اندازه گیری شدت نوترون هایی که به صورت آینه ای و کشسان از لایه های در ابعاد نانومتر بازتاب می کنند، یکی از کار آمد ترین ابزار ها در مطالعه نوع، ضخامت، فصل مشترک بین لایه ها و ساختار نمونه مورد مطالعه می باشد. بر همکنش نوترونها با نمونه توسط پتانسیل اپتیکی نوترون که تابعی از چگالی طول پراکندگی (sld ) لایه مورد مطالعه است، تفسیر می شود. هدف اصلی در مسایل بازتاب سنجی نوترونی، تعیین چگالی طول پراکندگی با استفاده از پروفایل بازتابندگی نوترنها می باشد که منجر به تعیین دقیق نوع و ضخامت لایه می گردد. با این حال، اندازه گیری بازتابندگی به تنهایی منجر به یافتن یک جواب یکتا برای چگالی طول پراکندگی نمی شود؛ چراکه ممکن است چندینsld یافت شود که با یک نمودار بازتابندگی تطابق داشته باشد. به منظور تعیین یک جواب یکتا برای چگالی طول پراکندگی نمونه، تعیین اطلاعات فاز ضریب بازتاب ضروری است. تاکنون روش های متعددی برای تعیین فاز ارائه شده که کارآمد ترین آنها روش لایه های مرجع و روش تغییر محیط فرودی و خروجی لایه مورد بررسی می باشد. در شبیه سازی های کامپیوتری روش های استاندارد تعیین فاز، پتانسیل اپتیکی بر همکنش نوترون با نمونه به صورت پتانسیل های پله ای یک بعدی که در مرز بین لایه ها نا پیوسته هستند، در نظر گرفته می شود (حالت ایده آل). با این وجود می دانیم که در نمونه های واقعی، فصل مشترک بین دولایه کاملا ناپیوشته نیست و مقداری نرمی و زبری در مرز بین سطوح وجود دارد (حالت غیر ایده آل). در نظر گرفتن نرمی وزبری پتانسیل بین سطوح موجب تغییر نتایج خروجی در مسایل بازتابسنجی از جمله: بازتابندگی، فاز ضریب بازتاب و قطبش نوترونهای بازتابیده از سطح می شود. در این پایان نامه، با استفاده از توابع نرم تغییر و پیوسته ازجمله تابع خطی، تابع خطا و پتانسیل اکارت، و همچنین تغییر تصادفی مکان فصل مشترک بین لایه ها در یک بعد به منظور اعمال زبری، به بررسی اثرات نرمی و زبری پتانسیل بین سطوح بر روی روش های استاندارد بازتابسنجی نوترونی پرداخته ایم و پایداری این روش ها را نسبت به اثرات نرمی و زبری فصل مشترک ها مورد بررسی قرار داده ایم. دربخش دیگری از پروژه، تشدید های تابع موج نوترون در سیستم های چند لایه ای به ویژه برای نانو لایه های مغناطیسی و نوترونهای قطبیده مورد مطالعه قرار گرفته شده است و اثرات راستاهای مختلف میدان مغناطیسی اعمال شده به سیستم های چند لایه ای مغناطیسی بر روی بازتابندگی و فاز ضریب بازتاب بررسی شده است.

bnctیک روش پرتودرمانی دومرحله ای است. ابتدا ماده ی حامل بور به بدن بیمار تزریق شده، سپس بیمار تحت تابش نوترون های گرمایی یا فوق گرمایی قرار می گیرد. امروزه راکتورها تنها منابعی هستند که قادر به تولید شار نوترون کافی برای درمان های بالینیbnct هستند. از طرفی مشکلاتی مربوط به این چشمه های تولید نوترون وجود دارد. برای غلبه بر مشکلات مربوط به آن ها، محققان استفاده از شتابدهنده ها را به عنوان منبع مناسب واکنش های هسته ای پیشنهاد داده اند. به عنوان یکی از معمول ترین واکنش های از این نوع، واکنش 7li(p,n)7be است که دارای مزیت هایی از جمله کم انرژی بودن نوترون های تولیدی از این واکنش است که به ما اجازه می دهد از کندکننده کمتری استفاده کنیم. همچنین بازده نوترون تولیدی از این چشمه نیز بالاست. علیرغم این مزیت ها، از مشکلات اساسی این چشمه نقطه ذوب پایین لیتیم (°c180) و هدایت حرارتی کم (w/m°k7/84) آن است. پروژه حاضر شامل سه مرحله است: اولین گام طراحی و بهینه سازی چشمه نوترون مبتنی بر واکنش ذکر شده با تابش پروتونmev 5/2 و جریانma 20 بر روی هدف لیتیم است. در این مرحله، ضخامت لیتیم بهینه سازی شده است و همچنین خنک کننده نیز تعیین شده است. جهت کاهش قله شار حرارتی روی هدف، اسکن باریکه پروتونی به منظور افزایش منطقه تابش باریکه پروتونی روی هدف در نظر گرفته شده و دمای لیتیم نیز محاسبه شده است. طراحی و بهینه کردن یک مجموعه ی شکل دهنده ی طیف مبتنی بر استفاده از هندسه و مواد مناسب در مرحله ی دوم انجام گرفته است. شار نوترون فوق گرمایی برای این ساختار محاسبه شده و آلودگی های ناشی از نوترون و گاما تا جای ممکن کاهش یافته است. در گام آخر فانتوم اسنایدر شبیه سازی شده، جهت محاسبه دوز توزیع شده در تومور و بافت سالم سر استفاده شده است. کد مونت کارلویmcnpx برای شبیه سازی ها و محاسبات ارائه شده مورد استفاده قرار گرفته است.

