فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و چهارم شماره 1 (پیاپی 103، بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1401/09/19
  • تعداد عناوین: 20
|
  • توفیق اوسطی* صفحات 1-8
    در آشکار ساز CMS نسبت های انشعاب بوزون هیگز مدل استاندارد به جفت های J/ψ(1S) و cc به ترتیب برابر 2-10×1/8 و 2-10×2/89 اندازه گیری شده است. به لحاظ نظری یکی از سناریوهای ممکن  برای تولید مستقیم J/ψ(1S) این است که بوزون هیگز در آغاز به جفت cc واپاشی نماید و سپس در مرحله ی بعد هر یک از کوارک های c و c به طور مستقیم به مزون J/ψ(1S)  ترکش کنند. بر اساس این سناریو در این مقاله نسبت های واپاشی مستقیم بوزون هیگز مدل استاندارد به J/ψ(1S) بطریق ترکش مستقیم کوارک‎های c و c با  استفاده از نظریه اختلال مکانیک کوانتومی رنگ (pQCD) و با در نظر گرفتن حالت های قطبش طولی و عرضی J/ψ(1S) محاسبه شده است. نتایج حاصل از محاسبات ما برای نسبت واپاشی مستقیم  بوزون هیگز به جفت J/ψ(1S) برابر 2-10×1/563 است که توافق بسیار خوبی با مقدار اندازه گیری شده ی آن در آزمایش CMS دارد. بنابرابن می توان نتیجه گرفت که سهم غالب در واپاشی بوزون هیگز بوزون به مزون J/ψ(1S) ترکش مستقیم کوارک c و پادکوارک c می باشد.
    کلیدواژگان: بوزون هیگز، نسبت انشعاب، آهنگ واپاشی، ترکش
  • علی بیگانه، امیدرضا کاکویی* صفحات 9-14
    میون ها به دلیل سطح مقطع کوچک برای انجام واکنش، متداول ترین تابش فضایی قابل آشکارسازی در سطح زمین هستند. میون ها همانند سایر ذراتی که از طریق برخورد ذرات پرانرژی تولید می شوند، ناپایدار و دارای طیف توزیع طول عمر هستند. در این مقاله، انرژی و طول عمر تابش میون با استفاده از سیستم طیف سنجی دیجیتال اندازه گیری شده است. در روش ارایه شده همه ماژول ه ای الکترونیک هسته ای آنالوگ حذف و فرایند شکل دهی به سیگنال ها و ثبت آن ها به صورت نرم افزاری انجام شده است. در این اندازه گیری، رویدادهای تابش زمینه به صورت هم زمان با استفاده از دو آشکارساز NaI(Tl) که در زاویه °90 نسبت به سطح افق نصب شده اند، آشکارسازی شدند. سیگنال های ثبت شده در پیش تقویت کننده دو آشکارساز، به صورت مستقیم با استفاده از یک دیجیتایزر شکل دهنده موج نمونه برداری و پس از پردازش به صورت لیست داده ها ذخیره شدند. با برنامه نویسی روی لیست داده ها، در حدود 105 رویداد تابش ها میون در مدت زمان دو هفته تشخیص داده شده اند. با اندازه گیری فاصله زمانی بین رویدادهای تشخیص داده شده به عنوان تابش میون، طول عمر آن ها استخراج و با برازش تابع نمایی بر داده های تجربی، طول عمر میون sµ 03/2 تعیین شده است. مقایسه نتایج نشان می دهد که طول عمر به دست آمده برای ذره میون در این پژوهش با سایر داده های تجربی مطابقت دارد. گذار از الکترونیک هسته ای آنالوگ به دیجیتال در طیف سنجی تابش میون، سادگی، قابلیت اطمینان بالا، اندازه کوچک و وزن کم سامانه جمع آوری داده و امکان نصب آن بر روی ماهواره های تحقیقاتی را فراهم می کند.
    کلیدواژگان: سنجش تابش فضایی، طول عمر میون، آشکارساز NaI(Tl)، طیف سنجی دیجیتال
  • راضیه قاسمی، الهام راستخواه، صابره نائیج، توران ربیعی، حمزه حسین پور، سمانه نائیج، جواد رفیعی، فائزه فاطمی* صفحات 15-23
    تمام ترکیبات اورانیم، سمی و رادیواکتیو هستند. سمی بودن این عنصر می تواند کشنده باشد. با توجه به سمیت شیمیایی و رادیواکتیویته اورانیم، ضروری است از ورود آن به طبیعت جلوگیری شود. پسماندهای خروجی از مراکز صنعتی- هسته ای نیز دارای مقادیر مختلفی از اورانیم می باشد و لذا حذف این عنصر از پساب این مراکز از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از سویی دیگر، نظر به اهمیت این عنصر و محدودیت منابع آن، بازیابی اورانیم از پسماندها، دارای ارزش اقتصادی نیز می باشد. در پژوهش حاضر، از روش سطح پاسخ (RSM) بر اساس طرح مرکب مرکزی به منظور بررسی و بهینه سازی پارامترهای مختلف بر فرایند احیای اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI در پساب واقعی استفاده گردید. معادله ی درجه دوم پیشنهاد شده با ضریب همبستگی 94/0=2R از کفایت مناسبی برخوردار بوده و حداکثر راندمان احیای اورانیم توسط 7Shewanella RCRI در شرایط بهینه (pH=5/6-7/5، دمای 63/26 درجه سانتی گراد و زمان 117 ساعت)، 98% براورد شده است. در گام بعدی به منظور تعامل بین متغیرها، رویه های سه بعدی با تقابل pH و دما; دما و زمان;pH  و زمان به دست آمده و در پایان بر اساس بهینه های پیشنهادی احیای اورانیم در پساب واقعی توسط دو روش XRD و اسپکتروفتومتری مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده، باکتری 7Shewanella RCRI می تواند، به عنوان باکتری با ارزش در احیای زیستی اورانیم از پساب خروجی مراکز صنعتی معرفی گردد. از سوی دیگر استفاده از روش سطح پاسخ می توانند درک جامعی از فرایند و مکانیسم احیای زیستی اورانیم توسط باکتری 7Shewanella RCRI و پشتیبانی نظری برای انجام این فرایند ارایه دهد.
    کلیدواژگان: احیای زیستی، اورانیم، طراحی آزمایش RSM، باکتری 7 Shewanella RCRI
  • ولی الله غضنفری، علی اصغر قربانپور خمسه، محمدمهدی شادمان*، سید جابر صفدری، محمدحسین عسکری صفحات 24-33

    یکی از عوامل محرک برای ایجاد جریان محوری درون روتور سانتریفیوژ به منظور افزایش عملکرد جداسازی، اسکوپ است. با توجه به قرار گرفتن اسکوپ در معرض جریان گاز با ماخ بالا، جریان دچار شوک شده و گرادیان های شدیدی در جریان اتفاق خواهد افتاد. در این پژوهش جریان گاز در اطراف اسکوپ در حالت دوبعدی (r-θ) به روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو (DSMC) با استفاده از حل گر dsmcFoam در فواصل مختلف اسکوپ از دیواره شبیه سازی شده است. نتایج نشان می دهد که افزایش فاصله اسکوپ از دیواره روتور و کاهش زاویه برخورد جریان گاز با اسکوپ، سبب کاهش بیشینه دما و نیروی درگ می شود. به عنوان نمونه برای روتوری با شعاع 100 میلی متر که جریان کنار دیواره آن به ماخ 5/6 می رسد افزایش فاصله اسکوپ از دیواره به میزان 31 درصد (از 8 به 5/10 میلی متر) به ازای فشار دیواره 3800 پاسکال در زاویه برخورد 85 درجه، سبب کاهش بیشینه دما به میزان 3/1 درصد (از 596 به 588 کلوین) و کاهش نیروی درگ به میزان 4/49 درصد (2412 به 1221 دین) می شود. کاهش زاویه برخورد گاز با اسکوپ به میزان 8/11 درصد (از 85 درجه به 75 درجه) به ازای فشار دیواره 3800 پاسکال در فاصله اسکوپ از دیواره برابر با 5/10 میلی متر سبب کاهش بیشینه دما به میزان 8/6 درصد (از 588 به 548 کلوین) و کاهش نیروی درگ به میزان 3/50 درصد (1552 به 771 دین) می شود.

