فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و یکم شماره 4 (پیاپی 94، زمستان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/11/29
  • تعداد عناوین: 20
|
  • محمد منفرد، الناز ایرانی*، رسول صدیقی، محمدکاظم مروج فرشی صفحات 1-10

    در این پژوهش نقش اثرات چند- الکترونی در تولید هماهنگ های مراتب بالا توسط برهم کنش لیزر فمتوثانیه با اتم آرگون و مولکول مونوکسید دی نیتروژن بررسی شده است. ابتدا اثر حضور بیش از یک الکترون در فرایند تولید هماهنگ ها مطالعه شده است. در این مطالعه مشاهده شد که حضور بیش از یک الکترون باعث افزایش شدت هماهنگ ها به ویژه در ناحیه فرکانس قطع می شود. این اثر در سیستم هایی که آخرین تراز پرشده آن ها تبهگن است، مشهودتر است. سپس اثر برهم کنش های همبستگی و تبادلی در تولید هماهنگ ها بررسی شده است. نتایج نشان می دهد که برهم کنش همبستگی به تنهایی تاثیر ناچیزی در فرایند تولید هماهنگ ها  دارد، اما تاثیر هر دو برهم کنش تبادلی و همبستگی در این فرایند قابل توجه است. در واقع این تاثیر قابل توجه ناشی از برهم کنش تبادلی است، زیرا این برهم کنش 17% و 23% از انرژی کل اتم آرگون و مولکول مونوکسید دی نیتروژن را تشکیل می دهد. با در نظر گرفتن برهم کنش تبادلی- همبستگی برای آرگون و مونوکسید دی نیتروژن، شدت هماهنگ ها حدود یک مرتبه بزرگی کاهش و فرکانس قطع حدود 4-5 مرتبه هماهنگ افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: هماهنگ های مراتب بالا، اثرات چند- الکترونی، برهم کنش تبادلی- همبستگی، اتم آرگون، مولکول مونوکسید دی نیتروژن
  • حورا کاس پور، احمدرضا عباسیان*، مهدی شفیعی آفارانی صفحات 11-20
    کاربرد Li2TiO3 به عنوان زایشگر تریتیم در رآکتور گداخت از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش تهیه پودر Li2TiO3 از طریق یک روش مقرون به صرفه و کارآمد بود. بدین منظور این ماده از روش جدید احتراقی محلول در حالت انفجاری تهیه شد. در این روش مقدار اسید نیتریک به عنوان اکسنده و نوع سوخت نقش کلیدی دارند. مقدار مصرف اسید نیتریک و اثر سوخت ‎های اسید سیتریک، گلایسین و گلوکز مورد بررسی قرار گرفتند. بررسی عامل سوخت نشان داد که استفاده از اسید سیتریک منجر به سنتز Li2TiO3 شد. استفاده از گلایسین سبب سنتز این ماده به همراه ناخالصی عمده TiO2 شد. گلوکز نیز به طور کلی نمی تواند منتهی به تهیه Li2TiO3 شود. مقدار بهینه اسید نیتریک به ازای هر مول سوخت مصرفی تعیین شد. استفاده کم تر از مقدار بهینه منجر به ناقص انجام شدن واکنش احتراق شد. استفاده بیش تر از مقدار بهینه نیز سبب به جا ماندن ناخالصی LiTiO2 شد. با استفاده از سوخت اسید سیتریک و استفاده از 9 لیتر اسید نیتریک به ازای هر مول سوخت، پودر Li2TiO3 خالص و تک فاز با موفقیت تهیه شد.
    کلیدواژگان: رآکتور گداخت، زایشگر تریتیم، سنتز احتراقی محلول، نوع سوخت، Li2TiO3
  • محبوبه لطفی، خدیجه رضایی ابراهیم سرائی*، کوروش بازاری جامخانه صفحات 21-27

    نانو ذرات :Dya%,Tbb%4-x SO1BaxSr به روش هم رسوبی سنتز شد. ساختار نانوذرات با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) تعیین شد. اندازه تقریبی نانوذرات با استفاده از روش شرر 5/63 نانومتر محاسبه شد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مشاهده شد. تست EDX حضور عناصر Dy و Tb در نمونه سنتز شده را تایید کرد. پاسخ گرمالیانی نانوذرات :Dya%,Tbb%4-x SO1BaxSr برای مقدارهای متفاوت Ba، Sr، Dy و Tb مطالعه شد و بیش ترین حساسیت در بین غلظت های مطالعه شده، به ترتیب 12/0، 88/0، 5/0 و 5/1 درصد مولی به دست آمد. تعداد قله ها در منحنی های درخشش نمونه، در گستره دز (mGy 05/0-100) مطالعه شد. پارامترهای سینتیک مربوط به هر قله تعیین شد. منحنی درخشش این نانوذرات در این بازه ی دز، دارای 2 قله به ترتیب در دماهای 615 و 534 کلوین است. خواص دزیمتری نمونه مطالعه شد. بهترین آهنگ خوانش برای این دزیمتر K/s 2 به دست آمد. روند افزایشی شدت درخشش تا دزkGy 7 مشاهده شد و پس از آن با آهنگ کندتری ادامه یافت. محوشدگی نمونه در دز mGy 1000 در بازه ی زمانی 21 روز، ناچیز بود. پاسخ انرژی در بازه ی keV 80-1250 مطالعه شد و رفتار وابسته به انرژی را نشان داد.

    کلیدواژگان: باریم استرانسیم سولفات، گرمالیان، دزیمتری
  • کاظم فاطمی، مسعود حبیبی زارع*، حمید وکیلی صفحات 28-35
    در شرکت سوره، مقدار قابل توجهی پساب اسید فسفریکی حاوی اورانیم حاصل از عملیات آنالیز بر روی حجم زیادی از نمونه های فرایندی تولید می گردد. بازیابی اورانیم و استفاده بهینه از آن در چرخه تولید گاز 6UF مهم ترین هدف این پژوهش می باشد. برای نیل به این هدف، دو روش برای بازیابی اورانیم از این پساب مورد بررسی قرار گرفته است. روش اول، استفاده از استخراج کننده های TBP و EHPA2D رقیق شده با کروزن است. نتیجه بررسی ها با این روش نشان داد که تا 98% اورانیم از پساب آزمایشگاه استخراج می شود، که 95% آن توسط محلول بی کربنات آمونیم از فاز آلی قابل استریپ است. روش دوم رسوب گیری اورانیم با استفاده از سدیم دی تیونیت است. در این بررسی، فرایند دو مرحله ای بازیابی اورانیم از پساب اسید فسفریکی، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج این روش نشان می دهد که با استفاده از سدیم دی تیونیت با رسوب گیری دو مرحله ای، غلظت اورانیم در محلول صاف شده از رسوب ها به کم تر از ppm 2/0 کاهش می یابد و این کاهش غلظت، معادل بازده ای در حد 99/99% می باشد. بنابراین، استفاده از روش رسوب گیری برای بازیابی اورانیم از پساب اسید فسفریک توسط سدیم دی تیونیت در مقایسه با روش استخراج حلالی روش مناسب تری است و برای این نوع پساب توصیه می شود.
    کلیدواژگان: بازیابی اورانیم، پساب آزمایشگاهی، اسید فسفریک، EHPA2D و TBP، سدیم دی تیونیت
  • مسعود عربیه*، رحیم قدری، نصیبه دهقانی، بهرام قلمی چوبر صفحات 36-44

    جداسازی یون های فلزی از پسماندهای هسته ای موضوع با اهمیتی در حوزه صنعت هسته ای به شمار می آید. ترکیبات شیمیایی حلقوی که دارای گروه اتری هستند، کران اتر (اتر تاجی) نامیده می شوند. این ترکیبات به خوبی با کاتیون های مشخصی ترکیب شده و کمپلکس می سازند. جایگزینی پی درپی اتم های اکسیژن با نیتروژن در این ترکیبات منجر به ساختارهای جدیدی به نام آزاکران می گردد. در این تحقیق از محاسبات مکانیک کوانتومی برپایه نظریه تابعی چگالی برای بررسی پایداری کمپلکس های تشکیل شده بین برخی از آزاکران ها و فلزات منگنز، آهن و کبالت استفاده شده است. نتایج نشان داد با افزایش تعداد اتم های نیتروژن انرژی پایداری سیستم ها افزایش می یابد. به عنوان مثال، ساختار کمپلکس های آزاکران با فلزات منگنز، آهن و کبالت نسبت به کمپلکس کران اتری شان به ترتیب به اندازه 8/16، 4/22، 2/37 کیلوکالری برمول پایدارترند. نتایج مشابهی برای روند تغییرات آنتالپی و انرژی آزاد گیبس واکنش های کمپلکس شدن مشاهده گردید.

