روشها و ابزار هدایت مغناطیسی، کاربردهای وسیع و مهمی در صنعت اکتشاف و حفاری چاه های نفت و گاز ایفا می کند. حفاری انحرافی یکی از مهمترین مباحث مطرح در صنعت حفاری می باشد که از فناوری هدایت مغناطیسی در آن می توان بهره جست. با توجه به اینکه جمهوری اسلامی ایران دارای ذخایر عظیم نفت و گاز می باشد، بنابراین مطالعه و بررسی این روشها در حفاری انحرافی امری مهم و ضروری بنظر می رسد. ابزار و روشهای مغناطیسی مورد استفاده در حفاری انحرافی، عملکرد این روشها در سیستم های هدایت حفاری انحرافی شبیه سازی شده است. در این راستا مدل جدیدی جهت مدلسازی رفتار مغناطیسی بدنه چاه ارایه شده است. در اعمال روش برای یک مسیله فرضی با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری انجام شده است. در اعمال روش برای یک مسیله فرضی با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری های انجام شده توسط حسگرهای مغناطیس درون چاهی و همچنین انجام محاسبات لازم، موقعیت چاه آتش گرفته در اعماق زمین شناسایی و با استفاده از داده های زمین پیمایی مسیر حرکت چاه با استفاده از روشهای محاسباتی طراحی و ترسیم شده است.

با بکارگیری محلول خورش شامل پتاس، اتیلن دیامین، متانول، اتانول و آب(pemew) ، به همراه بهبود شرایط خورش الکتروشیمیایی ، می توان توسط آشکار ساز ردپای هسته ای از نوع پلی کربنات لگزان ، طیف نگاری آلفا در بازه انرژی 8/0 تا mev 2/5 انجام داد. این طیف نگاری بر اساس توزیع قطر ردپاها در انرژی های مختلف و دارای پاسخی تخت در بازه مذکور می باشد. بر اساس این نوع طیف نگاری، یک سیستم اسپکترومتر آلفا طراحی گردید که از طریق آن بتوان غلظت دختران آلفا زای رادون و تورون را در یک محیط بطور همزمان تفکیک و اندازه گیری نمود. این اسپکترومتر شامل کلیماتور، کاهش دهنده های انرژی ، فیلتر جمع آوری دختران و فیلم پلی کربنات می باشد که بصورت مجموعه ای واحد به یک پمپ مکنده متصل می گردد. ابعاد هندسی این اسپکترومتر بر اساس بهینه سازی بین قدرت تفکیک و بازدهی از طریق روش شبیه سازی مونته کارلو با کد فلوکا تعیین گردید . عملکرد اسپکترومتر طراحی شده در میدان مختلط رادون وتورون از نظر تفکیک دختران آلفا زا مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که دختران آلفا زای رادون/تورون شامل 218po و 214po از زنجیره رادون و216po ، 212bi و 212po از زنجیره تورون بوسیله این اسپکترومتر با fwhm کمتر از mev 2/0 از یکدیگر تفکیک می گردند. میزان حساسیت این اسپکترومتر به ترتیب برای رادون و تورون به میزان 5/8 و 018/0 برحسب track.cm-2.kbq-1.m3.h-1 محاسبه گردید. همچنین با توجه به اینکه با یک شیوه نصب ویژه، این اسپکترومتر علاوه بر دختران آلفا زا ،قادر به اندازه گیری خود رادون و تورون نیز می باشد، بنابراین این امکان بوجود می آید که بوسیله آن فاکتور تعادل رادون در طی دوره های کوتاه مدت اندازه گیری، تعیین گردد. همچنین این اسپکترومتر مناسب برای اندازه گیری غلظت های بالای تورون محیط می باشد.

در مراکز هسته ای داشتن اطلاعات از مواد رادیو اکتیو، نرخ واپاشی و انرژی تابش های ان حایز اهمیت می باشد و از انجاییکه واپاشی مواد رادیواکتیو به همراه تابش ذرات بتا ، آلفا و گاما صورت می گیرد ؛ لذا مونیتورینگ و طیف نگاری انرژی ذرات یاد شده در مراکز هسته ای یکی از زمینه های بسیار مهم در مهندسی هسته ای را تشکیل می دهند . اهداف این پروژه بر روی مونیتورینگ و طیف نگاری تابش های مراکز هسته ای می باشد . بدین منظور با توجه به نیازمراکز هسته ای به داشتن تجهیزات با تکنولوژی بالا و علاوه بر آن افزایش قابلیتهای آنها پروژه ی " طراحی و ساخت سیستم مونیتورینگ و اسپکترومتری تابشهای مراکز هسته ای " تعریف شد . در این راستا اهدافی از جمله طراحی نوین ، بهره گیری از ادوات هوشمند و قابل برنامه ریزی و فراهم نمودن امکان دسترسی و مشاهده ی همزمان نتایج و اطلاعات خروجی مد نظر قرار گرفت. در نهایت اجرای این پروژه از سه جنبه سبب پیشرفت و ارتقاء علمی خواهد شد : ? از جنبه الکترونیک هسته ای ? از جنبه سیستمهای کنترل الکترونیک ? از جنبه فیزیک هسته ای

