گامای گسیل شده از چشمه های نوترون یکی از عوامل اصلی پدیدآورنده گاماهای زمینه است. روش pgnaa یک روش هسته ای است و بر مبنای فعالسازی عناصر با نوترون می باشد که گامای آنی گسیل شده را آشکار سازی می کند و این گاما، مشخصه اصلی عنصر خاصی می باشد. در این پروژه تلاش برای مهارگامای چشمه می باشد. به منظور کاهش شار گامای زمینه باید از حفاظی مناسب برای چشمه am-be استفاده کرد. برای این منظوربا توجه به سطح مقطع نوترون با عناصر متفاوت وبررسی رفتار آن می توان پوشش مناسب چشمه را برای هدف خاص ایجاد کرد. در این پژوهش، با استفاده از کد محاسباتیmcnp اثر نوع حفاظ و نوع ضخامت برای افزایش شار نوترون حرارتی وکاهش شار گامای زمینه ناشی از چشمه am-be شبیه سازی شده است. علاوه بر این شار نوترون های خروجی از حفاظ های مختلف با ضخامت های مختلف مورد مطالعه قرار گرفته است. در خاتمه پیشنهادهایی جهت انتخاب نوع وضخامت حفاظ ،هنگام استفاده از چشمه ارائه شده است.

با توجه به اهمیت دانش اینکه چه تعداد نوترون از شکافت هسته های شکافت پذیر گسیل می شود و اهمیت این مسئله برای کنترل زنجیره های شکافت در راکتور های هسته ای و آزمایشاتی که در این زمینه تا کنون در سراسر جهان صورت گرفته است، لذا در این تحقیق اقدام به محاسبه تعداد نوترون های گسیل شده از شکافت هسته های اورانیوم 235 و نپتونیوم 237 و پلوتونیوم 240 با استفاده از کد mcnp 4c شد که نتایج حاصله با داده های تجربی حاصل از آزمایش گروه خوخلوف و دیگران مقایسه شد که همخوانی خیلی خوبی با آن داده ها نشان داد. هم چنین شبیه سازی مونت کارلو با استفاده از برنامه نویسی fortran 90 صورت گرفت که داده های حاصل از این محاسبه نیز همخوانی خیلی خوبی با داده های تجربی حاصل از آزمایش این گروه داشت. با توجه به اهمیت نحوه ارتباط بین تعداد نوترون های گسیل شده از شکافت و انرژی نوترون فرودی القا کننده شکافت یک رابطه ای خطی با استفاده از روش کم ترین مربعات به کمک برنامه نویسی fortran 90 برای هر یک از این دو شبیه سازی و نیز برای داده های تجربی بدست آورده شد،که این روابط با نتایج اوهاسا مقایسه شد که همخوانی خیلی خوبی با این نتایج نیز بدست آمد. و رابطه ای کلی و عمومی برای متوسط تعداد نوترون ها فقط بر حسب انرژی نوترون فرودی القا کننده شکافت بدست اورده شد و نیز رابطه ای برای متوسط تعداد نوترون های گسیل شده از شکافت بر حسب عدد نوترونی و عدد اتمی عناصر شکافت پذیر بدست اورده شد.که نتایج حاصل از این رابطه همخوانی خیلی خوبی با کار اقای اوهاسا داشت.

