فهرست مطالب

  • پیاپی 88 (تابستان 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/06/01
  • تعداد عناوین: 13
|
  • سعید طالبی* صفحات 1-13

    هدف این مقاله، توسعه ی یک مدل فیزیکی معتبر و در نتیجه یک روش عددی به منظور توصیف پدیده هایی است که درون میله ی سوخت رآکتور 1000VVER در طول مدت زمان کارکرد آن به ویژه در شرایط میزان مصرف بالای سوخت رخ می دهد. عملکرد میله های سوخت به عامل های زیادی بستگی دارد؛ هر کدام از این عامل ها به صورت پیچیده ای بر عملکرد رآکتور در طی مدت بهره برداری تاثیر می گذارد. پیش بینی دقیق رفتار سوخت امری است ضروری و برای طراحان سوخت بسیار کارساز خواهد بود. به طور کلی رفتار سوخت متاثر از عامل های متنوع شیمیایی، مکانیکی و ترمونوترونیکی است. برای ارزیابی دقیق عملکرد درست سوخت داخل رآکتور، باید عامل های پیش گفته و پدیده های حاکم بر آن ها به درستی مدل سازی شوند. در این مقاله، مدل های فیزیکی و رابطه های تجربی مورد استفاده به نحوی انتخاب شده اند که پارامترهای اصلی عملکردی حاصل از شبیه سازی میله ی سوخت، مطابقت خوبی با نتیجه های آزمایش های پس از پرتودهی و خروجی کد تحلیل عملکرد سوخت فراپکون 3/3 داشته باشند.

    کلیدواژگان: عملکرد میله ی سوخت، مدل فیزیکی، شبیه سازی، رآکتور 1000VVER-، فراپکون
  • سروش حیدری سنگستانی، محمد رهگشای*، ناصر وثوقی، میترا اطهری علاف صفحات 14-21

    هدف این مطالعه، شبیه سازی گرمابی واکنش مجتمع های سوخت قلب رآکتور 1000VVER- به تغییرات شار جرمی ناشی از حادثه ی از دست رفتن خنک کننده و افت فشار ناگهانی آن است. تحلیل این حادثه در بازه ی زمانی بسیار کوتاه- در ابعاد میلی ثانیه- با استفاده از اثر صوت صورت گرفته است. معادلات گرمابی وابسته به زمان با استفاده از روش سیال تراکم پذیر در تک کانال گرم شونده تحلیل و با نتیجه های حاصل از گذره ی مورد نظر در یک رآکتور PWR اعتبارسنجی شده است. برای مقایسه، گذره ی مورد نظر در کد 5RELAP نیز شبیه سازی شد و نتایج مورد مقایسه قرار گرفتند. سپس، با توجه به تقارن یک ششم قلب رآکتور 1000VVER تعداد 28 مجتمع سوخت با توجه به ویژگی های منحصربه فرد هر مجتمع بررسی شد. افت شار جرمی پس از چند میلی ثانیه در انتهای کانال احساس شد. مشاهده شد که افت شار جرمی به مقدار سهم هر مجتمع در تولید توان گرمابی قلب وابسته است. استفاده از اثر صوت منجر به شناسایی تفاوت در تغییرات شار جرمی ناشی از افت فشار ناگهانی، با توجه به ویژگی هر مجتمع سوخت خواهد شد.

    کلیدواژگان: مجتمع سوخت، VVER-1000، شار جرمی، اثر صوت
  • محمدامین امیرخانی دهکردی، مصطفی حسن زاده*، محسن اسدی اسدآباد، سیدمحمد میروکیلی صفحات 22-31

    ایمنی در هر نوع آزمایش یکی از موارد بسیار مهم است. آزمایش خمش از جمله آزمون های مهم برای دست یابی به مشخصه های مواد است. در این مقاله، نرخ دز نمونه ی استاندارد برای آزمایش خمش گرافیت در رآکتور تحقیقاتی تهران به دست آمد. با استفاده از استانداردهای مختلف مقدارهای دز در فاصله های مختلف و دو بازه ی زمانی 15 و 40 روز تابش دهی محاسبه شد. محاسبه ها با استفاده از دو کد اوریجین و ام. سی. ان. پی. ایکس انجام شد. مقدارهای ناخالصی ماده با استفاده از دو تکنیک فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) و طیف سنجی نشر اتمی پلاسمای جفت شده ی (ICP-AES) اندازه گیری شد. نتیجه های محاسبه ها نشان داد که استاندارد کلیبورن و تروبی از استانداردهای دیگر سختگیرانه تر بوده و نمونه پس از گذشت 20 روز از تابش دهی با رعایت فاصله هایی در حدود cm 100 دارای دز کم تر از 1-μSv h 2 برای انجام آزمایش ها است. هم چنین محاسبه های مربوط به محفظه ی انتقال نشان داد که محدودیتی در انتقال نمونه ها وجود ندارد. در نهایت می توان گفت روش به کار گرفته شده در این پژوهش می تواند برای دیگر مواد موجود در قلب رآکتور نیز مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: محاسبه ی دز، مقاومت خمشی، رآکتور تحقیقاتی تهران، اوریجین، ام سی ان پی ایکس
  • سمانه فاضل پور، امیر چخماچی دوم*، داود ایرجی، محمدامیرحمزه تفرشی، حسین صادقی صفحات 32-43