    کلیدواژگان: آزاکران، فلزات واسطه، کمپلکس، نظریه تابعی چگالی، نظریه کوانتومی اتم ها در مولکول ها
  • علیرضا کشتکار*، عباس رشیدی، جواد کریمی ثابت، علی نوروزی صفحات 45-54
    یکی از پدیده های قابل توجه در شرایط عملیاتی زنجیره های غنی سازی، از کار افتادن تعدادی از ماشین های جداساز در طول زنجیره است. برای بررسی اثر از کار افتادن ماشین های سانتریفیوژ گازی بر عملکرد زنجیره، جداسازی زنجیره باید در حالت گذرا مدل سازی شود. در این پژوهش، عملکرد زنجیره های متقارن غنی سازی دوجزیی با استفاده از معادلات پایستگی جرم جزیی در حالت گذرا مدل سازی شد. هم چنین معادلات غیرخطی مدل با استفاده از روش تفاضل محدود کرنک نیکلسون گسسته سازی شدند و برای حل معادلات از روش تکرار q استفاده شد. نتایج شبیه سازی کامپیوتری زنجیره مدل برای غنی سازی اورانیم 235 نشان داد در صورتی که از کار افتادن ماشین های سانتریفیوژ گازی در مراحل انتهایی زنجیره غنی سازی اتفاق بیفتد، غنای محصول به میزان بیش تری کاهش یافته و مدت زمان بیش تری طول می کشد تا زنجیره مجددا به حالت تعادل برسد. برای زنجیره و شرایط استفاده شده در این پژوهش، مشاهده شد که با از کار افتادن یک ماشین، بیش ترین کاهش غنای محصول نسبت به حالت قبل از حادثه، 5/0% و بیش ترین افزایش غنای جریان پسماند نسبت به حالت قبل از حادثه 2/0% می باشد. هم چنین نتایج نشان داد عملکرد زنجیره ای که دارای ماشین هایی با فاکتور جداسازی بالاتری است، به میزان کم تری تحت تاثیر پدیده از کار افتادن ماشین قرار می گیرد. مطابق نتایج به دست آمده، موجودی گاز ماشین تاثیر کمی بر تغییرات غلظت ایزوتوپ 235 در جریان محصول داشته و فقط زمان رسیدن به تعادل در زنجیره را تحت تاثیر قرار می دهد.
    کلیدواژگان: زنجیره متقارن، غنی سازی دو جزیی، شبیه سازی حالت گذرا، از کار افتادن ماشین سانتریفیوژ گازی، فاکتور جداسازی
  • احسان ناظمی، امیر موافقی*، بهروز رکرک، مارین دینکا، محمدحسین چوپان دستجردی صفحات 55-64

    به دلیل شرایط ویژه و پرتلاطم محل قرارگیری سوخت در قلب رآکتورهای هسته ای، بازرسی و کنترل کیفی سوخت تابش ندیده پس از تولید در کارخانه و قبل از بارگذاری در قلب رآکتور امری ضروری است. این فرایند با استفاده از آزمون های غیرمخرب متعددی صورت می پذ یرد. به طور کلی، رادیوگرافی نوترونی یکی از مهم ترین ابزارها برای آزمون غیرمخرب سوخت تابش ندیده به شمار می رود. در این پژوهش، مقطع نگاری کامپیوتری نوترونی از یک میله با سوخت تهیه شده از ایزوتوپ اورانیم 235 مربوط به رآکتور TRIGA با استفاده از یک سیستم آشکارسازی دیجیتال مشتمل بر صفحه سوسوزن، آینه و دوربین CCD بررسی شده است. آزمایش های مربوطه در سامانه رادیوگرافی نوترون INUS انجام گرفته است. نتایج نشان می دهند که با استفاده از مقطع نگاری کامپیوتری نوترونی، ساختار و اجزای داخلی میله سوخت، مانند قرص ها و فنر، به خوبی قابل مشاهده بوده و می توان از این روش برای بررسی دقیق ساختار میله های سوخت پس از تولید در کارخانه استفاده نمود.

    کلیدواژگان: مقطع نگاری کامپیوتری نوترونی، میله سوخت، آزمون غیرمخرب، رادیوگرافی، رآکتور TRIGA
  • عارف رحیمیان، حسین کاظمی نژاد*، حسین خلفی، اعظم اخوان، سید محمد میروکیلی صفحات 65-73

    در این مطالعه از دو روش پوشش دهی نانوذرات دی اکسید سیلیکون (2SiO)، جوشش استخری و الکتروفورتیک، جهت افزایش شار حرارت بحرانی نوار های استیل مورد استفاده قرار گرفته است. در هر یک از این دو روش، پوشش دهی در مدت زمان 20، 40 و 60 دقیقه با ثابت نگه داشتن سایر پارامتر ها انجام شده و  با بررسی تصاویر SEM و EDS گرفته شده، زاویه تماس اندازه گیری شده است. با استفاده از این دو روش، سطوح آب دوست و فوق آب دوست ایجاد شده، منحنی جوشش و شار حرارت بحرانی محاسبه شده و با روابط تجربی و تحلیلی موجود مقایسه گردید. نتایج نشان داد که زاویه تماس برای سطوح پوشش دهی شده به روش جوشش استخری کم تر از روش الکتروفورتیک است و در نتیجه شار حرارت بحرانی به مقدار قاب ل توجهی افزایش می یابد. هم چنین مقایسه نتایج شار حرارتی بحرانی حاضر با نتایج تجربی که تابعی از خواص سطح می باشند، هم خوانی بهتری را نشان داد.

    کلیدواژگان: پوشش به روش جوشش استخری، پوشش به روش الکتروفورتیک، شار حرارت بحرانی
  • فاطمه منصورزاده، سید جابر صفدری، علی اصغر قربانپور خمسه*، علی نوروزی، مجید خواجه نوری صفحات 74-83

    در این پژوهش برای اولین بار با استفاده از خوراک طبیعی زینان، عملکرد یک آبشار مدل تطبیق یافته R با شرایط بهینه آن در حالتی که تعداد مراحل، نرخ جریان خوراک ورودی به آبشار، فاکتور جداسازی و نرخ بهینه خوراک ورودی به هر ماشین مشخص و ثابت باشد، مورد ارزیابی قرار می گیرد. پارامترهای محاسبه شده عبارتند از نرخ جریان ورودی و خروجی مراحل، ظرفیت جداسازی آبشار، تعداد ماشین های استفاده شده در هر مرحله و برش مراحل در دو حالت بهینه و غیر بهینه. الگوریتم استفاده شده در بهینه سازی، الگوریتم بر مبنای آموزش و یادگیری (TLBO) بوده و تابع هدف به صورت تابعی از توان جداسازی برای تک ماشین و پارامتر تطبیق یافته R در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که توان جداسازی در حالت بهینه نسبت به حالت غیر بهینه بیش تر است. توان جداسازی در شرایط تطبیق یافته برای جزء های « اول و سوم » و «دوم و سوم» در حالت بهینه به ترتیب 1% و 9% بیش تر از حالت غیر بهینه می باشد. هم چنین یک کد محاسباتی با عنوان MISCC برای تعیین پارامترهای آبشار در شرایط بهینه و غیر بهینه ارایه شده که از آن برای تجزیه و تحلیل آبشار تطبیق یافته R استفاده می شود.