فرایند تلاشی در راکتور های هسته ای نسل جدید ads از اهمیت ویژه ای برخوردار است، چون کمبود نوترون در آن از طریق نوترون های حاصل از این فرایند جبران می شود. بیش از دو دهه گذشته تحقیقات گسترده ای در بین کشورهای مختلف برای دستیابی به این نوع راکتورها صورت گرفته و با تصویب نقشه های راه، خود را برای ساخت اولین نوع آن آماده می نمایند. برای شناخت بهتر نکات علمی این نوع راکتورها و فرایند بسیار اثر گذار آن یعنی تلاشی هسته ای، تحقیق حاضر- برهمکنش تلاشی پروتون با هسته های مختلف در محدوه انرژی gev و با استفاده از کد- mcnpx صورت گرفت. در این تحقیق استوانه ای از هدف مورد نظر به قطر 8 سانتی متر در استوانه ای از جنس پارافین و به ضخامت 6 سانتی متر تحت تابش پروتون پر انرژی قرار داده شده و تعداد نوترون، پروتون ثانویه و پایون های حاصل از فرایند تلاشی در سطح بیرونی هدف محاسبه گردید. نتایج حاصل از این تحقیق در توافق خوبی با داده های آزمایشی دیگران می باشد. کلمات کلیدی: تلاشی، تعداد نوترون، پروتون و پایون، راکتور ads ، کد mcnpx

صنعت هسته ای در قبال تولید انبوه انرژی، مقداری پسمان نیز تولید می کند که بخش عمده این پسمان ها ناشی از عملکرد راکتورها و کاربردهای نظامی انرژی هسته ای می باشد. این پسمان های پرتوزا که هرساله در حدود 10000 تن به حجم آن ها افزوده می شود باید با روش های صحیح تحت مدیریت پسمانداری قرار گیرند، به نحوی که جداسازی آن ها از محیط زیست تضمین گردد. یکی از روش هایی که اخیراً توسط دانشمندان هسته ای مورد بحث قرار گرفته است، تبدیل پسمان های هسته ای خطرناک با استفاده از راکتورهای نسل جدید ads می باشد. این راکتورها به عنوان یک سیستم زیربحرانی، این قابلیت را دارند که علاوه بر تولید انرژی، پسمان های حاصل از دیگر راکتورها را از بین ببرند.

پرتوهای کیهانی به دلیل انرژی های بسیار بالایی که دارند همواره در حوزه ی فیزیک ذرات پر انرژی مورد توجه بوده اند. پس از کشف تابش زمینه کیهانی محاسبات نظری امکان گذار ذراتی با انرژی آستانه ev 1020 از فضای میان ستاره ای را رد می کرد. در یک دهه اخیر با ساخت آشکار سازهای بزرگ پرتو های کیهانی، ذراتی با انرژی فراتر از ev 1020 که به ناحیه ی قطع gzk موسوم است مشاهده شده اند. به دلیل شار بسیار پایین این ذرات فوق پرانرژی، تنها راه مشاهده ی آنها مطالعه ی چگونگی گسترش بارشهای ذرات ثانویه ی حاصل از آنها در جو زمین است. برای تعیین انرژی و نوع این ذرات لازم است توزیع ذرات ثانویه حاصل از بارش هوایی با نتایج حاصل از شبیه سازی کامپیوتری برهمکنش ذرات مختلف با جو زمین مقایسه شود. در این پایان نامه با استفاده از کد مونت کارلوی geant4 برهمکنش پروتون های فوق پرانرژی با جو زمین در ناحیه قطع gzk شبیه سازی شده است و توزیع طولی و جانبی پرتو های گاما، الکترون ها و میونهای حاصل از این برهمکنش ها تعیین شده است.

شناخت پتانسیل نوکلئون- نوکلئون ، نوکلئون-هسته و هسته- هسته از اهداف اصلی فیزیک هسته ای نظری است و در این رابطه تحقیقات گسترده و فراوانی صورت گرفته است. بدیهی است برای شناخت نیروی هسته ای همواره باید از روشها و ابزارهای مناسب استفاده نمود. در این تحقیق عوامل اصلی در برهم کنش نوکلئون– نوکلئون و پارامترهای لازم معرفی شده و سعی می گردد آنها را با استفاده از کدهای شبیه سازی هسته ای با نتایج دیگران مطابقت داد و بهینه نمود. ما در اینجا با استفاده از سابروتین مربوط به پتانسیل هسته ای rreid 93 و نوشتن برنامه مربوطه سعی کرده ایم پتانسیل هسته ای را به ازای r های مختلف و انواع برهم کنش های هسته ای nn و نیز به ازای امواج جزئی متفاوت که در واقع این سه مولفه ورودی های برنامه می باشند، محاسبه نموده و خروجی آنرا که یک ماتریس 2×2 می باشد با نتایج دیگران مطابقت دهیم. با توجه به رسم نمودار مربوط به حالتهای مختلف ما نتیجه گرفتیم که نمودارها تقریبا مطابقت خوبی با نمودارهای مربوط به داده های پتانسیل reid93 دیگران دارند که در اینجا شش مورد از نمودارها را نشان داده ایم که سه تای آنها مربوط به برهم کنش pp و سه تای دیگر مربوط به برهم کنش np می باشد. نتیجه دیگری که از این تحقیق با توجه به تمام نمودارهای مربوط به پتانسیلهای نوکلئون – نوکلئون ما بدست آوردیم این است که متوجه شدیم پتانسیل در برهم کنش های نوکلئون – نوکلئون در حالتهای s ,p در فواصل دور منفی( جاذبه ) و در فواصل نزدیکتر مثبت ( دافعه ) و در حالتهای d ,f ,g در فواصل دور منفی(جاذبه ) و هرچه نوکلئونها بهم نزدیکتر شوند جاذبه شدیدتر خواهد شد .

نوترون های تولید شده توسط چشمه am-be، در بازه انرژی حرارتی، فوق حرارتی و سریع توزیع شده اند و علاوه بر نوترون، این چشمه تولید کننده گاما نیز هست. برای استفاده از این چشمه لازم است آن را کالیبره کرده و فیلتری برای جذب گاما، کندسازی نوترون ها و درصورت لزوم، فیلتری نیز، برای جذب نوترون حرارتی در مقابل چشمه قرار داد. در این پروژه، برای چشمه am_be موجود در آزمایشگاه هسته ای دانشگاه بیرجند، با استفاده از اجرای کدmcnp، فیلترهای مناسبی برای جذب گاما ،کند سازی نوترون ها و جذب نوترون حرارتی، طراحی و ساخته شد تا بتوان از چشمه موجود، استفاده لازم را برد. بنابر نتایج بدست آمده از شبیه سازی، برای افزایش شار نوترون حرارتی، از فیلتر پلی اتیلن به ضخامت 7سانتی متر به عنوان کند کننده، و فیلتر سرب به ضخامت 2/5سانتی متر به عنوان جذب کننده گاما، استفاده شده است.

رآکتورهایی با توان 1 گیگا وات در حدود 1021 عدد آنتی نوترینو در ثانیه به اطراف منتشر می کنند .در این تحقیق از پوزیترون که حاصل واکنش آنتی نوترینو با پروتون است به عنوان چشمه در شمارنده استفاده شده است. این واکنش در راکتور انجام میشود بنابراین طیف پوزیترون حاصل از راکتوردر نظر گرفته شده وطیف انرژی فوتونهای چرنکوفی ایجاد شده حاصل از این ذره بررسی شده است . با استفاده از نتایج میتوان به طور معکوس اطلاعاتی درباره آنتی نوترینوی ابتدایی به دست آورد . هدف از انجام این تحقیق بررسی اثر آنتی نوترینو های باقیمانده در مدت خاموشی راکتور است بااستفاده از نرم افزار geant4 ظرف آشکارساز با چشمه پوزیترون طراحی شده و در فاصله 25 متری از قلب راکتور قرار گرفت . آنتی نوترینوهای خروجی ظرف که بسیار اندک هستند به آب ماده درون آشکارساز برخورد وتولید پوزیترون کردند تعدادی از پوزیترونها با سرعت بالای سرعت نور حرکت کرده تولید فوتونهای چرنکوف کردند. با بررسی آنها تعداد فوتونها توسط پی ام تی ها شمرده شدند. از روی این تعداد بطور معکوس اطلاعاتی درباره تعداد آنتی نوترینوی خروجی بدست آمد. برای یک ذره پوزیترون تعداد فوتونهای چرنکوف تولید شده توسط کد 328 عدد بدست آمد که این عدد با تعداد فوتونهای بدست آمده از روابط نظری تقریبا همخوانی داشت. لذا میتوان با استفاده از این روش به بررسی وسنجش فعالیت از فاصله دور مراکزی که درآن ها واکنش زنجیره ای شکافت صورت می گیرد پرداخت.

از جمله اهداف فیزیک هسته¬ای شناخت پتانسیل نوکلئون¬ها می¬باشد که در این رابطه تحقیقات بسیار گسترده-ای صورت گرفته¬است. اما برای شناخت نیروی هسته¬ای بایستی از روش¬ها و ابزار¬های مناسبی استفاده کرد. که ما در این تحقیق عوامل اصلی در برهم¬کنش نوکلئون¬-هایپرون را بررسی کرده و پارامتر¬های مورد نیاز را معرفی نمودیم همچنین سعی شده آنها را با کمک کد شبیه¬سازی هسته¬ای که در نرم¬افزار متلب اجرا کرده¬ایم با نتایج حاصل از پتانسیل هسته¬ای reid 93 مطابقت داده و بهینه نمود. پتانسیل هسته¬ای را با کمک ثابتهای داده¬شده وبه ازای r¬های مختلف و نیز به ازای امواج جزعی متفاوت محاسبه نموده و خروجی آن را با نتایج حاصل از پتانسیل reid 93 مطابقت داده¬ایم. باتوجه به نمودار¬های رسم شده به این نتیجه رسیدیم که این نمودار¬ها تقریبا مطابقت نزدیکی با نمودار¬های حاصل از پتانسیل reid 93 دارند. اما نتیجه دیگر این است که در برهم¬کنش نوکلئون¬هایپرون برای حالت¬هایی که در آن اندازه حرکت زاویه¬ای کوچکتر یا برابر باشد پتانسیل در فواصل نزدیک به سه فرمی منفی ونیروی برهم¬کنش بین آنها جاذبه است و در فاصله¬های کمتر از سه فرمی پتانسیل مثبت بوده و نیروی حاصل از برهم¬کنش جاذبه می¬باشد. اما در حالت¬هایی که اندازه حرکت زاویه¬ای از یک بیشتر باشد l=(2,3,4) آنگاه پتانسیل حاصل از این موارد در فواصل نزدیک به سه فرمی منفی بوده و نیروی برهم¬کنش بین آنها دافعه می¬باشد و هرچه این ذرات به هم نزدیکتر می¬شوند نیروی دافعه قویتر شده وپتانسیل نیز منفی¬تر می¬شود

برهمکنش سیستم نوکلئون-امگا(باریون) را با استفاده از $ qcd $ شبکه ای بررسی می کنیم تا حالت های ممکن دی باریونی را در کانال دارای عدد شگفتی $-3$ جستجو بکنیم. ما پتانسیل $n omega$ را از طریق توابع موج بثه-سالپیتر-نامبو در $ qcd $ شبکه ای $( 2+1 )$ طعم با استفاده از روش پتانسیلی گروه hal محاسبه خواهیم کرد. کنش پیمانه ای گروه بهنجارش بهبود یافته ایواساکی و کنش کوارکی غیر اختلالی $mathcal{o}(a)$ بهبود یافته ویلسون با طول شبکه برابر با lr{$asimeq 0.12$ $ fm $} بروی شبکه ای به اندازه ی lr{$ (1.9 fm) ^{3} imes 3.8$ $ fm $} ، مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه جرم کوارک های $ud$ و $s$ متناظر lr{$m_{pi}= 875(1)$ $ mev $} و lr{$m_{k}= 916(1)$ $ mev $} می باشند. با این مقدار پارامترها، پتانسیل مرکزی در موج $ s $ با اسپین ? در تمامی فاصله ها خاصیت جاذبه ای نشان می دهد. با حل معادله ی شرودینگر با استفاده از این پتانسیل، حالت های مقیدی با انرژی بستگی lr{mev} $18.9(5.0)(^{+12.1}_{-1.8})$ پیدا کردیم، که در آن اولی خطای استاتیکی و دومی خطای سیستماتیکی را نمایش می دهد. همچنین مشاهده پذیرهایی مثل طول پراکندگی و برد موثر برهمکنش نوکلئون-امگا محاسبه شده است. جهت مقایسه انرژی بستگی محاسبه شده از روش پتانسیلی ما همچنین انرژی پایین ترین حالت ها را با استفاده از روش لوشر محاسبه کرده ایم.

از آنجایی که سوخت های فسیلی رو به اتمام است به ناچار باید جهت ادامه ی حیات از سوخت های هسته ای استفاده کنیم که آن نیز معضل پسمان های هسته ای را در پی دارد. عدم توجه به پسمانداری هسته ای سبب آسیب های جبران ناپذیر به محیط زیست و جامعه بشری خواهد شد و سلامت نسل های کنونی و آینده را تهدید خواهد کرد. یکی از روش هایی که اخیراً در سطح دنیا مورد بررسی قرار گرفته است، روش تبدیل پسمان های هسته ای دارای مسمومیت بالا با استفاده از رآکتورهای نسل جدید ads می باشد. این رآکتورها علاوه بر تولید انرژی قادرند پسمان های هسته ای و حتی پسمان های حاصل از دیگر رآکتورها را نیز به عناصر با نیمه عمر کوتاه یا پایدار تبدیل کنند. بر این اساس، در این تحقیق به بررسی تبدیل چندین نوع پسمان دارای مسمومیت بالا در رآکتور adsاز نوع triga با پیکربندی زیربحرانی پرداخته می شود و با استفاده از کد mcnpx هندسه کامل قلب این رآکتور و فرآیند تبدیل شبیه سازی می شود. محاسبات نشان می دهد که بعد از گذشت یک ماه کار رآکتور ads با استفاده از پروتون های 10 ma حاصل از شتابگر با انرژی 1 gev می توان %1.296 از 129i اولیه را به 130i،%0.345 از 237np اولیه را به 238np،%0.249 از 99tc اولیه را به 100tc و %0.64 از 241am اولیه را به 242am تبدیل کرد.

در این تحقیق با استفاده از کد محاسباتی ccfull سطح مقطع همجوشی را با توجه به جفت شدگی با مدهای ارتعاشی چهارقطبی و هشت قطبی در هسته های 154sm، 148sm و 144sm بدست آورده ایم و نتایج را با مدل نفوذ تک-¬ سد مقایسه کرده ایم. در برهمکنش همجوشی 96zr، 32s + 90zr علاوه بر حالت های تک فنونی حالت ¬های دو فنونی نیز بررسی شده است و با استفاده از محاسبات جفت شدگی کانال¬ ها توزیع سد همجوشی، که روشی دقیق برای تعیین سطح مقطع همجوشی است، برای این دو برهم¬کنش¬ رسم شده است که در آن دیده می¬شود، توزیع سد همجوشی نسبت به حالت تک¬-¬ سد پهن تر است. در ساده ترین شکل همجوشی هسته ای، مدل نفوذ تک سد (sbpm)، سد همجوشی به تنهایی فرآیند همجوشی را تعیین می¬کند. در حالت کلی، جفت شدگی با مدهای ارتعاشی چند قطبی را در محاسبات وارد کرده ایم. جفت¬شدگی کانال ها نه تنها باعث افزایش سطح مقطع تجربی همجوشی زیرسد و نزدیک سدکولنی می شود، بلکه توزیع سد همجوشی پهن تری نسبت به حالت تک¬- سد می¬دهد که سبب افزایش سطح مقطع همجوشی می شود.

چکیده ندارد.