دانلود تحقیق آنالیز فعال سازی نوترونی با word

توضیحات

  تحقیق آنالیز فعال سازی نوترونی با word دارای 48 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد تحقیق آنالیز فعال سازی نوترونی با word  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

بخشی از فهرست مطالب پروژه تحقیق آنالیز فعال سازی نوترونی با word

فصل اول  
آنالیز فعال سازی نوترونی  
1-1 تاریخچه روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)  
1-2 اصول روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)  
1-3 انواع روش NAA  
1-3-1 انواع NAA از لحاظ روش کار  
1-3-2 انواع NAA از لحاظ نوع نوترونهای بمباران کننده  
1-3-3 انواع NAA از نظر زمان بندی  
1-3-4 انواع NAA از لحاظ امکانات و وسایل آنالیز  
1-4 چشمه های نوترونی  
1-4-1 چشمه رادیوایزوتوپی  
1-4-2 دستگاه مولد نوترون  
1-4-3 راکتورهای هسته ای  
1-5 آشکارساز اشعه گاما  
1-5-1 طرز کار آشکارساز اشعه گاما  
1-5-2 انواع آشکارسازهای اشعه گاما  
1-5-3 سیستم های اندازه گیری آشکارساز  
1-6 کاربردهای روش فعالسازی نوترونی  
1-6-1 کاربردNAA در صنایع  
1-6-2 کاربردNAA در علوم پزشکی  
1-6-3 کاربردNAA در کشاورزی و مواد غذائی  
1-6-4 کاربردNAA در مطالعات زیست محیطی  
1-6-5 کاربرد  در امور دادرسی  
1-6-6 کاربردNAA در باستان شناسی و هنر  
1-6-7 کاربردNAA در زمین شناسی و کانی شناسی  
فصل دوم  
راکتور MNSR و کاربردهای آن  
2-1 مقدمه  
2-2 تاریخچه راکتور MNSR  
2-3 چرخه سوخت و اقتصاد نوترونی در راکتور  
2-4-1 کاهش راکتیویته در اثرمصرف سوخت  
2-4-2 زهرآلودن(Poisoning) وسربار(Slag)  
2-4-3 اثرات دمایی  
2-4-4 ورود مواد جاذب به راکتور  
2-4-5 انحراف تصادفی قدرت راکتور  
2-5 اجزا راکتور MNSR  
2-5-1 قلب راکتور  
2-5-2 بازتابنده  
2-5-3 کندکننده  
2-5-4)کانالهای پرتودهی  
2-5-5 مخزن راکتور  
2-5-6 سیستم ها ی کنترل  
2-6 کاربردهای راکتور MNSR  
2-7 طرز کار آنالیز فعال سازی نوترونی با راکتور MNSR  
2-8 تجهیزات لازم در ساختمان آزمایشگاه راکتورMNSR  
References  

References

[1] J. C. Laul, Neutron activation analysis of geological materials, Atomic Energy review 173, (1979), 603-

]2[ سولفانیدیس. نیکلاس، ترجمه کوهی. رحیم، هادی زاده یزدی. محمد هادی،” اندازه گیری و آشکارسازی تابش های هسته­ای”، کتابستان مشهد

[3] D. Holm , Isotopic and nuclear analytical techniques in biological systems: A critical study -IX. Neutron activation analysis (Technical Report), upac, pure and applied Chemistry, 67, (1995), 1929-

[4] M. D. Glascock, H. Neff and K. J. Vaughn, Instrumental neutron activation analysis and multivariate statistics for pottery provenance, Hyperfine Interactions, 154, (2004), 95-

[5] J. M. Arias, C. E. Alonso and M. Lozano, Odd-Even nuclei in the A=100 nuclear Region, Nuclear physics, 466, (1987), 205-

]6[ وایدنر. ریچارد، سلز. رابرت، ترجمه بابایی. علی اکبر، صفا اصفهانی. مهدی،” مبانی فیزیک نوین”، مرکز نشر دانشگاهی تهران

