فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - پیاپی 64 (تابستان 1392)
  • پیاپی 64 (تابستان 1392)
  • 96 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1392/06/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • رضا دباغ*، حسین غفوریان صفحات 1-7
    حذف سزیم پایدار و سزیم-137 به کمک جلبک سبز- آبی یا سیانوباکتری زنده ی اسیلاتوریا هوموژنا از محیط های آبی مورد بررسی قرار گرفت. میزان حذف سزیم پایدار و سزیم- 137 بعد از 240 ساعت به ترتیب، برابر با 989 نانوگرم سزیم و 2389 میلی بکرل سزیم 137 بر میلی متر مکعب زیست توده به دست آمد. pH بهینه ی جذب سزیم 10±0.3بود و با تغییر pH در مقادیر 4، 6 و 8 تغییر قابل توجهی برای جذب سزیم به کمک زیست توده ی سیانوباکتری مشاهده نشد. افزایش مقدار زیست توده ی سیانوباکتری موجب حذف بیش تر سزیم شد. بیشینه میزان حذف در محیط کشت مایع محتوی 133 میلی گرم بر لیتر سزیم و 20.53 میلی متر مکعب زیست توده بر میلی لیتر محیط کشت برابر با 5.75 میلی گرم بر لیتر بود. درصد حذف سزیم با تغییر غلظت آن از 0.133 تا 332.5میلی گرم بر لیتر از %1.1، به %5.2 افزایش یافت. در 1200 لوکس روشنایی مقدار بیشینه ی حذف سزیم برابر با 1065 نانوگرم بر میلی متر مکعب زیست توده و در غلظت 332.5 میلی گرم بر لیتر سزیم (2.5 میلی مول بر لیتر) میزان جذب 4530 نانوگرم بر میلی متر مکعب زیست توده به دست آمد. از میکروسکوپ روبشی پروتون و پرتونگاری خودکار برای تایید جذب سزیم در زیست توده استفاده شد. جذب سزیم پایدار و سزیم-137 منطبق بر معادله ی خطی لانگمویر بود و پارامترهای مدل به ترتیب،  qmax=854 ng Cs/mm3 biomass, 2272 mBq 137Cs/mm3 biomass و b=0.00011(R2=0.97), and b=0.000009 (R2=0.96), respectively به دست آمد.
    کلیدواژگان: جذب، تجمع زیستی، سزیم-137، سیانوباکتری
  • سعید باقریفام، امیر لکزیان* صفحات 8-18
    اورانیم فلزی سنگین و پرتوزا است که به طور طبیعی در پوسته ی زمین یافت می شود. فعالیت های انسان در برخی موارد منجر به افزایش مقدار اورانیم در برخی مناطق زمین شده است. به منظور بررسی اثر مایکروریزا و فسفر بر جذب اورانیم در گیاه آفتاب گردان، مطالعه ای در قالب طرح کاملا تصادفی با آرایش فاکتوریل شامل یک سطح اورانیم (100 میلی گرم بر کیلوگرم(، سه سطح مایکروریزا شامل شاهد، گلوموس اینترارادیسز و گلوموس موسه و دو سطح فسفر (20 و 60 میلی گرم بر کیلوگرم) در گلخانه ی پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد انجام شد. گیاهان بعد از یک دوره ی 60 روزه برداشت شدند. وزن خشک گیاه، مقدار اورانیم و فسفر و میزان جذب اورانیم در بخش هوایی و ریشه اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مایکروریزا باعث افزایش مقدار زیست توده و بنابراین افزایش مقاومت گیاه به تنش ناشی از سمیت اورانیم شد. هم چنین مایکروریزا باعث افزایش مقدار اورانیم در اندام های هوایی و ریشه ی گیاه آفتاب گردان شد. تیمار فسفر وزن خشک اندام های