ضربان سازهای مصنوعی قلب سیستم های الکترونیکی هستند که در مواقع نارسایی یا ایجاد اختلال در مکانیزم طبیعی عملکرد قلب می توانند جهت تنظیم و یا تقویت ضربان آن مورد استفاده قرار گیرند. در کنار پیشرفتهای انجام شده در طراحی مدارات الکترونیکی بکار رفته در این وسیله، توجه به منبع توان آن نیز همواره حایز اهمیت بوده است. در این وسیله نیاز به داشتن منبع توانی با چگالی انرژی بالا، که برای مدت طولانی (بیش از 30 سال) ولتاژ و جریان پایداری داشته باشد و در ضمن حجم کمی را نیز اشغال کند، به منظور کاهش تعداد جراحی های لازم جهت تعویض باتری، ضروری است. از بین منابع توان موجود باتریهای بتاولتاییک به عنوان منابعی مناسب برای دستیابی به این هدف مورد مطالعه و تحقیق هستند. در این پژوهش به طراحی مفهومی و شبیه سازی قطعه بتاولتاییک، ارایه مدل هایی برای بالا بردن بازده و بهینه سازی آنها پرداخته شده است. مدلسازی این قطعه با استفاده از کد mcnp به منظور تعیین میزان جریان الکترونی حاصل از اندرکنش ذرات بتا در اتصالات pn، انجام می گیرد. همچنین جهت انجام محاسبات لازم برای دستیابی به خروجی های مورد نظر از طریق داده های این کد، برنامه ای با استفاده از نرم افزار matlab نوشته شده است که با بکار گرفتن این داده ها و انتخاب نیمه هادی و چشمه مورد نظر، جریان، ولتاژ و توان قابل دست یابی از قطعه شبیه سازی شده را ارایه می کند. نتایج محاسبات و شبیه سازی های انجام شده بیانگر آن هستند که از بین مدل های مورد بررسی، مدل آرایه های استوانه ای از سلولهای بتاولتاییک، بازده بالاتری را نسبت به مدلهای دیگر خواهد داشت. همچنین بررسی های انجام شده نشان می دهد که از چینش موازی و یا سری چندین قطعه می توان برای دستیابی به جریان و یا ولتاژ مورد نظر بهره برد. در ادامه محاسبات و شبیه سازی های مربوط به نمونه دیگری از باتری های هسته ای که بصورت ترکیبی از نوع بتاولتاییک و المانهای پیزوالکتریک به عنوان منابع توان پایین، در سیستم های میکروالکترومکانیک قابل استفاده می باشند، ارایه شده است. در این پایان نامه امکان استفاده از چنین باتریهایی در ضربان سازهای مصنوعی مدرن مورد بررسی قرار می گیرد.

