در این تحقیق تأثیر پرتو گاما بر خواص مکانیکی و حرارتی پلی اتیلن با دانسیته پایین (ldpe) و پلی اتیلن با دانسیته بالا (hdpe) مورد بررسی قرار گرفت. این کار تحقیقاتی از دو بخش تشکیل شده است. در بخش اول آماده سازی نمونه انجام گرفت. به این منظور از گرانول های پلیمرهای مذکور ورق هایی با ابعاد 15×15 سانتی متر مربع و ضخامت 2 میلی متر توسط دستگاه پرس گرم تهیه شد. سپس نمونه هایی به شکل دمبل با ابعادی مطابق با استاندارد astm d638 از ورق های مذکور تهیه شد. در مرحله بعد نمونه های دمبلی شکل به صورت پنج تایی دسته بندی شدند و در بسته بندی های پلاستیکی توسط تابش گاما در هفت دز مختلف 20 و 50 و 80 و 100 و 200 و 300 و 500 کیلوگری در حضور هوا پرتودهی شدند. در بخش دوم آزمایش هایی به منظور بررسی تأثیرات پرتودهی بر روی خواص دو نوع پلی اتیلن مذور انجام گرفت. آزمایش های انجام شده شامل تعیین درصد ژل ، تست کشش ، آنالیز حرارتی و طیف سنجی زیر قرمز بود. آزمایش تعیین درصد ژل توسط دستگاه سوکسوله انجام گرفت. از دستگاه تست کشش جهت بررسی خواص مکانیکی نمونه ها استفاده شد. به این منظور نمونه های دمبلی شکل توسط دستگاه تحت کشش قرار گرفتند. آزمایش طیف سنجی مادون قرمز جهت بررسی تأثیرات پرتودهی بر روی ساختار پلیمرها انجام شد. آنالیز حرارتی جهت بررسی دمای ذوب نمونه های پرتودهی شده توسط دستگاه dsc انجام شد.

هدف از انجام این پایان نامه، مطالعه ساختار جریان در اطراف یک استوانه دوار با وجود یک عملگر پلاسمایی با چهار دی الکتریک متفاوت است که عبارت اند از : پی وی سی، پی تی اف ای، پلی متیل متاکریلات (پلکسی گلس) و کوآرتز. برای سه مدل استوانه با جنس های دی الکتریک پی وی سی، پی تی اف ای، و پلی متیل متاکریلات توسط دو الکترود و برای مدل استوانه با جنس دی الکتریک کوآرتز توسط سه الکترود تخلیه الکتریکی صورت گرفت. با استفاده از یک منبع تغذیه فشار قوی با جریان مستقیم، بین الکترودهای واقع بر روی مدل های استوانه اختلاف پتانسیل الکتریکی صورت پذیرفت که این اختلاف پتانسیل الکتریکی باعث ایجاد پلاسما به صورت یکنواخت در فضای بین الکترودها و در نتیجه تشکیل رژیم برافروختگی شد. برای مدل های استوانه با جنس-های دی الکتریک پی تی اف ای و پلی متیل متاکریلات، تاثیر الکترودها و پلاسما بر روی توزیع فشار آن ها در یک آرایش خاص و برای مدل های استوانه با جنس های دی الکتریک پی وی سی و کوآرتز این تاثیرات در چندین آرایش مختلف از تحریک کننده های پلاسمایی بررسی گردید و نتایج نشان دادند که وجود الکترودها و پلاسما، توزیع فشار کلیه استوانه ها را دستخوش تغییرات می نماید و در نتیجه بر روی رفتار ضرایب پسا و برآی آن ها تاثیر گذار می باشد. در نهایت توسط دو لوله پیتوت، پروفیل سرعت در بالادست و پایین دست مدل های استوانه با جنس های دی الکتریک پی وی سی، پی تی اف ای و پلی متیل متاکریلات محاسبه شد و با داشتن پروفیل سرعت در مقاطع ورودی و خروجی، مقدار ضریب نیروی پسا از روش مومنتوم برای سه استوانه مذکور محاسبه گردید.