هوایی، وزن خشک ریشه ی گیاه، مقدار اورانیم در بخش هوایی گیاه آفتاب گردان را به طور معنی داری افزایش داد. نتایج همچنین نشان داد که مایکروریزا مقدار اورانیم در ریشه را چندین برابر مقدار آن در بخش هوایی افزایش داده و از این رو می تواند به عنوان گزینه ای مناسب برای افزایش تثبیت اورانیم در خاک مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: اورانیم، مایکروریزا، فسفر، گیاه آفتاب گردان
  • ابراهیم مقیسه*، محمد قنادی مراغه، احمد حیدری صفحات 19-27
    کربن آلی خاک نقش مهمی در چرخه ی کربن جهان داشته و مطالعه ی پویایی آن با توسعه ی صنعت هسته ای همراه بوده است. جداسازی فیزیکی، عمرسنجی با کربن-14 و طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیر قرمز (FTIR)، از روش های معتبر در تعیین پویایی و اثرات کاربری اراضی بر کربن آلی خاک است. در این مطالعه، با استفاده از فن آوری عمرسنجی کربن-14 و طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیر قرمز همراه با جزء به جزء کردن فیزیکی مواد آلی، اثر سه کاربری جنگل پهن برگ، سوزنی برگ و مرتع بر متوسط زمان ماندگاری و کیفیت کربن آلی خاک بررسی شد. نتایج طیف های تبدیل فوریه ی زیر قرمز نشان داد که گروه های عاملی حلقوی به مقدار بیش تر و با تجزیه ی کم تر در جنگل سوزنی برگ سبب افزایش کربن آلی خاک شده است. قطعات مواد آلی آزاد و درون خاک دان های به عنوان شاخص حساس به کاربری اراضی شناسایی شدند. نسبت کربن آلیفاتیک به آروماتیک در بقایای گیاهی و بخش درون خاک دان های جنگل پهن برگ نسبت به سایر کاربری ها بیش تر است. در دو کاربری جنگل پهن برگ و سوزنی برگ حداکثر سن کربن-14 و متوسط زمان ماندگاری آن، در افق B بود، در حالی که در مرتع، در افق A اندازه گیری شد. گروه های عاملی حلقوی همراه با سن کربن-14 شاخص مطمئنی برای مطالعه ی فرایندهای تجزیه و هوموسی شدن هستند.
    کلیدواژگان: کربن آلی خاک، کاربری اراضی، طیف سنجی تبدیل فوریه ی زیر قرمز، جزء به جزء کردن فیزیکی، عمرسنجی کربن-14
  • محسن شایسته، رضا آذرخلیلی آغمیونی، اکبر عبدی سرای*، محمد زارعی رونیزی صفحات 28-37
    در این پژوهش با استفاده از روش مونت کارلو یک برنامه کامپیوتری برای محاسبه ی پارامترهای نوترونی یک سیستم تکثیرکننده (ی نوترونی) نوشته شده است. این برنامه می تواند پارامترهایی چون ضریب تکثیر موثر و توزیع شار نوترونی سیستم را محاسبه کند. این برنامه ضریب تکثیر نوترون های آنی و کل نوترون ها را به طور جداگا نه محاسبه نموده، سپس با استفاده از این دو ویژه مقدار و روش آنی، کسر موثر نوترون های تاخیری را محاسبه می نماید. نتایج به دست آمده برای ضریب تکثیر موثر و توزیع شار نوترونی، با مقادیر تجربی و نتایج حاصل از کد MCNP4C مقایسه شد. تطابق خوبی بین آن ها وجود داشت. مقایسه ی نتایج به دست آمده برای کسر موثر نوترون های تاخیری از روش آنی با داده های تجربی و روش های دیگر نشان داد که روش آنی، روش مناسبی برای محاسبه ی کسر موثر نوترون های تاخیری است.
