فهرست مطالب

مجله علوم و فنون هسته ای
سال چهل و چهارم شماره 3 (پیاپی 105، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/03/01
  • تعداد عناوین: 20
|
  • صفیه نظری*، یاور تقی پور آذر، زعفر ریاضی، نادیا بابایی صفحات 1-8
    نانو کریستال 3CsSnBr نسبت به سایر پروسکایت های فاقد سرب به دلیل سنتز راحت و ارزان، عملکرد طولانی مدت و پایداری بهتری که از خود نشان می دهد یک گزینه مناسب برای استفاده در آشکارسازهای نوری جفت شده می باشد. در این پژوهش با استفاده از تیوری تابعی چگالی در گام اول خواص الاستیکی و الکترونی 3CsSnBr به دست آورده شد. در نهایت با استفاده از کمیت های محاسبه شده، حاصل ضرب تحرک پذیری و زمان واهلش µτ برای هر دو حامل الکترون و حفره محاسبه گردید. بنابر نتایج به دست آمده، هر دو حامل دارای حاصل ضرب µτ از مرتبه (V/2cm) 3-10 می باشند. که دلیل اصلی چنین ترابرد بزرگی را می توان به کوچک بودن جرم موثر حاملان بار نسبت داد. در حالی است که این حاصل ضرب برای آشکارسازهای تجاری از قبیل CdTe و CZT برای الکترون از مرتبه 2-10-3-10 و برای حفره از مرتبه 4-10-5-10 گزارش شده است. بنابراین به دلیل یکسان بودن حاصل ضرب µτ در کریستال 3CsSnBr، پالس نهایی حاصل از جمع آوری هر دو حامل بار خواهد بود. در نتیجه ساختار 3CsSnBr پتانسیل بهتری برای استفاده در آشکارسازهای پرتو ایکس و گاما از خود می تواند نشان دهد.
    کلیدواژگان: پروسکایت، ثابت های الاستیک، جرم موثر، پتانسیل تغییر شکل، حاصل ضرب تحرک پذیری- زمان واهلش
  • فاطمه اربابی فر*، شاهین آتشبار تهرانی صفحات 9-16
    در این مقاله توابع ساختار قطبیده ی هسته های و در مرتبه دوم دیاگرام فاینمن با و بدون در نظر گرفتن تقارن (3)SU برای وابستگی اسپینی در توزیع های پارتونی نوکلیون ها محاسبه می شود. به همین منظور ابتدا تابع ساختار قطبیده نوکلیون های موجود در هسته توسط چند جمله ای های ژاکوبی به دست می آیند. در این ارتباط از توابع توزیع پارتونی قطبیده که از دو مدل پدیده شناختی متفاوت و رایج حاصل شده اند استفاده می شود. در نهایت تصحیحات هسته ای موثر بر روی توابع ساختار هسته ای نیز در نظر گرفته می شوند. نتایج حاصل نشان می دهد که در مجموع نمودارهای توابع ساختار هسته ای قطبیده ی طولی ناشی از مدل پدیده شناختی دارای شکست تقارن با نتایج تجربی سازگاری بهتری دارند و برای توابع ساختار هسته ای قطبیده ی عرضی تفاوت قابل ملاحظه ای وجود ندارد.
    کلیدواژگان: تابع ساختار قطبیده، شکست تقارن، چند جمله ای ژاکوبی
  • فرشته خان رمکی*، علیرضا کشتکار، هژبر صحبت زاده، اکرم پورمتین، ندا اکبری صفحات 17-27
    با توجه به محدود بودن ذخایر اورانیم، فراوانی توریم نسبت به آن، عدم کاربرد در تکثیر سلاح های هسته ای و دیگر مزایای سوخت های توریمی نسبت به اورانیمی، توسعه چرخه سوخت توریم در کشورهای مختلف از جمله ایران مورد توجه می باشد. در این تحقیق فرایند جداسازی و بازیابی توریم از یک محلول فروشویی اسیدی واقعی با غلظت mg/L 500 توریم در مقیاس آزمایشگاهی به منظور تولید رسوب اکسید توریم مورد ارزیابی قرار گرفت. پارامترهای فرایندی موثر بر استخراج، تهی سازی و ترسیب شیمیایی توریم شامل نوع استخراج کننده (اسیدی، بازی و خنثی)، غلظت استخراج کننده (M 1-05/0)، اسیدیته فاز آبی (92/6-032/0)، زمان تعادل (min 60-5)، نوع و غلظت تهی ساز (M 7-1) و عامل رسوب دهنده به روش تک متغیره در هر بخش مورد بررسی و مطالعه قرار گرفت. با توجه به نتایج تجربی استخراج کننده دی(2-اتیل هگزیل) فسفریک اسید با غلظت M 1، اسیدیته فاز آبی برابر با 1/0، زمان تماس min 60، سولفوریک اسید با غلظت M 5 به عنوان تهی ساز و آمونیاک 25% به عنوان عامل رسوب دهنده در این تحقیق انتخاب شد. بازیابی توریم از محلول فروشویی اسیدی واقعی در شرایط فرایندی به دست آمده منجر به تولید رسوب اکسید توریم با خلوص 66% گردید.
    کلیدواژگان: محلول فروشویی اسیدی واقعی، استخراج حلالی، رسوب دهی شیمیایی، بازیابی توریم
  • سید محمدحسین موسی کاظمی محمدی* صفحات 28-37

    کنترل بار در یک رآکتور هسته ای به دلیل طبیعت دینامیک غیرخطی آن و وابستگی برخی از پارامترها به توان خروجی، حایز اهمیت است. کنترل کننده تناسبی- انتگرل گیر- مشتق گیر (PID) به عنوان یک انتخاب آسان، به صورت متداول برای یک کنترل مطمین مورد توجه قرار دارد. در این پژوهش، چگالی نسبی نوترون در مدل سینتیک نقطه ای یک رآکتور آبی تحت فشار (PWR) توسط یک PID بهینه شده با الگوریتم تکامل تفاضلی (DE) فراابتکاری کنترل می شود. از شاخص عملکرد انتگرال وزن شده زمانی قدرمطلق خطا (ITAE) برای بهینه سازی با این الگوریتم استفاده شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهند که سیستم کنترل بهینه شده توسط الگوریتم DE، کارایی و دقتی مناسب در پاسخ به یک تقاضای بار دارد.

    کلیدواژگان: رآکتور PWR، مدل سینتیک نقطه ای، الگوریتم DE، کنترل کننده PID
  • محسن باقری، احمد سالار الهی، محمدکاظم سالم*، محمود قرآن نویس صفحات 38-48

    در یک رآکتور پلی ول، وجود یک کاتد مجازی پایدار و پرانرژی به منظور شتاب گرفتن یون ها و ایجاد برهم ‎کنش های همجوشی لازم است. افزایش زمان محصورسازی الکترون های تشکیل دهنده کاتد مجازی در عملکرد رآکتور پلی ول بسیار مهم است. در این مقاله با استفاده از شبیه سازی عددی سه بعدی به کمک نرم افزار کامسول وابستگی کاتد مجازی به متغیرهای موثر در یک پلی ول مورد بررسی قرار گرفته است. زمان محصور سازی ابر الکترونی به فاصله حلقه ها، شعاع حلقه ‎ها، جریان حلقه ها و انرژی جنبشی الکترون های تزریق شده به داخل پلی ول بستگی دارد. با استفاده از نتایج شبیه سازی، چگونگی وابستگی متغیرهای ذکر شده با زمان محصور سازی را به دست آورده و سپس یک مدل ریاضی برای زمان محصور سازی معرفی می گردد.