    کلیدواژگان: ایزوتوپ های پایدار، آبشار تطبیق یافته مدل R، توان جداسازی، بهینه سازی، آبشار بهینه تطبیق یافته R
  • سید ابوالفضل قاسمی*، امیر مصلحی، سمیرا فقیه صفحات 84-91

    در این پژوهش اثرات میدان مغناطیسی خارجی T (0-1000) = Bextبر میزان نهشت انرژی الکترون های نسبیتی به درون پلاسمای چگال با گستره چگالی برای مدل ترکیبی افروزش سریع- شوکی و با استفاده از ابزار شبیه سازی Geant4 مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. در مدل شبیه سازی، دو نوع توزیع انرژی نمایی و شبه- دودمایی برای الکترون های نسبیتی با محدوده ی انرژیجنبشیاولیه ی لحاظ شده است. نتایج شبیه سازی در حضور میدان مغناطیسی خارجی نشان می دهند که دینامیک الکترون های نسبیتی تحت تاثیر میدان مغناطیسی خارجی قرار گرفته و در نتیجه باعث انتقال بهینه انرژی آن ها به درون سوخت می شود.مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد بهینه نهشت انرژیبه ازای چگالی در حضور میدان مغناطیسی با طول موج لیزر افروزنده mm35/0= ifλو شدت لیزر2-W.cm 1021=I حاصل می شود، به طوری که می توان گفت با افزایش میدان مغناطیسی خارجی میزان نهشت انرژی با آهنگ کند و آرامی رشد می کند. در این پژوهش اثرات میدان مغناطیسی خارجی T (0-1000) = Bextبر میزان نهشت انرژی الکترون های نسبیتی به درون پلاسمای چگال با گستره چگالی برای مدل ترکیبی افروزش سریع- شوکی و با استفاده از ابزار شبیه سازی Geant4 مورد بررسی و مطالعه قرار گرفته است. در مدل شبیه سازی، دو نوع توزیع انرژی نمایی و شبه- دودمایی برای الکترون های نسبیتی با محدوده ی انرژیجنبشیاولیه ی  لحاظ شده است. نتایج شبیه سازی در حضور میدان مغناطیسی خارجی نشان می دهند که دینامیک الکترون های نسبیتی تحت تاثیر میدان مغناطیسی خارجی قرار گرفته و در نتیجه باعث انتقال بهینه انرژی آن ها به درون سوخت می شود.مقایسه نتایج حاصل از شبیه سازی نشان می دهد بهینه نهشت انرژیبه ازای چگالی در حضور میدان مغناطیسی با طول موج لیزر افروزندهmm35/0= ifλو شدت لیزر2-W.cm 1021=Iحاصل می شود، به طوری که می توان گفت با افزایش میدان مغناطیسی خارجی میزان نهشت انرژی با آهنگ کند و آرامی رشد می کند.

    کلیدواژگان: ابزار شبیه سازی Geant4، افروزش سریع - شوکی، میدان مغناطیسی خارجی، توزیع انرژی نمایی، توزیع انرژی شبه-دودمایی
  • عطیه باریکانی، مارال خدادادی*، ساناز خرمی پور صفحات 92-101
    هدف مطالعه حاضر بررسی کارایی گندزدایی و کنترل رشد مجدد آلودگی زیستی پساب فاضلاب شهری با استفاده از تیمار پلاسمای سرد اتمسفری است. پساب ثانویه تصفیه خانه تهران جنوب با استفاده از پلاسمای اسپارک در دو ولتاژ 20 و 25 کیلوولت و زمان های 1، 3 و 6 دقیقه با استفاده از گاز اکسیژن تیمار شد. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی قبل و بعد هر تیمار اندازه گیری شدند. کارایی گندزدایی بر اساس تعیین تعداد کل کلنی و کلیفرم کل در پساب ثانویه و خروجی تیمارها، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقادیر 5BOD، COD و نیتروژن کل در هر دو تیمارها به کم تر از حد مجاز برای مصارف کشاورزی رسید لیکن این کاهش به طور معنی داری در ولتاژ بالاتر بیش تر بود. کارایی گندزدایی در زمان شروع آزمایش در هر دو تیمار 100 درصد بود، لیکن تنها پس از گذشت یک روز در همه تیمارها جمعیت کلیفرم کل بیش تر از حد مجاز بود که لزوم بررسی رشد مجدد میکروبی را در زمان بررسی روش های مختلف گندزدایی ثابت می کند. نتایج این تحقیق نشان داد که پلاسما اسپارک استفاده شده تاثیری در غیرفعال سازی دایمی و غیرقابل برگشت کلیفرم کل نداشت و رشد مجدد میکروبی رخ داد.
    کلیدواژگان: پلاسمای سرد اتمسفری، گندزدایی، رشد مجدد میکروبی، پساب شهری
  • سما سلیمی، پریسا تاجرمحمد قزوینی*، رضا دباغ، اسماعیل عیوضی صفحات 102-111

    خطرات زیست محیطی پساب های حاوی فلزات سنگین از جمله سرب، توجه پژوهشگران را برای پاک سازی آن ها با استفاده از روش های نوین مانند زیست پالایی متمرکز کرده است. در این مطالعه توانایی جذب زیستی سرب توسط باکتری Bacillus sp. strain STG-83 مورد ارزیابی قرار گرفت. از روش رویه پاسخ با طراحی مرکب مرکزی توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت جهت بهینه سازی پارامترهایی چون pH، مقدار جاذب زیستی و غلظت اولیه سرب استفاده شد. نتایج نشان می دهد که مدل درجه دوم پیشنهاد شده توسط نرم افزار دیزاین اکسپرت با 9938/0=2R، به خوبی رفتار فرایند را پیش بینی کرده و جذب زیستی در 5/4pH=، غلظت اولیه سرب 1-mg.L 95/297، مقدار جاذب 1- g.L1 بهینه می شود که برابر با dry weight 1- mg.g595/149 می باشد. هم چنین داده های تجربی با ایزوترم های لانگمویر و فروندلیچ برازش شد. نتایج نشان داد که مدل لانگمویر با 961/0=2R مناسب تر است. مطالعات سینتیکی نیز نشان داد که ظرفیت جذب در 5 دقیقه به بیش ترین مقدار خود می رسد. نهایتا با توجه به پتانسیل ارزشمند این باکتری در جذب زیستی سریع و بالای سرب، Bacillus sp. strain STG-83 به عنوان یک جاذب باکتریایی با ارزشی جهت فرایندهای زیست پالایی سرب معرفی شده و کارایی روش رویه پاسخ در مدل سازی و بهینه سازی فرایند جذب زیستی سرب توسط باکتری مذکور تایید می گردد.