    کلیدواژگان: روتور سانتریفیوژ، اسکوپ، شبیه سازی، روش شبیه سازی مستقیم مونت کارلو، حل گر
  • سارا زارعی*، فرشاد قاسمی، شاهین صنایع حجری، مهیار شیرشکن صفحات 34-39
    به علت تغییرات حجم ناشی از خطای ساخت، فرکانس کاواک های شتاب دهی در شتاب دهنده های خطی الکترون تغییر می کند. در نتیجه تنظیم فرکانسی کاواک ها یکی از مراحل مهم تست سرد است که باید الزامات آن در طراحی لحاظ شود. در پروژه ساخت ساختار شتاب دهی موج ایستا برای شتاب دهنده خطی با دو انرژی، پس از طراحی، یک ساختار شتاب دهی آلومینیمی (شامل دو نیم کاواک شتاب دهی و یک کاواک تزویج) ساخته شد. در این پروژه برای جبران تغییرات ناشی از خطای ساخت، از پیچ های تنظیم استفاده شد. این پیچ ها با تغییر جزیی در حجم کاواک ها، فرکانس آن ها را تغییر می دهند. در این مقاله محاسبات و شبیه سازی تغییرات فرکانسی ناشی از تغییرات ابعادی انجام شد. بر اساس شبیه سازی انجام شده، طراحی پیچ ها برای تنظیم فرکانسی در شرایط عملی انجام شد. بر اساس نتایج این مقاله، با استفاده از پیچ های تعبیه شده بر روی دیواره ی کاواک ها با ابعاد طراحی شده، می توان به میزان حداکثر 10 مگاهرتز فرکانس تشدید را تغییر داد. لذا با استفاده از روش انتخابی تنها تغییرات فرکانسی ناشی از خطای ساخت به میزان مورد اشاره قابل جبران است. در این پژوهش، فرکانس تشدید ساختار شتاب دهی برای مد 2/π برابر با 5/2998 مگاهرتز تنظیم شد و حد دقت مکانیکی ساخت در نمونه نهایی 200 میکرومتر به دست آمد.
    کلیدواژگان: تنظیم فرکانسی، تست سرد، کاواک شتاب دهی، شتاب دهنده خطی الکترون
  • سمیه هارونی*، سکینه طاهری حسن آباد صفحات 40-46
    رابطه ی شدت ترمولومینسانس براساس مدل سینتیک مرتبه ی اول بدون در نظرگرفتن اثر فروکشی دمایی مورد استفاده قرار می گیرد. این در حالی است که اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی باید در روابط بیان کننده ی شدت ترمولومینسانس مورد توجه قرار گیرد. در این کار با در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی برای مدل سینتیک مرتبه ی اول، تابع جداسازی منحنی تابش ترمولومینسانس جدیدی برحسب شدت و دمای قله به دست آمد. به نحوی که تابع جدید با حذف مشخصه های فروکشی دمایی، به همان رابطه ی قبلی خود تبدیل می شود. که در این کار منحنی تابش ترمولومینسانس دزیمتر (400TLD-) :Mn2CaF مورد توجه و بررسی قرار گرفت. با توجه به این که رابطه ی شدت ترمولومینسانس طبق مدل جدید با مدل قبلی متفاوت است، مشاهده شد که مشخصه های سینتیک حاصل از برازش منحنی های تابش ترمولومینسانس تجربی با مدل جدید و مدل قبلی آن که بدون در نظر گرفتن اثر فروکشی دمایی است، یکسان نیست. از آن جایی که در مدل جدید اثر فروکشی دمایی به عنوان یک واقعیت فیزیکی وارد شده است، می توان گفت که مشخصه های سینتیکی که طبق مدل جدید به دست آمده، دقیق تر و به واقعیت نزدیک تر است.
    کلیدواژگان: ترمولومینسانس، سینتیک مرتبه ی اول، آهنگ گرمادهی، فروکشی دمایی، مشخصه های سینتیک، (400TLD-) :Mn2CaF
  • پریسا تقی پور نیار، فرهاد ذوالفقارپور، فرهود ضیائی، حمیده دانشور* صفحات 47-57
    در این کار پژوهشی، نمونه های هیدروکسی اپتایت آلاییده با ناخالصی های سریم، گادولونیم و ترکیبی از این دو ناخالصی به روش هیدروترمال سنتز شدند. به منظور بررسی فازهای بلوری تشکیل یافته در هرکدام از نمونه های سنتز شده، از کد MAUD که یک نرم افزار برای تجزیه و تحلیل ساختار ماده با استفاده از پراش بر اساس روش ریتولد است، استفاده شد. پاسخ دزیمتری ترمولومینسانس نمونه ها مورد بررسی قرار گرفت و یافته ها نشان داد که پاسخ ترمولومینسانس نمونه آلاییده با ناخالصی ترکیبی، سطح میانی پاسخ ترمولومینسانس نمونه های آلاییده با یک ناخالصی است. مشخص شد که افزودن ناخالصی سریم می تواند پاسخ ترمولومینسانس نمونه آلاییده با گادولونیم را بهبود بخشد. هم چنین نتایج حاصل از انجام آنالیز ریتولد نشان داد که فازهای تشکیل دهنده هیدروکسی اپتایت می تواند بر پاسخ دزیمتری ترمولومینسانس آن موثر باشد.
    کلیدواژگان: دزیمتری، ترمولومینسانس، هیدروترمال، روش ریتولد، فاز کریستالی، هیدروکسی اپتایت
  • شهریار بدیعی*، پیمان رضائیان صفحات 58-66
    در این مقاله بیناب نوترون های سریع در ارتفاع های 3 و 5 کیلومتری سطح زمین با استفاده از پاسخ آشکارسازهای قطره ی فوق گرم و با بهره گیری از شبکه ی هوشمند عصبی فازی (انفیس) بازیابی شد. انفیس، یک سیستم استنتاج فازی نوع تاکاگی- سوگنو است که در قالب شبکه ی تطبیقی پیاده سازی شده است. این ابزار مشابه با تفکر انسان در مواجه با مسایل غیرقطعی و همراه با خطا عمل می کند. ماتریس پاسخ پنج آشکارساز قطره ی فوق گرم در فشارهای خارجی مختلف توسط یک برنامه ی کاربردی نوشته شده توسط ابزار شبیه سازی 4Geant محاسبه گردید و از آن برای محاسبه ی ورودی های انفیس استفاده شد. مجموعه بیناب های گزارش های فنی آژانس بین المللی انرژی اتمی نیز به عنوان خروجی به کار گرفته شد. بیناب های مرجع با خطاهای 005/0 و 011/0 بازیابی شدند. توافق نسبی بین بیناب های مرجع و بازیابی شده نشان می دهد که این آشکارسازها با کمک انفیس می تواند به عنوان یک روش جدید در بازیابی بیناب های نوترون ناشی از برهم کنش تشعشعات فضایی در جو به کار رود.