حرکت عمودی ستون پلاسما در توکامک ذاتاً ناپایدار است که این ناپایداری موجب برخورد آن با دیواره محفظه و از هم گسیختگی آن می شود. بنابراین باید سیستم کنترلی با ایجاد میدان های مغناطیسی متغیر، نیروی لازم جهت کنترل پلاسما را فراهم سازد. در این پایان نامه برای افزایش دقت، سیستم کنترل مکان عمودی پلاسما در توکامک دماوند، به طور مستقیم موقعیت عمودی پلاسما را کنترل می‏کند. برای این که بتوانیم این سیستم کنترل را راه اندازی کنیم مدارات لازم، طراحی و ساخته شده است. برای تحلیل میدان های قطبی به منظور محاسبه مکان پلاسما و شناخت عوامل فیزیکی موثر برای تهیه مدل مناسب از مکان عمودی سیستم، باید محل دقیق حسگرها مشخص می گردید. با اندازه گیری های انجام شده، نقشه صحیح تهیه شد. در ادامه برای تحلیل میدان های قطبی اندازه گیری شده توسط حسگرهای مغناطیسی، با طراحی و انجام آزمایشی ضریب کالیبره حسگر های مغناطیسی تعیین گردید. برای تحلیل و طراحی سیستم های کنترلی، داشتن یک مدل ریاضی از دستگاه که بتواند دینامیک سیستم را حتی الامکان بطور کامل توصیف کند، ضروری است. برای تهیه مدل دینامیکی از مکان عمودی پلاسما در توکامک بر آن شدیم که با استفاده از داده های تجربی و بکارگیری تکنیک شناسایی سیستم، مدل پیش بین و مدل شبیه ساز غیرخطی برای مکان عمودی پلاسما طراحی کنیم. مدل پیش بین با استفاده از شبکه عصبی پرسپترون چند لایه، با ساختار خود همبسته غیرخطی با ورودی اضافه و آموزش به روش لونبرگ مارکوات تهیه گردید که نتایج حاصل از مقایسه داده های تجربی و نتایج مدل نشان دهنده اعتبار خوبی از مدل است. پس از آن مدل شبیه ساز با استفاده از شبکه پرسپترون چند لایه، با ساختار خطای خروجی غیر خطی و آموزش به روش لونبرگ مارکوات بدست می آید که با مقایسه نتایج حاصل از مدل و داده های تجربی این نتیجه حاصل می شود که مدل از اعتبار خوبی برخوردار است. در پایان نتایج حاصل از مدل سازی با کارهای قبلی انجام شده در این زمینه مقایسه گردید که نشان گر بهبود مدل-سازی در این پروژه می باشد.

دستگاه تصویربرداری برش نگاری با نشر پوزیترون(pet) یکی از قدرتمندترین ابزارهای علمی و بالینی در بررسی فرآیندهای بیوشیمی در بدن انسان است. با استفاده از این تکنیک، یک رادیوایزوتوپ کوتاه عمر گسیلنده پوزیترون، وارد بدن بیمار- معمولا در سیستم گردش خون- می شود. چهار رادیوایزوتوپ (_^18)f،(_^11)c،(_^13)n و (_^15)o به دلیل نیمه عمر کوتاه و جانشینی آسان با مولکول های زیستی، پرکاربردترین رادیوایزوتوپ های کوتاه عمر هستند. نیمه عمر یک رادیوایزوتوپ جهت توزیع منطقه ای، باید به اندازه کافی بلند باشد و از سوی دیگر برای به حداقل رساندن پرتوگیری بیمار، باید به طور مناسبی کوتاه باشد؛ این شرط به خوبی در مورد (_^18)f صدق می کند که رایج ترین رادیوایزوتوپ pet به شمار می رود. یکی از روش های برتر تولید رادیوایزوتوپ های کوتاه عمر(slr) مورد استفاده در pet، به دلیل سادگی، ارزانی و ساختار قابل حمل؛ روش تولید با دستگاه پلاسمای کانونی است. در سال های اخیر، پژوهشگران استفاده از پلاسمای کانونی برای تولید چند رادیوایزوتوپ کوتاه عمر را با بازده واکنش نسبتا بالا در هر شات، به اثبات رسانیده اند. تولید رادیوایزوتوپ با پرکردن محفظه دستگاه از مخلوط یک گاز با عدد اتمی پایین(lz) و یک یا چند گاز با عدد اتمی بالاتر(hz)، صورت می گیرد. بنابراین اگر محفظه دستگاه با گازlz دوتریوم و (_^20)ne به عنوان گاز hz پر شود، (_^18)f از طریق واکنش (_^20)ne(d,?)(_^18)f به دست خواهد آمد. در این کار، ما به بررسی امکان تولید آزمایشگاهی رادیوایزوتوپ (_^18)f با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی ir-mpf-100 ( واقع در سازمان انرژی اتمی ایران) پرداختیم که محفظه دستگاه، باید با گاز دوتریوم و درصدهای مختلف گاز (_^20)ne پر می شد. سپس با استفاده از محاسبات عددی، تعداد رادیوایزوتوپ های(_^18)fتولید شده در هر شات و اکتیویته آن ها را برای درصدهای مختلف از گاز نئون( حداکثر تا 15 درصد) شبیه- سازی کردیم.