در بررسی و مطالعات مغزی و به منظور شناخت بیمارهای مغزی، از روش های مختلفی مانند تصویر برداری استفاده می شود. شناخت دقیق و به موقع بیماریهای مغزی، به منظور درمان صحیح و افزایش شانس درمان، بسیار مهم می باشد. بیماریهای مغزی را می توان به دو دسته آناتومیک و متابولیک تقسیم نمود. برای مطالعات آناتومیکی می توان از روشهای توموگرافی کامپیوتری با اشعه ایکس و یا رزونانس مغناطیسی هسته ای استفاده نمود. با توجه به ویژگی های منحصر به فرد mri در تصویربرداری نواحی مغزی، در این پروژه از اینگونه نصاویر استفاده شده است. برای مطالعات متابولیکی و فیزیولوژیکی نیز روشهای متفاوتی مانند الکتروانسفالوگرافی، و اسکن های پزشکی هسته ای با رادیو داروی fdg مانند اسکن های دوربن های گاما، توموگرافی کامپیوتری گسیل تک فوتونی و توموگرافی گسیل پوزیترونی وجود دارند. از میان این روشها، استفاده از روشهای تصویر برداری مرسوم می باشد که از میان آنها، تصاویر spect و pet کیفیت قابل قبول تری از بقیه دارند. بدلیل قدرت تفکیک مکانی بسیار خوب سیستم mri و محدودیت این پارامتر در سیستم pet و یا spect و همچنین بدلیل محدودیت سیستم mri در تشخیص نوع ضایعات آناتومی و توانایی سیستمهای pet و spect در تشخیص این نوع ضایعات ، همجوشی تصاویر حاصل از دو سیستم فوق به منظور افزایش معنای تشخیصی هر کدام از این دو نوع تصاویر، و بدست آوردن تصویری که حاوی هر دو نوع اطلاعات آناتومیکی و متابولیکی و فیزیولوژیکی باشد، ضروری است. از پیشرفت های قابل ملاحظه در این زمینه می توان به ساخت و استفاده از دستگاههای هایبرید pet/ct و spect/mri اشاره نمود. پیش از انجام همجوشی تصاویر با کیفیت دوگانه مختلف (dual-modality) ابتدا باید آنها را ثبت و تفسیر (registration)نمود. در این پروژه الگوریتم های مناسب برای ثبت و تفسیر و همجوشی تصاویر در محیط نرم افزار matlab نگارش شده است. با توجه به این که در کشور ما دستگاه هایبرید pet/mri و یا spect/mri هنوز موجود نیست. هر کدام از دو نوع تصاویر از دو دستگاه مجزا در دو مکان مختلف تهیه شده اند که به دلیل این امر، که منجر به عدم هم محور بودن دستگاهها می شود، این تصاویر از لحاظ هندسی در موقعیت های مختلف می باشند که پیش از همجوشی آنها، باید هم محور شوند. از طرف دیگر، ضخامت برش های تصاویری که این دو دستگاه تهیه می کنند با همدیگر متفاوت است که پیش از انجام همجوشی تصاویر، باید برش هایی با ضخامت یکسان انتخاب نمود. این چند مشکل با استفاده از تکنیکی برای سه بعدی سازی و برش دوباره تصاویر در جهات دلخواه حل شده است. برای بهبود کیفیت تصاویر mri، از لحاظ روشنایی (contrast) بهبود داده شده اند.

در اولین بخش ، سنتز و کنترل کیفی [18f]-2 فلوئورو-داکسی گلوکز، مهمترین رادیو داروی مورد استفاده تشخیصی حاوی فلوئور-18 مورد بررسی قرار گرفت . هر چه سلول فعال تر باشد. مصرف گلوکز بیشتر بوده و تصویر شدت بیشتری دارد. n-[f18] سوکسینیمیدیل-4-(فلوئورومتیل بنزوات طی چند مرحله واکنش داغ و سرد در آزمایشگاه با بکارگیری کاتالیست انتقال فاز کریپتوفیکس 222-18f سنتز شد، با نشاندار سازی پروتئینهائی مثل آنتی بادیهای اختصاصی سلولهای سرطانی و یا پپتیدهای دارای گیرنده روی سلول سرطانی با این مواد و تجویز متعاقب آن به مدل حاوی سلول سرطانی می توان توسط نگاره برداری با دومین pet محل دقیق تومور و مرحله رشد آن را مشخص نمود. با بررسیهای ساختمان-فعالیت نهایتا ملکولهای n-(18f) سوکسینیمیدیل -4-(فلوئورومتیل) بنزوات و -n-[18f] سوکسینیمیدیل -4-فلوئودوبنزوات به عنوان لیگاندهای دو عاملی مناسب جهت نشاندارسازی پروتئین شناخته شدند و در آزمایشگاه نشاندارسازی مرکز تحقیقات کشاورز پزشکی هسته ای کرج مراحل ساخت آنها انجام گردید و نهایتا نشاندار سازی روی پروتئین انجام شد. یک رادیو داروی نشانداری موسوم به -5(-2فنوکسی)فنیل-1،3،4-اکسادیازول-2-ایل-4-[18f]-فلوئوروبنزوآت طراحی و طی یک روش سریع و آسان تهیه شد. در این پایان نامه با استفاده از یک ماده اولیه حاوی گروه تبادل شونده تری متیل آمونیوم تریفلات ، طی روش یک مرحله ای، [18f]-کلستریل 4-فلوئوروبنزوآت با بازده بالا واکتیویته اختصاصی بالا بدست آمد. ماده حاصل براحتی از نمک واکنش نداده اولیه و توسط روش استخراج مابع-جامد با استفاده از ستونهای کوچک بدست آمد. محصول با خلوص شیمیایی و رادیوشیمیایی بالای 95 درصد بدون استفاده از ریزموج و hiplc بدست می آید. ماده شیمیایی به موشهای تحت درمان اولیه قرار گرفته با اتنیل استرادیول تزریق شد. نتایج ما در تائید نتایج قبلی جواب اکتیویته به آدرنال و تخمدان بعد از تجویز اتینیل استرادیول بود. کلیدونین، آلکالوئید جداسازی شده از ریشه های گیاه chelidonium majusl. اثرات ضدنئوپلاسمی زیادی با اثر روی تشکیل میکروتوبول و یا مهار حرکت سلولی نشان داده است . چنین مولکولهایی بسرعت در سلولهای پرزایشی مثل سلولهای توموری جذب می شود و می توان آنها را با رادیوایزوتوپهای مختلف نشاندار کرد تا در تشخیص بدخیمی ها بکار روند. در این مقاله مشاندارسازی الکالوئید کلیدونین با فلوئور-18 طی واکنشی در آخرین مرحله سنتز برای حفظ بیشترین اکتیویته با توجه به نیمه عمر فلوئور طراحی شده است . به منظور دستیابی به یک رادیو داروی احتمالی حاوی فلوئور-18 برای تشخیص بدخیمی ها با امکانات pet یک استر نشان دار با فلوئو-18 این آلکالوئید سنتز شد.

