Medical Radiation Engineering Group site

 

Medical Radiation Engineering Group site

 

The Medical Radiation Engineering Group is a research team within the Faculty of Engineering, Science and Research Branch, Islamic Azad University.

The main objectives of the Medical Radiation Engineering Group are:

• Excellence in research and development in the field of radiation instrumentation and measurements with particular emphasis on medical and high energy physics applications.

• Excellence in teaching (BSc,MSc,PhD) medical radiation engineers for research and clinical careers.

• Active collaboration with local and international institutions to facilitate broader research efforts in new radiation oncology modalities and nuclear medicine applications.

 

 

http://medrad.irmof.com/default.aspx

 

Iranian Officials on the Health Advantages of Heavy Water

Iranian Officials on the Health Advantages of Heavy Water

Produced by Iran's Nuclear Project

Following are excerpts from interviews with Iranian nuclear experts on the various uses of heavy water, which aired on the Iranian news channel (IRINN) on August 29 and 30, 2006.

Reporter: Iranian experts have obtained the technology for producing heaving water, and this is not only a tremendous development in nuclear science, but will also open new horizons in the treatment of some incurable diseases. It is used for the diagnosis of various types of cancer. Heavy water is also used for labeling chemical reactions and syntheses.

Manouchehr Madadi, Director of the Arak Heavy-Water Facilities: [Heavy water] is an environment that is completely resistant to decomposition, and therefore, vaccines, organic substances, and some medications are usually stored in this environment, and do not decompose.

Reporter: The heavy-water reactor in Iran is a research reactor for conducting nuclear reactions. It has unique uses in diagnosing and treating cancer, producing radio-medicine, developing industry and agriculture, and conducting research activities

Mohammad Sa'idi, Deputy for International Affairs, the Iranian Atomic Energy Organization: In various diseases, especially incurable diseases, such as cancer and AIDS, heavy water is now known to be a factor that can prevent the disease from spreading and can even eradicate it. Medical science in our country may become very active in this field, and we may be able to cure many diseases in the country, and in many cases, surgery may be avoided. The same goes for the difficult and lengthy treatment of AIDS.

Reporter: One of the advantages of operating the Arak heavy-water facilities is the production of light water. Light water may play an important role in preventing cancerous tumors and in controlling them.

Manouchehr Madadi: [Light water] can be included in people's diets, and can be consumed like regular water. Thus, even healthy people will become resistant to cancerous tumors, and the condition of sick people with cancerous tumors will improve, and the tumors will stop growing. In principle, the membrane of the cancerous cells is made of a certain type of protein. Deuterium-depleted water severely damages the membrane of the cancerous cells, and consumes the protein of the membrane.

Reporter: According to the research, when animals sick with cancer consumed light water, the tumor stopped growing in 70% of the cases, and in 59% of the cases, the cancerous cells were destroyed.

[...]

Azim Arbabi, former advisor to the Iranian Atomic Energy Organization: The water we use daily, which is in the sea and everywhere - each 5 cubic meters contains less than one liter of heavy water. Heavy water is not dangerous to anyone. If you give me a glass of heavy water - I will drink it. It is not dangerous.

[...]

Heavy water can be used for nuclear research. This is very useful. In the past, in order to moderate the speed of the neutrons coming out of the uranium, regular water was used. Before that, graphite was used. Now one can see that heavy water is more economical and works better. Heavy water is not dangerous at all and is not radio-active. As I said, anybody can drink heavy water up to one tenth of his weight, and nothing will happen to him. If you drink more than that, you will have problems - even if it's regular water.

Moderator: Regarding the water heavy water is produced - is it extracted from running water, which, as you said, contains a small amount of heavy water, or is it produced?

Azim Arbabi: That's a very interesting question. It is not produced, but extracted from regular water or sea water - just like you extract gold, for example, from river sand. In a similar way, you extract heavy water. In other words, it is separated by various methods. There is a variety of methods, and this is not the place to elaborate. By means of electrolysis... Or by means of the change that... Regular water boils at 100° centigrade, while heavy water boils at 101.4° centigrade, and this is another method of separation that can be used. Our colleagues use various methods to produce it.

 

Bone densitometry

Bone densitometry
تراکم سنجی استخوان جهت اندازه‌گیری محتویات معدنی استخوان استفاده می‌شود و این اندازه‌گیری کاهش توده استخوانی را بخوبی نشان می‌دهد.
تراکم سنجی استخوان جهت تشخیص پوکی استخوان و تعیین ریسک شکستگی استخوان بسیار مفید است. اغلب روشهای اندازه‌گیری مواد معدنی استخوان bone mineral density (BMD) بسیار سریع و بدون درد می‌باشد.
روشهای در دسترس BMD شامل DEXA و استفاده از x،CT-Scan ستون فقرات، مچ دست، بازو و یا ساق پا (Quantity CT or (QCT ، Osteo CT، و یا Ultrasoundمی‌باشند.

