1- تترامتیلن فسفونیک اسید (DOTMP) به شکل یک لیگاند پلی آمینوفسفونیک اسید حلقوی و استخوان خواه، و رادیوایزوتوپ Sc47 در نقش یک گسیلنده ی کم انرژی –β با انرژی های بیشینه MeV600/0 و MeV441/0 و نیمه عمری برابر با d4/3 در نظر گرفته شد. پتانسیل درمانی این رادیوداروی استخوان خواه از راه نشان دارسازی 10،7،4،1 تتراآزاسیکلودودکان-10،7،4،1- تترامتیلن فسفونیک اسید (DOTMP) با Sc47 و اندازه‏گیری مقدار جذب اسکلتی آن در مدل حیوانی ارزیابی شد. به دلیل محدودیت دسترسی به رادیوایزوتوپ Sc46، این پروژه با استفاده از رادیوایزوتوپ Sc46 که دارای خواص شیمیایی مشابه است، انجام شد. Sc46 با پرتوزایی در حدود MBq 1/85 (mCi3/2) و بمباران اکسید Sc طبیعی به مدت زمان h48 تحت شار نوترونی .s2n/cm 1013×5/3 در راکتور تحقیقاتی تهران، تولید شد. رادیوداروی Sc-DOTMP46 با خلوص رادیوشیمیایی بالاتر از 95% و نسبت لیگاند به فلز 1:60 تهیه، و پایداری آزمایشگاهی آن به مدت h48 و در دمای اتاق ارزیابی، و سپس توزیع بیولوژیکی آن در موش ها تا 7 روز بررسی شد.
    کلیدواژگان: رادیوداروی استخوان خواه، Sc-DOTMP46، نشان دارسازی، توزیع بیولوژیکی
  • سعید علمدار میلانی * صفحات 70-76
    با استفاده از نانوذرات مغناطیسی اصلاح شده با سیانکس 302، یک جاذب مغناطیسی برای استخراج یون های توریم و اورانیم از محیط های نیتراتی ساختگی فراهم شد. توانایی و قابلیت نانوذرات مغناطیسی (nm10≈) پوشش داده شده با سیانکس 302 برای استخراج و پیش تغلیظ هم زمان توریم و اورانیم از محیط نیتراتی در روش ناپیوسته ارزیابی شد. اثر مقدار لیگاند، pH محیط، و غلظت اولیه ی محلول یون های فلزی بر رفتار استخراجی یون های توریم و اورانیم بررسی شد. داده های آزمایشگاهی حاکی از آن است که نسبت وزنی بهینه ی سیانکس 302 به نانوذرات مغناطیسی، 10% وزنی، و مقدار pH بهینه ی محلول برای استخراج هم زمان یون های توریم و اورانیم برابر با 6 است. این مقدار سیانکس قابلیت جذب mg/l60 یون توریم و اورانیم را دارد. تاثیر حضور محصولات شکافت [(I)Cs، (II)Sr] و یون های مزاحم از جمله (III)Fe، (III)Cr، (II)Mg، (II)Mn و (III)Al نیز بررسی شد.
    کلیدواژگان: استخراج فاز جامد، توریم و اورانیم، سیانک 302، نانوذرات مغناطیسی
  • مهدی انتظام *، حانیه دانشیان، محمدرضا پارساییان، ونوس احمدیان صفحات 77-85
    پلی وینیل الکل (PVA) با خواص زیستی مناسب و قیمت نسبتا ارزان، توجه ویژه ای را در ساخت هیدروژل ها، به ویژه با کاربرد پانسمان زخم، به خود اختصاص داده است. از طرفی تابش دهی، روشی مطلوب برای تهیه ی هیدروژل ها بر پایه ی PVA به شمار می آید. در این روش، شرایط تابش دهی، به ویژه دز تابش دهی، بر خواص فیزیکی و در نتیجه کارایی هیدروژل بسیار موثر است. هدف از انجام این پژوهش، بررسی اثر دز تابش دهی الکترونی بر خواص فیزیکی و حرارتی (بلورینگی) هیدروژل های PVA بود. هیدروژل ها با تابش دهی محلول آبی PVA (wt 7%)، تحت دزهای مختلف تهیه شدند. میزان ژل، درجه ی تورم تعادلی و رفتار دهیدراسیون هیدروژل ها ارزیابی شدند. تغییرات شیمیایی ساختار PVA ناشی از تابش دهی با آزمون FTIR، و رفتار حرارتی ژل های خشک PVA  با آزمون DSC بررسی شدند. با افزایش دز تابش دهی، میزان ژل هیدروژل افزایش اندکی نشان داد، در حالی که میزان تورم آن با کاهش چشمگیری همراه بود. دز تابش دهی اثر قابل توجهی بر دهیدراسیون هیدروژل نداشت. نتایج آزمون FTIR نشان دادند که علاوه بر شبکه ای شدن، تخریب زنجیره های PVA نیز با افزایش دز تابش دهی شدت می گیرد. براساس نتایج آزمون DSC، افزایش دز تابش دهی موجب کاهش دماهای بلورینگی و ذوب PVA، و البته افزایش میزان بلورینگی آن شد.