    کلیدواژگان: باکتری، جذب زیستی، زیست پالایی، سرب، طراحی آزمایش
  • مهشید روشنی*، سید عباس شجاع الساداتی، سید جابر صفدری، کاظم میرجلیلی، پریسا تاجر محمد قزوینی صفحات 112-117

    مولیبدن فلزی با عدد اتمی 42 متعلق به گروه ششم جدول تناوبی عناصر است. این عنصر در صنایع گوناگون کاربردهای فراوانی دارد. کانی مولیبدنیت با فرمول 2MoS، مهم ترین کانی مولیبدن است. برای استخراج مولیبدن، از روش های مختلف لیچینگ استفاده می شود. یکی از روش ها، بیولیچینگ است. با توجه به این که برای استحصال مولیبدن، علاوه بر اعمال سایر شرایط مخصوص لیچینگ، نیاز به پتانسیل بالا می باشد، تمرکز کار روی سازگارسازی باکتری ها نسبت به پتانسیل بالا بود. در این پژوهش به منظور استفاده از روش بیولیچینگ برای استحصال مولیبدن از کانی آن، آرکی باکترهای ترموفیل بومی سولفولوبوس سولفاتاریکوس و اسیدیانوس آمبیولنس که از معدن ناریگان جداسازی شده و در سایت NCBI ثبت شدند، به صورت مرحله ای نسبت به تحمل پتانسیل بالا، سازگارسازی شدند. نتیجه ی سازگارسازی مثبت بوده و آرکی باکترها توانستند پتانسیل های بالاتر از 1000 میلی ولت را تحمل کرده و نرخ رشد و تکثیر مناسبی داشته اند. در ادامه از این آرکی باکترها برای بیولیچینگ سنگ معدن ناریگان به منظور استحصال مولیبدن استفاده شد. به دلیل این که بازیابی مولیبدن وابستگی شدیدی به پتانسیل دارد لذا با افزایش پتانسیل از 400 میلی ولت به 1000 میلی ولت، بازیابی تا 80% افزایش یافت، درصورتی که با باکتری های سازگار نشده، بازیابی مولیبدن تنها 43% بود.

    کلیدواژگان: سولفولوبوس سولفاتاریکوس، اسیدیانوس آمبیولنس، کانی مولیبدنیت، استحصال مولیبدن، آرکی باکتر
  • مسعود خواجه نوری، علی حقیقی اصل، سید جابر صفدری، علی نوروزی* صفحات 118-127

    معادله بولتزمن معادله ای بسیار مهم در علم فیزیک و دینامیک سیالات است که برخورد های دوتایی بین مولکول ها را توصیف می کند. یکی از روش های حل معادله بولتزمن، روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو می باشد. از آن جا که فشار اغلب تجهیزات واحد های فرایند غنی سازی کم تر از فشار اتمسفر است، ممکن است در طی عملیات غنی سازی رطوبت هوا به دفعات و در مکان های مختلف زنجیره ها به لوله سیال نشت کرده و طی واکنش با گاز هگزافلوراید اورانیم سبب تولید رسوب بر روی سطوح داخلی روتور سانتریفیوژ و گاز هیدروژن فلوراید گردد. در این پژوهش تاثیر غلظت و فشار کل داخل روتور سانتریفیوژ فرضی برای شرایط دو جزیی (97/0=6ZUF و 03/0=ZHF)، (93/0=6ZUF و 07/0=ZHF)، (9/0=6ZUF و 1/0=ZHF)، (85/0=6ZUF و 15/0=ZHF) و سه جزیی (9/0=6ZUF، 05/0=ZHF و 05/0=ZAir) و (8/0=6ZUF، 1/0=ZHF و 1/0=ZAir) مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج با روش تحلیلی مورد مقایسه قرار گرفته است. نتایج نشان داد که افزایش میزان گاز سبک به همراه گاز 6UF باعث کاهش شار جرمی محوری می گردد.

    کلیدواژگان: معادله بولتزمن، هیدروژن فلوراید، سانتریفیوژ گازی، DSMC
  • فرشته خان رمکی*، رضوان ترکمان، امیرسعید شیرانی، سید جابر صفدری صفحات 128-137

    در این پژوهش، عملکرد انتقال جرم ستون ضربه ای افقی نوع سینی دار در استخراج اورانیم از محلول فروشویی سولفاته بندرعباس توسط آلامین 336 با استفاده از مدل پراکندگی محوری مورد بررسی قرار گرفت. فاز آلی حاوی 6% حجمی استخراج کننده آلامین 336، 5% حجمی اصلاح کننده ایزودکانول و کروزن به عنوان رقیق کننده بود. محلول فروشویی بندرعباس حاوی سولفات و اورانیم با غلظت های M 22/0 و ppm 250 به عنوان فاز آبی استفاده شد. از مدل اختلاط محوری به منظور تعیین پارامترهای انتقال جرم و مدل سازی این سیستم استفاده شد. هم چنین اثر پارامترهای عملیاتی موثر ستون مانند شدت ضربه، دبی حجمی فازها بر پارامترهای انتقال جرم مانند ضرایب کلی حجمی انتقال جرم فاز پیوسته (Koca) و ضرایب پراکندگی محوری فاز پیوسته و پراکنده (Ec و Ed) نیز مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که پارامترهای انتقال جرم ستون شدیدا وابسته به شدت ضربه و میزان آشفتگی سیستم می باشند. هم چنین عملکرد انتقال جرم این ستون برای استخراج اورانیم از محلول فروشویی سولفاته بالا می باشد. علاوه بر این روابط تجربی جدیدی براساس پارامترهای عملیاتی و مشخصات فیزیکی سیستم به روش آنالیز ابعادی به منظور پیش بینی پارامترهای انتقال جرم پیشنهاد شدند؛ این روابط با دقت بسیار بالایی مقادیر تجربی را در این سیستم پیش بینی می کنند.

    کلیدواژگان: ستون ضربه ای افقی، آلامین 336، محلول فروشویی بندرعباس، انتقال جرم، مدل سازی
  • رحمان قراری، بهزاد سلماسیان، امید صفرزاده* صفحات 138-145
    روش های بهینه سازی چندهدفه به صورت گسترده ای در زمینه های مختلف علوم و مهندسی مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، از الگوریتم بهینه سازی چندهدفه برای طراحی آرایش بهینه مجتمع های سوخت قلب رآکتور KWU با اهداف مسطح کردن توزیع توان در قلب رآکتور و افزایش ضریب تکثیر استفاده شده است. هم چنین، تحلیل ترموهیدرولیکی به منظور بررسی آرایش جدید طی یک حادثه فرضی کاهش جریان خنک کننده انجام شده است. برای این منظور از ترکیب الگوریتم PESA-II با کد بسط یافته نودال (برای انجام محاسبات نوترونیک) و کد COBRA-EN (برای انجام محاسبات ترموهیدرولیک) استفاده شده است. نتایج نشان دادند که با جابه جایی چینش مجتمع های سوخت پارامترهای نوترونیکی شامل ضریب تکثیر (افزایش از 0047/1 به 0058/1) و مسطح شدن توان بهبود یافتند. هم چنین برای چینش جدید بررسی شد که در صورت وقوع حادثه فرضی کاهش جریان خنک کننده تا 15 درصد، رآکتور هم چنان می تواند در شرایط ایمن به کار خود ادامه دهد. علاوه بر این نتایج تاکید بر کارایی بهتر الگوریتم PESA-II نسبت به الگوریتم SPEA دارند.
    کلیدواژگان: الگوریتم PESA-II، چینش مجتمع های سوخت، کاهش جریان خنک کننده، کدهای بسط نودال و COBRA-EN
  • حسن رنجبر*، زهرا پورحبیب، احسان بوستانی صفحات 146-152
    با توجه به این واقعیت که رادیوداروها ترکیبات رادیواکتیو هستند، قوانین و مقررات سختگیرانه ای در مورد جنبه های کنترل کیفی آن ها وجود دارد. یکی از پارامترهای اساسی در کنترل کیفی، تعیین نوع و میزان ناخالصی در رادیوداروها به منظور اطمینان از تجویز دز صحیح است. مقادیر ناخالصی معمولا کم است، اما همین مقادیر کم نیز مهم هستند و باید با دقت بالا اندازه گیری شوند. هدف از این مطالعه ارزیابی تولید هم زمان رنیم-186 و رنیم-188 با یک ماده هدف و بررسی تولید ناخالصی های احتمالی است. برای دست یابی به هدف این تحقیق، کار در دو مرحله انجام شد. در فاز اول، مدلی مبتنی بر کد MCNPX برای شبیه سازی پرتودهی هدف در رآکتور تحقیقاتی تهران طراحی شد. در فاز دوم، ارزیابی تجربی با استفاده از پرتودهی رنیم طبیعی در رآکتور تحقیقاتی تهران انجام گرفت. نتایج شبیه سازی و عملی (تجربی) نشان داد که رنیم-186 و رنیم-188 می توانند به طور هم زمان و با اکتیویته مناسب و تقریبا برابر تولید شوند. هم چنین میزان ناخالصی ها در مقایسه با محصولات اصلی بسیار ناچیز است. یافته های ما نشان داد که داده های تجربی با داده های شبیه سازی مطابقت خوبی دارند (اختلاف کم تر از 5%) و در نتیجه، روش شبیه سازی روش قدرتمند و مفیدی برای بررسی جنبه های مختلف تولید رادیوایزوتوپ در رآکتورهای تحقیقاتی است.
    کلیدواژگان: ناخالصی، رادیودارو، کوکتل Re188Re، 186، رآکتور تحقیقاتی تهران
  • احمدرضا بهنام صبا، عزیزالله نژاد علی، هادی عادلخانی، محمد قنادی مراغه، کمال صابریان* صفحات 153-161