mass screening purposes برای اهداف غربالگری عمومی یک نوع روش رسپتومتری قابل حمل و پرتابل وجود دارد. در این روش از یک وسیلهDexa x-ray یا واحدquantitative ultrasound استفاده می‌شود. هر دو نوع این آزمایشات موبایل، مچ دست انگشتان یا پاشنه پا را مورد آزمایش قرار می‌دهد.
روشهای موبایل دانسیتومتری دقت تکنیک‌های ثابت و غیر موبایل را ندارند چون تنها یک استخوان را مورد آزمایش قرار می‌دهند.
استخوانی که مواد معدنی خود را از دست داده ضعیف می‌شود و احتمال شکستگی بالایی دارد وbone densitometry قبل از شکستگی و احساس ضعف در استخوان این کاهش را نشان می‌دهد.
DEXA رایج‌ترین روش دنسیتومتری است. این روش بی‌درد بوده و احتیاج به هیچ تزریق، روش تهاجمی، مسکن یا رژیم خاص و مراقبت‌های ویژه ندارد.
در طی این آزمون بیمار روی تخت دراز کشیده و سیستم قسمتهای مورد نظر بدن را اسکن می‌کند (به طور معمول مهره‌های پایینی ستون فقرات و لگن) مدت زمان اسکن تنها چند دقیقه است. اشعه x مورد استفاده در DEXAکمتر ازChest x-ray است. دانسیته استخوانی هر بیمار با نمودار افراد سالم مقایسه می‌شود و نتیجه اعلام می‌شود.
روش جدید اندازه‌گیری استئوپروز استفاده از اولتراسوند است. سیستم اولتراسوند اندازه‌گیری مواد معدنی استخوان، بسیار کوچکتر و ارزانتر ازDexa است و زمان انجام این کار حدود 1 دقیقه می‌باشد.

 

مزایای استفاده از اولتراسوند دنسیتومتری
1- هیچ اشعه یونسازی وجود ندارد
2- امکان تکرار تصاویر ناحیه مورد نظر
3- مشخص شدن میزان مواد معدنی ناحیه مورد نظر(Region of interest (ROI به همراه حدود هندسی آن
4- دقت 5/0%
5- کنترل اتوماتیک درجه حرارت برای معتبرترین اندازه‌گیری
6- کالیبراسیون دقیق و کنترل داخلی
7- سرعت بالای آزمون 3ms
8- نمایش رنگی تصاویر برای ارزیابی بهتر دانسیته
9- قیمت کم نسبت به تجهیزات DEXA
10- ذخیره‌سازی تصاویر بیماران برای مدت طولانی به منظور پیگیری
11- دسترسی آسان به تصاویر برای اپراتور
12- ضبط تصاویر پاشنه
13- مقایسه بین چندین تصویر

 

 

