فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال سی و پنجم شماره 1 (پیاپی 67، بهار 1393)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال سی و پنجم شماره 1 (پیاپی 67، بهار 1393)

  • 102 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1393/05/20
  • تعداد عناوین: 12
|
  • احسان صادقی، مصطفی زاهدی فر *، محسن محرابی صفحات 1-7
    نانوذرات :Dy,Tm2CaF با اندازه ی متوسط 37 نانومتر به روش گرما- آبی ساخته شده اند. ساختار مکعبی نانوذرات با استفاده از دستگاه پراش پرتو ایکس تعیین شد. اندازه و شکل ذرات ساخته شده با استفاده از میکروسکوپ الکترون روبشی (SEM) مشاهده شده است. منحنی درخشش ترمولومینسانی این نانوذره دارای 3 قله در دماهای 407، 440 و 485 کلوین بوده است. پاسخ ترمولومینسانی نانوذرات :Dy,Tm2CaF برای مقدارهای متفاوت Dy و Tm مطالعه و بیش ترین حساسیت در 3 درصد مولی Dy و 5/0 درصد مولی Tm به دست آمده اند. با توجه به پاسخ خطی دز تا بالای دز جذب شده ی Gy10000، فسفر ساخته شده برای کاربرد در دزیمتری دزهای بالا پیشنهاد شده است.
    کلیدواژگان: نانوذرات، ترمولومینانس، ساخت، روش گرما - آبی
  • حسین ذکی دیزجی *، فریدون عباسی دوانی، طیب کاکاوند صفحات 8-13
    دزیمتری فعال فردی گاما و نوترون در سال های اخیر مورد توجه بوده است و در این میان دیود های سیلیسیمی گزینه ی مناسبی برای این منظور هستند. دیودهای سیلیسیمی، حساس به گاما بوده و برای ایجاد حساسیت نوترونی در آن ها از یک لایه ی مبدل استفاده می شود. در این پژوهش، ابعاد بهینه ی مبدل و آشکارساز برای ایجاد رفتار دزیمتری مناسب و جداسازی معادل دز گاما و نوترون تعیین شده است. با توجه به طراحی دزیمتر و اعمال روش داده برداری گزینشی براساس ارتفاع تپ ها، مقدارهای معادل دز گاما و نوترون های سریع به صورت مجزا تعیین شدند. معادل دز گاما در بازه ی انرژی 3/0 تا MeV6 و معادل دز نوترون در بازه ی انرژی 1 تا MeV12 اندازه گیری شد. حد پایین دزیمتری برای تابش گاما و نوترون به ترتیب 015/0 و μSv10 است. در میدان تابشی چشمه Am-Be، نتایج تجربی به دست آمده، توافق خوبی با داده های شبیه سازی داشته و خطای معادل دز گاما و نوترون به ترتیب کم تر از 15 و 18درصد بود.
    کلیدواژگان: دزیمتری گاما و نوترون، دیود سیلیسیمی، میدان های تابشی آمیخته، لایه ی مبدل
  • علیرضا خانچی *، حسن صدیقی، شیدا انصار، جواد فصیحی رامندی، ایرج اکبری صفحات 14-21
    جداسازی با مارپیچ همفری یکی از شیوه های کنسانتره سازی کانی ها است که اساس آن روش های ثقلی است. عملکرد کنسانتره سازی در فرایندهای فرآوری مواد معدنی، به وسیله ی عیار و بازیابی مشخص می شود. این عامل ها وابسته به انتخاب مناسب متغیرهای فرایندی است. در این مقاله آرایه ی متعامد 9L برای طراحی آزمایش ها بر مبنای بهینه سازی چندگانه برای دست یابی به بالاترین عیار و بازیابی مورد استفاده قرار می