]7[ یزدانپرست. عبدالامیر، شهابی. ایرج،” اندازه گیری فلاکس مطلق”، بخش راکتور مینیاتوری مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته­ای اصفهان، پاییز 1376

]8[ شهابی. ایرج، رضوانی فرد. مهدی،” آنالیز به روش فعال­سازی نوترونی”، سازمان انرژی اتمی ایران، بخش راکتور مینیاتوری مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته­ای اصفهان با همکاری انجمن هسته­ای ایران، 14 تا 16 بهمن 1385

[9] W. Liyn, Gamma ray spectrum and naa application software, Mnsr training material, China Institute of atomic energe, (1992), 1-

[10] W. ke, Neutron activation analysis technique with MNSR, Mnsr training material, China Institute of atomic energe, 36/1, (1991)

]11[ ترجمه شهابی. ایرج،” توصیف عمومی راکتور مینیاتوری”، بخش راکتور مینیاتوری مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته ای اصفهان، پاییز 1377

]12[ افضلی شراره، احمدی نیار. عظیم، توکلی. عبدالله، رجایی. محمد، شجاعی. افشین،” آشنایی با روش آنالیز به طریق اکتیواسیون نوترون و کاربردهای آن”، بخش راکتور مینیاتوری مرکز تحقیقاتی و تولید سوخت هسته ای اصفهان، خرداد 1373

[13] T. Dean, New age nuclear, COSMOS magazine, April (2006)

[14] J. B. Hedrick, Thorium, U. S. GEOLOGICAL SURVEY-MINERALS INFORMATION, 78 ,(1997), 1-

[15] P. J. Potts and P. C. Webb, X-ray fluorescence spectrometry, Journal of Geochemical Exploration, 44, (1992), 251-

[16] J. G. Viets and R. M. Oleary, The role of atomic absorption spectrometry in geochemical, Exploration, 44, (1992), 107-

[17] I. Jarvis and K. E. Jarvis, Plasma spectrometry in the earth sciences:techniques, applications and future trends, Chemical Geology, 95, (1992), 1-

[18] Ian Jarvis and Kyme. Jarvis, Plasma spectrometry in the earth sciences, Elsevier Amsterdam, London, Newyork, Tokyo, (1992)

[19] M. Odegard, The use of inductively coupled argon plasma (ICAP) atomic emission spectroscopy in the analysis of stream sediments, Journal of Geochemical exploration, 14, (1981), 119-

[20] M. Totland and K. E. Jarvis, An assessment of dissolution techniques for the analysis of geological samples by plasma spectrometry, Chemical Geology, 95, (1992), 35-

[21] M. Borsier, Automated analysis of geological materials: What, how and why, Chemical Geology, 95, (1992), 93-

[22] J. N. Walsh, Use of multiple internal standards for high-preeision, routine analysis of geological samples by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry, Chemical Geology, 95, (1992), 113-

[23] M. H. Ramsey and B. J. Coles, Strategies of multielement calibration for maximising the accuracy of geochemical analysis by inductively coupled plasma-atomic emission spectrometry, Chemical Geology, 95, (1992), 99-

]24[ هولاس. جی. مایکل، ترجمه حسن پور. مسعود، طیاری. فرامرز،” طیف سنجی مولکولی (اصول و روشهای جدید)”، مرکز نشر دانشگاهی، تهران

]25[ لاژونن. لوری اچ ج، ترجمه منظوری لشکر. جمشید،” تجزیه اسپکتروشیمیایی به­وسیله جذب و نشر اتمی”، انتشارات دانشگاه تبریز 1378

]26[ گلستانی فرد و همکاران،” روش ها ی شناسایی و آنالیز مواد”، 1383، 361 صفحه

]27[ سازمان انرژی اتمی ایران، بخش راکتور مینیاتوری مرکز تحقیقات و تولید سوخت هسته ای اصفهان، استفاده از نرم افزار SPAN V4.0