    در این مقاله، به بررسی و شبیه سازی یک سیستم چشمه ی پلاسمای هلیکون با استفاده از آنتن ناگویا، به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار شبیه سازی کامسول مالتی فیزیکس پرداخته شده است. در شبیه سازی انجام شده، تمام برهم کنش ها و پارامترهای موثر بر فرایند تولید پلاسما در نظر گرفته شده است، علاوه بر این، سطح مقطع واکنش هایی که در پلاسما رخ می دهد از انرژی 0/001ev تا MeV 1 در نرم افزار وارد شده است. در این شبیه سازی، میدان مغناطیسی پیچه ها G600، جریان آنتن A6، فشار گاز mTorr 10 و شار ورودی گاز (SCCM) 50 در نظر گرفته شده است. در نهایت با استفاده از آنتن ناگویا پلاسمایی با چگالی  2×1018 m-3 و دمای 2.6 eV به دست آمد. این مقاله علاوه بر طراحی و شبیه سازی چشمه ی پلاسمای هلیکونی، تاثیر تغییرات جریان اعمال شده به آنتن ناگویا بر چگالی و توان جذب شده ی پلاسمای هلیکونی را مورد بررسی قرار می دهد. برای اعتبارسنجی شبیه سازی انجام شده به مقایسه ی داده های تجربی و شبیه سازی برای 7 دستگاه هلیکون ساخته شده تاکنون پرداخته شد. مقایسه ی انجام شده نشان داد که نتیجه هایی که از شبیه سازی این سیستم ها به دست می آیند به صورت قابل قبولی با داده های تجربی و آزمایشگاهی گزارش شده مطابقت دارند. هدف اصلی طراحی این چشمه ی پلاسما، بررسی پارامترهای موثر بر افزایش چگالی به منظور استفاده در سیستم باریکه- خنثی (گرمایش کمکی) برای توکامک های اندازه- کوچک هم چون توکامک دماوند است.

    کلیدواژگان: پلاسمای هلیکون، پلاسماهای با بسامد رادیویی، شبیه سازی
  • سجاد کاظمی سنگ سرکی، سعید جلوانی، محمود ملاباشی، مریم ایلچی، زهرا پور حسن نژاد، داود احدپور، کاوه سیلاخوری* صفحات 44-50

    در این پژوهش، از پیکربندی ترکیبی برای تک مدسازی طولی یک لیزر CO2 تپی با فشار 3 atm با طول محیط فعال 14 cm بهره گرفته شده است. برای این کار، از یک لیزر پیوسته و کم فشار CO2 درون کاواکی با طول محیط فعال 120 cm  سود جسته شده است. دیده شد که تپ های گسیلیده ی سیستم در حالت بالای آستانه و هم چنین حالت زیرآستانه تا فشار 7 mbar  رفتار کاملا تک مدی از خود نشان می دهند. برای مشخصه یابی این سیستم، ویژگی های گوناگون تپ های تک مد شده در فشارها و توان های مختلف لیزر پیوسته بررسی و ارزیابی شدند. در همین راستا، فشار آستانه ی تک مدشدگی در این شرایط برای لیزر پیوسته برابر 9.5 mbar به دست آمد. نشان داده شد که در هر دو حالت بالا و زیر آستانه ی لیزر پیوسته، تپ های تک مد گسیلیده دارای دیرش زمانی و زمان خیز بیش تر و زمان برساخت کم تری نسبت به حالت چند مد هستند.