    در این پژوهش، جاذب جدید نانوذره مگنتیت پوشیده شده با تری بوتیل فسفات @PEG@TBp 4O3Fe، جهت جذب یون های زیرکونیم (IV) از محلول آبکی مورد استفاده قرار گرفت. تاثیر هر یک از عوامل pH  اولیه، غلظت جاذب، مدت زمان تماس و غلظت اولیه زیرکونیم بر تغییرات درصد جذب بررسی شد. جذب زیرکونیم به وسیله نانوذرات فسفات @PEG@TBp 4O3Fe در pHهای مختلف یکسان نبود و بهترین نتیجه مربوط به pH 0/6  بود. در بررسی های سینتیکی، تعادل جذبی در مدت زمان تقریبا 10 دقیقه به دست آمد و داده های تجربی به خوبی با مدل شبه مرتبه دوم برازش شد. بر اساس نتایج، ظرفیت های تعادلی جذبی محاسبه شده با این مدل تقریبا با مقادیر تجربی یکسان بودند. در 25 درجه سانتی گراد، بیش ترین ظرفیت جذبی زیرکونیم سنتز شده به وسیله نانوذرات تقریبا 50 میلی گرم بر گرم  بود. ایزوترم جذب در دمای 25 درجه سانتی گراد رسم شد. از محلول های سدیم استات، سدیم نیترات، سدیم فلویورید و آمونیم اگزالات جهت دست یابی به عاری سازی مناسب استفاده شد. با استفاده از محلول 5/0 مول بر لیتر سدیم فلویورید تقریبا 100 درصد یون های جذب شده، واجذب شدند. تحقیق حاضر نشان داد که روش جداسازی حاضر روشی سریع، آسان و با کارآیی بالا برای جذب زیرکونیم از محلول های آبکی و به کمک نانوذرات مگنتیت پوشش داده شده با تری بوتیل فسفات می باشد.

    کلیدواژگان: زیرکونیم(IV)، نانوذرات مگنتیت، تری بوتیل فسفات
  • حسین بدخشان، احمد قریب، فرهاد پناهی نیا*، محمد قنادی مراغه، سید جابر صفدری، محمدحسن ملاح صفحات 162-171

    در این پژوهش استخراج اورانیم از محلول فروشویی سنگ معدن اورانیم با استفاده از روش استخراج حلالی برای اولین بار در یک ستون استخراج ضربه ای افقی از نوع سینی دار مورد بررسی قرار گرفت. استخراج اورانیم از محیط سولفاته با غلظت 1-mol.L 25/0، توسط حلال تری اکتیل آمین با غلظت 5 درصد حجمی، در رقیق کننده ی کروزن با 90 درصد حجمی و اصلاح کننده ی فازی دکانول با غلظت 5 درصد حجمی انجام گرفت. تاثیر پارامترهای عملیاتی شامل شدت ضربه، نرخ جریان فاز پراکنده و نرخ جریان فاز پیوسته بر روی موجودی فاز پراکنده، قطر میانگین ساتر قطرات و توزیع آن ها و هم چنین درصد استخراج به دست آمد. افزایش شدت ضربه و افزایش نرخ جریان فاز پراکنده و هم چنین کاهش نرخ جریان فاز پیوسته باعث افزایش درصد استخراج گردید. نتایج نشان می دهد که ستون استخراج ضربه ای افقی از نوع سینی دار دارای بازدهی بالا برای استخراج اورانیم از محلول فروشویی و از نظر بازدهی استخراج قابل رقابت با ستون های ضربه ای سینی دار از نوع عمودی می باشد. با مقایسه روابط متعدد ارایه شده برای موجودی فاز پراکنده و اندازه قطره با نتایج تجربی به دست آمده در این پژوهش، رابطه ی جدیدی برای پیش بینی قطر میانگین قطرات و هم چنین موجودی فاز پراکنده در یک ستون استخراج ضربه ای برای استخراج اورانیم ارایه گردید. در مدل ارایه شده، مقدار متوسط خطای مطلق برای اندازه قطره 7/7% و برای موجودی فاز پراکنده 2/8% به دست آمد.

    کلیدواژگان: استخراج اورانیم، اندازه قطره، موجودی فاز پراکنده، ستون های ضربه ای افقی سینی دار
  • ساسان احمدیان نمین*، محمد لامعی رشتی، فریدون عباسی دوانی، جواد رحیقی صفحات 172-181
    افزایش جریان، طول عمر و کیفیت مشخصات دینامیکی باریکه الکترونی ذخیره شده در حلقه انبارش، از اهداف مهم سنکروترون ها هستند. از پدیده های تاثیرگذار بر روی کیفیت باریکه، اثرات ناپایدارکننده ی طولی و عرضی است که با افزایش جریان بیش تر می شود. ناپایداری طولی در کاواک های بسامد رادیویی، به دلیل بزرگ بودن ضریب کیفیت مدهای مرتبه بالاتر آن ها بیش ترین تاثیر را دارد. در اثر این مدها، یک خوشه الکترونی بر روی خوشه های الکترونی بعدی اثر کرده و دارای برد بلند هستند. ناپایداری های طولی باعث افزایش پراکندگی طیف انرژی و از دست رفتن بخشی از جریان و کاهش شدت تابش خروجی می شود. با توجه به جریان 400 میلی آمپری و امیتنس 270 پیکومتری در فاز نهایی راه اندازی پروژه، ارزیابی مدهای مرتبه بالاتر و شناسایی مدهایی با بیش ترین میزان تاثیرگذاری حایز اهمیت است. مطالعات شبیه سازی صورت گرفته با استفاده از نرم افزار CST Studio Suit نشان می دهد که در کاواک بسامد رادیویی 100 مگاهرتز این پروژه، 13 مد تک قطبی تا فرکانس 1500 مگاهرتز وجود دارد. هفت مد خطرناک بوده و دو مد در فرکانس های 67/624 و 55/1432 مگاهرتز و با امپدانس شانت های 8/70 و 115 کیلو اهم، بسیار تاثیرگذار بوده و در همه فازهای راه اندازی باید با آن ها مقابله کرد.
    کلیدواژگان: مدهای مرتبه بالاتر، کاواک 100 مگاهرتز، ناپایداری طولی، امپدانس شانت
|
  • M. Monfared, E. Irani *, R. Sadighi, M.K. Moravvej Farshi Pages 1-10

    In this study, the role of multi-electron effects on the high harmonics generation by the interaction of femtosecond laser with Argon atom and N2O molecule has been investigated. First, the effect of multi-electron contribution to the generation of harmonics has been studied. It is observed that the presence of more than one electron leads to an increase in harmonics yield, especially in the cutoff region. This effect is more obvious in the systems in which their highest occupied level is degenerate. The effect of exchange and correlation interaction on the high harmonic generation is also investigated. The results showed that the effect of correlation interaction on harmonics is negligible, but the effect of exchange-correlation interaction is significant. Indeed, this remarkable influence is due to exchange interaction which constitutes 17% and 23% of the total energy of Argon atom and N2O molecule. By considering the exchange-correlation interaction for the argon atom and N2O, the harmonics yield decreased by one order of magnitude and the cutoff frequency increased by 4-5 harmonic order.