]28[ علی دلاور، احتمالات و آمار کاربردی، تهران انتشارات رشد،

[29] M. Shiva, A Stream Seviment Geochemical Explrotion in Arid Environment of East Iran, PhD Tezis, University Nottingham, England

]30[ حسنی پاک. علی اصغر، ” اصول اکتشافات ژئوشیمیایی”، انتشارات دانشگاه تهران، 1381، 615 صفحه

فصل اول

آنالیز فعال سازی نوترونی

1-1 تاریخچه روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)

نوترون برای اولین بار در سال 1932 توسط چادویک از بمباران برلیوم بوسیله ذرات آلفا، بصورت عملی بدست آمد. البته قبل از کشف چادویک، راترفورد در سال1920 این ذره را بعنوان ترکیبی از الکترون و پروتون و بدون بار الکتریکی فرض کرده و آن را به همین نام شناخته بود

اولین آزمایش فعالسازی نوترونی در سال1936 توسط جرج هوسی (دانشمند مجارستانی) و شاگردش (هیلد لوی) در کپنهاک دانمارک انجام شد

چشمه های نوترونی و آشکارسازهای اشعه گاما، دو پایه اصلی روش فعالسازی نوترونی می باشند که هر دو در سالهای اولیه تولدNAA، بسیار محدود و کمتر قابل دسترس بودند و به همین دلیل، تا قبل از تکمیل اولین راکتور گرافیتی در ایالات متحده آمریکا در سال 1942، آنالیز فعالسازی نوترونی کمتر بعنوان روشی با حساسیت بالا به کار گرفته می شد

اما با ساخت آشکارساز سوسوزن(Tl)NaI در سال1953 و آشکارساز ژرمنیوم لیتیوم (Ge(Li)) در سال1960، انقلابی در کاربرد روشNAA بوجود آمد و این روش، از یک روش آکادمیک آنالیز مواد به یک روش حرفه ای در این عرصه تبدیل شد. پیشرفت کامپیوتر و اتوماسیون در سالهای 1970 و1980 روش فعالسازی نوترونی را به یک روش پیشرفته و با حساسیت بسیار بالا تبدیل کرد، به گونه ای که امروزه این روش به یک ابزار حیاتی در زمینه های مختلف علمی و صنعتی تبدیل شده است

1-2 اصول روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)

در روش NAA از نوترون بعنوان پرتابه استفاده می کنیم. وقتی یک نوترون با هسته هدف برخورد می کند، بدلیل درگیر نشدن در سد کولمبی می تواند براحتی تا حد برد نیروهای هسته ای به هدف نزدیک شود. درنتیجه، انرژی جنبشی نوترون به شدت کاهش یافته و ممکن است توسط هسته جذب شود. به این فرآیند گیراندازی نوترون (Neutron Capture) می گوییم. حاصل این واکنش یک هسته برانگیخته است

(1-1)[X+n]*                                                                                     هسته برانگیخته X(هسته هدف)

هسته برانگیخته به روشهای مختلفی می تواند واکنش کند، که مهمترین آنها عبارتند از

1)پراکندگی کشسان    2)پراکندگی غیرکشسان    3)گسیل ذره    4)تابش فوتون    5)شکافت

پیروی هسته برانگیخته از هر کدام از این واکنشها، علاوه بر اینکه به انرژی برانگیختگی هسته مرکب وابسته است، وابستگی مستقیمی نیز به سطح مقطع واکنش بین هسته هدف و نوترون فرودی دارد

معمولترین واکنشی که در روش NAA مورد استفاده قرار می گیرد، گسیل پرتو)(n, است

(1-2)

آهنگ جذب نوترون در هسته به سه پارامتر وابسته است

1) شار نوترون()    2) تعداد ذرات هدف(N)    3) سطح مقطع گیراندازی نوترون()