    کلیدواژگان: پرتودهی الکترونی انرژی بالا، پلی وینیل الکل، هیدروژل، خواص فیزیکی، بلورینگی
|
  • A. Ramezani Moghaddam*, M. Lamehi, J. Rahighi Pages 1-11
    The direction and magnitude of the magnetization of a permanent magnet has some deviation from the desired value after the manufacturing. This paper describes the physical and mechanical designs and finally the manufacturing process of a the Helmholtz coil for the first time in Iran in order to measure the permanent magnets magnetization for using in a planar undulator. The Helmholtz coil calibration has been discussed by using a current source and Hall probe with the necessary precision. The final precision for an easy-axis magnetization measurement is 0.03%, and accuracy is 0.015%. 160 permanent magnet blocks have been measured by the Helmholtz coil. The measurement results of the magnetization components are presented and results are used in fabrication of the first undulator at the ILSF.
    Keywords: Helmholtz Coil, Permanent Magnets, Magnetization Vector, Planar Undulator
  • I. Ziaeian*, S.M. Sadat Kiai, M. Zebardast, A.R. Goosheh Pages 12-17
    With the change of an ion trap geometrical shape, ring and end-cap electrodes, and also damping force effects, the first and second stability regions are studied in a stretched Paul ion trap. In this article, according to a new idea, we changed the trap geometry based on the change in distances between the ring electrode (2r˳) and end-cap electrodes (2z˳). For this purpose, the geometrical parameter n=(r˳/z˳)2 was introduced in our calculations. Also, for the damping effects, we entered a viscous damping factor (k) in the Mathieu equation. The set of differential equation governing the motion of the confined ion is considered, taking into account the effect of damping force and the ion trap geometry. The Mathieu type differential equations were solved using Runge-Kutta Verner fifth-order and sixth-order method (RKV56). Comparisons were made with the corresponding stability diagrams without considering the effects of damping force in an ideal ion trap . The numerical results showed that, for a given ion trap mode i.e., rf only mode, the damping force and the trap geometry played important roles in the relocation of the stability diagrams. The first and second stability regions in the presence of the damping force, according to trap’s geometry, are reported for the first time.
    Keywords: Damping Force, Trap Geometry, Quadrupole Potential, Runge-Kutta Verner
  • H. Poorbaygi*, S. Pourali, M. Mostajaboddavati, S. Bagheri Pages 18-23
    A whole body counter is used for in vivo measurement of body radioactivity to access the internal exposure of radiation workers, as well as, the internal exposure of the public. The chair-type WBC is more suitable than the other geometry for rapid monitoring in radiation accidents. In this study, a transportable in vivo monitoring system with the chair-type geometry has been designed, and evaluation of the counting efficiency has been performed to calibrate the system effectively. The counter incorporates Nal (Tl) detectors (5cm dia.×5cm), housed in a collimator, and the chair is shielded using 2cm thick lead layers. For calculating the seat angle of the chair and collimator angle, a Bottle Mannkin Absorber (BOMAB) phantom model has been used. The counting efficiencies have been obtained by using Monte Carlo simulation and from the conventional calibration experiment. For the calibration experiment, a torso phantom containing a point source is used. The minimum detectable activity (MDA) for 137Cs for 10min counting interval is 448±47 Bq. The results indicate that the calibration of the whole body counter by the MCNPX code can be substituted for the actual calibration. It is shown that, the Monte Carlo simulation is an inexpensive alternative method to obtain the counting efficiency of the chair type WBC for design and accurate calibration purposes.