    کلیدواژگان: Geant4، انفیس، نوترون سریع، آشکارساز قطره فوق گرم
  • هادی اردینی*، امیرمحمد بیگ زاده، مجتبی عسکری صفحات 67-77
    ادغام داده ها بین حسگرهای مختلف می تواند موجب استخراج اطلاعات با دقت و با کیفیت بالاتر گردد و بهبود تشخیص تهدیدهای هسته ای را به همراه داشته باشد. در این تحقیق، ردیابی چشمه متحرک با استفاده از تلفیق داده های سیستم آشکارساز پرتوی و دوربین نظارتی مورد مطالعه قرار گرفت است. بدین منظور الگوریتمی جهت تلفیق و ایجاد همبستگی بین تصاویر دریافتی توسط دوربین و شمارش آشکارساز طراحی شده است تا مسیر حرکت جسمی که بیش ترین همبستگی را با اطلاعات شمارش ثبت شده پرتوی توسط سیستم آشکارسازی را دارد به عنوان چشمه متحرک انتخاب نماید. جهت انجام این آزمایش از سه ربات متحرک استفاده شده است که بر روی یکی از این ربات ها چشمه پرتوزا به عنوان عامل آلوده به ماده رادیواکتیو قرار گرفته است. با استخراج مسیر حرکت ربات ها با کمک تصاویر دوربین و تلفیق آن با اطلاعات شمارش ثبت شده در آشکارساز، الگوریتم مورد نظر توانست در مدت زمان کوتاهی ربات حامل چشمه رادیواکتیو را شناسایی کند. در این تحقیق سرعت تشخیص چشمه متحرک و صحت تشخیص در زمان های متفاوت مورد مطالعه قرار گرفت. با افزایش زمان داده برداری از 5 ثانیه به 125 ثانیه درصد موفقیت الگوریتم در موقعیت یابی چشمه رادیواکتیو متحرک از 7/42 درصد به 3/98 درصد افزایش یافت. نتایج این تحقیق نشان داد که با تجهیز دوربین های شهری با آشکارسازهای هسته ای می توان شبکه ای سنسوری ایجاد نمود که یک منطقه و یا شهر را بی وقفه پایش و کنترل نمود.
    کلیدواژگان: تلفیق داده ها، بینایی ماشین، چشمه متحرک، همبستگی داده ها، مواد رادیواکتیو خارج از کنترل
  • عارف الدین زرنوشه فراهانی، فرامرز یوسف پور*، محمدرضا نعمت اللهی، احمد پیروزمند صفحات 78-86
    مکانیزم شکست ناشی از خزش در طی حادثه شدید یک رآکتور آبی تحت فشار به جهت انتقال مواد رادیواکتیو به محیط زیست از اهمیت ویژه ای برخوردار است. به دنبال یک حادثه شدید، حرارت واپاشی منتقل شده به سایر قسمت های سیستم خنک کننده رآکتور می تواند منجر به گرم شدن سازه های سیستم خنک کننده رآکتور (RCS) و خرابی نواحی تحت فشار آسیب پذیر شود. حادثه قطع کامل برق (SBO) بدون اقدامات اپراتور (توالی TMLB) یکی از محتمل ترین سناریوهایی است که ممکن است یکپارچگی RCS تحت فشار را تهدید کند. در این توالی، محل شکست RCS به نوع پدیده گردش طبیعی سیال مدار اولیه رآکتور بستگی دارد. در این تحقیق، علاوه بر مدل سازی کامل نیروگاه،  تجزیه و تحلیل حساسیت شکست ناشی از خزش لوله های مولدبخار (SGTR) و خط لوله اصلی گرم خنک کننده رآکتور به نوع پدیده گردش طبیعی، یعنی جریان همسو و غیرهمسو، با استفاده از کد MELCOR بررسی شده است. نتایج حاصل از دو مدل جریان گردش طبیعی همسو و غیرهمسو نشان می دهد هنگامی که پدیده گردش طبیعی غیرهمسو غالب است، شکست ناشی از خزش خط لوله اصلی گرم خنک کننده رآکتور زودتر از دسته لوله های مولدبخار رخ می دهد. در صورتی که در اثر گردش طبیعی همسو لوله های مولدبخار زودتر از سایر بخش های خطوط اصلی سیستم خنک کننده رآکتور دچار شکست ناشی از خزش می شود. علاوه بر این، مقدار مواد رادیواکتیو منتشر شده به قسمت های مختلف نیروگاه و محیط زیست برای هر دو مدل برآورد شده است. نتایج نشان می دهد که براساس شکست، برای مدل های گردش طبیعی همسو و غیرهمسو به ترتیب 18کیلوگرم و 76/145 کیلوگرم مواد رادیواکتیو به صورت آیروسل و بخار محصولات شکافت به محفظه ایمنی رآکتور تخلیه می شود. از طرف دیگر، در گردش طبیعی همسو، حدود 33/136 کیلوگرم مواد رادیواکتیو به صورت بخار و آیروسل، از طریق شیر ایمنی خط اصلی بخار به محیط زیست منتشر می شود.
    کلیدواژگان: ترم منبع رادیواکتیو، حادثه TMLB، گردش طبیعی، شکست ناشی از خزش، کد MELCOR
  • سیمیندخت شیروانی آرانی*، علی بهرامی سامانی، محمد قنادی مراغه صفحات 87-96
    در پژوهش حاضر به بررسی امکان تولید رادیونوکلید لوتسیوم-177، Lu177، در رآکتور تحقیقاتی تهران، TRR، پرداخته شده است. Lu177 با داشتن ویژگی‏های واپاشی هسته‏ای مناسب و هم‏چنین رفتار شیمیایی مطلوب، یک رادیونوکلید ایده‏آل جهت تهیه رادیوداروهای درمانی است. برخی از رادیوداروهای حاوی Lu177 در حال حاضر در کشور در درمان انواع سرطان استفاده می‏شود و بسیاری از آن ها تحت آزمایشات بالینی هستند. رادیونوکلید Lu177 را می‏توان یا مستقیما از طریق واکنش Lu177Lu(n,γ)176 یا به طور غیرمستقیم طی واکنش تولید کرد. بازده پرتودهی Lu177 در هر دو مسیر تولید به صورت تجربی در 14 روز تابش در شار نوترونی حرارتی 1-s 2-cm 1013×5، تعیین شده و با محاسبات نظری مربوطه مقایسه شد. اثر شار نوترون حرارتی بالاتر و هم‏چنین کاهش درصد غنی سازی Yb176 بر تغییرات اکتیویته / اکتیویته ویژه حاصل، با استفاده از نرم افزار متلب به صورت تیوری مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد در هر دو روش تولید، شار نوترون بالاتر منجر به تولید اکتیویته / اکتیویته ویژه بالاتر می‏شود. با این‏حال، هیچ تاثیری بر سرعت افت اکتیویته ویژه طی دو هفته پس از پایان پرتودهی ندارد. به‏علاوه استفاده از  ایتربیم-176 با غنای پایین‏تر در روش غیرمستقیم، منجر به کاهش اکتیویته ویژه سریع تر طی دو هفته پس از پایان پرتودهی می شود.
