فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال سی و پنجم شماره 3 (پیاپی 69، پاییز 1393)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و پنجم شماره 3 (پیاپی 69، پاییز 1393)

  • 90 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1393/11/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • علیرضا کشتکار *، محمود رحمتی صفحات 1-9
    غشاهای نانولوله ی کربنی به دلیل خواص منحصربه فرد خود می توانند در جذب و جداسازی ترکیب ها تحول شگرفی را ایجاد کنند. جذب آلاینده های حاصل از واحدهای فرآوری شیمیایی اورانیم یکی از مهم ترین مسایل زیست محیطی در این صنعت است. لذا به منظور بررسی کارآیی غشاهای نانولوله ی کربنی در جذب ترکیب های حاصل از واحدهای فرآوری شیمیایی اورانیم، جذب دما ثابت آلاینده های 2UO، 2F، 6UF، 4UF و 2F2UO بر روی نانولوله های کربنی از طریق شبیه سازی مونت کارلو مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. در این مطالعه تاثیر فشار و اندازه ی قطر نانولوله ی کربنی بر جذب نیز مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که جذب درون نانولوله های کربنی به صورت 2F > 6UF > 2F2UO > 4UF > 2UO است. به عبارت دیگر، بیش ترین و کم ترین مقدار جذب درون نانولوله های کربنی، به ترتیب، مربوط به 2UO و گاز 2F است. هم چنین بررسی تاثیر فشار و قطر نانولوله بر میزان جذب نشان داد که با افزایش فشار و قطر نانولوله میزان جذب تمامی مواد افزایش می یابد و میزان تاثیر فشار به قطر نانولوله ی کربنی و نوع گاز بستگی دارد.
    کلیدواژگان: جذب، نانولوله های کربنی، شبیه سازی مونت کارلو، آلاینده های فرآوری اورانیم
  • اکرم رحمتی، محمد تقی زاده *، سیدجواد احمدی، محمد قنادی مراغه صفحات 10-18
    اثر پارامترهای غلظت اولیه ی محلول زیرکونیم، غلظت نیتریک اسید، درصد حجمی حلال آلی تری بوتیل فسفات و نسبت فازی، بر درصد استخراج و جداسازی زیرکونیم از هافنیم در روش ناپیوسته مورد بررسی قرار گرفته و شرایط بهینه برای این پارامترها برای استفاده در عملیات پیوسته (مخلوط کن- جداساز) معرفی شده است. در بررسی تجربی فرایند استخراج زیرکونیم در مخلوط کن- جداساز افقی 6 مرحله ای آزمایشگاهی، محلول آبی (خوراک)، مخلوط 4 مولار نیتریک اسید و 4 مولار هیدروکلریک اسید، حاوی 60 گرم بر لیتر زیرکونیم بود. تری بوتیل فسفات 50 درصد حجمی رقیق شده در کروزین، نسبت فازی یک؛ دما و فشار محیط و تندی هم زن 1000 دور بر دقیقه، برای عملیات استخراج مورد استفاده قرار گرفته است. در این کار پژوهشی درصد استخراج زیرکونیم در مرحله های مختلف جداسازی در 3 زمان مختلف، با مقدار نظری به دست آمده از نمودار مک کیب- تیل، مقایسه شده است. نتایج نشان داد که به علت نزدیک بودن درصد استخراج زیرکونیم در هر یک از مرحله های مخلوط کن- جداساز به درصد استخراج آن در مرحله های نظیر شرایط تعادلی، تطابق بسیار خوبی بین داده های آزمایشگاهی و نظری وجود دارد.
    کلیدواژگان: استخراج و جداسازی، زیرکونیم هافنیم، روش پیوسته، روش ناپیوسته، تری بوتیل فسفات
  • بهجت قاسمی *، حامد روحی، فریدون عباسی دوانی، زهرا شهبازی راد صفحات 19-24
    در این پژوهش توزیع انرژی و توزیع زاویه​ای یون​های نیتروژن دستگاه پلاسمای کانونی 1SBUMTPF با استفاده از آشکارساز رد هسته​ای 39CR- تعیین و نتایج با نتایج حاصل از آشکارساز رد هسته​ای پلی​کربنات مقایسه شد. برای این منظور، با بهره گیری از نرم افزار SRIM برد یون​های نیتروژن در آلومینیم محاسبه و با استفاده از روش لایه نشانی بخار فیزیکی (PVD) ضخامت​های مختلفی از صافی آلومینیمی بر روی آشکارسازها نشانده شد. با استفاده از فیلم​های لایه نشانی شده، ناهم سانگردی توزیع یون​های نیتروژن مورد بررسی قرار گرفت. هم چنین تغییرات چگالی یون ها در بازه های مختلف انرژی بررسی شد. بررسی منحنی توزیع زاویه​ای گسیل یون نیتروژن در این دستگاه، قله ای را در زاویه ی 30 درجه نسبت به محور آند نشان داد که با نتایج آزمایش انجام شده با استفاده از آشکارساز پلی کربنات برای این دستگاه کاملا تطابق داشت.
    کلیدواژگان: پلاسمای کانونی، آشکارساز CR، 39، توزیع انرژی و زاویه ای، SRIM، PVD
  • نوید بالکانیان، میکائیل یگانه *، آیت قانع، مهدی تقوی، عباس مدبر صفحات 25-30
    سیستم پرتودهی قابل حمل -T60SVHI-Co- با چشمه ی 60Co- برای پرتودهی پیاز مورد استفاده قرار گرفته است. برای بهینه سازی و تغییر کاربری سیستم، شناخت کافی از دز جذبی محصول ها ضروری است. در این مقاله دز جذبی در نقاط مختلف محفظه ی تابش، قبل از بارگذاری، با استفاده از کد C4MCNP محاسبه و با نتایج حاصل از اندازه گیری دز مذکور در امتداد خط مرکزی با دزیمترهای رد، آمبر و کلیر در پژوهشکده ی کاربرد پرتوها مقایسه شده است. مقادیر به دست آمده از دزیمترها و نتایج کد مطابقت خوبی با هم دارند. توزیع دز در داخل محفظه ی تابش بر روی صفحه ای به ابعاد cm30×cm60 با کد C4MCNP محاسبه شده است. آهنگ دز کمینه، بیشینه و آهنگ دز در ناحیه ی هم دز مرکزی، به ترتیب، 3/0، 6/2 و kGy/hr 25/1 به دست آمده است. آهنگ دز اندازه گیری شده در ناحیه ی هم دز مرکزی با دزیمترهای رد، آمبر و کلیر، به ترتیب، برابر با 37/1، 30/1 و kGy/hr 30/1 است. اختلاف آهنگ دز مرکزی محاسبه شده با کد و دزیمترها، به ترتیب، برابر 7/8، 8/3 و %8/3 است. هم چنین بعد از بارگذاری، برای داشتن نسبت یکنواختی دز مناسب برای تغییر کاربری سیستم از پرتودهی پیاز به گندم با استفاده از کد C4MCNP سپرهایی در جلوی چشمه های جدید، طراحی شده و نتایج با اندازه گیری تجربی مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: سیستم پرتودهی قابل حمل، SVHI-Co-60-T، دزیمترهای PMMA، کد MCNP4C
  • رسول خدابخش، سهراب بهنیا، مسعود صیدی * صفحات 31-39
    چشمه ی خارجی نوترون نقش مهمی در راه اندازی رآکتور دارد؛ بنابراین حل تحلیلی معادله های سینتیک نقطه ای نوترون در حضور چشمه ی خارجی، برای پیش بینی تغییر چگالی نوترون در طول راه اندازی رآکتور حایز اهمیت است. در کارهای پیشین، حل تحلیلی معادله های سینتیک نقطه ای نوترون در حضور چشمه ی خارجی ثابت انجام شده است، اما با توجه به نوسان های چشمه ی نوترون حول یک مقدار میانگین، می توان چشمه را متغیر با زمان در نظر گرفت. لذا در پژوهش حاضر یک حل تحلیلی برای معادله های سینتیک نقطه ای نوترون با یک گروه نوترون تاخیری و افزایش تدریجی واکنش پذیری برای چشمه ی خارجی، با نوسان های سینوسی در زمان راه اندازی رآکتور ارایه شد. تنها تقریب به کار رفته در این پژوهش، چشم پوشی از مشتق دوم چگالی نوترون است. نتایج پژوهش حاضر در حد دامنه های خیلی کوچک نوسان، با نتایج کارهای دیگران هم خوانی کامل دارد.
