فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - پیاپی 91 (بهار 1399)
  • پیاپی 91 (بهار 1399)
  • تاریخ انتشار: 1399/04/16
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محسن محرابی*، محمد قنادی مراغه، سعید ستایشی صفحات 1-14

    پالس اکسی متری یک روش بسیار مهم در نمایش علایم حیاتی محسوب می شود. با توجه به محدودیت استفاده از پالس اکسی متر انتقالی در بافت های با ضخامت زیاد، هدف این پژوهش بر مطالعه و توسعه پالس اکسی مترهای انعکاسی به دلیل نشان دادن سطح اشباع اکسیژن خون (2SaO) در هر ضخامتی متمرکز می باشد. بدین منظور، با در نظر گرفتن مزایای تیوری انتشار فوتون نسبت به تیوری بایر-لامبرت (Beer-Lambert Law) به ارایه یک مدل ریاضی (تحلیلی) جدید توسعه یافته برای بررسی شدت انتشار نور انعکاسی در یک محیط ناهمگن مانند انگشت اشاره دست پرداخته می شود. سپس با استفاده از تحلیل مدل ریاضی به دست آمده، به بهینه سازی فاصله آشکارساز نسبت به منبع انتشار نور در پالس اکسی متر انعکاسی پرداخته می شود به نحوی که میزان دقت با کاهش حساسیت نسبت به تاثیر حرکت بر پراکندگی نور، افزایش یابد. برای راستی آزمایی نتایج به دست آمده از مدل ریاضی، از نتایج شبیه سازی مونت کارلو به عنوان یک روش استاندارد و هم چنین داده های تجربی استفاده شد. این مقایسه نشان دهنده ی انطباق مناسب مدل ریاضی با نتایج مربوط به این دو روش با اختلاف جزیی می باشد. فاصله بهینه آشکارساز از منبع نور نیز با استفاده از تابع حساسیت برای نور قرمز و مادون قرمز به ترتیب mm 8/2 وmm8/4 به دست آمد. بررسی کلی نتایج بیان گر آن است که می توان ویژگی های انتشار نور را با دقت خوبی از طریق مدل تحلیلی مورد ارزیابی قرار داد.

    کلیدواژگان: پالس اکسیمتر، تئوری انتشار فوتون، پراکندگی نور، شبیه سازی مونتکارلو
  • داود قدوسی نژاد*، علیرضا خانچی، مجید تقی زاده صفحات 15-24

    در این پژوهش، سازوکار بازیابی وانادیم از کان سنگ مگنتیتی ساغند یزد به وسیله کربنات سدیم به عنوان اکسیدان و تکنولوژی فرایند فروشویی اسیدی مورد بررسی قرار گرفت و هم چنین تاثیر پارامترهای مختلف بر روی سینتیک انحلال وانادیم بررسی گردید. نتایج نشان داد که درجه حرارت تشویه، زمان تشویه و کربنات سدیم به عنوان عامل تشویه و هم چنین درجه حرارت فروشویی، زمان فروشویی، اندازه ذرات کان سنگ، غلظت اسید و نسبت مایع به جامد از عوامل بسیار مهم در بازده استخراج وانادیم از کان سنگ می باشند. پارامتر های بهینه فرایند شامل درجه حرارت °C 1000، زمان 2 ساعت و مقدار نمک کربنات سدیم 40 درصد وزنی در فرایند تشویه در نظر گرفته شد، هم چنین درجه حرارت °C 90، زمان 5 ساعت، اندازه ذرات کم تر از 100 میکرون، غلظت اسید 4 مولار و نسبت مایع به جامد 1-mL.g 1/10 در فرایند فروشویی به دست آمد. با توجه به بررسی سینتیکی فرایند فروشویی وانادیم بر اساس مدل SCM، چنین نتیجه شد که کنترل کننده واکنش فرایند فروشویی، نفوذ داخل ذره ای می باشد. بنابراین فرایند فروشویی وانادیم از مدل سینتیکی 3/2(X-1)-X3/2-1 = KD tپیروی می کند. هم چنین انرژی اکتیواسیون فرایند برابر با 19/2 کیلو کالری بر مول حاصل گردید که با مقادیر تیوری گزارش شده برای حالتی که نفوذ داخل ذر ه ای کنترل کننده واکنش است، مطابقت دارد.

    کلیدواژگان: وانادیم، سینتیک، تشویه، فروشویی، انرژی اکتیواسیون
  • سید احسان حسینی، محمد قنادی مراغه، علی بهرامی سامانی*، سیمیندخت شیروانی، حجت الله صالحی صفحات 25-31

    پرومتیم یکی از عناصر گروه لانتانیدها است که گرچه در زمره عناصر نادر خاکی دسته بندی می گردد، اما هیچ یک از ایزوتوپ های این عنصر به صورت طبیعی بر روی کره زمین یافت نمی شود. تمامی ایزوتوپ های این عنصر رادیواکتیو هستند. رادیوایزوتوپ Pm147</sup> به دلیل ویژگی های مناسب، یک رادیونوکلید مورد توجه در صنعت است. استفاده از انرژی گرمایی ناشی از واپاشی ذره بتا، چشمه های نوری یا ابزارهای بتاولتاییک، چشمه بتا در دستگاه های ضخامت سنج و به ویژه استفاده از آن در مقادیر بسیار کم در حد میلی گرم در باتری های اتمی، نمونه هایی از کاربرد این رادیوایزوتوپ است. روش های غالب تولید این رادیونوکلید شامل جداسازی آن از محصولات شکافت و یا پرتودهی نوترونی نیودیمیم-146 است. در این مطالعه برای تولید پرومتیم-147، نیودیمیم طبیعی در رآکتور تحقیقاتی تهران مورد پرتودهی قرار گرفت. طیف های گاما و بتا محصولات پرتودهی آنالیز شد و هم چنین محاسبه نظری از طریق حل هم زمان معادله های دیفرانسیلی زنجیره های واپاشی با استفاده از نرم افزار متلب، نیز انجام شد. به این ترتیب تطابق قابل قبولی در نتایج به دست آمده و میزان فعالیت و پرتوزایی محصولات مقایسه شد.

    کلیدواژگان: پرومتیم-147، نئودیمیم، تولید رادیوایزوتوپ، رآکتور تحقیقاتی تهران
  • هادی زنگنه، اعظم کاردان*، محمدهادی هادیزاده یزدی صفحات 32-39

    در این مقاله، سطوح انرژی پتانسیل هسته‏هایی با اعداد اتمی 100-90 Z = را در چارچوب میکرو- ماکروسکوپیکی نیلسون-استروتینسکی پیچ و تابی (CNS) مطالعه شده، و سپس پارامتر تغییر شکل چارقطبی محوری ε2 برای این ویژه هسته ها (نوکلییدها) محاسبه شده اند. محاسبات نشان داد، در این ناحیه جرمی، هسته‌ها در حالت پایه‌‌ ‌‌دارای تغییر شکل میانگین در حدود 20/0= ε2، و در حالت ایزومری دارای تغییر شکل میانگین در حدود 60/0= ε2 هستند. با افزایش تعداد نوترون ها یا تعداد پروتون ها، پارامتر تغییر شکل چارقطبی محوری افزایش کمی می‌یابد و کمینه‌های پتانسیل در تغییر شکل‌های نسبتا بزرگ تری ظاهر می‌شوند. بنابراین، در ناحیه جرمی مورد مطالعه، با افزایش عدد جرمی هسته کشیده‏تر خواهد شد. نتایج به دست آمده از مدل با نتایج تجربی و هم چنین نتایج دیگر مدله ای نظری مقایسه شده اند. این مقایسه نشان می دهد مدل CNS در کنار مدل HFBCS از دقت بهتری در مقایسه با دیگر مدل ها برخوردار هستند و بنابراین مدل های مناسبی برای تولید پارامترهای تغییر شکل چارقطبی هسته های سنگین و فوق سنگین هستند

    کلیدواژگان: مدل دل نیلسون- استروتینسکی پیچ و تابی، پارامتر تغییر شکل چارقطبی محوری ε2، حالت پایه، حالت ایزومری، ارتفاع سد شکافت
  • سجاد اکباتانی املشی، امید صفرزاده*، امیرسعید شیرانی صفحات 40-49

