فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال بیست و هشتم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1386)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال بیست و هشتم شماره 2 (پیاپی 40، تابستان 1386)

  • 62 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1386/05/17
  • تعداد عناوین: 8
|
  • داوود آقاعلی گل، پروین اولیایی، علی باقی زاده، فرح شکوهی، امیدرضا کاکویی، بیژن موحد، محمد فرمهینی فراهانی، محمود مرادی، محمد لامعی رشتی صفحه 1
    نحوه توزیع عناصر در بسیاری از نمونه های بیولوژی، میکروالکترونیک و زمین شناسی دارای اهمیت بسیار است. با استفاده از باریکه میکرونی و روبش نمونه می توان اطلاعات دقیقی از توزیع عنصری عناصر موجود در نمونه به دست آورد. بعد از راه اندازی سیستم میکروسکوپ روبشی پروتون (ریز باریکه) در آزمایشگاه واندوگراف، کاربرد این سیستم در زمینه های مختلف علوم آغاز شد. در این مقاله بعضی از نتایج آنالیز عنصری و نحوه توزیع عناصر در نمونه های مختلف باستان شناسی، بیولوژی، کانی شناسی، میکروالکترونیک و بیوتکنولوژی گزارش شده است. نتایج ارائه شده بعد از راه اندازی سیستم میکروپیکسی به دست آمده است. هدف از ارائه این نتایج، معرفی سیستم و بیان قابلیت های آن در بررسی و آنالیز عنصری مواد است.
    کلیدواژگان: آنالیز عنصری، پیکسی، میکروسکوپ روبشی پروتون، توزیع عنصری
  • نصرالله جباری، بیژن هاشمی ملایری، علی فرج الهی، انوشیروان کاظم نژاد، عباس شفایی، شهین جباری صفحه 11
    باریکه های الکترونی بطور وسیعی در پرتو درمانی مورد استفاده قرار می گیرند. با توجه به اینکه مقدار انرژی اسمی الکترونها ویژگی های باریکه های الکترونی را برای مقاصد درمانی به اندازه کافی فراهم نمی آورند، لازم است داده های دز عمقی را برای باریکه های الکترونی مشخص کرده و آنها را مورد استفاده قرار داد. هدف از این تحقیق بدست آوردن داده های دز عمقی باریکه های الکترونی 6 MeV و 8 MeV حاصل از شتابدهنده خطی نپتون 10PC و ارزیابی ویژگی های این باریکه ها به روش شبیه سازی مونت کارلو است. در این تحقیق از کد BEAMnrc برای مدل سازی شتابدهنده مورد نظر استفاده شد. همچنین برای شبیه سازی فانتوم آب مورد استفاده (RFA300) ، کد DOSXYZnrc بکار رفت. نمودارهای دز عمقی در امتداد محور مرکزی و عمود بر آن برای این باریکه های الکترونی در میدان 10 × 10 cm2 به روش مونت کارلو ترسیم شدند. پارامترهای عمق دز R100 ،Rq، R85، R50 و Rp از نمودارهای دز عمقی بهنجار شده بدست آمدند. نمودارهای دز عمقی محاسباتی در امتداد محور مرکزی و عمود بر آن سازگاری بسیار خوبی با مقادیر نمودارهای تجربی نشان دادند. با توجه به اینکه شتابدهنده های مختلف از یک سازنده و با مدل مشابه اغلب ساختارهای مشابهی دارند، به نظر می رسد که با شبیه سازی یک شتابدهنده از یک سازنده و با تغییر بیناب انرژی و شاخص کیفیت باریکه های مدل شبیه سازی شده، بتوان به مدل محاسباتی سایر شتابدهنده ها از همان سازنده دست یافت. علاوه بر این، به نظر می رسد با فراهم شدن مدل محاسباتی برای هر شتابدهنده، بتوان اثر هر یک از ساختارهای سر درمانی شتابدهنده را بر باریکه های الکترونی بررسی کرد و در نهایت توزیع دز حاصل را بدست آورده و مورد ارزیابی قرار داد.
