• ورود کاربران دانشگاهی

  • ثبت نام(مطالعه آنلاین پایان نامه ها)

  • سپندا

    کاربر مهمان
    پنجشنبه 2 آذر 1396| 54.146.50.80 :Your IP
    سامانه پایان نامه های دانشگاه اصفهان (سپندا)



    عنوان :
    امکان سنجی تعیین نسبت های ایزوتوپی به وسیله ی بیناب سنجی لیزری
    انتشارات : دانشگاه اصفهان
    سال :1393
    زبان : Persian
    شماره سند : 13833
    موضوع :مهندسی هسته ای گرایش گداخت
    پژوهشگر : امینه عباسی بهارانچی
    توصیفگر لاتین : Isotopic ratios ? Spectroscopy ? Laser ? Gaussian Code ? Heavy Water ? Uranium
    توصیفگر فارسی : نسبت های ایزوتوپی ◄ بیناب سنجی ◄ لیزر ◄ کدگوسین ◄ آب سنگین ◄ اورانیوم
    دانشکده : دانشکده علوم و فناوریهای نوین، گروه مهندسی هسته ای
    مقطع : کارشناسی ارشد

    استاد راهنما : سید مجتبی مستجاب الدعواتی
    استاد مشاور :
    سال دفاع : 1393
    شماره رکورد : 13833
    شماره راهنما : NUC2 76
    فهرست :
    فهرست مطالب

    عنوان صفحه

    فصل اول: مقدمه و کلیات
    1-1 مقدمه 1
    1-2 بیان مسئله 2
    1-3 اهداف تحقیق 5
    1-4 سوال¬های تحقیق 5

    فصل دوم: ادبیات و پیشینه¬ی تحقیق
    2-پیشینه¬ی تحقیق 7
    2-1 بیناب نمایی جرمی 7
    2-2 بیناب نمایی نوری 8
    2-3 ابزار¬های مهم بیناب نمایی در تعیین نسبت ایزوتوپی 11
    2-3-1 بیناب نگار و مومنوکروماتور 13
    2-3-2 تداخل سنج 15
    2-3-2-1 تداخل سنج مایکلسون 16
    2-3-2-2 تداخل سنج فابری پرو 17
    2-3-2-3 تداخل سنج تبدیل فوریه 18
    2-3-3 آشکار ساز¬ها 19
    2-3-3-1 عامل¬های مهم آشکار سازهای کوانتومی 20
    2-3-3-2 انواع آشکار ساز¬های کوانتومی 21
    2-3-3-2-1 تیوب¬های چند برابر کننده¬ی نوری(PMT) 21
    2-3-3-2-2 آشکار¬ساز¬های دیود نوری 23
    2-3-3-2-3 دیود¬های نوری آرایه¬ای 25
    2-3-3-2-4 قطعات کوپل کننده¬ی بار(CCDs) 26
    2-3-4 چشمه¬ی نور 27
    2-3-4-1 اصول لیزر 27
    2-3-4-1-1 عناصر اساسی لیزر 28
    عنوان صفحه

    2-3-4-1-1-1 دمنده 28
    2-3-4-1-1-2 محیط لیزری 28
    2-3-4-1-1-3 تشدید¬گر 29
    2-3-4-1-2 توصیف ساده¬ای از شیوه¬ی کار لیزر 30
    2-3-4-1-3 مشخصات نور لیزر 31
    2-3-4-1-3-1 تک رنگی 31
    2-3-4-1-3-2 همدوسی 31
    2-3-4-1-3-3 یک سویی 32
    2-3-4-1-3-4 درخشایی 32
    2-3-4-2 انواع لیزر¬ها 33
    2-3-4-2-1 لیزر¬های حالت جامد 33
    2-3-4-2-2 لیزر¬های گازی 34
    2-3-4-2-3 لیزر¬های مایع 34
    2-3-4-2-4 لیزر¬های شیمیایی 34
    2-3-4-2-5 لیزر¬های نیم¬رسانا 35
    2-3-4-3 تبدیل کننده¬های غیر خطی بسامد 39
    2-4 بیناب سنجی جذبی توسط لیزر در تعیین نسبت ایزوتوپی گاز¬های کم مقدار 41
    2-4-1 بیناب سنجی جذبی مولکول 41
    2-4-1-1 پهن شدگی خط 43
    2-4-1-1-1 عرض خط طبیعی 43
    2-4-1-1-2 پهن شدگی دوپلری 43
    2-4-1-1-3 پهن شدگی برخوردی 43
    2-4-1-1-4 پهن شدگی ترکیبی 44
    2-4-1-2 جذب 45
    2-4-1-3 مزایای لیزر در بیناب سنجی جذبی 46
    2-4-1-3-1 چگالی توان بینابی بالا 46
    2-4-1-3-2 موازی سازی خوب 47
    2-4-1-3-3 انتخاب پذیزی بالا 47
    عنوان صفحه

