مقدمه

دادههاي تجربی بهدست آمده توسط آنها نشان میدهد، براي انرژي پروتون ۲۲MeVو حدود۴۰MeV، بازده تولید۹۹Moبهترتیب۳/۶ MBq/μA.h و۲۱MBq/μA.hبود .[۱]لبدا۱ و همکارانش در سال ۲۰۱۰ از روش natMo(d,x)99Mo، براي تولید مولیبدن ۹۹ استفاده کردهاند. نتایج حاصل از کار آنها نشان داده است که با استفاده از دوترونهاي۲۰MeV، بازده تولید رادیوایزوتوپ مورد نظر ۸MBq/µA.hخواهد بود .[۲] قداش۲ و همکارانش سطح مقطع واکنش natMo(d,x)99Mo و natMo(p,x)99Moرا در انرژيهاي مختلف اندازهگیري کردهاند. نتایج حاصل از کار آنها نشان میدهد که پروتون با انرژي ۳۰MeV بهره تولیدي حدود ۵/۹۲MBq/µA.h را ایجاد خواهد کرد. همچنین دوترون با انرژي ۳۳ MeV بهره تولیدي حدود MBq/µA.h را ایجاد خواهد کرد .[۳] سابلنیکوف۳ و همکارانش در سال ۲۰۰۶ از روش ۱۰۰Mo(γ,n)99Mo براي تولید این رادیو ایزوتوپ استفاده کردهاند. نتایج حاصل از کار آنها نشان میدهد بهره تولید مولیبدن ۹۹ با این روش به ازاي هر میلیگرمBq/µA.hبرابر با ۳/۲۱۰۰Mo است .[۴]

روش کار

۱Lebeda 2Ghodash 3Sabelnikov
21st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

دو هدف توریوم-۲۳۲ و اورانیوم طبیعی با ضخامتهاي متغیر توسط کد MCNPX2.6.0 شبیه سازي شدند .[۵] از کد SRIM براي تعیین بیشینه ضخامت مورد نیاز هدفهاي مذکور استفاده گردید .[۶] بهره تولید مولیبدن ۹۹ در بازه انرژي پروتون ۱۵ -۳۰MeV براي هدفهاي مدل شده در ضخامتهاي مختلف محاسبه گردید. از کارت HISTP براي حل معادلات بتمن با استفاده از کتابخانه CINDER90 به منظور محاسبه بهره مولیبدن ۹۹ در هر یک از مادههاي هدف مدل شده استفاده گردید. گرماي بهجاي مانده در ماده هدف و زیرلایه مسی با استفاده از کد MCNPX 2.6.0 محاسبه شد. از کارت تالی F6 براي محاسبه گرماي بهجاي مانده استفاده شد. ضخامت بهینه هدف توریوم و اورانیوم مدل شده بر مبناي حصول بیشترین بازده تولید پیشنهاد گردید. پروفایل باریکه پروتونی سیکلوترون CYCLON30 و نگهدارنده هدف آن مطابق شکل (۱) مدل شد.

شکل-۱ هدف مدل شده توسط کد MCNPX 2.6.0(a نحوه قرارگیري هدف ضمن بمباران (b معرفی قسمتهاي مختلف هدف مدل شده (c معرفی پروفایل باریکه بر روي هدف مدل شده (dپروفایل باریکه واقعی تابشدهی
شتابدهنده CYCLON30

نتایج حاصل از شبیه سازي در این کار با سایر دادههاي موجود تئوري و تجربی مقایسه گردید. از مدل فیزیکی INCL4/ABLA براي محاسبات استفاده شده است.

بحث و نتایج

نتایج حاصل از محاسبات کد SRIM نشان میدهد که بیشینه ضخامت هدف توریوم براي بازه انرژيMeV )12→۳۰مطابق بازه سطح مقطع مناسب واکنش پروتون-شکافت در دو هدف مدل شده) ۱۴۴ µm و براي هدف اورانیوم طبیعی ۹۸ µm است (شکل .(۲ همچنین بررسی بهره تولید مولیبدن ۹۹ در ضخامت متغیر هدفهاي مدل شده نشان داد که بیشینه بهره تولید مولیبدن ۹۹ از هدف توریوم در ضخامت حدود ۶۵ µm و از هدف اورانیوم در ضخامت حدود ۱۸ µm حاصل میشود (شکل .(۳-۵ محاسبه بهره تولید مولیبدن ۹۹ با بمباران هدف داراي ضخامت بهینه و انرژي ۲۰ MeV نشان میدهد که بهره تولید در هدف توریوم بهدلیل سطح مقطع بیشتر واکنش و

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان

نیز ضریب انتقال حرارت بیشتر و در نتیجه تحمل جریانهاي بالاتر میتواند حدود ۳ برابر هدف اورانیوم باشد (جدول .(۱

µm98thickness:required µm144thickness:required

Nat-U 232-Th

۴۰ ۳۰ ۲۰ ۱۰
Proton energy (MeV)

۲٫۰۰ (mm)

۱٫۸۰
target
1.60
1.40 the
in

۱٫۲۰ proton

۱٫۰۰ MeV
0.80
30of
0.60
range
0.40
0.20 Projected

۰٫۰۰

۰

شکل-۲ برد پروتون ۳۰ MeV در دو هدف توریوم و اورانیوم طبیعی

۹۰ µm 5.60

۵٫۵۰

۱۱۰ µm

۱۳۰ µm 5.40
150 µm 5.30 h).(MBq/µA

۵٫۲۰
۵٫۱۰ ctivityA
5.00

۴٫۹۰

۴٫۸۰

۴٫۷۰

۳۵ ۳۰ ۲۵ ۲۰ ۱۵ ۱۰
Proton energy (MeV)

شکل-۳ مقایسه بهره تولید مولیبدن ۹۹ در هدف توریوم در انرژيهاي مختلف پرتابه پروتون و ضخامتهاي مختلف هدف

۲۱st Iranian Nuclear Conference 25-26Feb 2015 University of Isfahan

_ ت و ی_ ن ا س _ ه _ی ان

۶و۷ ا” د ماه ۳۹۳۱ دا+ گاه ) هان