DEXA equipment

دو نوع سیستمDEXA وجود دارد: وسیله مرکزیCentral device و فرعیPeripheral device.
Central DEXAدانسیته استخوانی را در استخوانهایhip (لگن) و مهره‌ها اندازه می‌گیرد در حالیکهPeripheral device دانسیته را در مچ دست و پاشنه و انگشتان اندازه‌گیری می‌کند.
سیستم مرکزی در بیمارستان و مراکز پزشکی استفاده می‌شود در حالیکه پریفرال در داروخانه‌ها و مراکز موبایل پزشکی قابل استفاده است.
 Central یک میز تخت و بزرگ و یک بازو آویزان دارد که بازو به جلو و عقب قابل حرکت است و بنابراین تخت می‌تواند به عنوان تخت درمان یا صندلی آزمایش برای بیماران ویژه استفاده شود.
Peripheral device فقط 30 کیلوگرم وزن دارد و شامل یک جعبه متحرک است که فضایی برای قرارگیری با جهت تصویربرداری دارد.
سیستمDEXA یک بیم اشعه باریک و غیر قابل رؤیت اشعهx با دز کم دارد و انرژی را به سمت استخوان می‌فرستد. اشعهx در دو انرژی با دو پیک مجزا وجود دارد یک پیک به طور عمده بوسیله بافت نرم جذب می‌شود و دیگری بوسیله استخوان. میزان جذب شده بوسیله بافت نرم در نهایتSubtract (تفریق) شده و آنچه باقی می‌ماند دانسیته بافت استخوانی است اشعه استفاده شده در این روش 1/0 اشعه استانداردChest x-ray است.
آزمونDEXA بین 10 تا 30 دقیقه طول می‌کشد که البته به نوع تجهیزات و قسمتی از بدن که مورد آزمایش قرار می‌گیرد بستگی دارد.
در طی آزمون دتکتورها به آرامی روی ناحیه مورد نظر حرکت کرده و تصاویر را روی مونیتور ثبت می‌کنند.
نتایج آزمون
آزمون تراکم استخوان با دو حد مطلوب یا معیار مقایسه می‌شود: افراد بالغ و جوان سالم(T-
     Score) و افراد همسن (Z-Score)
نتیجهBMD شما با نتایجBMD افراد بالغ 25 تا 35 ساله هم جنس و هم اقلیم شما مقایسه می‌شود. میزانStandard deviation (SD)(انحراف از وضعیت استاندارد) تفاوت بین BMDشما و آن گروه افراد سالم است. این نتیجهT-Score شماست.
T-Scoreمثبت نشان می‌دهد که استخوان شما قویتر از وضعیت نرمال است وT-Score منفی بیانگر ضعیف بودن استخوان شما نسبت به حالت نرمال است.
YN=young normal
 طبق بیان سازمان بهداشت جهانی استئوپروز طبق جدول زیر تعریف می‌شود:
معیاری برای پوکی استخوان در زنانT-Score:
نرمال   1/0
کاهش کم تراکم استخوانBMD بینSD 5/2- تا 0/1- زیر رنج افراد جوان بالغ است
پوکی استخوان >BMD5/2- پایین‌تر از رنج افراد سالم جوان
پوکی استخوان شدید>BMD 5/2- پایین‌تر از رنج افراد سالم جوان است و بیماران دو یا چند شکستگی دارند.
به طور معمول احتمال شکستگی استخوان با هرSD زیر نرمال دو برابر می‌شود بنابراین شخصی با یکBMD ،1SD زیر نرمال یعنیT-Score=-1 نسبت به یک شخص باBMD نرمال، دو برابر احتمال شکستگی استخوان دارد و یک شخص با 2-T-Score= 4 برابر فرد سالم احتمال شکستگی دارد وقتی این اطلاعات بدست می‌آید، فرد با احتمال بالای شکستگی می‌تواند به هدف جلوگیری از شکستگی‌های آینده درمان شود.
از جهت دیگرBMD شما با یک معیار سنی مقایسه می‌شود. این موردZ-Score نام دارد که در این مرحله نتیجهBMD شما با فرد همسن، هم جنس، هم وزن و هم قد شما مقایسه می‌شود.
استئوپروز شایعترین بیماری متابولیک استخوان است. این بیماری با کاهش ضخامت قشر استخوان، کاهش تعداد و اندازه ترابکولهای استخوان اسفنجی (یعنی اختلالهایی که در آنها تمام اسکلت درگیر می‌شود) مشخص می‌شود. هر تغییری در سرعت تشکیل و جذب که جذب را از تشکیل استخوان بیشتر کند می‌تواند از توده استخوانی بکاهد.
این واقعیت که در بعضی از زنان با پیدایش یائسگی از بین رفتن استخوان سرعت می‌گیرد و هر گاه قبل از سن یائسگی طبیعی، تخمدانهای زنی برداشته شود ولی دچار پوکی استخوان پیش‌رس می‌شود حاکی از آن است که استروژن‌ها نقش مهم در جلوگیری از، از بین رفتن استخوان دارند.
سیگار هم یا به طور مستقیم بر استخوان سازی اثر می‌کند یا به طور غیرمستقیم بر کار تخمدانها اثر می‌نماید کاهش سطح هورمون پاراتیروئید هم در کاهش استخوان‌سازی مؤثر است.
احتمالاً خوردن اسید زیاد، خصوصاً به صورت غذای پرپروتئین، به خاطر خنثی کردن همین اسید اضافی منجر به حل شدن استخوان می‌شود. خود اسید ممکن است استدوکلاستها را فعا کند. زندگی بی‌تحرک در افرادی که عضلات کمی دارند، نیروهای مکانیکی وارده بر استخوانهایش را کم می‌کند و میل به از بین رفتن استخوان را افزایش می‌دهد.
یک نوع استئوپروز در کودکان و نوجوانان و دختر و پسر، با کار طبیعی کنار دیده می‌شود. این دسته را استئوپروز آیدیوپاتیک می‌نامند.
بسیاری از افراد استئوپروتیک از پیکر عضلانی برخوردار نبوده و وزن متوسط کمتری دارند. مصرف سیگار و الکل می‌تواند استخوان‌سازی را کاهش دهد.
در استئوپروز بی‌تحرکی موجب افزایش اختلاف بین تشکیل و جذب استخوان و تشدید ضایعه می‌شود. بین زندگی بی‌تحرک، در فرد غیرعضلانی، نیروهای مکانیکی وارد بر اسکلت را کاهش می‌دهد و تمایل به کاهش توده استخوانی بال می‌رود چون تشکیل و جذب استخوان در پاسخ به نیروهای گوناگون مکانیکی تحریک می‌شود.
در برخی موارد استئوپروز یکی از چهره‌های بیماری دیگری همچون سندرم کوشینگ می‌باشد.
استئوپروز موسوم به نوع 1 در گروهی از خانم‌ها بعد از یائسگی بین 51 تا 75 سالگی رخ می‌دهد و با کاهش شدید و نامتناسب استخوان تومرکولر نسبت به استخوان کورتیکال مشخص می‌شود.
شکستگی اجسام مهره‌ای و بخش دیستال ساعد شایعترین عوارض می‌باشد و کاهش فعالیت عمده پاراسیتروئید ممکن است در جهت جبران جذب استخوانی باشد. استئوپروز نوع 2 در جمع کثیری از خانمها و مردان بالای 70 سال یافت می‌شود. شکستگی‌های گردن ران، بخش پروگزیمال بازو بخش پروگزیمال درشت نی و لگن شایعترین شکستگی‌های این گروه است.
علایم: شکستگی مهره، مچ، (لگن) بازو و درشت نی و ...
علامت شکستگی جسم مهره عبارت است از درد پشت و تغییر شکل ستون مهره‌ها و درد بویژه بعد از خم شدن و بلند کردن جسم سنگین.
معمولاً استراحت در بستر می‌تواند موقتاً درد را متوقف کند. انتشار رو به پایین درد به طرف یک پا شایع بوده و حملات درد بعد از چند روز تا یک هفته فروکش می‌کند و بعد از 4 تا 6 هفته بیمار می‌تواند فعالیتهای عادی خود را از سرگیرد.
علایم رادیولوژیک: پیش از شکستگی و کلاپس در اجسام مهره‌ای استئوپروز، کاهش تراکم مواد معدنی افزایش وضوح خطوط عمودی (به خاطر اتلاف شدیدتر ترابکولهای افقی) و واضح شدن صفحات انتهایی را می‌بینیم. در نتیجه ضعف صفحات ساب کوندرال و اتساع دیسکهای مهره‌ای تقعر مهره‌ها از هر دو طرف به طور مداوم افزایش یافته و با اصلاح مهرهcodfish ایجاد می‌کند.
با بروز کلاپس معمولاً ارتفاع قدامی جسم مهره کاهش می‌یابد و کورتکس قدامی نامنظم می‌شود. شکستگیهای فشاری قدیمی‌تر ممکن است تغییرات واکنشی و استئوفیتهایی در حوالی لبه‌های قدامی بوجود آورند. بدون شکستگی استخوانی، رادیوگرافیهای استاندارد شاخصهای حساسی برای مشاهده کاهش توده استخوانی به شمار می‌روند زیرا تا 30% توده استخوانی فرد برای ایجاد خطر شکستگی کافی است.