    کلیدواژگان: لوتسیوم-177، اکتیویته ویژه، همراه با حامل اضافه، بدون حامل اضافه، رآکتور تحقیقاتی تهران
  • رضا حاصلی، کمال یاوری*، مسعود هنرور، مهرداد قوامی صفحات 97-102
    هدف از این مطالعه بررسی اثر آب تهی شده از دوتریم (DDW) در غلظت های مشخص بر روی سلول های 29HT- و 480SW- بود. رده های سلولی 29HT- و 480SW- در محیط RPMI حاوی غلظت های مختلف DDW به مدت 24، 48 و 72 ساعت کشت داده شدند و سپس درصد بقای سلولی به روش سنجش سمیت سلولی مبتنی برMTT  تعیین شد. یافته ها نقش توام کاهش دوتریم و افزایش زمان تیمار را در مهار رشد این رده های سلولی به اثبات رساند. کم ترین میزان بقای سلولی برای رده های سلولی 29HT- و 480SW- در طی 72 ساعت تیمار با غلظت دوتریم ppm 30 به ترتیب با درصد بقای سلولی 23% و 37% به دست آمد. جهت بررسی اثرات جانبی آب تهی شده از دوتریم، سلول های طبیعی 12C2C نیز تحت تیمار با آب تهی شده از دوتریم قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در شرایط یکسان با سلول های سرطانی، آب تهی شده از دوتریم اثر مهار رشد کم تری در سلول های طبیعی دارد، به طوری که بقای سلولی در این رده سلولی بیش تر از 50% به دست آمد. داده های ما نشان داد که آب تهی شده از دوتریم می تواند رویکرد استراتژیک جدیدی را در پیشگیری و درمان سرطان روده بزرگ باز کند.
    کلیدواژگان: آب تهی شده از دوتریم، سرطان روده بزرگ، سنجش سمیت سلولی مبتنی بر MTT
  • فرشته عباسی سیر*، پرویز عبدالمالکی، سید ابوالقاسم حائری، سید مهدی حسینی پویا صفحات 103-110
    تاثیر پرتوگیری مزمن بر ساکنین مناطق با پرتوزایی طبیعی بالا در شهر رامسر، با استفاده از روش سیتوژنتیک سنجش هستک های متوقف شده در مرحله سیتوکینز و مقایسه ی نتایج میان دو گروه مورد مطالعه و کنترل، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد اختلاف معنی داری (001/0< P) در میانگین فرکانس هستک های شمارش شده در لنفوسیت های خون محیطی گروه مورد مطالعه (ساکن در منطقه ی با پرتوزایی طبیعی بالای شهر رامسر) و گروه کنترل (ساکن در شهر تنکابن) وجود دارد. هم چنین، بعد از پرتودهی نمونه ها، گروه کنترل، افزایش بیش تری را در فرکانس هستک ها نسبت به گروه مورد مطالعه نشان داد و این امر، شاهدی بر وجود پدیده پاسخ تطبیقی پرتوی، در ساکنین مناطق با پرتوزایی طبیعی بالا در شهر رامسر می باشد. همبستگی میان فرکانس هستک ها و سن، در گروه کنترل بیش تر از گروه مورد مطالعه مشاهده شد.
    کلیدواژگان: پرتوزایی طبیعی بالا، دزیمتری بیولوژیکی، سنجش هستک، پرتوگیری مزمن، پاسخ تطبیقی
  • میثم زرگر، محمدحسین استکی، منصور طالبی*، جواد مختاری صفحات 111-120
    رآکتور مینیاتوری چشمه نوترونی یک رآکتور تحقیقاتی از نوع مخزن-استخری است که در آن از اورانیم با غنای بالا به عنوان سوخت، آب سبک به عنوان خنک کننده و برلیوم به عنوان بازتابنده استفاده شده است. هنگام بهره برداری از رآکتور دمای سیال خنک کننده افزایش می یابد و باعث ایجاد فیدبک منفی در رآکتور می شود. بر اثر تزریق راکتیویته منفی در عین حال که یکی از مزایای این رآکتور و خصلت ایمنی ذاتی آن است، راکتیویته اضافی در دسترس کاهش یافته و زمان عملکرد رآکتور کاهش می یابد؛ بنابراین یکی از محدودیت های اصلی رآکتور MNSR زمان عملکرد کوتاه آن (حدود 5/2 ساعت) در قدرت اسمی است. در این پژوهش، یک تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی برای مدل سازی پدیده جابه جایی آزاد در قلب، مخزن و استخر رآکتور انجام شده؛ و اثر کویل خنک کننده در بالای مخزن رآکتور بر افزایش زمان عملکرد رآکتور مورد بررسی قرار گرفته است. قلب رآکتور به عنوان یک محیط متخلخل و یک منبع حرارتی با توان ثابت 30 کیلووات در نظر گرفته شده است تا با کاهش جزییات، حجم محاسبات کاهش یابد. مقادیر تجربی و مقادیری که از حل عددی به دست آمده، تطابق قابل قبول دارند و این روش را تایید می کنند. نتایج نشان می دهد؛ در حالت بدون کویل، افزایش دمای سیال خنک کننده به طور پیوسته یک شیب صعودی دارد؛ اما در حالت استفاده از کویل، افزایش دمای سیال خنک کننده تا مدت زمان حدود 2 ساعت، شیب صعودی دارد اما بعد گذشت این زمان، شیب صعودی بسیار کم می شود و دما در یک محدوده نوسان می کند؛ در مقایسه با حالت بدون کویل، متوسط دما 3 درجه کاهش یافته و زمان عملکرد رآکتور حدود 5/1 ساعت افزایش پیدا می کند.
    کلیدواژگان: کویل خنک کننده، محیط متخلخل، تحلیل دینامیک سیالات محاسباتی، رآکتور مینیاتوری چشمه نوترونی
  • مطهره عظیمی، عفت یاحقی*، محسن روشن، اسماعیل بیات، مهدی میرزاپور، امیر موافقی، بهروز رکرک صفحات 121-129
    اساس سیستم های تصویربرداری ایکس پس پراکنده، پرتوهای بازگشتی هستند که در صنعت و بازرسی دارای کاربرد های بسیاری می باشند. در این تصاویر برخلاف روش عبوری، مواد آلی با عدد اتمی پایین مانند مواد مخدر و مواد منفجره با پراکندگی فوتون بالا، واضح تر دیده می شوند. به علت پراکندگی چندگانه پرتوهای فوتونی معمولا تصاویر مات شدگی دارند. پردازش تصاویر خروجی می تواند در بهبود کنتراست و تشخیص مواد کمک کند. در این تحقیق از روش وردش برای بهبود کنتراست تصاویر ایکس بازگشتی استفاده شده و پرتونگاره های فانتوم هایی که برای ارزیابی کیفیت سیستم کارایی دارند، پردازش و مورد ارزیابی قرار گرفته اند. نتایج نشان می دهند که روش وردش نسبی در افزایش کنتراست و قدرت تمایز اجسام کارا بوده و این روش می تواند به عنوان یک فیلتر کمکی موثر باشد. ارزیابی نتایج توسط کارشناسان پرتونگاری نشان می دهد که از نظر آن ها کنتراست تصاویر حدود 20 % تا 40 % بهبود یافته و تصاویر خروجی به طور قابل ملاحظه ای ارتقا پیدا کرده اند.
    کلیدواژگان: تصویربرداری پس پراکندگی اشعه ایکس، بهبود کنتراست، بازرسی، روش وردش
  • سید مهرداد زمزمیان*، سید امیرحسین فقهی، محمد صمدفام صفحات 130-135

    به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی می توان تحلیل کوتاه مدت در مقیاس زمانی چند ده پیکوثانیه ای را برای مواد آسیب دیده ی تابشی مورد مطالعه قرار داد. بر همین مبنا به کمک این شبیه سازی، تعداد تعادلی عیوب نقطه ای بین نشین و تهی جای و مختصات مکانی آن ها در آهن- آلفا به دست آورده شد. سپس با استفاده از نتایج حاصل شده، شبیه سازی مونت کارلوی جنبشی شیء به منظور بررسی تاثیر بازپخت آهن- آلفای آسیب دیده ی تابشی انجام شد. نتایج شبیه سازی نشان دادند که در بازپخت یکنواخت آهن- آلفای آسیب دیده ی تابشی تنها عیوب خوشه ای تهی جای بزرگ تر از 4 تهی جای و >111< تا دماهایی بالاتر از دمای اتاق پایدار باقی می مانند.

