فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال بیست و هشتم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1386)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال بیست و هشتم شماره 3 (پیاپی 41، پاییز 1386)

  • 60 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1386/08/19
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مینا برادران، سیدمحمود سادات کیایی، علیرضا شرفی صفحه 1
    دام یون چهارقطبی در سطح وسیعی برای محصورسازی یونها و طیف سنجی جرمی مورد استفاده قرار می گیرد و شاهد استفاده روزافزون این طیف سنج می باشیم. معمولا برای محصورسازی یون ها در این دام، از ولتاژ سینوسی استفاده می شود. اما با استفاده از ولتاژ ضربه ای می توان قدرت تفکیک طیف سنج جرمی را افزایش داد بطوری که در زمینه جداسازی ایزوتوپهای سبک کاربرد داشته باشد. در این مقاله برای طراحی این طیف سنج با ولتاژ ضربه ای محاسباتی روی نواحی اول و دوم انجام دادیم و با بررسی و تحلیل نتایج این محاسبات به این نتیجه رسیدیم که ناحیه اول پایداری، برای عملکرد دام با ولتاژ ضربه ای مناسب می باشد.
    کلیدواژگان: یونها، دام یون چهار قطبی، طیف سنج های جرمی، ولتاژ ضربه ای، ناحیه های پایداری
  • غلامعلی شعبانی، مجتبی عبدالله پور، رضا نجفی صفحه 9
    رادیوداروهای تشخیصی 99mTc-MDP و 99mTc-HEDP بیش از سه دهه است که برای سنتیگرافی استخوان بکار می روند. هدف از اجرای این کار پژوهشی سنتز بی فسفونات HEDP در بخش تهیه و تولید رادیوایزوتوپ است که بعنوان ماده اولیه برای تولید کیت لیوفیلیزه HEDP بصورت استریل و بدون مواد تب زا می باشد. نتایج حاصل نشان می دهند که ماده سنتز شده HEDP بیش از 95 درصد قابلیت نشاندارشدن با رادیوداروی پرتکنتات 99mTcO4- را داشته و کلیه آزمایشهای رادیوداروئی آن مطابق با فارماکوپه USP می باشد. ضمنا پایداری کیت کافتی خواه شده (لیوفیلیزه) HEDP بیش از یک سال در دمای یخچال (4 تا 8 درجه سانتی گراد) است.
    کلیدواژگان: سنتز بی فسفونات، HEDP، FTIR، NMR، اسکن استخوان، تکنسیوم، 99m
  • احسان ترابیان، محمد فخرالدین آقاجانپور، محمد جواد دارایی صفحه 15
    منطقه اکتشافی زریگان در 50 کیلومتری شمال شهرستان بافق در شرق استان یزد واقع است. این منطقه جزئی از سیستم کافت درون قاره ای ایران مرکزی در پرکامبرین می باشد. فرایندهای ماگمایی متعلق به 500 میلیون سال پیش با ترکیب اسیدی- کالک آلکالی در بروز انواع متاسوماتیسم بارور در این منطقه نقش داشته اند؛ به تبع فعالیت های تکتونیکی، بخشهای کانه دار به وسیله محلول هیدروترمالی دارای Si، K، Fe، Na با روند کلی شرقی- غربی تشکیل شده اند. کانی سازی با بخشهای آلبیتی، آلبیت- اپیدوت- آمفیبولی و سیلیسی مرتبط است و در مجاورت دایک های دیابازی که با توفی اسیدی در برگرفته شده اند، جای گرفته است. این بخشها دارای ضخامت متوسط 0/3 تا 2 متر می باشند. کانی های اصلی در بخشهای کانه دار شامل تیتانومگنتیت، پیتچبلند و در بعضی بخشها دیویدایت با پیریت و… می باشند که با فراوانی متوسط 3%-5 و شیب 30-º 35 به سمت شمال بصورت افشان، رگچه های نامنظم و تجمعی تشکیل شده اند. عناصر رادیوآکتیو U، Th به ترتیب با فراوانی 2500-50 و 5000-50 گرم در تن دیده می شوند مطالعه زمین شناسی عمقی نشان می دهد که پرتوزایی در این بخشها پیوسته نبوده و در اعماق کمتر از 40 متر وجود دارد. میزان فراوانی عناصر فرعی Zr، Ti، Ce و اکسید اصلی Fe2O3 در این مجموعه قابل توجه است.
    کلیدواژگان: اورانیوم، توریوم، هیدروترمال، تیتانومگنتیت، دیویدایت، پیتچبلند، کانی های پرتوزا، کانی سازی، سیستم های گرمابی، زریگان
  • رسول خدابخش، امین سلطانیان صفحه 21
    برای تعیین بهره انرژی همجوشی و گداخت، همچنین برای تغییر دما با زمان در مورد ساچمه های فشرده DT، D3He، DD، H11B و 3He3He در فضای عاری از میدان مغناطیسی تاکنون محاسبات متعددی انجام شده است. مقایسه نتایج تجربی بهره انرژی با نتایج شبیه سازی همجوشی در میدان لختی برای مدل های گداخت جرقه ای و گداخت حجمی، درستی و دقت مدل بکار برده شده را نشان می دهد. یکی از شرایط مورد نیاز برای تولید الکتریسیته در مقیاس صنعتی افزایش بهره انرژی همجوشی همراه با کاهش انرژی ورودی می باشد. در این مقاله با استفاده از مدل گداخت حجمی برای ساچمه های سوختی 3He3He در شرایط مختلف، بهره انرژی و تغییرات انرژی پلاسما با زمان در شرایط پلاریزاسیون اسپینی هسته ای (در یک میدان مغناطیسی) حساب شده است. مقایسه نتایج حاصل از پلاریزاسیون اسپینی با نتایج مربوط به سوخت غیر پلاریزه، نشان می دهد که پلاریزاسیون اسپینی هسته ای در کاهش انرژی اولیه مورد نیاز برای رسیدن به شرایط همجوشی و افزایش بهره گداخت موثر است، حتی در برخی از موارد منجر به کاهش 35 درصدی انرژی ورودی می شود.
    کلیدواژگان: همجوشی، پلاریزاسیون اسپینی، گداخت حجمی، هلیوم، انرژی اولیه، بهره انرژی
  • مهدی اخلاقی، پژمان روشن فرزاد صفحه 27
    مقادیر جزئی کبالت-57 به روش استخراج با حلال در حضور عامل کمپلکس ساز تیوسیانات، از فاز آبی به فاز آلی ایزوفرون استخراج و از نیکل جدا شد. تاثیر غلظت عامل کمپلکس ساز، نسبت حجم فازها و اسیدیته فاز آبی بر بهره جداسازی بررسی گردید. کبالت-57 استخراج شده، در حضور اسید کلریدریک غلیظ طی استخراج برگشتی به فاز آبی برگردانده شد و تاثیر غلظت و حجم اسید بر بهره استخراج برگشتی بررسی گردید. نتایج حاصل نشان داد که محلول تیوسیانات آمونیوم با غلظت 4% وزنی- حجمی، اسیدیتهPH=1/5-2 و نسبتهای کوچکتر حجم فاز آلی به حجم فاز آبی بالاترین بهره جداسازی را دارد. بهره استخراج برگشتی کبالت-57 در 5 مرحله شستشو با اسید کلریدریک 5 نرمال، %99/57 بدست آمد.
    کلیدواژگان: استخراج با حلال، جداسازی، مقادیر جزئی، کبالت، 57، نیکل، ایزوفرون، تیوسیانات آمونیوم
  • غلامرضا رئیس علی، معصومه دهقانی مقدم، سعید حمیدی، مصطفی غفوری، عبدالرضا سلیمانیان، ارژنگ شاهور، کورش اربابی صفحه 36
    اتاقک های یونش چاهکدار مرتبط با هوای آزاد در مراکز پرتو درمانی برای اندازه گیری شدت چشمه های براکی تراپی به کار می روند. در این کار پژوهشی با استفاده از کد مونت کارلوی MCNP-4C، اتاقک یونش چاهکدار مدل HDR-33004 شبیه سازی شده است. پاسخ اتاقک (جریان الکتریکی) شبیه سازی شده برای مکانهای مختلف چشمه در طول محور مرکزی اتاقک، رفتار مشابهی با نتایج حاصل از اندازه گیری داشت و مکان مرجع اندازه گیری در اتاقک شبیه سازی شده با مکان مرجع اندازه گیری شده در اتاقک مدل HDR 33004 یکسان بود. نتایج حاصل نشان داد که مقدار جریان حساب شده به ازای واحد شدت برای چشمه 137Cs بستگی چندانی به نوع آلیاژ آلومینیوم به کار رفته در دیواره اتاقک ندارد، ولی برای چشمه های 57Co و 241Am، نوع آلیاژ آلومینیوم دیواره اتاقک تاثیر قابل ملاحظه ای در پاسخ اتاقک دارد و وجود عناصری با عدد اتمی بالا مانند روی در آلیاژهای آلومینیوم بکار رفته در دیواره اتاقک، باعث افزایش در پاسخ اتاقک برای چشمه های 57Co و 241Am می شود. همچنین مشخص شد که برای آلیاژهای مشابه Al-7091 پاسخ های حساب شده آشکارساز و اندازه گیری شده برای چشمه های 137Cs، 57Co و 241Am در توافق خوبی با یکدیگرند که این نشان دهنده بکارگیری آلیاژهایی مانند Al-7091 در ساخت اتاقک مدل HDR-33004 می باشد. از نتایج به دست آمده در این تحقیق می توان در طراحی اتاقک های یونش چاهکدار مرتبط با هوای آزاد برای چشمه های گامای کم انرژی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: اتاقک یونش چاهکدار، پاسخ انرژی، دیواره اتاقک، چشمه های گاما، شدت کرمای هوا، MCNP