فرآیند رشد و تولید سطوح و فصول مشترک با شکل و خواص متفاوت، به دلیل کاربرد در ساخت قطعات الکترونیکی از موضوعات مورد توجه در کارهای نظری و تجربی به شمار می¬رود. به همین دلیل در رساله¬ی حاضر به دو مبحث پراخته می¬شود که ارتباطی بسیار نزدیک دارند. مبحث اول به رشد سطوح با استفاده از توابع همبستگی خاص و روش¬های نشست استاندارد اختصاص دارد. تمامی سطوح تولید شده در این روش¬ها ناهموار بوده و ریخت شناسی آن¬ها به روش نشست و رشد انتخاب شده وابسته است. رشد سطوح با استفاده از یک تابع همبستگی خاص، امکان بررسی مشخصه¬های اصلی توصیف کننده¬ی سطح یعنی، ارتفاع ناهمواری، طول همبستگی و نمای زبری را فراهم می¬سازد. همچنین در مورد رشد با استفاده از نشست ذرات، امکان بررسی ریخت¬شناسی سطح وجود دارد. به این ترتیب که می¬توان تغییرات عرض ناهمواری با زمان رشد لایه و نماهای مقیاسی- نمای رشد، نمای زبری و نمای دینامیکی- را برای سطوح متفاوت محاسبه نمود. محاسبه¬ی نماهای مقیاسی در تعیین کلاس جهانی سطح تولید شده موردنظر کاربرد دارد. علاوه بر مطالعه¬ی ریخت شناسی سطح، اخیراً محاسبه¬ی خصوصیات ترابردی سطوح ساخته شده به¬خصوص در ساخت قطعات الکترونیکی از اهمیت فراوانی برخوردار است. این مبحث، دومین موضوعی است که در این رساله به آن پرداخته می-شود. از میان عوامل موثر بر خصوصیات ترابردی در ساختارهای تونل¬زنی، ناهمواری فصول مشترک از مهمترین عوامل تاثیرگذار شناخته شده و در این پایان¬نامه به آن پرداخته می¬شود. از خصوصیات قابل محاسبه در ساختارهای تونل¬زنی ناهموار که سطوح مشترک آن¬ها با استفاده از روش¬های مختلف نشست و یا تابع همبستگی خاص رشد یافته است می¬توان به ضریب عبور(احتمال عبور)، جریان الکتریکی، مقاومت مغناطیسی تونل¬زنی و قطبش اسپینی در ساختارهای مغناطیسی و غیرمغناطیسی اشاره نمود. با داشتن اطلاعات دقیق از سطوح رشد یافته در کارهای تجربی می¬توان نتایج آن را با نتایج محاسبات کارهای نظری مقایسه نمود و با یافتن و کم نمودن تاثیر عوامل نامطلوب، قطعات الکترونیکی با کارکرد بالا و ویژگی¬های دلخواه طراحی نمود.

در این پایان نامه، ابتدا با استفاده از روش مونت کارلو، رشد سطوحی شبیه سازی شده است که از نشست بالستیکی ذرات خطی با اندازه¬های متفاوت تولید می¬شوند. با بررسی زبری و نماهای مقیاسی سطوح رشد یافته، رابطه¬ی family-vicsek برای این سطوح بررسی شده و با توجه به اهمیت تخلخل چنین سطوحی، تحولات تخلخل بعنوان تابعی از زمان و اندازه¬ی ذرات مورد مطالعه قرار گرفته است. سپس با حل عددی معادله¬ی رسانش در سطوح رشد یافته، رفتار رسانندگی مؤثر الکتریکی این سطوح، بر حسب کمیت¬هایی چون زمان، اندازه¬ی ذرات، فرکانس و تخلخل بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می¬دهند که منحنی تغییرات زبری بر حسب زمان دارای سه رفتار متفاوت می¬باشد، بطوریکه دارای دو رفتار خطی با شیب¬های متفاوت در زمان¬های اولیه و میانی بوده و سپس به اشباع می¬رسد. بررسی تخلخل نشان داد که سطوح تولید شده به شدت متخلخل هستند و تخلخل سریعتر از سطح به اشباع می¬رسد. همچنین میزان تخلخل ابتدا تابعی افزایشی از طول ذرات انباشتی بوده و پس از رسیدن به مقدار بیشینه خود با افزایش طول ذرات کاهش می¬یابد. بررسی رسانندگی مؤثر این سطوح نشان می¬دهد که در طی فرآیند رشد، رسانندگی با زمان افزایش یافته و بتدریج به اشباع می¬رسد. همچنین این کمیت تابعی افزایشی از فرکانس بوده و برای چندین مرتبه¬ی بزرگی از فرکانس رسانندگی بصورت تابعی نمایی از فرکانس تغییر می¬کند که مقادیر توان، تابعی از اندازه¬ی ذرات انباشتی می باشد.

چکیده ندارد.