    کلیدواژگان: کسر موثر نوترون های تاخیری، ضریب تکثیر موثر، شار نوترونی، روش مونت کارلو
  • کریم خوش گرد، بیژن هاشمی*، عظیم اربابی، محمد جواد رسایی، مسعود سلیمانی صفحات 38-47
    امروزه با پیشرفت نانوفن آوری، می توان نانو موادی با عدد اتمی بالا، نظیر نانو ذرات طلا، را به روش های مختلفی به طور اختصاصی در سلول های توموری متمرکز کرد و از مزیت افزایش دز ناشی از مجاورت این عنصر دارای عدد اتمی بالا در کنار سلول های سرطانی به عنوان یک حساس کننده ی پرتویی بهره برد. در این پژوهش نانو ذرات طلا با قطر میانگین 50 نانومتر سنتز و با مولکول فولیک اسید یکی شد. این کمپلکس به مدت 24 ساعت و در غلظت های مختلف با سلول های MCF-7 گرماگذاری شده و میزان سمیت زایی آن مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که افزایش غلظت نانو ذرات طلا به بالاتر از حد مشخصی می تواند سلامت سلولی را تحت تاثیر قرار دهد. میزان حساس کنندگی پرتویی نانو ذرات طلا با غلظت 50 میکروگرم بر میلی لیتر در سلول های MCF-7  تحت 2 گری پرتو ایکس از یک دستگاه پرتو درمانی ارتوولتاژ در انرژی های مختلف 120, 180, 200 کیلو ولت بیشینه و با استفاده از روش MTT ارزیابی شد. اختلاف معناداری در میزان بقا در گروه های تابش دهی شده در حضور و عدم حضور نانو ذرات طلا مشاهده شد. بیش ترین مقدار ضریب افزایش دز برابر با 1.34±0.03 برای باریکه ی پرتو ایکس 180 کیلو ولت بیشینه به دست آمد. یافته های این پژوهش این امکان را می دهد که با اعمال کاهش دزی به میزان یک سوم دز تجویزی، اثر مشابه ی، از آسیب سلولی، در سلول های سرطانی هم زمان با محافظت بیش تر از بافت های سالم در معرض خطر، در مجاورت هدف ایجاد شود.
    کلیدواژگان: حساس کنندگی پرتویی، نانو ذرات طلا، فولیک اسید، پرتو درمانی سطحی
  • لاله صفرزاده *، محمد قنادی مراغه، اکبر انوری، سیدمحمودرضا آقامیری، سیمیندخت شیروانی آرانی، علی بهرامی سامانی صفحات 48-55
    متاستاز استخوان از عواقب اصلی برخی سرطان ها مثل سرطان پروستات، سینه و ریه است که با درد شدید استخوانی همراه است. رادیونوکلید Yb175 با نیم- عمر 18/4 روز و پرتو بتا با بیشینه انرژی keV470 (%86)، پرتو گاما با فراوانی کم، و تولید آسان و ارزان جای گزین مناسبی برای دیگر رادیونوکلیدها است. رادیونوکلید Yb175 در رآکتور تحقیقاتی MW5 تهران از طریق بمباران نوترونی 3O2Yb174 طبیعی تولید شد. خلوص رادیونوکلیدی Yb175 با استفاده از سیستم طیف سنج گامای مجهز به آشکارساز ژرمانیم فوق خالص با قدرت تفکیک بالا تعیین شد. ترکیب EDTMP با Yb175 در مدت یک ساعت، در دمای اتاق و در 9-8pH= نشان دار شد. کنترل کیفی و مطالعات توزیع زیست شناختی Yb-EDTMP175 تهیه شده، بر روی موش صحرایی به انجام رسید. خلوص رادیوشیمیایی ترکیب حاصل با استفاده از کروماتوگرافی لایه ی نازک بالغ بر بیش از 99% تعیین شد. نتایج به دست آمده، خصوصیات توزیع زیست شناختی مناسبی را برای Yb-EDTMP175 نشان داد که حاکی از تمرکز عمده ی این رادیودارو در استخوان بود. این رادیودارو با گذشت 4 روز از دیگر اندام ها پاک سازی شد. این پژوهش نشان داد که Yb-EDTMP175 یک رادیوداروی مناسب با نیم- عمر نسبتا بالا و دز پایین برای تسکین درد متاستازهای استخوان است.
