۱۹

۲۸۰

۳۹۰

۱۷۰۰

۳۳۰۰

۶۱۰۰

تعدادیون‌ها(*۱۰^۱۴)

۵۴

۹۷

۶۵

۷۵

۱۰۵

۲۰۵

۲۰۱

۲۹۲

۱۲۶

انرژی متوسط یون (keV)

جدول(۴-۷): ویژگی پرتو های دوترونی گسیل شده در دستگاه های پلاسمای کانونی متفاوت[۳۳]
در جدول بالا انرژی ذخیره شده در PF های مختلف نشان داده شده است. با کاهش انرژی دستگاه تعداد یون ها کاهش می یابد به طوری که دردستگاه PF1000 با انرژی اولیه۴۸۶ kJ تعداد یون ها ۶۱۰۰۱۰^۱۴ و در دستگاه PF400J با انرژی اولیه ۰.۴ kJ تعداد یون ها ۵.۹۱۰^۱۴ می باشد.یعنی با ۱۰۰۰ برابر شدن انرژی ذخیره شده خازن تعداد یون ها نیز ۱۰۰۰برابر می شود. ولی این افزایش انرژی ذخیره شده خازن تاثیرچندانی بر انرژی متوسط یون ها ندارد. پس افزایش انرژی اولیه دستگاه باعث افزایش تعداد دوترون ها و در نتیجه سبب افزایش در میزان اکتیویته می شود. بنابراین افزایش انرژی اولیه دستگاه عاملی بسیار مؤثر در افزایش اکتیویته می باشد.