گیرد. در این آزمایش ها پارامترهای نرخ خوراک دهی، درصد جامد پالپ و اندازه ی ذرات ورودی خوراک مورد بررسی قرار گرفته و نتایج آزمایش ها نشان می دهند که دستگاه مارپیچ همفری، برای پیش کنسانتره سازی مطلوب بوده و با بهینه سازی پارامترهای موثر بر عملکرد آن، عیار و بازیابی توریم، به ترتیب، 49 و 5 درصد افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: پیش تلغیظ، توریم، آنومالی ساغند، مارپیچ همفری، بهینه سازی
  • علیرضا کشتکار *، فاطمه کفشگری صفحات 22-30
    پارامترهای فرایندی جذب زیستی فلزهای سنگین از پس آب تاسیسات فرآوری شیمیایی اورانیم اصفهان با استفاده از زیست جاذب سیستوسریا ایندیکا بررسی و میزان جذب فلزهای سنگین اورانیم، نیکل و مس، با استفاده از جلبک طبیعی، آماییده شده با محلول فرم آلدیید و محلول 2CaCl مطالعه و مشخص شد. جلبک آماییده شده با کلسیم کلرید، عملکرد بهتری نسبت به دو جاذب دیگر داشت. pH برابر 5 و زمان تعادل 120 دقیقه به عنوان شرایط بهینه به دست آمد. هم چنین سینتیک درجه ی دو بهترین تطابق با داده های آزمایشگاهی را داشت و مرحله ی واکنش شیمیایی مرحله ی تعیین کننده ی واکنش تشخیص داده شد. از طرفی با افزایش مقدار زیست جاذب، از میزان جذب بر واحد وزن جاذب کاسته شد. هم چنین تجزیه ی فلوئورسانی پرتو ایکس (XRF) نشان داد که دیگر فلزهای سنگین موجود در پس آب نیز بر روی جاذب فرآوری شده با کلسیم کلرید جذب می شوند. بررسی نتایج تجزیه ی تبدیل فوریه ی زیر قرمز (FTIR) قبل و بعد از تماس جاذب با پس آب نشان داد که گروه های عاملی هیدروکسیل، کربوکسیل و آمین روی جاذب بیش ترین نقش را در جذب فلزهای سنگین از پس آب بر عهده داشته اند. هم چنین نتایج تخلخل سنجی (BET) حاکی از آن بود که جذب شیمیایی فلزهای سنگین منجر به تغییر ساختار زیست جاذب می شود.
    کلیدواژگان: جلبک قهوه ای، پس آب فرآوری اورانیم، حذف فلزهای سنگین، اورانیم، نیکل، مس
  • محمدرضا ذوالعلی، سیدجابر صفدری، علی حقیقی اصل، عباس رشیدی * صفحات 31-40
    با استفاده از یک زیست رآکتور هوا- بالارونده با حلقه جریان داخلی و با به کارگیری باکتری اسیدی تیوباسیلوس فرواکسیدان و سنگ معدن اورانیم آنومالی 2 ساغند، اکسایش میکروبی آهن فرو، هنگام استخراج اورانیم بررسی شد. برای پیش بینی سینتیک اکسایش میکروبی، مدل های مونود و مدل های اصلاح شده برای بازدارندگی محصول و ماده ی اصلی در نرخ های هوادهی مختلف مورد استفاده قرار گرفت. طبق نتایج به دست آمده بیش ترین مقدار استخراج اورانیم با باکتری برابر با %1/97 و بدون باکتری برابر با %21 بود. برازش داده های تجربی با مدل های پیش گفته نشان داد که در تمام نرخ های هوادهی در رآکتور، مدل اصلاح شده برای بازدارندگی ماده ی اصلی تطابق بیش تری با داده های تجربی داشت و مقدار 2R در نرخ های هوادهی 0065/0، 0085/0، 01/0 و 015/0 متر بر ثانیه، به ترتیب، برابر با 98/0، 97/0، 94/0 و 94/0 محاسبه شد.