 

اقدامات تشخیصی: 

با استفاده از روشهایی همچون سنجش جذب فوتون منفرد و دوگانه، توموگرافی کامپیوتری کمی، بررسی فعال‌سازی نوترونهای کلسیم و استفاده از اولتراسوند می‌توان اتلاف مواد معدنی استخوان را نشان داد.
اقدامات درمانی: استراحت و گرمای موضعی.Corset مناسب اکسایش بیمار را به همراه می‌آورد. هورمون استروژن سرعت جذب استخوان را زیاد می‌کند. اما تشکیل استخوان بالا نمی‌رود. استروژن مانع دفع کلسیم می‌شود و اتلاف استخوان را به تعویق می‌اندازد.
تجویز 1500 میلی‌گرم کلسیم در روز وقتی بیمار نمی‌تواند استروژن بگیرد بسیار مناسب است. مصرف کلسیم اثر خوبی بر حفظ استخوان کورتیکال دارد ولی اثری روی استخوان ترابکولار ندارد. البته دریافت کلسیم گاهی قبل از 25 یا 30 سالگی ممکن است اثرات سودمندی بر نگهداری حداکثر توده استخوانی داشته باشد.

 

سیستم کاردیولوژی هسته ای امکان مرور تصاویر را به صورت multi modality فراهم می کند

سیستم کاردیولوژی هسته ای امکان مرور تصاویر را به صورت multi modality فراهم می کند

    

    سیستم کاردیولوژی هسته ای امکان دسترسی به  تصاویر را به صورت multi modality برای بررسی بیماران قلبی فراهم می کند.

   این سیستم بخشی از تولیدات قلبی عروقی Agfa است که امکان مرور راحت و multi modality تصاویر و تحلیل کمی کاردیولوژی هسته ای و بخش های کاردیولوژی را فراهم می کند. با نمایش بر روی ایستگاه مرور قلبی عروقی با دو مونیتور، نمایی کامل از آزمون انجام گرفته بر بیمار برای متخصص قلب فراهم می شود.

    طراحی سیستم بر اساس بهترین توصیه های کاربردی در مورد مرور تصاویر و ایجاد گزارش بنا نهاده شده است. ابزار گزارش کاردیولوژی هسته ای بر اساس استانداردهای توصیه شده به وسیله کمیسیون بین المللی تطابق آزمایشگاههای پزشکی هسته ای کار می کند. شرکت ابزارهای کاردیولوژی هسته ای Agfa وسیله ای با کاربرد ساده تولید کرده است که بر مبنای استانداردهای انجمن کاردیولوژی هسته ای آمریکا بنا نهاده شده است.
  به نقل از medinews.com ، دکتر Gray v.heller رییس بخش کاردیولوژی هسته ای بیمارستان Hartford می گوید. ما معتقدیم یکی از پیشرفتها برای تسهیل انجام بهترین روش ها در بخش پزشکی هسته ای اتفاق افتاده است. به جای ایجاد کاربردهای مختلف برای هر آزمایشگاه به طور جداگانه، شرکت تصمیم گرفته تا بر استانداردهای ملی تمرکزکند. من واقعا خوشحالم که شرکت این روش مبتنی بر بیمار را انتخاب کرده و آن را بر اساس تجربیات قبلی خود در زمینه استانداردهای Dicom  طراحی کرده است.

    این ابزار کاردیولوژی هسته ای امکان مدیریت Dicom و سایر اطلاعات تصویری را از طریق یک مترجم Numa و درون یک پایگاه داده منفرد فراهم کرده تا مشاهده و تفسیر آسان شود. ایستگاه دو مونیتوره مرور دارای کاربردی آسان بوده و بانشستن دریک نقطه به راحتی می توان نیازهای لازم برای ثبت وبررسی تصاویر کاردیولوژی قلبی را برآورد کرد.

  سیستم پرفیوژن فعال segment 17را فراهم کرده و دارای دیاگرام حرکت دیواره برای کاربردهای دینامیک است. الگوریتم جدید بالینی سیستم امکان ایجاد یافته های جدید با فهم آسان و تفسیر سریع پرفیوژن و ناهنجاری های حرکت دیواره را فراهم می کند.

 

Nuclear Cardiology System Provides Multi-Modality Image Reviews
 
 
A new nuclear cardiology system provides a single point-of-access to multiple image modalities to enhance cardiac patient care.

The system is part of the comprehensive Agfa HealthCare?s (Mortsel, Belgium) Cardiovascular product range, delivering convenient, multimodality image reviews and quantitative analysis for nuclear cardiology and cardiology departments. Displayed on the company?s dual monitor Cardiovascular Review Station, a comprehensive view of patient exams is readily available to cardiologists.

The system?s design is based on recommended best practices for integrated image review and report generation. The Nuclear Cardiology report module fully incorporates the standards established by the Intersocietal Commission for the Accreditation of Nuclear Medicine Laboratories (ICANL).

?The Agfa HealthCare Nuclear Cardiology solution delivers an easy-to-use vehicle for creating a thorough, comprehensive report that meets the national standards established by the American Society of Nuclear Cardiology. I believe this to be a very solid approach to facilitating best practices in nuclear medicine,? said Gary V. Heller, M.D., Ph.D., director, nuclear cardiology, Hartford Hospital (Hartford, CT, USA). ?Rather than creating applications for each individual lab, the company has chosen to focus on the national standards. This solution will actually help make some labs practice better medicine, by providing a means of adopting accreditation standards as recommended by the Intersocietal Commission for Accreditation of Nuclear Laboratories. I am pleased that the company has taken this patient-centric approach.?