    کلیدواژگان: تک مدسازی طولی، روش ترکیبی، لیزر 2CO تپی
  • مهزاد نظام، اکبر نظری گلشن* صفحات 51-59

    این مقاله ویژگی های انتشار امواج سالیتون یون صوتی دامنه کوچک را در پلاسمای شامل یون های سیال سرد و الکترون های چند دمایی (الکترون های سرد و گرم)، با توزیع محدود مورد بررسی قرار می دهد. ابتدا یک مجموعه معادله ی سیالی در مختصات کروی برای پلاسمای فوق نوشته شد و سپس با به کارگیری روش اختلال کاهش یافته، معادله ی کورتوگ دو وریس که دارای جواب سالیتونی است، در مختصات کروی به دست آمد. معادله ی کورتوگ  دو وریس به دست آمده با استفاده از روش اختلال هموتوپی حل شد. هم چنین اثر پارامترهایی چون تراکم الکترون ها، نسبت چگالی الکترون ها به یون ها و نسبت دما بر روی خصوصیت های ساختار سالیتونی یون صوتی مورد بررسی قرار گرفت. برخی از نتیجه های به دست آمده نشان داد که همراه با کاهش در تراکم الکترون ها، پهنای سالیتون ها افزایش پیدا می کند و موج به سمت مثبت (پیش رونده) حرکت می نماید. از لحاظ فیزیکی، دلیل این واقعیت این است که در اثر کاهش پارامتر متراکم ،q، ضریب غیرخطی معادله ی کورتوگ  دو وریس کاهش، و به همین دلیل پهنای سالیتون افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: سالیتون، امواج یون صوتی، پلاسمای چند دمایی، معادله ی کورتوگ- دو وریس، روش اختلال هموتوپی
  • سیدحامد قاسمی*، احد حق پرست صفحات 60-71

    در این مقاله، از ترکیب همدوس لیزری برای طراحی پرتو توان بالای  50 kW ، در راستای به کارگیری مستقیم انرژی استفاده شده است. از آن جایی که آشفتگی محیطی قوی باعث کاهش مزیت های ترکیب همدوس پرتوها می شود، سطح آشفتگی پایین در نظر گرفته شده است. عناصر ترکیب از 19 لیزر فیبری قطبیده با توان  3 kW در ساختاری به شکل دو حلقه ی شش ضلعی منظم در نظر گرفته شده است. هر لیزر فیبری دارای یک باریکه ساز با اندازه ی لکه ی خروجی 30 mm  است. محدوده ی انتقال به  z=10 km و ضریب پرشدگی تا f=0.91  افزایش داده شده است. در نتیجه، تلفات توان در لبه های جانبی کمینه بوده و باعث افزایش بازده ترکیب تا 88%می شود. این بازده بالاترین نتیجه است که تاکنون منتشر شده است. شعاع اندازه ی لکه ی مرکزی در هدف، R=5.9 cm است که نشان می دهد چگالی توان در حدود  0.45 kW/cm2 است. هم چنین اثر خطاهای فازی در عناصر ترکیب همدوس در میدان دور که باعت پراکندگی شدت پرتو از مرکز به کناره ها می شود، نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

    کلیدواژگان: لیزر فیبری، ترکیب همدوس
  • حسن آقایان، رامین یاوری*، حسین قاسمی مبتکر، طاهر یوسفی صفحات 72-83

    رفتار جذبی اورانیم در محلول های آبی بر روی یک جاذب هیبریدی ساخته شده بر پایه ی نانوذرات مزوحفره ی سیلیکای کروی (SBA-15)  و جاذب معدنی استانیک تنگستومولیبدوفسفات (TWMP) تحت شرایط محیطی مورد بررسی تجربی قرار گرفت. جاذب ساخته شده (SBA-15-TWMP) با استفاده از تکنیک های پراش پرتو ایکس، گرماوزنی، تبدیل فوریه ی زیرقرمز و جذب و واجذب نیتروژن مشخصه یابی شد. نتایج به دست آمده، تثبیت جاذب معدنی TWMP بر روی SBA-15  کروی را تایید نمود. هم چنین نتایج آزمایش های جذب نشان داد که میزان جذب اورانیم بر روی SBA-15-TWMP به شدت متاثر از غلظت یون هیدرونیم، زمان تماس و غلظت اولیه ی یون اورانیل است. مقدار ضریب همبستگی رگرسیون خطی محاسبه شده دلالت بر تطابق خوب داده های جذبی با مدل هم دمای لانگمویر دارد. مقدار به دست آمده برای RL نیز مطلوب بودن فرایند جذب و مطابقت آن با مدل لانگمویر را اثبات می کند. مقدار E محاسبه شده با استفاده از مدل دوبینین- رادشکویچ نشان داد که فرایند جذب فیزیکی است. هم چنین رفتار سینتیک جذب اورانیم به خوبی با معادله سرعت شبه مرتبه ی دوم مطابقت دارد. بیشینه ی ظرفیت جذب اورانیم (193.6 mg.g-1)  بر روی جاذب ساخته شده حاکی از آن است که این جاذب توانایی بالایی در جذب و حذف یون اورانیل از پساب ها را دارد.

