فهرست مطالب

علوم و فنون هسته ای - سال چهل و یکم شماره 3 (پیاپی 93، پاییز 1399)

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و یکم شماره 3 (پیاپی 93، پاییز 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/08/06
  • تعداد عناوین: 20
|
  • سید خلیل موسوی مبارکه، هادی صبری*، امیر جلیلی مجارشین صفحات 1-10

    در این مقاله رفتار آماری هسته های تغییر شکل یافته محوری با استفاده از نظریه ماتریس های تصادفی مورد بررسی قرار گرفت. برای این هدف، علاوه بر استفاده از اطلاعات تجربی موجود، ترازهای انرژی باندهای پایه، بتا و گامای تعداد 51 هسته تغییر شکل یافته زوج- زوج با استفاده از مدل اندرکنش بوزونی و در چارچوب حد تقارن دینامیکی جزیی (3)SU محاسبه گردید. نتایج حاصل توانایی مدل انتخابی برای بازیابی اطلاعات تجربی و همچنین جابه جایی باندهای انرژی بتا و گاما را تایید می کنند. هم چنین وابستگی رفتار آماری ترازهای انرژی به عدد جرمی هسته ها، اسپین، نیمه عمر حالت پایه، باندهای انرژی و پیکربندی های مختلف باندهای انرژی برانگیخته مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل، وجود اختلاف در رفتار آماری ترازهای انرژی باندهای مختلف و هم چنین محدوده های جرمی را به روشنی نشان می دهند. هم چنین جابه جایی ترازها و قرار گرفتن تراز در انرژی پایین تر از تراز سبب کاهش میزان هم بستگی در رفتار آماری هسته ها خواهد شد.

    کلیدواژگان: نظریه ماتریس های تصادفی، مدل اندرکنش بوزونی، تقارن دینامیکی جزیی (3)SU، هسته های تغییر شکل یافته، باندهای انرژی
  • مریم قپانوری*، نرجس امیری، محدعلی جعفریزاده، حسن حسین خانی صفحات 11-20

    مطالعه رفتار دینامیکی سیستم های هسته ای مختلف از موارد مورد علاقه تحقیقات طی سالیان اخیر بوده است. طیف انرژی، مقادیراندازه حرکت های چند قطبی الکتریکی، مغناطیسی و . . . جزو مواردی می باشند که معرف رفتار یک سیستم در قالب یک گروه تقارنی می باشد. در این مقاله، مدل های حل پذیر جبری برای تعیین ویژه حالات و ویژه مقادیر هسته های فرد- فرد در منطقه گذار ارتعاشی به گامای ناپایدار ((s) u↔(6)SO) با استفاده از جبر آفین (1,1) SU و با در نظر گرفتن درجات آزادی پروتون و نوترون در چارچوب مدل اندرکنش بوزون- فرمیون- فرمیون پیشنهاد شد. هدف ما مطالعه رفتار دینامیکی هسته های فرد- فرد در حال گذار و در نهایت معرفی شرایط خاص ممکن برای تحقق وجود این گذارها می باشد. حالت های کم انرژی پاریته مثبت هسته فرد- فرد مس (Cu60-66) با استفاده از مدل های پیشنهادی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. از مقایسه نتایج حاصله از مدل های پیشنهادی با داده های تجربی، می توان دریافت که نتایج مدل IBFFM-2 نسبت به IBFFM-1 به داده های تجربی نزدیک تر است که این تاییدی است بر استفاده از تابع موج و هامیلتونین مدل IBFFM-2 است. مقادیر کنترل پارامتر حاصله نیز ترکیب دو ساختار ارتعاشی و گامای ناپایدار را برای این ایزوتوپ های فرد- فرد Cu66-60 نشان می دهد.

    کلیدواژگان: جبر آفین (1، 1)SU، مدل اندرکش بوزون- فرمیون- فرمیون، هسته های فرد- فرد
  • مریم حسنوند*، سجاد شیرین زاده وراغولی صفحات 21-29

    حالت تشدیدی (1405)‎Λ ‎ (یا به اختصار Λ*‎) چند دهه است که هم از لحاظ نظری و هم از لحاظ تجربی مورد بررسی و بازنگری بوده است. هدف این مقاله بررسی نظری جرم و پهنای ذره ی ‎Λ*‎‎ از طریق محاسبات ماتریس گذار ‎T‎با استفاده از یک پتانسیل پدیده شناسی جداپذیر است. در محاسبات حاضر، احتمال تشکیل حالت Λ*‎‎ در واکنش‎K-d→Λ*‎+‎n→ (Σπ)0+n ‎ بررسی و نتایج محاسبات با داده های تجربی اولیه آزمایش 31‎E-‎ شتاب دهنده ی J-PARC‎، که مربوط به برخورد کایون منفی با تکانه GeV/c 1 با دوترون می باشد برازش، شده است. با توجه به نتیجه بهترین برازش، جرم و پهنای این حالت تشدیدی به ترتیب 2MeV/c 4/2±1419‎MΛ*=‎ و ‎ MeV‎ به دست آمد.

    کلیدواژگان: هسته ی کائونی، تشدید ‎(1405)‎Λ، داده های تجربی، آزمایش 31‎E‎-‎JPARC
  • علیرضا پاک نژاد* صفحات 30-36
    پراکندگی رامان حاصل از زنش دو موج لیزر منتشر شونده در دو سوی مخالف در پلاسمای مغناطیده بررسی شده است. موج های ورودی دارای قطبش دایروی راستگرد بوده و پلاسما در یک میدان مغناطیسی خارجی یکنواخت محوری قرار دارد. هم چنین اختلاف بسامد موج های ورودی بیش تر از دو برابر بسامد پلاسما است. نیروی اثرگذار حاصل از موج زنشی، یک موج پلاسمایی را تحریک کرده و موج زنشی را در پلاسما پراکنده می کند. چگالی جریان غیرخطی ناشی از جفت شدن موج پلاسمایی و موج زنشی باعث رشد دامنه این امواج می شود. با استفاده از معادله حرکت الکترون ها و معادله موج، رابطه پاشندگی موج پراکنده شده و آهنگ رشد ناپایداری به دست آمده است. نتایج نشان داد که حضور میدان مغناطیسی محوری باعث افزایش مقدار بیشینه آهنگ رشد می شود. هم چنین با افزایش بزرگی میدان مغناطیسی خارجی، آهنگ رشد افزایش می یابد به طوری که به ازای بسامد قطع، ناپایداری تشدید می شود. هم چنین هرچقدر اختلاف بسامد دو موج پمپ بیش تر باشد، آهنگ رشد نیز بیش تر خواهد شد.
    کلیدواژگان: پراکندگی رامان، موج زنشی، پلاسمای مغناطیده، آهنگ رشد، بسامد قطع
  • پدرام ملکی، غلامرضا اطاعتی* صفحات 37-44