    Keywords: Whole-Body Counter, Calibration, Efficiency, Monte Carlo Simulation, BOMAB, Torso Phantom
  • R. Betesho*, K. Ghotbikohan, F. Nabardi, R. Rafiee Pages 24-33
    The reuse of sludge in agriculture leads to the transfer of some pollutants into food chain, thus hazarding the public health. The pathogens, heavy metals and nutrients in the sewage sludge from two wastewater treatment plants in Tehran-Iran, Shahid Mahallati and Ekbatan, were investigated in three independent samplings. Moreover, the reduction of pathogens after irradiation by 10kGy gamma ray from 60Co was studied. The obtained results indicated that the heavy metals and nutrients in both of the wastewater treatment plants comply with Environmental Pollution Agency Standards and the pathogens counts reduced to the extent of the permitted level after irradiation. Viable Ascaris eggs in Ekbatan sludge was more than permitted level even after irradiation. According to the obtained data, just the sewage sludge of Shahid Mahallati treatment plant produced class A biosolids by irradiation which means that it can be applied to the agricultural lands, public contact sites and even home gardens. The odor of irradiated samples reduced as compared with the control ones. Vector attraction reduction processes must be conducted before use. The capability of the mentioned dose of gamma ray in converting the municipal sewage sludge into a sanitary fertilizer, depends on the microbial contamination level, specially the numbers of viable Ascaris eggs.
    Keywords: Wastewater, Sanitary Fertilizer, Irradiation, Ascaris, Pollutants
  • A. Abdi Saray, J. Khorsandi, M.H. Esteki*, P. Kaviani Pages 34-41
    Measurement of cadmium ratio is one of the basic parameters in nuclear reactors. In this paper, the amount of cadmium ratio for the Esfahan Heavy Water Zero Power Reactor (EHWZPR) in two pitches of 18 and 20cm have been measured. For the cadmium ratio measurements Mn-Ni foils were used. The activity of the Mn-Ni foils were obtained by plastic scintillator and NaI(Tl) detectors for beta and gamma rays. Also, changes of the cadmium ratio in the axial direction of the reactor, asymptotic region or stable spectrum were obtained. The length of stable spectrum of the reactor increased to approximately 19cm, in pitch of 20 to 18, due to the reduced number of fuel rods and critical height of heavy water. To verify the measured values, the Esfahan Heavy Water Zero Power Reactor was simulated with the MCNPX-2.6.0 code. The  results of simulation were in good agreement with those of the experiments.
    Keywords: Zero Power Reactor, Cadmium Ratio, Manganese Foil, Asymptotic Region, Heavy Water, Neutron Activation
  • A. Zarnooshe Farahani, F. Yousefpour*, , M. RahGoshay, S.M. Hoseyni Pages 42-55
    Development of a qualified thermal-hydraulics and the severe accident model of nuclear power plants (NPPs) is of crucial importance in their design, optimization and safety evaluation. This is also the first step in the safety analysis of the IR-360 NPP for which its design is domestically in process. Without an approved and “qualified" model, deterministic safety analysis (DSA) results are not reliable. In fact, the quality of the developed model should be assessed to ensure the reliability of the analysis results. This study attempts to develop a qualified MELCOR model for the IR-360 nuclear power plant in the SNAP nuclear analysis software. By selecting the appropriate nodalization of the problem and their proper connections, the most important thermo-hydraulics parameters such as pressure and temperature of the fluid, mass flow rate, direction and magnitude of the flow in the primary loop, etc are calculated. A comparison is made between the design parameters and calculated values to obtain the deviation of the model values from the design data. The calculated deviations shown to be below the acceptable limits, specified by the DSA practice including the suggestions of the International Atomic Energy Agency (IAEA). This confirms the qualification of the developed model for the safety analysis of the plant in the next steps.
    Keywords: Pressurized Nuclear Power Plant, Primary Loop, Modeling, MELCOR Code, SNAP Software, Nodalization
  • Z. Abdi, M. Mirzaii*, K. Yousefi, T. Kakavand, Sh. Fazli, M. Rahimi Pages 56-62
    Two radioisotopes of 18F (T1/2=109.7 min, Iβ+= 97%, Eβ+= 0.63 MeV), and 13N (T1/2=10min, Iβ+=100%, Eβ+=0.96 MeV) decay almost completely via positron emission. Due to this characteristic, these radioisotopes are used in PET (positron emission tomography) camera for detection of cancer cells. In this article, after calculating the excitation function for nuclear reactions leading to the 18F, 18O (p, n) 18F, and 13N, 16O (p, α) 13N formation using the ALICE-91 nuclear code and by a comparison of the results with the experimental data, the best range of energy to produce with a cyclotron accelerator and the amount of heat deposited to the target material, was determined. For the waste heat removal, a miniature heat exchanger was designed and manufactured. A thermal design of the heat exchanger by the Aspen HTFS+ software was created, and its mechanical plan sheet was drawn using the SolidWorks software. After the fabrication of the heat exchanger and recirculation liquid target located at the liquid target room, 13N was produced via pure water proton bombardment with 17.5 MeV energies verifying the theoretical calculations.