    کلیدواژگان: فروشویی زیستی، اورانیم، رآکتور هوا - بالارونده، اکسایش میکروبی، سینتیک
  • جواد یزدانی*، حسین رستمی زاده، محمدرضا رضوانیان زاده، سیدعباس رحیمی، حسین شاهمیر برزکی، رسول سیاری، مسعود آقاحسینی، علی سوری صفحات 41-48
    جای گزینی چهار روش تجزیه ی مجزا، وقت گیر و پرهزینه ی استاندارد ASTM برای تعیین مقدار عناصر Mo، As، Th و K در نمونه های دارای بافت اورانیم با یک روش کارآمد جدید مورد بررسی قرار گرفت. مزیت های اصلی این روش، حذف کمبودهای مذکور با حفظ دقت و صحت نتایج مورد نظر صنایع هسته ای و مشخصات فنی مواد است. در روش جدید، بافت اورانیم مزاحم از طریق استخراج با مخلوط یک به یک تری (2- اتیل هگزیل) فسفات (TEHP) - هپتان نرمال حذف شد. عناصر مورد نظر به طور هم زمان و با استفاده از تکنیک نشر نوری- پلاسمای جفت شده ی القایی اندازه گیری شدند. عامل های موثر بر بازده ی استخراج، pH، مقدار اورانیم و دما بررسی شدند. گستره ی دینامیکی منحنی مقیاس بندی در محدوده ی غلظتی 10-500 میکروگرم بر گرم اورانیم خطی است (999/0 < 2R). برای عناصر Mo، As، Th و K حد تشخیص های روش (MDLs) ، به ترتیب، برابر با 51/0، 66/0، 1/1 و 51/0 میکروگرم بر گرم اورانیم حاصل شد. مقدار پارامتر En برای تمام عناصر کم تر از 26/0 به دست آمد. دقت و صحت تجزیه ای نتایج حاصل در دو سطح غلظت متفاوت محاسبه و با نتایج حاصل از روش های استاندارد مقایسه شد که نشان از تایید روش داشت. کاهش زمان کلی انجام تجزیه از حدود 24 ساعت به کم تر از 2 ساعت، کاهش چشمگیر هزینه های دستگاهی و مصرفی مواد از جمله خصوصیات کاربردی- صنعتی این روش جدید است.
    کلیدواژگان: اندازه گیری هم زمان، بافت اورانیم، ناخالصی، استخراج، طیف سنجی نشر نوری، پلاسمای جفت شده ی القایی
  • سعید علمدار میلانی *، برهان رهنمای مقدم، احمد خدادادی دربان صفحات 49-62
    جاذب زیستی- مغناطیسی متشکل از نانوذرات منیتیت (4O3Fe) پوشیده شده از تفاله ی نیشکر تهیه و باگاس مغناطیسی نام گذاری شد. باگاس مغناطیسی دارای هدف حذف جذبی و بازیابی یون های اورانیم (VI) از محیط های آبی بود. منیتیت از طریق هم رسوبی با افزودن محلول سدیم هیدروکسید به محلول آبی شامل ‎ے و ‎ے تهیه شد. باگاس مغناطیسی دارای خواص ابرپارامغناطیسی، یعنی، مغناطش اشباع بدون پس ماند مغناطیسی بود. شناسایی باگاس مغناطیسی تهیه شده، با استفاده از روش های پراش پودری پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپی الکترون پویشی (SEM) انجام و مساحت سطح ویژه ی ریزدانه ها و میزان تخلخل آن از طریق جذب و واجذب نیتروژن (روش BET) اندازه گیری شد. میانگین اندازه ی ذرات 34 نانومتر، مساحت سطح آزاد آن ها 3/ 102 متر مربع بر گرم و میانگین قطر حفرات 23/ 6 نانومتر به دست آمد. خواص تبادل یونی باگاس مغناطیسی با اندازه گیری ظرفیت جذب برای یون های اورانیم (VI) در روش ناپیوسته بررسی شد. نتایج نشان داد که ظرفیت جذب به شدت تحت تاثیر pH محیط، مقدار زیست توده، زمان تماس، و غلظت اولیه ی اورانیم قرار دارد. پیوند سطحی اورانیم با زیست توده بسیار سریع بود به طوری که ظرف 20 دقیقه ی نخست %92 جذب به انجام رسید. جذب بهینه (%4/97) در pH برابر با 4، مقدار زیست توده ی 1-g L 5، غلظت اولیه ی اورانیم 1-mg L50، و در مدت 90 دقیقه مشاهده شد. ظرفیت جذب بیشینه ی باگاس مغناطیسی برای یون های اورانیم (VI) در مقدار جاذب 1-g L 1، و برابر 1-mg g 04/32 به دست آمد. داده های سینتیکی با معادله ی سرعت شبه مرتبه ی دوم به خوبی برازش شدند (9996/ 0=2 R). فرایند جذب با مدل های هم دمای لانگمویر و دوبینین- رادشکویچ مطابقت خوبی داشت. انرژی آزاد استاندارد (∆ G°) و تغییرات انتالپی (∆ H°) نشان داد که واکنش در دماهای بررسی شده، خودبه خودی و گرماگیر است. در مطالعات بازیابی، %5/ 94 یون های اورانیم (VI) ، با استفاده از هیدروکلریک اسید به عنوان شوینده بازیابی شد.