    کلیدواژگان: پلی ول، زمان محصورسازی الکترون ها، کامسول، شبیه سازی، حالت بتای پایین
  • محمد فدوی مزینانی*، مسعود خزاعی فدافن، علی اصغر مولوی صفحات 49-55
    یکی از کاربردهای آشکارسازهای سیلیکونی فوق سریع، آشکارسازی ذرات باردار در آهنگ گیگاهرتز است. ارزیابی این آشکارسازها در مقابل باریکه پروتونی به منظور شمارش تعداد ذرات باریکه و سپس استفاده از شمارش ذرات جهت بهینه سازی سیستم تحویل دز در درمان تومورهای سرطانی با ذرات باردار می تواند  قدم موثری در راستای توسعه درمان سرطان باشد. در واقع این ارزیابی، پیش نیاز و تضمین استفاده از این آشکارسازها در سیستم تحویل دز است. در این راستا بهترین روش زمان سنجی سیگنال ها که همان CFD بود، انتخاب شد. جهت اندازه گیری و تجزیه تحلیل سیگنال های خروجی آشکارساز از نرم افزار متلب استفاده شد. نتایج حاصل از ارزیابی آشکارسازهای سیلیکونی فوق سریع با ضخامت 50 میکرومتر و هندسه های مختلف که در چند آزمایش متفاوت در مرکز سرطان درمانی CNAO ایتالیا انجام شد و هم چنین داده هایی که در آزمایشگاه شتاب دهنده CERN آلمان به دست آمده بود با روش CFD مورد بررسی قرار گرفت. نتایج محاسبات و انحراف معیار از اجرای برنامه های مختلف در نرم افزار متلب برای سیگنال های ثبت شده نشان دادند که اولا این آشکارسازها برای شمارش ذرات پروتون در آهنگ گیگا هرتز قابل اعتماد هستند و ثانیا ابزار CFD می تواند با اطمینان کامل جهت ثبت سیگنال های خروجی آشکارسازهای سیلیکونی فوق سریع استفاده شود. لذا می توان از آن ها در تصحیح سیستم تحویل دز به عنوان شمارنده تعداد پروتون باریکه پروتونی استفاده نمود.
    کلیدواژگان: آشکارسازهای سیلیکونی فوق سریع، سیستم تحویل دز، زمان سنجی، پروتون درمانی
  • صادق یوسفی نسب*، جواد کریمی ثابت، سید جابر صفدری صفحات 56-68

    به منظور مدل سازی رفتار گاز درون روتور یک سانتریفیوژ گازی، یک ابزار قدرتمند مورد نیاز است که محدودیت های محاسباتی یک سانتریفیوژ گازی را به همراه قابلیت اعمال تمامی محرک ها در کل رژیم های جریان شکل گرفته برطرف کند. با توجه به مناسب بودن روش DSMC برای تمامی رژیم های جریان تشکیل شده در داخل ماشین سانتریفیوژ، در این مقاله برای تحلیل عملکرد جداسازی یک ماشین سانتریفیوژ در مختصات متقارن محوری از روش DSMC استفاده شده است. به این منظور، با بهره گرفتن از یک روش چند مقیاسی CFD-MD، ابتدا ضرایب انطباق مومنتوم مورد نیاز برای استفاده از شرط مرزی سرسیگنانی- لمپیس- لرد استخراج و سپس بر اساس آن، رفتار گاز درون یک ماشین سانتریفیوژ با استفاده از روش DSMC مورد بررسی قرار گرفته است و مقدار توان جداسازی آن تعیین شده است. بر اساس مقایسه نتایج به دست آمده از شبیه سازی با نتایج تست تجربی، نشان داده شد که استفاده از روش ترکیبی ارایه شده در این مقاله برای تعیین مقدار ضرایب انطباق مومنتوم مورد استفاده در شرط مرزی CLL در روش DSMC، می تواند مقدار دقت در تعیین مقدار توان جداسازی ماشین را تا 8 درصد افزایش دهد.