Drawing on the company?s experience in DICOM (Digital Imaging and Communication in Medicine) standards, the Nuclear Cardiology module provides the means to manage DICOM and other image data through a Numa translator and into a single database for easy viewing and interpretation. The dual-monitor Review Station is a user-friendly interface to review and score the image while sitting at one location.

To meet the advanced requirements of nuclear cardiology documentation, the system provides interactive 17-segment perfusion and wall motion diagrams for dynamic sentence generation. The system?s novel clinical algorithms that generate findings in easily understood, compound sentences aid interpretation of perfusion and wall motion abnormalities.

 

 

رآکتور هسته ای

رآکتور هسته ای

طراحی یک رآکتور

در همه رآکتورها، قلب رآکتور که دمای بسیار زیادی دارد باید خنک شود. در یک نیروگاه هسته ای، سیستم خنک ساز به نوعی طراحی می‌شود که از گرمای آزاد شده به بهترین شکل ممکن استفاده شود. در اغلب این سیستمها از آب استفاده می‌شود. اما آب نوعی کند کننده هم محسوب می‌شود و از این رو نمی تواند در رآکتورهای سریع مورد استفاده قرار گیرد. در رآکتورهای سریع از سدیم مذاب یا نمک های سدیم استفاده می‌شود و دمای عملیاتی خنک ساز بالاتر است. در رآکتورهایی که برای تبدیل مورد طراحی شده اند، به راحتی گرمای آزاد شده را در محیط آزاد می‌کنند.
در یک نیروگاه هسته ای، رآکتور کند منبع آب را گرم می‌کند و آن را به بخار تبدیل می‌کند. بخار آب توربین بخار را به حرکت در می‌آورد ، توربین نیز ژنراتور را می‌چرخاند و به این ترتیب انرژی تولید می‌شود. این آب و بخار آن در تماس مستقیم با راکتور هسته ای است و از این رو در معرض تابش های شدید رادیواکتیو قرار می‌گیرند. برای پیشگیری از هر گونه خطر مرتبط با این آب رادیواکتیو، در برخی رآکتورها بخار تولید شده را به یک مبدل حرارتی ثانویه وارد می‌کنند و از آن به عنوان یک منبع گرمایی در چرخه دومی از آب و بخار استفاده می‌کنند. بدین ترتیب آب و بخار رادیواکتیو هیچ تماسی با توربین نخواهند داشت.

انواع رآکتورهای گرمایی
در در رآکتورهای گرمایی علاوه برکند کننده، سوخت هسته ای ( ایزوتوپ قابل شکافت القایی)، مخزن بخار و لوله های منتقل کننده آن، دیواره های حفاظتی و تجهیزات کنترل و مشاهده سیستم رآکتور نیز وجود دارند. البته بسته به این که این رآکتورها از کانالهای سوخت فشرده شده، مخزن بزرگ بخار یا خنک کننده گازی استفاده کنند، می‌توان آنها را به سردسته تقسیم کرد.
الف - کانالهای تحت فشار در رآکتورهای RBMK و CANDU استفاده می‌شوند و می‌توان آنها را در حال کارکردن رآکتور، سوخت رسانی کرد.
ب - مخزن بخار پرفشار داغ، رایج ترین نوع رآکتور است و در اغلب نیروگاههای هسته ای و رآکتورهای دریایی ( کشتی، ناوهواپیمابر یا زیردریایی ) از آن استفاده می‌شود. این مخزن می‌تواند به عنوان لایه حفاظتی نیز عمل کند.
ج - خنک سازی گازی: در این رآکتورها به جای آب، از یک سیال گازی شکل برای خنک کردن رآکتور استفاده می‌شود. این گاز در یک چرخه گرمایی با منبع حرارتی راکتور قرار می‌گیرد و معمولاً از هلیوم برای آن استفاده می‌شود، هر چند که نیتروژن و دی اکسید کربن نیز کاربرد دارند. در برخی رآکتورهای جدید، رآکتور به قدری گرما تولید می‌کند که گاز خنک کن می‌تواند مستقیما یک توربین گازی را بچرخاند، در حالی که در طراحی های قدیمی تر گاز خنک کن را به یک مبدل حرارتی می‌فرستادند تا در یک چرخه دیگر، آب را به بخار تبدیل کند و بخار داغ، یک توربین بخار را بگرداند.

بقیه اجزای نیروگاه هسته ای
غیر از رآکتور که منبع گرمایی است، تفاوت اندکی بین نیروگاه هسته ای و یک نیروگاه حرارتی تولید برق با سوخت فسیلی وجود دارد.
مخزن بخار تحت فشار معمولا درون یک ساختمان بتونی تعبیه می‌شود که این ساختمان به عنوان یک سد حفاظتی در برابر تابش رادیواکتیو عمل می‌کند. این ساختمان هم درون یک مخزن بزرگتر فولادی قرار می‌گیرد. هسته رآکتور و تجهیزات مرتبط با آن درون این مخزن فولادی قرار گرفته اند و کارکنان می‌توانند راکتور را تخلیه یا سوخت رسانی کنند. وظیفه این مخزن فولادی، جلوگیری از نشت هر گونه گاز یا مایع رادیواکتیو از درون سیال است.
در نهایت این مخزن فولادی هم به وسیله یک ساختمان بتونی خارجی محافظت می‌شود. این ساختمان به قدری محکم است که در برابر اصابت یک هواپیمای جت مسافربری ( مشابه حادثه یازده سپتامبر ) هم تخریب نمی شود. وجود این ساختمان حفاظتی دوم برای جلوگیری از انتشار مواد رادیواکتیو در اثر هرگونه نشت از حفاظ اول ضروری است. در حادثه انفجار چرنوبیل، فقط یک ساختمان حفاظتی وجود داشت و همان موجب شد موادراکتیو در سطح اروپا پخش شود.