    کلیدواژگان: حذف جذبی، اورانیم، باگاس مغناطیسی، نانوذرات منیتیت، محلول های آبی، سینتیک
  • محمدحسین استکی، علی فارسون پیله ور*، آرش دریابک، امیر صفوی صفحات 63-71
    حل عددی معادله های ترموهیدرولیکی حاکم بر قلب رآکتور PBMR با استفاده از مدل ناحیه های متخلخل بررسی شد. در این بررسی ابتدا با توجه به وجود دماهای بسیار بالا در قلب، از کد NJOY برای تولید سطح مقطع در این دماها استفاده شد. سپس توسط کد MCNP4C قدرت حرارتی در راستای عمودی و شعاعی به دست آمد که این دو به عنوان منابع قدرت حرارتی در قلب رآکتور وارد نرم افزار CFX.12 شد و با توجه به وجود حدود 450000 مجتمع سوخت در قلب رآکتور و بالا بودن میزان محاسبه ها، ناحیه ای از قلب که مجتمع های سوخت در آن قرار دارند به عنوان یک ناحیه ی همگن متخلخل در نظر گرفته، و پارامترهای ترموهیدرولیکی قلب رآکتور محاسبه شد. نتایج حاصل از هر دو کد MCNP4C و CFX.12، در مقایسه با نتایج دیگر کدها بر اعتبار این دو برای استفاده شدن در این نوع رآکتور صحه گذاشت. از جمله نتایج دیگری که به دست آمد، شرط تراکم پذیر بودن گاز هلیم است؛ این مطالعه نشان داد که نتایج در صورتی قابل مقایسه با نتایج دیگر کدها است که تراکم پذیر بودن گاز لحاظ شود و این خود منجر به اصلاح فرمول دارسی- ویسباخ در این نوع رآکتور شد.
    کلیدواژگان: حل عددی، معادله های ترموهیدرولیکی، رآکتور PBMR، ناحیه های متخلخل، CFX، MCNP
  • زهرا یوسفی ماکویی، مریم صالحی *، سید محمد جمال قطبی، علی اصغر زواریان صفحات 72-77
    برای بررسی صحت و دقت عملکرد فشارسنج های خلا و به عبارتی مقیاس بندی آن ها، از دو نوع استاندارد با عنوان های اولیه و ثانویه استفاده می شود؛ استانداردهای اولیه ی مورد بررسی عبارت از استاندارد فشارسنج جیوه ای، استاندارد انبساط حجمی و استاندارد جریان روزنه ای هستند که، به ترتیب، برای مقیاس بندی فشارسنج ها در محدوده ی خلا پایین، خلا متوسط و خلا بالا مورد استفاده قرار می گیرند. در این مقاله سعی شده است انواع روش های استانداردسازی فشارسنج های خلا و مبانی علمی حاکم بر این روش ها و نیز کاربرد و اهمیت آن ها در پژوهش های هسته ای به اجمال مورد بررسی قرار گیرد.
    کلیدواژگان: فشارسنج خلاء، مقیاس بندی، استانداردهای اولیه و ثانویه
  • خدیجه رضایی ابراهیم سرایی *، حسین فقیهیان، محمدرضا عبدی، حمیدرضا شکور، رضا جعفری صفحات 78-83
    اثر پرتو گاما بر ظرفیت تبادل یون کلینوپتیلولیت سدیمی بررسی شد. پرتودهی نمونه ی جاذب با تابش گاما با دز جذب شده ی 70 کیلوگری تا 2 مگاگری انجام و ظرفیت جذب کروم (VI) بر روی آن، تحت شرایط مختلف و با استفاده از طیف سنجی جذب اتمی اندازه گیری شد. جذب کروم (VI) در گستره ی غلظتی 80 تا ppm 1800 و در pH برابر 7 انجام شد. نتایج نشان داد که تابش گاما تا دز 2 مگاگری تاثیری بر ظرفیت جذب کروم (VI) به وسیله ی شکل سدیمی کلینوپتیلولیت ندارد.
