حرکت میون منفی تحت تاثیر میدان مرکزی کولمبی، یکی از مسائل مورد علاقه در مکانیک کوانتمی است. روش بسط بی دررو، یک تقریب قوی برای مطالعه سیستم سه- جسمی می باشد. در این رساله، مولکولهای سه-جسمی میونی با استفاده از سیستم مختصات فوق کروی بیضوی و با در نظر گرفتن اندرکنشهای کوتاه- برد مورد مطالعه قرار گرفته و حالتهای مقید و ترازهای انرژی این مولکول محاسبه و با نتایج حاصل از روشهای دیگر مقایسه شده است. احتمال چسبندگی میون به ذره آلفای تولید شده در فرآیند همجوشی، یک تنگنای واقعی در همجوشی سه- جسمی میونی محسوب می شود. با در نظر گرفتن تمامی فرآیندهای تولید مجدد میون از یون هلیوم میونی، وابستگی چسبندگی موثر و شدت اشعه های ایکس گسیل شده توسط یون هلیوم میونی به چگالی سوخت، بصورت عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده در این رساله، نسبت به نتایج دیگران، در توافق خوبی با داده های تجربی موجود می باشد. محاسبات ما در شرایط فشردگی بالا نشان می دهد که، بیشینه مقدار توان توقف (به عنوان تابعی از سرعت یون هلیوم میونی) در هر چگالی با افزایش دما، کاهش می یابد. نتایج حاصل از محاسبات نشان می دهد که، احتمال تولید مجدد میون و ضریب چسبندگی موثر در ناحیه چگالیهای بین 1 تا 100lhd با تغییرات دما بطور قابل ملاحظه ای تغییر می کند. این تغییرات در چگالی های بزرکتر از 100lhd کمتر می باشد. در نهایت، محاسبات ما تحت این شرایط نشان می دهد، تعداد میانگین واکنشهایی که یک میون در زمان عمرش کاتالیز می کند، در دماهای پایین ( 1ev) با افزایش چگالی، سریعا افزایش می یابد و بهره انرژی مثبت در چگالیهای حدود 100lhd تامین خواهد شد. اما موازنه انرژی مثبت در فاز مایع (t<1000 c) هرگز صورت نمی پذیرد.

در این پژوهش تاثیرات خلق ذره را روی تحول پارامترهای کیهانشناسی در دوره qcd از عالم اولیه در چارچوب سیستم های ترمودینامیکی باز بررسی میکنیم. هندسه عالم را همگن و همسانگرد با متریک تخت فریدمن-رابرستون-واکر درنظر میگیریم. در این مدل نتایج در ناحیه qcd که پلاسمای کوارک-گلئون غالب است مورد بررسی قرار گرفته است. معادله حالت، دما و چسبندگی این پلاسما از محاسبات qcd شبکهای بدست آمده است.

: بررسی خصوصیات ترمودینامیکی مخلوط دوتریوم- هلیم در فشارهای بالا برای سیستم همجوشی هسته ای از طریق محصورسازی اینرسی دارای اهمیت زیادی می باشد. دوتریوم و هلیوم بر هم کنش های جاذبه ای و دافعه ای پیچیده ای دارند بنابراین نیروهای بین مولکول های متشابه نقش مهمی در تعیین خواص مخلوط آن ها ایفا می کند، همچنین به خاطر جرم سبک این عناصر اثرات کوانتومی به ویژه در دماهای پایین حائز اهمیت است. دو اتمی بودن مولکول دوتریوم در اینجا به عنوان یک جسم سخت محدب عمل می کند که از طریق آن می توان معادله حالت را با استفاده از نظریهs.p.t به دست آورد. برهم کنش بین گونه های مختلف در مخلوط از طریق یک پتانسیل موثر به شکل exp-6 توصیف می شود. در رساله مذکور، بعد از محاسبه معادله حالت، انرژی آزاد هلمهولتز، فشار مخلوط، فاکتور تراکم پذیری و دیگر پارامترهای ترمودینامیکی مخلوط دوتریوم – هلیوم را به دست می آوریم.