توسعه وسایل تشخیصی در پزشکی هسته ای از جمله سیستم توموگرافی گسیل پوزیترون (pet) سهم به سزایی در تشخیص و درمان بسیاری از بیماری ها ی صعب العلاج داشته است. ولیکن با وجود پیشرفت های چشمگیر در زمینه ی توسعه ی سیستم های تصویر برداری، این روش بدلیل عدم توسعه ای هم پا در زمینه تولید رادیوایزوتوپ های کوتاه عمر مورد استفاده در pet به طور گسترده مورد استفاده ی بیمارستانی قرار نگرفته است. پیچیده و پرهزینه بودن ساخت سیستم های تولید کننده رادیوایزوتوپ های pet (سیکلوترون و رآکتور) را می توان دلایل اصلی این عدم توسعه دانست. در سالهای اخیر مطالعات بر روی تولید رادیوایزوتوپ های کوتاه عمر به وسیله دستگاه پلاسمای کانونی نویدبخش تولید این رادیوایزوتوپ ها با صرف هزینه هایی بسیار کمتر از آنچه که قبلا در ساخت سیکلوترون های پزشکی و رآکتور ها صرف می شد، می باشد. دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر با انرژی 115 کیلوژولی100 ir-mpf-برای تولید رادیوایزوتوپ کوتاه عمر (t_(1/2)=9/93min) نیتروژن 13، از طریق واکنش(_^12)c (d,n) (_^13)n مورد بررسی قرار گرفت. این رادیوایزوتوپ گسیلنده پوزیترون بوده و در روش تشخیصی توموگرافی گسیل پوزیترون مورد استفاده قرار می گیرد. در این پایان نامه با استفاده از محاسبات تئوری نشان داده شده است که دستگاه 100 ir-mpf-با استفاده از هدف جامد گرافیت توانایی تولید نیتروژن 13 با اکتیویته ایی از مرتبه ی?10?^( 7 )، و در صورت تزریق 3-4 درصد گاز متان به عنوان هدف توانایی تولید نیتروژن 13 با اکتیویته ایی از مرتبه ی?10?^(6 )-?10?^9 bq را دارا می باشد.

دستگاه تصویربرداری برش نگاری با نشر پوزیترون(pet) یکی از قدرتمندترین ابزارهای علمی و بالینی در بررسی فرآیندهای بیوشیمی در بدن انسان است. با استفاده از این تکنیک، یک رادیوایزوتوپ با عمر کوتاه گسیلنده پوزیترون، وارد بدن بیمار- معمولا در سیستم گردش خون- می شود. چهار رادیوایزوتوپ (_^18)f،(_^11)c،(_^13)n و (_^15)o به دلیل نیمه عمر کوتاه و جانشینی آسان با مولکول های زیستی، پرکاربردترین رادیوایزوتوپ های کوتاه عمر هستند. نیمه عمر یک رادیوایزوتوپ جهت توزیع منطقه ای، باید به اندازه کافی بلند باشد و از سوی دیگر برای به حداقل رساندن پرتوگیری بیمار، باید به طور مناسبی کوتاه باشد؛ این شرط به خوبی در مورد (_^18)f صدق می کند که رایج ترین رادیوایزوتوپ pet به شمار می رود. یکی از روش های برتر تولید رادیوایزوتوپ های با عمر کوتاه (slr) مورد استفاده در pet، به دلیل سادگی، ارزانی و ساختار قابل حمل؛ روش تولید با دستگاه پلاسمای کانونی است. در سال های اخیر، پژوهشگران استفاده از پلاسمای کانونی برای تولید چند رادیوایزوتوپ باعمر کوتاه را با بازده واکنش نسبتا بالا در هر شات، به اثبات رسانیده اند. تولید رادیوایزوتوپ با پرکردن محفظه دستگاه از مخلوط یک گاز با عدد اتمی پایین(lz) و قرار دادن هدف جامد در دستگاه، صورت می گیرد. بنابراین اگر محفظه دستگاه با گاز از نوع عدد اتمی پایین دوتریوم پر شود و (_^10)b به عنوان هدف در دستگاه قرار داده شود، (_^11)c از طریق واکنش (_^10)b(d,?)(_^11)c به دست خواهد آمد . در این کار، ما به بررسی امکان تولید آزمایشگاهی رادیوایزوتوپ (_^11)c با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی ir-mpf-100 ( واقع در سازمان انرژی اتمی ایران) پرداختیم که محفظه دستگاه، باید با گاز دوتریوم پر می شد. سپس با استفاده از محاسبات عددی، تعداد رادیوایزوتوپ ها(_^11)cی تولید شده در هر شات و اکتیویته آن را برای بور 10 با جرم های مختلف شبیه سازی کردیم .

مهمترین عامل پرتوگیری انسان از منابع پرتوزای طبیعی، گاز رادن و محصولات واپاشی آن با نیمه عمر کوتاه است. گاز rn222 از زنجیره واپاشی u238 و دارای نیمه عمر پرتوزایی 8/3 روز می¬باشد و از مهمترین محصولات واپاشی آنpo 218و po214 است. رادن و دختران کوتاه عمر آن آلفازا و دارای نیمه عمر کوتاهی هستند و در صورت استنشاق گاز رادن به سلولهای ریه آسیب رسانده و موجب افزایش خطر ابتلا به سرطان ریه در انسان می¬شوند. این گاز دومین عامل ابتلا به سرطان ریه بعد از دود سیگار است. آگاهی از میزان غلظت رادن در محیط¬های بسته نظیر معادن و میزان پرتوگیری ناشی از آن به منظور ارزیابی پرتوگیری شغلی، در مقایسه با سطوح مجاز تعیین شده از اهمیت خاصی برخوردار است. در این کار پژوهشی روشهای مختلف اندازه¬گیری گاز رادن و مقایسه نتایج دو روش اندازه¬گیری فعال و غیر¬فعال در معدن اورانیوم و انبار خاکه سنگ معدن اورانیوم مدنظر می¬باشد. تکرار¬پذیری نتایج هر یک از دو روش، میزان نزدیکی نتایج دو روش و تاثیر رطوبت و دما بر میزان غلظت پرتوزایی گاز رادن از جمله مواردی است که مورد بررسی قرار گرفتند. در روش اندازه¬گیری فعال دستگاه alphaguard که بر اساس اتاقک یونش است و در روش غیرفعال از اتاقک نفوذی گاز رادن که بر اساس آشکارسازی ردپای ذرات آلفا است استفاده شده است. ضریب همبستگی بین نتایج اندازه¬گیری غلظت پرتوزایی گاز rn222 به روش فعال و روش غیرفعال در معدن 77/0 می¬باشد و دقت نتایج اندازه¬گیری غلظت پرتوزایی گاز rn222 در روش غیرفعال کمتر از روش فعال است. مقادیر دز موثر محاسبه شده بر اساس نتایج اندازه¬گیری گاز رادن در قسمتهای مختلف معدن، بسیار کمتر از حد دز مجاز سالیانه شغلی می¬باشد.

در این پژوهش قابلیت ماشینکاری شیشه-سرامیک های سیستم mgo-k2o-b2o3-f-sio2-al2o3 مورد بررسی قرار گرفت. ابتداباانتخاب یک ترکیب درصد وزنی مشخص و تعیین شرایط بهینه از جمله تعیین دمای سینترینگ مناسب، مدّت زمان سینترینگ نمونه شیشه- سرامیکی، تعیین فشار پرسی و زمان آسیاب کاری نمونه، در نهایت شیشه-سرامیکی با قابلیت ماشینکاری حاصل شد. برای تعیین شاخص یا شاخص های مناسب جهت قابلیت ماشینکاری قطعه شیشه-سرامیک تهیه شده پارامترهای مختلفی از قبیل شناسایی فاز فلوروفلوگوپیت ، اندازه تراشه های حاصل از ماشینکاری، استحکام، سختی، چقرمگی و مشاهدات چشمی موردارزیابی قرار گرفت.