    کلیدواژگان: متاستازهای استخوان، 175Yb، رادیودارو، EDTMP، توزیع زیست شناختی
  • سعید علمدار میلانی *، احسان فرحمند، بهزاد مراغه میانجی صفحات 56-66
    استحصال و پرعیارسازی عناصر خاکی نادر (به نمایندگی لانتانیم، سریم، نئودیمیم و ایتریم) از محلول فروشویی کنسانتره ی آپاتیت ایران مرکزی با استفاده از ترکیب دو روش رسوب گیری برای حذف یون های مزاحم و استخراج حلالی برای جداسازی و تغلیظ عناصر خاکی نادر به وسیله ی حلال آلی تری بوتیل فسفات (TBP) مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. مطالعات پراش پرتو ایکس (XRD) نمونه ی نماینده ی کنسانتره ی آپاتیت نشان داد که کانی های تشکیل دهنده ی آن شامل فلورو آپاتیت، آنکریت و کلسیت بود که در بین آن ها فلورو آپاتیت، کانی غالب است. مطالعات فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) حاکی از آن است که اکسید عناصر خاکی نادر ایتریم، سریم، لانتانیم، پرازئودیمیم و نئودیمیم حدود 9/0 درصد از کل ترکیب شیمیایی را به خود اختصاص داده اند. 2SiO، CaO، 3O2Fe و 5O2P دیگر ترکیبات با اهمیت کنسانتره ی آپاتیت هستند. ابتدا عملیات فروشویی اسیدی، با نیتریک اسید انجام شد. تجزیه ی عنصری محلول حاصل از فروشویی اسیدی نشان داد که علاوه بر خاکی های نادر، یون های مزاحمی چون (III)Fe، (II)Mg، (II)Ca، (IV)S، P(V) و (I)F نیز در محلول وجود دارند. بررسی فرایند رسوب گیری نشان داد که رسوب گیری سریع در سانتریفوژ، از کارآیی خوبی در حذف و یا دست کم در کاهش این یون های مزاحم بدون حذف قابل ملاحظه ی عناصر خاکی نادر برخوردار است. تاثیر متغیرهای غلظت استخراج کننده، غلظت نیتریک اسید، دما، زمان تماس، نسبت فازها، vorg/Vaq، بررسی و شرایط بهینه برای عملکرد استخراج کننده ی TBP برای جداسازی لانتانیدها تعیین شد. عریان سازی انتخابی فاز آلی باردار از لانتانیدها با استفاده از نیتریک اسید مورد بررسی قرار گرفت. میزان بازیابی لانتانیدها از محلول فروشویی کنسانتره ی آپاتیت بیش از 90 درصد تعیین شد. پارامترهای ترمودینامیکی فرایند استخراج لانتانیدها محاسبه شدند.
    کلیدواژگان: عناصر خاکی نادر، لانتانیدها، کنسانتره ی آپاتیت، استخراج حلالی، ایران مرکزی
  • مجید عسگری، منصور طالبی *، محمدرضا عبدی صفحات 67-76
    شبکه های نگه دارنده در مجتمع های سوخت هسته ای از جمله تجهیزاتی هستند که با ایجاد اغتشاش و هدایت جریان سیال در زیر کانال ها روی توزیع جریان سیال خنک کننده اثر می گذارند. در این مقاله یک دسته میله ی سوختی شامل 60 میله ی سوخت به همراه 4 شبکه ی نگه دارنده مطابق با ابعاد اصلی رآکتور VVER-440 مدل سازی و به روش عددی حل شده است. از 3 مدل تلاطم استفاده شد. نتایج نشان داد در حالتی که از شبکه های نگه دارنده در طول دسته میله ی سوخت استفاده شود؛ ضریب انتقال حرارت در طول کانال نسبت به حالت بدون شبکه ی نگه دارنده افزایش می یابد. البته با اضافه کردن این شبکه ها افت فشار نیز افزایش می یابد. نتایج حاصل از این پژوهش برای طراحی و ساخت مجتمع های سوخت و به دست آوردن پارامترهای ترموهیدرولیکی مربوط به بهینه سازی انتقال حرارت میله ها کاربرد دارد.
    کلیدواژگان: شبکه ی نگه دارنده، مجتمع سوخت، پارامترهای ترموهیدرولیکی
  • سیدجابر صفدری، رضا روستا آزاد، محمدعلی فیروز زارع، عباس رشیدی * صفحات 77-81
    از آن جایی که وانادیم یک فلز گران قیمت و کاربردی در صنایع مختلف است و از طرفی باطله های برخی از معادن اورانیم ایران حاوی مقادیر قابل توجهی از این فلز است، در این تحقیق انحلال کاهشی وانادیم با استفاده از دو گونه باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان و اسیدی تیوباسیلوس تیواکسیدان در دو چگالی پالپ 5/0 و 1 گرم برلیتر در دمای C 30 و سرعت هم زنی 180 دور بر دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان زودتر از اسیدی تیوباسیلوس تیواکسیدان با شرایط محیط سازگار شد و نتایج بهتری را در انحلال وانادیم از خود نشان داد به طوری که در چگالی پالپ 5/0 و 1 گرم برلیتر، اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان پس از گذشت، به ترتیب، 6 و 12 روز و اسیدی تیوباسیلوس تیواکسیدان پس از گذشت، به ترتیب، 9 و 20 روز توانستند بیش از 90 درصد وانادیم را حل کنند. نتایج تجربی با مدل های سینتیکی درجه ی اول و دوم مطابقت داده شد و مشاهده شد که انحلال وانادیم با واکنش درجه ی دوم مطابقت بهتری دارد.
    کلیدواژگان: بازیابی میکروبی، وانادیم، سینتیک
  • رفیع علی رحیمی * صفحات 82-90
    هدف این مقاله استفاده از کوره ی دوار ذوب فریت، برای ذوب شیشه ی سربی است. با توجه به کم بودن حجم محصول شیشه ی تولیدی در طول روز یا در طول سال و به دلیل هزینه ی بالای سرمایه گذاری برای ساخت کوره ی ذوب متداول در صنعت شیشه، با استفاده از کوره ی دوار و با انجام یک رشته اصلاحات در آن، عملیات ذوب شیشه ی سربی در این کوره به انجام رسید. بعد از انجام آزمایش های خوردگی بر روی بوته های آلومینایی و بررسی ریز ساختار و ترکیب شیشه، مشخص شد که این ماده نسبت به مذاب شیشه ی سربی از مقاومت در برابر خوردگی مناسب برخوردار است. لذا از آجرهای آلومینایی به عنوان دیرگداز محفظه ی کوره استفاده شد. شیشه ی سربی پس از ذوب و هم زنی در درون این کوره، به وسیله ی آسیاب گلوله ای با جداره ی درونی و گلوله های آلومینایی تا زیر 75 میکرون آسیاب شد. عملیات ذوب، فریت سازی و آسیاب پنج بار تکرار شد. نتایج حاصل هیچ گونه ناخالصی ذوب نشده، تغییر رنگ و تغییر ترکیب ناشی از ورود عنصر آلومینیم به صورت اتمی به درون شیشه ی سربی را که منجر به تغییرات اساسی شود، نشان نداد. عملیات یکنواخت سازی ترکیبی و حذف حباب از درون مذاب نیز به خوبی به وسیله ی این کوره انجام شد.
    کلیدواژگان: شیشه ی سربی، کوره ی دوار، آسیاب پودر
|
  • R Dabbagh *, H Ghafourian Pages 1-7
    : Removal of stable cesium and cesium-137 by living filamentous cells of Oscillatoria homogenea cyanobacterium from aqueous solution has been investigated. The removal levels of the stable cesium and cesium-137 were found to be 989ng Cs/mm3 biomass, and 2389 mBq 137Cs/mm3 biomass, respectively, after the contact time of 240 hours. The optimum pH for cesium uptake was 10±0.3. No significant change was observed at the pH values of 4, 6 and 8 for the cesium sorption by the cyanobacterium biomass. Increasing the cyanobacterium biomass caused more removal capacity. The maximum removal efficiency in the liquid culture containing 133 mg/L cesium and 20.53 mm3biomass/ml culturewas 5.75 mg/l. The removal efficiency were found to be 1.1% and 51.2% as the Cs-133 concentration, ranged beween 0.133 to 332.5 mg/l, respectively. At the 1200 Lux illumination, the maximum removal value was 1065 ng Cs/mm3 biomass, and in the presence of 332.5 mg/l cesium concentration (2.5 mmol/L), the sorption was obtained to be 4530 ng/mm3 biomass. The microprobe PIXE analysis and autoradiography technique were used to confirm the cesium sorption on the biomass. The sorption of the stable cesium and cesium-137 were fitted to Langmuir isotherm, and the model parameters were found to be qmax=854 ng Cs/mm3 biomass, 2272 mBq 137Cs/mm3 biomass, b=0.00011(R2=0.97), and b=0.000009 (R2=0.96), respectively.