    میزان دقت هر شبیه سازی عامل بسیار مهمی است که افزایش آن موجب به واقعیت نزدیک تر شدن نتایج آن شبیه سازی می گردد. هدف این مطالعه، بهبود دقت محاسبه پارامترهای باتری بتاولتاییک می باشد. بدین منظور ابتدا با استفاده از کد MCNPX توزیع انباشت انرژی ناشی از طیف ذرات بتای چشمه نیکل- 63 داخل نیمه هادی سیلیکون شبیه سازی گردیده، سپس با بهره بردن از یکی از قابلیت های کد سیلواکو (پارامتر F.RADIATE دستور BEAM) تابع مترجم در محیط C++ تعریف می شود. در انتها نیز جهت محاسبه مشخصه های الکتریکی باتری مبتنی بر نتایج وابسته به مکان MCNPX، از کد سیلواکو استفاده شده است. ابتدا برای اعتبارسنجی، محاسبات برای یک نمونه باتری ساخته شده با سطح مقطع 2mm 16 و چشمه با اکتیویته  mCi1 انجام شد و نتایج آن با نتایج تجربی و دو روش تحلیلی مقایسه شده اند. سپس این محاسبات برای باتری با اکتیویته  mCi100، سطح مقطع 2cm 1 و مقایسه نتایج آن با نتایج یک روش تحلیلی انجام گرفته است. نتایج نشان دادند که شبیه سازی مشخصه های میکروباتری توسط کد تلفیقی MCNPX-SILVACO با استفاده از توزیع سه بعدی الکترون- حفره در نیمه هادی و استفاده از طیف کامل ذرات بتا، افزایش قابل ملاحظه ای را در صحت محاسبات ایجاد می کند و قابلیت مناسبی را برای بهینه سازی طراحی باتری در اختیار می گذارد.

    کلیدواژگان: میکرو باتری بتاولتائیک، کد ترکیبی MCNPX-SILVACO، نیکل-63، سیلیکون، افزایش دقت محاسبات
  • زهرا پورحبیب، حسن رنجبر*، علی بهرامی سامانی، علی اصغر شکری صفحات 45-52

    امروزه استفاده از رادیونوکلییدهای رنیوم-186 و 188 در تولید رادیوداروهای مختلف رشد چشم گیری داشته است. این دو رادیونوکلیید دارای ویژگی های مناسبی نظیر گسیل ذارات بتا با برد و انرژی مناسب و تابش پرتوی گامای مناسب برای تصویربرداری و ارزیابی توزیع زیستی جهت درمان سرطان هستند. با توجه به انرژی و برد این رادیونوکلیید ها، رنیوم-186 با برد کم برای درمان تومور های کوچک و رنیوم-188 با برد بیش تر در نابودی تومور های بزرگ مناسب هستند. در این پژوهش فرایند تولید هم زمان این دو رادیونوکلیید از طریق پرتودهی رنیوم طبیعی برای تولید رادیوداروی ترکیبی جهت درمان تومور های با اندازه های مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. در مطالعه ی حاضر، پرتودهی mg 1 رنیوم طبیعی در شار نوترونی 1.s2-cm 1013×3 به مدت 7 روز مورد ارزیابی قرار گرفت و اکتیویته ی محصولات اصلی محاسبه گردید. از آن جایی که وجود ناخالصی ها دز نامطلوب و اضافی به بیمار تحول می دهد، حضور و میزان اکتیویته ی این رادیونوکلییدها مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهند که از طریق پرتودهی رنیوم طبیعی، رادیونوکلییدهای رنیوم-186 و 188 را می توان به طور هم زمان با میزان اکتیویته ی مناسب جهت تولید رادیوداروی ترکیبی تولید کرد. هم چنین محاسبات نظری نشان می دهد میزان ناخالصی های تولیدی در مقایسه با محصولات اصلی، بسیار ناچیز هستند.

    کلیدواژگان: تولید رادیونوکلئید، رنیوم-186، رنیوم-188، خلوص رادیونوکلئیدی
  • معصومه سلیمانی نیا، غلامرضا رئیس علی*، امیر مصلحی صفحات 53-62

    در این تحقیق به تحلیل محاسباتی نوعی از اثرات پرتو بر قطعات الکترونیک تحت عنوان به هم ریختگی های تک حادثه ای (SEU) با استفاده از کد Geant4 پرداخته شد و نتایج، با مقادیر گزارش شده در یک کار تجربی مشابه و یک کار شبیه سازی با کد مونت کارلوی CRÈME-MC مقایسه گردید. به هم ریختگی های تک حادثه ای رخدادهای رایجی هستند که به طور ناگهانی و با تغییر حالت منطقی قطعه (تبدیل 0 به 1 یا بالعکس) موجب اختلال در عملکرد آن می شوند. در شبیه سازی های انجام شده سطح مقطع به هم ریختگی ناشی از پروتون های کم تر از MeV 10 برای یک حافظه SRAM با فن آوری 65 نانومتری CMOS به دست آمد و میزان اثربخشی ذرات و نیز سازوکار ایجاد به هم ریختگی تجزیه و تحلیل شد. نتیجه تحلیل ها نشان دادند، بیش ترین میزان به هم ریختگی ناشی از پروتون های با انرژی کم تر از MeV 1 تحت سازوکار یونش مستقیم و در نتیجه قرارگیری طیف پروتون هایی درون حجم حساس است که بیش ترین توان ایستانندگی را دارند. هم چنین نتایج محاسبات نشان دادند، در انرژی های بین MeV 2 تا MeV 10 پروتون فرودی، سیلیکون های پس زده ناشی از پراکندگی کشسان پروتون ها درون حجم حساس در وقوع به هم ریختگی نقش غالب دارند و سهم پروتون ها و سایر ذرات تولید شده در لایه های قبل از حجم حساس در مقایسه با سیلیکون پس زده ناچیز است.

    کلیدواژگان: تحلیل محاسباتی، به هم ریختگی های تک حادثه ای، پروتون های کم انرژی، حافظه SRAM با فن آوری 65 نانومتری CMOS، Geant4
  • رضا گودرزی*، الناز یزدانی صفحات 63-72
    شتاب دهی ذرات باردار پر انرژی از مهم ترین کاربردهای اندرکنش لیزرهای پرتوان با پلاسما می باشد. با استفاده از هدف با چگالی های نزدیک به چگالی بحرانی، به دلیل همبستگی بیش تر لیزر با پلاسما، انرژی منتقل شده از لیزر به پلاسما افزایش می یابد. امروزه به دلیل ساخت هدف های با ساختار فومی با چگالی نزدیک به چگالی بحرانی، امکان استفاده از این نوع هدف های شتاب دهی جهت مطالعه هرچه بیش تر فرایند شتاب دهی ذرات در چگالی های نزدیک به چگالی بحرانی فراهم شده است. در این پژوهش با استفاده از روش شبیه سازی ذره در جعبه، شکل واقعی ساختار اهداف فومی به منظور مطالعه دقیق تر اندرکنش لیزر با هدف مورد بررسی قرار گرفته است و حالت بهینه برای فوم متخلخل از نظر ابعاد و فواصل بین حفره ها بر مبنای بیشینه ی انرژی پروتون های تولید شده پس از اتمام تپ لیزر، پیشنهاد شده است. بر اساس این مطالعات، برای فوم با چگالی 6/3 برابر چگالی بحرانی و ضخامت μm 16، وجود حفره هایی به قطر μm 5/0 و فواصل بین مراکز حفره ای μm 5/1 منجر به تولید پروتون هایی با بیشینه انرژی MeV 40 می ‎ شود. در صورتی که حفره ها از حالت بهینه خارج شوند، کاهش انرژی بیشینه 20 درصدی برای پروتون ها نسبت به فوم بدون تخلخل مشاهده خواهد شد.
    کلیدواژگان: لیزر، پلاسما، چگالی بحرانی، فوم، پروتون
  • عبدالرسول قرائتی، زهرا زارعیان، تایماز فتح الهی خلخالی* صفحات 73-80
    در این تحقیق یک بلور فوتونی دو بعدی با شبکه مثلثی شامل حفره های هوا، پر شده با بلور مایع در زمینه سیلیکون مورد بررسی قرار می گیرد. با استفاده از روش بسط موج تخت و روش تفاضل های متناهی در حوزه زمان، ساختار نواری فوتونی، منحنی فرکانسی ثابت و نحوه توزیع میدان به ازای پارامترهای مختلف ساختاری بررسی می شود. در ادامه با توجه به مطالعات انجام شده و به ازای پارامترهای بهینه، طراحی ساختار به گونه ای انجام می شود که در یک ناحیه فرکانسی نسبتا وسیع، این بلور فوتونی از خود رفتاری مشابه با ساختاری با ضریب شکست منفی نشان می دهد. خاصیت ضریب شکست منفی در این نوع ساختارها باعث می شود تا در یک محدوده فرکانسی خاص ((πc/α2)2700/0-(πc/α2)3131/0)، هنگامی که یک منبع نور در یک سمت بلور فوتونی قرار داده شود، تصویر آن در سوی دیگر بلور فوتونی تشکیل می شود. در آخرین مرحله اثر اعمال ولتاژ خارجی بر بلورهای مایع مورد بررسی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که  اعمال میدان الکتریکی خارجی باعث تغییر ضریب شکست بلور و خواص نوری آن می شود و از این تغییرات می توان برای کوک پذیر کردن خاصیت ضریب شکست منفی استفاده کرد.
    کلیدواژگان: بلور فوتونی، ضریب شکست منفی، روش بسط موج تخت، روش تفاضل های متناهی حوزه زمان
  • هوشیار سیدی*، پروین سرآبادانی، مهدی صادقی، سعید رجبی فر صفحات 81-86