    کلیدواژگان: سانتریفیوژ گازی، OpenFoam، کد DSMC، روش چند مقیاسی، دینامیک مولکولی
  • سیمیندخت شیروانی آرانی* صفحات 69-76
    در این تحقیق روش جداسازی موثر و کارا جهت جداسازی پرازیودیمیوم از سریم طراحی، بهینه ‏سازی و با موفقیت اجرا شد. در روش مذکور از جاذب ویژه جذب لانتانیدها (Ln- رزین با ابعاد 100 تا 150 میکرون) استفاده شد. از پمپ پریستالتیک و ستون با ابعاد مختلف 15 تا 45 سانتی متر) جهت طراحی روش مورد نظر استفاده شد. مطالعات سیستماتیک جهت تعیین غلظت شوینده اسید نیتریک (از 1/0 تا 1 مولار) انجام شد. از خاصیت اکسید شوندگی سریم جهت ایجاد تفاوت رفتار شیمیایی لانتانیدها بهره جسته شد. از 3NaBrO به ‏عنوان اکسنده استفاده شد. چون در مطالعات بعدی از ماده هدف سریم غنی شده استفاده خواهد شد، لازم است تا ماده هدف سریمی نیز بازیابی شود. از اسید اسکوربیک به عنوان احیاکننده سریم استفاده شد. پس از تغییر عدد اکسایش سریم با تغییر غلظت اسید نیتریک به راحتی امکان شویش پرازیودیمیوم و سریم به طور جداگانه و با تفکیک بالا با استفاده از اسیدهای معمول در دسترس و فشارهای پایین ستون با بهره بالای 99 درصد حاصل شد. از روش مذکور برای جداسازی پرازیودیمیوم-143 از سریم پرتودهی شده در رآکتور و هم ‏چنین از برش حاوی لانتانیدهای محصول شکافت به طور موفقیت آمیز استفاده شد که در گزارش دیگری نتایج آن ارایه خواهد شد.
    کلیدواژگان: پرازئودیمیوم-143، جداسازی، لانتانیدها، کروماتوگرافی
  • فرحناز معتمدی سده*، مهدی بهگر، سید مرتضی موسوی صفحات 77-87
    ویروس بیماری تب برفکی باعث زیان های اقتصادی زیادی در دام ها می شود. در این تحقیق از ویروس تب برفکی سروتایپ 05A-Iran- استفاده شد. پس از تکثیر ویروس در سلول کلیه بچه هامستر پرتوتابی با دزهای مختلف بیم الکترون (10، 20، 25، 30، 35، 40، 45 و 50 کیلوگری) انجام و با استفاده از نرم افزار Origin منحنی دز/ پاسخ ترسیم گردید. با استفاده از این منحنی و نتایج آزمون بی ضرری و آزمون ثبوت کمپلمان جهت تایید غیرفعال سازی کامل ویروس و بررسی خواص آنتی ژنیک ویروس ارزش 10D و دز مطلوب غیرفعال سازی ویروس به ترتیب 33/8 و 55 کیلوگری تعیین شد. سپس واکسن پرتوتابی شده و واکسن غیرفعال شده با اتیلن ایمین با استفاده از ژل آلومینیم هیدروکسید و ساپونین فرمولاسیون شده و جهت تزریق به خوکچه هندی استفاده شدند. تیتر آنتی بادی خنثی کننده و میزان تکثیر لنفوسیت های طحال نشان داد که پاسخ های ایمنی همورال و سلولی در گروه های حیوانی واکسینه شده با هر دو واکسن نسبت به کنترل منفی افزایش معنی داری را نشان می دهد (05/0(P<. هم چنین دز حفاظتی واکسن پرتوتابی شده و واکسن مرسوم در آزمون چلنج به ترتیب 28/6 و 13/6 به دست آمدند که اثر حفاظتی این واکسن ها در مدل خوکچه هندی را نشان می دهند.
    کلیدواژگان: پرتوتابی، الکترون، ویروس تب برفکی، پاسخ ایمنی، تیتر آنتی بادی
  • هادی عادلخانی*، محمدجعفر شیردوست، حسن جعفری، فائزه فاطمی، حمزه حسین پور، توران ربیعی سامانی صفحات 88-96
    در این مقاله رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن 304SS و فولاد کربنی 37St در حضور باکتری شوانلا 7RCRI (مورد استفاده در سامانه زیست پالایی اورانیم) به دو روش غوطه وری (در بازه زمانی 1 و 4 روز) و پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی مطالعه شده است. این مطالعه نشان می دهد که دو عامل رویین شدگی (وابسته به عناصر آلیاژساز نمونه) و تشکیل زیست لایه بر رفتار خوردگی موثر هستند. بر اساس نتایج آزمون غوطه وری حضور باکتری شوانلا 7RCRI در هر دو فولاد باعث افت قابل ملاحظه در سرعت خوردگی می شود. در نمونه 304SS حضور باکتری شوانلا 7RCRI در دو بازه زمانی 1 و 4 روز باعث کاهش حدود 30 % در سرعت خوردگی شده است. در این نمونه اثر حضور عناصر آلیاژساز (کروم، نیکل، منگنز و مولیبدن) بر رفتار خوردگی بیش تر است. در نمونه 37St در دو بازه زمانی 1 و 4 روز به ترتیب کاهش 38 % و 79 % در سرعت خوردگی دیده می شود که نشانه تاثیر بیش تر تشکیل زیست لایه بر رفتار خوردگی در نمونه 37St است. بر اساس آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی در حضور باکتری شوانلا 7RCRI پتانسیل خوردگی به مقادیر منفی تر منتقل شده است (در مورد 304SS انتقال از mV 360- به mV 560- و در مورد 37St انتقال از mV 610- به mV 690-) که نشان می دهد باکتری با تاثیر بر واکنش های کاتدی باعث کاهش سرعت خوردگی شده است.
    کلیدواژگان: باکتری شوانلا 7RCRI، فولاد زنگ نزن، فولاد کربنی، خوردگی، زیست لایه، زیست پالایی
  • ندا رویایی، مصطفی اقازاده، مریم توسلی، محمد افخمی اردکانی، حمزه فراتی راد* صفحات 97-108
    فولادهای زنگ نزن آستنیتی مقاومت نسبتا خوبی در محیط های اسیدی دارند. اما با توجه به غلظت میانی اسیدسولفوریک مورد استفاده در خطوط فرایندی و دمای نسبتا بالای سیال فرایندی اسیدسولفوریک Wt18% (C60)، خوردگی های عمومی و موضعی حفره ای در سیستم وجود دارد و به مرور زمان با گسترش حفره ها می تواند منجر به کاهش استحکام مکانیکی و تخریب ناگهانی مخزن گردد. با توجه به هزینه های بالای تامین مواد و ساخت مخازن جدید ضروری است راه کارهای مناسب به منظور کاهش نرخ خوردگی و کنترل کاهش ضخامت مخازن اتخاذ شود که با توجه به وضعیت جاری تجهیزات بهترین رویکرد انتخاب سیستم های پوششی مناسب است. برای این منظور نمونه های فولاد زنگ نزن تحت اعمال پوشش های پلیمری تقویت شده سرامیک- پلیمر، پوشش آستری گرافیتی، پوشش آستری شیشه، اتیلن کلروتری فلویورواتیلن و وینیل استر تقویت شده با الیاف قرار گرفتند. آزمون های ارزیابی عدم تخلخل (هالیدی)، سختی سنجی، استحکام چسبندگی، پاشش مه نمکی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به منظور ارزیابی و مشخصه یابی پوشش های اعمال شده استفاده شد و در این میان نمونه های پوشش داده شده توسط پوشش آستری شیشه مطابق نتایج آزمون های غوطه وری و مه نمکی، دارای مقاومت به خوردگی عالی در تمامی غلظت های اسیدسولفوریک و هم چنین محیط های حاوی یون کلر بوده و چسبندگی بسیار مناسبی به زیرلایه داشته است.
    کلیدواژگان: فولاد زنگ نزن، اسیدسولفوریک، پوشش، خوردگی، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی
  • حمیدرضا میرزایی*، معصومه یارمحمدی سطری، حمید رحیم پور، سینا فصیح صفحات 109-119
    در این مقاله پلاسمای چشمه یونی کوچک مقیاس تشدید سیکلوترونی الکترون آهنربا دایم با فرکانس 45/2 گیگاهرتز شبیه سازی و بررسی شده است. این چشمه با محفظه پلاسما به شعاع 50 میلی متر، طول 50 میلی متر و بیشینه توان ورودی 1 کیلووات، مولد جریان باریکه پروتونی 10 میلی آمپر با انرژی 50 کیلوولت است. به دلیل ابعاد کوچک مقیاس محفظه و طول موج بلند میکروموج (mm 4/122= ˳λ) تزریق شده در این چشمه، انتشار و انتقال میکروموج به داخل محفظه در شرایط عادی امکان پذیر نمی باشد. برای انتقال توان میکروموج به داخل محفظه و تشکیل پلاسما، دی الکتریک با جنس آلومینا با ضریب گذردهی نسبی 9 در ورودی محفظه استفاده شده است. این مقاله، به طراحی و شبیه سازی خط انتقال و جفت شدگی میکروموج به محفظه چشمه یونی کوچک مقیاس پرداخته است. در این راستا، شدت میدان مغناطیسی پیچه ها، میدان الکتریکی میکروموج و تحولات زمانی و مکانی کمیت های مهم هم چون، چگالی توان جذبی، لایه تشدید هیبرید بالا، چگالی و دمای الکترونی در زمان های اولیه تزریق میکروموج به داخل چشمه یونی پلاسما مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: چشمه یونی کوچک مقیاس، تشدید سیکلوترونی الکترون، پلاسما، نرم افزار کامسول
  • زهره دهقانی، الناز خلیل زاده*، نرگس رضوی نیا، امیر چخماچی صفحات 120-129
    در این کار، ابتدا یک پلاسمای میکروموج آرگون با فرکانس 45/2 گیگا هرتز در فشار پایین به صورت تجربی به دست می آید. سپس سعی می شود مشخصات پلاسمای تشکیل شده (دما و چگالی الکترون ها) در حضور و بدون حضور میدان مغناطیسی با استفاده از بیناب نمایی نشر نوری محاسبه و مقایسه شود. از آهنربا های دایمی جهت محصورسازی پلاسما و تامین میدان مغناطیسی در مکانیزم تشدید سیکلوترونی الکترونی استفاده شده و به کمک شبیه سازی، چیدمان مناسب آهن رباها برای تولید میدان مغناطیسی مورد نظر به دست می آید. در ادامه با استفاده از مد ل های فیزیکی مربوطه، دما و چگالی الکترون ها محاسبه می شود. نتایج به دست آمده نشان می دهد میدان مغناطیسی اثر قابل توجه روی مشخصات پلاسما داشته و حدود 125 درصد افزایش دما و 200 درصد افزایش چگالی الکترون ها را در پی دارد. هم چنین نشان داده می شود طبق انتظار با کاهش فشار، دمای الکترون ها افزایش و چگالی آن ها کاهش می یابد که این، صحت آزمایش و نتایج به دست آمده را تایید می کند.
    کلیدواژگان: پلاسمای میکروموج، مشخصه یابی پلاسما، مکانیزم تشدید سیکلوترونی الکترون
  • حسین رسولی*، مهدی علیاری شوره دلی، مهدی امینی صفحات 130-139
    یکی از سامانه های لازم جهت ارتقاء توکامک دماوند، کنترل اتوماتیک پروفایل فشار محفظه است. در این مقاله شناسایی و مدل سازی فشار محفظه خلا توکامک دماوند و هم چنین طراحی کنترل کننده مبتنی بر مدل انجام می گیرد. در این راستا ابتدا اقدام به طراحی و اجرای ساختار آزمایشی جهت اعمال سیگنال شناسایی و داده برداری از سیستم فشار محفظه خلا توکامک دماوند صورت می پذیرد. بدین صورت که پس از ایجاد خلا پایه، با تغییر و اعمال ولتاژ ورودی به عملگر پیزوالکتریک به طور هم زمان فشار محفظه خلا و ولتاژ اعمالی اندازه گیری می شود. پس از انجام فرایند داده گیری، در فرایند شناسایی، چندین مدل خطی حاصل گردید. هدف اصلی از شناسایی در این مقاله، طراحی کنترل کننده مناسب بود. که پس از تهیه مدل، کنترل کننده های PID مبتنی بر روش ZN و کنترل کننده پیش بین مبتنی بر مدل طراحی و شبیه سازی گردید که نتایج مطلوبی داشتند. در این پژوهش، برای داشتن خروجی بدون فراجهش و زمان خیز قابل تنظیم از طرف کاربر، پروفایل فشار مطلوب تهیه و فشار محفظه بر اساس کنترل کننده پیش بین مورد ارزیابی قرار گرفت. برای حفظ ایمنی پیزو الکتریک، کنترل کننده های خانواده PID و پیش بین با در نظر گرفتن محدودیت های عملی در سیگنال کنترلی () شبیه سازی شد در آخر نیز نتایج عملکرد آن ها بر اساس حذف تاخیر ذاتی سیستم، دنبال ر وندگی مدل مرجع، دامنه سیگنال کنترلی و حذف اغتشاش مقایسه و بررسی گردید که نتایج مطلوبی در ردیابی پروفایل فشار مطلوب، حذف تاخیر ذاتی سیستم و قابلیت پیاده سازی به دلیل محدود بودن دامنه سیگنال کنترلی دارند.
    کلیدواژگان: توکامک، پلاسما، محفظه خلا، پمپ روتاری، پمپ توربومولکولار، عملگر پیزو، شناسایی سیستم، کنترل کننده پیش بین
  • داود قدوسی نژاد*، محمد اتوکش، اشکان عبد شاهی، خالق خشنودی، احمد غدیری، مرتضی اکبری صفحات 140-149
    در این پژوهش، بازیابی اورانیم از کان سنگ فسفاته منطقه زاگرس به وسیله فرایندهای کلسیناسیون و فروشویی اسیدی مورد بررسی قرار گرفته است. هم چنین تاثیر پارامترهای مختلف بر روی کلسیناسیون و انحلال اورانیم بررسی گردید. نتایج نشان داد که درجه حرارت کلسیناسیون و زمان کلسیناسیون به عنوان عوامل کلسیناسیون، هم‎چنین درجه حرارت فروشویی، زمان فروشویی، اندازه ذرات کان سنگ، غلظت اسید و نسبت مایع به جامد از عوامل مهم در بازیابی اورانیم از کان سنگ می باشند. پارامتر های بهینه فرایند شامل درجه حرارت 900 درجه سانتی گراد و زمان 2 ساعت در فرایند کلسیناسیون در نظر گرفته شد، هم چنین درجه حرارت 80 درجه سانتی گراد، زمان 4 ساعت، اندازه ذرات کم تر از 100 میکرون، غلظت اسید 4 مولار و نسبت مایع به جامد 1/3 (میلی لیتر بر گرم) در فرایند فروشویی به دست آمد. تحت این شرایط، راندمان استخراج اورانیم از کانسنگ فسفاته منطقه زاگرس 84 درصد بود.
    کلیدواژگان: اورانیم، کلسیناسیون، فروشویی، کانسنگ فسفاته
  • مهرنوش زوار موسوی، سید امیرحسین فقهی، حسن آقایان*، امیرمسعود طاهریان، حسین قاسمی مبتکر، طاهر یوسفی صفحات 150-158