    حادثه از دست رفتن خنک کننده ناشی از کاهش حجم سیال خنک کننده مدار اول است. عامل مستقیم این حادثه، خرابی یا خستگی مکانیکی ماده تشکیل دهنده اجزای مدار اول در هنگام عملکرد نیروگاه است. این حادثه که یک حادثه ی مبنای طرح است و عامل مهمی در ارزیابی ایمنی نیروگاه هسته ای است. درصورتی که شکست در خط لوله اصلی مدار اول با قطر بیش از 25 درصد سطح مقطع خط لوله رخ دهد، به آن شکست بزرگ اطلاق می شود. در این مقاله، حادثه فوق با قطر شکست 850 میلی متر، با استفاده از کد TRACE در یک رآکتور 1000-VVER مدل سازی و تحلیل شده است. کد TRACE به صورت خاص برای حادثه از دست رفتن سیال خنک کننده طراحی شده است. با این تحلیل می توان به جای فرضیات محافظه کارانه در ارزیابی ایمنی رآکتور برآورد دقیقی از ایمنی رآکتور داشت و ملاحظات اقتصادی قابل توجهی به دست آورد. در پایان، نتایج به دست آمده از کد TRACE با داده های گزارش نهایی تحلیل ایمنی نیروگاه و هم چنین نتایج تحقیقات پیشین مبتنی بر 5RELAP مقایسه شده است. نتایج نشان گر دقت کدTRACE  در مدل سازی حادثه شکست بزرگ است

    کلیدواژگان: رآکتور 1000VVER، حادثه ی شکست بزرگ، کد TRACE
  • اعظم ذبیحی*، قاسم فروزانی، فرید سمسارها، امیر مصلحی، پیمان رضائیان صفحات 50-59

    مطالعه ی حاضر به بررسی اثرات مستقیم پرتوهای نوترون سریع در محدوده ی انرژی 2 تا MeV 14 و محاسبه ی شکست های تک رشته ای و دو رشته ای ساختار اتمی DNA به روش مونت کارلو می پردازد. بدین منظور از ابزار Geant4 و بسته ی انرژی های پایین Geant4-DNA استفاده شد. ساختار اتمی DNA استخراج شده از بانک داده پروتیین و ماده ی آب به عنوان محیط زیستی انتخاب شدند. در فیزیک لیست مرتبط به انرژی های پایین، طول گام در مرتبه نانومتر و کم تر است و از سوی دیگر مسیر آزاد متوسط نوترون‎ ها در محدوده ی مورد بحث در مرتبه ی سانتی متر به دست آمد. با این شرایط اجرای برنامه با استفاده از رایانه محاسباتی نیز طولانی خواهد بود. در نتیجه طیف ذرات ثانویه ی ناشی از برهم کنش نوترون با اتم های مولکول های آب به هدف تابیده شد. طیف ذرات ثانویه با کمک کتابخانه ENDF و محاسبات نظری استخراج شد. با این روش مدت زمان اجرای برنامه به بیش از تقریبا یک دهم کاهش یافت. سپس اثر بخشی بیولوژیکی نسبی، RBE، نوترون ها با انتخاب پرتوهای گامای کبالت 60، به عنوان تابش مرجع محاسبه شد. نتایج، رفتار تقریبا ثابتی را برای RBE برحسب تابعی از انرژی پیش بینی می کند که هم خوانی بسیار خوبی نیز با پژوهش های دیگر دارد.

    کلیدواژگان: نوترون سریع، شکست تک رشته ای، شکست دو رشته ای، DNA، RBE
  • سید ابوالفضل قاسمی*، سمیرا فقیه، بابک خان بابایی صفحات 60-73

    در این پژوهش، تاثیر انرژی اولیه الکترون با گستره 1 تا MeV 10، تابع توزیع آن و دمای پیش پلاسمای زمینه keV 10-5/0 Te = بر ترابرد بهینه درون سوخت پیش فشرده با چگالی 3-g.cm 828-292 = ρcدر مدل افروزش سریع- شوکی به صورت نیمه تحلیلی مطالعه شده است. نتایج نشان داد برای keV 5 ≤ Te، لگاریتم کولنی برخورد ذرات باردار به دما وابستگی ضعیفی دارد و به نظر می رسد توان توقف پلاسما تقریبا مستقل از دمای زمینه است. بنابراین دمای پیش پلاسما عامل تاثیرگذاری بر افزایش نفوذ الکترون ها به درون سوخت نیست و با افزایش انرژی الکترون ها و کاهش چگالی، نفوذ الکترون به درون سوخت افزایش می یابد؛ به طوری که شرایط مناسب را می توان در محدوده انرژی از مرتبه MeV 5/4 و چگالی 3-g.cm 300 ≈ cρ در نظر گرفت. بررسی تاثیر طول موج افروزنده سریع و تابع توزیع الکترون ها بر بهبود انتقال انرژی نشان داد که تابع توزیع انرژی تقریبا مستقل از دمای زمینه است و با در نظر گرفتن طیف دو دمایی برای الکترون ها و طول موج افروزنده سریع از مرتبه µm 35/0 ≈ λif، نهشت انرژی الکترون ها با آهنگ یکنواخت تری درون پلاسما انجام می شود. نتایج نیمه تحلیلی با شبیه سازی مونت کارلو مورد راستی آزمایی قرار گرفته و سازگاری خوبی را با آن نشان می دهد

    کلیدواژگان: تابع توزیع انرژی، دمای پیش پلاسما، ترابرد الکترون، افروزش سریع- شوکی
  • محمدجعفر جعفری*، الناز یزدانی، سمیه رضایی صفحات 74-80

    یکی از رایج‌ترین روش های شتاب دهی پروتون، روش شتاب دهی از غلاف پشت هدف (TNSA) می‌باشد. استفاده از یک لایه فوم در جلوی هدف اصلی نقش به سزایی در میزان جذب انرژی لیزر توسط الکترون‌ها و به تبع آن شتاب دهی پروتون ایفا می کند. این لایه می‌تواند با چگالی یکنواخت و همگن و یا با چگالی موضعی در یک ساختار نانو باشد. در این پژوهش با فرض به کارگیری لایه فوم با ساختار نانو و با استفاده از شبیه‌سازی‌های دو بعدی ذره‌ای، به مطالعه اثر اندازه نانوذرات پیش‌لایه در انرژی نهایی پروتون پرداخته می‌شود. ذرات با شعاع‌های 10، 60 و 120 نانومتر و نیز با اندازه‌های تصادفی در بازه 10 تا 120 نانومتر در هدف با لایه فومی در دو ضخامت 10 و 20 میکرومتر و با چگالی میانگین نزدیک بحرانی در شدت لیزری 10 = a (معادل 2W/cm 1020≈I) مطالعه و شبیه سازی شده‌اند. مطابق با نتایج به دست آمده در هدف با ضخامت 10 میکرومتر اختلاف بیشینه انرژی جمعیت الکترونی و در نتیجه پروتون‌ها ناچیز و قابل صرف نظر کردن است. هر چند با افزایش ضخامت هدف، تغییر اندازه شعاع نانوذرات تاثیر قابل توجهی در انرژی نهایی طیف پروتون می‌گذارد. به طوری که با کوچک کردن اندازه شعاع نانوذرات از 120 نانومتر به 10 نانومتر افزایش حدود %45 در بیشینه انرژی پروتون مشاهده می‌شود.

