فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و چهارم شماره 2 (پیاپی 104، تابستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1401/12/14
  • تعداد عناوین: 20
|
  • نفیسه عراقیان*، امیر موافقی، بهروز رکرک، محمدحسین منصوری، زینب نقش نژاد، مجتبی فرض مهدی صفحات 1-12
    تصویربرداری مقطع نگاری نوترونی یکی از کاربردهای مدرن رآکتورهای تحقیقاتی در سرتاسر جهان به شمار می رود. تلفیق قابلیت نمایش سه بعدی تصویربرداری مقطع نگاری با ویژگی های منحصر به فرد برهم کنش نوترون با مواد، می تواند اطلاعات بسیار ارزشمندی از ساختار داخلی مواد و تجهیزات را در اختیار محققین قرار دهد. در این تحقیق، تاثیر هندسه داده برداری تجربی و روش بازسازی تصویر بر کیفیت تصاویر مقطع نگاری نوترونی سامانه تصویربرداری رآکتور تحقیقاتی تهران براساس شاخص وضوح و میزان تولید نویز مورد مطالعه قرار گرفته است. در مرحله داده برداری تجربی، دو نمونه مورد آزمون در دو هندسه با چرخش نیم صفحه ای با نمو زاویه ای 5/0 و 1 درجه توسط باریکه نوترون پرتودهی شده اند. تصاویر نمونه با استفاده از الگوریتم‎های بازسازی تصاویر مقطع نگاری شامل روش های تحلیلی FBP و روش های تکرارشونده ART،  SARTو SIRT به دست آمده اند. تصویر حجمی نمونه با روی هم قرار دادن پشته ای از مجموعه 1670 تایی از تصاویر مقطعی حاصل شده است. از زبان برنامه نویسی پایتون برای پردازش و بازسازی تصویر از افکنش استفاده شده است. برای حصول افکنش های با کیفیت مناسب برای بازسازی تصویر، ابتدا مشخصات سیستم داده برداری تجربی بهینه سازی شده اند. سپس، با استفاده از پیش پردازش، کیفیت تصاویر افکنش‎ها افزایش یافته است. براساس نتایج، اجزای نمونه مورد آزمون و عیوب موجود در آن در تمام تصاویر، از یک دیگر قابل تمایز می باشند. مقدار وضوح و آهنگ وضوح به نویز در هندسه با نمو زاویه ای کم تر و با استفاده از روش SIRT بهبود یافته است.
    کلیدواژگان: مقطع نگاری دیجیتال نوترونی، رآکتور تحقیقاتی تهران، پردازش تصویر، بازسازی تصاویر CT، هندسه ی داده برداری
  • زهرا عرب حلوایی باقری، سید محمودرضا آقامیری، الهام ستارزاده خامنه، سعید کاکائی*، حسن یوسف نیا صفحات 13-21

    هدف از پژوهش حاضر، سنتز، ترکیب متوکسی آمیدو زانتات MAX و نشان دارسازی آن با رادیونوکلیید mTc99 به عنوان یک عامل تشخیصی نوین جهت تصویربرداری توموگرافی رایانه ای تک فوتونی (SPECT) می باشد. لیگاند فوق از واکنش بین دو ماده ی کلرواستامید (Chloroacetamide) و مشتقات زانتات (Xanthate) با نسبت های مولی معین سنتز شد. سپس فرایند نشان دارسازی لیگاند MAX از طریق دوشیدن mTc99 از ژنراتور (mTc99Mo/99) و به روش مستقیم انجام گرفت. به این ترتیب که قلع کلرید به عنوان عامل کاهنده مورد استفاده قرار گرفت و اثر پارامترهایی از قبیل عوامل افزودنی از جمله اسید آسکوربیک، تغییر غلظت عامل شلات کننده و pH جهت بهینه سازی شرایط نشان دارسازی مورد ارزیابی قرار گرفت. شناسایی و تشخیص محصولات شیمیایی به وسیله ی طیف سنجی های مادون قرمز (FTIR) و رزونانس مغناطیسی هسته (NMR) انجام گرفت. میزان نشان دارسازی کمپلکس در دمای آزمایشگاه %93 برآورد شد. رادیوداروی نوین mTc-MAX99 با خلوص رادیونوکلییدی و رادیوشیمیایی بالاتر از %90 می تواند به عنوان یک عامل تشخیصی نوید بخش در مطالعات کلینیکی و پیش بالینی مورد استفاده قرار گیرد که در مطالعات آینده به آن پرداخته خواهد شد.

    کلیدواژگان: نشان دارسازی، لیگاند، متوکسی آمیدوزانتات (MAX)، تصویربرداری SPECT، تکنسیم-m99
  • سارا وثوقی، پیمان رفیعی پور، محسن محرابی، مریم قپانوری*، نفیسه سالک صفحات 22-29
    نوترون رادیوگرافی (NRG) یک روش تصویربرداری غیرمخرب جهت ایجاد تصویر با استفاده از تابش نوترون می باشد. در این پژوهش، مطالعات امکان سنجی رادیوگرافی نوترون با استفاده از منبع نوترونی مبتنی بر محصورسازی الکترواستاتیکی-اینرسی (IECF) توسط شبیه سازی به وسیله ابزار شبیه سازی مونت کارلو Geant4 انجام گردید. به منظور درک بهتر کارایی دستگاه جهت نوترون رادیوگرافی، اثر ضخامت های مختلف سرب بر روی تصویر و امکان تشخیص حفره هایی با سایزهای مختلف درون یک قطعه ضخیم سرب، بررسی شده است. کیفیت تصاویر حاصل شده برای پارامترهای مختلف برحسب کنتراست بررسی شده است. نتایج شبیه سازی، کارآمدی و محدودیت های NRG را برای تصویربرداری با استفاده از این دستگاه و مناطق احتمالی (از نظر ضخامت سرب و سایز حفره ها) که NRG می تواند اجرا شود، نشان داده است.
    کلیدواژگان: رادیوگرافی نوترونی، شبیه سازی مونت کارلو، Geant4، IECF
  • رویا رفیعی*، خدیجه قطبی کهن، اعظم اخوان، فرشته سعیدی، رامسینا بت عیشو بابرودی صفحات 30-37
    در این تحقیق، اثر پرتودهی با پرتو گاما و کیتوزان بر عمر مصرف گوشت چرخ کرده گوساله بررسی شد. قسمتی از نمونه ی گوشت با محلول کیتوزان %2 تیمار شد و قسمت دیگر بدون تیمار با کیتوزان با دزهای 3، 5 و 7 کیلوگری (kGy) در گاماسل پرتودهی شدند. نمونه های پرتودهی نشده (کنترل) و نمونه های پرتودهی شده از نظر میزان آلودگی میکروبی، خصوصیات کیفی شامل رنگ، بو، خونابه و مشتری پسندی (پذیرش کلی) و هم چنین پراکسیداسیون چربی بررسی شدند. نتایج نشان داد که هر دو عامل پرتودهی و تیمار با کیتوزان اثر قابل توجهی در کاهش بار میکروبی گوشت شامل کل میکروارگانیسم های زنده، باکتری استافیلوکوکوس اوریوس، اشریشیا کلی و گونه های سالمونلا در طول دوره ی نگه داری دارند. خصوصیات کیفی نمونه های پرتودهی شده و تیمار شده با کیتوزان اختلاف معنی دار با کیفیت نمونه های کنترل پرتودهی نشده نداشت. در نهایت، بر اساس حد مجاز پراکسیداسیون چربی، به منظور افزایش عمر مصرف محصول از 2 روز به 7 روز در دمای C 4، دز kGy 3 به عنوان دز مناسب برای پرتودهی گوشت چرخ کرده تعیین شد. همه ی اجزاء بسته بندی گوشت، مقاومت پرتوی خوبی نسبت به دز تعیین شده داشتند.
    کلیدواژگان: باکتری های بیماری زا، پرتو گاما، گوشت گوساله، کیتوزان، اکسیداسیون چربی
  • مهرداد جلیلی ترکمانی، فرهاد ذوالفققارپور*، اسدالله اسدی، پونه سیاح کوهی صفحات 38-46