    Keywords: 18F-13N, Positron Emitter, Cyclotron, Recirculation Liquid Target, Miniature Heat Exchanger
  • F. Fathi, M. Shamsaee, L. Moghaddam B.*, A. Bahrami, Samani Pages 63-69
    Designing ideal radiopharmaceuticals for use as the bone pain palliatives requires the utilization of a moderate or low energy β-emitters with a stable carrier molecule. In this direction, cyclic polyaminophosphonic acids are known to form thermodynamically more stable and kinetically more inert complexes with lanthanides, compared to their acyclic analogs. In this study, DOTMP as the cyclic polyaminophosphonic acid and bone-seeking ligand, and 47Sc radioisotope as a low energy β-emitter with the maximum energies of 0.600MeV and 0.441MeV and the short half-life of 3.47d were considered and the therapeutic potential of the bone seeking radiopharmaceutical 47Sc-DOTMP was assessed by measuring its skeletal uptake in the animal model. Because of the limited availability of 47Sc, this study was performed  upon using 46Sc radioisotope which is chemically identical. 46Sc was produced with an activity of
    2.3 (85.1 MBq) mCi by irradiation of natural 45Sc2O3 target at a thermal neutron flux of 3.5×1013 n/cm2.s in 48h at the Tehran Research Reactor (TRR). 46Sc-DOTMP was prepared in radiochemical purity of about 90% in a chelant-to-metal ratio of 60:1. The in-vitro stability of the complex was evaluated at room temperature for 48h. Then, the biodistribution studies of the complex in 5 groups of mice were carried out for 7d.
    Keywords: Bone-Seeking Radiopharmaceutical, 46Sc-DOTMP, Radiolabeling, Biodistribution
  • S.A. Milani* Pages 70-76
    Magnetic nanoparticles modifdied with Cyanex 302 were used for the separation and preconcentration of Th(IV) and U(VI) from synthetic nitrate solutions. The capacity of magnetic nanoparticles (≈10 nm) coated with Cyanex 302 for simultaneous separation and preconcentration of thorium and uranium from the nitrate medium was studied by means of the batch method. The effects of analytical parameters, including the amount of Cyanex 302, pH, and initial metal concentration on the extractive behavior of metal ions were systematically studied. The results showed that the optimum weight ratio of Cyanex 302 to magnetite nanoparticles was 10% and the optimum pH of solution for the simultaneous extraction of Th(IV) and U(VI) was equal to 6. The maximal capacity of the magnetite nanoparticles modifdied with 10 w% Cyanex 302 was found to be 60 mg l-1 of thorium and uranium. The influences of the fission products [Cs(I), Sr(II)] and interfering ions, including Fe(III), Cr(III), Mg(II), Mn(II) and Al(III) were also investigated.
    Keywords: Solid Phase Extraction, Thorium, Uranium, Cyanex 302, Magnetic Nanoparticles
  • M. Entezam*, H. Daneshian, M.R. Parsaian, V. Ahmadian Pages 77-85
    Polyvinyl alcohol (PVA) with the desired bio-properties and relatively low cost has attracted special interest to make hydrogels, especially with the wound dressing application. On the one hand, irradiation is an appropriate method to prepare hydrogels based on PVA. In this method, the irradiation conditions, especially the irradiation dose, influence significantly the physical properties and therefore affect the performance of the hydrogel. The main objective of this research was to investigate the effect of electron beam irradiation dose on the physical and thermal (crystallinity) properties of PVA hydrogels. The hydrogels were prepared by irradiation of the aqueous solution of PVA (7 wt.%) at different doses. The gel content, equilibrium swelling degree and dehydration behavior of the hydrogels were evaluated. The chemical structure changes of the PVA due to irradiation and thermal behavior of the dried PVA gels were probed respectively by FTIR and DCS experiments. In the wake of increasing the dose, the gel content of the hydrogel increased marginally, while its swelling decreased significantly. There was no obvious effect on the hydrogel dehydration by changing in the dose. The FTIR results showed that besides the crosslinking, the PVA chains degradation was also augmented with the dose. According to the DSC results, increasing the dose caused reduction of the crystallization and melt temperatures of the PVA and increment of its crystallinity.
    Keywords: High Energy Electron Beam Irradiation, Polyvinyl Alcohol, Hydrogel, Physical Properties, Crystallinity