    کلیدواژگان: شتاب دهی پروتون، TNSA، نانوساختار، اندازه نانوذرات، چگالی نزدیک بحرانی
  • فرشته غلامی، مجتبی شمسایی زفرقندی، احسان علی بیگی*، مستانه صانعی، بهنوش تیموریان صفحات 81-88

    در تشخیص های بالینی خاص، قدرت مکان یابی PET در تعیین عارضه نسبت به تصویربرداری‌های آناتومیکی معمولی هم چون CT و MRI بیش تر بوده و تفسیر تصاویر PET، کمی دشوار است. ترکیب تصاویر PET و CT راه حلی برای تعیین یافته های غیرطبیعی، به دلیل عدم وجود نشانه های اختصاصی آناتومیکی است. در سال های اخیر PET/CT نقش مهمی در تشخیص تومورها، طراحی درمان پرتودرمانی و ارزیابی پاسخ به درمان، دارد. متفاوت بودن زمان تصویربرداری PET و CT، به ویژه در ناحیه ریه، سبب به وجود آمدن آرتیفکت و در نتیجه خطا در تخمین مقدار جذب و تعیین حجم تومور می شود. هدف از این مقاله، بررسی خطاهای کمی و کیفی ناشی از آرتیفکت‌های تنفسی در تومورهای ریه است. بدین منظور از فانتوم XCAT جهت شبیه سازی حرکت تنفسی و STIR جهت اعمال نقشه های تضعیف بر تصاویر PET و بازسازی تصاویر استفاده شد. ارزیابی نتایج به کمک آنالیز ROI و پارامتر SULmax صورت گرفت. تصاویر حاصل از روش های مختلف تصحیح تضعیف بیانگر تاثیر ناچیز حرکت تنفسی بر نواحی بالای ریه می باشد. نتایج نشان داد بهترین روش بررسی اولیه تصاویر PET جهت استخراج اندازه و موقعیت تومور در ریه، و سپس تصمیم‌گیری در مورد فاز تنفسی مناسب برمبنای اندازه و موقعیت تومور، می باشد.

    کلیدواژگان: SULmax، STIR، ROI، XCAT فانتوم، CT، PET
  • صالح رضایی پیش رباط* صفحات 89-101

    سازمان تنظیم و نظارت بر اجرای مقررات هسته ای نهاد دولتی است که در چارچوب قانون مصوب مجالس قانون گذاری تشکیل می گردد. مسیولیت اصلی این نهاد، تدوین، تصویب و اعمال مقررات و ضوابط مربوط به ایمنی، امنیت و پادمان فعالیت های هسته ای در چارچوب قوانین اصلی و بالا دستی و نظارت بر اجرای این مقررات و ضوابط است. امروزه استقرار ایمنی و امنیت در فعالیت های هسته ای در سطح ملی و بین المللی، اساسا در گرو وجود چنین نهادی است. هر چند که تاسیس یک نهاد دولتی در صلاحیت حاکمیتی دولت ها قرار می گیرد، اما نظر به حساسیت، اهمیت و ضرورت فراملی و بین المللی، اجرای مقررات مربوط به ایمنی، امنیت و پادمان فعالیت های هسته ای در سطح ملی و جهانی، جامعه بین المللی و آژانس بین المللی انرژی اتمی الزاماتی را در خصوص ضرورت تاسیس و ضرورت برخورداری آن از استقلال موثر و هم چنین کارکردهای این سازمان، که مسیولیت به نظم در آوردن ایمنی، امنیت و پادمان فعالیت های هسته ای از طریق تدوین، تصویب و به اجرا در آوردن ضوابط و مقررات دارد، پیش بینی نموده اند که حسب مورد دولت ها به لحاظ منطقی، فنی و یا حقوقی ملزم به رعایت آن ها می باشند. مقاله حاضر پس از تبیین مفهوم این سازمان، مبانی حقوقی الزامات مذکور، میزان هم سویی ساختار کنونی سازمان تنظیم و نظارت بر اجرای مقررات هسته ای کشور با آن الزمات را مورد بررسی و ارزیابی قرار داده است.

    کلیدواژگان: سازمان تنظیم و نظارت بر اجرای مقررات هسته ای، فعالیت های هسته ای، آژانس بین المللی انرژی اتمی، سازمان انرژی اتمی ایران
  • سعید حبیب اللهی، مژگان ایروانی*، علیرضا زارعان صفحات 102-116

    در این پژوهش کامپوزیت هایی با استفاده از پلی اکریلونیتریل و زیولیت نانوکلینوپتیلولیت تهیه شد. کامپوزیت های سنتز شده با استفاده از تکنیک هایSEM ،DTG ،FT-IR ،XRF ،XRD  مورد شناسایی قرار گرفتند و در نهایت جذب یون زیرکونیم از محلول های آبی مورد ارزیابی قرار گرفت. در این نانوجاذب نانو زیولیت کلینوپتیلولیت به عنوان جزء فعال برای جذب یون زیرکونیم عمل می کند و پلی اکریلونیتریل نقش متصل کننده را دارد. به علاوه با تغییر اندازه ذرات زیولیت از میکرومتر به مقیاس نانو، علاوه بر افزایش ظرفیت، سینتیک فرایند جذب نیز به شدت افزایش یافت. سرعت جذب توسط نانوکامپوزیت بسیار سریع بوده و بیش از %75 از بیشینه ظرفیت جذب برای زیرکونیم در 5 ساعت اول به دست آمد. تصویر SEM نشان داد که ذرات زیولیت توسط پلیمر PAN به یک دیگر متصل شده اند. ساختار متخلخل نانوکامپوزیت اجازه نفوذ یون های موجود در محلول به درون دانه های نانوکامپوزیت و رسیدن به جایگاه تعویض یون را فراهم کرد. اثر پارامترهای pH، دما، زمان و غلظت بر میزان جذب بررسی گردید. زمان تماس و pH بهینه به ترتیب 24 ساعت و 2 بود. بیشینه ظرفیت جذب نانو کامپوزیت 1-mg.g 65/18 به دست آمد. جاذب در شرایط بهینه توانایی حذف %80 از یون زیرکونیم از یک محلول 1-meq.mL 01/0 را دارد. هم چنین پارامترهای سینتیکی و ترمودینامیکی استخراج شد. داده های تجربی با مدل سینتیکی شبه درجه دوم با ضرایب همبستگی بسیار خوبی برازش شدند. به علاوه مقادیر تیوری به دست آمده از معادله با مقادیر تجربی توافق خوبی نشان داد. لذا می توان معادله سینتیکی شبه درجه دوم را مدل مناسبی به منظور تفسیر داده های تجربی دانست. توافق داده های تجربی با مدل سینتکی شبه درجه دوم نشان داد مرحله تعیین کننده سرعت، مرحله تعویض یون است. به علاوه ثابت سرعت جذب توسط نانوکامپوزیت نسبت به کامپوزیت کلینوپتیلولیت-پلی اکریلونیتریل ماکرومتری مقادیر بیش تری را نشان داد. به عبارتی جذب یون زیرکونیم بر روی نانوکامپوزیت با سرعت قابل ملاحظه ای نسبت به کامپوزیت ساخته شده با زیولیت با ابعاد ماکرو انجام شد.ΔH°  مثبت و  ΔG°منفی نشان داد که فرایند جذب زیرکونیم گرماگیر و خودبه خودی است. داده های تعادلی با استفاده از مدل های لانگمویر، فروندلیچ و دوبینین- رادشکویچ ارزیابی شد. براساس مدل ایزوترمی دوبینین-رادشکویچ، جذب یون زیرکونیم از طریق فرایند تعویض یون انجام می شود. مقادیر به دست آمده برای RL در محدوده ی 0 تا 1 بود که نشان دهنده ی ماهیت مطلوب فرایند جذب زیرکونیم می باشد. مقایسه مقادیر Q0به دست آمده برای جاذب ها نشانداد که نانوکامپوزیت دارای بیش ترین ظرفیت جذبی برای یون زیرکونیم می باشد. این مقدار بالای Q0 را می توان با توجه به ابعاد نانومتری کامپوزیت توجیه کرد.

    کلیدواژگان: نانوکامپوزیت کلینوپتیلولیت - پلی آکریلونیتریل، زیرکونیم، پارامترهای سینتیکی، پارامترهای ترمودینامیکی، ایزوترم های جذبی، بازیابی
  • مریم خداکرمی، بهروز رکرک، مهدی صالحی باروق* صفحات 117-125

    روش مونت کارلو به دلیل توانمندی در شبیه سازی پدیده های آماری هم چون تولید و ترابرد پرتوها و فرآیندهای آشکارسازی یکی از روش هایی است که به طور گسترده برای شبیه سازی در پرتونگاری صنعتی و پزشکی مورد استفاده قرار می گیرد. پرتونگاری دیجیتال به صورت کاربردی در دو شاخه پرتونگاری محاسباتی (CR) و پرتونگاری مستقیم (DR) استفاده می شود. در این پژوهش، شبیه سازی پرتونگاری محاسباتی با استفاده از کد مونت کارلوی فلوکا به منظور فراهم آوردن بستری برای مطالعه کنتراست تصویر به عنوان یکی از مهم ترین پارامترهای کیفیت تصویر انجام شده است. برای بررسی کنتراست در این تحقیق، یک قطعه استاندارد حساسیت کنتراست از جنس آلومینیم ساخته شده مطابق استاندارد ASTM 1647 مورد استفاده قرار گرفته است. شبیه سازی این قطعه همراه با شبیه سازی کاملی از دستگاه مولد پرتوهای X و صفحات تصویر ساز جهت بررسی کنتراست تصویر انجام شده و روشی برای بررسی کنتراست تصویر ارایه گردیده است. به منظور تصدیق روش ارایه شده آزمایشات عملی بر روی قطعه استاندارد انجام شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی به روش ارایه شده انطباق مناسبی با نتایج آزمایشات عملی دارند.