    جداکننده الکترومغناطیسی ایزوتوپ ها (EMIS) مستقر در کرج قابلیت جداسازی ایزوتوپ های دامنه وسیعی از عناصر مختلف را دارا می باشد. ایزوتوپ های زیرکونیم برای اولین بار در ایران با استفاده از این روش با موفقیت جداسازی شدند. زیرکونیم دارای پنج ایزوتوپ پایدار Zr90، Zr91، Zr92، Zr94، Zr96 می باشد و فراوانی طبیعی Zr90 45/51 درصد است. ایزوتوپ Zr90 برای تولید Nb90 طی واکنش Nb90Zr(p, n)90 به کار می رود که دارای پتانسیل بالا جهت استفاده در نشان دار کردن آنتی بادی ها برای مطالعه تومورها به روش PET می باشد. پاکت های مسی و صفحه جلویی گرافیتی کلکتور برای ایزوتوپ های زیرکونیم، طراحی و ساخته شد. پس از انتخاب ترکیب مناسب ماده اولیه، پارامترهای الکتریکی چشمه یونی و الکترومگنت تعیین شدند. طیف جرمی ایزوتوپ های زیرکونیم توسط ثبت کننده ثبت و جمع آوری انجام شد. ایزوتوپ های زیرکونیم انباشت شده در پاکت ها ابتدا استخراج و سپس توسط روش ‏های الکترولیز و رسوب ‏گیری تخلیص گردید. محصول نهایی به صورت 2ZrO با آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) تایید شد. خلوص ایزوتوپی Zr90 با طیف سنج جرمی (TIMS)، 22/99 و خلوص شیمیایی به روش پیکسی (PIXE)، 85/99 تعیین گردید.

    کلیدواژگان: تولید ایزوتوپ، زیرکونیم- 90، جداسازی الکترومغناطیسی ایزوتوپ، نئونیم- 90
  • سارا گل نرگس، سید خلیل موسویان* صفحات 87-96

    پس از حادثه فوکوشیما دایچی، حوادث مرتبط با استخر نگه داری سوخت های مصرفی به دلیل مقدار بالای رادیو نوکلییدهای با نیمه عمر بالا و نداشتن محفظه تحت فشار با وجود پایین بودن حرارت واپاشی آن اهمیت بیش تری یافته است. با توجه به این موضوع، حادثه از دست دادن خنک کنندگی استخر سوخت نیروگاه بوشهر برای اولین بار در این پژوهش مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای شبیه سازی این حادثه از کدهای سیستمی 5RELAP (کد با بهترین تخمین) و کدMELCOR  (کد تحلیل حوادث شدید) استفاده شده است. توان واپاشی سوخت های مصرفی توسط کد ORIGEN محاسبه شد. حجم بندی استخر نگه داری سوخت بر اساس داده ها و نقشه های موجود در مدرک آنالیز ایمنی نیروگاه بوشهر انجام شده است. پدیده های افزایش دمای آب استخر، جوشش آب استخر و کاهش سطح آب، لخت شدن سوخت های مصرفی، افزایش دما و آغاز ذوب سوخت، تولید هیدروژن و آزاد شدن رادیونوکلیید ها در اثر حادثه فوق در استخر سوخت نیروگاه بوشهر مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل در شرایط پایا با داده های نیروگاه بوشهر اعتبار سنجی گردید. برای صحت سنجی نتایج در حالت گذرا و حادثه نتایج دو کد 5RELAP و MELCOR با یک دیگر مقایسه شد که توافق خوبی با یک دیگر و داده های نیروگاه بوشهر نشان داد.

    کلیدواژگان: نیروگاه بوشهر، استخر نگه داری سوخت مصرفی، شبیه سازی، کدهای هسته ای، از دست دادن خنک کنندگی
  • علیرضا مورکی*، مهسا قصری، غلامرضا مورکی، پویا ع، کسایی، بهزاد احدی، اکبر رحمتی صفحات 97-106
    در عصر فن آوری، حفاظت در برابر منابع بی شمار پرتوهای گامای موجود در محیط همواره یک دغدغه به شمار می رود. در سال های گذشته روش های گوناگونی جهت جذب پرتوهای گاما گسترش یافته که به طور کلی بر استفاده از حفاظ های فلزی و سنگین بر پایه سرب استوار است. سرب به دلیل هزینه زیاد، سمیت و سنگین بودن، حفاظ مناسبی محسوب نمی شود. هدف از انجام این پژوهش، تهیه کامپوزیت های سبک با بالاترین قدرت حفاظتی بر پایه لاستیک SBR می باشد. بنابراین فرمولاسیون های مختلف جهت تهیه لاستیک ضدپرتو در دستور کار قرار گرفت. برای دست یابی  به این هدف، از خاک رس مونت موریلونیت (MMT) و اکسیدهای فلزی مختلف از قبیل اکسید آهن (3O2Fe)، اکسید روی (ZnO)، اکسید مولیبدن (3MoO) و اکسید تیتانیم (2TiO) به عنوان پرکننده استفاده شد. خواص حفاظتی کامپوزیت های تهیه شده با چشمه پرتوزای یوروپیم (Eu152) در محدوده انرژی 122 تا keV 964 مورد ارزیابی قرار گرفت. برای بررسی خواص حفاظتی (ضریب تضعیف خطی، میزان جذب، ضخامت نیم لایه و ضخامت یک دهم لایه) و دیگر خواص کامپوزیت های لاستیکی تهیه شده از آزمون های کشش، سختی، TGA و SEM استفاده شد. از بین نمونه های تهیه شده، نمونه های حاوی 3MoOو MMT با میزان جذب 99%، بهترین عملکرد را برای جذب پرتوها از خود نشان دادند.
    کلیدواژگان: محافظ پرتو گاما، اکسیدهای فلزی، مونت موریلونیت، کامپوزیت، لاستیک SBR
  • سارا وثوقی، نفیسه سالک*، محمد قنادی مراغه صفحات 107-112

