پیشرفت جامعه بشری وتوسعه تمدن مستقیما متناسب با افزایش بازدهی و بهره کار و در نتیجه بالا رفتن استانداردهای زندگی اجتماعی است و لزوما این پیشرفت اجتماعی و تکنولوژی‏ْ، موجب افزایش استفاده از انرژی و همچنین لزوم دستیابی به منابع جدید و یا بهره بیشتر انرژی می گردد. امروزه قسمت اعظم انرژی مورد نیاز بشر با استفاده از نیروگاههای آبی‏ْ، فسیلی و هسته ای تامین می شود. با توجه به اینکه استفاده از انرژی آبهای جاری بسیار محدود است و فقط در نواحی خاصی از جهان در دسترس است و ذخائر سوختهای فسیلی نیز رو به اتمام است و روز به روز بدست آوردن آنها مشکلتر می شود‏ْ، در نتیجه بدیهی است که برای تامین انرژی از نیروگاههای شکافت هسته ای استفاده گردد. البته راه دیگری برای دستیابی به انرژی هسته ای نیز وجود دارد که تحت عنوان همجوشی هسته ای نامیده می شود. اما از آنجایی که تحقیقات دانشمندان در تولید انرژی از طریق همجوشی هسته ای هنوز به مرحله بهره برداری نرسیده‏ْ، لذا تقریبا تمامی انرژی هسته ای در جهان از طریق نیروگاههای شکافت هسته ای تولید می شود.

مواد ترمولومینسانسی امروزه به صورت گسترده برای دزیمتری و پرتونگاری مورد استفاده قرار می گیرند. سالیانه تحقیقات و پژوهش های زیادی در زمینه ی ساخت و بهینه سازی خواص مواد مختلف ترمولومینسانسی صورت می گیرند. لیتیم فلوراید (lif) یکی از معروفترین و پرکاربردترین فسفر های ترمولومینسانسی است که به دلیل حساسیت بالا و مقاومت خوب آن در برابر فرسایش و خوردگی، بصورت های مختلف برای دزیمتری و اندازه گیری های ترمولومینسانسی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولاً از روش هایی مثل افزایش ناخالصی و رشد بلور برای ساخت این فسفر و بهینه سازی رفتار ترمولومینسانسی آن استفاده می کنند که این روش ها به مواد، تجهیزات، هزینه و زمان زیادی نیازمندند. در این پژوهش به سراغ روشی ساده برای ساخت یک دزیمتر ترمولومینسانسی به کمک لیتیوم فلوراید خالص رفتیم. برای همین منظور، نمونه ی پودری این ماده را به کمک دستکاه پرس به شکل قرص های دایره ای شکل درآوردیم. سپس نمونه های قرص شده را در گروه های پنج تایی دسته بندی کرده و هر گروه را جداگانه در دماهای ، در بازه -های دمایی 50 درجه ای و به مدت یک ساعت درون کوره قرار دادیم. نمونه ها را پس از پخت به وسیله چشمه مورد پرتودهی و سپس به کمک دستگاه tld خوان موجود در آزمایشگاه تحقیقات هسته ای دانشگاه یزد خواندیم. جهت بررسی خاصیت تکرارپذیری، نمونه ها را مورد بازپخت قرار داده و پس از آن مجدداً عملیات پرتودهی و خوانش را تکرار کردیم. این مراحل را چندین بار برای قرص ها تکرار کردیم و مشاهدات را ثبت و با نتایج قبل از بازپخت مقایسه کردیم. آنچه بدست آمده بود نشان می داد که پس از بازپخت میزان حساسیت و تابش ترمولومینسانسی گسیلی افزایش می یابد، اما بعد از اولین مرحله ی بازپخت دیگر تغییری در میزان شدت تابش ترمولومینسانسی گسیلی نداشتیم. در مرحله ی بعد منحنی درخشندگی های بدست آمده از قرص های پخته شده در دماهای مختلف، را برای بدست آوردن پارامترهای ترمولومینسانسی به کمک روش های خیز اولیه، کل منحنی درخشندگی، شکل منحنی درخشندگی و برازش به کمک مدل سینتیک مرتبه ی عام مورد تحلیل و بررسی قرار دادیم. نتایج بدست آمده نشان می دادند که شدت تابش ترمولومینسانسی، عمق تله های ترمولومینسانسی (انرژی فعال سازی) برای قرص هایی که در دماهای 400، 450 و 500 درجه سلسیوس پخته شده اند بیشینه و برای دما های بالاتر پخت، این مقادیر کاهش می یابند.