    کلیدواژگان: پرتونگاری دیجیتال، کنتراست تصویر، صفحات تصویرساز، حساسیت کنتراست، کد فلوکا
  • سحر سلیمی میدانشاهی، محمدرضا رشیدیان وزیری*، امیرمحمد بیگزاده، فاطمه شهشهانی صفحات 126-135

    استفاده از منابع نوری همدوس برای ساخت دزیمترهای نوری بسیار مورد توجه است. دزیمترهای نوری بیش تر برای کاربردهای پرتودرمانی مورد استفاده قرار گرفته و برای چنین کاربردهایی اطلاع از وابستگی دمایی ضریب شکست ماده مورد استفاده در قلب دزیمتر، اغلب آب، موردنیاز است. در این کار، با برپایی و استفاده از یک تداخل سنج در محیط آزمایشگاه، وابستگی دمایی ضریب شکست آب اندازه گیری شده است. نوع چیدمان مورد استفاده به تفصیل توصیف شده و روابط نظری موردنیاز برای تفسیر داده های تجربی به دست آمده است. مقایسه نتایج با داده های تجربی پیشین نشان دهنده ی مطابقت مطلوب و صحت اندازه گیری ها است. نشان داده شده است که مدل چندجمله ای مرتبه دوم را می توان به خوبی برای تفسیر داده های اندازه گیری مورد استفاده قرار داد. نتایج ارایه شده در این مطالعه را می توان برای کلیه کاربردهایی که در آن ها اطلاع از وابستگی دمایی ضریب شکست آب پیش نیاز است به کار گرفت.

    کلیدواژگان: دزیمتر نوری، آب، ضریب شکست، تداخل سنج نوری
  • داود رزاقی، محمدرضا مقدم، *مرتضی ساسانی قمصری صفحات 136-144

    در این پژوهش به موضوع افزایش نظام مند توان لیزر Nd:YAG با حفظ کیفیت باریکه خروجی و عدم افزایش حساسیت به تنظیم پرداخته شده است. در ابتدا با استفاده از مدل توان انکساری توزیع یافته و نرم افزار GLAD، یک تشدیدگر مبنای تک میله ای پیشنهاد شد که به صورت دینامیکی پایدار است، در مقایسه با همتای تخت متقارن خود، از حجم مد اصلی بالاتری (حداقل دوازده برابر) برخوردار بوده و در عین حال حساسیت به تنظیم یکسانی دارد. در ادامه به دلیل محدودیت توان دمشی حین توان افزایی، از تشدیدگرهای چند میله ای تناوبی مبتنی بر یک طرح مبنا استفاده شده است. کارآیی تشدیدگرهای تناوبی در توان افزایی تک مد، به واسطه افزایش حجم مد اصلی لیزر، مورد آزمون و بررسی قرار گرفت. نتایج این بررسی از طریق یک تشدیدگر لیزری دو میله ای مورد تایید قرار گرفته است. نتایج این پژوهش می تواند برای بالا بردن توان لیزرهایNd:YAG  تک مد عرضی، بدون کاستن از کیفیت پرتوی خروجی و ایجاد حساسیت به تنظیم بیش تر، مفید باشد.

    کلیدواژگان: تک مدسازی عرضی، توان افزایی، تشدیدگرهای لیزری پایدار دینامیکی
  • علی خرم دوست، منصور عاشور، *کمال صابریان، اکرم عیدی صفحات 145-150

    در این پژوهش در دماهای مختلف نانوذره های منگنز فریت (4O2MnFe) با روش هم رسوبی شیمیایی ساخته شده و با کیتوزان روکش شدند (4O2Ch-MnFe). مغناطش نانوذره ها به وسیله دستگاه مغناطیس سنج ارتعاشی (VSM) بررسی شده و از الگوی پراش پرتو ایکس (XRD) مشخص شد که نانوذره ها دارای ساختار اسپینلی مکعبی هستند. نانوذره های ساخته شده با وجود داشتن ساختار مناسب بلوری و شکل مکعبی دارای مغناطیس پذیری بسیار ناچیزی هستند. سپس نانوذره ها در سه دمای 300، 400 و C 500 تحت عمل گرمایش قرار گرفتند. از دمای 300 تا C 400، خاصیت مغناطیسی و اندازه ی نانوذره ها روند افزایشی داشت ولی بعد از آن در دمای C 500 این روند سیر نزولی را نشان داد. بنابراین می توان گفت دمای C 400 مناسب ترین دما برای مغناطیس پذیری این نانوذره ها است. نتیجه های حاصل از دستگاه مغناطیس سنج ارتعاشی نشان داد که افزایش اندازه ی نانوذره ها باعث افزایش تعداد گشتاور های مغناطیسی می شود و در نتیجه از این نانوذره ها می توان به عنوان ماده ی حاجب در تصویرگیری تشدید مغناطیسی استفاده کرد.

    کلیدواژگان: نانوذره های منگنز فریت، هم رسوبی شیمیایی، مغناطش، تصویرگیری تشدید مغناطیسی
  • بهنام عسگری لجایر، نصرت الله نجفی، ابراهیم مقیسه*، محمد مسافری، جواد هادیان صفحات 151-166

    اثر لجن فاضلاب در سطوح صفر، 15، 30 و 60 گرم بر کیلوگرم خاک که در معرض پرتو گاما با دزهای صفر، 5، 10 و kGy 20 قرار گرفته بودند، بر جذب عناصر غذایی پرمصرف و سدیم در ریشه و شاخساره گیاه ریحان بررسی شد. نتایج نشان داد که کاربرد لجن فاضلاب پرتوتابی شده و نشده در سطوح 15 و 30 گرم بر کیلوگرم خاک سبب افزایش جذب فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و سدیم ریشه و شاخساره و نیتروژن شاخساره گردید. کاربرد 60 گرم بر کیلوگرم لجن فاضلاب پرتوتابی شده و نشده با دزهای پرتوتابی مورد استفاده در این پژوهش بر جذب فسفر، پتاسیم، منیزیم و سدیم شاخساره و ریشه، نیتروژن شاخساره و کلسیم ریشه تاثیر معناداری نداشت اما باعث کاهش معنادار جذب کلسیم شاخساره نسبت به شاهد گردید. بیش ترین جذب فسفر، پتاسیم، کلسیم و منیزیم شاخساره و ریشه و نیتروژن شاخساره از کاربرد 30 گرم بر کیلوگرم لجن فاضلاب پرتوتابی شده با دز kGy 20 حاصل گردید. بیش ترین جذب سدیم ریشه و شاخساره نیز از کاربرد 30 گرم بر کیلوگرم لجن فاضلاب پرتوتابی شده با kGy 10 مشاهده شد. با به کارگیری لجن پرتوتابی شده نسبت به پرتوتابی نشده در هر سطح، مقدار جذب تمام عناصر مورد مطالعه در ریشه و شاخساره افزایش یافت.