    پپتیدهای نشاندار با Lu177 گروه وسیعی از رادیوداروهای نویددهنده را تشکیل می دهند. رادیونوکلید Lu177 به شکل NCA به دلیل اکتیویته ویژه بالایی که دارند در رادیوتراپی هدفمند به منظور جلوگیری از اشباع شدن گیرنده های هدف مورد استفاده قرار می گیرند. در این مطالعه، نقش برجسته رادیونوکلیدهای NCA به ویژه در مورد Lu177 با مقایسه آن به شکل CA جهت نشاندارسازی پپتید DOTATATE مورد بررسی قرار گرفت. رادیونوکلید Lu177 به شکل NCA از پرتودهی Yb176با غنای 4/96% و روش جداسازی کروماتوگرافی استخراجی و شکل CA آن از پرتودهی Lu176 با غنای 50% به دست می آید. رادیونشاندارسازی  DOTATATE برای هر دو حالت در شرایط و زمان یکسان انجام می پذیرد. بازده نشاندارسازی بر اساس پارامترهایی مانند نسبت لیگاند: فلز و پایداری کمپلکس بعد از تولید بررسی می گردد. نتایج، برتری رادیونوکلید Lu177 به شکل NCA را نسبت به شکل CA نشان می دهند. نه تنها مقدار کم تری از پپتید در حالت NCA نیاز است، هم چنین پایداری طولانی مدت آن، ضعف حالت CA را برای نیازهای رادیوایمونوتراپی که به اکتیویته ویژه بالا نیاز دارند نشان می دهد.

    کلیدواژگان: لوتسیوم-177، بدون حامل اضافه شده، با حامل اضافه شده، DOTATATE
  • نوشین پیش بین*، سید محمود سادات کیایی، مجید الهی، پروین یورتچی، سید رضا شفاعی صفحات 113-120

    رفتار یون های 6UF238 گازی محصور شده در دام یونی چهار قطبی پاول تحت تاثیر میدان ناشی از اعمال پتانسیل های RF و DC به الکترودهای کلاهک و حلقه دام و پتانسیل بار فضایی، با حل معادله دیفرانسیل خطی مرتبه دوم ماتیو مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج محاسبات و شبیه سازی در دو حالت غیاب و وجود اثر پتانسیل بار فضایی بررسی و با یک دیگر مقایسه شده است. نتایج تحلیلی و عددی، جابه جایی نمودار پایداری یون های 6UF238 گازی محصور شده در دام چهار قطبی پاول در اثر اعمال پتانسیل بار فضایی را نشان می دهد. علاوه براین، تاثیر پتانسیل بار فضایی بر بیشینه چگالی یون های 6UF238 محصور شده، تابع توزیع سرعت یون ها و دیگر کمیت های آماری نیز محاسبه شده است. دام یون چهار قطبی مهم ترین بخش از یک طیف سنج جرمی را تشکیل می دهد و طیف سنج جرمی در صنعت غنی سازی اورانیم کاربرد گسترده و قابل توجهی دارد.

    کلیدواژگان: طیف سنج جرمی پاول، یون گازی 6UF238، معادله ماتیو، پتانسیل بار فضایی، بیشینه چگالی، تابع توزیع سرعت
  • علی یداللهی، کمال صابریان*، میثم تراب مستعدی، امیر چرخی صفحات 121-129
    فرایند ذوب قلیایی با سدیم هیدروکسید یکی از متداول ترین روش ها جهت استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن می باشد. در فرایند ذوب قلیایی زیرکن، مرحله فروشویی اسیدی تاثیر بسیار زیادی بر روی میزان بازیابی و خلوص محصول زیرکونیم تولید شده دارد. در این پژوهش روش خاکستری- تاگوچی جهت تعیین شرایط بهینه مرحله فروشویی اسیدی به کار گرفته شد. در این روش پارامترهای نوع اسید، غلظت اسید، دمای فرایند و نسبت جرمی مایع به جامد به عنوان پارامترهای کنترلی برای بررسی میزان بازیابی زیرکونیم و نسبت سیلیس به زیرکونیم (R=Si/Zr) انتخاب شد. بررسی ‎های انجام شده نشان داد شرایط بهینه برای فروشویی اسیدی، استفاده از سولفوریک اسید 4 مولار با نسبت مایع به جامد 20 و دمای C 60 می باشد. در شرایط بهینه، میزان بازیابی زیرکونیم 73/92 درصد، مقدار R برابر با 0018/0 و مقدار سیلیس موجود در محلول فروشویی اسیدی ppm 94/30 به دست آمد. یافته های این پژوهش روشی آسان، کم هزینه و مناسب را در مقایسه با روش کربوکلریناسیون برای استحصال زیرکونیم از کانی زیرکن ارایه می دهد.
    کلیدواژگان: زیرکن، ذوب قلیایی، فروشویی اسیدی، روش خاکستری- تاگوچی
  • سمیه هارونی*، سکینه طاهری حسن آباد، مصطفی زاهدی فر، ناهید حاجیلو صفحات 130-134
    گرمالیانی پدیده ی شناخته شده ای است که در بسیاری از مواد جامد (عایق و نیمه رسانا) مشاهده می شود. با توجه به کاربردهای متنوع این پدیده، به دست آوردن روابط دقیقی که به درستی توصیف کننده ی آن باشند، ضرورت می یابد. دراین میان اثر فروکشی دمایی یکی از عوامل تاثیرگذار است. این اثر با افزایش دما و اهمیت یافتن احتمال بازترکیب غیر تابشی مشاهده می گردد. با افزایش آهنگ گرمادهی، دما و شدت بیشینه ی منحنی درخشش گرمالیانی تحت تاثیر قرار می گیرند، به نحوی که دمای بیشینه افزایش و شدت بیشینه کاهش می یابد. در این پژوهش نحوه ی تغییرات منحنی درخشش گرمالیانی دزیمتر (400:Mn(TLD-2 CaFبه ازای مقادیر مختلف آهنگ گرمادهی مورد بررسی قرار گرفته و با مشاهده ی اثر فروکشی دمایی برای این دزیمتر، پارامترهای آن به صورت  eV3=W و 1027×1/2 C=از طریق برازش داده های تجربی با رابطه ی نظری مربوطه به دست آمده است. پارامترهای فروکشی گرمایی به دست آمده می تواند برای برازش منحنی های درخشش گرمالیانی تجربی با مدل های نظری برای تعیین پارامترهای سینتیک مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: گرمالیانی، فروکشی دمایی، آهنگ گرمادهی، (400:Mn(TLD-2 CaF
  • سعید علمدار میلانی، فاضل ضحاکی فر* صفحات 135-144

    در این مقاله ، به عنوان گامی در جهت توسعه ی فن آوری غشای مایع برای بازیابی توریم از محلول های آبی رقیق، رفتار انتقالی توریم (IV) از یک فاز خوراک حاوی M 0001/0 هیدروکلریک اسید به یک فاز بازیابی حاوی M 5/1 سولفوریک اسید در یک غشای مایع جریان پیوسته ی حاوی M 2/0 دی (2- اتیل هگزیل) فسفریک اسید به عنوان حامل مورد بررسی قرار می گیرد. ارزیابی فرایند انتقال، از طریق تعیین پارامترهای سینتیکی- ضرایب انتقال جرم و جریان ورودی و خروجی درون و بیرون غشا به انجام رسید. آزمایش های انتقال، توانایی غشای مایع جریان پیوسته برای بازیابی توریم در آب خالص را تایید نمود. علاوه بر این، آزمایش های انتقال نشان می دهند مراحل استخراج و استخراج معکوس به طور هم زمان و پیوسته انجام شود. نتایج نشان دادند که با افزایش نرخ جریان فازهای غشا و گیرنده، بازده انتقال یون های توریم افزایش می یابد در حالی که نرخ جریان خوراک تاثیر معنی داری بر فرایند انتقال توریم (IV) ندارد. در نرخ جریان های بیش از 1-mL.min 300 برای فاز بازیابی، مقاومت انتقال جرم در این فاز به کم ترین مقدار خود کاهش می یابد. بررسی های سینتیک انتقال توریم نشان داد که استخراج یون های فلزی از محلول خوراک نسبت به استخراج معکوس آن ها در فاز آبی بازیابی سینتیک سریع تری را ارایه می دهد.