تعداد ذرات هدف را می توان از رابطه زیر محاسبه کرد

(1-3)

که در آنN_a عدد آووگادرو،Wجرم هسته مجهول،M جرم اتمی آن و فراوانی ایزوتوپی آن است

بنابراین تعداد اتمهای رادیواکتیو شده در هر ثانیه و هر سانتیمتر مکعب از هدف، برابر است با

(1-4)

اما هم در هنگام تولید هسته رادیواکتیو و هم بعد از اتمام زمان پرتودهی، هسته های رادیواکتیو تولید شده، واپاشی می کنند. بنابراین راکتیویته یا همان تعداد هسته های رادیواکتو باقی مانده در نمونه برابر است با

(1-5)

که در آن، ثابت واپاشی هسته رادیواکتیو،T نیمه عمر هسته رادیواکتیو، t_i زمان پرتودهی و t_d زمان واپاشی می باشد. معادله(1-5) اساس کار روش فعالسازی نوترونی است

حال نمونه را در برابر آشکارساز قرار می دهیم. اکتیویته ای که آشکارساز نشان می دهد را باید در ضریب آشکارساز، ضرب کنیم تا اکتیویته مطلق را بدست آوریم

(1-6)                                                                                (اکتیویته مطلق)

ضریب آشکارساز از دو پارامتر تشکیل شده است

(1-7)

الف) : راندمان (efficiency) آشکارساز بوده و خود به دو عامل وابسته است

1) چگونگی قرار گرفتن نمونه در برابر آشکارساز

2) راندمان ذاتی ماده تشکیل دهنده آشکارساز

ب) : که از ضرب دو عامل بدست می آید

1) احتمال رخ دادن واکنش مورد نظر (بین ذرات ورودی به داخل آشکارساز با مواد تشکیل دهنده آشکارساز) در طراحی آشکارساز

2) نسبت الکترون خروجی به کل الکترون تولید شده در آشکارساز است

1-3 انواع روش NAA

آنالیز مواد به روش فعال سازی نوترونی را می توان از جنبه های مختلفی دسته بندی کرد

1-3-1 انواع NAA از لحاظ روش کار

ابتدا تقسیم بندی روشNAAرا از لحاظ نوع عملکرد و روش عملی، بررسی می کنیم. رابطه (1-5) اساس کار در روش NAA است و بنابر چگونگی استفاده از آن، آنالیز فعالسازی نوترونی را به4دسته تقسیم می کنند

1) روش مطلق

در این روش تمام داده ها و پارامترهای لازم در معادله(1-5) و همچنین پارامترهای مربوط به آشکارساز را اندازه گیری کرده و برای محاسبه هیچکدام از آنها از یک نمونه معلوم بعنوان استاندارد استفاده نمی کنیم. بدلیل دشواری های مربوط به محاسبه داده های هسته ای و راندمان آشکارساز و همچنین محاسبه سطح مقطع واکنش مورد نظر که به شدت به انرژی نوترونهای فرودی وابسته است، این روش کاربرد عملی چندانی ندارد و بیشتر برای Co، Au و Ni که بعنوان دیده بان شار نوترونی کابرد دارند، مورد استفاده قرار می گیرد

2) روش نیمه مطلق

در این روش برخی از پارامتر را به کمک استاندارد بدست می آوریم(اما نه همه آنها را). این روش نیز بدلیل مشکلات عملی در محاسبات و اندازه گیری ها، بجز دربرخی موارد خاص، چندان مورد استفاده قرار نمی گیرد