فیلترهای با کارایی بالا، در صنایع حساسی نظیر، صنایع هسته ای، شیمیایی، الکترونیکی، بیولوژیکی، اتاق های عمل، داروسازی و صنایع مشابه، جهت حذف ذرات رادیواکتیو، شیمیایی و بیولوژیکی کاربرد گسترده ای دارد. در این کار تحقیقاتی، کیفیت این گونه فیلترها در دو بخش نظری و عملی بررسی شد. در بخش نظری، تغییرات مکانیسم های ربایش ذرات ناشی از انتشار، برخورد مستقیم، اینرسی و کارایی فیلتر، تابع قطر ذرات و الیاف ، سرعت جریان و تخلخل محیط بررسی شد. در بخش عملی، نفوذپذیری و افت فشار فیلترهای هیا و اولیا، تابع قطر ذرات ، سرعت جریان و سطح موثر فیلتراسیون مورد توجه قرار گرفته و نتایج زیر بدست آمد. نتایج تحقیقات نظری نشان می دهد که: -با افزایش قطر ذره، ربایش ذرات در اثر مکانیسم انتشار، کاهش و تاثیر مکانیسم های برخورد مستقیم و اینرسی بر کارایی، افزایش می یابد. -کارایی فیلتر، با افزایش قطر ذره از 0/02 تا 0/1 میکرون، کاهش و با افزایش قطر ذره از 0/1 میکرون، مجددا افزایش می یابد. برای ذراتی در گستره اندازه 0/09 تا 0/1 میکرون، مجموع تاثیر این سه مکانسیسم حداقل است . -با افزایش قطر الیاف ، تاثیر این سه مکانیسم، کاهش می یابد. -با بررسی تاثیر قطر الیاف تشکیل دهنده محیط، ثابت کردیم که، مکانیسم های انتشار و اینرسی، با افزایش سرعت جریان، به ترتیب ، کاهش و افزایش می یابد. مکانیسم برخورد مستقیم، مستقل از سرعت جریان می باشد. -با کاهش ضریب تخلخل محیط، مکانیسم های انتشار و برخورد مستقیم افزایش می یابد. مکانیسم اینرسی، مستقل از تغییرات تخلخل محیط است . نتایج عمده بررسی های آزمایشگاهی ما به شرح زیر است : -میزان کارایی ربایش این نوع فیلترها، در گستره اندازه ذرات و سرعت جریان های آزمون، بالاتر از 99/97 درصد می باشد. -نفوذپذیری فیلترهای هپا به مراتب بیشتر از فیلترهای اولپا است . برای مثال، میزان نفوذپذیری فیلتر هپا، برای ذرات 0/07 میکرون، بیش از 55 برابر فیلتر اولپا است . -حداکثر نفوذپذیری فیلترهای هپا و اولپا در گستره اندازه ذرات از 0/1 تا 0/12 میکرون بدست آمد. -نفوذپذیری فیلترهای مورد بررسی با افزایش سرعت جریان عبوری، افزایش می یابد. بعنوان مثال، با کاهش سرعت از 4/9 به 1/85 سانتی متر در ثانیه، میزان نفوذپذیری از 4/3x10-6 به 1/65x10-6 کاهش می یابد. -نفوذپذیری این فیلترها با افزایش سطح فیلتراسیون، کاهش می یابد. بعنوان مثال، با دو برابر شدن سطح فیلتراسیون فیلتر، میزان نفوذپذیری این فیلتر 7 برابر کاهش می یابد. -میزان افت فشار فیلترهای الیافی رابطه مستقیمی با سرعت جریان دارد. برای مثال برای فیلتر اولپای 1، اگر سرعت جریان را سه برابر کاهش دهیم، میزان افت فشار 2/6 برابر کاهش می یابد. -فیلترهای هپا نسبت به اولپا دارای میزان تخلخل بیشتر و الیاف قطورتری می باشد. بنابراین در شرایط مشابه دارای افت فشار کمتری می باشد. -افزایش سطح فیلتراسیون باعث کاهش میزان افت فشار می شود. با توجه به نتایج بدست آمده در این تحقیق، تمامی فیلترهای هپا و اولپای مورد آزمون، مطابق با استاندارد انجمن علوم محیط زیست (ies) است . بنابراین استفاده از آنها در موارد توصیه شده، متناسب و در حد استاندارد جهانی است .