    کلیدواژگان: افزایش تدریجی واکنش پذیری، چشمه ی نوترون خارجی، سینتیک نقطه ای نوترون، نوترون های تاخیری
  • فرشته گلیان *، علی پذیرنده، سعید محمدی صفحات 40-45
    با استفاده از معادله ی فوکر- پلانک به بررسی تابع توزیع انرژی الکترون در فاصله ی بین غلاف و سوخت در رآکتور هسته ای 1000VVER- بوشهر پرداخته شد. در این راستا، با استفاده از روش حل عددی رونژ- کوتا معادله ی فوکر- پلانک حل شده و رفتار غیرتعادلی الکترون های عبوری در فاصله ی بین غلاف و سوخت تحلیل شد. برای بالا بردن دقت کار از زبان برنامه نویسی ++C استفاده شد. هم چنین با به کارگیری کد مونت کارلو 4GEANT، واکنش شکافت هسته ای در میله ی سوخت شبیه سازی شده و تابع توزیع انرژی الکترون در فاصله ی بین غلاف و سوخت هسته ای به دست آمد. نتایج نشان داد که اغلب الکترون ها در این ناحیه گرمایی بوده و تابع توزیع انرژی آن ها از تابع توزیع ماکسول دور است. هم چنین به بررسی اثر گاز کریپتون بر تابع توزیع انرژی الکترون پرداخته و ملاحظه شد که گاز کریپتون اثر ناچیزی بر تابع توزیع الکترون ها دارد.
    کلیدواژگان: توزیع انرژی الکترون، پلاسمای چند مولفه ای، فاصله ی بین غلاف و سوخت، رآکتور هسته ای VVER-1000
  • محبوبه لطفی *، سید مجتبی مستجاب الدعواتی، بهزاد تیموری سیچانی صفحات 46-55
    آشکارساز HPGe دانشگاه اصفهان به کمک کد محاسباتی MCNP شبیه سازی و تابع پاسخ آن تعیین شد. سپس برنامه ی شبیه سازی شده برای چشمه های حجمی مارینلی با ترکیب ها و چگالی های مختلف (3 g/cm2-8/0=ρ، 90-10=z) اجرا شد. هم چنین طیف نمایی با آشکارساز مذکور، در آزمایشگاه برای نمونه های حجمی مارینلی با درصدهای خودجذبی متفاوت به انجام رسید. سپس با جمع آوری و مقایسه ی نتایج، چگونگی اثرات چگالی و ترکیب نمونه ها بر میزان خودجذبی در طیف های گاما، برای چشمه های مارینلی بحث و بررسی و برای هر دو حالت تجربی و شبیه سازی، نمودار سطح بازده برحسب انرژی پرتو گاما و چگالی نمونه رسم شد. با مقایسه ی نتایج تجربی و شبیه سازی توانمندی روش شبیه سازی برای محاسبه ی بازده برحسب دو پارامتر انرژی و چگالی تایید شد. این روند می تواند برای تولید منحنی بازده مناسب، برای هر چگالی نمونه به کار برده شده و سبب کاهش تعداد استاندارد مورد نیاز در آزمایشگاه و هزینه های مربوطه شود. علاوه بر آن مشاهد شد که در مساله ی خودجذبی، چگالی نسبت به نوع ترکیب، اثر بیش تری دارد و بر خودجذبی کل گستره ی انرژی مورد مطالعه تاثیرگذار است، در حالی که تاثیر نوع ترکیب، تنها در گستره ی انرژی های کم تر از keV400 است.
    کلیدواژگان: طیف نمایی گاما، نمونه های محیطی، خودجذبی، HPGe، MCNP
  • صالح اشرفی *، طاهره حدیثی نیا صفحات 56-61
    فعالیت آشکارپذیر کمینه، حداقل فعالیتی است که سیستم می تواند، با یک سطح اطمینان از پیش تعیین شده، آن را به طور متمایز از زمینه آشکار کند. در نمونه هایی که فعالیت آن ها پایین است باید از سیستمی استفاده شود که مقدار فعالیت آشکارپذیر کمینه در آن قابل مقایسه با شمارش نمونه است. در این پژوهش، مقدار فعالیت آشکارپذیر کمینه برای طیف سنج AT1315 به روش تجربی تعیین، میزان تغییرات آن با زمان اندازه گیری و جرم نمونه ها بررسی شده است. هم چنین وجود یک رابطه بین فعالیت آشکارپذیر کمینه و این کمیت ها و ضرورت تعیین مجدد آن با تغییر هر یک از این پارامترها تایید شد. به منظور اجتناب از اندازه گیری های مکرر، یک رابطه ی نظری برای محاسبه ی فعالیت آشکارپذیر کمینه به دست آمد و سپس مقادیر نظری و تجربی فعالیت آشکارپذیر کمینه با هم مقایسه شدند.
    کلیدواژگان: طیف سنج گاما، AT1315، فعالیت آشکارپذیر کمینه
  • فرنوش حاجی زاده *، هادی ابراهیمی سوخته کوهی، افشار ضیاء ظریفی صفحات 62-67
    با توجه به اهمیت روش های پرتوسنجی در اکتشاف عناصر پرتوزا به ویژه دو عنصر پرتوزای اورانیم و توریم، در این پژوهش از داده های ژئوفیزیک هوایی پرتوسنجی (تهیه شده توسط سازمان انرژی اتمی ایران) و روش دورسنجی، برای اکتشاف ناحیه ای عناصر پرتوزای منطقه استفاده شده است. ابتدا حجم بالایی از داده های رقومی پرتوسنجی پردازش، طبقه بندی و تحلیل، و با استفاده از روش های آماری، ناهنجاری از منطقه های زمینه جدا شدند. با بررسی های زمین شناسی و دورسنجی انجام شده در محدوده ی ناهنجاری های واقع در برگه ی 1:50000 سلماس، تازه شهر و پیمایش های انجام شده در این محدوده، این نتیجه حاصل شد که واحدهای پرتوزای محدوده ی مطالعاتی بیش تر شامل گرانیت های وابسته به یک منطقه ی کششی درون صفحه ای و یا یک منطقه ی کششی پس از برخورد و رسوبات جوان منطقه است. با در نظر گرفتن اهمیت بالای لایه ی اطلاعاتی ژئوفیزیک هوایی در شناسایی و پی جویی عناصر پرتوزا، با تلفیق این نقشه ها با داده های ماهواره ای و زمین شناسی، منطقه های امیدبخش برای عناصر پرتوزا معرفی شدند، سپس اقدام به ارزیابی نهایی پتانسیل عناصر پرتوزای منطقه برای کنترل زمینی شد. با توجه به مقدار بالای اورانیم توده ی نفوذی گرانیت قوشچی و غنی شدگی بالای آن نسبت به نواحی دیگر، به نظر می رسد که ماگمای به وجود آورنده ی این توده ها، دارای مواد پرتوزای بالایی بوده و آن ها را با خود به سطح حمل کرده است، ولی شرایط لازم برای تشکیل ذخیره ی اورانیم وجود نداشته است.
    کلیدواژگان: مدل سازی، عناصر پرتوزا، اورانیم و توریم، داده های اکتشافی، سلماس
  • جواد یزدانی *، مسعود آقاحسینی، محمدرضا رضوانیان زاده، رسول سیاری صفحات 68-75
    صحت اندازه گیری نسبت ایزوتوپی در تمام دستگاه های طیف سنج جرمی پلاسمای جفت شده ی القایی به دلیل وجود پدیده ی انحراف جرم تحت تاثیر قرار می گیرد. انحراف جرم بیان گر اختلاف در نسبت سنجی ایزوتوپی اندازه گیری شده با مقدار حقیقی است. در این پژوهش علاوه بر معرفی کامل این پدیده، نقاط به وجود آورنده ی آن شامل پلاسما، محدوده ی پتانسیل های لنزهای یونی و آشکارساز بررسی شده است. تاثیر غلظت گونه ی اورانیم، میدان الکتریکی در پشت مخروط دوم، تغییرات ولتاژ آشکارساز، توان مصرف شده در پلاسما و سرعت جریان ورود نمونه بر روی انحراف جرم نشان داده شده است. براساس نتایج و مقادیر بهینه ی به دست آمده، در یک محیط آبی بدون مزاحمت، کم ترین انحراف جرم (خطای نسبی %3/0-) برای نسبت سنجی ایزوتوپی عنصر اورانیم با مقدار انحراف معیار نسبی %2/1 در غلظت mg/L 3/0 هنگامی حاصل شد که ولتاژ لنزهای یونی 1 و 2 در دستگاه طیف سنج جرمی زمان پرواز پلاسمای جفت شده ی القایی به ترتیب 700- و 550- ولت بود و دستگاه با پلاسمای با توان 1000 وات، نرخ جریان نمونه ی ml/min 78/0 و با ولتاژ آشکارسازی 2450- ولت، تنظیم شده بود.
    کلیدواژگان: انحراف جرم، طیف سنج جرمی، زمان پرواز، پلاسمای جفت شده ی القایی، تجزیه ی ایزوتوپی
  • مجتبی مقبل الحسین، احسان بازوند *، عبدالمحمد قلمبر دزفولی صفحات 76-81
    تفنگ های الکترونی ابزارهای بسیار مهم و پرکاربرد در پراکندگی الکترون هستند. مدل های مختلف و متنوعی از این تفنگ ها طراحی شده است. در این مقاله با استفاده از نسخه ی 0/8 کد محاسباتی SIMION سه بعدی، یک تفنگ الکترونی انرژی- پایین، مناسب انجام مطالعه های برخورد الکترون طراحی و شبیه سازی شده است. از این کد محاسباتی برای تصحیح ویژگی های کانونی عدسی های الکترواستاتیکی و محاسبه ی ولتاژهای اعمال شده به آن ها استفاده می شود، و هم چنین تعیین محل و قطر روزنه ها (الکترودها) و مسیریابی عبور باریکه ی الکترونی از درون سیستم عدسی های الکترواستاتیکی با استفاده از این کد محاسباتی صورت می گیرد. سیستم تفنگ الکترونی طراحی شده، الکترون ها را از یک چشمه ی گرما- یونی به محیط برهم کنش (هدف) در گستره ی وسیعی از انرژی های نهایی متغیر متمرکز می نماید.
    کلیدواژگان: تفنگ الکترونی، عدسی های الکترواستاتیکی، کد محاسباتی SIMION، شبیه سازی
  • سیروس ودادی *، بهنام ناصریان، سیدضیاءالدین طباطبایی، مسعود رحیمی صفحات 82-85
    انار در بسیاری از مناطق ایران کشت می شود. با توجه به حساسیت میوه ی انار به کرم گلوگاه، ایجاد ارقام جدید سازگار، لازم و ضروری است. تنوع ژنتیکی از عوامل ضروری برای اصلاح نباتات است. جهش، ابزار سودمندی در تقویت تنوع ژنتیکی و ایجاد ارقام جدید در درختان میوه و گیاهان زراعی است. اولین گام در اصلاح به روش جهش زایی، تعیین دز مطلوب پرتودهی است. لذا این پژوهش به منظور تعیین دز مناسب پرتو گاما انجام شد. ابتدا قلمه هایی از شاخه های یکساله ی انار تهیه و میزان زنده مانی جوانه در قلمه ها در دزهای مختلف پرتو گاما مورد بررسی قرار گرفت. دزهای مورد استفاده شامل 12 مقدار از صفر تا 120 گری (º، 20، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90، 100، 110 و 120) بودند. آزمایش در قالب طرح کاملا تصادفی با 12 تیمار طراحی شد. میزان زنده مانی، اختلاف معنی داری در سطح احتمال %1 بین نمونه های شاهد و نمونه های پرتودیده در دزهای مختلف نشان داد. رگرسیون خطی بین درصد زنده مانی و دز پرتو گاما محاسبه شد. براساس دز مشخص شده برای 50LD (Gy 45)، دز مناسب در این آزمایش 36 گری تعیین شد.
    کلیدواژگان: جوانه های انار، دز پرتو گاما، جهش زدایی، LD50، درصد زنده مانی
|
  • A.R. Keshtkar*, M. Rahmati Pages 1-9
    The carbon nanotube membranes which have unique properties can make dramatic changes in adsorption and separation of compounds. Adsorption of pollutants from uranium chemical processing units is one of the most important environmental issues in this industry. Therefore, the adsorption isotherms of UO2, F2, UF6, UF4 and UO2F2 into carbon nanotube were studied by using the Monte Carlo simulation in order to evaluate the performance of carbon nanotubes membranes in the uptake of compounds of uranium chemical processing units. Also in this study, the effects of pressure and diameter of the carbon nanotubes on the adsorption of compounds were investigated. The results indicate that the adsorption of compounds onto the carbon nanotubes is as follows: UO2 > UF4 > UO2F2 > UF6 > F2. In other words, the maximum and minimum adsorption onto the carbon nanotubes are related to UO2 and F2, respectively. The effects of pressure and diameter of the carbon nanotubes on the adsorption of compounds show that the adsorption isotherm of all gases increases with increasing pressure and diameter of the nanotubes and the pressure influence on the adsorption of the compounds depends on the type of component and the carbon nanotubes diameter.
    Keywords: Adsorption, Carbon Nanotubes, Monte Carlo Simulation, Uranium Processing Polluents
  • A. Rahmati, M. Taghizadeh*, S.J. Ahmadi, M. Ghannadi Maragheh Pages 10-18
    In this research, the effect of the initial concentration of zirconium, nitric acid concentration, volume percentage of organic solvent phase (tributyl phosphate) and the phase ratio on extraction (%) was studied in a batch method and the optimum conditions for continuous operation (Mixer-settler) of these parameters were introduced. In the experimental studies of zirconium extraction in a 6-stage horizontal laboratory mixer-settler, the aqueous solution (feed) was 4 M nitric acid mixed with 4 M HCl containing 60 gr per liter of zirconium. 50%V tributyl phosphate in kerosene, 1000 rpm impeller speed, with the equal phase ratio at ambient temperature and pressure was used for the extraction operations. In this research work, the extraction of zirconium at settler stages within 3 different times has been compared with the theoretical quantities obtained from the McCabe curve. The zirconium extraction (%) at each stage of the mixer-settler was close to the corresponding amount in equilibrium conditions, indicating a very good agreement between theoretical and experimental data.
    Keywords: Extraction, Separation, Zirconium- Hafnium, Batch Method, Continuous Method, TBP
  • B. Ghasemi*, H. Rouhi, F. Abbasi Davani, Z. Shahbazi Rad Pages 19-24
    In this study, the energy and angular distributions of nitrogen ions produced in a plasma focus device, SBUMTPF1, were determined using CR-39 nuclear track detectors and the results were compared with those of the polycarbonate track detectors. For this purpose, by the use of the SRIM software, the ranges of nitrogen ions were calculated in aluminum and subsequently by applying the PVD method, layers of aluminum filters of different thicknesses were deposited on the detectors. By the use of the coated films, the anisotropic distribution of nitrogen ions was investigated by the detectors. The variation of density of the ions was also investigated in different ranges of energy. The study of the SBUMTPF1 angular distribution profiles shows a peak value at an angle of 30˚ with respest to the anode axis. The results found to be consistent with those obtained for the polycarbonate track detectors.
    Keywords: Plasma Focus, CR-39 Nuclear Track Detector, Energy-Angular Distribution, PVD, SRIM
  • N. Balkanian, M. Yeganeh*, A. Ghaneh, M. Taghavi, A. Modaber Pages 25-30
    SVHI-Co-60-T irradiation system has been used as a portable one with Co-60 source for onion irradiation. To optimize and for the change of the system application, sufficient knowledge of the absorbed dose of the products is necessary. In this paper, the absorbed dose in the irradiation chamber is calculated for different points using MCNP4C code and then the results are compared with the measurements by the Red, Amber and Clear dosimeters of the Radiation Application Research School, along the central line of the chamber. The values ​​obtained from dosimeters are in good agreement with the code results. The dose distribution in the irradiation chamber has been calculated on a plane with dimensions of 60cm×30cm. The minimum and maximum dose rates and the dose rate at the center of the same dose area of the isodose curve are 0.3kGy/hr, 2.6kGy/hr and 1.25kGy/hr, respectively. Also, the dose rate measured in the central area of the chamber using Red, Amber and Clear dosimeters is 1.37kGy/hr, 1.303kGy/hr and 1.302kGy/hr, respectively. Differences between the calculated dose using MCNP4C code and the measured dose emplaying three types of dosimeters are 8.7%, 3.8% and 3.8%, respectively. After loading, the spacers have been designed in front of new sources with MCNP4C code to have suitable dose with a uniform ratio to change its application from onion to wheat irradiation and also to compare with the measurements.
    Keywords: Portable Irradiation System, SVHI-Co-60-T, PMMA Dosimeters, MCNP4C Code
  • R. Khodabakhsh, S. Behnia, M. Seidi* Pages 31-39
    Neutron external source plays an important role during the start-up of a nuclear reactor. Therefore, the analytical solutions of neutron point kinetics equations in the presence of external source are important in predicting the variation of the neutron population during the start-up of a nuclear reactor. For a constant external source, an analytical solution is worked out, as shown in the previously published articles. Due to fluctuations of the neutron source around a mean value, the source is actually time dependent. Thus, in this research, an alternative analytical solution with one group of delayed neutrons is proposed with the ramp reactivity insertion for the external source with sinusoidal fluctuation during the start-up of the nuclear reactor. The only approximation made in this study is to ignore the second time derivative of the neutron population. The present study is fully in agreement with other studies regarding the limit of very small amplitude fluctuations.
    Keywords: Ramp Reactivity Insertions, External Neutron Source, Neutron Point Kinetics, Delayed Neutrons
  • F. Golian*, A. Pazirandeh, S. Mohammadi Pages 40-45
    The electron energy distribution function in fuel rod gap of Busheher’s VVER-1000 nuclear reactor was investigated using the Fokker-Planck equation. In this regard, the Fokker-Planck equation was solved by using the Runge-Kutta numerical method, and the non-equilibrium behavior of electrons passing through the gap, as an absorbing medium, was evaluated and analyzed. The programming language C++ was employed to acquire high accuracy. Besides, by utilizing the Monte Carlo GEANT4 code, the fission reaction in the fuel rod was simulated and the energy distribution of electron was calculated. Furthermore, it was found that most of the electrons are essentially thermal in the fuel rod gap and the electrons energy distribution is far from Maxwellian distribution. Also, the krypton effect on the energy distribution of electron was investigated. One of the outstanding points that should be mentioned here is that the krypton has no significant effect on the energy distribution function of electrons in the fuel rod gap.
    Keywords: Electron Energy Distribution, Multi-Component Plasma, Nuclear Fuel Rod Gap, VVER-1000 Nuclear Reactor
  • M. Lotfi*, S.M. Mostajabodaavati, B.T. Sichani Pages 46-55
    HPGe detector has been simulated by using MCNP code, and the detector response has been determined. Monte Carlo simulations have been performed for different elemental composition and density as environmental Marinelli samples (z =10-90, ρ = 0.8-2 g/cm3). Likewise, more experiments were carried out in the laboratory scale using five samples with different self-absorption albeit with the same detector described previously. The effects of source elemental composition and density on the self-absorption in gamma-ray spectroscopy of environmental Marinelli samples are discussed. For both cases of experimental and simulated studies a surface plot of the efficiency vs gamma-ray energy and sample density has been calculated for the said detector. By comparing the results upon applying, two methods show that the simulation method has been successful leading to efficiency as a function of both gamma-ray energy and sample density. The same surface can be used to derive an efficiency curve for any sample density within the calibrated range of densities. Also, it is possible to use this three-dimensional curve to reduce the number of calibration standards of different required densities, where it leads to reducing the laboratory operating costs. The results showed that the sample density was more important than the composition in self-absorption problem. In addition, the effects of the sample density on self-absorption in all range of the energy under the study are visible, but the chemical composition effects appear only for the E<400 keV condition.
    Keywords: Gamma Spectroscopy, Environmental Samples, Self-Absorption, MCNP, HPGe
  • S. Ashrafi*, T. Hadisi Nia Pages 56-61
    The minimum detectable activity (MDA) is the activity that a system can detect with a given confidence level and good discrimination against the background radiation. When low levels of activities are counted, the MDA of gamma spectrometer must be comparable to the number of sample counts. In this research, the MDA of AT1315 spectrometer has been experimentally determined and a theoretical correlation between the MDA and experimental parameters such as the sample mass and counting time has been established. Using the correlation, the frequent and cumbersome MDA measurements can be avoided. A quantitative comparison of the theoretical and experimental MDA approaches has been performed.