    کلیدواژگان: اورانیم، جاذب هیبریدی، SBA-15- کروی، استانیک تنگستومولیبدوفسفات، جذب
  • سوده السادات سجادی* صفحات 84-91

    فلزهای سنگین از جمله ی آلاینده‏های زیست محیطی هستند که مواجهه ی انسان با بعضی از آن ها می‏تواند مسمویت‏های مزمن و بعضا حاد ایجاد نمایند. هدف این پژوهش، ساخت جاذبی مناسب برای جذب فلزهای سنگین از پساب های صنعتی با استفاده از نانو فن آوری است. ابتدا نانوکامپوزیت گرافن اصلاح شده/ روی اکسید ساخته شد. سپس قدرت جذب آن برای جذب فلزهای سنگین با قدرت جذب نانوذرات روی اکسید و گرافن اصلاح شده مقایسه و مشخص شد که قدرت جذب  نانوکامپوزیت گرافن اصلاح شده/ روی اکسید بیش تر از نانوذرات و گرافن اصلاح شده، هر کدام به تنهایی است. در ادامه، اثر پارامترهای موثر بر جذب بررسی و مقادیر بهینه ی آن ها: زمان 30 دقیقه، دما 25 درجه ی سلیسیوس، 6 pH و مقدار جاذب 0.03 g/L تعیین شد. داده های حاصل از بررسی هم دما و سینتیک جذب برای این جاذب به ترتیب با مدل لانگمویر و سینتیک شبه مرتبه ی دوم مطابقت داشت. براساس مطالعه های ترمودینامیکی فرایند جذب گرمازا و خودبه خودی است.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، گرافن اصلاح شده، روی اکسید، فلزهای سنگین
  • سعید علمدار میلانی*، محمود اسکندری نسب صفحات 92-99

    رابطه ی استوکیومتری برای استخراج توریم از محلول های اسیدی نیترات با سیانکس 272 بررسی شد. اثرهای غلظت استخراج کننده و غلظت نیتریک اسید مورد مطالعه قرار گرفت. گونه های استخراج شده در سه قدرت اسیدی مختلف (پایین، میانی و بالا)، براساس روش تحلیل شیب ، به ترتیب [Th(NO3)(OH)3.HA], [Th(NO3)(OH)2A.HA], and [Th(NO3)4.HA] هستند. یافته ها نشان داد که سازوکار استخراج توریم در غلظت های بسیار پایین 0.001 M  بر لیتر، و بسیار بالای 8 مول بر لیتر، نیتریک اسید حلال پوشی است، در حالی که در قدرت های اسیدی میانی 1 مول بر لیتر، از نوع تبادل کاتیونی است. گونه های (IV)Th استخراج شده در تمام محدوده های اسیدی ، شامل یک مولکول سیانکس 272 هستند.

    کلیدواژگان: رابطه ی استوکیومتری، استخراج توریم، محلول های اسیدی نیترات، سیانکس 272
  • غلامرضا میرزابابایی*، محمد یزدی، محمدرضا رضوانیان زاده، مهرداد بهزادی، محمد قنادی مراغه صفحات 100-107

    بررسی کانی شناسی باطله و کان سنگ کانسار مگنتیت- آپاتیت سه چاهون مبین حضور کانی های میزبان Th و REE با رابطه های پاراژنتیک با کانی هایی مانند: آمفیبول ها، مگنتیت و کلسیت است. کانی های میزبان عنصرهای کمیاب و نادر خاکی هم در کان سنگ مگنتیت- آپاتیت و هم در بخش باطله ی معدن یافت می شوند و در فازی موسوم به فاز برشی تجمع قابل توجهی نشان می دهند. مقدارهای بالای عنصرهای کمیاب (توریم) و خاکی نادر سبک (LREE) شامل لانتان، سریم، پرازئودیمیم و نئودیمیم شاخصه ی این منطقه است که در تجزیه های صورت گرفته به وضوح قابل دریافت است و رخداد آن وابسته به سیال هایی است که پس از تشکیل کان سنگ مگنتیت- آپاتیت، باعث متاسوماتیسم سنگ های میزبان کانسار و بخشی از کان سنگ شده و عناصر کمیاب و خاکی نادر را در فازهای سیلیکاتی و فسفاتی در سنگ متمرکز نموده است. منشا این سیال ها به خوبی مشخص نشده است؛ اما براساس شواهد زمین شیمیایی، منشا احتمالی آن ها در وابستگی نزدیک با ماگماهای مشتق شده از توده های نیمه نفوذی تزریق شده در منطقه های فرورانش است. براساس شواهد پاراژنتیک و ژئوشیمیایی، قسمتی از این عناصر می توانسته توسط کمپلکس های کربناتی حمل شده و در محل تجمع و تشکیل سنگ های مزبور، تمرکز یافته باشد.