    کلیدواژگان: مونت کارلو، شتابدهنده خطی پزشکی، باریکه الکترونی، پرتو درمانی
  • ناهید حاجیلو، غلامرضا رئیس علی، سعید حمیدی، غلامرضا اصلانی صفحه 19
    در این کار پژوهشی به تعیین شدت و طیف نوترون های حاصل از بمباران هدف تالیوم-203 به وسیله پروتون های با انرژی 28/5 MeV و جریان 145μA حاصل از سیکلوترون «Cyclone30» پرداخته شده است. با توجه به کاهش انرژی پروتون ها به هنگام عبور از ضخامت هدف تالیوم و زیر لایه مسی، انرژی متوسط پروتون ها در عمق های مختلف با استفاده از برنامه SRIM بدست آمد. به ازای انرژی متوسط پروتون در هر لایه، سطح مقطع انجام واکنش و توزیع انرژی نوترون های تولید شده به وسیله کد ALICE حساب شد و با استفاده از مقادیر بدست آمده، شدت و طیف کل نوترون های تولیدی از تالیوم و مس تعیین گردید. با به کاربردن مشخصات چشمه بدست آمده به شدت 1/22 × 1013 n/s در کد MCNP/4C، نرخ دز معادل نوترون در فاصله 6 متری از چشمه نوترون حساب و با نتایج تجربی مقایسه شد. همچنین آکتیویته محصول بمباران (201Pb) حساب شد و مقدار اندازه گیری شده به ترتیب برابر با 13/5 Ci و 13/1 Ci بدست آمد که با توجه به تقریب های محاسبه و خطای اندازه گیری، با یکدیگر در توافق قابل قبولی می باشند.
    کلیدواژگان: تالیوم 203 هدف، باریکه های پروتون، شدت، طیف انرژی، سطوح مقطع، کدهای کامپیوتری
  • فاطمه دینی، سینا خراسانی صفحه 25
    آرایش و پیکربندی پلاسمای توکامک در میزان پارامترهای آن تاثیر چشمگیری دارد و در روابط محاسباتی کاملا ملموس است. در انجام محاسبات ترابرد، ضرایب و کمیت های اساسی وجود دارند که محاسبه دقیق آنها با توجه به دستگاه معادلات از اهمیت خاصی برخوردار است. از آنجا که توکامک سیستمی چنبره ای است علاوه بر اثرهای کلاسیک لازم است اثرهای نئوکلاسیک ناشی از انحنای میدان در آن مورد بررسی قرار گیرند. ذرات به دام افتاده در هندسه ای با میدان قوی بر مسیرهای موازی شکلی نوسان می کنند که بر بسیاری از پارامترهای برخوردی ترابرد اثر دارد. در اینجا محاسبه دقیق کسر ذرات به دام افتاده با توجه به مدل تعادلی استاندارد در آرایش بیضی شکلی که برای توکامک در نظر گرفته شده با استفاده از مدل Lin-Liu صورت گرفته است. لازم به ذکر است که در این محاسبات، پروفیل میانگین میدان مغناطیسی بر سطوح شار با انتگرالگیری تحلیلی با فرض تابع بیضوی گون در حالت «نسبت منظر» خیلی بزرگ و جابجایی صفر مرکز سطوح بدست آمده است. با استفاده از فرمولبندی و مدل مناسب در رژیم های مختلف برخوردی ضریب هدایت نئوکلاسیک پلاسما در توکامک دماوند با داشتن کسر ذرات به دام افتاده حساب می شود و منحنی های لازم به دست می آیند. بی شک در محاسبه ترابرد و کمیتهای دیگر از این داده ها برای توکامک دماوند می توان بهره گرفت.