    انتقال ویروس کرونا به داخل سلول از طریق اسپایک های ویروس انجام می شود پس یکی از بهترین راه های مقابله با انتقال ویروس به داخل سلول های بدن، ایجاد اختلال در روند عملکرد اسپایک های ویروس است. بنابراین در این تحقیق، چگونگی جذب و انتقال انرژی از طریق پرتوهای رادیواکتیو به اسپایک های سارس کووید2، مرس کووید، یوکی کووید و سارس کووید توسط ابزار جینت4- دی ان ای شبیه سازی شده و نتایج حاصل از پرتودهی این اسپایک ها با یکدیگر مقایسه شده است. از آن جایی که یکی از عوامل کاهش در ماندگاری ویروس جذب انرژی توسط ویروس می باشد، در این پژوهش سعی شده است با انجام شبیه سازی با پرتودهی اسپایک این ویروس ها به وسیله باریکه الکترونی با گستره ی انرژی keV 2 -eV  10 مقادیر جذب انرژی استخراج و رابطه آن با آمار مبتلایان و قربانیان گونه های شایع کرونا مقایسه گردد. نتایج حاصل شده نشان می دهد که ارتباط معکوسی بین میزان انرژی جذب شده در اسپایک ها و تلفات انسانی وجود دارد.

    کلیدواژگان: جینت4- دی ان ای، سارس کووید2، مرس کووید، یوکی کووید، باریکه ی الکترونی
  • محمد فدوی مزینانی*، علی اصغر مولوی صفحات 47-53

    روش های مختلفی برای زمان سنجی امواج مشابه و با تحریک یکسان ارایه شده است که با توجه به شرایط موج می توان بهترین گزینه را انتخاب کرد. لذا هدف ما یافتن بهترین روش زمان سنجی جهت امواج خروجی از حسگر UFSD است زیرا می خواستیم از این حسگرها برای برای آشکارسازی پروتون ها در سیستم پروتون درمانی برای درمان تومورهای سرطانی استفاده کنیم. در این راستا مقایسه روش های مختلف مثل تفکیک کننده کسر ثابت (CFD)، همبستگی متقابل (CC) و زمان بیش از آستانه  (TOT) با داده های متفاوتی که حاصل شبیه سازی این امواج توسط نرم افزار 2Weightfield بود و داده های شبیه سازی عملی این امواج در آزمایشگاه و هم چنین داده های تجربی که همان امواج واقعی حاصل تست UFSD در مقابل پرتو پیکولیز هستند، توسط برنامه های متعددی در نرم افزار MATLAB انجام شده است. نهایتا بهترین روش زمان سنجی را CFD تشخیص داده ایم.

    کلیدواژگان: پیکولیزر، حسگرهای سیلیکونی فوق سریع، زمان سنجی
  • فرشته ساحلی، ناصر وثوقی، زعفر ریاضی*، فاطمه سادات رسولی صفحات 54-61
    طیف گامای آنی تولید شده حین تابش پروتون به بافت، برای آنالیز عنصری بافت تحت درمان به کار گرفته می شود. هدف اصلی این آنالیز در پروتون درمانی ردیابی غلظت اکسیژن در بافت تومور است. پایش برخط تغییر غلظت این عنصر پزشک را به سمت ارزیابی روند بهبود و تخمین پاسخ بدن بیمار به درمان هدایت می کند. در این مطالعه طیف گاما آنی یک فانتوم چشم انسان در آشکارساز HPGe با استفاده از ابزار Geant4 شبیه سازی شده و آنالیز عنصری تومور در این فانتوم با به کارگیری شبکه عصبی انجام شد. در این آنالیز 33 نمونه از فانتوم چشم حاوی تومورهای متفاوت از نظر چگالی و درصد عناصر تشکیل دهنده شبیه سازی شد که از 21 نمونه برای آموزش شبکه عصبی و از 6 نمونه برای آزمون و از 6 نمونه برای راستی آزمایی شبکه استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که همبستگی خوبی بین نتایج پیش بینی شده توسط شبکه عصبی و نتایج مورد انتظار وجود دارد. نتایج نشان داد که درصد خطای اکسیژن برای نمونه های آزمون کم تر از 8/5 درصد، برای کربن کم تر از 7/12 درصد و برای نیتروژن کم تر از 25 درصد به دست آمده است. لذا پتانسیل این آنالیز کمی برای بافت های ناهمگن جهت تخمین درصد جرمی اکسیژن تایید می شود.
    کلیدواژگان: آنالیز عنصری، گاما آنی، پروتون تراپی، فانتوم چشم، شبکه عصبی
  • محمدجواد صفری*، الهام تقوی، سحر هداوندی، حامد روحی، سروش محتشمی، محمدرضا قربانی، زهرا شهبازی راد صفحات 62-72

    امروزه آشکارسازی پادنوترینوی رآکتور مورد توجه زیادی است، چون می تواند جهت برآورد وضعیت برن آپ و ویژگی های مصرف سوخت از راه دور استفاده شود. معمولا اندازه گیری نوترینو، براساس واکنش واپاشی بتای معکوس نوترینو با پروتون (اتم هیدروژن) در مواد سوسوزن انجام می شود. در این پژوهش، آشکارساز سوسوزن ایراند با طراحی قطعه بندی شده توسعه یافته و نمونه ی مقیاس شده ی آن با عنوان می نی ایراند ساخته شده است. اندازه گیری نوترینو با چالش هایی مواجه است؛ از جمله این که عوامل مداخله گر در اندازه گیری نوترینو باید به خوبی شناسایی و از سیگنال های اصلی جدا شوند که میون های کیهانی از جمله مهم ترین آن ها به شمار می روند. این امر ایجاب می کند که شناخت دقیقی از پاسخ آشکارساز به میون های کیهانی حاصل شود. در این پژوهش با استفاده از ابزار جینت4 و شبیه سازی مونت کارلو، رفتار میون در آشکارساز می نی ایراند از جنبه های مختلف بررسی شده است. با اندازه گیری تجربی به مدت 21 روز، رویدادهای مربوط به میون شناسایی شده و ویژگی های آن ها تعیین می شوند. اجرای آزمایش با توسعه ی یک سیستم داده برداری دیجیتال مخصوص و توسعه ی الگوریتم های پردازشی مناسب صورت گرفته است. نتایج حاصل، براوردی از طیف رویدادهای آنی (طیف میشل) و تاخیری (طیف لاندایو) را به دست می دهد. مطابقت نتایج تجربی و شبیه سازی، نشانگر صحت روند طی شده در بخش های شبیه سازی و تجربی است.