    2-4-1-4 محدودیت¬های لیزر در بیناب سنجی جذبی 47
    2-4-1-4-1 جذب پایین 47
    2-4-1-4-2 نوفه و افت 48
    2-4-2 روش¬ها ی بیناب سنجی جذبی 51
    2-4-2-1 روش مستقیم 51
    2-4-2-2 یاخته¬¬های چند مسیره 52
    2-4-2-2-1 یاخته¬ی سفید 53
    2-4-2-2-2 یاخته¬ی هریوت 53
    2-4-2-2-3 یاخته¬ی آستیگماتیک 54
    2-4-2-2-4 چیدمان طول مسیر تعادلی 55
    2-4-2-3 مدوله سازی بسامد 57
    2-4-2-3-1 تقویت کننده¬ی Lock-in 62
    2-4-2-4 بیناب نمایی حفره (CRDs) 63
    2-4-2-4 بیناب سنجی نور آوایی 66
    2-4-2-5 بیناب سنجی گرما نوری 68
    2-5 بیناب نمایی نشری در تعیین نسبت ایزوتوپی 71
    2-5-1 بیناب نمایی فروشکست القایی(LIBS) 71
    2-6 طراحی بیناب سنج در تعیین نسبت ایزوتوپی آب 74
    2-6-1 بخش نوری 74
    2-6-2 لیزر و آشکار ساز نوری 75
    2-6-2-1 ملاحظات در انتخاب خطوط جذب 76
    2-6-2-2 انتخاب لیزر 78
    2-6-2-3 انتخاب آشکار ساز 79
    2-6-3 سنجه بندی 79
    2-6-3-1 منبع سنجه بندی 80
    2-6-4 سامانه¬ی تیوب 81
    2-6-5 به دست آوردن داده¬ها 82
    2-7 استفاده از بیناب نمایی جذبی در تعیین نسبت ایزوتوپی UF6 84
    عنوان صفحه

    2-8 استفاده از بیناب نمایی نشری در تعیین نسبت ایزوتوپی اورانیوم 87
    2-8-1 آماده سازی نمونه 87
    2-8-2 آزمایش 88

    فصل سوم: مواد وروش¬ها (نرم افزار¬ها)
    3-1 مقدمه 89
    3-2 معرفی نرم افزار گوسین 89
    3-2-1 فایل ورودی گوسین 91
    3-3 معرفی نرم افزار Java HAWKs 93
    3-4 مقایسه¬ی دو نرم افزار Gaussian و Java HAWKS 95


    فصل چهارم: نتایج
    4-1 مقدمه 97
    4-2 مولفه¬های اساسی در اندازه¬گیری نسبت ایزوتوپی آب 97
    4-2-1 محاسبه¬ی بسامد جذب مولکول¬های گازی شکل ترکیبات اتم های 2H و1H با 16O، 17O، 18O 97
    4-2-2 بررسی ملاحظات نظری در انتخاب لیزر و آشکار ساز در تعیین نسبت ایزوتوپی آب 107
    4-3 تعیین بسامد جذب و ملاحظات نظری در اندازه گیری نسبت ایزوتوپی اورانیوم هگزا فلوراید 109
    4-4 تعیین بسامد ارتعاشی گاز کلر 109

    فصل پنجم: نتیجه گیری و پیشنهاد¬ها
    5-1 مقدمه 111
    5-2 نتیجه¬گیری 111
    5-3 پیشنهاد¬ها 114