    کلیدواژگان: حذف کروم (VI)، کلینوپتیلولیت سدیمی پرتودهی شده، محلول های آبی
  • محبوبه لطفی *، سید مجتبی مستجاب الدعواتی، بهزاد تیموری سیچانی صفحات 84-87
    طیف بینی گاما برای چشمه های استاندارد مارینلی حاوی خاک، در چگالی های مختلف (1-3g cm- 5/1) با استفاده از آشکارساز HPGe انجام شد. طیف های حاصل به کمک نرم افزار های مربوط تحلیل و سپس منحنی بازده- انرژی برای هر نمونه رسم شد. بازده های محاسبه شده در چگالی های مختلف با بازده نمونه ی مرجع مقایسه شده، ضریب های تصحیح خودجذبی برای چگالی های متفاوت، در گستره ی انرژی 59-keV 1408 به دست آمد. ضریب های تصحیح به دست آمده، در محاسبه ی پرتوزایی نمونه های مجهول با موفقیت به کار گرفته شد.
    کلیدواژگان: مقیاس بندی بازده، ضریب تصحیح خودجذبی، نمونه های محیطی، طیف بینی گاما
  • جواد رشید، منصور طالبی *، کمال حداد، جمشید خورسندی صفحات 88-97
    مطالعه ی آزمایشگاهی ضریب انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال 3O2Al/ آب در یک لوله ی حلقوی عمودی با شار حرارتی غیریکنواخت (سینوسی) در ناحیه ی در حال توسعه ی جریان با قطر متوسط 20 نانومتر انجام شد. هدف اولیه ی این پژوهش بررسی دمای سطح لوله ی داخلی (منبع گرمایی) بود. مشخص شد دما در نقطه ای بالاتر از وسط میله برای دماهای ورودی مختلف بیشینه می شود و دمای سطح میله برای نانوسیال کم تر از سیال پایه بود هر چند که نانوسیال بر مکان نقطه ی بیشینه ی سطح اثر خاصی نداشت. سپس ضریب انتقال حرارت جابه جایی و عدد ناسلت نانوسیال بررسی و مشخص شد که با افزایش غلظت حجمی و عدد رینولدز، هر دو افزایش می یابند. بیش ترین میزان افزایش انتقال حرارت (%19) برای غلظت %5/1 و عدد رینولدز حدود 2100 اتفاق افتاد. اثر دمای ورودی بر انتقال حرارت نانوسیال بررسی و افزایش ضریب انتقال حرارت با افزایش دمای ورودی مشاهده شد. از بررسی اثر فشار بر انتقال حرارت نانوسیال مشخص شد که فشار، اثر محسوسی بر ضریب انتقال حرارت جابه جایی نانوسیال ندارد. بررسی افت فشار نسبی نانوسیال نشان داد که با افزایش غلظت حجمی، افت فشار نسبی نانوسیال افزایش می یابد. هم چنین افت فشار نسبی نانوسیال به علت رسوب بیش تر، در سرعت های پایین، بیش تر بود و با افزایش عدد رینولدز کاهش یافت.
    کلیدواژگان: نانوسیال آلومینیم اکسید، شار حرارتی سینوسی، ضریب انتقال حرارت جا به جایی، افت فشار
|
  • E. Sadeghi, M. Zahedifar*, , M. Mehrabi Pages 1-7
    CaF2:Dy,Tm nanoparticles have been synthesized by the hydrothermal method. The cubic lattice structure has been confirmed by the X-ray diffraction (XRD) pattern and an average size of 37 nm is obtained using Deby-Schere`s formula. The shape and size of particles are also observed by scanning electron microscopy (SEM). The thermoluminescence (TL) glow curve of the produced nanoparticles contains three overlapping glow peaks at approximately 407, 440 and 485 K. The TL phosphor characteristics has been studied for different Dy and Tm concentrations and the maximum sensitivity has been obtained at 3 mol% and 0.5 mol% of dysprosium and thulium impurities, respectively. The linear TL dose response over the absorbed dose rate of 10000 Gy, is recommend to be applied as a good candidate for high dose dosimetry.