منبع انرژی خورشید، ستارگان و جهان هستی انرژی همجوشی هسته ای می باشد. مکانیسم تولید انرژی در ستارگان توسط واکنش های همجوشی هسته ای توصیف می شود. از جمله راه های تولید انرژی همجوشی هسته ای بر روی زمین می توان به همجوشی از طریق محصورشدگی لختی اشاره کرد. در این روش از لیزرها برای انجام واکنش هسته ای بین ایزوتوپ های هیدروژن استفاده می شود. نهشت انرژی لیزر در ماده، از طریق فرآیندهایی مثل جذب تابش ترمزی معکوس، جذب تشدیدی و جذب غیر عادی صورت می گیرد که مکانیسم اصلی جذب بر عهده ی فرآیند تابش ترمزی معکوس می باشد. توصیف فرآیند جذب با درنظرگرفتن برخوردهای بین یون- الکترون و الکترون- الکترون در پلاسمای ایجاد شده در اثر برخورد لیزر با ماده امکان پذیر است.

یکی از اساسی ترین مشکلات در روش همجوشی محصور شدگی لختی وجود ناپایداری¬های هیدرودینامیکی از جمله ناپایداری ریلی¬تیلور، ریخت مایر مشکوف و کلوین هملهولتز است که در این بین، ناپایداری ریلی¬تیلور در دو دهه گذشته توجه بسیار زیادی را به خود جلب کرده است. در این پایان نامه ابتدا به بررسی مختصر انواع ناپایداری¬ها در همجوشی محصور شدگی لختی به بیان عوامل موثر بر روی ریلی¬تیلور پرداخته¬ایم. سپس توان طیف غیرخطی ناپایداری ریلی تیلور در مرحله شتاب¬دار شدن را معرفی کرده¬ایم و به مطالعه تحلیلی اثر گرادیان چگالی بر توان طیف غیرخطی ناپایداری ریلی¬تیلور پرداخته¬ایم و در پایان اثر جنس هدف را بر روی توان طیف غیر خطی ناپایداری ریلی تیلور را بررسی کرده¬ایم. نتایج بررسی¬ها نشان می¬دهد که استفاده از هدف ch با پوشش al برای همجوشی محصور شدگی لختی گزینه مناسب تری نسبت به هدف¬های معرف شده در پایان نامه است چرا که مستعد ناپایداری ریلی¬تیلور کمتری است و هدف dt گزینه مناسبی برای همجوشی محصور شدگی لختی نمی¬باشد.

همجوشی هسته ای روشی برای تولید انرژی هسته ای است که از جوش خوردن هسته های سبک بدست می آید. برای رسیدن به شرایط همجوشی لازم است که سوخت به دما و چگالی بالا برسد. برای ایجاد این شرایط بر روی زمین می توان از لیزرها یا باریکه های یونی (همجوشی محصورشدگی لختی) و یا میدان مغناطیسی (همجوشی محصورشدگی مغناطیـسی) استفاده کرد. همجــوشی راه اندازی شده با باریکه یونی را همجوشی یون سنگین می نامند. باریکه های یون سنگین، نهشت انرژی قابل توجهی در ماده دارند و می توانند با اتلاف انرژی نسبتاً کمی به درون ماده نفوذ کنند. انتظار می رود که این باریکـــه ها یکی از گزینه های مناسب برای همجوشی یون سنگین باشند. در این پایان نامه، فرآیند همجوشی یون سنگین را با روش تفاضل محدود در حوزه زمان شبیه سازی کرده ایم. در ابتدا، به بررسی نهشت انرژی باریکه های یون سنگین در هدف پرداخته ایم. سپس شکل پالس ورودی و ضخامت لایه سوخت را بهینه سازی کرده ایم و در نهایت مراحل اشتعال را در فرآیند همجوشی محصورشـدگی لختی مطالعه کرده-ایم. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که هدفی با لایه های بیسموت، آلومینیوم، دوتریوم-تریتیوم و خلاء و باریکه یونی بیسموت با انرژی mj 32/6 و بهره 343 برای همجوشی یون سنگین مناسب است.