رآکتورهای هسته ای طبیعی
در طبیعت هم می‌توان نشانه هایی از رآکتور هسته ای پیدا کرد، البته به شرطی که تمام عوامل مورد نیاز به طور طبیعی در کنار هم قرار گرفته باشند. تنها نمونه شناخته شده یک رآکتور هسته ای طبیعی دو میلیارد سال پیش در منطقه اوکلو در کشور گابون ( قاره آفریقا ) فعالیتش را آغاز کرده است. البته دیگر چنین رآکتورهایی روی زمین شکل نمی گیرند، زیرا واپاشی رادیواکتیو این مواد ( به خصوص U-235 ) در این زمان طولانی 5/4 میلیارد ساله ( سن زمین )، فراوانی U-235 را در منابع طبیعی این رآکتورها بسیار کاهش داده است، به طوری که مقدار آن به پایین تر از حد مورد نیاز آغاز یک واکنش زنجیره ای رسیده است.
این رآکتورهای طبیعی زمانی شکل گرفتند که معادن غنی از اورانیوم به تدریج از آب زیرزمینی یا سطحی پر شدند. این آب به صورت کند کننده عمل کرد و واکنش های زنجیره ای شدیدی به وقوع پیوست. با افزایش دما، آب کند کننده بخار می‌شد و رآکتور خاموش شد. پس از مدتی، این بخارها به مایع تبدیل می‌شدند و دوباره رآکتور به راه می‌افتاد. این سیستم خودکار و بسته، یک رآکتور را کنترل می‌کرد و برای صدها هزار سال، این رآکتور را فعال نگاه می‌داشت.
مطالعه و بررسی این رآکتورهای هسته ای طبیعی بسیار ارزشمند است، زیرا می‌تواند به تحلیل چگونگی حرکت مواد رادیواکتیو در پوسته زمین کمک کند. اگر زمین شناسان بتوانند را از این حرکت‌ها را شناسایی کنند، می‌توانند راه حل های جدیدی برای دفن زباله های هسته ای پیدا کنند تا روزی خدای ناکرده، این ضایعات خطرناک به منابع آب سطح زمین نشت نکنند و فاجعه ای بشری به بار نیاورند.

انواع رآکتورهای گرمایی
الف - کند سازی با آب سبک:
a- رآکتور آب تحت فشار Pressurized Water Reactor(PWR)
b- رآکتور آب جوشان Boiling Water Reactor(BWR)
c- رآکتور D2G

ب- کند سازی با گرافیت:
a- ماگنوس Magnox
b- رآکتور پیشرفته با خنک کنندی گازی Advanced Gas-Coaled Reactor (AGR)
c- RBMK
d- PBMR

ج - کند کنندگی با آب سنگین:
a - SGHWR
b - CANDU

رآکتور آب تحت فشار، PWR
رآکتور PWR یکی از رایج ترین راکتورهای هسته ای است که از آب معمولی هم به عنوان کند ساز نوترونها و هم به عنوان خنک ساز استفاده می‌کند. در یک PWR، مدار خنک اولیه از آب تحت فشار استفاده می‌کند. آب تحت فشار، در دمایی بالاتر از آب معمولی به جوش می‌آید، از این دوچرخه خنک ساز اولیه را به گونه ای طراحی می‌کنند که آب با وجود آنکه دمایی بسیار بالا دارد، جوش نیاید و به بخار تبدیل نشود. این آب داغ و تحت فشار در یک مبدل حرارتی، گرما را به چرخه دوم منتقل میکند که یک نوع چرخه بخار است و از آب معمولی استفاده می‌کند. دراین چرخه آب جوش می‌آید و بخار داغ تشکیل می‌شود، بخار داغ یک توربین بخار را می‌چرخاند، توربین هم یک ژنراتور و در نهایت ژنراتور، انرژی الکتریکی تولید می‌کند.
PWR به دلیل دارابودن چرخه ثانویه با BWR تفاوت دارد. از گرمای تولیدی در PWR به عنوان سیستم گرم کننده درنواحی قطبی نیز استفاده شده است. این نوع رآکتور، رایج ترین نوع رآکتورهای هسته ای است و در حال حاضر، بیش از 230 عدد از آنها در نیروگاههای هسته ای تولید برق و صدها رآکتور دیگر برای تأمین انرژی تجهیزات دریایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.

خنک کننده
همان طور که می‌دانید، برخورد نوترونها با سوخت هسته ای درون میله های سوخت، موجب شکافت هسته اتمها می‌شود و این فرآیند هم به نوبه خود، گرما و نوترونهای بیشتری آزاد می‌کند. اگر این حرارت آزاد شده منتقل نشود، ممکن است میله های سوخت ذوب شوند و ساختار کنترلی رآکتور از بین برود ( و البته خطرهای مرگ آوری که به دنبال آن روی می‌دهند. ) در PWR، میله های سوخت به صورت یک دسته در ساختاری، ترسیمی قرار گرفته اند و آب از کف رآکتور به بالا جریان پیدا می‌کند. آب از میان این میله های سوخت عبور می‌کند و به شدت گرم می‌شود، به طوری که به دمای 325 درجه سانتی گراد می‌رسد. درمبدل حرارتی، این آب داغ موجب داغ شدن آب در چرخه دوم می‌شود و بخاری با دمای 270 درجه سانتی گراد تولید می‌کند تا توربین را بچرخاند.