    کلیدواژگان: کانی شناسی، عناصر کمیاب و خاکی نادر، فاز برشی، کانسار سه چاهون
  • فرح خویلو*، اعظم اخوان، فرانک نعیمیان، امیر مصلحی صفحات 108-116

    هدف از این پژوهش ساخت کامپوزیت رسانای معادل بافت مشابه پلاستیک تجاری A-150  گران قیمت با دسترسی محدود است که در آن به جای دوده، از نانولوله ی کربنی برای دست یابی به خاصیت رسانایی بیش تر استفاده شده است. برای این منظور نانوکامپوزیت های پلی آمید/ پلی اتیلن حاوی 1 to 4%  نانولوله ی کربنی به روش اختلاط مذاب ساخته شدند. رسانایی کامپوزیت حاوی 3% نانولوله ی کربنی به 3× 10-6 S/cm-1  رسید که در محدوده ی خصوصیت های مواد نیم رسانا قرار دارد. ریزنگاره های میکروسکوپی الکترون روبشی (SEM) و عبوری (TEM) تشکیل شبکه ی رسانای الکتریکی در فاز پیوسته ی پلی آمید و در فصل مشترک دو فاز را نشان می دهند. در بررسی خواص مکانیکی، افزایش چشمگیری در کامپوزیت حاوی 3% نانولوله ی کربنی مشاهده شد. تعیین مقدارهای چگالی و درصد عناصر نشان می دهد که مقدارهای به دست آمده برای این نانوکامپوزیت با مقدارهای اعلام شده برای بافت نرم و پلاستیک A-150  مشابهت دارند. محاسبه های میکرودزیمتری نشان داد که توزیع های انرژی خطی به دست آمده برای میکرودزیمترهایی از جنس نانوکامپوزیت پلی آمید/ پلی اتیلن/ نانولوله ی کربنی و A-150  هم خوانی خوبی دارند. در نتیجه، نانوکامپوزیت ساخته شده می تواند جای گزین مناسبی برای پلاستیک معادل بافت A-150  برای استفاده به عنوان الکترود در میکرودزیمترهای گازی باشد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت، پلی آمید، پلی اتیلن، معادل بافت، پلاستیک A-150، میکرودزیمتری
  • فاضل ضحاکی فر، رضا داورخواه، امیر چرخی*، میثم تراب مستعدی صفحات 117-127

    استخراج اورانیم از محلول های سولفاتی با استفاده از آلامین 336 رقیق شده در کروزن مورد بررسی قرار گرفت. اثر زمان تماس بین فازها، غلظت سولفوریک اسید، غلظت استخراج گر، غلظت اورانیم، نسبت فاز آلی به آبی و دما مورد مطالعه قرار گرفت. یافته ها نشان می دهند که استخراج اورانیم واکنشی سریع، گرمازا و خودبه خودی است. لگاریتم ثابت تعادل ظاهری واکنش استخراج برابر 5.94 محاسبه شد. مطالعات نشان داد که غلظت سولفوریک اسید اثر زیادی بر درصد استخراج اورانیم دارد. درصد استخراج با افزایش غلظت استخراج گر و نسبت فاز آلی به آبی افزایش و با افزایش غلظت اورانیم کاهش می یابد. در شرایط: غلظت 0.15 mol L-1 سولفوریک اسید، دمای 25 C ، غلظت 0.05 mol L-1  استخراج گر و نسبت فازی 1:1،  99.72% اورانیم استخراج شد. استخراج اورانیم از محلول فروشویی در شرایط بهینه ی به دست آمده انجام و حذف آهن مورد بررسی قرار گرفت. استخراج معکوس اورانیم از حلال آلی باردار شده با اورانیم با استفاده از نمک ها و اسیدهای مختلف در 4 مرحله انجام شد. اثر دما بر فرایند استخراج معکوس بررسی شد و تغییرات آنتالپی واکنش استخراج معکوس با عامل های شیمیایی گوناگون به دست آمد. با استفاده از آمونیم کربنات0.5 mol L-1 (NH4)2CO3 ، 99.87%  اورانیم در یک مرحله از فاز آلی استخراج شد.

    کلیدواژگان: استخراج با حلال، استخراج معکوس، اورانیم، محلول فروشویی، آلامین 336
|
  • S Talebi * Pages 1-13

    The main purpose of the work is to develop a valid physical model and an accurate numerical technique to describe the occurred phenomenon of the VVER-1000 fuel rod, during its lifetime, especially for high burn up conditions. There are many factors involved in the fuel rod performance, which each of them, intricately affect its behavior during normal operation. The accurate prediction of the fuel behavior is obligatory and will be utilizable for the fuel designers. In geneval, fuel rod behavior is affected by the various chemical, mechanical, and thermo neutronic phenomena. For a detailed assessment of the fuel behavior inside the reactor core, the mentioned factors and the dominant aspects must be modeled accurately. The physical models and correlations used in this paper, are chosen in such a way that all the simulation results be in a good agreement with the available post-irradiation examination data (PIE) and outputs of the FRAPCON-3.3 fuel rod performance code.