    Keywords: Nanoparticles, Thermoluminescence, Synthesis, Hydrothermal Method
  • H. Zaki Dizaji*, F. Abbasi Davani, T. Kakavand Pages 8-13
    During the past few years, real time gamma and neutron dosimeters have been developed and silicon diodes have frequently been used in these dosimeters. Silicon diodes are sensitive to gamma, and their neutron sensitivity is ensured with a converter layer on their front surfaces. In this study, a special converter detector design is optimized for dosimetry and determination of the neutron and gamma dose equivalent. Data analysis based on the pulse height is used for measuring the neutron and gamma dose equivalent. Neutron and gamma dose equivalent are determined in the energy range of 1-12MeV and 0.3-6MeV, respectively. The lower limit of dosimetry for gamma and neutron are 0.015μSv and 10μSv, respectively. In the 241Am-Be source radiation, a good agreement has been observed between the calculated and experimental measurements and the errors corresponding to gamma and neutron are less than 15% and 18%, respectively.
    Keywords: Gamma-Neutron Dosimetry, Silicon Diode, Mixed Radiation Fields, Convertor Layer
  • A.R. Khanchi*, H. Sedighi, Sh. Ansar, J. Fasihi, I. Akbari Pages 14-21
    The Humphrey spiral is one of the mineral concentration techniques based on gravity separation. In various mineral processes, the characteristics of concentration performance are indicated by the grade and recovery factors. These factors depend on appropriate selection of process parameters. In this work, The L9 orthogonal array is used in the design of an experiment based on multi-objective optimization method to achieve the maximum concentration grade and recovery. The input process parameters that have been considered are the feed size, feed rate, and feed solids. The results show that the Humphrey spiral can be considered as a suitable technique for the preconcentration of thorium. Accordingly, upon considering the parameters which are affecting the performance of the Humphrey spiral, the grade and recovery of thorium increase to 49 and 5 percent, respectively.
    Keywords: Preconcentration, Thorium, 5th Anomaly of Saghand, Humphrey Spiral, Optimization
  • A.R. Keshtkar*, F. Kafshgari Pages 22-30
    The effect of heavy metals biosorption process parameters from the Esfahan Uranium Conversion Facility (UCF) wastewater by Cystoseira indica biomass was determined. The sorption capacities of heavy metals (U, Ni, and Cu) were studied by untreated biomass, biomass treated by formaldehyde and biomass treated by calcium solution and was concluded that the biosorption performance of biomass treated by calcium solution was better than the other adsorbents. Furthermore, the pH of 5 and equilibrium time of 120 min were obtained as the optimum conditions. Also, the kinetic data were well fitted with the pseudo-second-order kinetic model and the chemical reaction step was recognized to be the controlled- rate step. On the other hand, the results showed that the biosorption capacity decreased by increasing the biomass concentration. Also, the XRF analysis showed that the other heavy metals in wastewater were adsorbed by the Ca-pretreated brown algae. The FTIR analysis of adsorbent before and after the contact with wastewater showed that the functional groups of hydroxyl, carboxyl and amin had the most important role in the heavy metal sorption. Also, the BET analysis showed that the chemical adsorption of heavy metals changed the cell wall structure of biomass.
    Keywords: Brown Algae, Uranium Conversion Wastewater, Heavy Metals Removal, Uranium, Nickel, Copper
  • M.R. Zolala, S.J. Safdari, A. Haghighi, Asl, A. Rashidi* Pages 31-40
    To study microbial oxidation of ferrous ions through the uranium bioleaching process, experiments were carried out in the internal loop air-lift reactor by Acidithiobacillus ferrooxidans. The microbial oxidation kinetics was evaluated with the Monod correlation and modified models for the substrate and product inhibition. The maximum recovery of uranium in the biological and control tests were 97.1% and 21%, respectively. Evaluation of the experimental data with the mentioned models showed that the modified model for the substrate inhibition gave a good fitting for all aeration rates. The R2-values were found to be 0.98, 0.97, 0.94 and 0.94 for the air superficial velocity of 0.0065, 0.0085, 0.01 and 0.015 m/s, respectively.