    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، شبیه سازی مونت کارلوی جنبشی شیء، آهن-آلفا، بین نشین، تهی جای
  • صالحه بهشتی پور*، جواد کریمی ثابت، رضا نشاطی، داود اسماعیل پور قوچانی، امیر عباسی صفحات 136-143
    در این پژوهش، برای نخستین بار در کشور، جداسازی لیزری ایزوتوپ C13 از راه گسست چندفوتونی ایزوتوپ- گزین مولکول های گاز HCl2CF در مقیاس آزمایشگاهی به انجام رسید. برای این کار، تپ های یک لیزر 2TEA CO کوک پذیر که با یک برش گر پلاسمایی کوتاه سازی شده اند، با شاریدگی 2J/cm 50 درون اتاقک تابش دهی کانونی شدند. اتاقک تابش دهی نیز با فشار mbar 10-20 از گاز HCl2CF با نسبت های HCl: He2CF برابر 1:5 و 1:10 پر شده بود. نشان داده شد که فراوانی ایزوتوپ C13 در فرآورده ی گسست 4F2C با کاهش فشار گاز و شمار تپ های لیزری فرودی افزایش می یابد. در این آزمایش ها، بیشینه ی فراوانی ایزوتوپ C13 به دست آمده در آمیزه ی گازی با نسبت HCl: He2CF برابر 1:5 و فشار HCl2CF برابر mbar 10 به دست آمد که با 1500 تپ لیزری با شاریدگی 2J/cm 50 تابش دهی شده بودند.
    کلیدواژگان: جداسازی لیزری مولکولی، برش گر پلاسمایی، گسست چندفوتونی، HCl2CF
  • فرشته حاج اسماعیل بیگی*، افتخار سادات بستان دوست، اسما سادات معتمدی، حسین رزاقی صفحات 144-150
    در این پژوهش تقویت باریکه لیزر تپی فمتوثانیه Ti:sapphire در تقویت کننده بازتولیدی با آرایش هندسی Z براساس روش تقویت تپ چیرپ بررسی شده است. برای انتقال تپ ورودی اولیه به داخل کاواک تقویت کننده و استخراج تپ تقویت شده از دو سلول پاکل استفاده شده است. زمان شکل گیری تپ تقویت شده برحسب انرژی لیزر دمش مطالعه و روند تحول تپ در داخل کاواک تقویت کننده مورد بررسی قرار گرفته است. مدت زمان تپ تولید شده در داخل کاواک بدون حضور تپ ورودی اولیه 80 نانوثانیه و فرایند شکل گیری تپ تقویت شده 38 نانوثانیه است. باریکه لیزر تپی فمتوثانیه تقویت شده با نرخ تکرار 10 هرتز در طول موج مرکزی 800 نانومتر با بیشینه انرژی 2 میلی ژول بعد از 17 رفت و برگشت در داخل کاواک تقویت کننده بازتولیدی با استفاده از انرژی دمش 15 میلی ژول در طول موج 532 نانومتر تولید شده است. طول موج باریکه لیزر تقویت شده 800 نانومتر با پهنای بینابی 30 نانومتر است که نسبت به باریکه لیزر تشدیدگر 30 نانومتر باریک تر شده است. کارایی تقویت نسبت به انرژی دمش برابر 13 درصد و ضریب تقویت در این آرایش برابر با 106 به دست آمده است.
    کلیدواژگان: لیزر، فمتوثانیه، تقویت کننده بازتولیدی، تیتانیوم سافیر
  • مریم قپانوری، آمنه کارگریان*، مرتضی صداقت، علیرضا اصل زعیم صفحات 151-157
    در این مقاله، هدف طراحی و ساخت سامانه تشخیصی پروب لانگمویر جهت اندازه گیری پارامترهای پلاسما در دستگاه گداخت به روش محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران (IR-IECF) به منظور مشخصه یابی چشمه ی پلاسمایی این دستگاه می باشد. بدین منظور، یک سامانه تشخیصی پروب لانگمویر برای اندازه گیری پارامترهای مختلف پلاسما از جمله دمای الکترون ، چگالی الکترون، چگالی یون، و پتانسیل پلاسما طراحی و ساخته شده است. با در نظر گرفتن مشخصات چشمه پلاسمایی دستگاه IR-IECF، الکترود مورد استفاده برای پروب یک مفتول از جنس تنگستن با قطر و طول به ترتیب 3/0 و 5/1 میلی متر و محافظ آن لوله ای سرامیکی از جنس آلومینا با قطر داخلی 7/0 سانتی متر انتخاب شده است. جنس اتصلات و پایه نگه دارنده پروب بر روی محفظه خلا نیز استیل ضدزنگ می باشد. مدار الکتریکی پروب قادر است ولتاژ و جریان به ترتیب 500 ولت و 1 میلی آمپر را تامین نماید. نتایج به دست آمده نشان می دهد در بین دو الکترود و در فاصله 25 میلی متری از الکترود بیرونی، دمای الکترون برابر باeV  1/50، چگالی الکترون برابر با 31/m 1015×1/3، پتانسیل پلاسما برابر با V 198 و چگالی یون برابر با 3 1/m1015×4/0 می باشد.
    کلیدواژگان: دستگاه محصورسازی الکترواستاتیکی اینرسی ایران، سامانه تشخیصی پروب لانگمویر، مشخصه یابی پلاسما
  • زهرا غلامی سرراک، محمدرضا عبدی، بنفشه پورشهاب*، چاپار رسولی صفحات 158-165
    ناخالصی های پلاسما یکی از عوامل اتلاف انرژی محصور شده در توکامک ها به شمار می روند که از این منظر مطالعه و بررسی آن ها در راستای حفظ پایداری پلاسمای توکامک و بهبود کیفیت محصورسازی امری ضروری خواهد بود. در این کار تحقیقاتی به منظور مطالعه ناخالصی های پلاسمای توکامک دماوند، تکفام ساز نوری موجود در آزمایشگاه توکامک دماوند به همراه یک آرایه خطی CCD در ساختار یک طیف سنج نور مریی به کار گرفته شد. سامانه طیف سنج جدید توسط طول موج های مشخصه یک لامپ جیوه کالیبره شده و در رژیم پلاسمای نرمال توکامک دماوند جهت ثبت و تحلیل تابش های گسیلی در بازه طول موجی 7000 - 3000 آنگستروم مورد استفاده قرار گرفت. کم ترین قدرت تفکیک ابزاری طیف سنج حاصل در پهنای شکاف ورودی μm 50 در حدود A°  9/0 به دست آمد که برای تابش های پرشدت پلاسمای هیدروژن نظیر Hα و Hβ به کار گرفته شد. برای مطالعه تابش های حاصل از ناخالصی ها با توجه به شدت پایین آن ها از پهنای شکاف ورودی μm 100 و در نتیجه قدرت تفکیک A°  8/1 استفاده گردید. نتایج به دست آمده نشان داد که ناخالصی های غالب در پلاسمای توکامک دماوند عبارتند از اکسیژن، نیتروژن و کربن که منشا آن ها عموما از مولکول های هوای به دام افتاده در دیواره محفظه خلا و ادوات مجاور با پلاسما هستند و ناخالصی آهن نیز در نتیجه برهم کنش پلاسمای داغ با لیمیتر و ادوات داخل محفظه خلا تولید می شود.