    کلیدواژگان: توکامک، ترابرد نئوکلاسیک، کسر ذرات به دام افتاده، ضریب هدایت پلاسما، دستگاه مختصات شار
  • صدیقه مرادخانی، فریبا سدادی، میترا مطلوبی، امیررضا جلیلیان، کمال الدین شفایی، علیرضا کریمیان، سعید دانشوری صفحه 34
    در بررسی بیماری های قلب، تعیین متابولیسم آن علاوه بر وضعیت خونرسانی عامل بسیار مهمی در تشخیص وضعیت اکثر بیماری های قلب وعروق می باشد. در این میان تعیین وضعیت بیماری هائی مانند بیماری ایسکمی قلب (اختلال در خونرسانی عضله قلب) کاردیومیوپاتی (اختلال در عملکرد عضله قلب) و بیماری های ناشی از ازدیاد فشار خون از اهمیت ویژه ای برخوردار است. امروزه در اکثر کشورهای پیشرفته، جهت تعیین متابولیسم قلب از روش های PET استفاده می کنند ولی از آنجا که این سیستم تصویربرداری پرهزینه بوده و در اکثر مراکز موجود نیست می توان از نشاندارسازی اسید چرب IPPA (یدو فنیل پنتا دکانوئیک اسید) با ید رادیوآکتیو برای بررسی متابولیسم قلب، که مکمل سایر روش های موجود است کمک گرفت. تمام مراحل آزمایشگاهی آن بر روی حیوانات آزمایشگاهی با ید 131 صورت گرفت؛ عمل نشاندار شدن IPPA با ید 131 و تعیین خلوص شیمیایی آن با HPLC توسط گروه شیمی سیکلوترون انجام شد و در زمانهای مشخص، پس از تزریق مقدار معینی از پرتوداروی مورد نظر، عمل تصویربرداری صورت گرفت و توزیع بیولوژیکی پرتودارو در ارگانهای مختلف بررسی شد. در تصاویر اولیه جذب (Uptake) تیروئیدی نسبتا بالا بود که در مراحل بعد، از محلول لوگل برای حذف جذب تیروئیدی و اصلاح تصویر استفاده شد و در تصاویر بعدی جذب مناسبی در قلب که ارگان هدف بود مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: اسید چرب، 131-IPPA، متابولیسم قلبی، توزیع بیولوژیکی، جذب تیروئید
  • سیدجلال رستگاری، سیروس ودادی، سیدمحمود غفاری صفحه 41
    در این طرح پژوهشی از 5 سطح وزنی 6، 8، 10، 12، 14 گرمی بنه زعفران و پنج سطح 0، 2/5، 5، 10/5 ،7 گری پرتو گاما استفاده شد. پس از تکمیل اطلاعات سال اول تحقیق، با استفاده از تجزیه واریانس وضعیت بوته های سبز شده، طول گلپوشها و طول کلاله ها در مورد بنه های شاهد و تیمار شده، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از نظر آماری با انتخاب سطح معنی دار، 5% سطوح مختلف وزن پیازها و سطوح مختلف پرتودهی گاما به بوته های سبز شده و طول گلپوش ها و کلاله ها تاثیر معنی داری نداشتند. بررسی کروموزوم ها در تقسیم میتوزی انتهای ریشه نشان داد که ناهنجاری های کروموزومی در تیمارهای مربوط به بنه های 8 و10 گرمی و در سطح 7/5 و10 گری تابش پرتو گاما به وفور دیده می شوند. بنابراین، می توان نتیجه گرفت که پرتوتابی بیش از 10 گری باعث توقف جوانه زنی در این گیاه می شود و بهترین دز پرتوتابی از 5 تا10 گری می باشد.
    کلیدواژگان: زعفران، موتاسیون، پرتو گاما، تنوع ژنتیکی
  • محمدرضا قادری، محمدتقی طهماسب نظامی، داوود جمالی اسفهلان صفحه 47
    برای ارزیابی کمی عیار اورانیوم گمانه های حفاری شده در کانسار خشومی، از داده های چاه پیمایی و آزمایشگاهی XRF نمونه های مغزه استفاده می شود. بنابراین برای تعیین رابطه این دو نوع داده، با تقسیم محدوده مغزه های گمانه ها به فواصل 3/05 متری معادل فواصل بین پلاک های حفاری، عملیات یکسان سازی و آنالیز داده های چاه پیمایی در 115 محدوده انجام پذیرفت و از میان آنها، 55 محدوده که دارای ضریب بازیابی مغزه بیش از 90 درصد بودند انتخاب شدند. در این محدوده ها نحوه ارتباط عیارهای آنالیز شده به وسیله دستگاه XRF اورانیوم و توریوم بررسی و کمیت پرتوزایی ناشی از توریوم مشخص شد. سپس با دو روش بررسی رابطه پرتوزایی مطلق با عیار اورانیوم و پرتوزایی ممیز شده اثر توریوم با عیار اورانیوم، معادلات رگرسیون آنها بدست آمد. در معادله پرتوزایی مطلق با عیار اورانیوم، میزان میانگین خطای تخمین در حد صفر است، ولی با توجه به بالا بودن نسبی واریانس، خطای تخمین برای حصول سطح اطمینان مناسب برای طراحی معدنی، به اطلاعات تکمیلی نیاز است.