    کلیدواژگان: غشای مایع جریان پیوسته، انتقال توریم، دی(2- اتیل هگزیل) فسفریک اسید، سینتیک
  • غلامرضا شاه حسینی* صفحات 145-154

    ماهی آزاد دریای خزر (Salmo trutta caspius) گونه ماهی با ارزش دریای خزر و حوزه اطراف آن است که به عنوان گونه‎ای مناسب در صنعت شیلات کشورمان مطرح است. در این پژوهش تخم و اسپرم از ماهی آزاد دریای خزر استحصال شد. برای انجام ماده‎زایی (Gynogenesis) اسپرم با دزهای 450، 600 ،750، 900 و Gy 1050 توسط پرتو گاما (Co60) پرتودهی گردید. در مرحله بعد لقاح به صورت خشک با مخلوط نمودن تخمک و اسپرم های پرتو دیده انجام شد. جهت القای پلوییدی حمام آبی با درجه حرارت های 26 تا C 28 برقرار گردید. نمونه گیری از باله دمی ماهی های تیمارهای مختلف صورت گرفت و استخراج DNA صورت گرفته و تعیین جنسیت با استفاده از پرایمرهای 1S1E و 4AS2E مربوط به ژن SDY صورت پذیرفت. پس از رسیدن ماهیان آزاد به وزن مناسب با استفاده از بافت شناسی کلاسیک جنسیت مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که در گروه Gy  900 میزان لقاح، بازماندگی لارو نسبت به سایر گروه های گاینوژن با اختلاف معنی داری بیش تر بود (05/0 <p). تعیین جنسیت با استفاده از روش های مولکولی نشان داد که در تیمار ماده‎زایی شده با دز Gy 450 هنوز جنس نر (1 نمونه از 5 نمونه) وجود دارد؛ این در صورتی بود که در دزهای دیگر جنس نر وجود نداشت. اما در کلیه نمونه های بافت شناسی نشان ه ای از گناد جنسی نر مشاهده نمی شود. با توجه به این نتایج می توان نتیجه گرفت که ماده زایی ماهی آزاد دریای خزر با استفاده از روش پرتوتابی گاما به صورت موفقیت آمیزی انجام شده است و دز Gy 900 به عنوان دز مناسب برای استفاده از این روش در این گونه پیشنهاد می شود.

    کلیدواژگان: ماهی آزاد دریای خزر، ماده زایی، پرتو گاما، بازماندگی، ژن SDY، تعیین جنسیت
  • حمدالله صالحی*، نادیا نواصر صفحات 155-161

    در این مقاله ویژگی های ساختاری، الکترونی، اپتیکی و گرمایی ایندیم نیترید در فازهای تحت فشار مورد بررسی قرار گرفته است. محاسبات با استفاده از روش شبه پتانسیل، در چارچوب نظریه ی تابعی چگالی و با استفاده از کد محاسباتی کوانتوم- اسپرسو با تقریب های LDA، GGA و انجام شده است. نتایج نشان می دهد که ایندیم نیترید در فاز تحت فشار خاصیت نیمه رسانایی خود را حفظ کرده و دارای ضریب شکست استاتیک 75/2 می باشد. هم چنین بیش ترین سهم در نوار ظرفیت مربوط به اوربیتال s اتم نیتروژن و در نوار رسانش مربوط به اوربیتال های s  و p اتم ایندیم است. نتایج به دست آمده از ویژگی های اپتیکی حاکی از انطباق تقریبی ساختار نواری با سهم موهومی تابع دی الکتریک و هم چنین برابری تقریبی گاف نواری با گاف اپتیکی است. نتایج به دست آمده با دیگر داده های موجود سازگاری دارد.

    کلیدواژگان: نظریه ی تابعی چگالی، ایندیم نیترید، گاف نواری، گاف اپتیکی
  • مسعود عسگری، مجید گل آبادی، حمزه فراتی راد*، محمد قاسم غلامی، احسان صادقی، رضا امرایی، سید محمد موسوی صفحات 162-170
    شتاب دهنده الکترونی یزد با آب شهری در حال کار است. این تجهیز از فولاد کربنی (37A) ساخته شده است. این فولاد به عنوان یک فولاد کربنی معمول در شرایط غیر کنترل شده بسیار مستعد به تخریب خوردگی است. استفاده از آب شهری به عنوان خنک کننده منجر به خوردگی زیاد و در نتیجه انسداد مسیرهای چرخش آب شده است. آنالیزهای الگوی پراش پرتو ایکس و فلویورسانس پرتو ایکس رسوبات جمع آوری شده از قسمت های مختلف شتاب دهنده نشان داد که بخش عمده رسوبات تشکیل شده از جنس اکسیدهای آهن است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی از رسوبات تشکیل شده الگوی تشکیل رسوب Tubculation را تایید می کند. نتایج آنالیز طیف سنجی پلاسمای جفت شده القایی نشان می هد که شیمی آب داخل تجهیز در مقایسه آب شهر یزد با گذشت زمان تغییراتی داشته است و سختی کل آب با گذشت زمان کاهش پیدا کرده است. بررسی کیفیت آب شهری با استفاده پارامتر لانگژیر انجام شد. با توجه به نتایج به دست آمده از پارامتر لانگژیر آب خروجی در سیستم خنک کننده دارای مقدار پایینی خورندگی است که با توجه به رنگ محصولات خوردگی تشکیل شده و شکل آن ها مکانیزم خوردگی از نوع Tubculation است.
    کلیدواژگان: شتاب دهنده، خوردگی، الگوی پراش پرتو ایکس، Tubculation، پارامتر لانگژیر
|
  • S.Kh. Mousavi Mobarake, H. Sabri *, A. Jalili Majarshin Pages 1-10

    In this paper, the spectral statistics of prolatedeformed nuclei are investigated by using random matrix theory. To this aim, we used both available experimental data and also the energy levels of ground, beta, and gamma bands of 51 deformed even-even nuclei, which are determined via partial SU(3) dynamical symmetry limit of interacting boson model. The results verified the ability of the considered models in the restoration of experimental data and also the displacement of beta and gamma energy bands. Also, the dependence of the statistical situation of energy levels is considered to the mass of nuclei, spins, half-lives of the ground state, bands of energy, and different configurations of excited bands of energies. The results suggested obvious differences in the spectral situation of the levels in different rotational bands and also different mass regions. Also, the displacement of levels and the lower energy of  state in comparison with level reduce the correlation of levels in spectral statistics.