    Keywords: Fuel behavior, Physical model, Simulation, VVER-1000, Frapcon
  • S Heidari, M Rahgoshay *, N Vosoughi, M Athari Pages 14-21

    The article aims in the studying of thermal-hydraulic simulation of the VVER-1000 reactor core fuel assemblies’ reaction to the mass flux changes which are caused by the lose of coolant accident and its sudden pressure drop. The analysis of mentioned accident is performed in concise periods (mili second) by the use of the sound effect. Time-related thermal-hydraulic equations were analyzed by the method of a compressible fluid in a single heated channel and were evaluated by the results of the mentioned transient, in a PWR reactor. The mentioned transient was simulated in RELAP5 code and results were compared to the previous ones. Then, 28 reactor fuel assemblies were studied, considering the 1/6 symmetry of VVER-1000 reactor and unique features of every assembly. Mass flux drop was happened the end of the channel, after a few seconds. It was observed that mass flux is at dependent on the role of every assembly in the production of core heat power. The acoustic effect reveals some of the perturbations in mass flux changes, considering every fuel assembly features.

    Keywords: fuel assembly, VVER-1000, mass flux, sound effect
  • M.A Amirkhani, M Hassanzadeh *, M Asadi Asadabad, S.M Mirvakili Pages 22-31

    Safety is one of the most critical issues in any test. The flexural test is a significant one to obtain material specifications. In this paper, a standard sample dose rate was calculated for the graphite flexural test in Tehran research reactor. Using different standards, the dose was computed at different distances and two periods of radiation, 15-40 days. Our calculations were performed with the ORIGEN and MCNPX codes. The impurity amounts of the material were measured by two methods of X-ray Fluorescence (XRF) and Inductively Coupled Plasma, Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES). The obtained results show that the Claiborne & Trubey standard is more stringent than other standards, and it has less than 2 μSv/h dose with the observance of 100cm distance and 20 days after irradiation. Moreover, calculations of the transfer chamber indicate that there is no limitation for the transport of the samples. Finally, it can be concluded that the considered method of this research can be used also for other materials at the reactor core.

    Keywords: Dose calculation, Flexural strength, Tehran reactor, ORIGEN, MCNPX
  • S Fazelpour, A Chakhmachi *, D Iraji, M Tafreshi, H Sadeghi Pages 32-43

    In this paper, a Helicon plasma system with Nagoya Type III antenna was designed and simulated by using COMSOL Multiphysics 5.2. In our simulation, all effective interactions and parameters in the plasma production process are considered. Besides, the cross-sections of the reactions which are occurred in the plasma with the energy range from 0.001 eV to 1MeV are applied in the software. Meanwhile, the Argon-Helicon plasma is produced by using Nagoya Type III antenna considering the following conditions: the magnetic field of 600 G, the antenna current 6 Ampere, with the operating gas pressure 10 mTorr and inlet gas flux of 50 (SCCM). Finally, the plasma density of the order 2×1018 m-3 and a temperature of 2.6 eV were obtained by using the Nagoya antenna. The effect of the variations of the current, which was applied to the Nagoya antenna, on the density and absorbed power of the Helicon plasma was also investigated. This simulation was made for seven operational helicon devices, and the results have seemed reasonable.

    Keywords: Helicon plasma, RF plasmas, Simulation
  • S Kazemi Sangsari, S Jelvani, M Mollabashi, M Ilchi, Z Pourhasannezhad, D Ahadpour, K Silakhori * Pages 44-50

    In this work, the hybrid configuration was used to produce the single longitudinal mode operation of pulsed CO2 laser with 14 cm long active volume at the pressure 3 atm. For this resean, a low pressure continuous wave CO2 laser with 120 cm long active volume is used. It was found that the emitted pulses of the system exhibit single mode behavior in above threshold condition and also at the pressures up to 7 mbar below threshold condition. To characterize the system performance, various parameters of the single mode pulses at different pressures and powers of the continuous wave laser were analyzed. Furthermore, the threshold pressure of the continuous wave laser for the single mode operation was obtained at about 9.5 mbar. It is shown that in both above and below threshold conditions, the single mode pulses have higher durations and rise times and also lower build up times.