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

فصل پنجم
نتیجه گیری
هدف از انجام این پروژه بررسی شرایط افزایش میزان اکتیویته در دستگاه پلاسمای کانونی است. برای این کار ابتدا میزان اکتیویته طیف آزمایشگاهی دوترون که با طیف سنج مغناطیسی اندازه گیری شده بود محاسبه شد و مقدار آن(A_cal = ۰.۶۱۶ kBq ) با مقدار اکتیویته‌ای که در آزمایشگاه با دستگاه پلاسمای کانونی NX2 اندازه‌گیری شده بود (A_exp = ۵.۲ kBq) مقایسه گردید.
از آن جا که طیف انرژی دوترون از قانون نمایی پیروی می‌کند، به بررسی رابطه بین توان در تابع نمایی) (n واکتیویته(A) پرداخته شده است. بررسی این رابطه به دو روش انجام شده است:
۱) مجموعه‌ای از طیف‌های دوترون را در فشارهای ۴,۶,۸ mbar انتخاب کردیم. اکتیویته هر یک از این طیف‌ها را بدست آوردیم. با بررسی اکتیویته طیف‌ها و مقدار n توانستیم تاثیر تعداد دوترون‌ها و انرژی دوترون‌های فرودی را بر میزان اکتیویته نشان دهیم و به وسیله اکتیویته این طیف‌ها نشان دادیم که مقدار n به تعداد دوترون‌ها و انرژی دوترون‌های فرودی وابسته است طوری که با افزایشn تعداد دوترون ها و انرژی آنها کاهش می یابد. همچنین با متناسب قرار دادن یک طیف با دو مقدار n یکی با n=5.2 و دیگری n=7.12 ، به این نتیجه رسیدیم که برازش طیف‌های دوترون با مقدار n بزرگتر در تابع نمایی() سازگارتر است وداده‌های بیشتری از طیف را شامل می‌شوند.
۲) چون توابعی که متناسب با طیف های دوترون قرار دادیم تمام داده ها را شامل نمی شد، به رابطه‌ای ریاضی بین n وA از روی طیف‌های آزمایشگاهی نتوانستیم برسیم به همین دلیل با بهره گرفتن از یک فرمول تئوری ( ( رابطه بین n وA را بدست آوردیم. با بهره گرفتن از این فرمول به نشان داده شد با افزایش مقدار n طیف سریعتر افت می‌کند.
برای بهینه‌سازی رادیوایزوتوپ‌ها می باشد وابستگی میزان اکتیویته به نرخ تکرار و انرژی دستگاه بررسی شد. در ابتدا تاثیر نرخ تکرار بر اکتیویته در فرکانس‌های پایین (۱ Hz, 5 Hz, 10 Hz, 16 Hz) در زمان بمباران( ۳۰ s, 600 s, 1200 s, 1800 s ) بررسی شد. با انجام این محاسبات مشخص شد که با افزایش نرخ تکرار اکتیویته افزایش می‌یابد به طوری که در نرخ تکرار ۱ Hz بعد از یک نیمه عمر (۶۰۰ s) بمباران هدف، اکتیویته برابر با ۰.۲ MBq شد. درحالی که در همان زمان بمباران در نرخ تکرار ۱۰ Hz اکتیویته برابر با ۲ MBq بود. به این نتیجه رسیدیم که نرخ تکرار عاملی بسیار موثر در افزایش اکتیویته است و با ۱۰ برابر شدن فرکانس اکتیویته نیز ۱۰ برابر می شود.
همچنین مشخص شد آهنگ رشد اکتیویته با افزایش نرخ تکرار و نیز افزایش زمان بمباران کمتر می‌شود، هر چند این کاهش برای نرخ تکرار سریع‌تر است. در نتیجه در زمان بمباران طولانی با نرخ تکرار پایین اکتیویته نسبتا بیشتری خواهیم داشت ولی به دلیل کوتاه عمر بودن نیتروژن ۱۳ و رسیدن به سطح اشباع بعد از ۳ نیمه عمر، به بررسی افزایش اکتیویته به وسیله افزایش نرخ تکرار پرداخته شد.
طبق محاسبات انجام شده اکتیویته برای یک طیف از مجموعه‌ها (طیف شماره ۱ در مجموعه ۴mbar) در نرخ تکرار ۱۶ Hz بعد از۶۰۰ ثانیه برابر با ۸ MBq شد که این میزان اکتیویته از مقدار لازم برای تصویربرداریPET کمتر است به همین دلیل در فرکانس‌های بالا (۵۰Hz,100Hz,500Hz,1kHz) به محاسبه اکتیویته پرداخته شد. طبق نتایج بدست آمده اکتیویته در نرخ تکرار ۱ kHz بعد از ۱۸۰۰ ثانیه برابر با ۲ mCi شد. با توجه به محدودیت های موجود در خصوص ارائه دستگاه در نرخ تکرار بالا (شامل نوع سوئیچ و خازن) و همچنین توجه به این نکته که اکتیویته مورد نیاز برای تصویربرداری PET در نرخ تکرار ۱۰ kHz بعد از ۱۸۰۰ ثانیه حاصل می‌شود. به این نتیجه رسیدیم که نرخ تکرار عاملی بسیار موثر در افزایش مقدار اکتیویته می‌باشد ولی تولید رادیوایزوتوپ مورد نیاز برای تصویربرداری PET با این روش با محدودیت های تکنولوژیکی موجود به سختی امکان‌پذیر است و باید روش های دیگر شامل انرژی دستگاه مورد بررسی قرار گیرد.
]۳[ حسین نژاد، محمد تقی،۱۳۹۰،” لایه نشانی نیترید های فلزی بر روی استیل بوسیله دستگاه پلاسمای کانونی” ، پایان نامه کارشناسی ارشد، مرکر تحقیقات فیزیک پلاسما دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات.
]۱۱[ اطاعتی، غلامرضا، ۱۳۸۹،” بررسی گسیل پرتوهای ایکس نرم، سخت و یون در دستگاه پلاسمای کانونی نوع مدر"، پایان نامه دکتری، دانشکده مهندسی هسته ای و فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
]۱۴[ عالی، حمید رضا،۱۳۹۱،"طراحی وساخت سیستم شارژ وکنترل پالسی با عملکرد تکراری برای سیستم های مولد پلاسما"، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی هسته ای و فیزیک دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
]۱۸[ چِن.اِف، ۱۳۸۱،"مقدمه ای بر فیزیک پلاسما و همجوشی کنترل شده” ، مترجم: صمد سبحانیان، انتشارات دانشگاه شیراز
[۱] Filippov N.V, Filippova T.I, Vinogradov V.P, 1962, Nucl.Fusion sulp, 2 (1962)577-583.
[۲] Mather J.W, 1964, phys.Fluids, 11 (1964) 28-35
[۴] International Center for Dense Magnetised Plasmas: A Proposal, prepared on the request of UNESCO (1993-1994)
[۵] Krompholz H,et al., 1981 Phys. Lett A, 82 (1981)84-90.
[۶] Schmidt H, 1987, In Proc.2nd Latin American Workshop on Plasma phys. And Contr. Thermonucl. Fusion, Medellin, vol. 12 (1987) p.
[۷] Bernard A, et.al., 2001, Applied Phys.Lett.,Vol.76 (2001) 23-29.
[۸] Dognes A, et al., 1980 Phys.Lett.A77 (1980) 246-252
[۹] Bostik W.H, Grunberger L, Prior W, 1969, in proc .3th Europ. Conf. on Contr.Fusion and Plasma Phys, Utrecht, 1 (1969) 120
[۱۰] H.R.Yousefi,” Ion Acceleration, Neutron Production and Neutron
Anisotropy, Mechanisms in Medium Energy Plasma Focus Device", PhD Thesis, Graduate School of Science and Engineering, University of Toyama,2008
[۱۲] Angeli.E et al., Nucl. Technol. Radiat. Protection, vol. 1, no. 5/6, 2005.
[۱۳] Brzosko.J.S et al., CP576, Application of Accelerators in Research and Industry -Sixteenth Int’l. Conf., 2001.
[۱۵] Roshan M. V, et al., IEEE Trans. Plasma Sci. Vol. 38, no. 12, suppl. 2, 2010.
[۱۶] Roshan M. V,” High Energy Ion Beams From The Plasma Focus", PhD thesis, Nanyang Technological University of Singapore,2010.
[۱۷] Bin Ali.J, “development and studies of a small plasma focus", PhD Thesis, University of Malaysia,1990.
[۱۹]Roshan.M.V, et al., Plasma Phys. Control. Fusion 52 (2010) 085007
[۲۰]Gulickson.R.L et al.,The Second International Conference on Energy Storage, Compression, and Switching,Venice, Italy, December 5-8, 1978.