    Keywords: Random matrix theory (RMT), Interacting boson model (IBM), Partial SU(3) dynamical symmetry, Deformed nuclei, Bands of energy
  • M. Ghapanvari *, N. Amiri, M.A. Jafarizadeh, H. Hossein Khani Pages 11-20

    Studying the dynamical behavior of various nucleus systems has become an interesting subject of research over recent years in nuclear physics. The Energy spectrum and magnitude of momentum of electric and magnetic multi-poles may describe the behavior of a nuclei collection under a special symmetry group. In this paper, solvable algebraic models by using the affine SU(1,1) Lie Algebra and proton, and neutron degrees of freedom in the framework of an  interacting-boson-fermion-fermion model(IBFFM) is suggested to determine the exact energy and eigenstate of the  transitional odd-odd mass nuclei. The main goal is to study the dynamical behavior of the nucleus in the transition state and then to investigate the special conditions that make this transition process possible. The positive parity low-lying energy states of the 60−66Cu isotopes within the proposed methods are investigated. The obtained results compare well with the available experimental data and IBFFM-1, which augments the reliability of the wave function and Hamiltonian obtained within the suggested IBFFM-2 model. The values of control parameters confirm the mixing of both vibrating and rotating structures in the 60−66Cu isotopes.

    Keywords: Affine SU(1, 1) algebra, interacting-boson-fermion- model, odd-odd mass nuclei
  • M. Hassanvand *, S. Shirinzadeh Varaghooli Pages 21-29

    The Λ*‎ resonance has been studied and investigated both theoretically and experimentally for decades‎. ‎The purpose of this paper is to study the mass and width of Λ* resonance state theoretically by calculating the T-matrix using a generalized optical potential with a Yukawa-type separable potential‎. ‎In the current calculation, the formation of Λ* in the K-d → Λ*‎ + ‎n → (Σπ)0 + n reaction is studied and the results of the analysis are fitted to the experimental data of E-31 carried out at J-PARC accelerator which is related to the collision of negative kaon of 1GeV/c momentum with liquid deuteron and according to the best fit‎, ‎mass and width of this resonant state calculated as MΛ* =1419 ± 2.4 MeV/c2 and , ‎respectively.

    Keywords: Kaonic nuclear system‎, Λ (1405) resonance state‎, ‎Experimental data, E-31‎, ‎ J-PARC
  • A. Paknezhad * Pages 30-36
    The stimulated Raman scattering caused by beating of two counter-propagating lasers in magnetized plasma has been investigated. The input waves have a right circular polarization and the plasma is embedded in a uniform axial external magnetic field. Also, the difference in frequency of the input waves is more than twice that of the plasma frequency. Pandromotive force generated by the beat wave excites a plasma wave and scatter the beat wave in the plasma. The nonlinear current density due to the coupling of the plasma wave and the beat wave causes the amplitude of these waves to increase. By using the equation of motion of electrons as well as the wave equation, the dispersion relation of the scattered wave and the growth rate of instability have been obtained. It shows that the presence of the magnetic field increases the maximum growth rate. Also, the growth increases by increasing the external magnetic field, so that, the instability is exacerbated at the cutoff frequency. Also, the greater the difference in the frequency of the two waves of pumps, the more the growth rate.
    Keywords: Raman scattering, Beat wave, Magnetized plasma, Growth rate, Cut-off frequency
  • P. Maleki, Gh.R. Etaati * Pages 37-44

    The accuracy of each simulating beta-voltaic battery parameter is very important, especially in micro-batteries. The aim of this study is to improve the calculation of beta-battery parameters’ accuracy. For this purpose, at first, using the Monte Carlo N-Particle code (MCNPX), the energy accumulation distribution of the 63Ni beta particle spectrum inside a silicon semiconductor has been simulated. Then, the ATLAS C-Interpreter function in C ++ was defined, using one of the SILVACO code abilities (the parameter F.RADIATE BEAM statement). Finally, the device electric parameters have been obtained using ATLAS-SILVACO based on the location-dependent of MCNPX results. For validation, the calculations were performed for a battery sample made of 16 mm2 cross-section and 1 mCi activity of radioisotope 63Ni as a source, and finally, the results were compared with one experimental result and two analytical methods. The calculations repeated for the other sample with 100 mCi activity and 1 cm2 of geometry, and compared its results with an analytical method results. The results showed that the simulation of micro-battery characteristics by the MCNPX-SILVACO hybrid code using three-dimensional electron-hole pairs’ distribution in semiconductor and the full spectrum of beta particles creates a significant increase in the accuracy of the computation, and provides a good capability to optimize the design of the battery.

    Keywords: Beta-voltaic micro battery, MCNPX, ATLAS-SILVACO, 63Ni beta particles source, Silicon semiconductor
  • Z. Pourhabib, H. Ranjbar *, A. Bahrami Samani, A.A. Shokri Pages 45-52

    These days, the use of Rhenium 186 and 188 radionuclides in the production of various radiopharmaceuticals has grown considerably. These two radionuclides have good features such as emitting beta particles with appropriate range and energy, and gamma rays for imaging and evaluating biological distribution in cancer treatment. Regarding the energy and range of these radionuclides, Rhenium 186 with small range is suitable for treating small tumors; and Rhenium 188 with greater range is appropriate to destroy large tumors. In this study, the simultaneous production of these two radionuclides by natural rhenium irradiation for the production of a combined radiopharmaceutical, to treat tumors with various sizes has been investigated. For the purpose of this study, the irradiation of 1 mg of natural rhenium in a neutron flux of 3×1013 cm-2s-1 for 7 days was evaluated and the activity of the main products was calculated. Since the presence of impurities delivers an unwanted and excess dose to the patient, the presence and activity level of these radionuclides have also been studied. The results of the study showed that by the irradiation of natural rhenium, Rhenium 186 and 188 radionuclides can be produced simultaneously with the appropriate activity level for using the combination of both radionuclides. Also, theoretical calculations showed that the amount of produced impurities compared to the original products is negligible.

    Keywords: Radioisotope production, Rhenium186, Rhenium188, Radionuclidic Purity
  • M. Soleimaninia, G. Raisali *, A. Moslehi Pages 53-62

    This investigation is a computational analysis of a kind of radiation effect on electronic devices, known as the single event upset (SEU) with the Geant4 toolkit. Accordingly, the results are compared with the similar experimental work and a simulation study which is performed by CRÈME-MC Monte Carlo simulation code. Single event upsets are the most common events which abruptly change the logic state of the device (1 to 0 or vice versa) and cause a disturbance in their performance. In the simulations, low energy protons (< 10 MeV)-induced SEU cross sections in a 65 nm CMOS SRAM were calculated and various particle effectivenesses and physical mechanisms inducing upsets were studied. The analysis of the results showed that most of the upsets occur due to incident protons with energies of less than 1 MeV under the mechanism of direct ionization. This is due to the fact that protons entering the sensitive volume have the maximum stopping power. This study also revealed that for protons with energies between 2 and 10 MeV, recoiled silicon atoms have a dominant role in SEU while other particles produced in preceding layers have a negligible effect compared to the recoiled silicon produced inside the sensitive volume.