    کلیدواژگان: توکامک دماوند، پلاسما، ناخالصی، طیف سنج نور مریی، قدرت تفکیک طیفی
|
  • T. Osati * Pages 1-8
    In the CMS detector, the branching fractions of Higgs boson to J/ψ(1S) and cc pairs have been measured equal to 1.8×10-3 and 2.89 × 10-2, respectively. Theoretically, one possible scenario for direct production J/ψ(1S) is that the Higgs boson initially decays into the pair of cc . Then, in the next step, each of the c and c directly fragments into J/ψ(1S) a meson. Based on this scenario, in this paper, the direct branching fractions of the standard model Higgs boson to J/ψ(1S) is calculated by direct fragmentation of c and c using of perturbative Quantum-Chromodynamics(pQCD) and also taking account the longitudinal and transverse polarization states J/ψ(1S). The results of our calculations for the direct branching fraction of the Higgs boson to a pair J/ψ(1S) equal to 1.562×10-3, agree well with the measured value in the CMS detector. Therefore, it can be concluded that the predominant contribution in the decay of the Higgs boson into the J/ψ(1S) meson is the direct fragment of c quark and antiquark c.
    Keywords: higgs boson, branching fraction, decay rate, fragmentation
  • A. Biganeh, O. Kakuee * Pages 9-14
    Due to the low cross-section to perform the reaction, muons are the earth's most common detectable cosmic rays. Like the other particles produced by the collision of energetic particles, muons are unstable and have a lifetime distribution spectrum. This paper measures the energy and lifetime of the muon cosmic radiation using a digital spectroscopy system. In the presented method, all the nuclear electronics modules are omitted, and the process of forming the signals is recorded in the software. To perform this measurement, radiation events were detected in coincidence mode using two NaI (Tl) detectors installed at the angle of 90° concerning the horizon line. The signals recorded in the pre-amplifier of the two detectors were sampled directly using a waveform digitizer and, after recording, stored as the list mode data. By programming on the data list, about 105 muon events were detected over two weeks. Their lifetime is extracted by measuring the time interval between events detected as muon radiation. By fitting the exponential function to the experimental data, the muon lifetime is determined to be 2.03 µs. The results show that this study's obtained lifetime for muon is consistent with the other experimental data. The transition from analog to digital nuclear electronics in muon radiation spectroscopy provides simplicity, high reliability, small size, light weight of the acquisition system, and the possibility to be installed on the research satellites.
    Keywords: Identification of cosmic ray, muon lifetime, NaI (Tl) detector, Digital spectroscopy
  • R. Ghasemi, E. Rastkhah, S. Naij, T. Rabiee, Hamzeh Hosseinpour, S. Naeij, J. Rafiei, F. Fatemi * Pages 15-23
    Uranium compounds are toxic and radioactive. Its poisonous properties can be fatal. So, it is necessary to prevent its excessive entry into nature due to uranium's chemical toxicity and radioactivity. Waste from industrial-nuclear centers also has different amounts of uranium; therefore, the removal of this element from the effluent of these centers is essential. On the other hand, due to the importance and limited resources, uranium recovery from waste has economic value. In the present study, the Response Surface Method (RSM) based on the central composite design was used to evaluate and optimize different parameters affecting the bioremediation process of Shewanella RCRI7 in real waste. The proposed second-order model with a correlation coefficient R2 = 0.94 appropriately predicted the experimental data and the maximum uranium reduction efficiency by Shewanella RCRI7 under optimal conditions (pH = 5.7-6.5, Temperature 26.63 °C and Time 117 hours) was estimated to be about 98%. In the next step to interact between the variables, three-dimensional procedures with pH and temperature; temperature and time; pH and time interactions were obtained; finally, the uranium reduction in real effluent was investigated by XRD and spectrophotometric methods. Based on the results, Shewanella RCRI7 is determined as a valuable candidate for uranium bioreduction processes in the determined industrial wastewater. On the other hand, using the response surface methodology can provide a comprehensive understanding of the process, the mechanism of uranium bioremediation by Shewanella RCRI7, and the theoretical support for this process.
    Keywords: Bioremediation, Uranium, Response Surface Design Method (RSM), shewanella RCRI7
  • V. Ghazanfari, A.A. Ghorbanpour Khamseh, M.M. Shademan *, J. Safdari, M.H. Askari Pages 24-33

    One of the driving factors for creating axial flow inside the gas centrifuge rotor to increase the separation performance is the scoop. Due to the exposure of the scoop to the high Mach gas flow, the flow will be shocked, and strong gradients will occur in the flow.  In this research, the gas flow around the scoop in a two-dimensional state (r-θ) is simulated by the Direct Simulation Monte Carlo method (DSMC) using the dsmcFoam solver at different distances of the scoop from the rotor wall. The results show that increasing the distance of the scoop from the rotor wall and decreasing the contact angle of the gas flow with the scoop reduces the maximum temperature and drag force. For instance, increasing the distance of the scoop from the wall by 31% (from 8 to 10.5 mm) in 3800 Pa wall pressure and 85° contact angle, causing a maximum temperature decrease of 1.3% (from 596 to 588 K) and also the drag force is reduced by 49.4% (2412 to 1221 dyn). Furthermore, reducing the angle of the gas flow with the scoop by 11.8% (from 85 ° to 75 °) in 3800 Pa wall pressure and at the distance of the scoop from the wall equal to 10.5 mm causes a maximum temperature decrease of 6.8% (from 588 To 548 K) and the drag force is reduced by 50.3% (1552 to 771 dyn).

    Keywords: Centrifuge rotor, Scoop, Simulation, direct simulation Monte Carlo method, Solver, dsmcFOAM
  • S. Zarei *, F. Ghasemi, Sh. Sanaye Hajari, M. Shirshekan Pages 34-39
    The frequency of cavities in electron linear accelerators changes because of volume variation and manufacturing error. Adjusting the frequency of cavities is one of the most important steps in a cold test, which must be considered in the design. In constructing a standing-wave tube for dual-energy linac, an aluminum tube (including two half-acceleration cavities and one coupling cavity) was constructed. In this project, to modify the changes caused by a manufacturing error, adjustment screws were used. These screws change the frequency by somewhat changing the volume of the cavities. In this paper, the calculation and simulation of frequency changes due to dimensional variation were carried out. Based on the calculation and simulation, the design of screws for a frequency adjustment in experimental conditions is done. According to the results of this paper, using the screws on the cavities wall, the resonant frequency can be changed up to 10 MHz. Therefore, using the selected method, the frequency changes caused by the manufacturing error can be compensated to the extent mentioned. In this study, the tube's resonant frequency for the π/2 mode was set equal to 2998.5 MHz, and the mechanical accuracy of the construction was obtained at 200 μm.
    Keywords: Frequency Tune, Cold Test, Accelerating Cavity, Electron Linear Accelerator
  • S. Harooni *, S. Taheri- Hasanabad Pages 40-46
    The thermal quenching effect has not been considered in current research on the first-order kinetics of thermoluminescence. In contrast, thermal quenching as a reality should be contained in theoretical models. In this work, a new fitting function of the thermoluminescence glow curve in terms of peak temperature and intensity is obtained by considering the thermal quenching effect for the first-order kinetics model. The new function reduces to the known first-order fit function by removing thermal quenching parameters. The obtained function was applied to the glow curve of the CaF2:Mn (TLD-400) dosimeter. Since the new model differs from the known first-order fit function, different kinetic parameters extract as the result of the fitting procedure. As the new model involves the thermal quenching effect as a physical entity, the kinetic parameters obtained from the presented model are more accurate and realistic.
    Keywords: Thermoluminescence, First order of kinetics, Heating rate, Thermal quenching, Kinetic parameters, CaF2:Mn (TLD-400)
  • P. Taghipour Niar, F. Zolfagharpour, F. Ziaie, H. Daneshvar * Pages 47-57
    In this research work, hydroxyapatite samples doped with cerium, gadolinium, and a combination of these two dopants were synthesized through the hydrothermal method. MAUD code, a material diffraction analysis software based on the Rietveld method, was used to investigate the formed crystal phases in synthesized samples. The thermoluminescence dosimetry response of the samples was investigated, and the results showed that the thermoluminescence response of the sample doped with the compound dopants is the median level of the thermoluminescence response of the samples doped with one dopant. It was found that adding cerium dopant could improve the thermoluminescence response of the sample doped with gadolinium. Also, the results of Rietveld refinements showed that the formed phases of hydroxyapatite could affect the thermoluminescence dosimetry response.
