مقاله در مورد نوترون و آنالیز فعال‌سازی نوترونی

اختصاصی از یارا فایل مقاله در مورد نوترون و آنالیز فعال‌سازی نوترونی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در این مقاله ابتدا نوترون و مباحث مربوط به آن نظیر انواع باریکه‌های نوترونی، چشمه‌های تولید نوترون، آشکارسازی باریکه نوترونی و فرآیند گیر اندازی نوترون بررسی شده و سپس به بررسی روش آنالیز فعال‌سازی نوترونی (NAA) پرداخته شده است و مباحثی نظیر تارخچه روش NAA، اصول روش NAA، انواع روش‌های NAA، کاربردهای روش NAA و ... بررسی شده‌اند.

این مقاله شامل 25 صفحه می‌باشد و به دو فرمت Word و PDF موجود می‌باشد.

دانلود پروژه ستاره های نوترونی

اختصاصی از یارا فایل دانلود پروژه ستاره های نوترونی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:37

فهرست مطالب:
عنوان                                           صفحه
مقدمه شناخت ستاره نوترونی    3
تحقیقات انجام یافته    4
ستارگان کم جرم و پر جرم    9    
ستاره های نوترونی    11
ستاره  نوترونی در محل فرض سیاهچاله    13
وقوع ستاره لرزه بی نهایت عظیم کهکشان راه شیری    15
ستارگان نوترونی و سیاهچاله ها    17
ارتعاش و چرخش ستارگان    24
تپنده ها – ستاره های نوترونی چرخان    37
چکیده    34
منابع و مأخذ    37
 

مقدمه شناخت ستاره نوترونی:
هنگامی که ستاره پر جرمی به شکل ابر نواختر منفجر می‌شود، شاید هسته‌اش سالم بماند. اگر هسته بین 1.4 تا 3 جرم خورشیدی باشد، جاذبه آن را فراتر از مرحله کوتوله سفید متراکم می‌کند تا اینکه پروتونها  و الکترونها برای تشکیل نوترونها به یکدیگر فشرده شوند. این نوع شیء سماوی ستاره نوترونی نامیده می‌شود. وقتی که قطر ستاره‌ای 10 کیلومتر (6مایل) باشد، انقباضش متوقف می‌شود. برخی از ستارگان نوترونی در زمین به شکل تپنده شناسایی می‌شوند که با چرخش خود ، 2 نوع اشعه منتشر می‌کنند.


فانوس دریایی ستاره‌ای
ستارگان نوترونی جوان بسرعت می‌چرخند و 2 پرتو
نیرومند موج رادیویی که مرتباً در آسمان سیر می‌کنند
منتشر می‌نمایند. اگر پرتویی از کنار زمین بگذرد
ممکن است بصورت تپشی منظم دیده شود.
چنان ستارگانی پالسار نامیده می‌شوند.
تحقیقات انجام یافته :
از آنجا که اطلاعات در مورد ستارگان نوترونی اندک است، در سالهای اخیر تحقیقات زیادی بر روی این دسته از ستارگان انجام شده است. در اواخر سال 2002 میلادی ، یک تیم تحقیقاتی وابسته به ناسا بسرپرستی خانم J. Cotto مطالعاتی را در مورد یک ستارۀ نوترونی به همراه یک ستارۀ همدم به نام 0748676 EXO انجام داد. این گروه برای مطالعه این ستارۀ دوتایی که در فاصله 30000 سال نوری از زمین قرار دارد، از یک ماهوارۀ مجهز به اشعه ایکس بهره برد. (این ماهواره متعلق به آزانس فضایی اروپاست و XMMX- ray Multi Mirror نیوتن نام دارد(
هدف این تحقیق تعیین ساختار ستارۀ نوترونی با استفاده از تأثیرات جاذبه زیاد ستاره بر روی نور بود. با توجه به نظریه نسبیت عام نوری که از یک میدان جاذبه زیاد عبور کند، مقداری از انرژی خود را از دست می‌دهد.
÷این کاهش انرژی به صورت افزایش طول موج نور نمود پیدا می‌کنند. به این پدیده انتقال به قرمز می‌گویند.
این گروه برای اولین بار انتقال به قرمز نور گذرنده از اتمسفر بسیار بسیار نازک یک ستارۀ نوترونی را اندازه گیری کردند. جاذبه عظیم ستارۀ نوترونی باعث انتقال به قرمز نور می‌شود، که میزان آن به مقدار جرم ستاره و شعاع آن بستگی دارد. تعیین مقادیر جرم و شعاع ستاره می‌تواند محققان را در یافتن فشار درونی ستاره یاری کند. با آگاهی از فشار درونی ستاره منجمان می‌توانند حدس بزنند که داخل ستارۀ نوترونی فقط متشکل از نوترونهاست یا ذرات ناشناخته دیگر را نیز شامل می‌شود. این گروه تحقیقاتی پس از انجام مطالعات و آزمایشات خود دریافتند که این ستاره تنها باید از نوترون تشکیل شده باشد و در حقیقت طبق مدلهای کوارکی ذرۀ دیگری جز نوترون در آن وجود ندارد.

دانلود مقاله آنالیز فعال سازی نوترونی

اختصاصی از یارا فایل دانلود مقاله آنالیز فعال سازی نوترونی دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .

فرمت فایل : word(قابل ویرایش)

تعداد صفحات:21

فهرست مطالب:

فصل اول

    
آنالیز فعال سازی نوترونی

    
تاریخچه روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)
        

اصول روش آنالیز فعال سازی نوترونی (NAA)
    
انواع روش NAA

    
انواع NAA از لحاظ روش کار
    

روش مطلق
    

روش نیمه مطلق


روش استانداردسازی k0
    

روش نسبی


انواع NAA از لحاظ نوع نوترونهای بمباران کننده
   

انواع NAA از نظر زمان بندی
    

انواع NAA از لحاظ امکانات و وسایل آنالیز


چشمه های نوترونی
    

چشمه رادیوایزوتوپی


دستگاه مولد نوترون

راکتورهای هسته ای


آشکارساز اشعه گاما

طرز کار آشکارساز اشعه گاما
    

انواع آشکارسازهای اشعه گاما


سیستم های اندازه گیری آشکارساز
    

کاربردهای روش فعالسازی نوترونی
 
کاربردNAA در صنایع
    
کاربردNAA در علوم پزشکی
    
کاربردNAA در کشاورزی و مواد غذائی
    
کاربردNAA در مطالعات زیست محیطی
    
کاربرد در امور دادرسی

کاربردNAA در باستان شناسی و هنر
    
کاربردNAA در زمین شناسی و کانی شناسی

چکیده:

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(φ)   2) تعداد ذرات هدف(N)   3) سطح مقطع گیراندازی نوترون(σ)

تعداد ذرات هدف را می توان از رابطه زیر محاسبه کرد:

(1-3)                                                                                                        

که در آنNa عدد آووگادرو،Wجرم هسته مجهول،M جرم اتمی آن وθ 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، ti زمان پرتودهی و td 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.