    Keywords: Single longitudinal Operation, Hybrid method, Pulsed CO2 Laser
  • M Nezam, A Nazari Golshan * Pages 51-59

    The propagation of the small amplitude ion-acoustic solitary waves (IASWs) is studied in a plasma containing cold fluid ions and multi-temperature electrons (cool and hot electrons) with the nonextensive distribution. In this paper, we were firstly written a set of fluid equations in the spherical geometry. Then, spherical Korteweg–de Vries (KdV) equation was derived using a reductive perturbation method. The obtained spherical Korteweg–de Vries equation was solved using a homotopy perturbation method (HPM). Furthermore, the impact of the electron nonextensivity, the density ratio of electrons and ions and the temperature ratio on the characteristics of ion- acoustic solitary waves were studied. The analytical results show that a decrease in the electron nonextensivity increases the soliton ion- acoustic width. On the other word, it was observed that a reduction in the nonextensivity parameter increases the nonlinear coefficient of the KdV equation.

    Keywords: Soliton, Ion- acoustic waves, Multi-temperature plasma, KdV equation, HPM
  • S.H Ghasemi *, A Haghparast Pages 60-71

    In this paper, we used a coherent beam combination to design a 50 kW high power laser beam for energy applications. Because of the strong environmental turbulence, degrade the coherent beam combination advantages, low turbulence level is considered. Combining elements are composed of 19 polarized single mode 3 kW high power fiber lasers where are arranged in the co- two centric hexagonal rings. Each of the fiber a lasers has a collimator with a 30 mm beam spot size output. We extended the transmitting range to z=10 km and the improved filling factor up to f=0.91. Therefore, power loss at the side lobes are minimized and resulted in the rise of combination efficiency to 88%, which is the highest published result. The central spot size radius on the target is R=5.9 cm, where indicate 0.45 kW/cm2 power density. Also, the effect of Phase errors of the combining elements at the far- field, which cause the ray intensity scattering from the center spot to the side lobes is investigated.

    Keywords: Fiber laser, Coherent combining
  • H Aghayan, R Yavari *, H Ghasemi, T Yousefi Pages 72-83

    In the present work, a hybrid material, as an adsorbent based on a mesoporous silica nanoparticle Sainta Barbara Amorphous-15 (SBA-15) and inorganic adsorbent, tin tungsto-molybdo-phosphate (TWMP), was synthesized for the investigation of adsorption behavior of uranium in aqueous solution under ambient conditions. The synthesized hybrid was characterized by the X-ray diffraction, Fourier transfer infra-red, thermogravimetry, and N2 adsorption-desorption analysis. The obtained results confirm that TWMP has been immobilized on SBA-15 very well. Furthermore, the experimental results show that uranium adsorption on the hybrid is strongly influenced by the hydronium ion concentration, contact time, and initial concentration of uranium. The values of the calculated correlation coefficients of the linear regressions (R2) indicate that, the adsorption data are fitted by the Langmuir isotherm model very well. The obtained amount of RL (0.1) shows that the adsorption process is favorable. The amount of E obtained by the Dubinin-Radushkevich model, suggests that the predominant reaction mechanism is a physisorption process. Kinetic data of adsorption indicate that the adsorption process can be described by the pseudo second-order reaction rate model. Finally, the obtained maximum adsorption capacity of uranium (193.6 mg.g-1) on hybrid, indicates that the prepared material is a perfect candidate for the adsorption and removal of the uranium from wastewater.

    Keywords: Uranium, Hybrid adsorbent, Spherical SBA-15, Tin Tungstomolybdophosphate, Adsorption
  • S.S Sajadi * Pages 84-91

    The existence of heavy metals in nature is one of the pressing concerns because of their toxicity and threat to human life. The aim of this study is the preparation of suitable adsorbent for heavy metal adsorption from the waste water using nanotechnology. In this work, modified graphene/ZnO (MG/ZnO) nanocomposite was first synthesized. The as-prepared composite was then used as an adsorbent for heavy metal removal, and its adsorption efficiency was compared with the modified graphene and ZnO nanoparticles. Adsorption efficiency of the modified graphene/ZnO was found higher than modified graphene and ZnO nanoparticles. The influence of the effective parameters on the adsorption process was studied and optimized. The obtained optimum conditions were: time = 30 min, an adsorbent dosage of 0.03 g/L, pH of 6, and T = 25˚C. The experimental data were best described by the pseudo-second-order kinetic and Langmuir isotherm models. The obtained thermodynamic parameters indicate that the adsorption process was exothermic and spontaneous.

    Keywords: Nanocomposite, Modified graphene, ZnO, Heavy Metals
  • S Milani *, M Eskandari Nasab Pages 92-99

    The stoichiometric relation for the extraction of thorium(IV) from acidic nitrate solutions with Cyanex272 was investigated. The effects of the extractant and nitric acid concentrations were studied. The extracted species at three different acidities (low, middle, and high levels) were found to be [Th(NO3)(OH)3.HA], [Th(NO3)(OH)2A.HA], and [Th(NO3)4.HA], respectively, based on the slope analysis method. The results showed that the extraction of thorium follow solvation mechanism in low, 0.001 M and high, 8 M concentration Nitric acid medium. While, in the middle acid conditions, 1 M, is in the form of cation exchange. The extracted Th(IV) species contain one CYANEX 272 molecule in the all acidic ranges.

