فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال سی و چهارم شماره 4 (پیاپی 66، زمستان 1392)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و چهارم شماره 4 (پیاپی 66، زمستان 1392)

  • 116 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1393/02/25
  • تعداد عناوین: 12
|
  • فرهود ضیایی *، مریم امینی، سیدمهدی هاشمی صفحات 1-8
    به منظور محاسبه ی طیف انرژی باریکه ی الکترونی با استفاده از منحنی دز- عمق از یک روش ابتکاری استفاده شد. توزیع دز- عمق باریکه ی الکترونی با انرژی های اولیه ی متفاوت حاصل از یک شتاب دهنده ی الکترون پس از عبور از یک صفحه ی سربی پراکننده، با استفاده از دزیمتر اتاقک یونش با صفحه های موازی کنترل شونده با کامپیوتر در داخل فانتوم آب اندازه گیری شد. منحنی های دز- عمق حاصل از الکترون ها به عنوان داده های اولیه، برای محاسبه ی طیف انرژی آن ها مورد استفاده قرار گرفت. این طیف، با توجه به این که منحنی دز- عمق تجربی به دست آمده ترکیبی از منحنی های مشابه الکترون های تک انرژی است، با بهره گیری از روش های ریاضی مبتنی بر اصل برهم نهی محاسبه شد. از طرفی منحنی های دز- عمق برای الکترون های کاملا تک انرژی به وسیله ی کد محاسباتی 4EGS محاسبه شد. نتایج برای باریکه های الکترونی با انرژی اولیه ی 8، 12 و 18 مگا الکترون ولت به دست آمد.
    کلیدواژگان: باریکه ی الکترونی، طیف انرژی، کد EGS4، اصل بر هم نهی
  • حامد روحی، بهجت قاسمی *، فریدون عباسی دوانی، زهرا شهبازی راد صفحات 9-14
    توزیع انرژی و توزیع زاویه​ای یون های نیتروژن دستگاه پلاسمای کانونی 1SBUMTPF (µF4/10، kV25، kJ2/3) با استفاده از آشکارساز ردپای هسته ای حالت جامد از نوع پلی کربنات مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی ولتاژ کاری دستگاه kV23 بود و از گاز نیتروژن در فشار mbar5/0 به عنوان گاز عملیاتی استفاده شد. هم چنین از روزنه ی سوزنی 200 و 500 میکرون برای آشکارسازی بهتر یون​ها استفاده شد. با استفاده از روش لایه نشانی، ضخامت های مختلفی از صافی آلومینیمی بر روی آشکارسازها نشانده شد. برای تعیین توزیع انرژی یون های نیتروژن، آشکارسازها در فاصله ی cm5/21 و تحت زاویه ی صفر درجه نسبت به سر آند قرار داده شدند و برای تعیین توزیع زاویه​ای یون​ها از آشکارساز پلی کربنات​ با صافی آلومینیمی 1200 نانومتر، در فاصله ی cm10 نسبت به سر آند و تحت زاویه​های ° ، 15، 30، 45 و 60 درجه نسبت به سر آند استفاده شد. فیلم​های آشکارساز توسط یون​های نیتروژن پرتودهی شدند. با استفاده از نرم افزار SRIM برد یون​های نیتروژن در آلومینیم تعیین شد. هم چنین ضخامت مناسب صافی آلومینیمی برای ثبت داده​ها با استفاده از آشکارساز پلی کربنات، در گستره​ی بین 1200 تا 2630 نانومتر به دست آمد.
    کلیدواژگان: دستگاه پلاسمای کانونی، آشکارساز پلی کربنات، توزیع انرژی و توزیع زاویه ای، کد SRIM
  • صولت ثنا *، رضا روستا آزاد، سهیلا یغمایی صفحات 15-22
    از دو سویه ی بومی و مرجع قارچ آسپرژیلوس نیجر زنده برای حذف زیستی فلز سنگین اورانیم از محلول های رقیق آبی استفاده شد. تاثیر pH (3-7)، غلظت اولیه ی فلز (10-500 میلی گرم بر لیتر)، زمان (30 -1440 دقیقه) و زیست توده ی خشک (5/0-5 گرم بر لیتر) بررسی شد. جذب زیستی بیشینه در 5=pH و برابر 30/82 و 19/74 درصد برای سویه ی، به ترتیب، مرجع و بومی به دست آمد. جذب بیشینه در غلظت اولیه ی 500 میلی گرم بر لیتر اورانیم و برای دو سویه ی مرجع و بومی قارچ به ترتیب، 105 و 5/143 میلی گرم اورانیم بر گرم زیست توده ی خشک بود. واکنش زیستی، در مدت 60 و 120 دقیقه برای سویه ی به ترتیب، مرجع و بومی به تعادل رسید. ظرفیت جذب بیشینه در مقدار 2 گرم بر لیتر زیست توده ی خشک برای هر دو سویه ی قارچ به دست آمد. مدل لانگمویر داده های به دست آمده برای هر دو سویه ی مرجع و بومی را با 2R، به ترتیب، برابر با 9972/0 و 9979/0 به خوبی برازش نمود. با توجه به نتایج به دست آمده می توان نتیجه گرفت که سویه ی مرجع زیست توده ی زنده ی آسپرژیلوس نیجر نسبت به سویه ی بومی آن توانایی بیش تری در حذف فلز اورانیم از محلول های آبی دارد.