  • کمال صابریان، شهرام رایگان، علی موحدیان، سیداحمد حسینی سمنانی صفحه 44
    کربوکلریناسیون دی اکسید زیرکونیوم، مهمترین مرحله در فرایند تولید فلز زیرکونیوم می باشد. در این تحقیق اثر متغیرهای دما و دبی جریان گاز روی کلریناسیون ZrO2 در حضور کربن سیاه و تحت فشار جزیی گاز کلر معادل 0/3 اتمسفر در رآکتور بستر ثابت همدما در مقیاس آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که تبدیل ZrO2 بشدت تحت تاثیر دما می باشد و از میان دماهای مورد آزمایش فقط در دمای 1223K از تغییر جریان گاز متاثر می گردد. انرژی آکتیواسیون فرایند برابر با 60kCal/mol بدست آمد. مدل حاکم بر فرایند، «واکنش شیمیایی روی سطح اکسید» تشخیص داده شد.
    کلیدواژگان: کربوکلریناسیون، دی اکسید زیرکونیوم، دما، بریکت
|
  • M. Baradaran*, S.M. Sadat Kiai, A.R. Sharafi Page 1
    Quadrupole ion trap is widely used as an ion storage in gaseous phase and as mass spectrometer. In its classical approach, a sinusoidal voltage form is used to confine the ions in a small region. By using an impulsional voltage, on the other hand, it is possible to increase the mass spectrometer resolution so as to be applicable for separation of light isotopes. In this article we present the theoretical treatment based on the first and second ion stability region. The results show that the first stability region is more adaptable to the impulsional mode of ion trap operation.
    Keywords: Ions, Quadrupole Ion Trap, Mass Spectrometers, Impulsional Mode, Stability Regions
  • G. Shabani*, M. Abdollahpoor, R. Najafi Page 9
    In the last three decades, 99mTc-MDP and 99mTc-HEDP have been used as diagnostic radiopharmaceuticals for bone imaging agents. The radioisotope Department after many investigations decided to develop the synthesis of a biphosphonate derivative, named 1-hydroxy-ethylidene-1, 1-disodium phosphonate (HEDP). In this article, we discuss the method of synthesis, formulation, and labeling of lyophilised kit with 99mTc. The results show that our kit has a high radiochemical purity (>95%), according to the US pharmacopeia. In addition, the stability of lyophilised HEDP kit is more than one year at 4-8oC.
    Keywords: Synthesis of Biphosphonate, HEDP, FTIR, NMR, Bone scan, 99mTc
  • E. Torabian, M.F. Aghajanpour, M.J. Daraei Page 15
    Zarigan Prospect Area is located at 50 km North of Bafgh, East of Yazd Province. This area is a part of central Iran intercontinental drift, formed during pre-Cambrian. Calc-alkaline magmatic process (500Ma) with felsic composition has brought about different types of metasomatism. Radioactive mineralized zone was associated with "Na-K-Fe-Si" rich hydrothermal fluid that intruded following the tectonic activities with E-W trend. Mineralization is related to albite, albite-epidote-Amphibole and silicified zones that emplaced in the margin of Diabasic Dykes trending E-W. The main host rock is felsic Tuff. The thickness of mineralization is between 0.3-2 meters, dipping 30-35ºN. Main minerals in the active zone are: Ti-magnetite, Davidite, pitchblend, and other radioactive minerals, quartz and some sulfide minerals such as pyrite (3-5%), which are found mainly as disseminated, irregular veinlets and dispersed lenses. Uranium and thorium grade varies between 50-2500 ppm and 50-5000ppm, respectively. Subsurface geological studies show that the activity is discontinued in zones and radiation is related to shallow to intermediate depths (40>m). The contents of Ce, Ti and Zr (Trace Els.) and Fe 2O 3 (major Oxide) are also high and notable in this system.