کند کننده
نوترونهای حاصل از یک شکافت هسته ای بیش از آن حدی گرمند که بتوانند یک واکنش شکافت هسته ای را آغاز کنند. انرژی آنها را باید کاهش داد تا با محیط اطراف خود به تعادل گرمایی برسند. محیط اطراف نوترونها ( قلب رآکتور ) دمایی در حدود 450 درجه سانتی گراد دارد.
در یک PWR، نوترونها در پی برخورد با مولکولهای آب خنک ساز، انرژی جنبشی خود را از دست می‌دهند؛ به طوری که پس از 8 تا 10 برخورد ( البته به طور متوسط ) با محیط هم دما می‌شوند. در این حالت، احتمال جذب نوترونها از سوی هسته U-235 بسیار زیاد است ودر صورت جذب، بالافاصله هسته U-236 جدید دچار شکافت می‌شود.
مکانیسم حساسی که هر رآکتور هسته ای را کنترل می‌کند، سرعت آزاد سازی نوترونها در طول یک فرآیند شکافت است به طور متوسط از هر شکافت، دونوترون و مقدار زیادی انرژی آزاد می‌شود. نوترونهای آزاد شده اگر با هسته U-235 دیگری برخورد کنند، شکافت دیگری را سبب می‌شوند و در نهایت یک واکنش زنجیره ای روی می‌دهد. اگر تمام این نوترونها در یک لحظه آزاد شوند، تعدادشان به قدری زیاد می‌شود که باعث ذوب شدن راکتور خواهد شد. ( تعداد ذرات پر انرژی، دمای یک سیستم را تعیین می‌کند. معادله بوتنرمن، این ارتباط را توصیف می‌کند. ) خوشبختانه برخی از این نوترونها پس از یک بازه زمانی نه چندان کوتاه ( حدود یک دقیقه ) تولید می‌شوند و سبب می‌شوند دیگر عوامل کنترل کننده از این تاخیر زمانی استفاده کرده، اثر خود را داشته باشند.
یکی از مزیت های استفاه از آب در PWR، این است که اثر کند سازی آب با افزایش دما کاهش می‌یابد. در حالت عادی، آب در فشار 150 برابر فشار یک اتمسفر قرار دارد ( حدود 15 مگا پاسکال ) و در قلب رآکتور به دمای 325 درجه سانتی گراد می‌رسد. درست است که آب با فشار پانزده مگا پاکسال در این دما جوش نمی آید، ولی به شدت از خاصیت کند کنندگی اش کاسته می‌شود، بنابراین آهنگ واکنش شکافت هسته ای کاهش می‌یابد، حرارت کمتری تولید می‌شود و دما پایین می‌آید. دما که کاهش یابد، توان رآکتور افزایش می‌یابد و دما که افزایش یابد توان راکتور کاهش می‌یابد؛ پس خود سیستم PWR دارای یک سیستم خود تعادلی در رآکتور است و تضمین می‌کند توان رآکتور در کمترین میزان مورد نیاز برای تأمین گرمای سیستم بخار ثانویه است.
در اغلب رآکتورهای PWR، توان رآکتور را در دوره فعالیت معمولی با تغییرات غلظت بورون ( در شکل اسید بوریک ) در چرخه خنک کننده اولیه کنترل اولیه کنترل می‌کنند سرعت جریان خنک کننده اول در رآکتورهای PWR معمولی ثابت است. بورون یک جذب کننده قوی نوترون است و با افزایش یا کاهش غلظت آن، می‌توان شدت فعالیت راکتور را کاهش یا افزایش داد. برای این کار، یک سیستم کنترلی پیچیده شامل پمپ های فشار بالا که آب را در فشار 15 مگا پاسکال از چرخه خارج می‌کند، تجهیزات تغییر غلظت اسید بوریک و تزریق مجدد آب به چرخه خنک ساز مورد نیاز است.
یکی از اشکالات راکتورهای شکافت، این است که حتی پس از توقف واکنش شکافت، هنوز هم واپاشی های رادیواکتیوی انجام می‌شود و حرارت زیادی آزاد می‌شود که می‌تواند راکتور را ذوب کند. البته سیستم های حفاظتی و پشتیبانی متعددی برای جلوگیری از این واقعه وجود دارند، با این حال ممکن است در اثر پیچیدگی های این سیستم، برهمکنش های پیش بینی نشده یا خطاهای عملیاتی مرگ آفرینی در شرایط اضطراری روی دهند. در نهایت، هر رآکتور با یک حفاظ ساختمانی بتونی احاطه شده است که آخرین سد در برابر تشعشعات رادیواکتیو است.