    در این تحقیق به بررسی فاکتور انتقال از خاک به گیاه (به عنوان یکی از پارامترهای مهم در محاسبات تحلیل ایمنی و تعیین میزان پرتوگیری افراد) یون استرانسیم (رادیونوکلیید متعارف در آلودگی های ناشی از سوانح هسته ای) به دو نمونه گیاهی شامل تربچه و شاهی (گیاهان پرمصرف در زنجیره غذایی) رشد داده شده در خاک منطقه جنوب تهران می پردازد. در این تحقیق، آزمایشات در گلدان های با قطر 5/15 و ارتفاع 7/15 سانتی متر حاوی 2 کیلوگرم خاک مخلوط شده با کود کمپوست گیاهی و در شرایط نورطبیعی آفتاب هوای تهران انجام گرفت. جهت بررسی اثر غلظت یون استرانسیم بر فاکتور انتقال، خاک موردنظر ابتدا با کود گیاهی با نسبت 3:1 مخلوط شد و با استفاده از محلول نمکی استرانسیم نیترات در چهار غلظت متفاوت (1000-500-200-50 میلی گرم بر کیلوگرم خاک) آلوده گردید. آبیاری گلدان ها با حجم مشخصی از آب به طور هفتگی و در دو اسیدیته متفاوت (6و5= pH) جهت بررسی اثر pH بر فاکتور انتقال صورت گرفت. هم چنین غلظت یون استرانسیم در دو بافت برگ و ریشه تربچه و برگ شاهی انجام گرفت تا تجمع یون استرانسیم در هر یک از بافت ها و میزان تاثیرگذاری آن ها بر فاکتور انتقال مشخص گردد. نتایج نشان داد با افزایش غلظت استرانسیم خاک، میزان جذب این عنصر در هر دو گیاه افزایش یافته و فاکتور انتقال کاهش می یابد. هم چنین در خاک با pH کم تر گیاه جذب بیش تری داشته و فاکتور انتقال بیش تری گزارش شد. هم چنین با استفاده از یک روش تجربی ضریب توزیع که یک پارامتر مهم و کاربردی در مدل سازی انتقال آلاینده ها و ارزیابی ریسک آلودگی منابع آب و خاک می باشد با استفاده فاکتور انتقال از خاک به گیاه تعیین شد. در این پژوهش هم چنین امکان آلودگی زدایی استرانسیم از خاک با استفاده از تربچه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که می توان از این گیاه به عنوان یک پالاینده برای پالایش خاک های آلوده به استرانسیم استفاده کرد.

    کلیدواژگان: فاکتور انتقال، استرانسیم، جذب، تربچه، شاهی
  • سید محمد متولی، وحید زنگانه*، سپیده باقری صفحات 159-164

    باریکه های یون کربن-12 در محدوده انرژی MeV/u 450-100 دارای شرایط بسیار خوبی برای تومورهای مقاوم به تابش و واقع در عمق هستند. در انرژی های بیش از MeV/u 400 تابش با افزایش عمق به طور چشم گیری تحت تاثیر فرایندهای تکه تکه شدن هسته ای قرار می گیرد. در این مطالعه با به کارگیری ابزار 4Geant که سه مدل فیزیکی آبشار درون هسته ای دودویی (BIC)، آبشار درون هسته ای لیژ (INCL) و کوانتوم مولکولی دینامیکی (QMD) برای ذرات سنگین تعریف شده است، با بررسی مدل QMD موجود در ابزار 4Geant، اثرات ذرات سنگین حاصل از تکه تکه شدن هسته ای با محاسبه بر روی میزان فراوانی هسته های تولید شده با عدد اتمی در بازه 5>Z>1 (ذرات H، He، Li، Be و B) در عمق های مختلف فانتوم آب در ناحیه ی قبل و بعد از قله ی براگ و توزیع زاویه ای این ذرات به وسیله ی این مدل بررسی شده اند. نمودار فراوانی ذرات نشان می دهد که با افزایش عدد اتمی تولید ذرات کاهش می یابد. ذرات H و He بیش ترین فراوانی را دارند و دامنه ی آن ها بسیار بیش تر از دامنه ی یون های کربن اولیه است. هم چنین با توجه به نمودار توزیع زاویه ای، ذرات H و He توزیع بسیار گسترده تری را از خود نشان داده اند و بیش ترین دزرسانی را در ناحیه ی خارج از موضع درمان دارند. هم چنین با افزایش عدد اتمی توزیع زاویه ای کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: ابزار 4Geant، هادرون درمانی، هسته های سنگین، مدل QMD
  • محمد ارکانی* صفحات 165-170
    یکی از پارامترهای مهم محیط های پخش نوترون، طول پخش نوترون حرارتی است. روش مرسوم محاسباتی استفاده از کد MCNP برمبنای توزیع شار نوترون در محیط و برازش تابع ریاضی مربوطه بر آن است. در این پژوهش، روشی نوین که بر مبنای استفاده از کارت PTRAC است، ارایه شده است. پارامتر طول پخش نوترون حرارتی برای آب سبک بر اساس روش های فوق محاسبه شده و با مقادیر گزارش شده در مراجع مقایسه گردیده که تطابق خوبی نیز مشاهده شده است. حسن استفاده از روش فوق، عدم نیاز به برازش تابع توزیع شار نوترون است. علاوه بر آن در روش برازش تابع توزیع شار نوترون، فرض می شود که تا محل چشمه، فاصله ی کافی وجود دارد. این مساله بر میزان خطای نتایج حاصل، اثرگذار است، چرا که تابع توزیع شار نوترون در همه جا غیر از محل چشمه صادق است. در این پژوهش درستی روش پیشنهادی به صورت عددی در محیط آب سبک مورد ارزیابی قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: کد MCNPX، طول پخش نوترون حرارتی، شار نوترون
  • کمال یاوری*، محمد قنادی مراغه صفحات 171-179
    رادیوداروهای بر پایه آنتی بادی امروزه در تصویربرداری و رادیوتراپی سرطان به شدت مورد توجه می باشند. آنتی بادی منوکلونال سیتوکسیمب به گیرنده فاکتور رشد اپی درمال (EGFR) متصل می شود و بنابراین امکان ایجاد پروتکل های درمانی و تشخیصی علیه این گیرنده را فراهم می نماید. در این تحقیق آنتی بادی سیتوکسیمب پس از تخلیص وکونژوگاسیون با DOTA-NHS تازه تهیه شده، با لوتسیم 177 و ساماریم کلراید-153 نشان دار گردید. بازده نشان دارسازی و پایداری برون تنی با استفاده از کروماتوگرافی لایه نازک اندازه گیری شد. تست های سلولی به منظور تعیین رادیوایمنواکتیویته و مهار رشد سلول سرطانی انجام شدند. نتایج حاصل نشان داد که بازده نشان دارسازی سیتوکسیمب -DOTA-Lu177 و سیتوکسیمبSm-DOTA- 153 به ترتیب بیش تر از 1±97% و 2±96% بود. هم چنین پایداری برون تنی فراورده های نشان دار شده در سرم تازه انسانی پس از 96 ساعت به ترتیب 2±83% و 78% بود. ایمنوراکتیویتی برای سیتوکسیمب -DOTA-Lu177، برابر 1±91% و برای سیتوکسیمبSm-DOTA- 153، 1±66% به دست آمد. هر دو فراورده بسته به زمان و انرژی بتا با شدت های مختف اثر مهاری روی رشد سلول های سرطانی 29HT کولون داشتند. نتایج تحقیق نشان داد که کمپلکس های ایمنوکونژوگه سیتوکسیمب -DOTA-Lu177 و سیتوکسیمبSm-DOTA- 153 می توانند به عنوان رادیوداروی جدید جهت رادیوایمنوتراپی سرطان ها در نظر گرفته شوند.
    کلیدواژگان: سیتوکسیمب، لوتسیم 177، ساماریم 153، خلوص رادیوشیمیایی، مهار رشد سلولی
  • کاوه سیلاخوری*، رضا نشاطی، داود اسماعیل پور، فاطمه کاظمی زاده، زهره رجبی، محمد طالبی، مریم ایلچی، زهرا پورحسن نژاد، سعید امین نعیمی صفحات 180-186
    در این پژوهش، یک لیزر 2CO پیوسته با جریان طولی سریع طراحی و ساخته شد که با یک مولد RF با توان بیشینه ی kW 1 و بسامد MHz 5/13 دمیده می شود. برای بهینه سازی کارکرد این لیزر، قطر لوله ی تخلیه، پهنای الکترودها، نسبت گازها و فشار آمیزه ی گازی آن، برای یک درازای الکترود cm 10 در یک بازه ی گسترده تغییر داده شدند و توان گسیلی لیزر به همراه بازدهی آن اندازه گیری و برآورد شدند. بیشینه ی توان گسیلی W 5/63 با بهره گیری از لوله ی تخلیه با قطر mm 26، نسبت پهنای الکترود به پیرامون لوله ی تخلیه ی 6/0، آمیزه ی گازی  و فشار گاز mbar 90 با بازدهی الکتریکی پیرامون 3/6% به دست آمده است.
    کلیدواژگان: لیزر 2CO پیوسته، لیزر 2CO با دمش RF، جریان طولی سریع
|
  • S. Nazari *, Y. Taghipour Azar, Z. Riazi, N. Babaei Pages 1-8
    CsSnBr3 nanocrystals are better than other lead-free perovskites because of their ease and low-cost synthesis, long-term function, and good stability. It is a suitable selection for use in tandem photodetectors. In this study, using the density functional theory, in the first stage, the elastic and electronic properties were calculated. Next, using the calculated quantities, the product of mobility-lifetime (µτ) of the charge carriers of CsSnBr3 was calculated. According to the results obtained, both of the electron and the hole have the lifetime-mobility product of an order 10-3 (V / cm2). The main reason for this can be attributed to the small effective mass of the charge carriers. However, this product has been reported for commercial detectors such as CdTe and CZT for electrons was of an order 10-3-10-2 and for holes in of an order 10-4-10-5. Therefore, due to the same of the product µτ in the CsSnBr3 crystal, the final pulse will be the sum of both charge carriers. As a result, the CsSnBr3 structure can show better potential for use in X-ray and gamma detectors.
    Keywords: Perovskite, elastic constant, effective mass, deformation potential, Mobility-lifetime product
  • F. Arbabifar *, Sh. Atashbar Tehrani Pages 9-16
    In this paper, the polarized structure functions of  and nuclei have been computed in the second order of the Feynman diagram with and without considering SU(3) symmetry in spin dependence for the partonic distribution of nucleons. For this purpose and at first, the polarized structure functions of the nucleons in nuclei are obtained, using Jacobi polynomials. In this regard, two different and prevalent phenomenological models are used to obtain the required polarized partition distributions. Finally, in deriving the nuclear structure functions, effective nuclear corrections are also imposed. The results show that most of the plots for polarized nuclear longitudinal structure functions, resulted from the used phenomenological model whereas symmetry breaking is taken into account, are more compatible with the available experimental data, there is no considerable difference between the data compatibility with curves of both models for polarized nuclear transverse structure functions.
    Keywords: Nuclear polarize structure-function, Symmetry breaking, Jacobi polynomial
  • F. Khanramaki *, A.R. Keshtkar, H. Sohbatzadeh, A. Pourmatin, N. Akbari Pages 17-27
    Due to the limited uranium reserves, the abundance of thorium compared to it, not being used in nuclear proliferation, and other advantages of thorium fuels over uranium fuels, the development of the thorium fuel cycle in various countries, including Iran, is considered. In this research, the separation and recovery processes of thorium from a real acidic leach liquor solution with a concentration of 500 mg/L thorium on a laboratory scale to produce thorium oxide precipitate were evaluated. The operating parameters affecting the extraction, stripping, and chemical precipitation processes of thorium include the type of extractant (acidic, basic, and neutral), the concentration of the extractant (0.05-1 M), aqueous phase acidity (0.032-6.92), equilibrium time (5-60 min), type and concentration of stripper (1-7 M) and precipitating agent were studied by the univariate method in each section. According to the experimental results, Di(2-ethylhexyl) phosphoric acid with a concentration of 1 M as extractant, aqueous phase acidity equal to 0.1, equilibrium time 60 min, sulfuric acid with a concentration of 5 M as a stripper, and ammonia as a precipitating agent were selected. Recovery of thorium from a real acidic leach liquor solution under obtained conditions resulted in the production of thorium oxide precipitate with a purity of 66%.
    Keywords: Real Leach Liquor Solution, Solvent extraction, Chemical Precipitation, Thorium Recovery
  • S.M.H. Mousakazemi * Pages 28-37

    The load control of a nuclear reactor is important due to the nonlinear nature of its dynamics and the dependence of some parameters on the output power. the Proportional-Integral-Derivative controller (PID) is commonly regarded as an easy choice for reliable control. In this research, the relative neutron density in the point kinetics model of a Pressurized Water Reactor (PWR) is controlled by an optimized PID with the meta-heuristic Differential Evolution (DE) algorithm. The Integral of Time-Absolute Error (ITAE) performance index has been used for optimization with this algorithm. The simulation results show that the optimized control system with the DE algorithm has the appropriate efficiency and accuracy in response to power demand.

    Keywords: PWR, Point kinetics model, DE algorithm, PID controller
  • M. Bagheri, A. Salar Elahi, M.K. Salem *, M. Ghoranneviss Pages 38-48

    In a polywell reactor, it is critical to have a stable and energetic virtual cathode that is necessary to accelerate ions and create fusion interactions. Increasing the confinement time of virtual cathode electrons is of critical importance in the performance of polywell reactors. In this paper, COMSOL Multiphysics software was used to perform a three-dimensional numerical simulation in order to investigate the impacts of effective variables of a polywell on the virtual cathode. The findings indicated that the confinement time depends on the distance between the coils, coil radius, coil current, and the kinetic energy of the injected electrons. In addition, by using the simulation results, the dependence of the mentioned parameters on the confinement time is obtained, and then a mathematical model was developed.

    Keywords: Polywell, Electrons confinement time, COMSOL, Simulation, Low beta mode
  • M. Fadavi Mazinani *, M. Khazaee Fadafan, A.A. Mowlavi Pages 49-55
    Detecting the charge particles at Giga hertz rate is one of the applications of UFSD (Ultra-Fast Silicon Detectors). The UFSD test in front of the proton beam to count the beam particles and use it for a more precise Dose Delivery System for the treatment of the cancerous tumor by charge particles can become an effective step for the development of cancer treatment. In fact, this assessment is a prerequisite and guarantees the use of these detectors in the dose delivery system. In this regard, the best method for time measurement, which was CFD, was chosen. MATLAB software was used to measure and analyze the UFSD output signals. The results of the 50-μm-thick UFSD test and the various geometries that we performed in several different experiments at the CNAO Cancer Treatment Center in Italy, as well as the data obtained at the laboratory of CERN accelerator in Germany, were analyzed by the CFD method. The results of many different runs of programs in MATLAB for many registered signals show: 1- These sensors are reliable to count the proton particles in Giga hertz rate. 2-The CFD devices could be used to record the UFSD output signals. Therefore, they can be used in the correction of the dose delivery system as a counter for the proton number of the proton beam.
    Keywords: Ultra-Fast Silicon Detectors (UFSD), Dose Delivery System (DDS), Time measurement, Proton therapy
  • S. Yousefi-Nasab *, J> Karimi-Sabet, J. Safdari Pages 56-68

    In order to modeling the gas behavior inside the rotor of a gas centrifuge, a powerful tool is needed to overcome the computational constraints of gas inside the centrifuge along with the ability to apply all drives at the all flow regimes. Due to the suitability of the DSMC method for all flow regimes formed inside the centrifuge, in this paper, the DSMC method is used to analyze the separation performance of a centrifuge in axisymmetric coordinates. For this purpose, using a multi-scale CFD-MD method, first the momentum accommodation coefficients required to use the Cercignani-Lampis-Lord boundary condition are extracted and then, based on that, the behavior of the gas inside a centrifuge machine is investigated using the DSMC method and the amount of separation power is determined. Based on the comparison of the simulation results with the experimental test results, it was shown that using the proposed hybrid method to determine the amount of momentum accommodation coefficients used in the CLL boundary condition of the DSMC method, can increase the accuracy of determining the amount of separation power of the machine up to 8%.

    Keywords: Gas Centrifuge, OpenFoam, DSMC code, multi-scale method, molecular dynamics
  • S. Shirvani-Arani * Pages 69-76
    In this study, an effective and efficient separation method for separating praseodymium from cerium was designed, optimized, and successfully implemented. In this method, a special adsorbent for lanthanides (Ln-resin with dimensions of 100 to 150 microns) was used. A peristaltic pump and column with different dimensions (15 to 45 cm) were used to design the desired method. Systematic studies were performed to determine the eluent concentration of nitric acid (from 0.1 to 1 M). The oxidizing properties of cerium were exploited to differentiate the chemical behavior of these two lanthanides. NaBrO3 was used as an oxidizer. Because in the continuation of this research, the target material of enriched cerium will be used, it is necessary to recover cerium as well. Ascorbic acid was used for the reduction of cerium. After changing the oxidation number of cerium, by changing the concentration of nitric acid, it is easily possible to wash the praseodymium and cerium separately and in high resolution using the commonly available acids and low column pressures with an efficiency of over 99%. This method was successfully used to separate praseodymium-143 from irradiated cerium in the reactor, and also to separate 143Pr from the fission-produced lanthanides, the results of which will be presented in another report.
    Keywords: Prasedymium-143, Separation, Lanthanides, Chromatography
  • F. Motamedi Sedeh *, M. Behgar, S.M. Moosavi Pages 77-87
    Foot and Mouth Disease Virus (FMDV) can cause a lot of economic losses in livestock. In this research FMDV subtype A-IRAN-05 was used. FMDV was multiplied on BHK21 cells and irradiated by electron beam (10, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50 kGy), then the dose/response curve was drawn by Origin software. D10 value and optimum dose for virus inactivation according to the dose/ response curve and the results of the safety test and Complement Fixation test for the evaluation of antigenic characteristics were obtained at 8.33 and 55 kGy, respectively. Then irradiated vaccine and conventional vaccine were formulated with Aluminum Hydroxide gel and Saponin and used for injection on the guinea pig. The neutralizing antibody titration and splenic lymphocyte proliferation assay were shown a significant increase in humeral and cellular immunity induction in the irradiated vaccine and conventional vaccine to the negative control group (P<0.05). Also, the protective doses of irradiated and conventional vaccines were obtained at 6.28 and 6.13, respectively. It indicated the protective effect of both of the vaccines on a guinea pig.
    Keywords: Irradiation, Electron, Foot, and mouth disease virus, Immune Response, Antibody Titration
  • H. Adelkhani *, M.J. Shirdoust, H. Jafari, F. Fatemi, H. Hosienpour, T. Rabiee Samani Pages 88-96
    In this article, the corrosion behavior of stainless steel (SS304) and carbon steel (St37) has been studied using immersion and potentiodynamic polarization methods in the presence of Shewanella RCRI7 bacteria. The results show that the corrosion behavior of SS304 and St37 is affected by passivation and biofilm formation. Based on the results of the immersion test, the corrosion behavior of SS304 has been much affected by passivation and the alloying elements (Cr, Ni, Mn, and Mo) so that the corrosion rate of SS304 decreased by 30% in presence of Shewanella RCRI7 bacteria at the first and fourth day of immersion. The corrosion rate in St37 has been decreased by 38% and 79% on the first and fourth day of immersion respectively, which indicates the impact of the biofilm on corrosion behavior. Potentiodynamic polarization tests show that cathodic reactions are affected by Shewanella RCRI7 bacteria and consequently the corrosion potential (Ecorr) is shifted to more negative potentials (from-360mV to -560mV for SS304 and from -610mV to -690mV for St37).
    Keywords: Shewanella RCRI7 bacteria, stainless steel, carbon steel, Corrosion, biofilm, Bioremediation
  • N. Royaee, M. Aghazade, M. Tavassoli, M. Afkhami Ardakani, H. Forati Rad * Pages 97-108
    Austenitic stainless steels can withstand acidic environments relatively well. The sulfuric acid used in the process lines and the relatively high temperatures of the liquid (60oC) can cause general corrosion and pitting of the tank, which may eventually cause sudden failure. In order to reduce corrosion rates and prevent tank thickness from decreasing, it is imperative that appropriate coating systems be employed, since materials and the construction of new tanks are extremely expensive. In this study, stainless steel samples were coated with ceramic polymer-reinforced polymer coatings, graphite primers, glass liners, fluoroethylene chlorinated ethylene chloride, and fiber-reinforced vinyl esters. In order to evaluate and analyze the applied coatings, test methods such as holiday detection, hardness, adhesion strength, salt spraying, and electrochemical impedance spectroscopy were used. As a result of excellent adhesion to substrates regardless of sulfuric acid or chlorine exposure, glass linings are not just anticorrosive but also highly durable.
    Keywords: stainless steel, sulfuric acid, coating, Corrosion, electrochemical impedance spectroscopy
  • H.R. Mirzaei *, M. Yarmohammadi Satri, H. Rahimpour, S. Fasih Pages 109-119
    In this paper, the plasma of a 2.45 GHz permanent magnet miniature ECR ion source has been simulated and discussed. The source with a cylindrical plasma chamber of 50 mm in radius, 50 mm in length, and a maximum input power of 1kW generates a 10 mA, 50 kV proton beam. Considering the long wavelength of the microwave generator (λ0 = 122.4 mm) and the miniature size of the plasma chamber, an alumina window with a relative permittivity of 9 is hired at the entrance of the plasma chamber. Microwave power is injected into the chamber through the window. Microwave power transfer and coupling to the miniaturized plasma chamber of the ion source is the focus of this study. In this way, the strength of the magnetic field, microwave electric field, and spatial and temporal variations of the essential parameters like the density of the microwave power absorption, the Upper Hybrid Resonance (UHR) layer, density, and temperature of the plasma at the starting time of the microwave injection to the ion source chamber are investigated.
    Keywords: Miniature Ion Source, Electron Cyclotron Resonance, Plasma, COMSOL software
  • Z. Dehghani, E. Khalilzadeh *, N Razavinia, A. Chakhmachi Pages 120-129
    In this work, an argon microwave plasma with a frequency of 2.45 GHz at low pressure is experimentally demonstrated. Then, the characteristics of the formed plasma (temperature and density of electrons) in the presence and without the presence of a magnetic field are calculated and compared by optical emission spectroscopy. Permanent magnets are used to confine the plasma and supply the magnetic field in the electron cyclotron resonance mechanism. With the help of simulation, the proper arrangement of the magnets to produce the desired magnetic field is obtained. Then, using the relevant physical models, the temperature and density of the electrons are calculated. The results show that the magnetic field has a significant effect on the plasma characteristics and causes about 125% increase in temperature and 200% increase in electron density. It is also shown that, as expected, as the pressure decreases, the temperature of the electrons increases and their density decreases. This confirms the accuracy of the experiment and the obtained results
    Keywords: microwave plasma, Plasma Characterization, Electron Cyclotron Resonance Mechanism
  • H. Rasouli *, M. Aliyari Shuredeli, M. Amini Pages 130-139
    One of the essential systems for the upgrade of Damavand Tokamak is the automatic control of the vacuum vessel pressure profile. This research performs the identification, modeling, and control of the vacuum chamber pressure in Damavand Tokamak. As a first step, the experimental structure is designed and implemented for the application of an identification signal and for the collection of data from the vacuum vessel pressure. Following the creation of the base vacuum, the input voltage to the piezoelectric is changed and applied. At the same time, both the vacuum vessel pressure and applied voltage are measured. Using experimental data, several linear models are identified for control. Then, considering the practical limitations of the control signal (25<Vp<65), Ziegler-Nichols-based PID and predictive controllers are designed and simulated. Also, their performance results were compared and evaluated based on compensating for the system’s inherent delay, disturbance rejection, and reference model following. The simulation results show the performance of controllers.
    Keywords: Tokamak, Plasma, vacuum vessel, rotary pump, turbo molecular pump, piezoelectric, model identification, predictive controller
  • D. Ghoddocy Nejad *, M. Outokesh, A. Abdshahi, Kh. Khoshnoodi, A. Ghadiri, M. Akbari Pages 140-149
    In this research, the uranium recovery from Zagros region phosphate ore by calcination and acid extraction technology has been investigated. Also, the effect of different parameters on calcination and dissolution of uranium was investigated. The results showed that calcination temperature and calcination time as calcination factors; Also, leaching temperature, dissolution time, ore particle size, acid concentration, and liquid-to-solid ratio are important factors in uranium recovery from ore. Optimum operating parameters were established as follows: calcination temperature: 900 °C, calcination time: 2h; leaching temperature: 80 °C, leaching time: 4h, particle size: smaller than 100 microns, the concentration of sulfuric acid: 4M and liquid to the solid ratio: 3/1 mL/g. Under these conditions, uranium extraction efficiency from phosphate ore of the Zagros region was 84%.
    Keywords: Uranium, Calcination, Leaching, Phosphate ore
  • M. Zavar Mousavi, S.A.H. Feghhi, H. Aghayan *, A.M. Taherian, H. Ghasemi Mobtaker, T. Yousefi Pages 150-158