    کلیدواژگان: آشکارساز پادنوترینو، میون های کیهانی، طیف میشل، توزیع لاندائو، آشکارساز می نی ایراند
  • امیر مصلحی* صفحات 73-77
    مطالعات اخیر نشان می دهد که میدان نوترون های بیم تیوب حرارتی رآکتور چشمه نوترون مینیاتوری اصفهان (MNSR) با داشتن شار و آهنگ معادل دز پایا با زمان، می تواند به عنوان میدان کالیبره دز دزیمتری مورد استفاده قرار گیرد. محدودیت اصلی در این زمینه عدم امکان استفاده از فانتوم در پرتودهی دزیمترهای فردی است. این موضوع منجر به پیش بینی کم تر معادل دز فردی پرتوکاران از مقدار درست خواهد شد. هدف این پژوهش تصحیح پاسخ و در نتیجه منحنی کالیبراسیون دزیمترهای 600TLD- در حالتی است که بدون فانتوم در MNSR پرتودهی شده اند. بدین منظور، از شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از ابزار Geant4 استفاده شده است. با توجه به تناسب بین پاسخ دزیمترهای گرمالیان و دز جذب شده در آن ها، مقدارهای دزهای جذبی در این دزیمتر در دو حالت پرتودهی با فانتوم و بدون آن محاسبه شده و نسبت آن ها به عنوان ضریب تصحیح به پاسخ ها در حالت بدون فانتوم اعمال شده و نهایتا منحنی کالیبراسیون تصحیح شده به دست آمده است. از طرف دیگر، به عنوان یک رویکرد تحلیلی، ضریب تصحیح به صورت نسبت تعداد میانگین انعکاس های نوترون های حرارتی بین هوا و بافت (حضور فانتوم) و در هوا به تنهایی (بدون فانتوم) در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که ضرایب تصحیح حاصل از روش های شبیه سازی و تحلیلی به ترتیب 57/1 و 44/1 هستند که با اختلاف %8 توافق خوبی دارند. تصحیح پاسخ ها منجر به کاهش ضریب کالیبراسیون دزیمترهای 600TLD- از مقدار 0012/0 به 0008/0 می شود.
    کلیدواژگان: منحنی کالیبراسیون، دزیمتر 600TLD-، فانتوم، نوترون حرارتی، MNSR اصفهان
  • بهراد شقاقی، سیمیندخت شیروانی آرانی*، ایمان دهقان، سید میلاد میرعماد، شایان مطمئن اصفهانی، محسن طبسی، علی بهرامی سامانی، محمد قنادی مراغه صفحات 78-85
    به منظور تولید رادیوایزوتوپ تکنسیم-99 حاصل از واپاشی رادیواکتیو مولیبدن-99 و خالص سازی محصول حاصل از فرایند انحلال اسیدی هدف مینیاتوری، لازم است آلودگی ید گازی در حد قابل قبولی کاهش یابد. به این منظور از جاذب های جامد استفاده می شود. یکی از بهترین جاذب های مورد استفاده از موردنیت حاوی نقره تشکیل شده است. در این پژوهش روش سنتز و مشخصات جاذب سنتز شده مورد بررسی قرار گرفته است. برای تهیه این جاذب بلورهای موردنیت حفره دار با اندازه حدود 10 میکرومتر و نسبت آلومینیم به سیلیکون برابر 2/5 سنتز شد و پس از آن با استفاده از عوامل خمیرکننده، پایدارکننده و متخلخل کننده به شکل گرانول درآمد. گرانول های تهیه شده موردنیت با نقره جایگزین شد که درصد وزنی نقره در آن برابر 1/8 ارزیابی شد. نتایج حاصل از ارزیابی جذب ید گازی توسط جاذب تهیه شده نشان دهنده درصد جذبی برابر با 2/99 درصد می باشد.
    کلیدواژگان: جاذب، ید گازی، موردنیت نقره دار شده، فرایند انحلال، مولیبدن-99
  • مجید حاجی حسینی، محمدرضا پورجاوید*، احسان ذوالفنون، سید رضا یوسفی، محمد رضایی، سارا طبیب زاده دزفولی، حمزه حسین پور، توران ربیعی سامانی صفحات 86-94
    به منظور فروشویی قلیایی اورانیم از پسماند جامد، از محلول حاوی کربنات استفاده می شود. زمان، دما و سرعت هم زدن (پارامترهای مستقل) و غلظت کل کربنات، نسبت کربنات به بی کربنات و نسبت حجم شوینده مایع به وزن پسماند جامد (L/S) (پارامترهای وابسته) از جمله پارامترهای موثر در فرایند فروشویی هستند. بهینه سازی پارامترهای مستقل به شیوه یک متغیر در زمان (OVAT) انجام گرفت و پارامترهای وابسته نیز با کمک نرم افزار MINITAB و با استفاده از روش طراحی آزمایش مختلط مرکزی در وجه (FCCD) به صورت هم زمان بررسی شدند. پودر پسماند جامد توسط EDAX، SEM و XRD آنالیز گردید و آنالیز عنصری نمونه ها نیز پس از انحلال کامل توسط ICP-OES صورت پذیرفت. مدت زمان 5/0 ساعت، سرعت چرخش هم زن 150 دور بر دقیقه، دمای اتاق، غلظت های 09/0، 01/0 و 1/0 مولار (به ترتیب) برای کربنات و بی کربنات سدیم و کل کربنات، همراه با نسبت های 9/1 و 20 (به ترتیب) برای نسبت کربنات سدیم به بی کربنات سدیم و L/S شرایط بهینه بودند. تکرارپذیری فروشویی پسماند جامد با انجام 4 آزمایش بررسی و مقادیر 2±2/94 و 6/1±15/4 به ترتیب برای متوسط درصد لیچ و جامد باقی مانده به دست آمدند. متوسط عیار اورانیم نیز 02/0±09/2 بود.
    کلیدواژگان: اورانیم، فروشویی قلیایی، طراحی آزمایش
  • نورالله دلیجه، طاهر یوسفی، حسن آقایان*، مهدی پروینی، حسین قاسمی مبتکر، رامین یاوری صفحات 95-105
    در این پژوهش ابتدا گرافن اکسید به روش هامر تهیه گردید و سپس نانو ذرات نیکل هگزاسیانو فرات روی آن تثبیت شد. محصول به وسیله میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) مشخصه یابی شد. نتایج این مشخصه یابی، موفقیت آمیز بودن تهیه گرافن اکسید و تثبیت نانوذرات بر روی آن را تایید کردند. سپس ترکیب گرافن اکسید-نیکل هگزاسیانو فرات برای جذب یون استرانسیم از محیط آبی به روش پیمانه ای استفاده شد. اثر پارامترهای مهم مانند pH، زمان و غلظت اولیه استرانسیم بر روی میزان جذب بررسی شد. بررسی اثر pH نشان داد که جذب استرانسیم در محدوده 1 تا 7 افزایش یافته و بعد از رسیدن به حداکثر جذب، ثابت و یا به طور ناچیزی کاهش می یابد. در شرایط بهینه ظرفیت جذب حدود 140 میلی گرم بر گرم جاذب به دست آمد. داده های سینتیکی جذب یون های استرانسیم توسط گرافن اکسید اصلاح شده با مدل های سینتیکی شبه مرتبه اول و شبه مرتبه دوم بررسی و نتایج نشان دادند که داده های تجربی مطابقت بهتری با معادله سینتیکی شبه مرتبه دوم دارد (999/0=2(R. هم چنین نتایج نشان می دهند که ایزوترم جذبی لانگمویر تطابق بهتری با فرایند جذب دارد (973/0=2(R. بنابراین می توان گفت که نحوه پراکندگی جاذب در سطح و بین لایه ها به صورت هموژن می باشد و تثبیت جاذب با روش ذکر شده با پراکندگی مطلوب ذرات جاذب بر بستر گرافن اکسید انجام پذیرفته است. تخمین مقدار فاکتور جداسازی (1(0<RL< با استفاده از نمودار لانگمویر نشان می دهد که فرایند جذب یون بر روی سطح جاذب مطلوب می باشد.
    کلیدواژگان: جذب، گرافن اکسید، نیکل هگزاسیانو فرات، استرانسیم، جاذب، پسماند آبی
  • حمیدرضا انصاری، احمدرضا ذوالفقاری*، امیرحسین فقهی صفحات 106-115