    کلیدواژگان: چاه پیمایی، ضریب K، بازیابی مغزه، یکسان سازی، پرتوزایی، عیار اورانیوم
  • محمد امین احمدی فقیه، لیلا فرزین، محمداسماعیل موسسی صفحه 53
    امروزه در دانش پزشکی تعیین عناصر کم مقدار (1) مانند مولیبدن در نمونه های زیستی، به لحاظ نقش ضروری که در واکنشهای بدن دارند حائز اهمیت بسیار است. مولیبدن در ساختار آنزیمهای فلزی زانتین دی هیدروژناز، آلدئید اکسیداز و سولفیت اکسیداز در بدن موجودات زنده موجود می باشد. این آنزیمها در سوخت و ساز ترکیبات حاصل از نیتروژن، کربن و گوگرد نقش مهمی دارند. مولیبدن معمولا به مقادیر اندک در نمونه های زیستی به روش فعال سازی نوترونی (2) اندازه گیری می شود. ولی با توجه به تقاضای روز افزون مراکز درمانی و دانشگاهی، برای تعیین عناصر کم مقدار، همچنین گران بودن این روش و عدم دسترسی آسان به آن، کاربرد روش طیف سنجی جذب اتمی مورد توجه بیشتری قرار گرفته است. شهرت عمومی این روش را می توان به کاربرد ساده و آسان آن در روش های مختلف مربوط ساخت. بعلاوه حساسیت زیاد روش طیف سنجی جذب اتمی مجهز به کوره گرافیتی (3) در مقایسه با روش های دیگر جذب و نشر اتمی در بسیاری از زمینه ها به ویژه در پزشکی مهم می باشد. در این کار پژوهشی روش مناسب نمونه سازی ناخن به منظور اندازه گیری مولیبدن بررسی شد و شرایط بهینه برای اندازه گیری این عنصر با دستگاه طیف سنجی جذب اتمی مجهز به کوره گرافیتی تعیین گردید. پس از بهینه کردن شرایط، غلظت مولیبدن در انواع نمونه های ناخن ارسال شده از مناطق مختلف در محدوده 0/11 تا5/10 میکروگرم بر گرم بدست آمد.
    کلیدواژگان: طیف سنجی جذب اتمی، کوره گرافیتی، عناصر کم مقدار، مولیبدن، ناخن
|
  • D. Agha Aligol*, P. Oliaiy, A. Baghizadeh, F. Shokouhi, O.R. Kakuee, B. Movahed, M. Farmahini Farahani, M. Moradi, M. Lamehi Rachti Page 1
    Finding the distribution of elements in a given sample is very important in biology, microelectronics and geology. By using a microbeam and scanning the samples, we can obtain a great deal of information about the distribution of elements. After the installation of a microprobe system in the Van de Graff Laboratory, we started applying this system. In this paper, we report some preliminary results on the distribution of elements in archaeological, geological, microelectronic samples. The aim of this paper is to describe the capabilities of the microprobe system in material analysis.