یکی از متداول ترین مشاهده پذیرهای آزمایش پراکندگی در فیزیک هسته ای مشاهده پذیر سطح مقطع پراکندگی است. سطح مقطع پراکندگی نشان دهنده احتمال پراکندگی ذرات در زوایای فضایی مشخص در فضا می باشد. در واکنش های انشقاقی پروتون-دوترون‏، چنانچه پروتون برخورد کننده به دوترون دارای انرژی جنبشی بیش از انرژی بستگی دوترون باشد‏، برخورد مورد نظر می تواند منجر به شکستن پیوند پروتون-نوترون هسته ی ‏دوترون شده و در کانال خروجی این واکنش دو پروتون و یک نوترون مشاهده گردد. یکی از اهداف تعیین سطح مقطع پراکندگی ‏‏، مقایسه مقادیر تجربی با مقادیر محاسباتی و سنجش درستی یا نادرستی پیش بینی های تئوری است. سیستم آشکارسازی بینا سیستمی است که با توجه به پوشش زاویه ای ‎4? استرادیان آن در سال ‎2005‎ در موسسه تحقیقات فیزیک هسته ای وابسته به دانشگاه گرونیگن هلند جهت آزمایشات پراکندگی پروتون-دوترون مورد استفاده قرار گرفت. این سیستم فرد را قادر می سازد تا با اندازه گیری انرژی و زوایای پراکندگی ذرات در کانال خروجی‏، سطح مقطع واکنش های مختلف اعم از کشسان یا ناکشسان را عملا‏ اندازه گیری کند. در این پایان نامه‏، سطح مقطع واکنش انشقاقی پروتون -دوترون در انرژی ‎135‎‏ میلیون الکترون ولت را برای پیکربندی های مختلف به دست آورده و با مقادیر تئوری مقایسه کرده ایم. مقایسه نتایج حاکی از این واقعیت است که در زوایای پراکندگی کوچک سمتی و قطبی نیروی کولنی نقش به سزایی در سطح مقطع پراکندگی ایفا می کند.

امروزه در بسیاری از کشورهای جهان‏، پرتودهی یکی از اصلی ترین روش های درمان تومورهای سرطانی می باشد. یکی از مهم ترین امر در پرتودرمانی‎‎‏، ثابت سازی بیمار در حین این روش است. ثابت سازی بیمار در پرتو درمانی برای اطمینان از مواردی چون دز جذبی تومور‏، حفظ بافت های سالم‏، تسریع درمان و دقت در تثبیت موقعیت بیمار انجام می گیرد. یکی از ابزارهای ثابت سازی‏، ماسک های ترموپلاستیک می باشد که استفاده ی آن در مراکز پرتودرمانی رایج است. این ماسک ها در آب 65 درجه حالت پذیر شده و روی صورت بیمار کشیده می شود. سلامت پوست یکی از نگرانی ها در درمان به روش پرتودهی است. تحقیقات نشان می دهد به کارگیری ماسک ها ی ترموپلاستیک می تواند موجب پراکندگی پرتو در سطح پوست شده و در نتیجه افزایش دز پوست را به همراه داشته باشد که این افزایش خود باعث ایجاد عارضه های پوستی به خصوص التهاب‏، تورم‏، تلانژکتازی شدید ناحیه درمان‏، افزایش دانسیته شدید پوست و ... برای شخص و به خصوص کودکان تحت درمان می گردد. در این تحقیق سعی داریم با توجه به نتایج ‎تجربی اثر‎ ماسک ترموپلاست در دز پوست هنگام رادیوتراپی سر و گردن (که در پایان نامه کارشناسی ارشد خانم فهیمه شهابی موجود است)، با استفاده از کد ‎‎‎‎mcnpx‎‎ و ‎شبیه سازی‎ فانتوم سر و گردن تأثیر این ماسک ها در دز جذبی پوست را محاسبه کنیم.