3) روش استانداردسازی k₀

در این روش از ضریب k₀ استفاده می شود. این ضریب، نسبت پارامترهای هسته ای عنصر مورد نظر را به پارامترهای هسته ای یک عنصر مقایسه گر مانند طلا، مشخص می کند. بنابراین با بدست آوردن اکتیویته رادیوایزوتوپ های داخل نمونه و اکتیویته طلای مقایسه گر و همچنین محاسبه راندمان آشکارساز و شار نوترونی و با استفاده از ضریب k₀، می توان غلظت بسیاری از عناصر را با دقت بسیار خوبی محاسبه کرد. البته این روش نیز با وجود اینکه از دو روش قبل بهتر است اما باز هم دشوارهای زیادی در محاسبه شار نوترون و مشخصات آشکارساز وجود دارد که باعث کاربرد کمتر این روش می شود

4) روش نسبی

در عمل بیشتر از روش نسبی برای تعیین عناصر در نمونه استفاده می کنیم. در این روش، نمونه و استاندارد، در یک کپسول قرار می گیرند، بنابراین با مقایسه اکتیویته مربوط به آنها بسیاری از محاسبات حذف می شوند

(1-7)

غلظت وزنی عنصر مجهول در نمونه را می توانیم از رابطه زیر بدست آوریم

(1-8)

که در آن G جرم کل نمونه و D غلظت جرمی است

بنابراین می توان معادله اساسی روش NAA نسبی را بصورت زیر بیان کرد

(1-9)

باوجود اینکه غلظت نسبی دیمانسیون ندارد، اما آن را بر اساس یا بیان می کنند. البته در برخی موارد تا غلظت های(چند نانو گرم در یک گرم از نمونه) نیز در این روش قابل محاسبه است

1-3-2 انواع NAA از لحاظ نوع نوترونهای بمباران کننده

حال می خواهیم تقسیم بندی روشNAA را از لحاظ طیف انرژی نوترونهای بمباران کننده، بررسی کنیم. برای این منظور ابتدا باید نوترونها را دسته بندی کنیم. بطور کلی طیف نوترونی را به 3 دسته زیر تقسیم می کنند

الف) نوترونهای حرارتی(Thermal neutron)

این دسته شامل نوترونهای کم انرژی (زیر 5/0) است. طیف نوترونهای حرارتی در دمای اتاق با انرژی 025/0 و سرعتی در حدود2200، براساس توزیع ماکسول- بولتزمن توصیف می شود. در بیشتر نقاط پرتودهنده یک راکتور، در حدود 90 تا 95 درصد کل نوترونها را نوترون های حرارتی تشکیل می دهند

ب) نوترونهای فوق حرارتی(Epithermal neutron)

نوترونهایی با انرژی بین 5/0 تا5/0 در این دسته قرار می گیرند. این نوترونها دارای انرژی متوسط هستند و بطور معمول در یک راکتور، در حدود 2% کل نوترونها را شامل می شوند

ج) نوترونهای سریع(Fast neutron)

این دسته از نوترونها دارای انرژی بیش از5/0 می باشند. متوسط انرژی نوترونهای سریع2 است. نوترونهای سریع در واکنشهای  به ندرت شرکت می کنند، اما در واکنشهایی که در آنها یک ذره هسته ای گسیل می شود، به خوبی شرکت می کنند (مثل واکنشهای،  یا ). ممکن است دریک نقطه پرتودهنده از یک راکتور، حدود 5% شار شامل نوترونهای سریع باشد

برای هر یک از برهمکنشهای بین نوترون-هسته، انرژی آستانه ای وجود دارد که این انرژی برای واکنش،حدود10 یا بیشتر و برای واکنشهای گسیل ذرات باردار مثلو، در حدود 1 تا 5 است. برای نوترونهایی با انرژی پایین تر،محتمل ترین واکنش است. در انرژی های حرارتی سطح مقطع واکنشبرای اکثر عناصر بالا بوده و بصورت تابعی از عکس سرعت نوترونتغییر می کند

بنابر دسته بندی نوترونها، روش آنالیز فعالسازی نوترونی را به 3 دسته تقسیم می کنیم

1) آنالیز فعالسازی نوترونی سریع(Fast NAA)