    Keywords: Biosorption, Bioaccumulation, Cesium-137, Cyanobacteria
  • S Bagherifam, A Lakzian * Pages 8-18
    Uranium is a radioactive element that occurs naturally in the earth’s crust. However, in some areas its natural abundance has been redistributed due to anthropogenic activities, where consequently results in high levels of contamination. In order to study the effect of mycorrhiza fungi and phosphorus on the uranium uptake by sunflower, a pot experiment is conducted under a controlled greenhouse condition. The experiment was carried out in a completely randomized design with three factors, including three species of arbuscular mycorrhizae (Glomus mosseae, Glomus intraradices, non-mycorrhizae), two levels of phosphorous (20 and 60 mg/kg), and one level of uranium (100 mg/kg). Plants were harvested after 60 days of experiment and dry weight of root and shoot as well as the uranium and phosphorus concentration in the shoot and root were determined. The results showed that mycorrhizae fungi increased the resistance of the plant against heavy metals. Also, mycorrhizae increased the uranium and phosphorous contents in the shoot and root of the sunflower plant. The dry weights of the shoot and root and also the uranium concentration in the shoot of the sunflower plant were significantly augmented by increasing phosphorus level. The results revealed that mycorrhiza symbiosis raised the uranium concentration in the root more than the shoot. Thus, it seems that arbuscular mycorrhiza has a potential for enhancing the phytostabilization of the sunflower plant.
    Keywords: Uranium, Mycorrhizae, Phosphorous, Sunflower
  • E Moghiseh *, M Ghannadi Maragheh, A Heidari Pages 19-27
    Soil organic carbon (SOC) plays an important role in the global carbon cycle, and study of dynamics concerns the recent development of nuclear industry. Physical fractionation, radiocarbon dating and FTIR spectrometry methods are among the most important methods for determining carbon dynamics and thereby the magnitude of soil carbon response to land uses. In this study, methodologies of carbon dating and FTIR spectrometry were used to characterize impacts of land use on mean residence times and quality (functional groups) of soil organic carbon based on physical fractionation methods in three land uses including deciduous, coniferous forests and rangelands. The FTIR spectra showed that higher aromatic carbon proportion and its lower decay rate of organic matter in coniferous forest have caused more SOC content. Free and intra-aggregates particulate organic matters (POM) have been recognized as criterion indices for deciduous forest use. Compared to the other land uses, the higher aliphatic to aromatic carbon ratios were obtained in litter and intra-aggregates POM of deciduous forest. The highest14C age in both forest land uses (deciduous and coniferous) was measured in the Bhorizon, while in the rangeland occurred at the A horizon. Aromatic functional groups as well as 14C age are suitable parameters for homification processes.
    Keywords: Soil Organic Carbon, Land Use, FTIR Spectrometry, Physical Fractionation, 14C Dating
  • M. Shayesteh, R. Azarkhalili Aghmiyoni, A. Abdi Saray*, M. Zaree Ronizi Pages 28-37
    In this study, a computer program is implemented to calculate the neutronic parameters of a multiplier system by Monte Carlo method. This program is able to perform the calculation of various parameters such as the effective multiplication factor, neutron flux distribution, and effective delayed neutrons of the system. This program calculates the prompt and the total multiplication factor of neutrons separately, then it can be used to calculate the effective fraction of delayed neutrons by the use of the eigenvalues and also the prompt method. The results obtained for the effective neutron multiplication factor and the neutron flux distribution are compared with the experimental measurements and the results of using MCNP4C code. In this approach a good agreement between them was obtained. The comparison between the obtained results for the effective fraction of delayed neutrons of the prompt method with those of the experimental measuremants and other applied methods showed that the prompt method is a suitable approach for the calculation of the effective fraction of delayed neutrons.