    Keywords: Elemental Analysis, PIXE, Scanning Proton Microscope, Elemental Distribution
  • N. Jabbari, B. Hashemi Malayeri*, A. Farajollahi, A. kazemnejzad, A. Shafaei, Sh. Jabbari Page 11
    Electron beams are widely used in radiation therapy. Since the nominal electron energy value is not quite meaningful for physics or dosimetry purposes in treatment planning, depth dose data for electron beams must be determined and used. The purpose of this study was to obtain the depth dose data for the 6 and 8 MeV electron beams of a NEPTUN 10PC linac and evaluating its beam characteristics using Monte Carlo method. The linac electron beams were modeled using the BEAMnrc code. The DOSXYZnrc code was also used for the simulation of RFA 300 water phantom. The central axis depth dose and the beam profiles were calculated for the beam energies at the 10×10 cm2 field size. The R100, Rq, R85, R50 and Rp parameters were extracted from the normalized depth-dose curves. The calculated results were compared with the experimental data, where the agreement between them was very good. Since different linacs from the same manufacturer and model usually have the same structures, it seems that it can be possible to model different linacs based on a particular one from the same manufacturer by defining their energy spectra and the beam quality indexes. In addition, using this method enables us to assess the characteristics of the electron beam at the exit of the linac and the effects of every part of the linacs head structure on the electron beams. It may also be possible to study and evaluate the final dose distribution.
    Keywords: Monte Carlo, Medical Linear Accelerator, Electron Beam, Radiotherapy
  • N. Hajiloo*, Gh. Raisali, S. Hamidi, Gh. Aslani Page 19
    In this research we have determined neutrons spectrum and the intensity that produced from thallium target bombardment. We have applied SRIM and ALICE computer codes to thallium target and its copper substrate for 145 mA of 28.5 MeV incident proton beam from cyclotron Cyclone30. Because of the energy degradation of protons while passing through the thallium target and its copper substrate, the average energy of protons in different depths has been calculated by using SRIM computer code. Then, by applying ALICE computer code for each sub-layer, the neutron production cross sections and their energy spectrum have been calculated to determine the total neutron intensity and spectrum. Using the calculated neutron intensity of 1.22´1013 n/s as the source, the equivalent dose rate at the distance 6 meters from the target has been calculated by MCNP computer code and the result has been compared with the measured value. The 201Pb activity has also been calculated as 13.5 Curies. The measured 201Pb activity by Curie meter CAPINTEC CRC-712 is 13.1 Ci which is in reasonable agreement with the calculated value, bearing in mind the uncertainties in the proposed models and the measurements.
    Keywords: Thallium 203 Target, Proton Beams, Intensity, Energy Spectrum, Cross Sections, Computer Codes
  • F. Dini*, S. Khorasani Page 25
    Configuration of Tokamak plasma has a dominant effect on its parameters. In the calculation of transport, there are some transport coefficients and quantities, where the knowledge of their precise values, according to the system of equations, is essential to be realized. Tokamak has a toroidal configuration, in addition to classical effects, it is necessary to study the neoclassical effects due to the field curvature. The trapped particles in strong electromagnetic fields oscillate on banana-shaped orbits which in turn affect many other collisional transport parameters. Here, a precise estimation of trapped particles based on the standard equilibrium model for an elliptical shape of Tokamak plasma has been carried out using Lin-Liu model. It should be added that in this calculation, the profile of the averaged magnetic field on the flux surfaces has been derived using analytical integration and consideration of an elliptic shape for ellipticity function in the limit of large aspect ratio and zero shift of magnetic flux surfaces. Having the fraction of the trapped particles, by following the formulation and using an appropriate model in various collisional regimes, the neoclassical conductivity of plasma in Damavand Tokamak is obtained and the respective variations have been found. The presented results can exploit the computation of transport and other quantities of Damavand Tokamak.