    Keywords: Uranium, Thorium, Hydrothermal, Titanomagnetite, Davidite, Pitchblend, Radioactive Minerals, Mineralization, Hydrothermal Systems, Zarigan
  • R. Khoda, Bakhsh*, A. Soltanian Page 21
    Up to now, various calculations have been done for evaluating fusion energy gain and time dependence of temperature of compressed pellets such as DT, D3He, DD, H11B and 3He3He in the absence of magnetic fields. Experimental results and their comparison with the results of simulations based on central spark ignition model and volume ignition model, prove the accuracy of our computational code. Industrial usage of fusion energy needs an increase in fusion gain and a reduction in driver energy. So that here, using volume ignition model for nuclear spin polarized pellets (in a magnetic field), the energy gain is calculated. The comparison between results associated with the polarized and non polarized fuel, shows that spin polarization is an effective method for reducing the initial needed energy for ignition (up to 35%) and increasing the fusion gain.
    Keywords: Fusion, Spin Polarization, Volume Ignition, Helium, Initial Energy, Energy Gain
  • M. Akhlaghi*, P. Rowshan Farzad Page 27
    Trace amounts of cobalt-57 were separated from nickel and extracted into isopherone in the presence of thiocyanate as a complexing agent. The effect of various parameters on the separation yield was investigated. These include: concentration of the complexing agent, aqua and organic phases volume ratio and acidity of aqua phase. The extracted cobalt-57 was backextracted into concentrated hydrochloric acid and the effects of hydrochloric acid concentration and volume on backextraction yield were investigated. 4% (W/V) ammonium thiocyanate solution, pH=1.5-2 and lower organic to aqua volume ratio gives the highest separation yield. 99.57% backextraction yield was achieved for cobalt-57 through 5 steps of washing with 5 N HCl.
    Keywords: Solvent Extraction, Separation, Traces Amounts, Cobalt-57, Nickel, Isopherone, Ammonium Thiocyanate
  • G. Raisali*, M. Dehghani Moghadam, S. Hamidi, M. Ghafoori, A. Solimanian, A. Shahvar, K. Arbabi Page 36
    Free-air well-type ionization chambers are used in brachytherapy medical centers for measurement of brachytherapy source strengths. In this investigation, the HDR-33004 free-air well-type ionization chamber has been simulated using MCNP-4C computer code for several aluminum alloys as chamber wall material. The relative response (electric current) behavior of the simulated chamber for various source positions along the chamber central axis has been calculated and shows good agreement with measured values. We have also observed that the calculated and measured reference points are situated at the same positions. The results showed that the calculated electric current for unit source strength of 137Cs does not depend on the chamber wall aluminum alloy type, but for 57Co and 241Am sources, a strong dependency on the type of aluminum alloy as chamber wall material is observed. The presence of high atomic number elements such as zinc in some aluminum alloys resulted in higher response of the chamber. It is also found that for similar Al-7091 alloys the calculated and measured responses for 137Cs, 57Co and 241Am sources are in good agreement, showing that the alloy type of the chamber wall material would likely be an alloy similar to Al-7091. The results of this investigation can be applied for design of free-air well-type ionization chambers for low energy gamma sources.
    Keywords: Well-type Ionization Chamber, Energy Response, Chamber Wall, Gamma Sources, Air-Kerma Strength, MCNP
  • K. Saberyan*, Sh. Raygan, A. Movahhedian, S.A. Hosseini Semnani Page 44
    Carbochlorination of ZrO2 is the main part of zirconium production process. In this research the effect of temperature and total gas flow rate on carbochlorination of ZrO2 in the presence of carbon black was investigated. The partial pressure of Cl2 in this study was kept at 0.3 atmosphere. The results showed that ZrO2 conversion is strongly affected by the temperature. It is also shown that at 1223 K, the process is affected by the gas flow rate. The activation energy of the process was 60kCal/mol and the chemical reaction on the oxide surface was the dominant controller of the reaction.
    Keywords: Carbochlorination, Zirconium Dioxide, Temperature, Briquette
  • M.R. Abdi, M. Mostajaboddavati, H. Faghihian* Page 50
    The Monte Carlo method was used to determine full energy efficiency of a high-purity germanium (HPGe) coaxial detector within an energy range of 53.2-2614 keV. Also, measurement was carried out for a standard Marinelli beaker of 600cm3, which was placed into the reference material of mixed gamma. The plot of the experimentally derived efficiency versus the incident gamma radiation energy showed variations at certain energies which is attributed to the detector’s characteristics. The results obtained by the Monte Carlo method and those of the experimental measurements resulted in a standard deviation of 2.3 to 7%. The method was also applied to determine self-absorption correction of the environmental radioactive materials which gave rise to a deviation of 3–12%.
    Keywords: Monte Carlo Method, Self-Absorption, High Purity Ge Detector, Energy Efficiency