    Keywords: High-order harmonics, Multi-electron effects, Exchange-correlation interaction, Argon atom, Nitrous oxide molecule
  • H. Kaspoor, A.R. Abbasian *, M. Shafiee Afarani Pages 11-20
    Li2TiO3 as a tritium breeder has a significant role in nuclear fusion reactors. The aim of this study was the synthesis of Li2TiO3 powder by solution combustion in the explosive mode as an inexpensive and efficient method. Fuel type and nitric acid, as an oxidizer, have vital roles in this method. Hence, the effect of nitric acid content and citric acid, glucose, and glycine fuels were investigated. Results showed that the use of glucose fuel was not appropriate, because the combustion didn't occur, neither the desired phase was not synthesized. Moreover, synthesis in the presence of glycine fuel led to the synthesis of the desired product, however, no pure single-phase product was obtained. Contrary to the two mentioned fuels, citric acid was a suitable fuel for the synthesis of Li2TiO3 by solution combustion method, which resulted in a single-phase product. The optimum amount of nitric acid was determined to be 9 liters per mole of fuel. Using more than the optimal amount of nitric acid also resulted in LiTiO2 impurities being left. While using less than the optimal amount resulted in an incomplete combustion reaction.
    Keywords: Fusion reactor, Tritium breeder, Solution combustion synthesis, Fuel type, Li2TiO3
  • M. Lotfi, Kh. Rezaee Ebrahim Saraee *, K. Bazari Jamkhaneh Pages 21-27

    BaxSr1-xSO4:Dya%, Tbb% nanoparticles were synthesized by the chemical co-precipitation method. The orthorhombic lattice structure was confirmed by X-ray diffraction (XRD) pattern and an average size of 63.5nm was obtained using Deby-Schere`s formula. The shape and size of particles were also observed by scanning electron microscopy (SEM). EDX spectra proved the presence of Dy and Tb in the sample. The TL glow curves of samples showed the maximum sensitivity at 0.12, 0.88, 0.5, and 1.5 mol% for Sr, Ba, Dy, and Tb, respectively. The thermoluminescence (TL) glow curves of the sample (in the range of 0.05-100 mGy) had two glow peaks at 534 and 615 K. Dosimetry characteristics of the selective combination were studied. The best heat rate was 2 K/s. The TL intensity was increased by increasing the dose up to 7 kGy and after that, it was increased very slowly. Studies of the fading indicated that the reduction of dose-response of the sample in 1000 mGy dose is negligible within 21 days. Energy response was studied in the range of 80-1250 keV and showed the sample was energy-dependent.

    Keywords: Barium Strontium Sulfate, Thermoluminescence, Dosimetry
  • K. Fatemi, M. Habibi Zare *, H. Vakili Pages 28-35
    In SOOREH Co, a significant amount of uranium-containing phosphoric acid wastewater from analytical operations is produced on a large volume of process samples. Uranium recovery and its optimal use in the UF6 gas production cycle is the most important goal of this research. To achieve this goal, two methods for the recovery of uranium from this wastewater have been investigated. The first method is to use TBP and D2EHPA extractant diluted with kerosene. The results of this study showed that up to 98% of uranium is extracted from laboratory wastewater, 95% of which can be stripped from the organic phase by ammonium bicarbonate solution. The second method is to precipitate uranium using sodium dithionite. In this study, the two-step process of uranium recovery from phosphoric acid wastewater has been studied. The results of this method show that using sodium dithionite with two-stage precipitation, the concentration of uranium in the filtered solution of sediments is reduced to less than 0.2 ppm and this reduction in concentration is equal to the efficiency up to 99.99%. Therefore, the use of the sedimentation method to recover uranium from phosphoric acid wastewater by sodium dithionite is a more appropriate method compared to the solvent extraction method and is recommended for this type of wastewater.
    Keywords: Uranium Recovery, Laboratory wastewater, Phosphoric Acid, D2EHPA, TBP, Sodium dithionate
  • M. Arabieh *, R. Ghadari, N. Dehghani, B. Ghalami Choobar Pages 36-44

    The separation of metal ions from nuclear waste is an important issue in the nuclear industry. Cyclic chemical compounds including ether groups are called crown ethers. These compounds strongly bind to certain cations, forming complexes. Successive oxygen substitution with nitrogen leads to form new structures called Azacrown. In this work, quantum mechanical calculations based on density functional theory (DFT) has been used to investigate the stability of complexes formed between various Azacrowns and selective transition metals (M) ( M= Mn2+, Fe2+ , and Co2+). The results showed that binding energies (ΔE) for titled metals are enhanced by increasing the number of replaced oxygen atoms in crowns structure. For example, the fully substituted Azacrown complexes of Mn2+, Fe2+ , and Co2+ are about 16.8, 22.4, and 37.2 kcal/mol more stable than corresponded crown ethers complexes, respectively. Analogous trends were found for ΔH and ΔG of complexation reactions.

    Keywords: Azacrown, Transition metal, Complexes, Density functional theory, Quantum theory of atoms in molecules
  • A.R. Keshtkar *, A. Rashidi, J. Karimi Sabet, A. Noroozi Pages 45-54
    One of the significant phenomena in the operational conditions of the enrichment cascades is the sudden crash of a number of separate machines along the cascade. In order to investigate the effect of gas centrifuge crash on cascade performance, separation of the cascade in a transient condition should be modeled. In this paper, the performance of two-component symmetric enrichment cascades was modeled, using partial mass balance equations in the transient condition. Nonlinear equations of the model were also discriminated against using Crank Nicholson's finite difference method and the q iteration method was used to solve the equations. The results of the computer simulation of the model cascade for the enrichment of uranium 235 showed that if the crash of gas centrifuge machines occurs at the end of the enrichment part of the cascade, the product concentration will decrease more and more, and it takes a longer time to reach new steady-state condition. For the cascade and the conditions used in this paper, with the crash of a machine, the greatest reduction in product concentration compared to the pre-incident state is, 0.5% percent and the highest increase in waste stream concentration compared to the pre-incident state is 0.2 percent. It was also observed that the cascade performance of machines with a higher separation factor is less affected by the crash of machines. The results showed that the gas hold up has a small effect on the variation of the 235 isotope concentration in the product stream and only affects the time to reach equilibrium in the cascade.
    Keywords: Symmetric cascade, two-component enrichment, transient simulation, gas centrifuge crash, separation factor
  • E. Nazemi, A. Movafeghi *, B. Rokrok, M. Dinca, M.H. Choopan Dastjerdi Pages 55-64

    Due to the special and difficult conditions for the fuel rods inside the reactor core, inspection and quality control of the fuel after the production at the factory and before loading in the core of the reactor is essential. This process is carried out using various non-destructive tests. Generally, neutron radiography is one of the most important non-destructive tools for fresh fuel inspection. In the present work, neutron computerized tomography (CT) of a depleted TRIGA fuel rod is investigated using a digital detection system which includes a scintillator screen, a mirror, and a CCD camera. The experiments were performed in the INUS neutron radiography facility. The results show that the structure and components of the fuel rod such, as pellets and springs, are well visible by using the neutron tomography technique and it can be utilized for precise investigation of the fuel rod’s structure after production at the factory.