    Keywords: Bioleaching, Uranium, Air-Lift Reactor, Microbial Oxidation, Kinetics
  • J. Yazdani*, H. Rostamizadeh, M.R. Rezvanianzadeh, S.A. Rahimi, H. Shahmir Barzoki, R. Sayyari, M. Aaghahoseini, A. Souri Pages 41-48
    Replacement of four individual, time-consuming and expensive ASTM standard methods for determination of Mo, As, Th and K in samples having uranium matrix with one new proficient method is considered. The main advantages of this method are overcoming the mentioned shortages and preserving the precision and accuracy of the analysis results for the desired technical specification of materials and nuclear industries. In the new method, the interfering uranium matrix was removed by extraction with a mixture of tri (2- ethylhexyl) phosphate (TEHP): n-Heptane. The elements were determined by inductively coupled plasma-optical emission spectrometry (ICP-OES) simultaneously. The effective parameters on the extraction including: pH, the remained uranium and temperature were studied. The dynamic range of calibration curve related to the element type was linear (R2>0.999) at 10-500 μg/g U. The method detection limits (MDL) of 0.51, 0.66, 1.1 and 0.55 μg/g U were obtained for Mo, As, Th and K, respectively. The obtained quantity of En for all elements was less than 0.26. The analytical precision and bias of current method at two different concentration levels were determined and compared with the available standard methods denoting an evidence of the method verification. The decreased analysis of time duration from ~24 hr to <2 hr and the remarkably reduced instrumental and material charges are some of the joined industrial and applied properties of the present method.
    Keywords: Simultaneous Determination, Uranium Matrix, Impurity, Extraction, ICP-OES
  • S.A. Milani*, B. Rahnama, A.K. Darban Pages 49-62
    A magnetic biosorbent composed of nanoparticles of magnetite covered with sugarcane bagasse and denominated magnetic baggas was prepared. The magnetic composite was used to remove U(VI) ions from aqueous solutions. The magnetite was synthetized by simultaneous precipitation by adding a solution of NaOH to the aqueous solution containing Fe2+ and Fe3+. The magnetic bagasse presented superparamagnetic properties; that is, it showed a high magnetization of saturation without hysteresis. The magnetic bagasse was characterized by XRD and SEM techniques. Nitrogen adsorption/desorption analysis on magnetic bagasse showed a nanostructure with an average particle size of 34 nanometers, with a specific surface area of 102.3 m2 g-1, and average pore diameter of 6.23 nm. Its adsorption performance was evaluated by determining the adsorption capacity of U(VI) ions by means of batch method. The results indicated that the biosorption capacity was significantly affected by the pH solution, biosorbent dosage, contact time, and initial uranium concentration. The uranium binding by the biomass test was rapid, and achieved 92% of the sorption efficiency within 20 min. The optimum biosorption (97.4%) was observed at pH 4.0, biosorbent dosage of 5 mg/L, initial uranium concentration of 50 mg L-1 within 90 minutes. The maximum adsorption capacity of the magnetic bagass for U(VI) ions was at biosorbent dosage of 1 g L-1 and obtained to be 32.04 mg g-1. The kinetic data were fitted well to a pseudo-second-order rate equation (R2=0.9996). The adsorption process conformed the Langmuir and Dubinin-Radushkevitch (D-R) adsorption isotherm models. Gibbs free energy (DG°) and enthalpy change (DH°) indicated that the reaction had been spontaneous and exothermic in nature at the studied temperatures. In the desorption studies, 94.5% of  adsorbed U(VI) was recoverd with hydrochloric acid as an eluent.
    Keywords: Adsoptive Removal, Uranium, Magnetic Bagasse, Magnetite Nanoparticles, Aqueous Solutions, Kinetics
  • M.H. Esteki, A.F. Pilevar*, A. Daryabak, A. Safavi Pages 63-71
    Numerical solution of governing thermal-hydraulic equations in the core of a pebble bed modular reactor (PBMR) is investigated using the porous media approach. By considering that there is a high temperature helium gas in the core, the NJOY code is used to generate cross sections at these temperatures. Then, the heat flux in the core is obtained in the axial and radial directions by the MCNP code and is consequently used in the computational fluid dynamics (CFD) simulation as a semi- sine and an algebraic function. The major characteristics of the flow field have been identified, whereby the thermal–hydraulic parameters such as temperature and pressure profiles have been specified and compared with the other available data. The results of the MCNP4C and CFX.12 in comparison with the other codes confirmed the present calculation to be used in this type of reactor. Other results that obtained with the use other codes and softwares prove that the inclusion of the compressibility is quite reasonable, where it leads to a slight difference between the measured temperature, pressure and velocity and the actual ones, where it enables us to improve the Darcy-Weisbach equation in this type of reactor.