    Keywords: Dosimetry, Thermoluminescence, Hydrothermal, Rietveld Method, Crystal phase, Hydroxyapatite
  • Sh. Badiei *, P. Rezaeian Pages 58-66
    In this paper, the fast neutron spectra at altitudes of 3 and 5 km were unfolded by the response of Superheated Drop Detectors and using an Adaptive Network-based Fuzzy Inference System (ANFIS). ANFIS is a Takagi-Sugeno Fuzzy Inference System implemented in the framework of adaptive networks. This tool works similarly to human thinking in dealing with uncertain and erroneous problems. The response matrix of five Superheated Drop Detectors under various external pressures was calculated by an application developed using the Geant4 simulation toolkit and was used to obtain inputs of ANFIS. Also, the neutron spectra of the IAEA technical reports were utilized as the targets. The reference spectra were unfolded with RMSEs of 0.005 and 0.011. The relative agreement between the unfolded and reference spectra shows that these detectors and ANFIS can be used as a new technique for unfolding neutron spectra produced by cosmic radiations in the atmosphere.
    Keywords: Geant4, ANFIS, Fast Neutron, Superheated Drop Detector
  • H. Ardiny *, A.M. Beigzadeh, M. Askari Pages 67-77
    Data fusion between different sensors can improve the detection of nuclear threats by extracting more reliable and effective information. In this study, tracking a moving radioactive hotspot source using a combination of a radioactive detector (NaI) and a surveillance camera is addressed. For this purpose, three mobile robots were used, and a radioactive source was placed on one of these robots. An algorithm was developed to correlate the radioactive and camera data, so the robot with the highest correlation was selected as the moving source quickly. By increasing the acquisition time from 5 to 125 seconds, the algorithm's success rate in detecting the moving radioactive source increases from 42.7% to 98.3%. In addition, the moving source's detection speed and the detection's precision over different times were studied. The results have presented a model that can be scaled up by equipping surveillance cameras with radioactive detectors to provide a network, and this network can continuously monitor and control a vast area or even a city to detect and track suspicious items.
    Keywords: Data fusion, Computer vision, Moving source, Correlation, Radioactive material out of regulatory control
  • A. Zarnousheh Farahani, F. Yousefpour *, M.R. Nematollahi, A. Pirouzmand Pages 78-86
    Creep rupture as a failure mechanism during a severe accident in a PWR is of particular importance as it can lead to releasing radioactive materials into the environment. Following a severe accident, the decay heat transferred to other parts of the reactor cooling system can result in the heat-up of RCS structures and failure of vulnerable pressure boundaries. SBO without operator actions accident (TMLB sequence) is considered one of the most likely scenarios threatening the integrity of the RCS pressure boundary. In addition to PWR plant modeling, in this sequence, the location of rupture in the RCS depends on the type of natural circulation phenomenon of the reactor's primary side. This research investigates the sensitivity analysis of steam generator tube rupture (SGTR) and RCS hot-leg to the type of natural circulation, i.e. con-current and countercurrent, using the MELCOR code. The results of two models of con-current and countercurrent natural circulation show when the countercurrent natural circulation phenomenon is predominant, the RCS hot leg creep rupture occurs earlier than SGTR. However, the SGTR occurs earlier than any other part of RCS due to the concurrent natural circulation phenomenon. Moreover, the amount of materials released to different parts of the plant and the environment has been estimated for both models. The results show that about 18 kg and 145.76 kg of radioactive aerosol and fission product vapor materials are ejected to the containment following the rupture for con-current and countercurrent natural circulation models, respectively. On the other hand, in the con-current natural circulation, about 136.33 kg of radioactive aerosol and fission product vapor materials are released into the environment through the main steam line safety valve.
    Keywords: Radioactive source term, TMLB accident, Natural circulation, Creep rupture, MELCOR Code
  • S. Shirvani Arani *, A. Bahrami - Samani, M. Ghannadi - Maragheh Pages 87-96
    The present research investigates the feasibility of producing the radionuclide Lutetium-177 (177Lu) at the Tehran research reactor, TRR. 177Lu, with suitable nuclear decay characteristics and good chemical behavior, is an ideal therapeutic radionuclide. Some 177Lu-containing radiopharmaceuticals are currently applied in the treatment of various cancers, and many are under development and being tested in clinical trials in Iran. The radionuclide 177Lu can be produced either directly by the 176Lu (n,γ)177Lu reaction or indirectly by the  reaction. The irradiation yield of 177Lu in both production routes was experimentally determined for 14 days at a thermal neutron flux of 5×1013 cm-2.s-1 and was compared with the theoretical calculations. The effects of higher neutron fluxes and a reduction in 176Yb-enrichment-percentage on the produced activity/specific activity variations were assessed theoretically using MATLAB software. It was found that higher neutron fluxes led to higher activity. However, it does not impact specific activity fall rates two weeks after the end of the bombardment. In addition, a lower enrichment percentage of the target material utilized in the indirect method leads to a faster specific activity fall two weeks after the end of the bombardment.
    Keywords: Lutetium-177, Specific activity, Carrier added, Non Carrier Added, Tehran Research Reactor
  • R. Haseli, K. Yavari *, M. Honarvar, M. Ghavami Pages 97-102
    This study aimed to investigate the effect of deuterium-depleted water (DDW) in specific concentrations on HT-29 and SW-480 cells. HT-29 and SW-480 cell lines were cultured in RPMI medium containing different concentrations of DDW for 24, 48, and 72 hours, and then the percentage of cell survival was determined by MTT-based cytotoxicity assay. The findings proved the role of reducing deuterium and increasing time treatment in inhibiting the growth of these cell lines. The lowest cell survival rates for HT-29 and SW-480 cell lines were obtained during 72 hours of treatment with 30 ppm deuterium concentration, with 23% and 37% cell survival percentages, respectively. To investigate the side effects of deuterium-depleted water, normal C2C12 cells were also treated with deuterium-depleted water. The results showed that under the same conditions as cancer cells, deuterium-depleted water has a lower growth inhibitory effect on normal cells, so cell survival in this cell line was more than 50%. Our data show that deuterium-depleted water could open up a new strategic approach to preventing and treating colorectal cancer.
    Keywords: Deuterium Depleted Water, Colorectal Cancer, MTT- Based Cytotoxicity Assay
  • F. Abbasi Siar *, P. Abdolmaleki, A. Haeri, M. Hosseini Pooya Pages 103-110
    The effect of chronic exposure on Ramsar HBNRAs inhabitants' health was studied using Cytokinesis Blocked Micronucleus (CBMN) Assay. The results showed a significant difference (P <0.001) in the mean frequency of micronucleus of the study group, or resident in Ramsar HBNRAs, and the control group, which were selected from Tonekabon, a city near Ramsar. Significant differences (P <0.001) were observed between the mean micronucleus frequency after irradiation of blood samples, which means that after irradiation of blood samples, the control group showed a higher increase in micronuclei frequency than the study group that can be as a result of the existence of a radio adaptive response in Ramsar HBNRAs. The correlation was observed between the frequency of micronucleus and age in control groups but was not obtained for the study group.