    Keywords: Computational Analysis, Single Event Upset, Low Energy Protons, 65 nm CMOS SRAM, Geant4
  • R. Goodarzi *, E. Yazdani Pages 63-72
    Acceleration of high energy charged particles is one of the most important applications of high-power lasers interaction with plasma. Using targets with densities close to critical densities, because of better laser-plasma coupling, the transferred energy from the laser to plasma will be increased. Today, due to the construction of foam-structured targets, with a density close to critical density, it is possible to use such targets in order to study more about the acceleration process of particles with densities close to the critical density. In this paper, using particle simulation in a cell, a realistic form of foam structure of laser interaction with targets has been studied in more detail. The optimal state for porous foam in terms of dimensions and distances between holes is proposed based on the maximum energy of the protons produced after the laser pulse is completed and it is found out that for a foam with a density of 3.6 critical density and 16-micrometer length, the existence of holes with 0.5-micrometer radius and 1.5-micrometers for the distance between the centers can produce protons with 40 MeV energy but if the holes are not in proper conditions, protons’ maximum energy will be decreased about 20 percent relative to the condition without porous foam.
    Keywords: Laser, Plasma, Near-critical density, Foam, Proton
  • A. Gharaati, Z. Zareian, T. Fathollahi Khalkhali * Pages 73-80
    In this study, we have considered a two-dimensional triangular lattice photonic crystal composed of liquid crystal infiltrated air holes in Si background. Then, we investigate the band structure, equifrequency contours, and the field intensity distribution for different values of structural parameter; using plane wave expansion and finite-difference time-domain methods. In the following, it is found that for the optimum values of geometrical parameters the structure represents a similar behavior with a system with a negative refractive index for a relatively wide frequency range. The negative refractive index causes that in a specified frequency width, the image of a light source appears perfectly on another side of the designed photonic crystal. In the end, the effect of an externally applied voltage on liquid crystals is studied. Our simulations reveal that applying the external electric filed changes the refractive index of structure and can be used for tuning the negative refractive effect.
    Keywords: Photonic crystal, negative refractive effect, plane wave method, finite-difference time-domain method
  • H. Seyedi *, P. Sarabadani, M. Sadeghi, S. Rajabifar, Hoshyar Seydi Pages 81-86

    The Electromagnetic Isotopes Separator (EMIS) installed in Karaj, has the capability to separate isotopes in a wide range of elements. Zirconium is successfully separated using this method for the first time in Iran. Zirconium element has five stable isotopes, 90Zr, 91Zr, 92Zr, 94Zr, and 96Zr, and the natural abundance of 90Zr is 51.45%. The 90Zr isotope is used to produce radioisotope 90Nb via 90Zr(p, n) 90Nb  that has a high potential for antibody labeling application in PET as a radionuclide. Copper pockets and graphite front plate were designed and fabricated for separating and collecting of Zr isotopes. After choosing the appropriate composition for the initial material, the electrical parameters of the ion source and electromagnet were determined. The mass spectra of Zirconium isotopes were recorded. Deposited 90Zr isotopes were first extracted from the copper pocket and then purified by electrodeposition and purification methods. The formation of 90ZrO2 was confirmed by X-ray diffraction (XRD). Chemical purity and isotope purification of 90Zr isotope were 99.22% and 99.85%, which measured by TIMS and PIXE method analysis, respectively.

    Keywords: Isotope Production, Zr-90, Electromagnetic Isotope Separation, Nb-90
  • S. Gol Narges, S.Kh. Mousavian * Pages 87-96

    Following the Fukushima Daiichi accident, the simulation of accidents related to the Spent Fuel Pool (SFP) became more important due to the high content of long-lived radionuclides, and lack of the protection by the pressure vessel despite its low decay heat. Therefore, the loss-of-cooling accident in the SFP of the Bushehr NPP was first simulated in this paper. The RELAP5 (as the Best Estimate code) and MELCOR (as a Severe Accident code) codes were used for simulation of the loss-of-cooling accident. The decay heat power calculation was performed by the ORIGEN code. The nodalization of SFP was done by using the Final Safety Analysis Report (FSAR) of Bushehr NPP. Different phenomena such as increasing water temperature in the pool, water boiling and decreasing of pool water level, spent fuel uncovering, increasing fuel temperature and the onset of fuel melting, hydrogen production, and release of radio-nuclides were observed and investigated. The steady-state results were validated by Bushehr NPP operating data. Verification of transient and accident results was performed by code-to-code (RELAP5 & MELCOR) comparison approach and Bushehr NPP data, the results showed that a good agreement together.

    Keywords: Bushehr NPP, Spent Fuel Pool, Simulation, Nuclear Codes, loss-of-cooling
  • A. Mouraki *, M. Ghasri, Gh. Mouraki, P. E-Kasaei, B. Ahadi, A. Rahmati Pages 97-106
    Today, humans are surrounded by countless sources of gamma radiation, and therefore, radiation shielding has always been a big concern. Different methods which are generally based on the use of lead-based metal and heavy shielding materials have been developed to absorb this radiation in recent years. Lead is not a good shield due to its high cost, toxicity and weight. The purpose of this study is to produce lightweight composites with the highest protective strength based on SBR rubber. Therefore, in order to produce anti-radiation rubber, various formulations were used. For this purpose, montmorillonite (MMT) Clay and various metal oxides such as Iron Oxide (Fe2O3), Zink Oxide (ZnO), Molybdenum Oxide (MoO3), and Titanium Oxide (TiO2) were used as filler. Then, the shielding properties of the composites made with Europium (152Eu) radioactive source in the energy range of 122 to 964 keV were investigated. The shielding properties of the composites including linear attenuation coefficient, absorption rate, half-value layer (HVL), and tenth-value layer (TVL), and other properties of rubber composites were studied by different analysis including mechanical strength, hardness, TGA, SEM. Among the samples tested, the sample containing MoO3 and MMT was the best material for absorbing these rays with an absorption rate of about 99%.
    Keywords: Gamma ray shielding, Metallic oxides, Montmorillonite, Composite, Styrene butadiene rubber
  • S. Vosoughi, N. Salek *, M. Ghannadi Maragheh Pages 107-112

    The peptides radiolabeled with 177Lu are including a wide range of promising radiopharmaceuticals. The NCA form of 177Lu provides a high specific activity that is required in targeted receptor therapy in order to avoid saturation of the targeted receptors. In this study, the outstanding quality of NCA radionuclides especially in the case of 177Lu was evaluated by comparing with CA radionuclide for radiolabeling of DOTATATE peptide and. The NCA 177Lu and CA 177Lu were obtained by chromatography separation of irradiated 176Yb (enrichment: 96.4%) and irradiation of 176Lu (enrichment: 95%) respectively. Radiolabeling of DOTATE with CA and NCA 177Lu was carried out in the same conditions and time. Then, radiolabeling yield was calculated as a function of some parameters like the Ligand: metal ratio and stability of compound after production. The results showed the superiority of NCA 177Lu with respect to CA 177Lu. Not only the particle ratio showed the advantages of the NCA radionuclide, but also the long-term comparison over a period of 14 days revealed the inferior character of CA.177Lu with regard to the high requirements regarding the specific activity set by radio-immunotherapy.

    Keywords: 177Lu, No carrier added, Carrier added, DOTATATE
  • N. Pishbin *, S.M. Sadat Kiai, M. Elahi, P. Yourtchi, S.R. Shafaei Pages 113-120

    This paper examined the behavior of confined 238UF6 gaseous ions in Paul’s quadrupole mass spectrometer under the influence of the field induced by the RF and DC potential applied to the end cap and ring electrodes and space charge potential, based on the solutions of Mathieu’s second-order linear differential equation. The results of calculation and simulation were compared in the absence and presence of space charge potential effects. The analytical and numerical results demonstrated the displacement of stability diagram of the confined 238UF6 gaseous ions in Paul's quadrupole trap due to the space charge potential. In addition, the space charge effect on the maximum density of the confined 238UF6 ions, the velocity distribution function of the confined ions and other statistical quantities were also calculated. The quadrupole ion trap forms the most important part of a mass spectrometer, and the mass spectrometer is widely used in the uranium enrichment industry.