    Keywords: Effective Delayed Neutron Fraction, Effective Multiplication Factor, Neutron Flux, Monte Carlo Method
  • K Khoshgard_B Hashemi *_A Arbabi_M. J Rasaee_M Soleimani Pages 38-47
    Recent dvances in nanotechnology have enabled us to accumulate high atomic-number nano-materials, such as gold nanoparticles (GNPs), in tumor cells selectively using different techniques and take the advantage of the dose enhancement factor resulting from the presence of such high-Z elements as the vicinity of cancerous cells as a radiosensitizer agent. In this research, the GNPs with an average diameter of 50nm were synthesized and conjugated with folic acid. Different concentrations of this nanoconjugate were incubated with MCF-7 cells for 24 hours and its cytotoxicity was investigated. The results showed that increasing the nanoconjugate concentration up to a critical amount, affects the cells viability. The radiosensitizing effect of the folate nanoconjugate, with a concentration of 50μg/mL, on the MCF-7 cells was assessed under 2Gy of x-ray radiation, generated by an orthhovoltage radiotherapy machine, at various energies of 120, 180, 200 kVp, using the MTT assay. Significant differences in the cell survival were noted among the groups exposed to x-ray radiation with and without the nanoconjugate. A maximum dose enhancement factor of 1.34±0.03 was obtained for the 180kVp X-ray beam. The findings enable us to decrease by one third of the prescribed dose while having the same level of damage to cancer cells. Also, this dose reduction results in lower exposure to the normal tissues located close to the target.
    Keywords: Radiosensitization, Gold Nanoparticles, Folic Acid, Superficial Radiotherapy
  • L. Safarzadeh*, M. Ghannadi, Maragheh, A. Anvari, S.M.R. Aghamiri, S. Shirvani, Arani, A. Bahrami, Samani Pages 48-55
    Bone metastasis is a major consequence of several cancers. The prostate, breast, lung cancers are mostly associated with the bone pain. Different radioisotopes are used for the bone pain palliation. 175Yb is proposed as a proper alternative to other radioisotopes due to its relatively long half-life (T1/2=4.18 days), maximum energy beta particle Eβ-=470 keV (86%), low abundance gamma emission, low cost, and easy production. In this study, 175Yb was obtained by thermal neutron bombardment of a natural 174Yb2O3 sample in the 5MW Tehran Research Reactor (TRR). The radionuclide purity of the 175Yb was ascertained by recording gamma ray spectra using a gamma spectrometer with a HPGe detector. Radiolabeling was completed in one hour by the addition of EDTMP at room temperature and pH=8-9. The quality control and biodistribution studies were carried out in normal wild-type rats. The radiochemical purity was determined by ITLC and the results were found to be higher than 99%. This study showed favorable biodistribution features of 175Yb-EDTMP which are indicating its significant accumulation in the bone. Also, it was observed that clearance of the activity from other organs accrued after 4 days. This research presents 175Yb-EDTMP as a suitable radiopharmaceutical with a proper half-life and low dose for the bone palliation of skeletal metastases.