    کلیدواژگان: پسماندهای آلی، پرتوهای یون ساز، عناصر غذایی پرمصرف، گیاه دارویی
  • یاشار داودی، رضا تقی زاده* صفحات 167-174

    این آزمایش به‌منظور بررسی اثر پرتوهای گاما بر جوانه‌زنی بذر ارقام ذرت، به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در سه تکرار در مجتمع پژوهشی البرز- پژوهشکده کشاورزی هسته ای به اجرا درآمد. فاکتور اول شامل 4 ژنوتیپ ذرت (AR64، دهقان 400، فجر 260 و 704) و فاکتور دوم دز پرتو گاما در هشت سطح (صفر، 50، 100، 150، 200، 300، 400 و 500 گری) بود. در این بررسی صفات طول ریشه چه، طول ساقه چه، طول کلیوپتیل، تعداد ریشه، شاخص بنیه بذر، متوسط زمان جوانه‌زنی و درصد جوانه‌زنی مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که اختلاف بین ژنوتیپ‌های مورد بررسی از نظر کلیه صفات، اختلاف بین سطوح پرتو گاما و هم چنین اثر متقابل ژنوتیپ × دز گاما، به‌جز درصد جوانه‌زنی از نظر کلیه صفات معنی داری بود. ژنوتیپ 704 با میانگین 5/92 درصد بیش ترین و ژنوتیپ های دهقان 400 و فجر 260 کم ترین درصد جوانه زنی را به خود اختصاص دادند. با توجه به واکنش متفاوت ارقام مورد بررسی به دزهای پرتو گاما، دز مناسب برای رقم RA64، 50 الی 150 گری، رقم دهقان 400، 150 گری، رقم فجر 260، 100 گری و رقم 740، 50 گری خواهد بود؛ اما دزهای بالاتر از دزهای ذکر شده برای هر کدام از ارقام مذکور، بر خصوصیات جوانه زنی و رشد در بذر ذرت اثر منفی داشتند.

    کلیدواژگان: پرتو گاما، کبالت- 60، جوانه زنی، ذرت
  • زهرا رضالو، سمیرا شهبازی*، هادی فتح اللهی، حامد عسکری صفحات 175-185

    یکی از روش های پیش تیمار، پرتودهی با پرتوگاما به منظور افزایش جوانه زنی بذر و تحریک رشد گیاهچه است. در این پژوهش اثرات دزهای مختلف پرتو گاما بر جوانه زنی و صفات رویشی بذر غلات، حبوبات و سبزیجات بررسی گردید. پرتودهی با استفاده از گاماسل با چشمه کبالت 60 و آکتیویته Ci 102</sup>×8/</sub>7، با سرعت پرتوتابی 1-</sup>Gy.s 087/</sub>0 در چهار سطح (10، 20، 30 و Gy 40) در قالب طرح کاملا تصادفی با 3 تکرار انجام شدند. نتایج نشان داد جوانه زنی در بذرهای گندم، ذرت، نخود و گوجه فرنگی واکنش مثبت به پرتودهی با پرتو گاما داشتند. اگرچه در بذر لوبیا و پیاز با افزایش دز، جوانه زنی کاهش یافت اما در بذرهای ماش، خیار و کاهو با دزهای بالاتر، درصد جوانه زنی بیش تر شد. واکنش بذرهای مختلف به پرتودهی با پرتو گاما متفاوت است و برای برخی مانند گندم، ذرت، ماش، نخود، گوجه فرنگی و خیار می توان برای افزایش درصد جوانه زنی و بنیه گیاهچه از پیش تیمار با پرتوگاما استفاده کرد. در دیگر صفات رویشی اندازه گیری شده نسبت به شاهد، بذرهای لوبیا، پیاز و ماش در اثر پرتودهی افزایش نداشتند ولی بذرهای نخود، گندم، ذرت، خیار، کاهو و گوجه فرنگی نسبت به شاهد افزایش داشتند و واکنش مثبت به پیش تیمار با پرتو گاما نشان دادند.

    کلیدواژگان: پیش تیمار با پرتوگاما، جوانه زنی، غلات، حبوبات و سبزیجات
  • سعید مودی، سکینه یگانه، مرضیه حیدریه*، امید صفری صفحات 186-191

    انگل ایکتیوفتیریوس مولتی فیلیس</em> (Ichthyophthirius multifiliis</em>) عامل ایجاد بیماری لکه سفید، یکی از خطرناک ترین انگل های بیماری زا در ماهیان آب شیرین وحشی و پرورشی است. در این تحقیق بررسی اثرات منفی ریزپوشش آلژیناتی تروفونت غیرفعال شده با پرتو گاما در آبشش ماهی به عنوان بافت اصلی درگیر در بیماری ایک مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور، ماهی های با میانگین وزنی 30 گرم پس از دوره سازگاری، به 4 گروه تقسیم شدند: 1 گروه از ماهیان با انگل پرتوتابی شده، گروه دیگر با انگل پرتوتابی شده و ریزپوشانی شده با نانوذرات آلژینات و گروه سوم به عنوان گروه کنترل مثبت با انگل فعال تیمار شدند. در گروه کنترل منفی (شاهد) نیز هیچ گونه ترکیبی استفاده نشد. نمونه برداری از بافت آبشش سی روز پس از تیمار انجام شد. مطالعه حاضر نشان داد که استفاده از نانوذرات آلژینات جذب شده در تروفونت های انگل ایک غیرفعال شده با پرتو گاما قادر است به طور معنی داری اثرات هیستوپاتولوژیکی ناشی از هجوم انگل زنده به بافت آبشش مانند هایپرپلازی شدید، ادم زیرجلدی، چسبیدگی لاملاها و نکروز در ماهی قزل آلای رنگین کمان را کاهش داده و هم چنین ضمن کاهش آثار هیستوپاتولوژیکی، منجر به افزایش معنی داری در تعداد سلول های ماکروفاژی گردد. بنابراین می توان بیان نمود که استفاده از ریزپوشش آلژیناتی به منظور انتقال تروفونت غیرفعال شده با پرتو گاما علیه انگل زنده به روش حمامی در ماهی، امن بوده و هیچ گونه اثرات سوء بافتی ندارد.

    کلیدواژگان: نانوذرات آلژینات، تروفونت انگل ایک پرتوتابی شده با پرتو گاما، بافت آبشش، قزل آلای رنگین کمان
  • عیسی کاظمان، محمد آدینه، علی خواجه زاده، حسین شاه میربرزکی، وحید چگینی صفحات 192-197

    واکنش پذیری زیاد ترکیب اورانیوم هگزافلوراید عامل تولید ناخالصی هیدروژن فلوراید در فرایند صنعت غنی سازی می باشد. حضور این گاز مزاحم سبب برهم خوردن معادلات غنی سازی اورانیم می گردد، به همین دلیل اندازه گیری گاز هیدروژن فلوراید در بافت اورانیم هگزا فلوراید به عنوان یکی از فاکتورهای مهم در صنعت غنی سازی، با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز صورت گرفته است. با استفاده از سیستم ورودی طراحی شده و سل گازی انعکاسی 10 متری، امکان آنالیز هیدروژن فلوراید در شرایطی بهتر از روش استاندارد ASTM میسر شد. کاهش چشم گیر میزان مصرف اورانیم هگزافلوراید (به میزان 80 درصد)، حذف به کارگیری ازت مایع در آماده سازی نمونه، ساده سازی روش نمونه گیری، از نتایج بهینه سازی روش می باشد. از بین پنج استاندارد و مقررات بین المللی موجود، ملاحظات استاندارد ISO/IEC 17025 مد نظر قرار گرفته و پارامترهای صحه گذاری از قبیل خطی بودن، صحت، دقت، حد تشخیص، حد اندازه گیری کمی و عدم قطعیت نتایج نیز برای تاثیر اثر خطاهای موجود مورد بررسی قرار گرفت.

    کلیدواژگان: هیدروژن فلوراید، طیف سنجی مادون قرمز، اورانیم هگزافلوراید، صحه گذاری
|
  • M. Mehrabi *, M. Ghannadi Maragheh, S. Setayeshi Pages 1-14

    Pulse oximetry is a very significant method in  medical monitoring . Due to the restriction in the use of the transmission pulse oximeter in high-density tissues, this research aims to focus on the study and development of the reflectance pulse oximeters, because it is able to show the blood oxygen saturation level (2SaO) in various densities. To this end, considering the benefits of photon diffusion theory over Beer-Lambert law, a new mathematical (analytical) method was developed to investigate the inensity reflective light propagation in a heterogeneous medium such as a fingerprint. Then, using the obtained analytical model, source-detector space was optimized so that by decreasing the sensitivity of the motion effects on light scattering the accuracy rate will increase. To verify the results obtained from the analytical model, Monte Carlo simulation results were used as a standard method compared to experimental data. This comparison showed the agreement of the analytical model with the results of these two methods with minor differences. By using the sensitivity function, the optimum distance of the detector from the light sourcewas obtained 4.8 mm and 2.8 mm for red and infrared lights, respectively. An overview of the results suggests that light propagation characteristics can be accurately assessed through an analytical model.