    This research investigates the transfer factor in the soil to plant (as one of the important parameters in safety analysis calculations and determining the amount of radiation of people) of strontium ion (a conventional radionuclide in pollution caused by nuclear accidents) to two plant samples including radish (Raphanus sativus var. sativus) and watercress (Lepidium sativum) as highly consumed plants in the food chain grown in the southern soil of Tehran. In this research, experiments were carried out in pots with a diameter of 15.5 cm and a height of 15.7 cm. These pots contained 2 kg of soil mixed with compost under the natural sunlight conditions of Tehran. In order to investigate the effect of strontium ion concentration on the transfer factor, the desired soil was first mixed with compost at a ratio of 3:1 and, using strontium nitrate salt solution in four different concentrations (50-200-500-1000 mg/kg) was infected. Pots were irrigated weekly with a specific volume of water at two different acidity levels (pH = 5 and 6) to investigate the effect of pH on the transfer factor. Also, the concentration of strontium ions in two tissues of the leaf and root of radish and watercress was done. This was examined to determine the accumulation of strontium ions in each of the tissues and their influence on the transfer factor. The results showed that with the increase in soil strontium concentration, the amount of adsorption of this element in both plants increases and the transfer factor decreases. Also, the plant had more adsorption in the soil with lower pH and a higher transfer factor was reported. The comparison of transfer factor and strontium adsorbed between the two plants also showed that radish adsorbed more strontium than watercress and had more transfer factor. Also, using an experimental method, the distribution coefficient, which is a crucial and practical parameter in pollutant transfer modeling and pollution risk assessment in soil and water resources, was determined by using the transfer factor from soil to plant. In this research, the possibility of decontamination of strontium from the soil by applying radish was investigated. The results showed that this plant could be used as a purifier to purify soils contaminated with strontium.

    Keywords: Transfer factor, Strontium, Adsorption, Raphanus sativus var, Sativus, Lepidium sativum
  • S.M. Motevalli, V. Zanganeh *, S. Bagheri Pages 159-164

    Carbon-12 ion beams in the energy range of 100-450 MeV/u have excellent conditions for radiation-resistant and deep-seated tumors. At energies above 400 MeV/u, radiation is significantly affected by nuclear fragmentation processes of increasing depth. In this project, using the Geant4 toolkit, three physical models of Binary Intranuclear Cascade (BIC), Lige Intranuclear Cascade (INCL), and Quantum Molecular Dynamics (QMD) for heavy particles are defined in this toolkit. By examining the QMD model available in the Geant4 toolkit, the effects of heavy particles because of fragmentation of the nucleus by calculating the abundance of nuclei produced with an atomic number in the range 5>Z>1 (H, He, Li, Be and B particles) at different depths of the water phantom before and after the Bragg peak and the angular distribution of these particles have been investigated by this model. The particle abundance graph shows that particle production decreases with an increasing atomic number. H and He particles are the most abundant and their range is much broader than the range of primary carbon ions. Also, according to the angular distribution diagram, H and He particles have shown a much wider distribution. This is because they have the highest dose of deposition in the area outside the treatment field. Also, with increasing atomic numbers, the angular distribution decreases.

    Keywords: Geant4 toolkit, Hadron therapy, Heavy nuclei, QMD model
  • M. Arkani * Pages 165-170
    One of the key parameters of neutron diffusing media is the thermal neutron diffusion length. The popular calculational method is founded on utilizing MCNP code and curve fitting of a mathematical function to the neutron flux distribution in the media. In this investigation, a novel method based on the PTRAC card is proposed. The thermal neutron diffusion length parameter for light and water is calculated based on the above methods. The results are compared with the reported values and significant agreement is seen. The advantage of the above method is its independence from curve fitting to calculate the neutron flux distribution. In addition, in the curve fitting method, it is assumed that there is enough distance from the source location. This affects the error of the results because the neutron flux distribution function is correct everywhere except at the neutron source location. In the present investigation, the correctness of the proposed method in light water media is evaluated numerically.
    Keywords: MCNP Code, Neutron diffusion length, Neutron Flux
  • K. Yavari *, M. Ghanadi Maragheh Pages 171-179
    Antibody-based radiopharmaceuticals are of increasing interest today in cancer imaging and radiotherapy. The cetuximab monoclonal antibody binds to the epidermal growth factor receptor (EGFR) and thus provides therapeutic and diagnostic protocols against this receptor. Following purification and conjugation with freshly prepared DOTA-NHS, the cetuximab antibody was labeled with lutetium 177 and samarium chloride-153. Labeling efficiency and in vitro stability were measured using thin-layer chromatography. Cellular tests were performed to determine radioimmunoactivity in cancer cells. The results showed that the labeling efficiencies of 177Lu-DOTA-cetuximab and 153Sm-DOTA-cetuximab were more than 97±1% and 96±2%, respectively. Also, the in vitro stability of the labeled products in fresh human serum after 96 hours was 83±  22% and 78%, respectively. Immunoreactivity was 91% for 177Lu-DOTA-cetuximab and 66±1% for 153Sm-DOTA-cetuximab. With different intensities based on time and beta energy, both products inhibited the growth of HT29 colon cancer cells. The results showed that the immunoconjugate complexes of 177Lu-DOTA-cetuximab and 153Sm-DOTA-cetuximab can be considered a novel radiopharmaceutical for cancer radioimmunotherapy.
    Keywords: Cetuximab, Lutetium 177, Samarium153, Radiochemical Purity, Cell growth inhibition
  • Kaveh Silakhori *, Reza Neshati, D. Esmailpour, F. Kazemizadeh, Z. Rajabi, M. Talebi, M. Ilchi, Z. Pourhasannezhad, S. Amin Naeemi Pages 180-186
    In this work, a continuous wave fast axial flow RF CO2 laser has been constructed, which is pumped by a 1 kW RF generator with a 13.56 MHz frequency. In order to optimize the laser performance, the diameter of the discharge tube, electrodes width, the ratio of the width of the electrode to the tube perimeter, gas ratio, and total pressure of the gas mixture was changed over a wide range for a constant electrode length of 10 cm and then the laser output power and efficiency were measured. The maximum output power of 63.5 W, implying% a 6.3 electric efficiency, was obtained for 26 mm discharge tube diameter, electrode width to discharge tube perimeter ratio of 0.6, gas mixture, and 90 mbar total pressure..
    Keywords: Continuous Wave CO2 Laser, RF Pumped CO2 Laser, Fast Axial Flow