    Keywords: Numerical Solution, Thrermal-Hydraulic Equations, PBMR, Porous Media, MCNP, CFX
  • Z. Yousefi Makouee, M. Salehi*, S.M.J. Ghotbi, A.A. Zavarian Pages 72-77
    There are two criteria named primary and secondary standards, to calibrate vacuum pressure gauges. The most important primary standards are: "mercury manometer vacuum standard", "volume expansion vacuum standard" and "orifice flow vacuum standard", where they are used in low vacuum, medium vacuum and high vacuum ranges, respectively. In this paper we have tried to explain all the methods of standardizing vacuum pressure gauges and their scientific bases. We have also described briefly the importance and the usage of the methods which are applied in nuclear researches.
    Keywords: Vacuum Pressure Gauge, Calibration, Primary, Second Standards
  • Kh. Rezaee Ebrahim Saraee*, H. Faghihian, M.R. Abdi, H.R. Shakor, R. Jafari Pages 78-83
    The influence of gamma ray radiation on ion-exchange capacity of sodium-clinoptilolite was studied. The absorber sample was subjected to gamma irradiation with doses of 70 to 2000 kGy. The chromium (VI) adsorption capacity of the irradiated sample was determined by the atomic adsorption spectrometry technique. The chromium (VI) adsorption was performed in the concentration range of 80 up to 1800 PPm and with a pH of 7. The results showed that the maximal radiation dose used in this research (2000 kGy) did not affect the adsorption capacity of the studied sample.
    Keywords: Chromium (VI) Removal, Irradiated Sodium-Clinoptilolite, Aqueous Solutions
  • M. Lotfi*, S.M. Mostajabodaavati, B.T. Sichani Pages 84-87
    Gamma spectroscopy was performed on Marinelli beaker standards containing soil with different densities of ρ = 1 to 1.5 gr cm-3 upon using a HPGe detector. The spectra were analyzed by a specific software and then the efficiency vs. energy was calculated for each sample. The calculated efficiencies for different densities were compared with the efficiency of the reference sample, and the self-absorption correction factors were calculated for soil samples in the range of 59-1408 keV energy. The obtained correction factors were applied successfully for the calculation of the activity of an unknown sample.
    Keywords: Efficiency Calibration, Self-Absorption Correction Factor, Environmental Samples, Gamma Spectroscopy
  • J. Rashid, M. Talebi*, K. Haddad, J. Khorsandi Pages 88-97
    An experimental study for the convection heat transfer coefficient in a region of nanofluid containing Al2O3 oxide nanoparticles of 20 nanometer diameter in water as a base fluid through circular annular tube in the cosine thermal flux boundary condition was carried out. The primary purpose of this investigation was accomplished on the surface temperature of the heat source (inner pipe) determined at the maximum upper than the middle of pipe for the whole entry temperatures and surface temperature for nanofluid which was less than that of the base fluid. However, the nanofluid did not have any effect on the location point on the maximum temperature surface. Then, the convection heat transfer coefficient and Nusselt number were scrutinized showing that both of them increase by increasing of the volume fraction and Reynolds number. The maximum value of the heat transfer coefficient of nanofluid belongs to the volume fraction of 1.5% and the Reynolds number near 2100 which is 19%, compared to that of the base-fluid. The effect of entrance temperature and pressure of nanofluid on the heat transfer coefficient was also studied. The experimental data have shown that by increasing the entrance temperature, the heat transfer coefficient improves but the pressure has a negligible effect on heat transfer. The results demonstrated that the relative pressure drop of nanofluid increased remarkably by increasing the volume fraction. Furtheremore, we observed that by decreasing the Reynolds number the pressure drop increased because of more sediment of nanoparticle at lower velocities.
    Keywords: Al2O3 Nanofluid, Cosine Heat Flux, Convection Heat Transfer Coefficient, Pressure Drop