با توجه به اهمیت کاربرد تریتیوم به عنوان سوخت اصلی و مهم در راکتور ها ی همجوشی و به دلیل کمیاب بودن آن در طبیعت ، همواره تلاش برای تولید آن با استفاده از واکنش های همجوشی بوده است. در این پایان نامه دو موضوع در رابطه با تریتیوم مورد بررسی قرار گرفته است. اولین موضوع به بررسی چگالی تریتیوم با استفاده از ترکیب میله lid در آب سنگین در راکتور های قدرت پرداخته شده است ، که با استفاده از روابط مربوط چگالی تریتیوم محاسبه شده است. موضوع بعدی به منظور تامین سوخت تریتیوم به عنوان سوخت اصلی و کمیاب راکتورهای همجوشی لازم است که دیواره راکتور به گونه ای طراحی شود تا نسبت تولید تریتیوم کافی را فراهم کند. با استفاده از دیواره لیتیوم، نسبت تولید تریتیوم (tbr) در دیواره راکتور باید بزرگتر از یک باشد. محاسبات انجام شده برای پارامترهای زمان دو برابر شدن، کسر مصرف تریتیوم، بهره تزریق و زمان بازیافت پیشنهادی، مقدار نسبت تولید تریتیوم 04/1 تخمین زده می شود. این مقدار شرط تامین سوخت را برای راکتور همجوشی برآورده خواهد کرد.

در این پایان نامه از روش هامیلتون- ژاکوبی دمای هاوکینگ برای سیاهچاله بدون بار و بدون چرخش هوراوا- لیفشیتز در دوحالت ks و lmp محاسبه شد و همچنین ازروش شعاعی هندسی نوری آنتروپی برای هر دو حالت ذکرشده بدست آوردیم. و در انتها اثر خارجی کنش و واکنش را روی دما و آنتروپی حالت ks را نیز محاسبه کردیم.

در این رساله, ابتدا به معرفی معادله شرودینگر و کاربردهای بسیاری که در زمینه های مختلف فیزیک داشت پرداختیم.و به بررسی حل معادله شرودینگر با جرم وابسته به مکان برای پتانسیل روزن -مورس پرداختیم. و ابتدا این معادله را با جرم ثابت حل کردیم و مقادیر ویژه انرژی و تابع موج انها را به دست اوردیم. و در نهایت بوسیله روش فاکتورگیری این معادله را با جرم وابسته به مکان حل کردیم. با استفاده ازاین روش,هامیلتونین سیستم را بر حسب حاصلضرب دو معادله دیفرانسیلی مرتبه اول نوشتیم,که انها را به عنوان عملگرهای بالا برنده و پایین اورنده معرفی نمودیم.سپس با مقایسه معادله شرودینگر و معادله دیفرانسیلی ژاکوبی وابسته, تابع موج را به دست می اوریم. لازم به ذکر است که بگوییم در کارهایی که تاکنون انجام شده بود, جرم را به صورت حدسی بیان می کردند که این خود دارای خطا بود ولی در کار حاضر جرم را به صورت حل کاملا تحلیلی بوسیله مقایسه معادله شرودینگر با معادله دیفرانسیلی ژاکوبی وابسته به دست اوردیم.و در خاتمه از نتیجه این مقایسه مقادیر ویژه انرژی را برحسب اعداد کوانتومی به دست اوردیم.

در این کار تحقیقاتی فاکتور های موثر هادرون تراپی را برای درمان سرطان پستان مورد بررسی قرار داده ایم. با توجه به این که هادرون ها دارای خواص بهتری نسبت به فوتون می باشند، از این ذرات استفاده شده است. برای بررسی عوامل موثر در درمان، از کد mcnpx برای شبیه سازی فرآیند درمان و فانتوم هندسی پستان استفاده کرده ایم. فانتوم های به کار برده شده به صورت نیم استوانه ای و نیم کره ای توسط این کد، شبیه سازی شده و سپس اثرات هادرون تراپی را بر روی این فانتوم ها مورد مطالعه قرار داده ایم. فاکتورهای مد نظر ما در این پژوهش، let و شار ذرات ثانویه هستند که برای ذرات پروتون، دوتریوم، هلیوم-3 و آلفا محاسبه شده اند. در نهایت بازه ی مفید انرژی برای هر ذره؛ و شار ثانویه حاصل از برخورد با هسته ها را محاسبه نموده و نتایج محاسبات برای ذرات مختلف در درمان سرطان پستان را موردمقایسه قرارداده ایم.