    قدرت تفکیک دستگاه طیف نگار جرمی به صورت مستقیم به شدت یون خروجی و انرژی آن بستگی دارد. مقدار یون تولید شده به جریان و انرژی باریکه الکترونی وابسته است. از جمله وظایف مدار کنترل چشمه برخورد الکترونی تنظیم جریان و انرژی باریکه الکترونی برای رسیدن به قدرت تفکیک بهینه می باشد. در ساخت مدار کنترل چشمه برخورد الکترونی پارامترهایی نظیر تثبیت جریان باریکه الکترونی و انرژی آن، تنظیم دقیق پتانسل الکتریکی لنز و الکترودهای چشمه یونی بسیار حایز اهمیت می باشد. در این مقاله مدار کنترل چشمه یونی با قابلیت تنظیم و تثبیت دقیق جریان انتشار الکترون، انرژی باریکه و پتانسیل الکتریکی نقاط طراحی و ساخته شد. این مدار کنترلر بر روی دستگاه طیف نگار جرمی 44Varian MAT  نصب و مورد آزمایش قرار گرفت. مدار کنترل ساخته شده قادر به تثبیت جریان و انرژی الکترون بهتر از %1 می باشد.

    کلیدواژگان: کنترلر چشمه یونی برخورد الکترونی، تثبیت کننده جریان انتشار الکترون، طیف نگار جرمی
  • مریم ناصریان، بابک خان بابائی* صفحات 116-126
    لایه کندگی کربن چگالی بالا یکی از گزینه های امیدبخش در افروزش گرماهسته ای در هدف های گداخت محصورشدگی لختی است. به منظور کاهش ناپایداری های هیدرودینامیکی و هم چنین حفظ سوخت از پدیده پیش گرمایش، از طراحی لایه کندگی دوتایی با لایه بیرونی کربن چگالی بالا که اخیرا توسط محققین مورد توجه قرار گرفته است، استفاده شده است. از این رو در این پژوهش، بهینه سازی لایه کندگی دوتایی یک هدف کروی دلخواه با تک لایه کندگی پلی استایرن را با استفاده از کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE مورد بررسی قرار دادیم. این هدف، تحت تابش باریکه های متقارن لیزر با طول پالس  ns7/22، طول موج  µm25/0 و انرژی کل MJ 7/1 قرار گرفت. محاسبات ما نشان می دهد که ضخامت بهینه کربن چگالی بالا حدود mm 6/5 است. استفاده از لایه کندگی دوتایی سبب می شود که انرژی لیزر جذب شده در سطح هدف حدود % 8 افزایش یابد. افزایش انرژی جذب شده منجر به افزایش حدود % 5 توان آلفای تولیدی شده و در نتیجه کسر مصرف سوخت حدود % 5/1 افزایش می یابد. در نهایت بهره سوخت حدود % 12 افزایش یافت.
    کلیدواژگان: گداخت محصورشدگی لختی، افروزش مرکزی، کد هیدرودینامیکی MULTI-IFE، لایه کندگی دوتایی HDC-CH
  • حسین رسولی*، امیررضا دارابی، کریم عباس زاده، حجت بابایی، امیرحسین معروف خانی صفحات 127-137

    در این مقاله سیستم تامین انرژی و تخلیه جریان در سیم پیچ چنبره ای توکامک دماوند به منظور افزایش زمان میدان های مغناطیسی با هدف افزایش زمان ماندگاری پلاسما، طراحی و شبیه سازی شده است. در حال حاضر در این توکامک جریان سیم پیچ چنبره ای دارای نیم سیکل سینوسی با مدت زمان ms 100 و پیک جریان kA 12 است که میدان مغناطیس تقریبا T 1/1 در مرکز چنبره تولید می کند و ناحیه تخت آن در حدود ms 20 می باشد که برای تشکیل و محصورسازی پلاسما استفاده می گردد. با هدف ارتقاء توکامک دماوند به منظور افزایش مدت زمان ماندگاری پلاسما به ms 200، ضروری است که سیستم های تامین انرژی و کنترل مربوط به جریان سیم پیچ های قطبی و چنبره ای جدید طراحی و ارتقاء یابد. برای رسیدن به هدف مذکور، در این مقاله سیستم تامین انرژی اصلی بر پایه منابع انرژی ذخیره ساز ابر خازن با ظرفیت F21، ولتاژ تحمل V900 و چیدمان 7 شاخه سری، 8 شاخه موازی طراحی شده است. هم چنین جهت تامین و تثبیت جریان سیم پیچ چنبره ای، مبدل چاپر با 7 ماژول موازی به همراه سیستم کنترل حلقه بسته با کنترل کننده هیسترزیس طراحی و شبیه سازی شده است. سیستم کلی قابیلت تامین و تثبیت میدان مغناطیسی از محدوده 7/0 تا 2/1 تسلا با ریپل کم تر از %2/0 و مدت زمان ms 200 برای ناحیه تخت دارد. هم چنین سیستم شارژ بانک ابر خازنی بر اساس مبدل یکسوساز 12 پالسه و مبدل باک با روش جریان ثابت، طراحی و شبیه سازی شده است که نتایج مطلوبی را حاصل کرده است.

    کلیدواژگان: سیم پیچ چنبره ای، توکامک دماوند، مبدل قدرت، ابرخازن، پلاسما
  • سید هادی بهشتی بافقی، علیرضا یاراحمدی بافقی*، احمد قربانی، حسینعلی قاری صفحات 138-147
    روش الکتریکی به عنوان یک بررسی ژیوفیزیکی می تواند پارامترهای زمین شناسی شامل خردشدگی، شاخص دگرسانی توده سنگ، درصد اشباع، کیفیت آب زیرزمینی و . . . را به خوبی نمایش دهد. این پارامترها نقش مهمی در طبقه بندی مهندسی توده سنگ از طریق تاثیر بر دو شاخص کیفیت توده سنگ (RQD) و شاخص مقاومت زمین شناسی (GSI)، کانه زایی عناصر و نیز نحوه حفاری دارند. در این مقاله با استفاده از روش سونداژ الکتریکی قایم در لایه های زیرسطحی به بررسی تعیین این پارامترها و متعاقبا دو شاخص مذکور در توده سنگ های آذرآواری آنومالی III کانسار ناریگان پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که مقاومت ویژه الکتریکی تفسیر شده (با استفاده از نرم افزار win2IPI) ارتباط قابل قبولی با میزان شاخص دگرسانی و تا حدی GSI در توده سنگ دارد. با این حال تعیین دقیق GSI و هم چنین RQD با استفاده از این روش ژیوفیزیکی از اعتماد بالایی برخوردار نیست. به بیان ساده تر با استفاده از یک رابطه ریاضی نمی توان با مقاومت ویژه الکتریکی میزان GSI و شاخص آلتراسیون را تخمین زد.
    کلیدواژگان: سونداژ الکتریکی قائم، طبقه بندی مهندسی توده سنگ، شاخص دگرسانی، GSI، RQD
  • خالق خشنودی*، سمانه ضیاپور صفحات 148-157
    کانسار فسفات دلیر در 57 کلیومتری جنوب غربی شهر چالوس در استان مازندران و زون البرز مرکزی دارد. میزبان این ذخیره سازند سلطانیه است که یکی از مهم ترین سازندهای میزبان فسفات رسوبی در ایران است. نتایج آنالیز پراش اشعه ایکس (XRD) و مطالعات میکروسکوپ نوری و الکترونی بر روی نمونه های فسفات کانسار دلیر نشان داد که آپاتیت، کلسیت، کوارتز و دولومیت کانی های اصلی و کانی های فرعی شامل مونتموریلونیت، پیریت و باریت در مقادیر فرعی به همراه مقادیر جزیی سیدریت، روتیل، ایلیت و گوتیت هستند. میزان 5O2P، U و REE در نمونه های موردمطالعه به ترتیب در محدوده 5 تا 1/16 درصد، 9/1 تا 5/5 و 9/45 تا 9/136 پی پی ام متغیر است. نمونه های موردمطالعه دارای بی هنجاری منفی Ce است که نشان دهنده وجود یک محیط فاقد اکسیژن در زمان نهشت فسفات دلیر می باشد. براساس فاکتورهای کنترل کننده تمرکز اورانیم در فسفریت ها، افق فسفاته سازند سلطانیه به دلیل شرایط آب و هوای گرم تا نیمه گرم مرطوب و pH خنثی تا اسیدی آب دریا در زمان تشکیل فسفات، پتانسیل غنی شدگی اورانیم را ندارد. در نهایت، با توجه به این که نتایج آنالیز شیمیایی نمونه های فسفات کانسار دلیر غنی شدگی اورانیم نشان نمی دهد و هم چنین با در نظر گرفتن فاکتورهای کنترل کننده تمرکز اورانیم در فسفریت ها می توان پیش بینی کرد احتمالا سایر ذخایر فسفات سازند سلطانیه فاقد غنی شدگی اورانیم هستند.
    کلیدواژگان: کانسار دلیر، سازند سلطانیه، اورانیم، بی هنجاری Ce
  • الهام عدالتخواه* صفحات 158-162
    در این پژوهش عملکرد یک آشکارساز گازی میکرو از نوع صفحه موازی، آشکارساز Micromega، برای قطبش سنجی پرتو ایکس ارزیابی شد. بدین منظور از نرم ‎افزار COMSOL Multiphysics که قابلیت حل معادلات دیفرانسیل را برپایه روش المان محدود دارد استفاده شد. بدین ترتیب که با حل معادله پواسون در هندسه آشکارساز، میدان الکتریکی در نقاط مختلف به دست آمد. سپس بهره آشکارساز با استفاده از میدان الکتریکی به دست آمده و حل معادله پیوستگی محاسبه شد. نتایج نشان دادند آشکارساز شبیه سازی ‎شده در ولتاژ V 400 بهره‎ای برابر 100 دارد. نتایج به دست ‎آمده با نتایج شبیه ‎سازی این آشکارساز با کد Garfield هم خوانی خوبی دارند که موید درستی شبیه‎ سازی انجام ‎شده به روش المان محدود است. این آشکارساز با توجه به ویژگی های خوبی مانند توان تفکیک بالا، سطح حساس بزرگ و قابلیت عملکرد در شار بالای ذرات، ابزار مناسبی برای قطبش‎ سنجی پرتو ایکس می‎ باشد.
    کلیدواژگان: آشکارساز گازی میکرو، Micromega، آشکارساز پرتو ایکس، روش المان محدود
  • معصومه یارمحمدی سطری، حمیدرضا لطفی، مسعود مهجورشفیعی* صفحات 163-169
    به منظور ساخت، راه اندازی و عیب یابی مقدماتی چشمه پنینگ داخلی سیکلوترون 10IRANCYC، یک مگنت الکتریکی دوقطبی با میدان مغناطیسی در حد امکان مشابه میدان در مرکز سیکلوترون مذکور طراحی و ساخته شد. این الکترومگنت که در دانشکده فیزیک دانشگاه تهران طراحی و ساخته شد، قادر است میدان مغناطیسی به بزرگی 7000 گوس را در محل استقرار چشمه (منطقه ای به شعاع 15 میلی متر در مرکز مگنت) به آسانی و بدون نیاز به خنک سازی تامین کند. دست یابی به میدان 1/1 تسلا نیز با استفاده از این مگنت برای مدت چند دقیقه امکان پذیر است. قرار است چشمه‎ ی پنینگ در داخل سیکلوترون 10IRANCYC، شدت میدان مغناطیسی به بزرگی 1/1 تسلا را تجربه کند. شدت میدان مغناطیسی در ناحیه استقرار چشمه با انحراف حداکثر 1/1 درصد نسبت به شدت میدان در مرکز مگنت، عملا یکنواخت می باشد. این مگنت از نوع مگنت H شکل است که قطر قطب های آن 100 میلی متر و فاصله آن ها از یک دیگر 60 میلی متر می باشد. به منظور طراحی و ساخت مگنت، کدهای Ansys Maxwell، Comsol، SolidWorks استفاده شده است.
    کلیدواژگان: چشمه یونی پنینگ، سیکلوترون، مگنت، کامسول، سالیدورک، انسیس ماکسول
  • سعید جلوانی*، کاوه سیلاخوری، سهند زارع، محمود ملاباشی، مریم ایلچی، زهرا پورحسن نژاد، داود احدپور صفحات 170-176
    در این مقاله، به بررسی اثر پارامترهای گوناگون بر شکل تپ های گسیلی لیزر 2CO تپی پرداخته شده است. در این راستا، عوامل مختلفی مانند: فشار گاز و هم چنین طول تشدیدگر تغییر داده شدند و شکل تپ های گسیلی لیزر در هر حالت به همراه اندازه انرژی آن ها ثبت گردیدند. نتایج نشان می دهد که انرژی گسیلی با افزایش فشار گاز، به شدت افزایش می یابد، به گونه ای که با 2 برابر و 3 برابر شدن فشار، انرژی گسیلی به 3 و 5 برابر، پهنای زمانی تپ ها به نیم و یک سوم و زمان برساخت آن ها نیز به 9/0 و 7/0 اندازه های اولیه ی خود می رسند. هم چنین با درازتر شدن طول کاواک، از دیرش زمانی میخه و به ویژه دنباله ی تپ ها کاسته می گردد. برای انجام این رشته آزمایش ها، از یک لیزر دست ساز با فشار کار در بازه ی atm  1-3 بهره گرفته شده است.
    کلیدواژگان: لیزر گاز کربنیک تپی، پهنای زمانی لیزر، فشار گاز، طول تشدیدگر
|
  • N. Araghian *, A. Movafeghi, B. Rokrok, M.H. Mansouri, Z. Naghshnezhad, M. Farzmahdi Pages 1-12
    Neutron Computed Tomography (nCT) is one of the modern applications of research reactors. The combination of the Three-dimensional representation capability of tomographic imaging and the unique properties of neutron interaction with materials creates valuable information about the internal structure of materials and components. In this study, the effect of data acquisition geometry and method of image reconstruction on tomographic images of the Tehran Research Reactor Imaging Facility (TRRIF) have been investigated based on contrast and the ratio of contrast to noise parameters. In experimental data acquisition, two radiation geometries have been aligned with angular steps of 1 and 0.5 degrees, respectively. Two samples were turned within the neutron radiation field at a half-screen. Image reconstruction has been performed through FBP and ART, SART, and SIRT algorithms, using Python programming language. The stack of images has been rendered to gain sample volume. Initially, in order to reconstruct the image through a high-quality set of projections, experimental data acquisition parameters have been optimized. Then, pre-processing has been carried out on projections. The results showed that the sample components and some defects could be differentiated from each other. Contrast and CNR were improved in data acquisition geometry with smaller angular steps and through SIRT reconstruction method.
    Keywords: Neutron Computed Tomography (nCT), Tehran Research Reactor, Image processing, CT Image Reconstruction, Data acquisition geometry
  • Z. Arab Halvaiee Bagheri, S.M.R. Aghamiri, E. Sattarzadeh Khameneh, S. Kakaei *, H. Yousefnia Pages 13-21

    In the present study, the aim is to synthesize and introduce the combination of methoxy amido xanthate MAX and then label it with 99mTc radionuclide as a novel diagnostic agent for single-photon computed tomography (SPECT) imaging. A chelator-designed ligand was synthesized from a blend of chloroacetamide and xanthate in certain proportions. After that MAX ligand labeling process was performed by directly milking 99mTc from the generator (99Mo / 99mTc). Thus, tin chloride was employed as a reducing agent, and the effect of parameters such as additives like ascorbic acid, changing the concentration of the cheating agent, and pH were evaluated to optimize the labeling conditions. The product was then identified by infrared spectroscopy (FTIR) and magnetic resonance imaging (NMR). Labeling of the complex at laboratory temperature was determined to be 93%. The new 99mTc-MAX radiopharmaceutical with a radionuclide and radiochemical purity of over 90% can be used as an encouraging diagnostic agent in clinics and preclinical studies, which will be addressed in future studies.

    Keywords: Labeling, Chelator, Methoxy Amido Xanthate (MAX), SPECT, Technetium-99m
  • S. Vosoughi, P. Rafiepour, M. Mehrabi, M. Ghapanvari *, N. Salek Pages 22-29
    Neutron radiography (NRG) is a non-destructive imaging technique for image generation using neutron radiation. In this paper, feasibility studies of neutron radiography for IECF were performed by Geant4 Monte Carlo code. The effects of the different thicknesses of lead on the image and the detection possibility of cavities with different sizes inside a thick lead have been investigated to understand the performance of the device for neutron radiography purposes. The quality of the images was evaluated in terms of contrast. The simulation results showed the efficiency and limitations of NRG for IECF devices and the potential areas where NRG can be performed.
    Keywords: Neutron radiography, Monte Carlo Simulation, Geant4, IECF
  • R. Rafiee *, Kh. Ghotbi-Kohan, A. Akhavan, F. Saeedi, R. Beteshobabrud Pages 30-37
    In this study, the effect of gamma irradiation and chitosan on the shelf life of minced beef was investigated. A part of the meat sample was treated with a 2% chitosan solution and the other part was irradiated without chitosan at doses of 3, 5, and 7 kGy in the Gamma cell. Non-irradiated samples (controls) and irradiated samples were evaluated for microbial contamination, quality characteristics including color, odor, blood, and customer likelihood (overall acceptability) as well as lipid peroxidation. The results showed that both irradiation and chitosan treatment had a significant effect on reducing the microbial load of the meat, including all living microorganisms, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, and Salmonella spp. During the storage period. There were no significant differences in the qualitative characteristics of irradiated and chitosan-treated samples and the non-irradiated control samples. Finally, according to the permissible level of lipid peroxidation, a dose of 3 kGy, was detected as a suitable dose for irradiation of the minced beef to increase its shelf life of it from 2 days to 7 days at 4°C. All meat packing components had good radiation resistance to this dose.
    Keywords: Pathogen bacteria, Gamma Ray, Beef meat, Chitosan, Lipid peroxidation
  • M. Jalili Torkamani, F. Zolfagharpour *, A. Asadi, P. Sayyahkoohi Pages 38-46

    Viruses pass cell walls and enter cells using their spikes, So one of the efficient ways to stop viral infections is to disturb their spikes functionality. In this research, the process of energy absorption and transfer by SARS-COV2, MERS-COV, UK-COV, and SARS-COV spikes was studied. In this research sample viruses exposed to radioactive radiations and results were compared by Geant4-DNA and analyzed. A strategy to reduce the virus life cycle is energy absorption. In this research, the response to viruses spikes to radiation was simulated. Samples were exposed to 10 eV–2 keV electron beams. The level of Energy absorption and its relation to the number of infected patients was studied. It was concluded there is an inverse relationship between absorbed energy level and patient death.

    Keywords: Geant4-DNA, SARS-COV2, MERS-COV, UK-COV, Electron Beam
  • M. Fadavi Mazinani *, A.A. Mowlavi Pages 47-53

    Some different time measurement methods have been presented for similar signals with the same trigger that one can choose by considering signal conditions. Finding the best time measurement method for the output signals from the UFSD (Ultra Fast Silicon Detectors) is our goal because we wanted to use these sensors to detect protons in the proton therapy system to treat cancerous tumors. Some different methods include Constant Fraction Discriminator (CFD), Cross-Correlation (CC), and Time over Threshold (TOT) by different data. These kinds of data include Data from Weightfield2 which is a UFSD signal simulator, Data from simulated signals in practice inside the laboratory, and experiment data, which are real data from the UFSD test in front of a Pico laser beam. Several programs in MATLAB software have been written and run to analyze and compare the different methods. The results are shown that CFD is the best method for time measurement finally

    Keywords: Pico-Laser, Ultra-Fast Silicon Detectors (UFSD), Time measurement
  • F. Saheli, N. Vosoughi, Z. Riazi *, F.S. Rasouli Pages 54-61
    The proton induced prompt gamma spectrum is applied for elemental analysis of irradiation tissues. The main purpose of the analysis in proton therapy is to track oxygen concentration in abnormal tissues. Online monitoring of oxygen concentration over a full course of treatment could provide a direct method for evaluating the response of these tissues to proton therapy and this information on the response of the tumor and healthy tissues to irradiation could then be used by the oncologist to adjust the patient’s treatment plan to ensure proper dose delivery to the tumor. In this study, the prompt gamma spectrum of a human eye phantom is simulated in an HPGe detector using the Geant4 toolkit, and the elemental analysis is accomplished using an artificial neural network (ANN). In the analysis, 33 eye phantoms are considered with different tumors, including different densities and elemental compositions. 21 samples were used as train data in ANN and 6 samples for testing and 6 samples for validation. The results show that there is a good correlation between outputs and targets. They show that the error percent of oxygen, carbon, and nitrogen in test samples are less than 5.8, 12.7, and 25%, respectively. Finally, the potential of quantitative elemental analysis of inhomogeneous targets is confirmed for providing a method to track change in the oxygen level of tumors.
    Keywords: Elemental Analysis, Prompt Gamma, Proton therapy, Eye phantom, Neural Network
  • M.J. Safari *, E. Taghavi, S. Hadavandi, H. Rouhi, S. Mohtashami, M.R. Ghorbani, Z. Shahbazi Rad Pages 62-72

    Reactor antineutrino detection is of interest today because it can estimate burnup status and fuel consumption characteristics remotely. Neutrino measurements are usually based on the inverse beta decay reaction of neutrinos with protons (hydrogen atoms) in scintillation materials. In this context, the IRAND scintillator detector has been developed with a segmented design and a scaled sample of it has been developed, which is referred to as a mini-IRAND. Neutrino measurements face challenges; In particular, interfering factors in neutrino measurements need to be well identified and separated from the main signals, of which cosmic muons are one of the most important. This requires an accurate understanding of the detector's response to cosmic muons. In this study, the Geant 4 tool was used to study the muon behavior in the mini-IRAND detector. Also, cosmic muons were measured for 21 days by the mini-IRAND detector and their characteristics were determined. The experiments were carried out with the development of a special digital data collection system and the development of processing algorithms. The results provide estimates of the instantaneous events (Michel spectrum) and the delay events (Landau spectrum). Consistency of results shows the accuracy of the process.

    Keywords: Antineutrino detection, Cosmic muon, Michel spectrum, Landau distribution, Mini-IRAND detector
  • A. Moslehi * Pages 73-77
    It is shown recently that the thermal neutron field of Isfahan MNSR with stable flux and dose equivalent rate can be used as a calibration field in dosimetry. The fundamental limit of this field is not the feasibility of using phantom for the irradiation of personal dosimeters. This issue leads to underestimating the personal dose-equivalents from the true values. The subject of this work is to correct the calibration curve of TLD-600 dosimeters irradiated without phantom. To do this, Monte Carlo simulations using Geant4 are carried out and absorbed doses in this dosimeter for irradiation with and without phantom are calculated. Then, the ratio of these doses as a correction factor applies to the responses measured without phantom, and then the corrected calibration curve is determined. As an analytical approach, the correction factor is considered as the ratio of the mean number of thermal neutron reflections between air and water (with phantom) and in the air alone (without phantom). Results obtained show that the correction factors determined by the simulation and analytical methods are 1.57 and 1.44, respectively, which agree well with the 8% difference. Finally, the response correction has led to changing the calibration factor of TLD-600 dosimeters from 0.0012 to 0.0008.
    Keywords: Calibration Curve, TLD-600 dosimeter, Phantom, Thermal neutron, Isfahan MNSR
  • B. Shaghaghi, S.D. Shirvani-Arani *, I. Dehghan, S.M. Miremad, Sh. Motmaen Esfahani, M. Tabasi, A. Bahrami-Samani, M. Ghannadi Maragheh Pages 78-85
    To produce the Technetium-99 isotope from Molybdenum-99 radioactive decay and purify the product of small-scale acidic target dissolution, the gaseous Iodine impurity has to be reduced to AN acceptable level. Solid adsorbents are used for this reason. One of the best adsorbents is based on Silver-Exchanged Mordenite. In this research, the synthesis procedure and characteristics of synthesized adsorbent have been discussed. To prepare solid adsorbent, spheric mordenite hallow crystals of about 10 micrometers and the Si/Al ratio of 5.2 were synthesized and granulated using a binding agent, stabilizer, and foaming agent. Prepared granules were silver exchanged. The silver content of the end product was evaluated 8.1 weight percent. Results from gaseous Iodine adsorption showed that 99.2 percent of passing Iodine was adsorbed.
    Keywords: Adsorption, gaseous Iodine, Silver-exchanged mordenite, Dissolution, Mo-99
  • M. Haji Hosseini, M.R. Pourjavid *, E. Zolfonoun, S.R. Yousefi, M. Rezaee, S. Tabibzadeh Dezfouli, H. Hoseinpoor, T. Rabiei Samani Pages 86-94
    Carbonate solution is used for the alkaline leaching of uranium from solid waste. Time, temperature, stirring speed (independent parameters) and total carbonate concentration, carbonate to bicarbonate ratio, and the ratio of liquid eluent volume to solid waste weight (L/S) (dependent parameters) are effective parameters in the leaching process. Independent parameters were optimized using the one variant at time (OVAT) method and the dependent parameters were evaluated simultaneously with the use of MINITAB software and using the face central composite design (FCCD) method. The solid waste powder was analyzed by EDAX, SEM, and XRD, and elemental analysis of samples was performed by ICP-OES after complete dissolution. Duration time of 0.5 hours, the stirrer rotation speed of 150 rpm, room temperature, concentrations of 0.09, 0.01, and 0.1 M for sodium carbonate, bicarbonate, and total carbonate, respectively, with a ratio of 9.1 and 20 for the ratio of sodium carbonate to sodium bicarbonate and L/S, respectively, were optimal conditions. Reproducibility of solid waste leaching was obtained by performing 4 experiments and the values of 94.2±2 and 4.15±1.6 were obtained for the average percentage of leach and solid residue, respectively. The average uranium grade was 2.09±0.02.
    Keywords: Uranium, Alkaline leaching, Experimental design
  • N. Delijeh, T. Yousefi, H. Aghayan *, M. Parvini, H. Ghasemi Mobtaker, R. Yavari Pages 95-105
    In the current work, the graphene oxide was synthesized through Hummer’s method and modified with nickel hexacyanoferrate nanoparticles. The product was characterized by a Scanning Electron Microscope (SEM) and Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR). The characterization results confirm the successful synthesis of graphene oxide and the immobilization of nanoparticles on it. The obtained graphene oxide-nickel hexacyanoferrate (GO-NiHCF) was applied for the removal of Sr(II) from the aqueous media in the batch method. The influence of effective factors such as pH, time, and initial concentration of strontium on adsorption was studied. The pH study showed that Sr(II) uptake increases in the pH range of 1-7 and the uptake reduces slightly or remains constant at higher pH values. The adsorption capacity under optimum conditions was obtained at about 140 mg g-1 adsorbent. The kinetic data of Sr(II) sorption by GO-NiHCF were investigated by pseudo-first-order and pseudo-second-order models. The results showed that the kinetic data fitted well to the pseudo-second-order rate model. The equilibrium data suggest the data are relatively fitted well to the Langmuir adsorption isotherm. Therefore, it can be understood that adsorbents’ dispersion on graphene oxide sheets or interlayers is homogenous. The separation factor(RL) value extracted from the Langmuir curve was estimated as 0<RL<1, showing the sorption behavior is favorable.
    Keywords: Adsorption, graphene oxide, Nickel Hexacyanoferrate, Strontium, Adsorbent, Wastewater
  • H.R. Ansari, A. Zolfaghari *, A.H. Feghhi Pages 106-115

    The resolution of a mass spectrometer is dependent directly on the strength of the output ion and its energy. The number of produced ions depends on the current and the energy of the electron beam. One task of the electronic collision source control circuit is to regulate the current and energy of the electron beam to achieve optimal resolution. Parameters such as the stabilization of the electron beam current and its energy, the precise change of the electrical potential of the lens, and the ion source electrodes are very important in the construction of the electronic collision source control circuit. In this paper, the ion source control circuit was designed and built and stabilize the electron emission current, beam energy, and electrical potential of points. This controller circuit was installed and tested on the Varian MAT 44 mass spectrometer. The stabilization of the current and energy of the electron in this control circuit was measured to be less than 1%.

    Keywords: Electron impact ion source controller, electron emission current stabilizer, Mass spectroscopy
  • M. Naserian, B. Khanbabaei * Pages 116-126
    High-density carbon ablator is one of the promising candidates for thermonuclear ignition in inertial confinement fusion. A double-layer polystyrene-high dense carbon ablator has been used to reduce the hydrodynamic instabilities as well as protect the fuel from the preheating phenomenon. Therefore, in this study, we investigated the optimization of a typical double ablator spherical target with an initial polystyrene ablator layer with a thickness of 37 µm by using MULTI-IFE hydrodynamic code. This target was irradiated with symmetrical laser beams with 22.7 ns pulse duration, 0.25 µm wavelength, and 1.7 MJ total pulse energy. Our calculations show that the optimal thickness of the high-density carbon is about 5.6m. Using a diamond ablator increases the absorbed laser energy at the target surface by approximately 8%. Increasing the absorbed energy leads to an increase of about 5% in the alpha power deposition, and as a result, the fuel burn fraction increases by about 1.5%. Eventually, fuel acquire increases by approximately 12%.
    Keywords: Inertial confinement fusion, Central ignition, MULTI-IFE hydrodynamic code, HDC-CH ablator
  • H. Rasouli *, A.R. Darabi, K. Abbaszadeh, H. Babaee, A.H. Maroufkhani Pages 127-137

    In this study, the current discharge and the power supply system of toroidal field (TF) coils of Damavand tokamak have been designed and simulated to increase the magnetic field time and consequently the plasma duration. Currently, the TF coil current used to form and confine plasma has a sinusoidal half-cycle waveform with a duration of 100ms and a current peak of 12kA which produces a 1.1T magnetic field at the center of the chamber and its flat-top area is about 20ms. With the aim of upgrading Damavand tokamak, in order to increase the plasma duration to 200ms, it is necessary to upgrade the energy supply system and control system of toroidal and poloidal field coil currents. For this purpose, in this paper, the main power supply system has been designed based on super-capacitors with a capacitance of 21F, voltage of 900V, and topology of series-parallel (7*8). Also, to supply and stabilization of TF current, the chopper converter with seven parallel modules with the closed-loop control system with hysteresis controller has been designed and simulated. The general system is capable of supplying and stabilizing the magnetic field from the range of 0.7 to 1.2 Tesla with a ripple of less than 0.2% and a duration of 200ms for the flat area. Also, the charging system of super-capacitors has been designed and simulated using the 12-pulse rectifier converter and the buck converter with the constant current method, which has achieved desirable results.

    Keywords: Toroidal Field Coil, Damavand tokamak, Power Convertor, Supercapacitors, Plasma
  • S.H. Beheshti Bafqi, A.R. Yarahmadi Bafqi *, A. Gorbani, H. Gari Pages 138-147
    The electrical method as a geophysical survey can show the geological parameters including fragmentation, rock mass alteration index, saturation percentage and groundwater quality. These parameters play an important role in rock mass engineering classification by affecting the rock mass quality design (RQD) and geological strength index (GSI), mineralization of elements and drilling method. In this paper, using the vertical electrical sounding method in subsurface layers, the determination of these parameters and subsequently two mentioned indicators in anomalous III pyroclastic rock masses of Narigan deposit was investigated. The results showed that the interpreted electrical resistivity (using IPI2win software) has an acceptable correlation betweem the degree of alteration index and GSI in the rock mass. However, accurate determination of GSI and RQD using this geophysical method is not very reliable. In other words, using a mathematical equation, it is not possible to estimate the amount of GSI and the alteration index with the electrical resistivity.
    Keywords: Vertical Electrical Sounding, Rock Mass Engineering Classification, Altration Index, GSI, RQD
  • K. Khoshnoodi *, S. Ziapour Pages 148-157
    The Dalir phosphate deposit is located 57 km southwest of Chalus city in Mazandaran province, the Central Alborz zone. This deposit is hosted by Soltanieh Formation, one of Iran's important hosts of sedimentary phosphates. The results of X-ray diffraction (XRD) analysis and optical and electron microscopy studies on the phosphate samples indicate that the main minerals include apatite, calcite, quartz, and dolomite accompanied by montmorillonite, pyrite, and barite in minor amounts; siderite, rutile, illite, and goethite in trace amounts. The concentration of P2O5, U, and REEs in the studied samples ranged from 5 to 16.1%, 1.9 to 5.5, and 45.9 to 136.9 ppm, respectively. The studied samples have negative Ce anomaly, indicating an anoxic environment during the Dalir phosphate deposition. Based on the factors controlling uranium concentration in phosphorites, the phosphate horizon of Soltanieh Formation does not have uranium enrichment potential due to warm to semi-warm humid paleoclimate with neutral to acidic pH of the seawater during the Dalir phosphate deposition in lower Cambrian. Finally, considering the results of the chemical analysis of phosphate samples of the Dalir deposit (lack of uranium enrichment) and also the factors controlling uranium concentration in phosphorites, it can be predicted that the other phosphate deposits of Soltanieh Formation probably not be uranium enriched.
    Keywords: Dalir deposit, Soltanieh Formation, Uranium, Ce anomaly
  • E. Edalatkhah * Pages 158-162
    Performance of a micropattern gaseous detector of parallel plate type, a Micromega detector, was assessed for X-ray astronomical studies in this research. For this purpose, COMSOL Multiphysics software which solves differential equations based on Finite Element Method was used. Thus, by solving Poisson equation in the detector geometry, electric field in each point was obtained. Gain of the detector was estimated by using the obtained electric field and solving continuity equation. Results show that simulated detector gain was 100 at voltage of 400 V. Obtained results corresponds well with the results of simulation of the detector with Garfield code which verifies the performed simulation. This detector is a proper tool for X-ray polarimetry with respect to its good characteristics such as high resolution, large area and good performance at high flux.
    Keywords: Micropattern gaseous detectors, Micromega, X-ray telescope, COMSOL
  • M. Yarmohammadi Satri, H. Lotfi, M. Mahjour-Shafiei * Pages 163-169
    An electric dipole magnet quite similar to that of the IRANCYC10 cyclotron was designed and constructed to conduct the initial tests on the internal Penning ion source to be installed in the cyclotron. This magnet which was designed and constructed in the department of physics, University of Tehran, is capable of producing a magnetic field of 7000 G in the location of the source, a region in the center of the magnet with the radial extent of 15 mm, with no need for cooling. Magnetic fields as high as 1.1 T are also accessible for a few minutes. The ion source in IRANCYC10 is expected to be exposed by a magnetic field of 1100 G. The measurements show that the magnetic field in the location of the source is homogeneous with the maximum deviation value of 1.1% with respect to the magnetic field strength at the center. The magnet is H type with 100 mm pole diameter and 60 mm gap size. Comsol, Ansys Maxwell and SolidWorks codes were employed in the design and construction of the electric dipole magnet.
    Keywords: Penning ion source, Cyclotron, Magnet, COMSOL, Solidworks, Ansys Maxwell
  • S. Jelvani *, K. Silakhori, S. Zare, M. Mollabashi, M. Ilchi, Z. Pourhasannejad, D. Ahadpour Pages 170-176
    In this paper, the effect of various parameters on the pulse shape of the CO2 laser has been investigated. For this purpose, various parameters such as gas pressure and the length of the resonator were changed and the laser pulses shapes in each case along with their energy have been recorded. The results show that the output energy increases sharply with increasing gas pressure, so that when the pressure increases by factors of 2 and 3, the output energy increases by factors of 3 and 5 while the pulses duration reaches 0.5 and 0.3 and their buildup time reaches 0.9 and 0.7 of the initial values. In addition, by increasing the oscillator length, the width of the spike and especially of the tail parts of the pulses decease. To perform this series of experiments, a home-made laser with 1-3 atm operational pressure has been used
    Keywords: Pulsed CO2 Laser, Pulse width, gas pressure, resonator length