    Keywords: Neutron CT, fuel rod, Non-destructive test, Radiography, TRIGA reactor
  • A. Rahimian, H. Kazeminejad *, H. Khalafi, A. Akhavan, M. Mirvakili Pages 65-73

    In this study, two methods of nano-particle coating, by boiling and electrophoretic, have been used to investigate the effect of surface modification on the Critical Heat Flux of stainless steel plates. In each of these two methods, the coating was performed for 20, 40, and 60 minutes while other parameters remained constant. The SEM1 and EDS2 images were captured and then the contact angles were measured using the Stadler technique to study the effect of surface properties on Critical Heat Flux.  Finally, the boiling curves of the hydrophilic and superhydrophilic surfaces were obtained and then the Critical Heat Flux (CHF) is determined. The CHF values were compared with the existing experimental data and empirical correlations. It was found that the CHF for nanoparticle coating by pool boiling, is significantly higher than those of electrophoretic coating. Also, a comparison of the present Critical Heat Flux results with those obtained by the empirical correlations that are a function of surface properties showed better agreement

    Keywords: pool Boiling Coating, Electrophoretic coating, Critical Heat Flux
  • F. Mansourzadeh, J. Safdari, A.A. Ghorbanpour Khamseh *, A. Noroozy, M. Khajenoori Pages 74-83

    In the present study, for the first time the R cascade under normal and optimal conditions with the constant and specified total number of cascade stages, the feed flow rate to the cascade, the factor of separation based on the unit mass difference, and the maximum and optimal of the feed flow into the centrifuge machine is assessed. The algorithm used for optimization is TLBO algorithm and the objective function is considered as a function of separation work for a single machine and match abundance ratio. The results show that in the cascade with the match abundance ratio for isotopes k1 and k2 the separation work in optimal cascade is more than conventional. If the abundance ratio is adapted for two pair of components, i.e., the “first and third” and the “second and third, the separation power in the optimal mode for the first and second cases is 1% and 9% more than those of conventional, respectively. Finally, a computational code named MISCC is written to determine and analyze the parameters of the match abundance ratio cascade in optimal and normal conditions.

    Keywords: stable isotopes, match abundance ratio cascade, separation work, Optimization, optimum match abundance ratio cascade
  • S. A. Ghasemi *, A. Moslehi, S. Faghih Pages 84-91

    In the present work, the effect of the external magnetic field of = ( T 0 -1000 Bext ) on the energy deposition of the relativistic electrons into high density fuel of 3 ρc ( ) 200 1000 g.cm   in fast-shock ignition concept has been investigated by using the Geant4 simulation toolkit. In our simulation model, two types of the energy distribution function including exponential energy distribution and quasi-two temperature energy distribution function, for relativistic electrons with an initial kinetic energy of 0 E   ( ) 1.5 6.5 MeV were considered. The results of simulations in the presence of an external magnetic field show that the dynamics of the relativistic electrons are strongly affected by the external magnetic field which results in the optimum energy transfer into the fuel. The comparison of the results indicates that the optimal energy deposition is obtained for the density of 3 ρc 300 g.cm in the presence of a magnetic field of about Bext 600 T with an ignitor laser wavelength of λif   0.35 m and laser intensity of 21 2 I 10 W.cm  . It can therefore be concluded that by increasing the external magnetic field of 600 T ext B  , the energy deposition rate increases slowly. Keywords: Geant4 simulation toolkit, Fast-shock ignition, External magnetic field, Exponential energy distribution, Quasi-two temperature energy distribution.

    Keywords: Geant4 simulation toolkit, Fast-shock ignition, External magnetic field, Exponential energy distribution, Quasi-two temperature energy distribution
  • A. Barikani, M. Khodadadi *, S. Khorami Pour Pages 92-101
    The aim of present study is to evaluate thedisinfection efficiency and regrowth control of microorganism in urban wastewater effluent using cold atmospheric plasma. Two voltages of spark of 20 and 25 kV were applied to wastewater samples of Tehran wastewater treatment plant, Tehran, Iran on 1, 3, and 6 min using oxygen gas supply. The physicochemical characteristics of the effluent sample were determined before and after the treatments. The disinfection efficiency was assessed based on the total colony count and total coliform. The results showed that the COD, BOD5, and the total nitrogen became less than the maximum allowed for agriculture purposes in both treatments, however, this reduction was significantly more in the higher voltage. In terms of bacterial regrowth after disinfection, disinfection efficiency was 100 percent at the beginning of the experiment in all spark treatments, however, total coliform population has become higher than the allowed limit after only one day. This confims the importance of investigating microbial regrowth in wastewater disinfection studies. The spark plasma had no effect on permanent and irreversible inactivation of the total coliform and microbial regrowth occurred.
    Keywords: Cold atmospheric plasma, Disinfection, Microbial regrowth, Urban wastewater
  • S. Salimi, P. Tajer Mohammad Ghazvini *, R. Dabbagh, E. Eivazi Pages 102-111

    Environmental hazards of wastewater containing metals, including lead, have attracted researchers' attention on their cleanup using novel methods such as bioremediation. In the present study, the biosorption ability of lead by Bacillus sp. Strain STG-83 was evaluated. Response surface methodology with central composite design by the Design Expert software was used to optimize parameters such as pH, biomass concentration, and initial lead concentration. The results showed that the quadratic model proposed by Design Expert software with a correlation coefficient of R2=0.9938 predicted the process behavior properly; lead biosorption by the bacteria was optimized at pH=4.5, initial concentration of lead 297.95 mg. L-1, and the amount of adsorbent 1 g.L-1, which is equal to 149.595 mg. g-1 dry weight. Also, the experimental data were fitted with Langmuir and Freundlich isotherms. The results showed that the Langmuir model is more suitable with R2=0.961. Kinetic studies showed that adsorption capacity reached its maximum value within 5 minutes. Ultimately, due to the valuable potential of this bacterium in rapid and high biosorption of lead, Bacillus sp. strain STG-83 is introduced as a valuable bacterial sorbent for lead bioremediation processes and performance of response surface methodology in modeling and optimizing lead biosorption process by Bacillus sp. strain STG-83 is confirmed.

    Keywords: Bacteria, Biosorption, Bioremediation, Lead, Experiment design
  • M. Roshani *, S.A. Shojaosadati, S.J. Safdari, K. Mirjalili, P. Tajer Mohammad Ghazvini Pages 112-117

    Molybdenum metal with atomic number 42 belongs to the sixth group of the periodic table of elements. This element has many usages in various industries. The most important molybdenum mineral is molybdenite (MoS2 ). Different leaching methods are used for the extraction of molybdenum. One of the methods is bioleaching, which requires a high potential for extraction of molybdenum, in addition to applying other special leaching conditions. In this study, in order to use a bioleaching method for extraction of molybdenum from its mineral, the native thermophilic archaebacteria of Sulfolobus solfataricus and Acidianus ambivalens were isolated from the Narigan mine and registered on the NCBI site, also they were gradually adapted for resistance against to the high potential. The result of the adaptation was positive and archaebacteria were able to resist potentials higher than 1000 mV and had a good growth and proliferation rate. In the following, these archaebacteria have been used for the bioleaching of the Narigan ore for the extraction of molybdenum. Because molybdenum recovery has a strong dependency on the redox potential, recovery was increased to 80%. By increasing the potential from 400 mV to 1000 mV. While the molybdenum recovery was 43% by non-adapted bacteria against high potential.

    Keywords: Sulfolobus solfataricus, Acidianus ambivalens, Molybdenite mineral, Molybdenum Extraction, archaebacteria
  • M. Khajenoori, A. Haghighi Asl, J. Safdari, A. Norouzi * Pages 118-127

    The Boltzmann equation which describes binary collisions between molecules is a very important equation in physics and fluid dynamics. Direct Monte Carlo simulation is one of the methods to solve the Boltzmann equation. The moisture can leak to the fluid pipelines in the various places of cascades so many times through the enrichment operations since the pressure of the most enrichment process units is less than the atmospheric pressure. It causes the solid uranium precipitation on the inner surfaces of rotor and HF production upon the reaction with UF6. In the present work, the effect of concentration and total pressure inside a hypothetical centrifuge for binary component conditions (ZUF6=0.97, ZHF=0.03), (ZUF6=0.93, ZHF=0.07), (ZUF6=0.9, ZHF=0.1), (ZUF6=0.85, ZHF=0.15), and three component conditions (ZUF6=0.9, ZHF=0.05, ZAir=0.05) and (ZUF6=0.8, ZHF=0.1, ZAir=0.1) have been investigated. The results have been compared with those of the Boltzmann distribution function. Moreover, increment in the amount of light gas along with UF6 results in the decrement of ρνz.

