تعیین شار انرژی نوترون به دلیل کاربردهای فراوان آن در پزشکی، صنعت، کشاورزی و .... از اهمیت ویژه ای برخوردار است. یکی از روشهایی که جهت طیف سنجی انرژی نوترون به کار برده می شود، روش کره های بانر است. این روش ضمن سادگی در بکارگیری، محدوده وسیعی از انرژی نوترون را از حرارتی تا چند gev پوشش می‏دهد. در این پژوهش ابعاد مختلفی از این روش طیف سنجی مورد بررسی قرار گرفته است؛ با ارزیابی انواع کندکننده‏ها، موارد مناسب انتخاب گردیدند و در مورد تعداد و اندازه کره ها نیز پیشنهاداتی ارائه شد. یکی از این کندکننده ها آب سبک بود؛ تابع پاسخ انرژی کره هایی با قطرهای مختلف از آب همراه با آشکارساز حرارتی بوسیله شبیه سازی مونت کارلو محاسبه گردیدهمچنینن با پارامتری کردن تابع پاسخ بدست آمده آن را با دیگر توابع پاسخ انرژی مقایسه و مزیت آن از جمله کاهش شمارش گاما در آشکارساز حرارتی مورد ارزیابی قرار گرفت. برای کره های پلی اتیلنی به همراه آشکارساز حرارتی بلند ، تابع پاسخ انرژی توسط کد mcnp4c محاسبه گردید؛ هرچند که برای کره های کوچک اندازه پاسخ در مقایسه با دیگر آشکارسازها کمتر بود ولی تابع پاسخ تقریباً شکل کلی خود را به منظور بکارگیری جهت طیف سنجی حفظ کرده بود. با شبیه سازی سیستم اندازه گیری در آزمایشگاه و در نظر گرفتن شرایط گوناگون، برای یک چشمه سهم نوترونهای پراکنده رسیده به شمارنده برآورد شد. برای رسیدن سهم نوترونهای پراکنده به حدّ استاندارد علاوه بر طراحی یک مخروط سایه جدید کوتاهتر، جهت کاستن فاصله چشمه نوترون تا کره، تمهیدات دیگری نیز در نظر گرفته شد. با ساخت کره های پلی اتیلنی و مخروط های سایه طراحی شده، طیف سنجی از چشمه نوترون موجود در آزمایشگاه صورت گرفت؛ و با استفاده از کُد بازیابی sandii، طیف اصلی چشمه از نتایج تجربی استخراج گردید. ضمن مقایسه طیف بازیابی شده از اندازه گیری با مخروط های قدیم و جدید ملاحظه گردید که در مورد اندازه گیری به همراه مخروط قدیم، با توجه به افزایش در سهم نوترونهای پراکنده، طیف به سمت انرژیهای پایین تر منحرف شده است. امّا طیف حاصل از اندازه گیری با مخروط سایه جدید، علیرغم عدم توانایی در نمایش جزئیات و قله های کوچک طیف به دلیل قدرت تفکیک انرژی ضعیف روش کره های بانر، در توافق خوبی با طیف مرجع می باشد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با لحاظ کردن شرایط لازم می توان از کره های پلی اتیلنی به همراه آشکارساز بلند به عنوان طیف سنج نوترون استفاده نمود.

اندازه گیری چگالی در صنایع مختلف کاربرد های زیادی دارد. در برخی موارد راه مناسب اندازه گیری چگالی، بکارگیری روش هسته ای بر پایه جذب پرتو گاما در ماده مبتنی بر دو تکنیک عبوری و پراکندگی می باشد. از مزیت های این روش، سریع، معتبر و آسان بودن برای استفاده می باشد. در روش عبوری، چشمه و آشکارساز در دو طرف ماده و در روش پراکندگی هر دو در یک طرف ماده قرار دارند. در این تحقیق، جهت بهینه نمودن سیستم، شبیه سازی تکنیک های مذکور برای هفت موقعیت عبوری و پراکندگی در اندازه گیری چگالی محلول های nacl.h2o و nh4cl.h2o انجام شد. در نهایت با مشخص شدن برتری روش عبوری نسبت به روش پراکندگی و همچنین برتری موقعیتی که آشکارساز دقیقاً روبروی چشمه قرار می گیرد، یک لوله pvc به قطر cm16 و ضخامت دیواره cm3ر0 محتوی دو نوع محلول nacl.h2o و nh4cl.h2o در مقابل یک آشکارساز 4 اینچ nai(tl) و یک لوله دیگر به قطر cm6 و ضخامت دیواره cm1ر0 در مقابل یک آشکارساز 1 اینچ csi(tl)، در نظر گرفته شدند. در هر دو سامانه یک چشمه 22na با قدرت µci20 در طرف دیگر لوله حاوی سیال قرار داشت. این در حالی است که جهت جلوگیری از پراکندگی، یک حفاظ سربی به ضخامت cm5 در اطراف چشمه گاما و همچنین یک حفاظ سربی به ضخامت cm3ر4 حول آشکارساز تعبیه شده بود و بر اساس شبیه سازی حضور این حفاظ تأثیر بسیار ناچیزی در بیناب ثبت-شده توسط آشکارساز داشت. برای محلول nacl.h2o در غلظت هایی با درصدهای وزنی 3، 8، 12، 16، 20 و 26، همچنین برای محلول nh4cl.h2o در غلظت هایی با درصدهای وزنی 5، 8، 12، 16، 20 و 24 اندازه گیری تجربی چگالی انجام شد. با توجه به تغییرات آهنگ شمارش بر حسب چگالی،که تقریباً به صورت خطی می باشد، نتایج با یک تابع خطی برازش داده شدند و تابع کالیبراسیون هر سامانه تعیین گردید. بنابراین با توجه به توابع خطی کالیبراسیون برازش شده برای دو محلول، می توان چگالی غلظت های مجهول دیگری از این محلول ها را بدست آورد. در پایان نیز مشاهده شد که نتایج تجربی و شبیه سازی در توافق خوبی هستند و بیشینه اختلاف نسبی برای محلول nacl.h2o در چگالی g/cm31478ر1?nacl.h2o= (با غلظت 20 %) حدود 4ر0% می باشد.