یکی از مهمترین ابزار در طیف سنجی اشعه گاما آشکارساز hpge می باشد. بطور کلی، آگاهی از بازدهی آشکارساز نیازی ضروری در بررسی عملکرد سیستم های آشکارسازی است که با توجه به فاصله چشمه از سطح آشکارساز و عوامل هندسی و جذبی، بشدت تغییر می کند .این حقیقت به خوبی شناخته شده است که اگر چه انتشار اشعه گاما از یک چشمه رادیواکتیو همگراست، وابستگی بازده آشکارساز hpge به فاصله چشمه از سطح آشکارساز از قانون مجذور وارون ساده که بر اساس نسبت مساحت سطح آشکارساز به مساحت کره ای به شعاع r است پیروی نمی کند. ا نحراف از این قانون به علت این واقعیت است که واکنش های فوتون اشعه گاما به سطح آشکارساز محدود نیست و در کل حجم آن رخ می دهد. از این رو، مفهوم آشکارساز نقطه ای مجازی برای آشکارساز ge(li) مطرح شد(notea,1971)، که بر اساس این مفهوم، نقطه ای درون آشکارساز ژرمانیومی وجود دارد که می تواند به عنوان آشکارساز نقطه ای مجازی همه واکنش ها را میزبانی کند. اگر واقعا چنین نقطه ای وجود داشته باشد که بتواند همانند موقعی که کل حجم آشکارساز در نظر گرفته می شود، پاسخگو باشد، ملاحظات هندسی مورد استفاده در کالیبراسیون آشکارساز بسیار ساده خواهد شد. این ساده سازی بخصوص در اندازه گیری اکتیویته بخش عظیمی از نمونه ها با اهمیت است. البته این فرض آشکارساز نقطه ای مجازی هیچ گونه مفهوم فیزیکی ندارد و تنها یک ساده سازی ریاضی است. دراین پژوهش برانیم تا با ساختن چشمه های دیسکی در ابعاد مختلف، به ارزیابی وابستگی بازده آشکارساز hpge به ابعاد چشمه های دیسکی در محدوده انرژی 26-1332 kev با استفاده از مفهوم آشکارساز نقطه ای مجازی بپردازیم.

چکیده با تزریق میون در محیط هیدروژنی در اثر برخورد با هسته های محیط و کاهش انرژی نهایتاً با گیر افتادن در ترازهای اتم هیدروژنی منجر به تشکیل اتم های میونی می شود. اتمهای میونی به واسطه ابعاد کوچک ناشی از جرم بالای میون نسبت به الکترون را می توان به عنوان نوترون بزرگ شده در نظر گرفت. بنابراین فرایند عبور اتمهای میونی در محیط هیدروژنی را می توان با تقریب خوبی مشابه با تزریق نوترون در محیط تقریب زد. به منظور مهیا نمودن شرایط تشکیل رزونانسی مولکولهای میونی وایجاد شرایط حداکثر آهنگ همجوشی، تئوری انتقال نوترون را برای اتمهای میونی استفاده می شود. به کمک این تئوری ضخامت موثر محیط کندکننده برای رسیدن به حداکثر شرایط تشکیل مولکولهای میونی محاسبه شده است. برای طرح پیشنهادی با بکارگیری تئوری انتقال ضخامت موثر برای لایه های و در شرایط چگالی lhd 4/1 به ترتیب 2/3 و 1/0 بدست آمده است.

دراین پایان نامه ، پراکندگی هسته های سبک از هسته های سنگین را با استفاده ازپتانسیل هسته ای محاسبه نموده ایم. در انرژی های پایین نتایج بدست آمده از محاسبات با استفاده از پتانسیل کولنی و ساختار پراکندگی رادر فورد با نتایج تجربی همخوانی دارد، در حالیکه در انرژی بالاتراز 10mev این سازگاری ازبین می رود. بنابراین برای بدست آوردن همخوانی در انرژی های بالا،پتانسیل وودز-ساکسون را به محاسبات اضافه نموده ایم. محاسبات انجام شده با استفاده از تقریب بورن، ودر نظر گرفتن تقریب مرتبه اول، مرتبه دوم و مرتبه سوم انجام گرفته است. نتایج حاصل، برای گروههایی از پرتابه و هدف با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است. همچنین در محاسبات دامنه و سطح مقطع پراکندکی حالتهای پیچیده تری ماننداسپین هسته ، سرعتهای نسبیتی و انرژی های بالا که منجر به برانگیختگی هسته ها وتابش هسته ای و یا شکافت هسته ای می شود،صرف نظرشده است و فقط پراکندگی کشسان هسته ای مورد محاسبه قرارگرفته است.