    Keywords: Boltzmann equation, Hydrogen fluoride, Gas Centrifuge, DSMC
  • F. Khanramaki *, R. Torkaman, A.S. Shirani, J. Safdari Pages 128-137

    In this study, the mass transfer performance of the Horizontal pulsed sieve plate column for the extraction of uranium from Bandar Abbas sulfate leach solution with Alamine 336 was investigated using a dispersion model. The organic phase contained 6% (v/v) Alamine 336 as extractant and 5% (v/v) isodecanol as a modifier in kerosene as diluent. The sulfate solution of Bandar Abbas containing 0.22 M sulfate and 250 ppm Uranium was used as the aqueous phase. The axial dispersion model was used to determine the mass transfer parameters and modeling of this system. Also, the effect of operating parameters such as pulsation intensity, the rate of phases flow on the volumetric overall mass transfer parameters was investigated; namely total volumetric coefficients of continuous phase mass transfer (Koca) and axial scattering coefficients of continuous and scattered phase (Ec and Ed). The obtained results showed that the mass transfer parameters are strongly dependent on the pulse intensity and turbulence degree of the system. In addition, the mass transfer performance of this column is high for the uranium extraction from sulfate leach liquors. Moreover, the practical and novel correlations have been determined for prognostication of mass transfer parameters which are closely matched with the experimental results in the horizontal pulsed column.

    Keywords: Horizontal Pulsed Column, Alamine 336, Sulfate leach liquor of Bandar Abbas, Mass Transfer, Modeling
  • R. Gharari, B. Salmasian, O. Safarzadeh * Pages 138-145
    The multi-objective optimization methods are widely used in various areas of science and engineering. In this paper, a multi-objective optimization algorithm has been used to design the optimal placement of fuel assemblies in the KWU reactor with the purposes of power flattening and increasing the multiplication factor. Also, thermal-hydraulic analysis has been performed to investigate the new arrangement during a hypothetical loss of coolant accident. For this purpose, the PESA-II algorithm is coupled with Nodal expansion code (for neutronic calculations) and COBRA-EN code (for thermal-hydraulic calculations). The results showed that the neutronic parameters including power flattening and the multiplication factor (increases from 1.0047 to 1.0058) improved by optimizing the fuel assemblies’ placement. It was also investigated that during a hypothetical loss of coolant accident up to 15%, the reactor could continue to operate in the safe mode. In addition, the results have emphasized the better performance of the PESA-II algorithm than the SPEA algorithm.
    Keywords: PESA-II algorithm, Arrangement of fuel assemblies, Loss of coolant flow, Nodal expansion, COBRA-EN codes
  • H. Ranjbar *, Z. Pourhabib, E. Boustani Pages 146-152
    Considering the radioactivity of radiopharmaceuticals compounds, there are strict rules and regulations regarding their quality control aspects. One of the essential parameters in quality control is to determine the type and amount of radiopharmaceuticals impurities in order to ensure the prescribing of the correct dose. Impurity values are usually small, but these small amounts are also important and should be measured with high accuracy. The purpose of this study is to evaluate the simultaneous production of 186Re and 188Re with one target material and to investigate the production of probable impurities. To achieve the goal of this research, the work was carried out in two phases. In phase 1, a model based on the MCNPX code is designed to simulate target irradiation. In phase 2, the experimental assessment will be carried out using natural rhenium irradiation in Tehran research reactor. Both simulation and practical results showed that 186Re and 188Re can be produced with appropriate and nearly equal activities, simultaneously. Also, the amount of impurities is negligible compared to the main products. Our findings indicated that experimental data are in good agreement with simulation data (bias error less than 5%) and as a result, the simulation method is the powerful and useful technique to investigate different aspects of radioisotope production in reactor.
    Keywords: Impurity, Radiopharmaceutical, 186Re, 188Re cocktail, Tehran Research Reactor
  • A.R. Behnam Saba, A. Nezhadali, H. Adelkhani, M. Ghannadi Maragheh, K. Saberyan * Pages 153-161

    In this study, the removal of Zr (IV) from aqueous solutions was investigated using magnetic Fe3O4@PEG@TBP nanoparticles as a new adsorbent. Experiments were conducted to study the effects of initial pH, amount of adsorbent, shaking time, and initial Zr (IV) concentrations on zirconium sorption efficiency. The sorption of zirconium on Fe3O4@PEG@TBP nanoparticles was pH-dependent, and the optimal pH was 6.0. In kinetics studies, the sorption equilibrium was reached within 10 min, and the experimental data were well fitted by the pseudo-second-order model, and the equilibrium sorption capacities calculated by the model were almost the same as those determined by experiments. The maximum zirconium sorption capacity onto magnetic nanoparticles was estimated to be about 50 mg/g at 25 °C. Sodium acetate, sodium nitrate, sodium fluoride, and ammonium oxalate were used as desorbing agents. The highest values of zirconium desorption (100 %) was achieved using 0.5 M sodium fluoride as the desorbing agent. The present study suggested that this method is simple, fast, and highly efficient for zirconium removal from aqueous solutions by using magnetic nanoparticles.

    Keywords: Zirconium (IV), Magnetite Nanoparticles (MNPs), Tri Butyl Phosphate (TBP)
  • H. Badakhshan, A. Gharib, F. Panahinia *, M. Ghannadi Maragheh, J. Safdari, M.H. Mallah Pages 162-171

    In this study, recovery of uranium from leach liquor using solvent extraction technique in a horizontal pulsed sieve plate column was experimentally investigated. Extraction of uranium from an aqueous sulfate solution with 0.25M concentration acid, by using TOA solvent, diluted in kerosene and n-decanol modifier of 5%, 90% and 5% v/v respectively was studied and the influences of operation parameters including the phase flow rates along with pulsation intensity on the dispersed phase holdup, drop size and drop size distribution, as well as extraction efficiency, were evaluated. Increasing pulsation intensity along with the dispersed phase flow rate and decreasing the continuous phase flow rate caused to increase the extraction efficiency. Results showed that the horizontal pulsed sieve plate column has high efficiency for extraction of the uranium from leach liquor. Moreover, a comparative evaluation of available correlations proposed for the prediction of mean drop size and hold up in such columns have been conducted. New correlations for estimating mean drop size and hold up in a horizontal pulsed sieve-plate column were presented, which provided AARE of 7.7% and 8.2%, respectively.

    Keywords: Uranium extraction, Dispersed phase holdup, Sauter mean drop diameter, Horizontal pulsed sieve-plate column
  • S. Ahmadiannamin *, M. Lamehi Rachti, F. Abbasi Davani, J. Rahighi Pages 172-181
    Increasing the current, beam lifetime and, the quality of dynamic properties of the stored electron beam in the storage ring are the important purposes of synchrotrons. One of the phenomena affecting the beam quality is the longitudinal and transverse instabilities that increase as the beam current increases. Longitudinal instability in radiofrequency cavities has the greatest impact due to the high-quality factor of their higher order modes. As a result of these modes, one electron bunch affects the next one and it has a long-range nature. Longitudinal instabilities increase the energy spread and lead to loss of the beam current and reduce the intensity of the output synchrotron radiation. Considering the current and emittance of the Iranian light source which is 400 mA and 270 picometer-radian in the final phase of project, it is important to evaluate the higher order modes and identify the most effective ones. Simulation studies using CST Studio Suit software show that there are 13 monopole modes up to 1500 MHz in the project's 100 MHz radio frequency cavity. Seven modes are dangerous, and two modes at frequencies of 624.67 and 1432.55 MHz, with shunt impedances of 70.8 and 115 kHz, are very effective and must be dealt with in all phases of commissioning.
    Keywords: Higher order modes, 100 MHz RF cavity, Longitudinal instabilities, Shunt impedance