    Keywords: Gamma Spectrometer, AT1315, Minimum Detectable Activity (MDA)
  • F. Hajizadeh*, H. Ebrahimi Sokhtekohi, A. Zia Zarifi Pages 62-67
    Given the importance of discovery of radiometric datings methods, especially two radioactive elements uranium and thorium, the radiometric airborne geophysical survey data (produced by the Atomic Energy Organization of Iran) and telemetry methods have been used to explore the radioactive elements. Initially, a high volume of the radiometric processing of digital data, classification and analysis were dealt with, using statistical methods, Abnormalities were separated from the background. With geological and remote sensing surveys conducted in the area, abnormalities in sheet 1:50000 Salmas, Tazeh Shahr survey delivered the result that the study area consists mostly of granite radioactive units in a weight pull into a page or a post-conflict area of newely-formed sediments. Considering the importance of identifying and tracing the radioactive airborne geophysical data layer, combining these maps with the satellite data, the geologically promising areas for radioactive elements were introduced. Then we proceeded to the final assessment of potential radioactive elements in the ground control. Due to the high amount of uranium enriched granitic intrusion in Qushchi and its highly enriched sediments compared with the other areas, to the best of our knowledge, the causative magma masses have been highly radioactive and have been transported to the earth’s crust, albeit with no position for the of formation of uranium reserves.
    Keywords: Modeling, Radioactive Elements, Uranium, Thorium, Exploratory Data, Salmas
  • J. Yazdani*, M. Aghahoseini, M.R. Rezvanianzadeh, R. Sayyari Pages 68-75
    The accuracy of isotopic compositions measurement is affected by all the ICP-MS instruments because of the phenomenon known as mass bias, where it is defined as difference between the measured and true values in an isotopic analysis. This research has introduced mass bias and also evaluated the effective parameters including concentration of uranium, electrical field behind the second or skimmer cone, detector voltage, plasma power and nebulizer flow. The least mass bias with a relative error -0.3% for the isotopic analysis of uranium results in aqueous media without interference of the matrix with 1.2% RSD of 0.3 mg/L concentration, while the voltages of ion lens 1 and 2 in the ICP-TOF-MS were -700V and -550V, respectively. The instrument was set in the plasma power of 1000 watts, nebulizer flow of 0.78 ml/min, and the detector voltage of -2450V.
    Keywords: Mass Bias, ICP-TOF-MS, Isotopic Analysis
  • M. Moghbelalhossein, E. Bazvand*, A.M. Ghalambordezfouli Pages 76-81
    Electron Guns are considered as important and useful devices in electron scattering studies. So far, different models of these guns have been designed. In this paper, using the computational code SIMION- 8.0 3D we simulate a low energy electron gun which is appropriate for the electron collision process. This computational code may be used to correct the canonical properties of electrostatic lenses and also to calculate the imposed voltages on the optical components of the electron gun. Moreover, by applying this code the location and diameter of all the apertures (electrodes) and also the tracing of the electron beams through the electrostatic lenses can be determined. The designed electron gun system accelerates and focuses the electrons leaving a thermionic emitter to an interaction domain (target) in a wide range of variable final energy.
    Keywords: Electron Gun, Electrostatic Lenses, SIMION, Simulation
  • C. Vedadi*, B. Naserian Khiabani, C. Tabatabai, M. Rahimi Pages 82-85
    Pomegranate is cultivated in many regions of Iran. Due to the pomegranate sensitivity to the Carob moth, it is necessary to develop new cultivars that tolerate the Carob moth (Spectrobates ceratoniae). To induce a genetic variation in the plant, breeding is considered as an essential factor. Mutation breeding is a very effective and beneficial approach for promoting the genetic diversity and developing new varieties of fruit trees and agricultural plants. This study aimed to determine the proper gamma irradiation dose. Accordingly, some cleavage of one year old branches of the pomegranate was used. The survival of bud cuttings in different gamma ray doses was investigated. The gamma ray doses included 12 zero to 120 Gy (0, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110 and 120). The experimental design was arranged as a completely randomized one with 12 treatments. The survival rate showed a significant difference at 1% between various doses of gamma-irradiation in comparison to the control samples and the irradiation dose. A liner regression was estimated between the survival rate and gamma ray doses. According to the irradiation dose of LD50, (45 Gy) 36 Gy was determinate as a suitable gamma dose rate during the experiment.
    Keywords: Pomegranate Buds, Gamma Ray Dose, Mutation, LD50, Survival Percentage