در این کارزمایشگاهی یک اسپکترومتر زمان پرواز با تکنیک ذره همراه(associated particle time-of-flight) و واحدهای الکترونیکی مورد نیاز به منظور اندازه گیری سطح مقطع کل نوترون های با انرژی حدود 15 mev برای عناصر کربن - آلومینیوم - آهن - مس و سرب طراحی گردیده است . در فصل اول به تشریح مختصر واکنشهای هسته ای پرداخته و سپس روشهای مختلف اندازه گیری سطح مقطع همراه با تصحیحات و خطاهای مربوطه بررسی گردیده است . در فصل دوم به بحث مختصری در مورد آشکارسازی نوترون های سریع، اساس کار این آشکارسازها و توابع جواب آنها پرداخته شده است . بررسیهای مختصر نظری با استفاده از مدلهای اپتیکی و محاسباتی توسط کد کامپیوتری به منظور محاسبه سطح مقطع در فصل سوم به عمل آمده است . در فصل چهارم الکترونیک مورد نیاز آزمایش و تصحیحات لازم تشریح گردیده است و سرانجام در فصل آخر سطح مقطعهای مورد نظر محاسبه و با نتایج نظری و تجربی بدست آمده توسط دیگران مقایسه شده است .

این پایان در چهار فصل تنظیم شده است : فصل -1 بررسی فرایند شکافت هسته ای. فصل -2 وسایل انجام آزمایش . فصل -3 مراحل تجزیه و تحلیل طیف گاما. فصل -4 روش ازمایش و نتایج آزمایش .

ما جهت بالا بردن قدرت تفکیک بیم (باریکه ای از ذرات باردار) خارج شده از سیکلوترون یک سیستم اکروماتیک طراحی کرده ایم . طرح پیشنهادی مادر شکل (28) در متن نشان داده شده است . همانطوریکه بطور شماتیک می بینیم برای طراحی چنین سیستمی یک جفت لنزچهارقطبی سه تایی، یک جفت لنز چهارقطبی تنها و یک جفت bending magnet و یک slit لازم بوده است . بعد از محاسبه میدانهای مغناطیسی مربوط به هرالمان بکار رفته در سیستم، برای بهینه کردن بیم حمل شده به switching magnet، روش iteration را بکار گرفته ایم.و سیستم اکروماتیک را که برای انرژی (15 تا 30) مگاالکترون ولت کاربرد دارد طراحی کرده ایم . لازم به تذکر است ، لازمه بالا بردن قدرت تفکیک بیم، پائین آمدن شدن آن می باشد و برعکس .

در این کار سعی شده است در قسمت اول ابتدا مفاهیم عمومی واکنش های هسته ای بمنظور فراهم آوردن مقدمات لازم در تبیین مدل های واپاشی هسته مرکب برانگیخته پیش و بعد از تعادل آماری، در فصله ای 1 و 2 عنوان گردد. سپس مدل تبخیری واپاشی هسته مرکب برانگیخته تعادل یافته در فصل 3 و مدلهای واپاشی هسته مرکب برانگیخته پیش از تعادل آماری در فصل 4 بر اساس فرمولبندی عمومی سطح مقطع ارائه شده در فصل 2 به شیوه جدیدی استخراج خواهند شد. مدلهای هایبرید و هایبری وابسته هندسی و نیز واپاشی چندگانه هسته مرکب پیش از تعادل بعنوان مدل های واپاشی پیش تعادل بکار رفته در کد آلیس در فصل 5، بر اساس یافته های قبلی، شرح داده خواهند شد. در قسمت دوم سعی شده است مشخصات عمومی، روشهای محاسبه، ورودی ها و خروجی های کد الیس معرفی گردند. تا از این طریق با کد آلیس آشنایی لازم حاصل آید . بالاخره در قسمت سوم کد آلیس راه اندازی در حوزه های مختلف مورد آزمایش قرار گرفته و سطح مقطع های مختلف در واکنش های متعدد از طریق آن محاسبه خواهد گردید . نهایتا" این محاسبات با نتایج تجربی مقایسه و از این طریق کد، مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت .