فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و چهارم شماره 4 (پیاپی 106، زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • پیام مهدی پور کلدیانی، امیرهوشنگ رمضانی* صفحات 1-11

    توزیع انرژی تحریکی کل پاره های شکافت اورانیم 230-236 به کمک مدل تعمیم یافته نقطه برشی اماری محاسبه شده است. در این مدل که یک مدل سیستماتیک است، انرژی تحریکی از دو جزء انرژی تغییر شکل هسته و انرژی داخلی تشکیل می گردد. مقادیر محاسبه شده از مدل سیستماتیک با مقادیر تجربی برای شکافت نوترونی اورانیم-233 مقایسه شده اند. سپس انرژی تحریکی کل برای بقیه ایزوتوپ های اورانیم با روش سیستماتیک محاسبه شده است. هم چنین مقادیر محاسبه شده انرژی تحریکی کل شکافت نوترونی و فوتونی برای اورانیم-235 و 238 با هم مقایسه شدند که نشان داد اختلاف کمی بین نتایج آن ها وجود دارد. برای محاسبه توزیع نوترونی کل شکافت ایزوتوپ های اورانیم از نتایج به دست آمده انرژی تحریکی استفاده شده است. تعداد نوترون های کل پاره های شکافت برای ایزوتوپ های زوج اورانیم بر خلاف ایزوتوپ های فرد نوسانات زیادی دارد. این نوسانات به انرژی بستگی نوترون پاره های شکافت مربوط است. هم چنین با مقایسه نتایج محاسبات با داده های تجربی مشخص شد که تعداد نوترون های محاسبه شده با استفاده از مقادیر انرژی تحریکی برای پاره های شکافت سنگین کم تر از مقدار تجربی آن ها به دست می آید. این اختلاف، در نتایج دیگر محققان نیز دیده می شود که به دلیل فزونی نوترون در پاره های شکافت سنگین می باشد. به عبارت دیگر نوترون های اضافی در پاره های سنگین تر شکافت با انرژی تحریکی کم تری جدا می گردند. بنابراین تعداد کل نوترون های خروجی محاسبه شده که با استفاده از مقادیر انرژی تحریکی در مقایسه با مقادیر تجربی اختلاف قابل توجهی دارد.

    کلیدواژگان: انرژی تحریکی کل، پاره های شکافت، شکافت نوترونی، تعداد نوترون ها
  • خسرو بنام*، سیده زینب موسوی حکمی، وحید دهقانی، سید علیرضا علوی صفحات 12-19

    پارامتر چگالی تراز هسته ای کمیت مهمی در فیزیک هسته ای است. برای محاسبه پارامتر چگالی تراز هسته ای از روش های مختلفی استفاده می شود. در این کار ابتدا چگالی تراز تک ذره ای با استفاده از روش LDA محاسبه شده است، سپس پارامتر چگالی تراز هسته ای به صورت تابعی از دما به دست آمده است. به این منظور بر پایه روش لستونه و با استفاده از تقریب توماس فرمی، پارامتر چگالی تراز تا مرتبه بالاتر از تقریب لستونه محاسبه شده است (لستونه اصلاح شده). با استفاده از پارامتر چگالی تراز هسته ای محاسبه شده و با در نظر گرفتن انرژی زوجیت، چگالی تراز هسته ای، انرژی برانگیختگی، آنتروپی و ظرفیت گرمایی محاسبه شده است.

    کلیدواژگان: چگالی تراز تک ذره ای، چگالی تراز، پارامتر چگالی تراز، انرژی زوجیت، انرژی برانگیختگی
  • مسعود عربیه، یاور تقی پور آذر*، سید شهاب الدین نقوی، سید جواد احمدی، محمدعلی خزائی صفحات 20-26
    جداسازی ایزوتوپ های سبک می تواند از طریق سازوکار محدودسازی در ساختارهای مزومتخلخل و یا جذب قوی حاصل گردد. چارچوب های آلی با توجه به ساختار متخلخل قابل تنظیم و جایگاه های جذب نسبتا قوی گزینه های مناسبی جهت جداسازی ایزوتوپ به نظر می رسند. در این پژوهش تشکیل کمپلکس های دی هیدروژن در مجاورت جایگاه فلزی باز چارچوب های آلی فلزی مورد مطالعه قرار گرفته است. در این راستا در گام نخست ساختار الکترونی چارچوب های الی فلز مبتنی بر ردیف اول فلزات واسطه با استفاده از نظریه تابعی چگالی مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس با بهره گیری از رهیافت شیمی کوانتومی و ملاحظات مربوط به سطح انرژی پتانسیل برهم کنش بین مولکول هیدروژن و جایگاه های فلزی باز مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصله نشان می دهد ساختار Fe-MOF چاه پتانسیل عمیق تری داشته و با توجه به جداسازی موثر انرژی نقطه صفر شانس بالاتری برای جداسازی ایزوتوپ ایجاد می نماید.
    کلیدواژگان: جداسازی ایزوتوپی، چارچوب های آلی فلزی، نظریه تابعی چگالی، کمپلکس دی هیدروژن
  • فاطمه منصورزاده*، علی نوروزی صفحات 27-38
    در این تحقیق به مقایسه تحلیلی و عددی آبشار جریان برگشتی مدل R با آبشارهای مدل Q و QI در سیستم های چندجزیی پایدار پرداخته می شود. در این راستا برای اولین بار کدهای عددی جهت طراحی آبشارهای مدل R و QI به منظور مقایسه با کد تحلیلی طراحی آبشار مدل Q در نرم افزار متلب نوشته شده اند. نتایج نشان می دهد که برای دو جزء 1k و 2k از خوراک با Nc جزء، تعداد معدودی آبشار مدل R قابل تعریف است که همگی حالات خاصی از آبشار QI برای جزء 1k می باشد. هم چنین یافته ها نشان می دهد که مجموع مقدار برش جزیی برای دو جزء 1k و 2k در آبشار R همیشه برابر با یک است. از این طریق نشان داده می شود در صورتی که میانگین حسابی جرم دو ایزوتوپ 1k و 2k در آبشار تطبیق یافته برابر با پارامتر M* در آبشار Q باشد، دقیقا شرایط آبشار R در آن فراهم می گردد. بنابراین آبشار R حالت خاصی از آبشارهای QI و Q می باشد. هم چنین بررسی های عددی نشان می دهد که آبشار مدل QI گستره وسیعی از آبشارها را در بر می گیرد و با انتخاب صحیح برش در آن می توان به شرایط بهینه ای دست یافت که علاوه بر دست یابی به غنای مورد نظر از ایزوتوپ مطلوب، کم ترین نرخ جریان میان مرحله ای کل ایجاد شود. به عنوان نمونه نتایج برای ایزوتوپ های 4 و 9 زینان نشان می دهد که مقدار نرخ جریان میان مرحله ای در مقایسه با آبشار Q و R برای آبشار QI بهینه است. بدین ترتیب می توان آبشار QI را به طور قطع، کامل ترین آبشار مدل جهت طراحی اولیه دانست که به ترتیب آبشارهای Q و R حالت های خاصی از آن را دربر می گیرند.
    کلیدواژگان: جداسازی، ایزوتوپ های پایدار، آبشار مدل R، آبشار مدل Q، آبشار مدل QI
  • سعید صلاحی*، مهدی فرج پور، صبا باصیری، منصور نوربخش صفحات 39-45
    آب سنگین در رآکتورهای هسته ای به عنوان کندکننده نوتورن مورد استفاده قرار می گیرد، نقش کندکنندگی به درجه خلوص آب سنگین بستگی دارد، تصفیه و تغلیظ آب سنگین در صنایع هسته ای از اهمیت زیادی برخوردار است. با توجه به این که الکترولیز آب به انرژی الکتریکی زیادی نیازمند است، می بایست از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. پارامترهای متعددی در بهینه سازی شرایط عملیاتی الکترولایزر نقش دارند و می توانند میزان گازهای خروجی، بازده انرژی و میزان پلاریزاسیون در فرایندهای الکترولیز را کنترل کنند. اما بررسی عملی نقش پارامترهای مختلف بر شرایط عملکردی الکترولایزرهای آب سنگین بسیار هزینه بر هستند. لذا در این مقاله نقش برخی از پارمترها از قبیل دمای سل و غلظت الکترولیت بر شرایط عملکردی الکترولایزر به وسیله معادلات دینامیکی مدل سازی شده است. بدین صورت که با معرفی انواع تلفات ولتاژ در سیستم الکترولایزر معادله ای برای ولتاژ الکترولیز به دست آمده است. معادله ولتاژ الکترولایزر به عنوان تابع هدف انتخاب شده و نقش پارامترهای ذکر شده در بهینه سازی مصرف انرژی بررسی شده اند. الکترولایزر مورد مطالعه از نوع قلیایی- پیشرفته است و دارای الکترولیت 7 % وزنی کربنات پتاسیم می باشد. این الکترولایزر وظیفه ی تغلیظ آب سنگین با درجه خلوص 90 % به 8/99 % را به عهده دارد. نتایج مدل سازی نشان می دهند تنها با افزایش ده درصدی غلظت الکترولیت کربنات پتاسیم می توان پلاریزاسیون الکترولایزر را تا حد زیادی (4/15 %) کاهش و از طرفی بازدهی انرژی الکتریکی را تا 3/18 % افزایش داد. هم چنین نتایج مدل سازی بیانگر این است که با افزایش دما تا 25 درجه سانتی گراد الکترولایز عملکرد بهتری خواهد داشت و از میزان پلاریزاسیون و مصرف انرژی الکتریکی 4 % کاسته می گردد.
    کلیدواژگان: الکترولایزر، تغلیظ آب سنگین، بازده انرژی
  • سحر قاسمی نژاد، کمال حداد*، محمدهادی پرهمت، عطاءالله ربیعی صفحات 46-54

    در این تحقیق به پیاده سازی الگوریتم اعمال شده برای حل معادله ترابرد نوترون وابسته به زمان دو بعدی، در یک محیط ناهمگن پرداخته شده است. یک الگوریتم ردیابی بسته ای جدید که در آن نوترون ها اجازه دارند مسیر طولانی تری را قبل از حذف از ساختار طی کنند، برای محاسبه گذرا به کار گرفته شده است. مشتق زمانی شار زاویه ای به عنوان منبع اصلی چالش در پیاده سازی معادله ترابرد نوترون گذرا مورد بررسی قرار گرفته و در آن دو حالت برای مشتق زمانی شار زاویه ای در نظر گرفته شده است: اول این که وابستگی زاویه ای مشتق زمانی شار حفظ می شود و در حالت دوم، تقریب شار اسکالر همسانگرد به مشتق زمانی اعمال می شود. در ادامه، تجزیه و تحلیل حساسیت در اندازه گام زمانی به عنوان یک پارامتر موثر برای دقت و هزینه محاسباتی بررسی شده است. برای بررسی سازگاری عددی الگوریتم ارایه شده و هم چنین با توجه به نقش اساسی نوترون های تاخیری در فرایندهای گذرا، سه مدل ریاضی چندگروهی برای نوترون های تاخیری همراه با معادله ترابرد نوترون ارزیابی می شوند. برای صحت سنجی الگوریتم پیاده سازی شده، معیار معروف TWIGL مدل سازی شده و نتایج با کدهای MPACT و DeCART مقایسه شده است.

    کلیدواژگان: ترابرد نوترون وابسته به زمان، روش مشخصه، معیار صحت سنجی TWIGL، نوترون تاخیری
  • احسان علی بیگی، زعفر ریاضی مبارکی*، مجتبی عسکری، امیر موافقی صفحات 55-66
    مقطع نگاری رایانه ای پروتون (pCT)، قابلیت کاهش عدم قطعیت ذاتی در پروتون درمانی با اندازه گیری مستقیم توان توقف نسبی (RSP) را دارد. پراکندگی های زاویه‏ای متعدد کوچک پروتون حاصل از پراکندگی چندگانه کولنی (MCS)، منجر به تضعیف حد تفکیک فضایی تصاویر pCT می شود. استفاده از مسیر محتمل حرکت (MLP) پروتون در بازسازی تصویر می‏تواند کاهش کیفیت تصویر در اثر MCS را جبران کند. MLP پروتون در محیط یکنواخت، مطابق با تابع توزیع احتمال خاصی صورت می پذیرد که برای هر پروتون قابل بررسی است. در این مطالعه، سیستم pCT با قابلیت ردیابی ذره به ذره با استفاده از کد 4Geant شبیه‏سازی شد. هدف شبیه‏سازی، بهبود حد تفکیک فضایی تصاویر حاصل از مدل های مختلف مسیر حرکت پروتون شامل مسیر خط مستقیم (SLP)، مسیر اسپلاین مکعبی (CSP) و مسیر محتمل حرکت MLP بوده است. فانتوم 528Catphan، تحت تابش باریکه پروتونی MeV 200 قرار گرفت و مقادیر انرژی، موقعیت و جهت حرکت ذرات قبل و بعد از فانتوم توسط آشکارسازها ثبت شد. هم چنین ماتریس تصویر RSP با استفاده از ضرایب وزنی به دست آمده از اعمال تخمین گرهای مسیر حرکت SLP، CSP و MLP اصلاح شده و تصاویر به روش FBP بازسازی شد. نتایج حد تفکیک فضایی و خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) تصاویر حاصل نسبت به داده های تصویر فانتوم مورد مقایسه قرار گرفت و نشان داد که روش MLP نسبت به سایر روش‏ها دارای خطای کم تر و حد تفکیک فضایی بهتر است. برای 100 هزار ذره پروتون با تغییر ابعاد پیکسل از 1 تا 1/0 میلی متر، حد تفکیک فضایی از 3 تا 9 جفت خط در هر سانتی متر افزایش یافت، درحالی که مقدار RMSE از 11/8 % به 97/14 % تغییر پیدا کرد.
    کلیدواژگان: مقطع نگاری رایانه ای پروتون، بازسازی تصویر، شبیه سازی مونت کارلو، تخمین گر مسیر حرکت پروتون
  • نعیمه امرایی، بهروز علیرضاپور*، محمدحسن طلب، اصغر حدادی، حسن یوسف نیا صفحات 67-75

    محاسبه دز جذبی در اندام انسان یکی از اولین گام ها برای توسعه رادیوداروهای جدید است. هدف از این مطالعه تخمین دز جذبی توسط انسان از ترکیب نوین نشاندار Cu-NODAGA-RGD-BBN64 است. بدین منظور ابتدا ترکیب نشاندار Cu-NODAGA-RGD-BBN64 با تغییر پارامترهای موثر بر نشاندارسازی در شرایط بهینه تهیه شد. پایداری پپتید هترودیمر نشاندار در بافر سالین فسفات (PBS) و در سرم خون انسانی به مدت 12 ساعت ارزیابی شد. پس از آن، توزیع زیستی کمپلکس در موش های حامل تومور به مدت 12 ساعت پس از تزریق مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت، دز جذبی توسط انسان پس از تزریق ترکیب نشاندار Cu-NODAGA-RGD-BBN64 بر اساس داده های موش با استفاده از روش RADAR و برون یابی جرمی برآورد شد. نتایج به دست آمده نشان داد که ترکیب نشاندار حاصل با خلوص رادیوشیمیایی بیش از 99 % قابل تولید بوده و این ترکیب از پایداری بالایی (بالاتر از 96 %) برخوردار است. Cu-NODAGA-RGD-BBN64 جذب بالایی را در تومورهای بیان کننده گیرنده پپتیدی آزادکننده گاسترین در مقایسه با سایر اندام های غیرهدف نشان داد. علاوه بر این، ارزیابی دز برای این ترکیب نشان داد که بدن و سایر اندام ها دز قابل توجهی را پس از تزریق دریافت نمی کنند.

    کلیدواژگان: RGD، بمبزین، پپتید هترودیمر، مس-64، دز جذبی
  • علی اروانه، علی اسدی*، سید ابوالفضل حسینی صفحات 76-84

    در این مطالعه ما با استفاده از کد مونت کارلو MCNP خواص حفاظت در برابر اشعه گاما سیستم شیشه ای با ترکیب با غلظت های مشخص (35، 30، 25، 20، 15، 10، 5 =x  درصد مول) را با محاسبه چندین پارامتر مربوط به تضعیف فوتون مانند لایه نیم جذب (HVL)، پویش آزاد میانگین ​​(MFP)، ضریب تضعیف جرمی (μm)، عدد اتمی موثر (Zeff) و ضریب انباشت (BF) برای سطوح مختلف انرژی در محدودهkeV100-1500 بررسی کردیم. برای تایید نتایج شبیه سازی، نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های مستخرج از پایگاه داده  XCOMمقایسه شد. مشاهده شد که داده های مستخرج از پایگاه NIST-XCOM و نتایج کد کامپیوتری MCNP توافق خوبی با یک دیگر دارند. درصد انحراف  (PD)بین داده های مستخرج از پایگاه NIST-XCOM و نتایج حاصل از کد کامپیوتری MCNP در بیش تر موارد کم تر از 59/0 درصد بود. نتایج نشان می دهد که در مقایسه با مواد حفاظ مرسوم مانند بتن و سرب، ترکیب جدید پارامترهای تضعیف موثرتری را علاوه بر خواص فیزیکی نشان می دهد. شیشه با بالاترین غلظت 2TiO از نظر چگالی مطلوب ترین حالت را در مقایسه با مواد حفاظ بررسی شده دارد. در این مطالعه از یکی از روش های کاهش واریانس برای کاهش خطای محاسبات MCNP استفاده شد. توافق بین داده های مستخرج از پایگاه NIST-XCOM و نتایج حاصل از شبیه سازی های این مطالعه نشان می دهد که مدل سازی مونت کارلو یک روش خوب جهت بررسی مشخصات حفاظ پرتوی گاما می باشد.

    کلیدواژگان: اشعه گاما، ضریب انباشت، کد MCNP و پایگاه داده XCOM، پارامترهای تضعیف مواد حفاظ
  • سید میلاد میرعماد*، علی بهرامی سامانی، سید سهیل سیاحی صفحات 85-92
    صفحه ی مینیاتوری LEU پرتودهی شده در رآکتور تحقیقاتی تهران که برای تولید رادیوایزوتوپ مولیبدن-99 استفاده می شود، منبع پرتوزایی متشکل از رادیوایزوتوپ های مختلف است. محاسبه و تخمین آهنگ دز تابش های گامای گسیلی از این منبع، به منظور مقایسه با مقادیر آهنگ دز مجاز توصیه شده برای حمل ونقل مواد پرتوزا و حفاظت پرتویی کارکنان حین انجام تست های آزمایشگاهی داغ، پیش از هر اقدام عملی، امری ضروری است. در این مقاله، اعتبار یک روش پیشنهادی جهت تخمین آهنگ دز تابش های گامای گسیلی از هدف داغ، ضمن مقایسه با اندازه گیری های تجربی، مورد بررسی قرار گرفت. در روش پیشنهادی از کد مونت کارلو MCNPX و الگوریتم چند گامی نوشته شده در کد MATLAB استفاده شد. نتایج نشان داد که برای اهداف داغ، آهنگ دز محاسباتی به روش پیشنهادی همواره کم تر از آهنگ دزهای اندازه گیری شده است. از این رو، بر اساس یک نگرش محافظه کارانه، بهتر است جهت تخمین ضخامت مناسب حفاظ، مقادیر آهنگ دز محاسبه شده را در عدد 2 ضرب نمود و سپس با حدود مجاز مقایسه کرد.
    کلیدواژگان: دزیمتری، هدف LEU، کانتینر حمل، حفاظ گذاری، MCNPX
  • اویس حسن پور، فرشاد قاسمی*، فریدون عباسی دوانی، محمد نظری صفحات 93-102

    شتاب دهنده های الکترواستاتیک، شتاب دهنده هایی هستند که از یک اختلاف پتانسیل ثابت با زمان برای ایجاد میدان الکتریکی مناسب و درنتیجه شتاب دهی یون و الکترون استفاده می کنند. شتاب دهنده ی داینامیترون که از شتاب دهنده های الکترواستاتیک پرکاربرد در صنعت است، از یک مدار چندبرابرکننده ی ولتاژ برای تولید ولتاژ موردنیاز برای شتاب دهی استفاده می کنند. المان های خازنی مدار چندبرابرکننده ی ولتاژ در شتاب دهنده ی داینامیترون توسط الکترود نیمه استوانه ای که در یک آرایه ی ستونی قرار دارند تشکیل می شود. طراحی این ستون از الکترودها که به ستون افزاینده ی ولتاژ نیز موسوم است فرایندی پیچیده است که نیازمند مطالعه و شبیه سازی در دو حوزه ی الکترومغناطیس و مدل مداری به صورت هم زمان است. طراحی مفهومی این ساختار نیز به دلیل به هم پیوستگی برخی پارامترها امری پیچیده می باشد. در این مقاله پس از معرفی مختصر بخش های مختلف یک شتاب دهنده ی داینامیترون و پرداختن دقیق به بخش ستون افزاینده ی ولتاژ، به ارایه ی یک روند برای طراحی مفهومی ستون افزاینده ی ولتاژ یک شتاب دهنده ی داینامیترون می پردازیم.

    کلیدواژگان: شتاب دهنده، الکترواستاتیک، ولتاژ بالا، چندبرابرکننده
  • علی کللی، داود نقوی دیزجی، ناصر وثوقی* صفحات 103-110
    به منظور تحلیل نوترونیک قلب رآکتورها، نیاز به توسعه نرم افزارهای محاسبات هسته ای جهت تولید ثابت های چند گروهی و حل عددی معادله پخش چند گروهی است. برای این منظور، از روش هایی استفاده می شود که علاوه بر دقت مناسب از حجم و زمان محاسبات بهینه ای برخوردار باشند. در این پژوهش به تیوری حاکم بر روش نودال بسط شار جریان متوسط و هم چنین مرتبه های بالاتر بسط شار پرداخته می شود. پس ازآن با گسسته سازی معادله پخش چند گروهی نوترون، نشان داده می شود که این روش از زمان محاسبات بهینه و دقت خوبی بهره می برد. گسسته سازی معادله پخش مستقیم و الحاقی، برای هندسه شش گوش دوبعدی و در دو گروه انرژی انجام می شود و پس ازآن شبیه ساز قلب رآکتور -ACNEM3SH توسعه می یابد. جهت راستی آزمایی، محاسبات برای قلب رآکتور D2IAEA- انجام شده و با مقایسه با مراجع معتبر، نتیجه می شود که با افزایش مرتبه بسط شار از چندجمله ای های درجه دو به پنج، خطای محاسبات از 36/11 % به 52/3 % بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: شبیه ساز، محاسبات هسته ای، معادله پخش نوترون، هندسه شش گوش، نودال بسط شار
  • محمود فیروززارع* صفحات 111-120
    یکی از کارامدترین و مفیدترین روش ها برای اصلاح سطحی پلیمرها جهت کاربردهای خاصی مانند تولید جاذب ها، پیوندزدن مونومرهای عاملی موثر بر روی پلیمرها است. در این کار پژوهشی، پیوندزنی مونومرهای اکریلونیتریل و متاکریلیک اسید روی سطح میکروالیاف توخالی از جنس پلی پروپیلن با استفاده از روش های پروکسایش و پرتودهی هم زمانی گاما و عوامل موثر بر آن از قبیل دزهای پرتودهی و غلظت مونومرهای عاملی مورد بررسی قرار گرفت. بالاترین میزان پیوندزنی 2/81 % و مربوط به روش پرتودهی هم زمانی با دز پرتودهی kGy 45 بود که در غلظت مونومری 40 % و در حضور نمک بازدارنده ی فریک کلراید با غلظت 2/0 % انجام شد. استفاده از نمک مور در روش هم زمانی به دلیل انحلال کم آن در محیط آلی محلول تاثیر کم تری در جلوگیری از واکنش جانبی جور پلیمری شدن داشته و بالاترین میزان پیوندزنی به دست آمده برای آن 62/33 % بود که با به کار بردن 2/0 % نمک مور در دز پرتودهی kGy 40 به دست آمد. طیف بینی مادون قرمز از نمونه های پیوندزنی شده نتایج محاسبه ی درصدهای پیوندزنی با روش وزن سنجی را مورد تایید قرار داد. هم چنین نتایج نشان داد که روش پروکسایش با شرایط پرتودهی موجود در مرکز تابش گامای سازمان انرژی اتمی، روش موثری برای این پیوندزنی نیست.
    کلیدواژگان: اصلاح سطحی، میکروالیاف توخالی، پیوندزنی هم زمانی، پروکسایش، نمک مور، فریک کلراید
  • صالحه بهشتی پور*، جواد کریمی ثابت، رضا نشاطی، داود احدپور صفحات 121-129
    در این پژوهش، تغییرات زمانی تپ های لیزری 2CO TEA که از اتاقکی حاوی گاز 6SF با فشار mbar 150-10 عبور می کند، در شاریدگی های انرژی و فشارهای گازی مختلف بررسی شده است. نشان داده شده است که برای هر شاریدگی، فشار قطع معینی وجود دارد که در این فشار قطع، میخه تپ لیزری به طور کامل حذف می شود، درحالی که دنباله تپ که دربرگیرنده کسر قابل توجهی از انرژی اولیه آن است، برجامی ماند. شواهد تجربی برآمده از داده های بیناب سنجی FTIR، گسست چندفوتونی لیزری مولکول های 6SF را پاسخگوی اصلی این رفتارها معرفی می نماید.
    کلیدواژگان: شکل دهی لیزر گازکربنیک، گسست چندفوتونی، مولکول 6SF
  • سمیه پناهی بخش*، فریبا منصوری، محمود نیکوفرد صفحات 130-137
    در این مقاله نانوکره های سطحی دوفلزی مس- طلا و مس- نقره با استفاده از تابش لیزر اگزایمر ArF با طول موج nm 193 و پهنای تپ ns 15 بر نمونه های لایه نازک شامل دو لایه فلزی لایه نشانی شده بر سطح شیشه BK7 ایجاد شدند. چگالی و شکل ساختارها در شرایط متفاوت تابش دهی به دست آمد و ویژگی های اپتیکی، مورفولوژی و پایداری ساختارهای بهینه مس- طلا و مس- نقره مقایسه شدند. نتایج به دست آمده نشان می دهد نانوکره های دوفلزی هسته- پوسته مس- طلا با چگالی بالا و پاسخ اپتیکی و پایداری مناسب در شار انرژی 2mJ/cm 150 و تعداد 5 تپ لیزری به دست می آید. نانوساختارهای نقره- مس چگالی کم تر و پاسخ اپتیکی و پایداری ضعیف تری نشان دادند. نانوساختارهای مس- طلا به دست آمده برای استفاده در کاربردهای پلاسمونیکی نظیر نانوحسگر زیستی و طیف سنجی رامان تقویت شده سطحی مناسب هستند.
    کلیدواژگان: پلاسمونیک، نانوساختارهای دوفلزی، لیزر اگزایمر ArF، تشدید پلاسمون سطحی جایگزیده
  • مائده قاسمی*، فاطمه نریمانی، مجید عشق آبادی صفحات 138-147
    در این پژوهش، از روش نوین کندوپاش پلاسمایی برای لایه نشانی مس بر فیلم فیبروین ابریشم استفاده شده است. به دلیل خواص منحصر به فرد فیبروین ابریشم از جمله انعطاف پذیری بالا، خواص مکانیکی خوب و سازگاری با بدن، می توان از فیبروین رسانا به عنوان نسل آینده ی مواد الکترونیکی انعطاف پذیر، البسه های رسانا و مواد کاشتنی داخل بدن استفاده کرد. در این کار، سطح فیلم فیبروین به مدت 6 دقیقه توسط سیستم کند و پاش پلاسمایی بهینه شده، با مس لایه نشانی شده است. تست رسانایی فیلم فیبروین و نتایج رسانایی جهارپروب نشان می دهد که فیلم فیبروین ابریشم پس از لایه نشانی، خاصیت رسانایی خوبی پیدا کرده است. آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی، بافت سطح و چگونگی قرارگیری اتم های مس مابین اجزای روی سطح را به وضوح نشان می دهد. هم چنین، از انالیز EDX نیز درصد اتم های مس لایه نشانی شده نشان داده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش کند و پاش پلاسمایی یک روش سریع، پاک و کارآمد جهت لایه نشانی فلز روی سطوح پلیمری مانند فیبروین و تولید پلیمرهای رسانای انعطاف پذیر می باشد.
    کلیدواژگان: کند و پاش پلاسمایی، لایه نشانی فلز، پلیمر طبیعی، فیبروین ابریشم
  • مهدی نظیرزاده*، بابک خان بابائی، حمیدرضا البرزنیا صفحات 148-154
    شرایط افروزش و اشتعال سوخت های گداخت هسته ای در حضور ناخالص ها، یکی از موارد مهمی است که در طراحی قرص های سوخت باید مورد توجه قرار گیرد. در این مقاله اثر ناخالصی هسته سنگین طلا بر کلیه فرایندهای احتراق در پلاسمای غیرتعادلی سوخت دوتریم- تریتیم در مدل چهار دمایی که در آن شکل تابع توزیع انرژی بر رفتار دمایی فوتون ها تاثیر می گذارد مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه شامل بررسی اثرات منفی ناخالصی سوخت، در طول زمان تشکیل لکه داغ و اشتعال سوخت است. نتایج محاسبات عددی به دست آمده از شبیه سازی کلیه فرایندهای موثر در احتراق نشان می دهد به دلیل حضور این ناخالصی ها، بار موثر یونی و به تبع آن تابش ترمزی افزایش می یابد که و در نهایت باعث کاهش بازدهی سوخت می شود.
    کلیدواژگان: گداخت محصورسازی لختی، احتراق حجمی، تابش ترمزی، ناخالصی طلا
  • فرحناز معتمدی سده*، رضا روشن صفحات 155-162
    ویروس سندرم لکه سفید یکی از عوامل عفونت زای مهم میگو می باشد. در این تحقیق، از نمونه های میگو عفونی و جمع آوری شده از مزارع میگو استان بوشهر، ویروس سندروم  لکه سفید جداسازی و در همولنف خرچنگ دراز تکثیر و از طریق آزمون PCR وجود ویروس تایید گردید. تیتراسیون ویروس در پست لاروهای میگو به روش کربر /ml50LD 105.4 محاسبه و غیرفعال سازی با بیم الکترون انجام شد. ارزش 10D و دز مطلوب پرتو الکترون برای غیرفعال سازی این ویروس به ترتیب 85/1 و 13 کیلوگری به دست آمد. ویروس پرتوتابی شده با الکترون به عنوان واکسن- الکترون و باکتری ویبریوپاراهمولیتیکوس پرتوتابی شده به عنوان محرک برای ایمن سازی میگو وانامی استفاده شدند. دز حفاظتی 50 % برای گروه های دریافت کننده واکسن الکترون، واکسن الکترون همراه با باکتری ویبریو پرتوتابی شده و گروه دریافت کننده باکتری ویبریو پرتوتابی شده به تنهایی در روش تزریقی به ترتیب 62/5، 30/6 و 87/2 محاسبه شد. درصد بقا نسبی این سه گروه در روش تزریقی به ترتیب 64 %، 72 % و 22 % و در روش حمامی به ترتیب 75 %، 85 % و 5/12 % محاسبه شد. با توجه به نتایج آزمون مواجهه دو گروه 1 و 2 در مقابل ویروس زنده اثر حفاظتی خوبی نشان دادند. لذا نتیجه گیری می شود که باکتری ویبریو پاراهمولیتیکوس پرتوتابی شده می تواند به عنوان یک محرک ایمنی اثر حفاظتی واکسن- الکترون را در میگوها تقویت نماید. هم چنین هر دو روش تزریقی و حمامی برای واکسیناسیون میگوها بدون اختلاف معنی دار در درصد بقا نسبی مناسب می باشند.
    کلیدواژگان: میگو، ویروس سندرم لکه سفید، بیم الکترون، ویبریو پاراهمولیتیکوس، واکسن
  • نرجس دماوندی کمالی، سعید رجبی فر*، مرضیه حیدریه صفحات 163-169

    عصاره گیاه رزماری، 4 برابر آنتی اکسیدان های مصنوعی مانند BHT و BHA خاصیت آنتی اکسیدانی دارد. رزمارینیک اسید نه تنها به دلیل خواص آنتی اکسیدانی قوی مورد توجه است بلکه خصوصیات ضدالتهابی، ضدتوموری، ضدباکتریایی، ضدویروسی و ضدسرطانی را نیز در پژوهش های مختلف نشان داده است. هدف از این تحقیق، بررسی اثرات دما، زمان، pH و غلظت رزمارینیک اسید پرتودیده و نشان دارسازی آن با رادیوایزوتوپ گالیم-67 به عنوان یک عامل تصویربرداری با وضوح بالا برای توموگرافی رایانه ای تک فوتونی است. در مطالعه حاضر، رزمارینیک اسید تحت تابش گاما با مقادیر 20 و 30 کیلوگری در دو غلظت 1 و 5/0 درصد با رادیوایزوتوپ گالیم-67 تولید شده در سیکلوترون کرج نشان دار و راندمان و خلوص رادیوشیمیایی آن ها با هم مقایسه شد. شرایط نشان دارسازی (از جمله pH، دما، زمان و غلظت) مورد بررسی قرار گرفتند. کنترل کیفی به وسیله کروماتوگرافی لایه نازک (RTLC) انجام گرفت. بر اساس آزمون های صورت گرفته، تیمار بهینه نشان دارسازی رزمارینیک اسید پرتو دیده در سطح 30 کیلوگری و غلظت 1 درصد و pH  برابر 5/5-6، در زمان 30 دقیقه در دمای 45 درجه سانتی گراد، بالاترین راندمان و خلوص رادیوشیمیایی 95 % به دست آمد. ضمنا ماده نشان دار پایداری خوبی حتی بعد از 12 ساعت از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: گالیم-67، نشان دارسازی، رزمارینیک اسید، خلوص رادیوشیمیایی
  • داود ایرجی*، حسین رسولی، چاپار رسولی، بنفشه پورشهاب صفحات 170-181
    تعیین پروفایل میدان مغناطیسی برای مطالعه سطوح شار، کشیدگی، مرز پلاسما و چگونگی کنترل زمان- واقعی آن ها در توکامک ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است. در این کار تحقیقاتی سامانه محاسبه و نمایش شکل، مکان و مرز پلاسما برای اتاق کنترل توکامک دماوند به منظور تعیین پروفایل میدان مغناطیسی و سطوح شار در فاصله زمانی بین دو شات متوالی توسعه یافته است. این سامانه براساس اندازه گیری با حس گرهای تشخیصی پروب های مغناطیسی و حلقه های شار مغناطیسی به همراه حل معادلات ریاضی مبتنی بر فیزیک مساله پیاده سازی شده است. به منظور محاسبه پروفایل میدان مغناطیسی و شکل پلاسما، پس از تهیه و جمع آوری داده ها از طریق سیستم داده گیری، ابتدا توسط یک کد توسعه یافته نسبت به پیش پردازش داده ها از قبیل حذف نویز، حذف داده های اضافی و . . . اقدام می گردد. سپس با استفاده از کد دیگری پارامترهای سطح مقطع مانند شکل، مکان و مرز پلاسما محاسبه گردیده و در اتاق کنترل توکامک نمایش داده می شوند. کلیه کدهای این سامانه در محیط نرم افزار متلب و در قالب رویه رابط کاربر گرافیکی نوشته شده اند به طوری که یک دسترسی آسان و سریع به اپراتور توکامک جهت مشاهده نتایج پس از هر شات داده می شود. این سامانه در حال حاضر در اتاق کنترل توکامک دماوند مورد نصب و بهره برداری قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: توکامک دماوند، روش رشته جریان، رابط کاربر گرافیکی، شکل و مکان پلاسما، مرز پلاسما
|
  • P. Mehdipour Kaldiani, A.H. Ramezani * Pages 1-11

    The total excitation energy, TXE, as a function of fission fragments, is evaluated for neutron-driven fission of 230-236U using the statistical scission point model. In this model, as the systematic model, the total excitation energy includes the deformation and intrinsic energy. TXE values calculated by the systematic model are compared with the available experimental data for the neutron-induced 233U. Then the total excitation energy as a function of fission fragments is evaluated for neutron-induced fission of 230-236U. The total excitation energy distribution is compared for neutron-induced fission and for photofission of 233U and 238U. There is little difference between the TXE distribution of neutron-induced fission and photofission. The prompt neutron distribution is evaluated by using the obtained total excitation energy. The calculated prompt neutron number has a large variation for even uranium isotopes due to the neutron-separated energy of fission fragments. In addition, the prompt neutron number for heavy fission fragments is less than the experimental neutron number which due to the excess neutron of those fragments. It is due to the evaporation of an excess neutron with lower TXE values in heavy fragments.

    Keywords: Total excitation energy, Fission fragments, Neutron-induced fission, Neutron number
  • Kh. Benam *, S.Z. Mousavi, V. Dehghani, S.A. Alavi Pages 12-19

    The nuclear level density parameter is a vital quantity in nuclear physics. The nuclear level density parameter has been calculated using different methods. In this study, the LDA method calculated the single particle level density, and the nuclear level density parameter has been obtained as a function of temperature. Based on the Lestone method and based on the Thomas-Fermi approximation, the level density parameter has been calculated as the order of the next to Lestone results (corrected Lestone method). Using the calculated nuclear level density parameter and the pairing energy, the nuclear level density, excitation energy, entropy, and heat capacity have been determined.

    Keywords: Single particle level density, Level density, Level density parameter, Pairing energy, Excitation energy
  • M. Arabieh, Y. Taghipour Azar *, S. Shahab Naghavi, S.J. Ahmadi, M.A. Khazaie Pages 20-26
    Hydrogen isotope separation can be achieved by confinement to small mesoporous structures or by strong adsorption sites. MOFs are attractive candidates for isotope separation, considering their tunable pore structures and the potential to introduce adsorption sites. In this research, we investigate the formation of elongated dihydrogen complexes near MOF’s open metal sites as a promising reaction for isotope separation. The electronic structure of all MOFs (M is the first-row transition metal) is studied based on density functional theory. The quantum chemical approach suggests Fe-MOF as a promising candidate for isotope separation by modeling the non-covalent interactions with the active site/H2 cluster.
    Keywords: Isotope separation, Metal-organic frameworks, Density functional theory, Dihydrogen complexes
  • F. Mansourzadeh *, A. Norouzi Pages 27-38
    In this research, the analytical and numerical comparison of the R model cascade with Q and QI model cascades for stable isotope separation has been done. In this regard, the numerical codes for the design of the R and QI model cascade for comparison to the analytical Q model cascade have been written in MATLAB software. The results show that for two components k1 and k2, a few R-cascades are special states of the QI cascade for the k1 component. Also, the findings show that the sum of the partial cut values for two components k1 and k2 in the cascade R is always equal to one (θk1,s+ θk2,s=1). Based on the results, if the parameter M* in the Q model is equal to the mean value of the two components, k1, and k2, in the R model, these two models are the same. Therefore, the R cascade is a special case of QI and Q cascades. The QI cascade encompasses a wide range of cascades, and by choosing the right cut in it, optimal relations can be achieved. For example, the results for isotopes 4 and 9 of Xe show that the total flow rate is optimal for the QI cascade. This is compared to the Q and R models.
    Keywords: Separation, stable isotopes, R model, Q model, QI model
  • S. Salahi *, M. Faragpor, S. Basiri, S.M. Norbahksh Pages 39-45
    The quality of heavy water performance in atomic power plants as a substitute for neutron particles depends on its degree of purity. The concentration of heavy water in the nuclear industry is of significant importance. The Heavy Water Reactor of Isfahan, in the nuclear sector, includes a heavy water purification and condensation system. This was launched at the same time as the reactor was built. For electrolysis of water and its isotopes, such as heavy water, it requires a lot of electrical energy, so it should be economical and workable. Several parameters contribute to the optimization of the operating conditions of the electrically operated apparatus. These parameters can control the number of exhaust gases, energy efficiency, and polarization in electrolysis processes. But the practical study of the role of various parameters on heavy water electrolyzer performance is very costly. Therefore, in this paper, the role of some parameters, such as tube temperature and electrolyte concentration, is modeled on the functional conditions of the electrolyzer by dynamic equations. And by introducing a variety of voltage losses in the electrolyzer system, an equation for the electrolysis voltage is obtained. The electrolyzer voltage equation is selected as the target function. The role of the parameters mentioned in energy efficiency optimization has been investigated. The electrolyzer is alkaline and contains 7% w/w potassium carbonate electrolytes. This electrolyzer has condensed heavy water with a purity of 90% to 99.8%. The results of modeling show that by increasing the concentration of potassium carbonate electrolyte by 10%, the electrolyzer polarization can be reduced (15.4%) and increase the electrical energy efficiency by up to 18.3%. Also, the results of the modeling show that by increasing the temperature to 25 C°, the electrolysis will perform better and reduce the polarization and energy consumption by 4%.
    Keywords: Electrolyzer, Heavy water condensation, Energy Efficiency
  • S. Ghaseminejad, K. Hadad *, M.H. Porhemmat, A. Rabiee Pages 46-54

    This paper discusses the implementation of an algorithm for solving 2D time-dependent neutron transport equations in heterogeneous media. A novel modular ray tracing algorithm where neutrons are allowed to travel a longer path before being removed from the structure, is adopted for the transient calculation. The time derivative of angular flux is considered as a major source of challenges in implementing the neutron transport equation, in which two cases for the time derivative of angular flux are included, first, the angular dependency of the time derivative is preserved and second mode, isotropic scalar flux approximation is applied to the time derivative. Sensitivity analysis on time step size has been investigated as an effective parameter on both computational accuracy and cost. Investigating the compatibility of the proposed numerical algorithm as well as considering the substantial role of delayed neutrons in transient processes, three multigroup mathematical models for delayed neutrons are evaluated along with the neutron transport equation. For the implementation of the verification algorithm, the well-known TWIGL benchmark is modeled and the results are compared with MPACT and DeCART codes.

    Keywords: Time dependent neutron transport, Characteristic Method, TWIGL Benchmark, Delayed Neutron
  • E. Alibeigi, Z. Riazi *, M. Askari, A. Movafeghi Pages 55-66
    Proton computed tomography (pCT) can reduce proton therapy uncertainty by measuring Relative Stopping Power (RSP) directly. The spatial resolution of the pCT images decreases due to the multi colomb scattering (MCS) of protons inside the phantom. This reduction of image quality can be compensated by using the most probable proton path in the reconstruction algorithm. In this study, a pCT system was simulated by particle-to-particle tracking of protons using the Geant4 toolkit. This simulation improves the spatial resolution of images obtained from applying different estimators of the proton path, including straight line path (SLP), cubic spline path (CSP), and most likely path (MLP). The Catphan528 phantom was irradiated with 200MeV protons. The energy, position, and direction of the particle were recorded before and after the phantom. The RSP image matrix was modified by weigthing factors obtaind using SLP, CSP, and MLP path esitimators and image was reconstructed using FBP. Spatial resolution and root mean square errors (RMSE) were compared to phantom image data. According to the results, the MLP method is less error-prone and more accurate than other methods in resolving spatial resolutions. For 100,000 protons, with image resolution ranging from 1 to 0.1 mm, the spatial resolution increased from 3 to 9 line pairs/cm, while the RMSE increased from 8.11% to 14.97%.
    Keywords: Proton computed tomography, image reconstruction, Monte Carlo Simulation, Proton path estimator
  • N. Amraee, B. Alirezapour *, M. Hosntalab, A. Haddadi, H. Yousefnia Pages 67-75

    Calculating the absorbed dose in the human body is one of the first steps in radiopharmaceutical development. This study estimates the dose absorbed by humans from the novel identified compound of 64Cu-NODAGA-RGD-BBN. For this purpose, 64Cu-NODAGA-RGD-BBN labeled compound was first prepared by changing the labeling decisions in optimal conditions. The stability of labeled heterodimer peptide was evaluated in phosphate-buffered saline (PBS) and human blood serum for 12 hours. After that, the complex's bio-distribution was investigated in tumor-bearing mice for 12 hours after injection. Finally, the dose absorbed by humans after injection of the 64Cu-NODAGA-RGD-BBN labeled compound was calculated based on mouse data using RADAR and mass extrapolation methods. The results showed that the obtained labeled compound could be produced with a high radiochemical purity of more than 99% and is highly stable (higher than 96%). 64Cu-NODAGA-RGD-BBN showed high uptake in gastrin-releasing peptide receptor-expressing tumors compared to other non-target organs. Furthermore, the dose assessment for this compound indicated that the body and other organs did not absorb a significant dose after injection.

    Keywords: RGD, Bombesin, Heterodimer peptide, Copper-64, Absorbed dose
  • A. Arvaneh, A. Asadi *, S.A. Hosseini Pages 76-84

    In this study, using the MCNP Monte Carlo code, the gamma-ray protection properties of the glass system with the composition of (55-x)Bi2O3-15Pb3O4-20Al2O3-10ZnO-xTiO2 with certain concentrations (35, 30, 25, 20, 15, 10, 5 = mol percent) were examined by calculating the several parameters related to photon attenuation such as half-value layer (HVL), mean free path (MFP), mass attenuation coefficient (𝜇m), effective atomic number (Zeff) and buildup factor (BF) for different energies in the range of 1500-100 keV. To verify the simulation results, a comparison was made with the XCOM database. It was observed that the data extracted from the NIST-XCOM database and the MCNP simulation results are in reasonable agreement with each other. The percentage deviation (PD) between the data extracted from the NIST-XCOM database and the results obtained from the MCNP simulations was less than 0.59% in most cases. The results show that compared to conventional protective materials such as concrete and lead, the new composition shows more effective attenuation parameters in addition to physical properties. The glass with the highest concentration of TiO2 has the most favorable properties in terms of density compared to the investigated protective materials. In this study, one of the variance reduction methods was used in order to reduce the error in MCNP calculations. The agreement between the data extracted from the NIST-XCOM database and the results of the simulations of this study shows that Monte Carlo modeling is an effective method to investigate gamma-ray shielding characteristics.

    Keywords: gamma-ray, Buildup factor, MCNP code, the XCOM database, Attenuation parameters Shielding materials
  • S.M. Miremad *, A.B. Samani, S.S. Sayyahi Pages 85-92
    The LEU miniature plate irradiated in the Tehran Research Reactor, which produces the radioisotope molybdenum-99, is a radioactive source consisting of various radioisotopes. Before any practical application, it is necessary that the dose rate of gamma rays emitted from this source be calculated. This was done for comparison with the recommended dose rates for radioactive materials transport and radiation protection of employees during hot tests. In this paper, the validity of a proposed method for calculating the dose rate of gamma rays emitted from hot targets was investigated, experimentally. The Monte Carlo code MCNPX and multi-step algorithm written in MATLAB were used in the proposed method. The results showed that the calculated dose rate was always lower than the measured dose rate. Therefore, based on a conservative view, it is better to multiply the calculated dose rate values by 2 and then compare them with the allowable limits. This will enable you to determine the appropriate shield thickness.
    Keywords: Dosimetry, LEU target, Transportation container, Shielding, MCNPX
  • O. Hasanpour, F. Ghasemi *, F. Abbasi Davani, M. Nazari Pages 93-102

    Electrostatic accelerators use a constant potential difference to create a suitable electric field and accelerate ions and electrons. One of the most widely used electronic accelerators in the industry, the dynamitron accelerator uses a voltage multiplier circuit to generate the voltage required for acceleration. The capacitor elements of the voltage multiplier circuit in the dynamitron accelerator are constituted of semi-cylindrical electrodes located in a columnar array. The design of this column of electrodes, also known as the voltage multiplier column, is a complex process. It requires the study and simulation of electromagnetic fields and circuit models. The conceptual design of this structure is also complicated due to parameter interdependence. In this article, after a brief introduction to different parts of the dynamitron accelerator and details of voltage multiplier columns, a process for the conceptual design of the voltage columns of a dynamitron accelerator is presented.

    Keywords: Accelerator, Electrostatic, High-voltage, Multiplier
  • A. Kolali, D. Naghavi Dizaji, N. Vosoughi * Pages 103-110
    To perform a neutronic analysis of the reactor core, it is necessary to develop nuclear computing software to produce multi-group constants and numerical solutions to the multi-group neutron diffusion equation. For this purpose, some methods are used in nuclear calculation codes that, in addition to the necessary accuracy of cost and computing time, are optimal. This paper discusses the average current nodal expansion method as well as higher orders of flux expansion. Then, the discretization of the neutron diffusion equation with ACNEM is shown, which has the ability to calculate in optimum time and with good accuracy. The discretization of the Forward and Adjoint neutron diffusion equation is performed for two-dimensional hexagonal geometry in two energy groups and then the SH3-ACNEM reactor core simulator is developed. To verify; the calculations for the IAEA-2D reactor core are performed and compared with valid references. It results that the computational error improves from 11.36% to 3.52% by increasing the flux expansion order from quadratic polynomials to five.
    Keywords: Simulator, Nuclear Calculation, Diffusion Equation, Hexagonal Geometry, ACNEM
  • M. Firouzzare * Pages 111-120
    One of the most efficient methods for modifying the surface of polymers for some specific applications such as the production of adsorbents is the grafting of functional monomers onto polymers. In this research, the grafting of acrylonitrile and methacrylic acid on the surface of polypropylene hollow microfibers and its effective parameters such as radiation doses and concentration of functional monomers were investigated using peroxidation and mutual gamma irradiation methods. The highest rate of grafting was 81.2% which was related to the mutual irradiation method with 45 kGy radiation dose, which was carried out in the monomer concentration of 40% and in the presence of ferric chloride inhibiting salt with a concentration of 0.2%. The use of Mohr’s salt in the mutual method had a lesser effect in preventing the side reaction of polymerization due to its low solubility in the organic medium. The highest rate of grafting using 0.2% Mohr’s salt at 40 kGy irradiation dose was 33.62%. Infrared spectroscopy of the grafted samples confirmed the results obtained by calculating the grafting percentages by the gravimetric method. In addition, the results showed that the peroxidation method performed at the Atomic Energy Organization's gamma radiation center was not effective.
    Keywords: Surface modification, Hollow microfibers, Mutual grafting, Peroxidation, Mohr’s salt, Ferric chloride
  • S. Beheshtipour *, J. Karimisabet, R. Neshati, D. Ahadpour Pages 121-129
    In this research, temporal variations in intense TEA CO2 laser pulses passing through SF6 gas-filled cells with a pressure of 10- 150 mbar have been characterized at different energy fluences and gas pressures. It has been shown that for every fluence there is a certain cut-off pressure at which the pulse spike is completely quenched. While the pulse tail escapes, saving appreciable fractions of its initial energy. Experimental evidence along with FTIR spectrometry data have clearly revealed incisive laser-induced multi-photon dissociation of SF6 molecules in these conditions, pronounced as the main responsible for these behaviors.
    Keywords: CO2 Laser Pulse Shaping, Multiphoton Dissociation, SF6
  • S. Panahibakhsh *, F. Mansuri, M. Nikoufard Pages 130-137
    In this paper, copper-gold and copper-silver bimetallic surface nanospheres were formed using ArF excimer laser irradiation with a wavelength of 193 nm and a duration of 15 ns on thin film samples consisting of two metal layers deposited on BK7 glass. The density and shape of the structures were obtained under different irradiation conditions. The optical properties, morphology, and stability of optimal copper-gold and copper-silver structures were compared. The results show that high-density copper-gold core-shell nanospheres with high optical response and stability are produced at a fluence of 150 mJ/cm2 and 5 laser pulses. Silver-copper nanostructures showed lower density, weaker optical response, and lower stability than other nanostructures. The obtained copper-gold nanostructures are suitable for use in plasmonic applications such as biosensors and surface-enhanced Raman spectroscopy.
    Keywords: Plasmonic, Bimetallic Nanostructures, ArF excimer laser, Localized surface plasmon resonance
  • M. Ghasemi *, F. Narimani, M. Eshghabadi Pages 138-147
    In this work, the plasma sputtering technique was used for Cu deposition on the silk fibroin film. Because of the extraordinary properties of silk fibroin such as flexibility, excellent mechanical properties, and biocompatibility, it is considered a promising material for the new generation of flexible electronic devices, implants, and wearable electronic devices. After optimization of magnetron sputtering parameters, silk fibroin film was deposited by Cu as a sputtering target for 6 minutes. The results of conductivity analyses and tests of four probes demonstrated that the deposition of silk fibroin film by plasma sputtering results in conductive film fabrication. Moreover, the surface morphology was examined by SEM analysis which clearly shows the Cu atoms among species on the surface. EDX analyses revealed the elemental composition of the material which shows clear Cu peaks after plasma sputtering. As a result, plasma sputtering is a fast, clean, and efficient technique for the deposition of metal on polymer surfaces including silk fibroin to form a conductive flexible surface.
    Keywords: Plasma sputtering, Metal deposition, Natural polymer, silk fibroin
  • M. Nazirzadeh *, B. Khanbabaei, H.R. Alborznia Pages 148-154
    The conditions of ignition and burn of nuclear fusion fuel in the presence of impurities are one of the critical issues in the fuel pellets design. In this paper, the impurity effect of Au heavy nucleus on all ignition processes in non-equilibrium DT plasma using four temperature models in which the shape of photon energy distribution function effects photon temperature behavior has been investigated. This study investigates the negative effects of fuel impurity during hot spot formation and fuel ignition. The results of numerical calculations obtained from the simulation of all effective processes in ignition show that in the presence of these impurities, effective ion charge and as a result the bremsstrahlung radiation is increased, and eventually the fuel efficiency decreases.
    Keywords: Inertial confinement fusion, Volume Ignition, Bremsstrahlung radiation, gold impurity
  • F. Motamedi Sedeh *, R. Roshan Pages 155-162
    White spot syndrome virus (WSSV) is one of shrimp and other crustaceans' most significant infectious agents. This research isolated WSSV from infected shrimp samples collected from Bushehr’s farms. It was confirmed by PCR and multiplied in Astacus leptodactylus crayfish hemolymph. Titration of WSSV was obtained in postlarvae by the Karber method as 10 5.4 LD50/mL and the virus were inactivated by the electron beam irradiation. The electron beams D10 value and optimum dose was obtained at 1.85 and 13 kGy. Electron beam irradiated WSSV (EBI-WSSV) was used as an electron vaccine to immunize L. vannamei. Gamma-irradiated inactivated Vibrio Parahaemolyticus (GIVP) was used as an immune stimulant. PD50 was calculated 5.62, 6.30 and 2.87 for the injected groups with EBI–WSSV vaccine, EBI-WSSV vaccine+ GIVP and GIVP alone, respectively. The relative percent survival (RPS) values were calculated 64%, 72% and 22% for the EBI-WSSV vaccine, EBI-WSSV+ GIVP and GIVP groups by injection route and 75%, 85% and 12.5% for these three vaccine groups in immersion route, respectively. A significant difference in cumulative mortalities was observed between both vaccination groups (EBI-WSSV and EBI-WSSV+ GIVP), and the GIVP group (P<0.05). Therefore, two vaccine groups 1 and 2 induced productivity responses in shrimp against WSSV infection and GIPV enhanced this response. The conclusion showed the irradiated Vibrio Parahaemolyticus can be used as an immune stimulator and can enhance the protective effect of electron WSSV vaccine. The RPSs in the vaccinated groups by injection and immersion routes are without any significant differences.
    Keywords: Shrimp, White Spot Syndrome, Electron Beam, Vibrio parahaemolyticus, Vaccine
  • N. Damavandi Kamali, S. Rajabifar *, M. Heidarieh Pages 163-169

    Rosemary plant extract as a natural anti-oxidant is 4 times stronger than synthetic anti-oxidant like BHT and BHA. For this reason, it has been under attention not only for its anti-oxidant properties rather for its anti-inflammatory, anti-tumor, anti-bacterial, and anti-virus properties in different studies. This research investigates the effects of temperature, time, pH, and substance concentration in the labeling of irradiated rosmarinic acid by radioisotope gallium-67 as a high-resolution imaging agent for SPECT imaging. In this study, gamma irradiated rosmarinic acid nanoparticles at 20 kGy and 30 kGy levels in two concentrations of 0.5 and 1% were radiolabeled by gallium-67 radioisotope produced in Karaj cyclotron, and their efficiency and radiochemical purity were compared. Labeling conditions (including pH, temperature, time, and compound concentration) were investigated. Quality control was performed by thin-layer chromatography (RTLC). Resulting from the experiments, 30 kGy level and 1% concentration at 45 °C for 30 minutes at pH = 5.5-6 proved to be the best time for labeling rosemary nanoparticles, and the highest radiochemical purity achieved was 95%; radio conjugate also showed good stability after 12 hours.

    Keywords: Gallium-67, Radiolabeling, Rosmarinic acid, Radiochemical Purity
  • D. Iraji *, H. Rasouli, Ch. Rasouli, B. Pourshahab Pages 170-181
    Determining the magnetic field profile is very important for studying flux surfaces, elongation, plasma boundaries, and real-time control in tokamaks. In this research, a system for calculating and displaying the shape, position, and boundary of plasma for Damavand Tokamak control room has been developed. This system determines the magnetic field profile and flux surfaces in the time interval between two consecutive shots. This software is implemented based on measurements with the probes' sensors and electromagnetic flux loops. It also solves mathematical equations based on the physics of the problem. In order to calculate the magnetic field profile and the plasma shape, after preparing and collecting the data from the data acquisition system, a developed code is used to pre-process the data, such as noise reduction, removing unnecessary data, etc. Then, using another code, the cross-section parameters such as shape, position, and plasma boundary are calculated and displayed in the tokamak control room. All the codes of this system are written in MATLAB software and as a graphical user interface procedure. This is so the tokamak operator has easy access to the results after every shot. This system is currently installed and operated in the Damavand tokamak control room.
    Keywords: Damavand tokamak, Current Filament Method, Graphical User Interface, plasma shape, position, plasma boundary