    Keywords: Pulse oximetry, Photon diffusion theory, Light propagation, Monte Carlo Simulation
  • D. Ghoddocy Nejad *, A.R. Khanchi, M. Taghizadeh Pages 15-24

    In the present research, the vanadium recovery mechanisms from Saghand –e- Yazd magnetite ore by sodium carbonate was studied as oxidant and acid leaching technology, and also the effect of the different parameters on the kinetics of the vanadium dissolution was investigated. The results showed that the temperature of roasting, the time of roasting  , sodium carbonate as the factor of roasting, as well as the temperature of leaching, time of leaching, size of ore particles, sulfuric acid concentration, and liquid to solid ratio are very important factors in the efficiency of vanadium extraction from ore. Optimum parameters in roasting process were considered temperature: 1000 °C, roasting  time: 2 h, sodium carbonate: 40 wt% (additive roasting), also leaching temperature: 85 °C, leaching time: 4 h, particle size: smaller than 100 microns the concentration of sulfuric acid: 4 M and liquid to the solid ratio: 10/1 mL/g were obtained in the leaching process. According to the kinetic study of the vanadium leaching based on SCM model, it was concluded that the control effect of the leaching process is intra-particle penetration. Therefore, the vanadium leaching process follows the 1-2/3X-(1-X)2.3</sup> kinetic model. Also, the activation energy of the process was 2.19 kcal per mole, which corresponds to the reported theoretical values for the state in which the intra-particle penetration controls the process.

    Keywords: Vanadium, Kinetic, Roasting, Leaching, Activation energy
  • S.E. Hoseini, M. Ghannadi Maragheh, A. Bahrami Samani*, S. Shirvani, H. Salehi Pages 25-31

    Promethium is one of the rare earth elements of Lanthanides. This element is no found on the earth’s crust. All  its isotopes are radioactive. The isotope 147</sup>Pm is a pure beta emitter and very useful in industry because of its radioactive specifications. To name its applications one can point to usage as beta source in nuclear gauges, self-luminary lamps and nuclear batteries. This radioisotope produces via two methods, one from extraction of fission products waste and the second from thermal neutron irradiation of 146</sup>Nd. In this research, natural neodymium was irradiated in Tehran Research Reactor (TRR) and the gamma and beta spectrums were obtained. In addition, theoretical calculations were done. In this way, acceptable consistency in the results was obtained and the activity and radioactivity of the products were compared.

    Keywords: Promethium-147, Neodymium, Radioisotope production, Tehran Research Reactor
  • H. Zanganeh, A. Kardan*, M.H. Hadizadeh Yazdi Pages 32-39

    In this paper, the potential energy surfaces of nuclei with atomic numbers Z=90-100 within the microscopic-macroscopic Cranked Nilsson-Strutinsky (CNS) formalism are studied, and the axial quadrupole deformation parameter for these isotopes has been calculated. Our calculations showed that the nuclei in this mass region have an average deformation about ε2=0.2 in the ground state and an average deformation about ε2=0.6 in the isomeric state. With increasing the neutron number or proton number, the axial quadrupole deformation increases slightly, and the potential minima appear at a relatively larger deformation. Therefore, in the studied mass region, the nucleus will be more elongated with increasing the mass number. Also the effect of change of spin on the fission barrier height is studied. The results obtained from the CNS model was compared with the experimental results and also the results of other theoretical models. This comparison showed that the CNS models, as well as the HFBCS model have the better accuracy in comparison with the other models, and so these are the proper models to produce the quadrupole deformation parameters of heavy and superheavy nuclei.

    Keywords: Granked Nilsson-Strutinsky model, Axial quadrupole deformation parameter ε2, Ground state, Isomeric state, Fission barrier height
  • S. Ekbatani-Amlashi, O. Safarzadeh*, A.S. Shirani Pages 40-49

    The loss of coolant accident is due to the reduction of the coolant fluid volume in the first circuit. The direct cause of this accident is the mechanical failure or fatigue in the material of the first circuit components during the power plant operation. This accident, which is a design-based accident, is an important factor in assessing a nuclear power plant safety. If the break occurs in the main circuit of the first circuit with a diameter greater than 25% of the cross-section area, it shall be referred to as a large break. In this paper, this accident with a break diameter of 850 mm is modeled and analyzed using the TRACE code in a VVER-1000 reactor. The TRACE code is specifically designed for coolant loss accidents. With the help of this analysis, it is possible to have an accurate estimate of the reactor's safety and to obtain significant economic considerations instead of conservative assumptions assessment. Finally, the results of the TRACE code have been compared with the final safety analysis report of the power plant as well as previous research by the RELAP5. The results indicate the accuracy of the TRACE code in modeling the large break accident.

    Keywords: VVER-1000 reactor, LBLOCA, TRACE code
  • A. Zabihi*, Gh. Forozani, F. Semsarha, A. Moslehi, P. Rezaeian Pages 50-59

    This study investigates the direct effect of fast neutrons with the energy ranging from 2MeV to 14MeV, and calculates the single-strand break and double-strand break on the Deoxyribon Nucleic Acid (DNA) atomic structure, using Monte Carlo method. To this end, Geant4 toolkit and its low energy extension, known as Geant4-DNA, were used. The DNA atomic structure extracted from the Protein data bank and water was selected as a substance for the biological matter. The step length in low energy extension works is in the range of nanometer and less. On the other hand, the average free paths of neutrons in the energy rang from 2MeV to 14MeV was obtained in the unit of centimeters. Under these circumstances, running the program using a computing system will also be lengthy. As a result, the spectrum of secondary particles from neutron interactions with the atoms of water molecules was targeted. The Evaluated Nuclear Data File (ENDF) and the theoretical calculation were used to extract secondary particle spectra. This method reduces the execution time to more than about one-tenth. Then, the relative biological effectiveness (RBE) of the neutrons were also simulated using 60Co γ-rays as the reference quality. The model succeeded in reproducing the general behavior of RBE as a function of neutron energy, which agrees well with the data reported in the literature.

    Keywords: Fast neutron, Single strand break, Double strand break, DNA, RBE
  • S.A. Ghasemi*, S. Faghih, B. Khanbabae Pages 60-73

    In this paper, the effect of the initial electron energy with E0=1-10 MeV, its distribution function and pre-plasma background temperature T=0.5-10 keV on the optimum transport into the dense fuel with the density ρc=292-828 g.cm-3 have been investigated analytically for fast-shock ignition concept. The analytical results showed that for Te ≥ 5 keV, the Coulomb logarithm of the charged particle is weakly dependent on the pre-plasma temperature, and it seems that the plasma stopping power is approximately independent of background temperature. Therefore, it could be concluded that pre-plasma temperature is not a key parameter for the electron penetration improvement, and the electron penetration can be optimized by a decrement of fuel density and increment of electron incident energy; in a way that the optimal condition obtained about E0≈4.5 MeV for electron incident energy and ρc=300 g.cm-3 for pre-plasma density. Furthermore, investigating the impact of the fast ignitor wavelength and electron energy distribution function showed that the electron distribution function is almost independent of the background temperature and by considering quasi two-temperature distribution function for electron and fast ignitor wavelength λif ≈ 0.35 µm, the optimized penetration may be obtained. The analytical results showed an acceptable agreement with those of Monte Carlo simulations.

    Keywords: Energy distribution function, Pre-Plasma temperature, Electron transport, Fast-shock ignition
  • M.J. Jafari, * E. Yazdani, S. Rezaei Pages 74-80

    One of the most common laser proton acceleration mechanism is Target Normal Sheath Acceleration (TNSA) method. The use of a foam layer in front of the main target plays an important role in the amount of laser energy absorption by the electrons and consequently the acceleration of the proton. The front layer can be either uniform and homogeneous or nano-structured. In this study, by assuming a nanostructured foam layer, and using two-dimensional particle simulations code, the effect of nanoparticle’s radius on the proton cut-off energy is investigated. Particles with radii of 10, 60 and 120 nm and random sizes in the range of 10 to 120 nm have been studied and simulated in a front layer with thickness of 10 and 20 μm with near-critical average density at laser intensity (I≈1020W/cm2). According to the results, in the case of thin foam layer, the differences of electron and consequently proton spectra are negligible. However, by increasing the foam thickness, the influence of nanoparticle radius causes a further dissociation in the final proton energy spectra. So that, the proton energy increases almost 45% by reducing the nanoparticle size from 120 nm to 10 nm.