    منابع و مآخذ
    منابع 117



    چکیده :
    تعیین نسبت ایزوتوپی مواد در زمینه¬های گوناگونی مورد استفاده قرار می¬گیرند و در بیش¬تر موارد به روشی سریع و دقیق نیاز است تا در حین انجام کار و بدون درنگ، نسبت¬ ایزوتوپی ماده اندازه گیری شود. در میان روش¬های متنوع تعیین نسبت ایزوتوپی، روش¬های بیناب سنجی لیزری مزایای متعددی مانند دقت وسرعت اندازه گیری بالا دارند. در این پایان نامه ابتدا روش¬های موجود در تعیین نسبت ایزوتوپی و پیشینه¬ی آن¬ها بیان می¬شود. سپس به بیان مفهوم بیناب سنجی نوری پرداخته می¬شود و ابزارهای مختلف که در تعیین نسبت ایزوتوپی کارامد هستند، معرفی خواهند شد. در میان این¬ ابزارها منبع نوری مهمی به نام لیزر که دارای کاربرد¬های وسیعی شامل تعیین نسبت ایزوتوپی است، بررسی می¬شود و چگونگی عمل¬کرد لیزر¬های گوناگون و نواحی تحت پوشش آن¬ها بیان می¬شود. در ادامه جنبه¬های مختلف بیناب سنجی لیزری مورد بررسی قرار می¬گیرد و ابزارهای مورد نیاز معرفی شده و چند روش متفاوت بیناب سنجی توسط لیزرهای دیودی با بسامد کوک پذیر ارائه خواهد شد. به دلیل اهمیت مولکول¬های آب و اورانیوم هگزا فلوراید در علوم هسته¬ای، شرایط اجرایی در به¬دست¬آوردن میزان نسبت ایزوتوپی ترکیبات مختلف گازی شکل هیدروژن و دوتریوم با ایزوتوپ های اتم اکسیژن(16O,17O,18O) و نسبت ایزوتوپی 235U و 238U در مولکول گازی شکل UF6بیان خواهدشد. در ادامه به معرفی نرم افزار گوسین و نرم افزار Java HAWKS پرداخته می¬شود و بسامد ارتعاشی این مولکول¬ها که توسط نرم ¬افزار گوسین و Java HAWKS محاسبه شده، ارائه می¬شود. چون بسامد ارتعاشی اورانیوم هگزا فلوراید در هیچ یک از نرم افزار¬های بالا قابل دست¬یابی نبود، تنها با استفاده از اطلاعات به¬دست آمده، روش بیناب سنجی جذبی و نشری مربوط به آن اشاره شده است. در پایان با توجه به نتایج به¬دست آمده از نرم افزار-های ذکر شده، بسامد مناسب در تعیین نسبت ایزوتوپی آب در حالت غنی شده μm6/3 و در حالت طبیعی و یا با غنای کم μm7/6 پیشنهاد شده است و با بررسی¬های به عمل آمده نوع لیزر و هزینه¬ی مربوط به آن ذکر شده است. سپس با توجه به دقت روش¬های مختلف، روش مناسب در مراحل مختلف غنی سازی آب پیشنهاد شده است. کلید واژگان : نسبت های ایزوتوپی ، بیناب سنجی، لیزر، کدگوسین، آب سنگین، اورانیوم

    چکیده انگلیسی :
    Abstract Determining of isotropic levels is useful in various aspects and Variety of methods exists to determine the detection of isotropic levels. In most cases a rapid and careful method is need to measure the isotopic ratios of the matter. In these methods, laser spectroscopic methods have a lot of advantages like high speed and precision. However, until present, no laser-based spectrometric methods for determination of isotropic level has not been used in the country Iran. Therefore, a contribution to obtain information in this filed is very useful. In this thesis, existing isotope-deterministic methods and the history is described. Next, the laser spectroscopy detection method is explained and practical procedures will be introduced. Laser, as a powerful optical source with extensive applications, such as isotopic-level determination, is investigated. Application of various types of lasers and their filed of application will be covered. Further, different aspects of the laser-based spectroscopy method and the required equipment will be investigated. Different spectroscopy methods based on laser diodes with adjustable amplitude will be introduced. With respect to importance of water and hexafluoride molecules in atomic science, Working conditions to obtain the isotopic ratios of gaseous compositions of Hydrogen and Deuterium, with isotopes of Oxygen atoms (O16,O17,O18), will be covered. Later, two software, Gaussian and Java Hawks will be introduced and vibrational amplitude of some molecules obtained from those will be presented. However, no data regarding vibrational amplitude of the Uranium could be retrieved from the mentioned programs and only by the gathered information, the method of absorbing and emitting spectroscopy are implied. As a result, by consideration of the software outcomes, the appropriate laser wave length in highly enriched water is purposed 3.6µm and for the low enriched water is 6.7µm. At last, with respect to the precision of different methods, the appropriate method in each step of enriching the water is offered. Key Words: Isotopic ratios-Spectroscopy-Laser-Gaussian Code-Heavy Water-Uranium


    کلید واژه ها :
    نسبت های ایزوتوپی ◄ بیناب سنجی ◄ لیزر ◄ کدگوسین ◄ آب سنگین ◄ اورانیوم,Isotopic ratios ◄ Spectroscopy ◄ Laser ◄ Gaussian Code ◄ Heavy Water ◄ Uranium

    بهمن ماه 1393
    0

    صفحه اول : University of Isfahan Faculty of Advanced Sciences and Technologies Department of Nuclear Engineering M.Sc. Thesis A Feasibility study for Isotopic Ratio Determination Using laser Spectroscopy Supervisor: Dr Mojtaba Mostajab Al daavati By: Amineh Abbasi Baharanchi February 2015
    فصل اول : 1-6
    فصل دوم : 7-88
    فصل سوم : 89-96
    فصل چهارم : 97-110
    فصل پنجم : 111-119
    فصل ششم :