    کلیدواژگان: اورانیم، جذب زیستی، سویه های مرجع و بومی، قارچ آسپرژیلوس نیجر
  • رضاداورخواه *، مهدی عسگری، بهرام سلیمی، پرویز اشتری صفحات 23-32
    سینتیک انتقال تسهیل شده ی اورانیم (VI) از محیط فسفریک اسیدی به محیط فسفریک اسیدی دیگر در نقش گیرنده به وسیله ی یک غشای مایع کلروفرم حاوی دی-2- اتیل هگزیل فسفریک اسید (HDEPA) به عنوان حامل بررسی شد. اثر غلظت فسفریک اسید در فازهای دهنده و گیرنده، غلظت حامل، نوع حلال، سرعت هم زدن و دما مورد مطالعه قرار گرفت. پارامترهای سینتیکی (ke، ks، tmax و Jmax) واکنش ها در سطح مشترک با فرض دو واکنش درجه ی اول متوالی برگشت ناپذیر، محاسبه شدند. انرژی فعال سازی برای فرایندهای استخراج و عریان سازی به ترتیب، 40/29 و 1-kJmol 51/19 به دست آمد. این مقدارها، بیان گر آن هستند که سرعت فرایند استخراج یون اورانیل از طریق روند مختلط (سینتیکی و نفوذ) و سرعت فرایند عریان سازی از طریق صرفا نفوذ کنترل می شود. در شرایط بهینه شده با HDEPA، هر چند با افزایش تری اکتیل فسفین اکسید (TOPO) به فاز غشا به عنوان عامل هم افزا سرعت فرایند استخراج تقریبا ثابت ماند، اما سرعت فرایند عریان سازی به طور چشم گیری کاهش یافت.
    کلیدواژگان: استخراج، عریان سازی، اورانیم (VI)، فسفریک اسید، دی-2-اتیل هگزیل فسفریک اسید
  • سعید علمدار میلانی *، بهزاد مراغه میانجی، احمد امرالله ابهری صفحات 33-46
    استخراج حلالی اورانیم و توریم به منظور تعیین شرایط بهینه ی جداسازی آن ها در محلول فروشویی سولفوریک اسیدی کانسار آنومالی 5 ساغند با استفاده از استخراج کننده ها ی تری-n- اکتیل آمین (TOA) و دی-2- اتیل هگزیل فسفریک اسید (EHPA2D) به روش ناپیوسته مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت. از روش آرایه های متعامد تاگوچی برای تعیین شرایط بهینه ی جداسازی اورانیم استفاده شد. متغیرهای pH، غلظت استخراج کننده، زمان و نسبت فاز آبی به آلی (A/O) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که استخراج کننده ی TOA %5 در کروزین با نسبت 1=A/O در 6/1=pH شرایط بهینه برای جداسازی اورانیم در محلول فروشویی کانسار آنومالی 5 ساغند با یک مرحله استخراج را فراهم می کند. تحت این شرایط میزان بازیابی اورانیم با یک مرحله استخراج %7/98 بود. برای بررسی بیش تر نتایج حاصل از طرح تاگوچی، اثر عامل های مختلف مانند زمان تماس دو فاز، دما، غلظت استخراج کننده و pH به روش متعارف یک متغیر در هر زمان نیز مورد بررسی قرار گرفتند. جداسازی توریم با استخراج کننده ی EHPA2D %4 حجمی در کروزین در 2-5/1=pH با سه مرحله استخراج به انجام رسید. آزمایش های تعیین سینتیک استخراج توریم و انتقال آن از محلول فروشویی به فاز آلی تحت شرایط تعیین شده نشان داد که این واکنش از مرتبه ی 2 است. شرایط بهینه ی استخراج برگشتی انتخابی اورانیم و توریم از فاز های آلی باردار، به ترتیب، با نیتریک اسید 5/0 مول بر لیتر و سولفوریک اسید 1 مول برلیتر فراهم شد.
    کلیدواژگان: جداسازی متوالی، استخراج با حلال، کانسار آنومالی 5 ساغند، تری اکتیل آمین، دی -2- اتیل هگزیل فسفریک اسید، سینتیک
  • عبدالرضا نیلچی *، فاطمه صیدی، سمیه رسولی گرمارودی صفحات 47-52
    نانو زئولیت بتا با هدف جداسازی اورانیم از محلول های رقیق آبی، در حضور تمپلیت تترااتیل آمونیم هیدروکسید ساخته شده، و با استفاده از تکنیک های XRD، BET، TEM و SEM مورد شناسایی قرار گرفت. خواص تبادل یونی نانو زئولیت ساخته شده، با محاسبه ی درصد جذب برای اورانیم (VI) به روش ناپیوسته بررسی شد. تاثیر متغیرهای غلظت اولیه، pH محلول و زمان تماس فاز مایع و تبادل گر بر میزان جذب، مطالعه و شرایط بهینه برای عملکرد مطلوب تبادل گر برای جداسازی اورانیم (VI) تعیین شد. براساس نتایج به دست آمده مطلوب ترین شرایط جذب، غلظت اولیه ی ppm80، 4=pH و زمان تماس 120 تعیین شد؛ تحت این شرایط، بیشینه ی جذب اورانیم %94 بود.
    کلیدواژگان: جذب اورانیم (VI)، محلول های آبی، زئولیت بتا
  • مهربان موبد *، احمد حسینی غفار صفحات 53-63
    در رآکتورهای آب سبک تحت فشار، تنظیم گر وظیفه ی تنظیم فشار مدار اولیه را به عهده دارد. این تجهیز از نقش بسیار مهمی در ایمنی رآکتور برخوردار است. در این مقاله رفتار پویای تنظیم گر فشار در شرایط گذرا مدل سازی شد. در این مدل محاسباتی، تنظیم گر فشار به سه ناحیه ی مختلف تقسیم شد. این نواحی شامل ناحیه ی بخار، ناحیه ی آب اشباع در تماس با بخار و ناحیه ای که در آن آب ورودی با آب داخل تنظیم گر فشار مخلوط می شود، است. در این مدل سازی پدیده های انتقال مانند چگالش بخار روی دیواره، چگالش بخار بر اثر اسپری آب سرد، تبخیر و جوشش حجمی سیال و هم چنین جذب انرژی از طریق گرم کن ها و تبادل انرژی از طریق دیواره با محیط خارج در نظر گرفته شده و با استفاده از معادله های پایستگی جرم و انرژی و معادله ی حالت، فشار، سطح آب و دمای هر یک از نواحی محاسبه شد. مدل محاسباتی به صورت یک بسته نرم افزاری تهیه شد که توانست شبیه سازی تمامی فرایندهایی که در یک تنظیم گر فشار می تواند رخ دهد را به سهولت انجام دهد. با استفاده از این نرم افزار می توان فرایندهایی شامل روشن و خاموش کردن گرم کن ها، اسپری نمودن آب، تزریق و تخلیه ی آب و هم چنین باز کردن شیر اضطراری تخلیه ی بخار برای کاهش فشار را به صورت دستی و یا از طریق سناریوهای از پیش تعیین شده انجام داد. از نتایج آزمایش های انجام شده در دانشگاه MIT بر روی یک تنظیم گر فشار در فرایندهای تزریق آب، تخلیه ی آب، تخلیه پس از تزریق آب، برای اعتبارسنجی مدل محاسباتی استفاده شد.
    کلیدواژگان: شبیه سازی، تنظیم گر فشار، مدل سازی، رفتار گذرا، رآکتورهای آب سبک
  • کاظم فاطمی *، محمدرضا رضوانیان زاده، حیدر پاشایی، مهدی ترکش اصفهانی صفحات 64-76
    روشی ساده برای تولید آمونیم اورانیل کربنات (AUC) از محلول اورانیل فلورید، اما موثر برای بازیابی اورانیم از پس آب آمونیم اورانیل کربنات ارایه شد. در این روش، ابتدا اورانیم محلول به شکل آمونیم دی اورانات (ADU) با بازده %99/99 با آمونیاک رسوب داده شد. سپس بخش اعظم یون های فلوئور با سرریز کردن محلول از روی رسوب از اورانیم جدا شد. آن گاه با افزودن محلول آمونیم کربنات به دوغاب این رسوب، ترکیب آمونیم اورانیل کربنات با بازده بالا تهیه شد. در ادامه اورانیم موجود در پس آب آمونیم اورانیل کربنات نیز به شکل آمونیم دی اورانات با بازده بالا بازیابی شد، به طوری که غلظت اورانیم در پس آب به زیر 1 میلی گرم بر لیتر کاهش یافت. دوغاب آمونیم دی اورانات حاصل در این مرحله به ظرف واکنش برگشت داده شد و چرخه ی بعد برای تولید آمونیم اورانیل کربنات آغاز شد. در این بررسی اثر غلظت +4NH، نسبت مولی +22UO/-32CO، دما و غلظت اورانیم در دوغاب آمونیم دی اورانات بر بازده رسوب گیری و خواص پودر آمونیم اورانیل کربنات مطالعه شد. نتایج نشان گر آن است که یون های +4NH تنها بر میزان جداسازی یون های فلوئور و بر بازده تاثیرگذار بود. در مقابل، اثر افزایش غلظت اورانیم در دوغاب آمونیم دی اورانات بر بازده رسوب آمونیم اورانیل کربنات، و نیز اثر افزایش غلظت اورانیم در پس آب آمونیم اورانیل کربنات بر بازیابی اورانیم از این پس آب از مهم ترین عامل های تاثیرگذار تشخیص داده شدند. در نسبت مولی برابر 8 برای +22UO/-32CO، افزایش اندازه ی ذرات بلورهای آمونیم اورانیل کربنات با میانگین 121 میکرون بیشینه بود. الگوی پراش پرتو ایکس و ریزنگار الکترونی پودر آمونیم اورانیل کربنات تولید شده مشخصه ی تشکیل ترکیب استوکیومتری آمونیم اورانیل کربنات و پدیده ی بلورینگی بود.
    کلیدواژگان: آمونیم اورانیل کربنات، آمونیم دی اورانات، اورانیل فلورید، پس آب
  • ضرغام اسدالهی *، محمدرضا قاسمی، علی هاشمی زاده عقدا، پروین سرآبادانی، هوشنگ بختیاری، سیدمحمود محاطی صفحات 77-81
    برای جمع آوری ایزوتوپ های آهن، پاکت های مسی و صفحه ی جلویی گرافیتی جمع کننده، طراحی و ساخته شد. پس از انتخاب و آماده سازی ماده ی اولیه، پارامترهای الکتریکی چشمه ی یونی و آهن ربای الکتریکی تعیین شدند. طیف جرمی ایزوتوپ های آهن توسط ثبات ثبت شد. ایزوتوپ Fe54 انباشته شده در پاکت ابتدا استخراج و سپس با روش‏های الکترولیز، استخراج با حلال و رسوب‏گیری تخلیص شد. خلوص شیمیایی و ایزوتوپی Fe54، به ترتیب، با طیف سنجی نشر اتمی- پلاسمای جفت شده ی القایی (ICP-AES) و طیف سنج جرمی یونش گرمایی (TIMS) تعیین شد. با استفاده از پراش پرتو ایکس (XRD) تشکیل 3O2Fe54 تایید شد.
    کلیدواژگان: غنی سازی، جداسازی الکترومغناطیسی، ایزوتوپ، آهن-54
  • پروین حریت پژوه *، یاشار وثوقی، سید رضاهادیان امرئی صفحات 82-93
    یک تحلیل گر بس کاناله برای جمع آوری و نمایش ارتفاع تپ خروجی تقویت کننده با امکان ارسال داده ها از طریق درگاه همه گذر به رایانه طراحی و ساخته شد. تراشه ی مبدل قیاسی به رقمی از نوع خطی با حداکثر قدرت تبدیل 20 میلیون علامت بر ثانیه به همراه یک آرایه ی درگاه برنامه پذیر میدانی (FPGA) در بسامد MHz12 برای جداسازی تپ خروجی تقویت کننده مورد استفاده قرار گرفت. آرایه ی درگاه برنامه پذیر میدانی علاوه بر کنترل تحلیل گر، ارسال داده های خروجی به درگاه همه گذر را نیز انجام می دهد. جمع آوری و ارسال داده ها به رایانه از طریق درگاه همه گذر با سرعت انتقال 921600 بیت بر ثانیه انجام می شود. کوچک تر شدن اندازه ی سیستم و کاهش هزینه ی ساخت آن، به عنوان نتیجه ای از تابع منطقی اجرا شده در آرایه ی درگاه برنامه پذیر میدانی با موفقیت انجام شد. برنامه ای در محیط نرم افزار Lab-View تهیه شد که ذخیره سازی، تحلیل و نمایش داده ها را به صورت طیف انرژی در 4096 کانال در رایانه نمایش می دهد. عملکرد کل سیستم با آشکارساز یدور سدیم ("3×"3) جفت شده به لوله ی تکثیر کننده ی فوتونی (PMT)، با چشمه های استاندارد Cs137 و Co60 مورد آزمایش قرار گرفت. قدرت تفکیک انرژی برای چشمه ی Cs137 در انرژی keV662 کم تر از %6/7 و انتگرال غیرخطی %45/0± محاسبه شد. در آزمایشی مشابه برای چشمه ی Co60 قدرت تفکیک در انرژی keV1170، %64/6 و در keV1320، %16/6 به دست آمد.
    کلیدواژگان: تحلی گر بس کاناله، درگاه همه گذر، آرایه ی درگاه برنامه پذیر میدانی، مبدل قیاسی به رقمی
  • مریم نظری *، حسین زمانی زینلی، نرجس آباقری مهابادی صفحات 94-100
    این مقاله مرحله های مختلف طراحی، ساخت و بهینه سازی مدل آزمایشی سیستم فلورسکپی صنعتی که بر پایه ی آشکارساز سوسوزن +3S:Tb2O2Gd و با استفاده از تصویربرداری با لامپ پرتو ایکس kV200 و با جریان بیشینه ی mA18 کار می کند، را گزارش می کند. به منظور بررسی عملکرد درست سیستم ساخته شده، تصویربرداری از مواد گوناگون، در ولتاژها و فاصله های مختلف انجام و کیفیت تصویر به دست آمده،  با استفاده از پارامترهای کنترل کیفیت کنتراست و توان تفکیک (FWHM) نمودارهای شدت روشنایی عنصرهای تصویر تعیین شد. نتایج حاصل از تحلیل تصویر، نشان دهنده ی این است که با ولتاژ مولد پرتو ایکس بین 80 تا 120 کیلو ولت و فاصله ی بین منبع پرتو و آشکارساز 5/1 متر، تصویر با بهترین کیفیت حاصل می شود. در این شرایط بهترین کنتراست تصویر %04/93 و توان تفکیک 03/4 عنصر تصویر (57/0 میلی متر) است. لازم به ذکر است که پارامترهای کنتراست و توان تفکیک در ولتاژهای مختلف بسیار نزدیک به یک دیگر است. بنابراین، این سیستم قابلیت استفاده درولتاژهای مختلف را دارا است.
    کلیدواژگان: آشکارساز تصویری، +Gd2O2S: Tb3، کنترل کیفی، فلورسکپی
  • رفیع علی رحیمی *، امیر حمیدی صفحات 101-108
    شیشه ی سیلیکات سرب حاوی %70 وزنی سرب اکسید تحت عملیات حرارتی قرار گرفته در زمان و دماهای مختلف با مذاب شیشه ی آهک سوددار معمولی، مورد مقایسه قرار گرفت. نمونه هایی از پودر شیشه ی سربی درون بوته های آلومینایی به وزن 50 گرم در دماهای 900، 950، 1000، 1050 و C 1100 و در زمان های 15، 30 و 45 دقیقه تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند. یک نمونه ی پودر شیشه ی معمولی در دمای C 1400 در مدت 5 ساعت ذوب و درون قالب فولادی ریخته گری شد. تاثیر گران روی و چگالی مذاب بر روی سرعت صعود حباب درون مذاب های شیشه ی سربی و آهک سوددار مورد بحث قرار گرفت. با استفاده از اندازه گیری های چگالی کلی شیشه (حباب با شیشه)، چگالی شیشه ی بدون حباب و میانگین اندازه ی حباب، حجم کلی حباب و نحوه ی تغییرات حجم و تعداد حباب در دما و زمان های مختلف برای شیشه ی سربی تعیین شد. در مذاب شیشه های سربی، سرعت حباب زدایی متاثر از کاهش ضخامت لایه ی پرحباب در بالای مذاب است. لذا سرعت کاهش تعداد حباب این لایه در زمان و دماهای مختلف به عنوان معیاری برای بررسی سینتیک حباب زدایی مورد بررسی قرار گرفت.
    کلیدواژگان: حباب زدایی، مذاب شیشه ی سربی، شیشه ی آهک سوددار
|
  • F. Ziaie*, M. Amini, S.M. Hashemi Pages 1-8
    An innovative method has been used to calculate electron beam energy spectrum using depth-dose curve. The depth-dose distributions of the electron beam with different primary energies emerging from the electron accelerator were measured in water phantom after passing through a lead scatterer plate, using a computer-controlled plane-parallel chamber dosimetry system. The obtained depth-dose curves of the electrons were considered as the primary data to calculate the electron beam energy spectrum. Considering that the empirical depth-dose curve is a combination of the single-energy electron depth-dose curves, the electron energy spectrums were calculated via mathematical methods based on the superposition principle. The depth-dose curves for single-energy electrons were also calculated using the EGS4 computer code. The results for the energies of the electron beams were found to be 8, 12, and 18MeV.
    Keywords: Electron Beam, Energy Spectrum, EGS4, Superposition Principle
  • H. Rouhi, B. Ghasemi*, F. Abbasi Davani, Z. Shahbazi Rad Pages 9-14
    The purpose of this research is to investigate the energy and the angular distribution of nitrogen ions in SBUMTPF1 plasma focus device (3.2 kJ, 25 kV, 10.4 µF), using a polycarbonate solid state nuclear track detector. In this experiment, the operational voltage of the device is 23kV and nitrogen gas, under 0.5 mbar pressure, is used as a functional gas. In order to detect the ions more clearly, a 200 and 500 micron pinhole is utilized. Various thicknesses of aluminum filter were coated on the films. Detectors were set at 21.5cm away from the top of the anode and the angle toward the anode’s top was set at zero degree in order to determine the energy distribution of nitrogen ions. Also, a polycarbonate film with 1200 nanometer aluminum filter was used for determining the angular distribution, where it was set 10 cm away from the anode’s top, positioned at 0, 15, 30, 45 and 60 degrees in angle toward the anode’s top. Detector films were irradiated by nitrogen ions. The range of nitrogen ions in aluminum was calculated by the use of SRIM code. In addition, the appropriate thickness of aluminum filters in a range between 1200 and 2630 nanometer were obtained by this inwestigate to collect data by means of polycarbonate detectors.
    Keywords: Plasma Focus Device, Polycarbonate Detector, Energy, Angular Distribution, SRIM Code
  • S. Sana*, R. Roostaazad, S. Yaghmaei Pages 15-22
    The biosorption characteristics of uranium(VI) on reference and indigenous strains of live A.niger were evaluated. The influences of pH (3.0-7.0), biomass concentration (0.05-0.5 g dry biomass /100mL), initial uranium concentration (10-500mg/L), and contact time(30-1440 minutes) were investigated. In order to determine the residual concentration of metal, inductive coupled plasma spectrometry was used. The results indicate that the maximum biosorption of U on reference and indigenous biomass occur at pH=5 as 82.30% and 74.19%, respectively. The biosorption equilibrium was established in 60 and 120 minutes for reference and indigenous biomasses, respectively. The maximum biosorption was observed at a concentration 0.2 g dry biomass/100 mL for both biomasses. The maximum biosorption capacity of U was developed at an initial concentration of uranium 500mg/L as 105 and 143.5 mgU/g dry biomass for reference and indigenous biomasses, respectively. The adsorption process of reference and indigenous live A.niger could be well-defined by Langmuir isotherm with R2 values of 0.9972 and 0.9979, respectively. The obtained results indicated that the reference strain of live A.niger is more efficient for biosorption of U from aqueous solution in comparison with indigenous strain.
    Keywords: Uranium, Biosorption, Reference, Indigenous Strains, Aspergillus. niger
  • R. Davarkhah*, M. Asgari, B. Salimi, P. Ashtari Pages 23-32
    Facilitated transport kinetics of uranium (VI) from a phosphoric acid medium into another phosphoric acid medium as a receiving phase through a bulk liquid membrane containing di-2-ethylhexyl phosphoric acid (HDEPA) as a carrier was studied. The influence of phosphoric acid concentration in source and receiving phases, carrier concentration, type of solvent, stirring speed and temperature were investigated. The kinetic parameters (ke, ks, tmax, Jmax) were calculated for the interfacial reactions, assuming two consecutive, irreversible first-order reactions. The activation energy values were calculated as 29.40 and 19.51 kJmol-1 for extraction and stripping, respectively. The values of the calculated activation energy indicated that the extraction process was controlled by the mixed regime (both kinetic and diffusion), and the stripping process was merely diffusionally controlled. In comparison with HDEPA optimized conditions, though with adding trioctyl-phosphine oxide into membrane phase as a synergic agent, the extraction rate remained approximately constant but the stripping rate diminished dramatically that led to the decrease of the transport kinetics.
    Keywords: Extraction, Stripping, Uranium (VI), Phosphoric Acid, HDEPA
  • S.A. Milani*, B. Maraghe Mianji, A.A. Abhari Pages 33-46
    The present work deals with successive uranium and thorium recovery from the sulfate leach liquor of the ore deposit of the 5th Anomaly of Saghand using liquid-liquid extraction technique, where trioctylamine (TOA) and di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) were used. The solvent extraction of uranium by trioctylamine in kerosene was investigated using Taguchi method. The extraction parameters were pH, extractant concentration, contact time and aqueous/organic volume ratio. The optimum conditions were determined as the extractant concentration of 5%, aqueous/organic volume ratio of 1, pH=1.6 and the contact time of 3 minutes. Under these conditions, the uranium extraction percent was 98.7% in a single step extraction process. For a deeper investigation of the achieved results by Taguchi method, the effect of different parameters such as contact time, temperature, concentration of extractant, and pH were considered. Thorium extraction from uranium extraction raffinate was performed by D2EHPA 4% in kerosene at pH=1.5-2 in a three step extraction process. The kinetic studies showed that the extraction follows a second order  kinetics. The optimium conditions for the selective stripping (back extraction) of uranium and thorium from the loaded organic phases were obtained when 5.0 M nitric acid and 1 M sulfuric acide were used, respectively.
    Keywords: Successive Separation, Solvent Extraction, Saghand (Anomaly No. 5) Ore Deposit, TOA, D2EHPA, Kinetic
  • A. Nilchi*, F. Seidi, S. Rasouli Garmarodi Pages 47-52
    In this study nano-crystalline zeolite beta is synthesized with tetraethyl ammonium hydroxide as a template with the aim of separation of Uranium (VI) from radioactive waste, and characterized by XRD, IR, XRF and BET surface area measurements. Furthermore, ion-exchange properties of synthetic nano-crystalline zeolite beta were evaluated for batch system by calculating the percentage of uranium ions adsorption. The effects of variables such as initial concentration, pH and contact time between the exchanger and liquid phase, on the adsorption of the U(VI) ions were investigated and optimized. The results revealed that in the optimal conditions including the initial concentration of 80 ppm, pH=4, and contact time of 120 min, the percentage of U(VI) ions adsorbed by the synthesized zeolite beta was 94%.
    Keywords: Adsorption, Uranium (VI), Aqueous Solutions, Zeolite Beta
  • M. Moubed*, A. Hossini Ghafar Pages 53-63
    The pressurizer component controls and maintains the pressure within the primary loop in Pressurized Water Reactor (PWR). It plays a vital role in the safe operation of PWRs. In this paper, the dynamic behavior of a pressurizer in transient condition is simulated. A numerical model based on three control volumes is considered to simulate the behavior of the pressurizer in transient condition. These three areas include the vapor region, saturated water in contact with vapor region and the region where the surged water is mixed with the water within the pressurizer. In the developed model, wall condensation, spray condensation, evaporation, bulk boiling and the energy absorption through the heater and heat transfer through the wall to ambient phenomena are taken into account. The mass, energy conservation with water-steam state equations are used to calculate the pressurizer pressure, water level and temperatures of each region. The presented model is developed as a software package so as the user can simulate all the available transient with a great ease. Specifically, by using the developed software, heater on/off, spray, in-surge, out-surge and opening of relief valve can be simulated by the user action or through predefined scenarios. The Massachusetts Institute of Technology (MIT) pressurizer test facility experimental data for in-surge, out-surge and out-surge after in-surge transients, are used to validate the developed model.
    Keywords: Simulation, Pressurizer, Transient Behavior, PWR
  • K. Fatemi*, M.R. Rezvanianzadeh, H. Pashaee, M. Tarkash Esfahani Pages 64-76
    In this study, a simple method for the AUC powder preparation from uranyl fluoride solution, which is more effective for uranium recovery from AUC effluent is presented. At first, the uranium was precipitated in the form of ADU with more than 99.99 percent efficiency by ammonia solution. Then, through overflowing the solution, most of the fluoride ions were removed from the precipitated uranium. By adding ammonium carbonate solution to the ADU slurry, the AUC with stochiometry formula with high efficiency was prepared. The remained uranium in the AUC liquid waste was recovered by ADU precipitation in 99.99 percent. In this step, the uranium concentration in the final waste solution was decreased to less than 1ppm, where it is an important factor for enriched uranium. The ADU slurry was recycled to the next cycle of the AUC production. In this study, the NH4+ concentration, CO32-/UO22+ molar ratio and temperature effects were studied on the properties of the AUC powder and the precipitation efficiency. The results show that the NH4+ concentration is only effective on the fluoride separation and precipitation efficiency. The AUC precipitation efficiency depends on the uranium concentration in the ADU slurry. Also, the uranium recovery depends on the uranium concentration in the AUC waste. Decreasing the CO32-/UO22+ ratio to a minimum value caused the maximum particle size of the AUC crystals to be on an average value of 121 microns. The results of the XRD and SEM for the AUC powder are also presented.