    Keywords: TNSA, laser proton acceleration, Nano-structured target, Nano particle size
  • F. Gholami, M. Shamsaei-Zafarghandi, E. Alibeigi*, M. Sanei, B. Teymourian Pages 81-88

    For specific clinical diagnoses, positron emission tomography (PET) can detect more sites of disease than conventional anatomical imaging such as x-ray computed tomography (CT) or magnetic resonance imaging (MRI). Interpretation of PET can be difficult; however, PET images have few anatomical landmarks for determining the location of abnormal findings. Combining PET and CT images acquired sequentially on their separate devices provides a partial solution to this problem. In earlier years PET/CT has an important role in detecting tumors, planning radiation treatment and evaluating response to therapy. Differences in PET and CT imaging time, especially in the lung region, cause artifacts and errors in estimating tumor uptake and volume determination. The purpose of this paper was to investigate qualitative and quantitative errors due to respiratory artifacts on tumors of the lung. For this purpose, the XCAT phantom was used to simulate respiratory motion and also, STIR was used to apply attenuation maps on reconstruction of PET images. The evaluation of results was performed by ROI and SULmax parameters. The images from various methods of attenuation correction, indicated that respiratory motion on regions above the lungs is poorly. The best method is the Initial review of PET images to obtain the size and location of the tumor and then make a decision about the appropriate respiratory phase based on the size and location of the tumor for attenuation correction of PET images.

    Keywords: PET, CT, XCAT phantom, ROI, STIR, SULmax
  • S. Rezaei Pish Robat* Pages 89-101

    Nuclear Regulatory Body is a state-run institution which is created by act of parliaments. The main responsibility of this body is to formulate, approve and enforce regulations and rules regarding safety, security and safeguarding nuclear activities within the framework of the main and upstream laws, and to monitor the implementation of these regulations and rules. Nowadays, the establishment of safety and security in nuclear activities, both in national and international levels is essentially dependent on the existence of such an institution. Although the establishment of a state institution lies under the sovereign jurisdiction of states, in terms of significance and sensitivity of nuclear regulatory bodies in regulating of nuclear activities, in both national and international levels, the international community and International Atomic Energy Agency have provided certain requirements concerning the necessity of creation and effective independence of these regulatory bodies, which states logically and legally have to comply with them. After explaining the concept of this organization, the present article examines and evaluates the legal bases of the mentioned requirements and the degree of alignment of the current structure of the country's regulations and nuclear supervision with those requirements

    Keywords: Nuclear regulatory body, Nuclear, radioactive activities, International Atomic Energy Agency, Atomic Energy Organization of Iran
  • S. Habibollahi, M. Iravani *, A.R. Zarean Pages 102-116

    In the present research, composite adsorbents consisting of nano clinoptilolite and polyacrylonitrile (PAN) were prepared. The synthesized composites were characterized by XRD, XRF, FT-IR, DTG and SEM analysis techniques, and finally the adsorption behavior of the composites toward zirconium was investigated. In this nano adsorbent, nano-zeolite clinoptilolite acts as an active component for the absorption of zirconium ions, and polyacrylonitrile plays a bining role. In addition, by changing the size of zeolite particles from micrometer to nanoscale, the adsorption capacity and the kinetic of the adsorption process was increased significantly. The absorption rate by nanocomposites was very rapid and more than 75% of the maximum absorption capacity for zirconium was obtained in the first 5 hours. The SEM image showed that zeolite particles are bonded to each other by a PAN polymer. The porous structure of the nanocomposite allowed permeation of the ions from solution into nanocomposite beads and reaching the ion exchange sites. The effect of pH, initial ion concentration, contact time, and temperature were examined. The optimum contact time and pH were 24 h and 2, respectively. The maximum adsorption capacity of the composite was 18.65 mg.g-1 and the composite was able to remove 80% of Zr+4 from 0.01 meq.mL-1 aqueous solutions. The kinetic and thermodynamic parameters were extracted. The experimental data were well fitted with a pseud-second order kinetic model with good correlation coefficients. In addition, the theoretical values obtained from the equation showed a good agreement with experimental values. Therefore, the pseudo-second order kinetic equation can be considered as a suitable model for interpreting experimental data. The agreement of the experimental data with the Pseudo-second order kinetic model showed that overall rate constant controlled by chemical sorption. In addition, the constant rate of absorption by nanocomposites was higher than that of a clinoptilolite-polyacrylonitrile-macrometric composite. In other words, the absorption of zirconium ion on nanocomposite was significantly higher than that of a zeolite composite with macro dimensions. Positive ΔH° and negative ΔG° were indicative of the endothermic and spontaneous nature of process. The equilibrium data were analyzed by the Langmuir, Freundlich, and Dubinin–Radushkviech isotherm models. D-R isotherm model indicated that ions were uptake through an ion exchange process. The obtained RL values range between 0 to 1, indicating Zr adsorption was favorable. Comparison of Q0 values for adsorbents showed that the nanocomposite has the highest absorption capacity for zirconium ion. This high Q0 value can be explained by the nanoscale size of the composite.

    Keywords: Clinoptilolite-polyacrylonitrile nano composite, Zirconium, Kinetic parameters, Thermodynamic Parameters, Adsorption isotherm, Recovery
  • M. Khodakarami, B. Rokrok, M. Salehi Barough* Pages 117-125

    Monte Carlo method is widely used for simulation of industrial and medical radiography due to its powerful ability to simulate statistical phenomena such as radiation generation and transport, and detection processes. Digital radiography is practically applied in two branches of computational radiography (CR) and direct radiography (DR). In this study, computational radiography simulation using the FLUKA Monte Carlo code was developed to provide a framework for studying image contrast as one of the most important parameters of image quality. To investigate the contrast a standard aluminum sensitivity component made of ASTM 1647 standard was used. The simulation of this gauge, along with a complete simulation of the X-ray generator and imaging plate, has been done to assess the image contrast, and and a method has been presented to examine the image contrast. In order to validate the proposed method, practical experiments have been carried out on the contrast sensitivity standard gauge. The simulation results obtained through the proposed method are in good agreement with the results of practical experiments.

    Keywords: Digital Radiography, Contrast, Imaging Plate, Contrast Sensitivity, FLUKA Code
  • S. Salimi Meidanshahi, M.R. Rashidian Vaziri *, A.M. Beigzadeh, F. Shahshahani Pages 126-135

    Using coherent light sources for manufacturing optical dosimeters is of considerable interest. Optical dosimeters are mostly employed for radiotherapy applications; where knowing the temperature dependency of refractive index of the used material in the core of dosimeter, often water, is required. In this work, by setting up and employing an interferometer in the laboratory, the temperature dependency of refractive index of water is measured. The setup is fully described and the required theoretical relations for interpreting the experimental data are developed. Comparing the results with the previous experimental data provided by other groups, demonstrats good compromise and confirms the accuracy of the measurements. It is shown that the second-order polynomial model can be efficiently used for interpreting the measurement data. The results of this study can be used in all those applications where knowing the temperature dependency of refractive index of water is a prerequisite.

    Keywords: Optical dosimetry, Water, Refractive index, Optical interferometer
  • D. Razzaghi, M.R. Moghaddam *, M. Sasani Ghamsari Pages 136-144

    The present research deals with the investigation of systematic power scaling of Nd:YAG laser systems by preserving the beam quality and misalignment sensitivity. Firstly, by using the distributed refractive power model and the GLAD software, a single dynamically stabilized rod was proposed. The proposed resonator, in comparison with its flat symmetric counterpart, showed a higher fundamental mode volume (at least twelve times) and exhibited the same amount of misalignment sensitivity. Then, due to the limitation of increasing the pumping power in the process of power scaling, the periodic multi-rod resonators, were used based on a basic dynamic stable resonator. Effectiveness of periodic resonators in fundamental mode power scaling have been investigated because of increment of the fundamental mode volume. The results of the investigation have been validated via a two-rod periodic laser resonator. The results can be useful for power scaling of single transverse mode Nd:YAG lasers, without degrading the beam quality and generating more misalignment sensitivity.