    Keywords: Bone Metastases, 175Yb, Radiopharmaceutical, EDTMP, Biodistribution
  • S.A. Milani*, B.E. Farahmand, B. Maraghe Mianji Pages 56-66
    The extraction and concentration of rare earths from leach liquor of apatite concentrate of central Iran were investigated using combined precipitation and solvent extraction methods. Precipitation was carried out to remove undesirable ions and solvent extraction method using tri-n-butyl-phosphate (TBP) as an extractant was employed to separate and concentrate rare earth elements. The XRD studies demonstrated that fluro-apatite, ancrite and calcite are the comprising minerals in the examined mica (apatite) and fluro-apatite is the predominant mineral. The amount of rare earth element-oxides including Y, Ce, La, Pr and Nd were determined by means of X-ray florescence (XRF) analysis. The other chemical composition of apatite consists of: SiO2, CaO, Fe2O3 and P2O5. First, acid leaching operation was carried out by using nitric acid. The analytical investigation of the obtained leach liquor indicated that interfering ions include: Fe(II), Mg(II), Ca(II), S(IV), P(V) and F(I). The precipitation studies confirmed that the process was rapid and highly efficient to remove the interfering ions without removing rare earth elements. The effect of different variables such as extractant concentration, nitric acide concentration, temperature, contact time and Vorg./Vaq. were investigated and the optimum conditions for separation of lanthanides by TBP were determined. Selective stripping of lanthanides from the loaded organic phase were studied using nitric acid. The separation of rare earths by TBP was observed to be significant and more than 90 percent of rare earth elements were extracted. The thermodynamic functions of lanthanides extraction process have been calculated.
    Keywords: Rare Earth Elements, Lanthanids, Apatite Concentrate, Solvent Extraction, Central Iran
  • M. Asgari, M. Talebi*, M.R. Abdi Pages 67-76
    The spacer grids in nuclear fuel assembly are one of the equipments that affect the fluid flow distribution with the creation of turbulence and driven fluid flow in a sub-channel. In the present paper, the fuel bundle in the VVER-440 nuclear reactor that contains 60 fuel rods and 4 spacer grids has been simulated and solved by a numerical method. Three turbulent models were used. The results showed that using spacer grids over the fuel bundle led to an increase in the heat transfer coefficients. However, these grids increase the pressure drop. The results of this research can be used to design and manufacture the fuel assembly and obtain the relevant thermo hydraulic parameters to optimize the heat transfer of fuel rods.
    Keywords: Spacer Grid, Fuel Assembly, Thermal-Hydraulic Parameters
  • S.J. Safdari, R. Roostaazad, M.A. Firouzzare, A. Rashidi* Pages 77-81
    Vanadium is an expensive and practical metal in different industries, and in Iran, in particular uranium ore residues contain a considerable amount of this metal. In this investigation reductive dissolution of vanadium using two strains, acidithiobacillus ferrooxidans and acidithiobacillus thiooxidans, in two pulp densities, of 0.5 and 1g/l, were surveyed at 30˚C, and 180 rpm. Acidithiobacillus ferrooxidans adapted to the medium sooner than the acidithiobacillus thiooxidans and had a better result in dissolution of vanadium. In 0.5 and 1g/l, more than 90% of vanadium was disolved by acidithiobacillus ferrooxidans during 6 and 12 days, respectively and by acidithiobacillus thiooxidans in a period of 9 and 20 days, respectively. The experimental data were fitted to first and second order kinetic models, and it was observed that vanadium dissolution followed the second order kinetic model correctly.
    Keywords: Microbial Recovery, Vanadium, Kinetic
  • R.A. Rahimi* Pages 82-90
    The aim of this work is to introduce the application of a rotary kiln system to be used in enamel industry for the purpose of melting lead silicate glass. Due to low volume of lead silicate glass produces during a day or a year, and the necessity to spend a large capital investment for using customary glass melting furnaces, it was decided to apply a rotary kiln system for melting lead silicate glass. In order to be assured for the high corrosion and temperature resistance, alumina refractories were used as a refractory for the inner lining of the rotary kiln. The lead silicate glass after melting and mixing inside the kiln and fritting was grinded inside a ball mill with alumina lining and balls to a powder of mesh size finer than 75 micron. The melting, fritting and milling were repeated 5 times. The results showed that there was neither entered any impurity from the refractory particles nor observed any color and composition change due to entrance of aluminum element to the lead silicate glass melt. The homogenization of the glass composition and the removal of the bubble from the glass melt was carried out extremely well.
    Keywords: Lead Silicate Glass, Rotary Kiln, Powder Ball Milling