در این روش، نمونه را توسط نوترونهای سریع بمباران می کنیم. باتوجه به سرعت بالای نوترونهای سریع، در اکثر موارد قبل از اینکه هسته هدف نوترون را ببیند، نوترون سریع از کنار آن عبور می کند. بجز در عناصر سبک (با عدد اتمی کمتر از23و24)، سطح مقطع برخورد نوترونهای سریع با هسته های هدف پایین است و به همین دلیل درصد کمی از آزمایشهای فعالسازی نوترونی، از نوع سریع اند

2) آنالیز فعالسازی نوترونی فوق حرارتی(Epithermal NAA)

در این روش از نوترونهای فوق حرارتی استفاده می کنیم. در عمل این روش کاربردهای بسیار کمی دارد

3) آنالیز فعالسازی نوترونی حرارتی(Thermal NAA)

باتوجه به سطح مقطع زیاد نوترونهای حرارتی با اکثر عناصر دارند، معمولا از آنها برای روش آنالیز فعال سازی استفاده می شود. به همین دلیل هر جا ازNAAصحبت می کنیم، منظور استفاده از نوترونهای حرارتی است.

1-3-3 انواع NAA از نظر زمان بندی

روش آنالیز فعال سازی نوترونی را می توان براساس زمان اندازه گیری اشعه گاما، به دو دسته تقسیم کرد

نمودار شماتیک روش فعال سازی نوترونی

1) آنالیز فعالسازی نوترونی اشعه گامای آنی(Prompt Gamma NAA)

در این روش اشعه گامای آنی مورد مطالعه و اندازه گیری قرار می گیرد. این روش کاربردهای محدودی دارد و معمولا برای تشخیص مواد منفجره (براساس تشخیص درصد نیتروژن) مورد استفاده قرار می گیرد

2) آنالیز فعالسازی نوترونی اشعه گامای تاخیری(Delayed Gamma NAA)

در این روش، گاماهای تاخیری را آشکارسازی می کنیم. در اکثر موارد پس از فعالسازی، نمونه بطور همزمان دارای هسته های رادیواکتیو با طول عمر پایین و بالا می باشد. یکی از مهمترین مزایایی روش DGNAA در این نکته نهفته است که می توان با منتظر شدن برای واپاشی هسته های رادیواکتیو با طول عمر پایین، این تداخل را تا حد زیادی کاهش داد و حساسیت را بهبود بخشید. معمولا هرجا از آنالیز فعالسازی نوترونی سخن به میان می آوریم، منظورDGNAA است.

1-3-4 انواع NAA از لحاظ امکانات و وسایل آنالیز

در یک دسته بندی مرسوم دیگر، NAA را به دو دسته تقسیم می کنند

1) آنالیز فعال سازی نوترونی رادیوشیمیایی(Radiochemical NAA)

در برخی موارد عناصر مزاحمی در ترکیبات نمونه وجود دارند که در طیف سنجی، ایجاد مزاحمت می کنند. به همین منظور در روش رادیوشیمیایی، قبل از پرتودهی به کمک روشهای شیمیایی این عناصر مزاحم را از نمونه حذف کرده و بعبارت بهتر ایزوتوپهای خاصی را غلیظ می کنیم. البته این روش با توجه به زحمت و هزینه های بالا، خیلی کم مورد استفاده قرار می گیرد

2) آنالیز فعال سازی نوترونی دستگاهی(Instrumental NAA)

اگر در آن از روشهای اتوماتیک و سیستمهای کامپیوتری استفاده می کنیم و می توانیم بیش از 30 عنصر را بطور همزمان آنالیز کنیم. این روش، یکی از پیشرفتها و برتری های مهم روش NAA نسبت به دیگر روشهای آنالیز مواد محسوب می باشد. زیرا علاوه بر دقت و سرعت بالا در آن، کار با این روش بسیار ساده است

1-4 چشمه های نوترونی

برای دریافت اینجا کلیک کنید