رآکتور آب جوشان، BWR
در رآکتور آب جوشان، از آب سبک استفاده می‌شود. آب سبک، آبی است که در آن فقط هیدروژن معمولی وجود دارد. ) BWR اختلاف زیادی با رآکتور آب تحت فشار ندارد، غیر از اینکه در BWR فقط یک چرخه خنک کننده وجود دارد و آب مستقیما در قلب راکتور به جوش می‌آید. فشار آب در BWR کمتر از PWR است، به طوری که در بیشترین مقدار به 75 برابر فشار جو می‌رسد ( 5/7 مگا پاسکال ) و بدین ترتیب آب در دمای 285 درجه سانتی گراد به جوش می‌آید.
رآکتور BWR به شکلی طراحی شده که بین 12 تا 15 درصد آب درون قلب رآکتور به شکل بخار در قسمت بالای آن قرار می‌گیرد. بدین ترتیب عملکرد بخش بالایی و پایینی هسته رآکتور با هم تفاوت دارند. در بخش بالایی قلب رآکتور، کند سازی کمتری صورت می‌گیرد و در نتیجه بخش بالایی کمتر است.
در حالت کلی دو مکانیسم برای کنترل BWR وجود دارد: استفاده از میله های کنترل و تغییر جریان آب درون راکتور.
الف - بالا بردن یا پایین آوردن میله های کنترل، روش معمولی کنترل توان رآکتور در حالت راه اندازی رآکتور تا رسیدن به 70 درصد حداکثر توان است. میله های کنترل حاوی مواد جذب کننده نوترون هستند؛ در نتیجه پایین آوردن آنها موجب افزایش جذب نوترون در میله ها، کاهش جذب نوترون در سوخت و درنهایت کاهش آهنگ شکافت هسته ای و پایین آمدن توان رآکتور می‌شود. بالا بردن میله های سوخت دقیقاً نتیجه معکوس می‌دهد.
ب - تغییرات جریان آب درون رآکتور، زمانی برای کنترل رآکتور مورد استفاده قرار می‌گیرد که راکتور بین 70 تا صد درصد توان خود کار می‌کند. اگر جریان آب درون رآکتور افزایش یابد، حباب های بخار در حال جوش سریع تر از قلب راکتور خارج می‌شوند و آب درون قلب رآکتور بیشتر می‌شود. افزایش مقدار آب به معنی افزایش کندسازی نوترون و جذب بیشتر نوترونها از سوی سوخت است و این یعنی افزایش توان راکتور. با کاهش جریان آب درون رآکتور، حباب‌ها بیشتر در رآکتور باقی می‌مانند، سطح آب کاهش می‌یابد و به دنبال آن کندسازی نوترونها و جذب نوترون هم کاهش می‌یابد و در نهایت توان رآکتور کاهش می‌یابد.
بخار تولید شده در قلب رآکتور از شیرهای جدا کننده بخار و صفحات خشک کن ( برای جذب هر گونه قطرات آب داغ ) عبور می‌کند و مستقیماً به سمت توربین های بخار که بخشی از مدار رآکتور محسوب می‌شوند، می‌رود. آب اطراف رآکتور همواره در معرض تابش و آلودگی رادیواکتیو است و از آنجا که توربین هم در تماس مستقیم با این آب است، باید پوشش حفاظتی داشته باشد. اغلب آلودگی های درون آب عمر کوتاهی دارند ( مانند N16 که بخش اعظم آلودگی های آب را تشکیل می‌دهد و نیمه عمرش تنها 7 ثانیه است )، بنابراین مدت کوتاهی پس از خاموش شدن رآکتور می‌توان به قسمت توربین وارد شد.
در رآکتور BWR، افزایش نسبت بخار آب به آب مایع درون رآکتور موجب کاهش گرمای خروجی می‌شود. با این حال، یک افزایش ناگهانی در فشار بخار، سبب بروز یک کاهش ناگهانی در نسبت بخار به آب مایع درون رآکتور می‌شود که خود، سبب افزایش توان خروجی می‌شود. این شرایط و دیگر حالت های خطرساز، موجب شده است از سیستم کنترلی اسید بوریک ( بورون ) نیز استفاده شود، بدین شکل که در سیستم پشتیبان خاموش کننده اضطراری، محلول اسید بوریک با غلظت بالا به چرخه خنک کننده تزریق می‌شود. خوبی این سیستم این است که اسید اوریک، یک خورنده قوی است و معمولا در PWR سبب می‌شود تلفات ناشی از خوردگی قابل توجه باشد. در بدترین شرایط اضطراری که تمام سیستم های امنیتی از کار افتاد، هر رآکتور به وسیله یک ساختمان حفاظتی از محیط اطراف جدا شده است. در یک رآکتور BWR جدی، حدود 800 دسته واحد سوخت قرار می‌گیرد و در هر دسته بین 74 تا 100 میله سوخت قرار می‌گیرد. این چنین حدود 140 تن اورانیوم در قلب رآکتور ذخیره می‌شود.

• رآکتور D2G
رآکتور هسته ای D2G را می‌توان در تمام ناوهای دریایی ایالات متحده می‌توان پیدا کرد. D2G مخفف عبارت زیراست:
رآکتور ناو جنگی D=Destroyer-sized reactor
نس دوم 2=Second Geneation
ساخت جنرال الکتریک G= General - Electric built
بدین ترتیب، D2G را می‌توان مخفف این عبارت دانست: رآکتور هسته ای نسل دوم ویژه ناوهای جنگی ساخت جنرال الکتریک. این رآکتور برای تولید حداکثر 150 مگا وات انرژی الکتریکی و عمر مفید 15 سال مصرف معمولی طراحی شده است.
در این رآکتور، برای مخزن بخار دو رآکتور وجود دارد و طوری طراحی شده که بتوان هر دو اتاق توربین را با یک رآکتور به راه انداخت. اگر هر دو رآکتور فعال باشند، ناو به سرعت 32 گره می‌رسد. اگر یک رآکتور فعال باشد و توربین‌ها متصل به هم باشند، سرعت ناو به 25 تا 27 گره خواهد رسید و اگر فقط یک رآکتور فعال باشد ولی توربین‌ها جدا باشند، سرعت فقط 15 گره خواهد بود.