    Keywords: Single transverse-mode operation, Power scaling, Dynamically stable laser resonators
  • A. Khorramdoust, M. Ashoor *, K. Saberyan, A. Eidi Pages 145-150

    In this study, manganese ferrite nanoparticles (MnFe2O4) coated with chitosan (Ch-MnFe2O4) was investigated at different temperatures. We reported the study of synthesis, and characteristics of this superparamagnetic agent, which were well prepared in nano-size via the chemical co-precipitation method. The Ch-MnFe2O4 NPs were annealed at the temperatures of 300, 400 and 500˚C. The structure, morphology, and magnetic properties of the samples were characterized by the X-ray powder diffraction (XRD) and vibrating sample magnetometer (VSM), respectively. The results are indicating that the Ch-MnFe2O4 NPs are biocompatible, and have a cubic spinel crystal structure. The average sizes of the FA-Ch-MnFe2O4 NPs were found to be dependent on the applied temperature. Also, their sizes as well as the magnetization property will extend as the temperature is increased up to 400˚C. By further increasing the temperature, however, they tend to decrease. These NPs have exhibited uperparamagnetic behavior most likely at the 400˚C temperature. Furthermore, the VSM results have been demonstrated that the number of the magnetic momentums will increase by growing the size, so that they are used as contrast agents and able to affect the relaxation time through the dipole-dipole interaction, which is useful in MRI.

    Keywords: Manganese ferrite nanoparticles, Chemical Co-Precipitation Method, Magnetization, Magnetic resonance imaging
  • B. Asgari Lajayer, N. Najafi, E. Moghiseh*, M. Mosaferi, J. Hadian Pages 151-166

    Effects of 0, 15, 30 and 60 g per kg of sewage sludge exposed to gamma irradiation at doses of 0, 5, 10 and 20 kGy were investigated on macronutrients and sodium uptakes in the basil root and shoot. The results showed that using 15 and 30 g sewage sludge per kg soil increases the uptake of phosphorus, potassium, calcium, magnesium, and sodium in the root and shoot, as well as the nitrogen of the shoot. The application of 60 g irradiated and non-irradiated sewage sludge with the irradiation doses used in this study per kg of soil did not cause significant effects on phosphorus, potassium, magnesium, and sodium absorption in the shoot and root, nitrogen in the shoot, and calcium in the root. However, it significantly decreased the calcium absorption of shoots. The maximum uptake of phosphorus, potassium, calcium and magnesium in the root and shoot and nitrogen in the shoot was obtained in 30 g per kg sewage sludge irradiated with 20 kGy absorbed dose. The maximum uptake of sodium was revealed in 30 g per kg sewage sludge irradiated with 10 kGy absorbed dose. With application of irradiated sewage sludge relative to non-irradiated in each level, the absorption of all studied elements increased in the basil root and shoot.

    Keywords: Organic wastes, Ionizing Radiation, Macronutrients, Medicinal plants
  • Y. Davoudi, R. Tagizadeh* Pages 167-174

    This experiment was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with three replications, to investigate the effect of Gamma rays on germination of maize (Zea mays</em>) using the Cobalt-60 radiation therapy apparatus. The first factor consisted of 4 maize genotypes (AR64, Dehgan 400, Fajr 260 and 704) and the second factor was gamma-ray dose in eight levels (0, 50, 100, 150, 200, 300, 400 and 500 Gy). In this study, traits such as root length, stem length, coleoptile length, root number, vigor index, mean germination time and germination percentage were evaluated. The results showed that the differences between genotypes for all traits, the difference between gamma-ray levels and the interaction between genotype and gamma-ray doses factor were significant for all traits except for germination percentage. Genotype 704 with the highest mean of 92.5% and genotypes of Dehgan 400 and Fajr 260 had the lowest germination percentage. Regarding the different reaction of the cultivars to gamma-ray doses, the appropriate dose for RA64 is 100-150 Gy, for Dehgan 400 is 150 Gy, for Fajr 260 is 100 Gy and 704 is 50 Gy. However, doses higher than the values indicated for each of the cultivars had a negative effect on maize seed germination characteristics and growth.

    Keywords: Gamma radiation, Cobalt- 60, Germination, Maize
  • Z. Rezaloo, S. Shahbazi *, H. Fathollahi, H. Askari Pages 175-185

    One of priming methods to increase seed germination and seedling growth is gamma irradiation. In the present research, effects of various doses of gamma ray on germination and vegetative traits of cereals, legumes and vegetables were investigated. Irradiation was carried out using gamma cell with 60Co source of 7.8×102 Ci, with irradiation velocity of 0.087 g.s-1 in four levels (10, 20, 30 and 40 Gy) in a completely randomized design with 3 replications. The results showed that germination in wheat, corn, chickpea, and tomato seeds had positive reaction to low doses of gamma radiation; However, bean and onion seed germination decreased with increasing germination dose. In mungbean, cucumber, and lettuce seeds, germination percentage increased for higher doses. The response of different seeds to gamma radiation levels is different, and for some seeds such as wheat, corn, mungbean, chickpeas, tomatoes, and cucumbers, priming with gamma irradiation can be used to increase the percentage of germination and seedling growth. In other vegetative traits no increment was observed in beans, onions, and mungbean, compared to control but the seeds of chickpeas, wheat, corn, cucumber, lettuce, and tomato increased compared to control and showed a positive reaction to priming with gamma irradiation.

    Keywords: Priming with gamma irradiation, Germination, Cereals, Legumes, Vegetables
  • S. Moodi, S. Yeganeh, M. Heidarieh *, O. Safari Pages 186-191

    The Ichthyophthirius multifiliis is one of the most important protozoan pathogens of farmed and wild fish populations. In this study, histopathological effects of gamma-irradiated trophonts of I. multifiliis coated with alginate nanoparticles in rainbow trout gill were evaluated. Therefore, after adaption period the fish with mean weight 30 g were distributed to 4 groups: Two groups were treated with gamma-irradiated trophonts of I. multifiliis and coated with alginate nanoparticles, gamma-irradiated trophonts of I. multifiliis. One group was infected with active trophonts of parasite as positive control. In negative control group, no treatment was used. On day 30, gill tissue from treated, infected and control fish was analyzed for evaluating the histopathological alterations. The results showed that the use of alginate nanoparticles formulated in gamma-irradiated I. multifilis trophonts can significantly decrease severe hyperplasia, sub-epithelial edema, and fusion of the secondary lamellae, focal and multifocal necrosi in gill. Also, gamma-irradiated trophonts of I. multifiliis coated with alginate nanoparticles induced an increase in amount of the gill macrophages in treated fish. Therefore, the alginate nanoparticles can be in leading development of safe and efficient gamma-irraditad trophonts deliver tool in rainbow trout with more useful behavior and fewer side effects on gill tissue.

    Keywords: Alginate nanoparticles, gamma-irradiated trophonts, gill tissue, rainbow trout
  • E. Kazeman*, M. Adineh, A. Khagezadeh, H. Shah mir Barzoki, V. Chegini Pages 192-197

    High reactivity of uranium hexafluride compound is responsible for the impurity production of hydrogen fluoride in the enrichment industry process. The presence of this interference gas will disrupt uranium enrichment process. For this reason, measurement of hydrogen fluoride gas in uranium hexafluoride matrix as one of the important factors in the enrichment industry was carried out by FTIR spectrometry. Using of a new manifold system and a 10 m pathlength reflectance gas cell can lead to perform the analysis of hydrogen fluoride in the easier and more appropriate conditions than the ASTM method. The results obtained from the optimization of the present method are as flow: reduction of utilized UF6 (≈ 80%), elimination of liquid N2 for sample preparation, and simplification of sampling. Among the five standards and international regulations available, the ISO/IEC 17025 standard considerations is used, and verification parameters such as linearity, accuracy, precision, detection limit, quantization limit, and uncertainty of the results for the effect of the existing errors were studied.

    Keywords: Hydrogen fluoride, Infrared Spectrometry, Uranium hexafluoride, Validation