    Keywords: Stoichiometric relation, Thorium extraction, Acidic nitrate solutions, Cyanex 272
  • Gh Mirzababaei *, M Yazdi, M.R Rezvanianzadeh, M Behzadi, M Ghannadi Maraghe Pages 100-107

    Mineralogical examination of the gangue and ore parts of the Se-Chahun magnetite-apatite ore deposit revealed the existence of Th and REE bearing minerals with paragenetic relationships with amphiboles, magnetite and calcite. Trace and REE host minerals are found in both of the gangue and the magnetite-apatite ore showing remarkable concentration in a phase referred to as the brecciated phase. This zone (phase) is characterized by high amounts of trace (Th) and light rare earth elements including La, Ce, Pr and Nd that were revealed in geochemical analysis. Mineralization of these elements is related to fluids appeared after magnetite mineralization in the region and resulted in metasomatism of the host rocks and a part of the ore and also concentration of the REE and trace elements as phosphates and silicates, respectively. There is not a clear key concerning the origin of these fluids but based on the geochemical evidence, the probable provenance is thought to be related to the magmas derived from the arc related subvolcanic bodies injected in subduction zones. Based on the paragenetic and geochemical evidence, a part of these elements is transported by carbonate complexes and accumulated in the brecciated rocks.

    Keywords: Mineralogy, Trace, rare earth elements, Brecciated phase, Sechahun ore deposit
  • F Khoylou *, A Akhavan, F Naimian, A Moslehi Pages 108-116

    The aim of this study is preparing a conductive tissue equivalent composite similar to expensive and limited access commercial A-150 plastic, in which, the Conductive Carbon Nanotubes (CNT) are used instead of black carbon. For this rescan, to obtain more conductivity nanocomposites of polyamide/polyethylene (PA/PE) containing 1 to 4% carbon nanotube were made by melt mixing. The resulting electrical conductivity of the composite with 3% CNT reached to 3× 10-6 S/cm which is in the range of semi-conductive materials. The Scanning Electron Microscopy (SEM) and Transmission Electron Microscopy (TEM) pictures show an electrical network formation in continuous PA phase and at the interface of two phases. In the studies of mechanical properties, a significant increase in the modulus of PA/PE/CNT nanocomposite with 3% CNT was observed. Meanwhile, determination of the density and percentage of the elements ​​of this nanocomposite indicated that the obtained amounts were similar to that declared for the muscle tissue and A-150 plastic. Farther, Microdosimetry calculations showed that the linear energy distributions obtained from the microdosimeters with a wall of PA/PE/CNT nanocomposite and A-150, are well compatible. Therefore, this composite could be a suitable substitute for A-150, as an electrode of the gaseous microdosimeters

    Keywords: Nanocomposite, Polyamide, polyethylene, Tissue equivalent, A-150 plastic, Microdosimetry
  • F Zahakifar, R Davarkhah, A Charkhi *, M Torab Motaedi Pages 117-127

    Uranium (VI) solvent extraction from the acidic sulfate solutions by Alamine 336 diluted in kerosene has been investigated. The effect of the contact time between phases, sulfuric acid concentration, extractant concentration, uranium concentration, organic/aqueous phase ratio, and temperature were studied. The results demonstrated that the uranium extraction was a fast, exothermic, and spontaneous reaction. Log Kex is calculated to be 5.94. The process parametric variation studies indicated a strong influence of sulfuric acid concentration on the extraction percentage of uranium. The extraction percentage was increased with an increase in the extractant concentration as well as the organic/aqueous phase ratio and decreased with an increase in the uranium concentration. Using 0.05 mol L-1 Alamine 336˚C at 25˚C with organic/aqueous phase ratio of 1:1, an extraction percentage of about 99.72% was achieved when the H2SO4 concentration was 0.15 mol L-1. The uranium extraction from the leach liquor solution was done under these optimum conditions, and iron (ІІІ) removal has investigated. Uranium stripping from the loaded solvent was carried out by many salt and acid solutions in the four steps. The effect of temperature was studied, and for the first time in this study, the enthalpy change of stripping reaction by using various chemical agents was obtained. 99.87% of uranium loaded in the organic phase was removed by 0.5 mol L-1 (NH4)2CO3 in a single stripping step.

    Keywords: Solvent extraction, Back- Extraction, Uranium, Leach Liquor, Alamine 336