    Keywords: Ammonium Uranyl Carbonate, Ammonium Diuranate, Uranyl Fluoride, Waste
  • Z. Asadollahi*, M.Ghasemi, S.A. Hashemizadeh, P. Sarabadani, H. Bakhtiari, S.M. Mohati, H. Seyedi, H. Sadri, M. Sharbatdaran Pages 77-81
    Electromagnetic Isotopes Separator (EMIS) has been installed in Karaj since 1991 in order to separate isotopes of a wide range of elements. Iron is successfully separated. Iron element has four stable isotopes, 58Fe, 57Fe, 56Fe and 54Fe. The natural abundance of 54Fe is 5.8%. The 54Fe isotope is used for production of radioisotope 55Fe which in turn is used as an electron capture detector and in X-ray fluorescence. The copper pockets and graphite front plate were designed and fabricated for separating and collecting Fe isotopes. After the selection and preparation of charge material, the electrical parameter of ion source and electromagnet were recognized. The mass spectra of iron isotope were recorded. The deposited 54Fe isotope was extracted from copper pocket and purified by electrodeposition, solvent extraction and purification methods. Chemical and enrichment analyses of 54Fe isotope were made by ICP-AES and TIMS, respectively. The formation of 54Fe2O3 was confirmed by the X-ray diffraction.
    Keywords: Enrichment, Electromagnetic Isotope Separator, Fe-54
  • P. Horriyat Pajooh*, Y. Vosoughi, S.R. Hadian Amraei Pages 82-93
    A PC-Based gamma-ray spectrometer has been developed with communication capability through the USB port. A 12-bit pipelined Analog-To-Digital Converter (ADC) associated with a FPGA operating at 12MHz is employed for pulse height analysis from a built-in pulse amplifier. Data Acquisition via USB port is programmed in the FPGA. The USB transfer rate was 921600 bits per second. The software implemented in the Lab-View software environment for saving, analyzing and displaying data on PC in the energy range of 4096 channels was used. The overall system performance was tested using a Na(Tl) crystal coupled PMT scintillation detector, and gamma standard radioactive sources of Cs-137 and Co-60. The integral nonlinearity of ±0.45% was obtained by an experiment. Both low cost and compact size of the system as a result of design specification were also verified. A 7.6% energy resolution was adopted for Cs-137 out of 662keV. During the same experiment, values of 6.64% and 6.16% were determined with Co-60 source (in 1.17MeV and 1.32MeV energies).
    Keywords: Multi Channel Analyzer (MCA), USB Port, FPGA, Analog-to-Digital Converter (ADC)
  • M. Nazari*, H. Zamani Zeinali, N. Abagheri Mahabadi Pages 94-100
    An imaging detector system based on scintillation detectors is designed, fabricated, and optimized for using in diagnostic radiology, industrial radiography, nuclear medicine, and research domain. The X ray from a Siemens Stabilipan Orthovoltage (SSO) unit after passing through an object, which may be a living sample or an electronic device, produces a planar distribution of visible light on a Gd2O2S:Tb3+ (GOS), which is the image of the object under the examination. The image quality parameters, including the contrast and resolution were determined by the inpatient quality indicator (IQI) tests. The imaging practices were adopted for different X ray tube voltages (kV), and focal-spot surface distances (FSD). The data corresponding to the imaging quality parameters were subsequently analyzed and plotted by MATLAB and ORIGIN softwares. The results for the image quality parameters, that is, the contrast and resolution, for different X ray tube voltages were found to be fairly close to each other. Thus, the imaging system has the capability to be used for different X ray energies and radionuclides with relatively desired results. The study is considered to be an initiative for fabricating industrial fluoroscopy and radiation surveillance systems.
    Keywords: Imaging Detector, Gd2O2S:Tb3+, Qualitative Control, Fluoroscopy
  • R.A. Rahimi*, A. Hamidi Pages 101-108
    In this work, the bubble removing from lead silicate glasses containing 70% PbO in different time durations and temperature conditions is compared with that of the ordinary soda-lime glass. Batches of lead glass powders weighing 50gr inside alumina crucibles were heat treated at 900, 950, 1000, 1050 and 1100˚C for time durations of 15, 30 and 45 minutes. A sample of soda-lime glass was heat treated at 1400˚C for 5 hours and poured in a steel mold. The effect of viscosity and density of melt on the rate of bubble ascending inside lead silicate and soda-lime silicate glass melt are discussed. By using the data of the total density of glass (glass containing bubble), the density of glass without bubble and the mean bubble size measurements, the total volume of the bubble and the variation of the volume and the number of the bubbles at different time durations and temperatures were determined. The rate of bubble removing in lead silicate glass is affected by the thickness reduction of the bubbly layer on the surface of the melt, then the bubble number reduction rate of the bubbly layer at different time and temperatures was considered as the kinetics of bubble removing.
    Keywords: Bubble Removing, Lead Glass Melt, Soda-Lime Glass