    Keywords: High Natural Radiation, Biological Dosimetry, Micro Nucleus (MN) assay, Chronic Exposure, Radioadaptive Response
  • M. Zargar, M.H. Esteki, M. Talebi *, J. Mokhtari Pages 111-120
    The Miniature Neutron Source Reactor is a tank-in-pool research reactor that uses highly-enriched uranium as fuel, light water as coolant, and beryllium as reflector. During the operation of the reactor, the coolant temperature increases and leads to negative feedback in the reactor. Although the negative reactivity is amongst the advantages of this reactor and an inherent safety feature; it causes a decrease in both the additional available reactivity and the reactor operation time. Therefore, short operation time (about 2.5 hours) at nominal power is one of the main limitations of the MNSR reactor. The natural convection in the core, vessel and pool of the reactor was modeled through a CFD analysis and the effect of the cooling coil at the top of the reactor tank on increasing the reactor operation time was investigated. To reduce the computations the details were decreased by considering the reactor core as a porous medium and a heat source with a constant power of 30kw. The experimental values ​​and those ​​obtained from the numerical solution are in good agreement. Results show a steady upward slope in the temperature rise of the coolant in the absence of coil, and an about-2-hours rise of the temperature in its presence. After this 2-hours period, the increasing rate decreases and the temperature fluctuates in a certain range. Compared to the case without the cooling coil, the average temperature is reduced by 3 degrees and the reactor operation time is increased by 1.5 hours.
    Keywords: cooling coil, porous medium, CFD, Miniature Neutron Source Reactor
  • M. Azimi, E. Yahaghi *, M. Roshan, E. Bayat, M. Mirzapour, A. Movafeghi, B. Rokrok Pages 121-129
    The basis of backscatter X-ray imaging systems is the scattering of backscattered rays that have many applications in industry and inspection. In these images, organic materials with low atomic numbers, such as drugs and explosives, produce many scattered photons and are seen more clearly. These images are blurred due to the multiple scattered X-ray. Image processing methods can help improve contrast and material detection in backscatter X-ray (BX) images. In this research, the total variation method has been used to improve the contrast of the BX images. Firstly, the BX images of the various phantoms have been processed for evaluating the BX system, then many BX images of motorcycles are investigated. The results show that the total variation method increases the contrast of the backscattered X-ray images and can be used as the additional filter in the BX imaging system. Evaluation of experts shows that the contrast of the processed images has been significantly improved and increased between 20 to 40%.
    Keywords: Backscatter x-ray imaging, contrast improving, inspection, total variation
  • S.M. Zamzamian *, S.M.H. Feghhi, M. Samadfam Pages 130-135

    Using molecular dynamics simulations, short-term analysis on a time scale of several tens of picoseconds of displacement cascade in radiation-damaged materials was studied. Accordingly, this simulation obtained the equilibrium number of interstitial/vacancy defects and their positions in iron-alpha. Then, the object kinetic Monte Carlo (OKMC) simulations were performed using the obtained results to investigate the effect of annealing on the irradiated alpha-iron. The simulation results showed that in the isochronal annealing of the irradiated alpha-iron, only vacancy cluster defects were more significant than four vacancies, and defects remained stable at temperatures above room temperature.

    Keywords: Molecular dynamics simulation, Object kinetic Monte Carlo simulation, Alpha-iron, Interstitial, vacancy
  • S. Beheshtipour *, J. Karimi Sabet, R. Neshati, D. Esmaeilpour Ghoochani, A. Abbasi Pages 136-143
    In this work, laboratory-scale laser isotope separation of 13C by isotope-selective multi-photon dissociation of CF2HCl gas molecules has been done. To do this, the pulses of a tunable TEA CO2 laser, which have been shortened using a plasma shutter, were focused inside the irradiation cell with fluence in 50 J/cm2. The irradiation cell was filled with 10-20 mbar of CF2HCl gas with CF2HCl:He ratio of 1:5 and 1:10. It has been shown that the abundance of 13C in C2F4 product of dissociation increases with decreasing of the gas pressure and the number of the incident pulses. In these experiments, the highest abundance of 13C isotope was obtained with CF2HCl: He ratio of 1:5 and ten mbar pressure of CF2HCl gas, irradiated by 1500 pulses with 50 J/cm2 fluences.
    Keywords: Molecular Laser Isotope Separation, Plasma Shutter, Multi-photon Dissociation, CF2HCl
  • F. Hajiesmaeilbaigi *, E.S. Bostandoost, A.S. Motamedi, H. Razzaghi Pages 144-150
    In this study, the amplification of Ti: sapphire laser pulses in a regenerative amplifier with Z geometric arrangement has been demonstrated based on chirped pulse amplification method. Two pocket cells were used to transfer the seed pulses to the amplifier cavity and extract the amplified pulses. Build up time of the amplified pulses according to the energy of the pump laser has been studied, and the dynamic evolution of the pulses inside the amplifier cavity has been investigated.  The pulse duration of the generated pulses inside the cavity without seed pulses is about 80 ns, and the buildup time is 38 ns. The 2 mJ amplified femtosecond laser pulses at a repetition rate of 10 Hz are obtained after 17 round trips using pump energy of 15 mJ at 532 nm. The amplified laser wavelength is 800 nm with 30 nm spectral bandwidth, which is 30 nm narrower than the oscillator bandwidth. The amplification efficiency relative to the pump energy is obtained at about 13%, and the amplification coefficient in this scheme reached 106.
    Keywords: Laser, Femtosecond, Regenerative Amplifier, Ti:sapphire
  • M. Ghapanvari, A. Kargarian *, M. Sedaghat, A. Aslezaeem Pages 151-157
    This paper aims to design and construct a Langmuir probe diagnostic system for plasma parameters measurement in the Iranian Inertial Electrostatic Confinement Fusion (IR-IECF) device. For this purpose, a Langmuir probe diagnostic system is designed and constructed to determine the plasma parameters such as temperature, ion and electron density, and potential. Considering the characteristic of the plasma source of IR-IECF, the electrode selected for the probe is a tungsten wire with a diameter and length of 0.3 and 1.5mm, respectively, protected by an alumina ceramic tube with an inner diameter of 0.7cm. The connections and probe holder base on the vacuum chamber are stainless steel. The electrical circuit of the probe provides voltage and current of 500v and 1mA, respectively. The obtained results demonstrate that between two electrodes and at a distance of 25mm from the external electrode, the electron temperature, the electron density, the plasma potential, and the ion density are 50.1 eV, 3.1×1015 1/m3, 198V, and 0.4×1015 1/m3, respectively.
    Keywords: IR-IECF device, Langmuir probe diagnostic system, Plasma diagnostic
  • Z. Gholami Sarrak, M.R. Abdi, B. Pourshahab *, Ch. Rasouli Pages 158-165
    Plasma impurities are one of the loss factors of confined energy in tokamaks, so from this regard their study in order to maintain the stability of tokamak plasma and improve the confinement quality is essential. In this research, in order to study the impurities of Damavand tokamak plasma, a monochromator along with a Line Scan CCD array in the assembly of a visible light spectrometer was used. The modified spectrometer system was calibrated by the characteristic wavelengths of a mercury-vapor lamp and was used in the normal plasma regime of Damavand tokamak to record and analyze the radiation in the wavelength range of 3000-7000A°. The finest instrumental resolution of the spectrometer was about 0.9A° at entrance slit width of 50μm, which was used for intensive hydrogen plasma radiation lines such as Hα and Hβ. To study the radiation from the impurities, due to their low intensity, the entrance slit width of 100 μm and the resolution of 1.8A° were selected. The results showed that the predominant impurities in Damavand tokamak plasma are oxygen, nitrogen and carbon, which are generally originated from air molecules trapped in the wall of the vacuum chamber and the plasma facing components, also iron impurities are produced as a result of hot plasma interaction with the limiter and other components inside the vacuum chamber.
    Keywords: Damavand tokamak, Plasma, Impurity, Visible Spectrometer, Spectral Resolving Power