    Keywords: Tokamak Devices, Neoclassic Transport Theory, Plasma Radial Profile, Magnetic Field Configurations, Plasma, Trapped Particles Instability
  • S. Moradkhani*, F. Sadadi, M. Matluobi, A.R. Jalilian, K. Shafaie, A.R. Karimian, S. Daneshvari Page 34
    The main substrate of myocardial metabolism is fatty acids which constitutes the principal agent for myocardial consumption and provides almost 60-80% of the energy utilized by the heart in the resting state. Evaluation of cardiac metabolism is important for the assessment of some of cardiac disorders such as Ischemic Heart disease (IHD), cardiomyopathy (functional disorders) and Hypertensive cardiac disorders. Today, almost in all of the developed countries, PET is the first step for diagnosis and assessment of cardiac metabolic disorders. It is, however, too expensive to be used in all centers and are not available in all countries. In this regards, 123-IPPA was introduced as a substitute of PET system for evaluation of cardiac function (metabolism) and it is a complementary method for other Para-clinical methods. We decided to have a preliminary study on IPPA and due to the lack of 123-I, we had to use 131-I. The labeling of IPPA by 131-I, purification and sterilization of 131-IPPA done by the Chemistry Group of Cyclotron Ward and the bio-kinetic and imaging of rat, mice (Laboratory Animals) were performed in the Nuclear Medicine Group. After injection of a proper dose of this radiotracer, the imaging was performed in an appropriate time. In our first images, there were intensive accumulation of tracer in animals' thyroid glands, though after the intake of Lugol solution, the thyroid did not appeare and we had a number of excellent images of animal heart that was the target organ.
    Keywords: Free Fatty Acid, 131–IPPA, Cardiac Metabolism, Biological Distribution, Thyroid Uptake
  • J. Rastegari*, S. Vedadi, M. Ghafari Page 41
    In this research five levels of  Saffron Corm weights (6-8-10-12 and 14 grams) and five dose of gamma radiation (0-2.5-5-7.5 and 10 GY) were used. There were 25 treatments with 4 replication. The statistical analysis were conducted on petiole and stigma length on both the irradiated and the controlled. There were no significant difference at 5% level and weight of Saffron Corms and the irradiation does on the petiole and stigma length. The chromosomal studies on the root tip showed the chromosome abnormality in corm weight of 8 and 10 grams and the doses of 7.5 and 10 GY. It can be concluded that irradiation of more than10 GY will cause abnormality and stops the emergence of Saffron. The best does of irradiation was found to be 5-10 GY.
    Keywords: Saffron, Mutation, Gamma Ray, Genetic Variation
  • M.R. Ghaderi, M.T. Tahmaseb Nezami*, D. Jamali Esfahlan Page 47
    The quantitative evaluation of uranium content in the Khoshomi boreholes has been mainly carried out based on logging and XRF laboratory data. In order to determine the correlation between aforesaid data, composition and chemical analysis has been accomplished at 115 zones by considering 3.05 meter intervals that is equal to the length of each drilling rod. In this relation, 55 parts with the core recovery coefficient more than 90% were selected and the correlation between their uranium and thorium contents were studied to determine the amount of radiation resulted from thorium. In the next stage, the regression equation was obtained using two methods, i.e. correlation between the total count and the uranium content, and the thorium depleted radiation and the uranium content. Using the first method, the average estimation error is approximately zero. But, as the estimated error variance is relatively high, complementary information is required for a favorable mining design.
    Keywords: Logging, K-Factor, Core Recovery, Composite, Radiation, Uranium Assay
  • M.A. Ahmadi Faghih*, L. Farzin, M.E. Moassesi Page 53
    The accurate determination of molybdenum (Mo) in biological materials is of considerable importance in medical science because of the essential role played by this element in human metabolism. Molybdenum is a component of enzymes responsible for the initial stages of nitrogen, carbon and sulfur metabolism of plants, animals and humans. This element is usually determined by neutron activation analysis (NAA) in variety of samples, but direct measurement of low levels of molybdenum in biological samples by NAA is difficult. Recently instrumental analysis procedures such as atomic absorption spectrometry (AAS) have been used in clinical measurements for determination of many trace elements in the biological samples. These techniques are much simpler and cheaper than NAA. In this paper we are reporting a method of sample preparation for determining molybdenum by using graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF-AAS). This method is the most readily available technique for determination of molybdenum at the ng/g level in biological samples. It can be used for the routine hospital laboratory determination of molybdenum and has appropriate sensitivity and simplicity. The best and reliable results for molybdenum analysis was achieved by digestion of nails in HNO3 2N and was determined in the range from 0.11 to 5.10 μg/g.
    Keywords: Atomic Absorption Spectrometry, Graphite Furnace, Trace Elements, Molybdenum, Nails