    Keywords: Paul's mass spectrometer, 238UF6 gaseous ions, Mathieu equation, space charge potential, maximum density, velocity distribution function
  • A. Yadollahi, K. Saberyan *, M. Torab Mostaedi, A. Charkhi Pages 121-129
    Alkali fusion with NaOH is the most commonly used method for the extraction of zirconium from zircon sand. In the alkali fusion process, the acid leaching step has a great influence on the zirconium recovery and purity of the final product. In this study, the Grey-Taguchi method was utilized to find the optimum conditions of the acid leaching process. In order to apply this method, acid type, acid concentration, leaching temperature, and liquid/solid ratio were selected as control factors with responses of zirconium recovery and R=Si/Zr ratio. The results demonstrated that the optimum condition for acid leaching requires 4 mol/L sulfuric acid with a liquid/solid ratio of 20 at 60 °C. Zirconium recovery and Si/Zr ratio (R) under these optimum conditions were 92.73% and 0.0018, respectively. Also, the silica content in the acid leaching solution was 30.94 ppm. The results of this research suggest facile, low price, and proper method comparing to the carbochlorination method for recovery of zirconium from zircon mineral.
    Keywords: Zircon, Alkali fusion, acid leaching, Grey-Taguchi method
  • S. Harooni *, S. Taheri- Hasanabad, M. Zahedifar, N. Hajiloo Pages 130-134
    Nowadays, thermoluminescence is a known phenomenon that is observed in many solids (insulators and semiconductors). Given the various applications, it is necessary to acquire accurate relationships that correctly describe this phenomenon. Meanwhile, the thermal quenching effect is one of the effective factors. This effect, is observed with both increasing temperature and the probability of non-radiative recombination. Also, by increasing the heating rate, the maximum temperature and maximum intensity of the thermoluminescence glow curve are affected,in a way that the maximum temperature increases, and the maximum intensity decrease. In this study, the variation of the thermoluminescence glow curve of CaF2: Mn(TLD-400)dosimeter has been investigated for different heating rates. This way, after observing the thermal quenching effect for this dosimeter, the related parameters were determined as W=3eV and C =2.1×1027 through the fitting of experimental data with the associated theoretical equation. The obtained thermal quenching parameters can be used for fitting the experimental thermoluminescence glow curves to the theoretical models to determine the kinetic parameters.
    Keywords: Thermoluminescence, Thermal quenching, Heating rate, CaF2:Mn(TLD-400)
  • S.A. Milani, F. Zahakifar * Pages 135-144

    As a step towards the development of liquid membrane technology for the recovery of thorium from dilute solutions, the article investigates transport behavior of Th(IV)‏ from a feed (solution) phase containing 0.0001M hydrochloric acid (HCl) into a recovery phase containing 1.5M sulfuric acid (H2SO4) in a continuous flow liquid membrane (CFLM) containing 0.2 M Di-(2-ethylhexyl) phosphoric acid (D2EHPA) as the ion carrier. The assessment of the transport process was performed by determining the kinetic parameters—mass transfer coefficient, and entrance and exit flow in and out of the chloroform membrane. The ability of the CFLM for thorium(IV) recovery from aqueous solutions was confirmed with transport experiments. In addition, transport experiments also show the extraction and back-extraction steps to proceed simultaneously and in a continuous fashion. The obtained results showed that with an increasing flow rate of the membrane and recovery phases the transport rate of thorium ions will increase, while feed flow rate had no significant effect on the transport of thorium(IV). At the flow rates higher than 300 mL min-1 for the recovery phase, the mass transfer resistance in this phase decreases to its lowest value. According to the kinetic studies, extraction of metal ions from the feed solution provides faster kinetics than their back extraction into the recovery aqueous phase.

    Keywords: Continuous-flow liquid membrane, Transport of thorium(IV)‏, Di-(-2-ethylhexyl) phosphoric acid, Kinetic
  • Gh. Shahhosseini * Pages 145-154

    Caspian Sea salmon (Salmo trutta caspius) is a valuable fish species in the Caspian Sea and its surrounding basin, which is considered as a suitable species in our country's fishing industry. Caspian salmon ovums and sperms were extracted from Caspian salmon. To perform gynogenesis, the sperms were irradiated with a gamma ray (60Co) at doses of 450, 600, 750, 900, and 1050 Gy. In the next stage, fertilization was performed by mixing the ovum and the irradiated sperm. To induce ploidy, a water bath with a temperature of 26-28 ˚C was established. The tail fins of different treatments were sampled and the DNA was extracted and its sex was determined using primers E1S1 and E2AS4 related to SDY gene. After salmon reached the appropriate weight, its sex was studied using classical histology. The results showed that in the 900 g group of fertilization, the survival larval was significantly higher than other gynogen groups (p < 0.05). Gender determination using molecular methods showed that in the treatment of female with a dose of 450 Gy, there is still one male determined. (1 sample out of 5 samples), this happened in a case that there was no male in other doses. But in all histological samples, there is no sign of male gonad. According to these results, it can be concluded that the gynogenesis of Caspian Sea salmon has been done successfully using this gamma irradiation method and a dose of 900 Gy is recommended as a suitable dose for using this method in this species.

    Keywords: Caspian sea salmon (Salmo trutta caspius), Gynogenesis, Gamma Irradiation, Survival, SDY gene, Sex determination
  • H. Salehi *, N. Navasr Pages 155-161

    In this paper, the structural, electronic, optical, and thermal properties of indium nitride in the pressure phases are investigated. The calculations are performed using the pseudopotential method in the framework of density functional theory and by using the quantum-espresso Package. In the calculations, the exchange-correlation terms of LDA, GGA, and PBE0 approximation are used. The results show that indium nitride retains its semiconducting properties under the pressure phase and has a static refractive index of 2.75. And the largest part in the valence band is related to the orbital s of the N atom and in the conduction band is to the orbitals of s and p of the In atom. The results of the optical properties show that the band structure approximation corresponds to the imaginary contribution of the dielectric function as well as the approximate equality of the bandgap to the optical bandgap. The results are consistent with other available data.

    Keywords: Density functional theory, Indium nitride, Band gap, Optical gap
  • M. Asgari, M. Golabadi, H. Foratirad *, M.G. Gholami, E. Sadeghi, R. Amraee, S.M. Mosavi Pages 162-170
    The electron accelerator located at Yazd is working with tap water as cooling. This equipment is made of carbon steel (A37). This steel, as a typical carbon steel, is very susceptible to corrosion destruction in uncontrolled condition. Using tap water as a coolant, has led to high corrosion and thus blocked water circulation paths. XRD and XRF analysis of corrosion products from different parts of accelerator showed that a large quantity of these sediments is composed of Iron Oxide. SEM images indicated that the sediments have a Tubculation morphology. Also, the ICP-OES results showed that in comparison with Yazd tap water, the chemistry of the cooling water circulating in the accelerator has been changed, consequently its hardness decreased by passing time. The results obtained from the Langelier parameter showed that the water exiting from the end of the cooling system is a little corrosive. Due to the color and morphology of corrosion products, the corrosion mechanism is a Tubculation type.
    Keywords: Accelerator, Corrosion, XRD, Tubculation, Langelier Index