از آنجائیکه راکتور های همجوشی کاتالیزور میونی خالص به علت طول عمر کوتاه میون و همچنین چسبندگی آن تعداد واکنش های محدودی را می توانند انجام دهند، بنابراین به بهره ی انرژی مثبت نمی رسند. از طرفی هریک از راکتور های همجوشی و یا شکافت خالص مشکلات خاص خود را دارند، که ترکیب این دو فرآیند در یک راکتور می تواند بسیاری از این مسائل و مشکلات را برطرف کند. در این کار تحقیقاتی سوخت راکتور دوگانه شکافت-همجوشی کاتالیزور میونی که مخلوط دوتریوم-تریتیوم می باشد، در شرایط فشردگی بالا در نظر گرفته شده است و تحت این شرایط توان شتاب دهنده ی راکتور دوگانه و بهره ی انرژی آن مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان دهنده ی آن است که افزایش چگالی و دما موجب افزایش ضریب باز فعالسازی و کاهش چسبندگی میون و در نهایت کاهش توان ورودی راکتور دوگانه شکافت-همجوشی کاتالیزور میونی می گردد.

فراوانی سوخت های مورد نیاز در همجوشی هسته ای یکی از بزرگترین مزایای این روش تولید انرژی، نسبت به شکافت هسته ای می باشد. در این کار تحقیقانی، همجوشی مغناطیسی پلاسمای d-3he را در راکتور توکامک iter- 90hp مورد بررسی قرار داده و با حل معادلات توازن انرژی حاکم بر همجوشی هسته ای به روش خطی، تغییرات برخی از پارامتر های حاکم بر پلاسما را در دو حالت بدون ناخالصی و در حضور ناخالصی بدست می آوریم.

در این تحقیق چشمه های ra226 و am241 را مورد بررسی قرار دادیم و آشکارساز سد سطحی موجود در دانشگاه مازندران را کالیبره نمودیم. اکتیویته چشمه am241 نیز محاسبه گردید.

یکی از روشهای دستیابی به همجوشی هسته ای استفاده از میدان مغناطیسی در محصورسازی پلاسما است و توکامک به عنوان یکی از موفق ترین دستگاههای همجوشی شناخته شده است. در کارهایی که بر روی واکنش همجوشی دوتریوم و تریتیوم انجام شده است از سایر واکنشهای همجوشی ‎lr{d(d,p)t}‎ ، lr{he}‎$‎^3‎$lr{d(‎d,n)‎}‎ و ‎ lr{he}‎$‎^4‎$‎lr{,p)}‎‎lr{he}‎‎$^‎3‎$lr{d(}‎ صرفنظر شده است. به منظور بدست آوردن تحولات زمانی پارامترهای پلاسما از معادلات ترابرد‎ ‎ ذره و انرژی استفاده می شود. در این رساله، با در نظر گرفتن این واکنشهای همجوشی معادلات ذره و انرژی در حالت صفر بعدی مجددا بازنویسی شده است. با حل این معادلات به روش عددی، وابستگی زمانی پارامترهای پلاسمای دوتریوم و تریتیوم بدست آمده است. در نهایت، نتایج بدست آمده با نتایج نظری بدست آمده دیگران مقایسه شده است. از طرفی تحقیقات بر روی واکنشهای همجوشی تنها به سوخت lr{d-t} محدود نمی شود و تحقیقات بر روی سوختهای پیشرفته که از جمله این سوختها سوخت ‎lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-}‎ است در حال انجام است. این واکنش، برای محصورسازی به دمای بالاتری نیاز دارد زیرا در مقایسه با واکنش دوتریوم و تریتیوم دارای سطح مقطع کوچکتری است. رآکتور توکامک کروی دارای نسبت ابعاد کوچک است و می تواند پلاسما را تا ‎$etaapprox 1$‎ محصور سازد این توانایی رآکتور کروی منجر به این شده است که رآکتور مناسبی برای واکنش همجوشی lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} به نظر برسد. در این رساله، شرایط اشتعال واکنش lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} با به کار بردن معادلات تبادل ذره و انرژی صفر بعدی محاسبه شده و سپس با استفاده از پارامترهای راکتور توکامک کروی محدوده پایداری برای این واکنش محاسبه شده و نتایج به دست آمده با واکنش همجوشی ‎lr{d-t}‎ مقایسه شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که شرایط اشتعال واکنش lr{he}‎$‎^3‎$lr{d-} در مقایسه با واکنش ‎lr{d-t}‎ به دمای بالاتری نیاز دارد. بعلاوه شرایط اشتعال ‏ این واکنش همجوشی ‎‎ ‎‏در مقایسه با واکنش دوتریوم و تریتیوم ‏ در بازه دمایی محدودتری قرار دارد‎‎.