Nükleer teknikler kullanan bir mayın algılama sisteminin tasarımı ve sayısal değerlendirilmesi
Numerical evaluation of a mine detection system based on nuclear techniques
- Tez No: 296824
- Danışmanlar: PROF. DR. METİN SUBAŞI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kara-mayını, NaI, BF3, 252Cf nötron kaynağı, TNC, NIS, landmine, NaI, BF3, 252Cf, NIS, TNC
- Yıl: 2010
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nükleer Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 121
Özet
Son zamanlarda, plastik kara-mayınlarının nükleer teknikler kullanılarak tespit edilmesi ile ilgili pek çok çalışma yapılmaktadır. Bu tekniklerden birisi, nötronlarla indüklenen gama ışınlarının sayılmasına dayanır. Yani, belirli oranlarda karbon, hidrojen, oksijen ve azottan oluşan tüm plastik patlayıcılar, bu elementlerin ısıl nötron yakalama veya nötron inelastik saçılma sonucu yayınladıkları özel gama ışınları ölçülerek tespit edilebilir. Bir diğer teknik ise, ışınlanan hacim içerisindeki hidrojen konsantrasyonuna bağlı olarak geri saçılan düşük enerjili nötronların sayılmasıdır.Mevcut çalışmada, bu iki tekniğin birlikte kullanıldığı bir mayın tespit sistemi tasarlanmış ve Monte Carlo hesaplama yöntemiyle sistemin verimliliği test edilmiştir. Geliştirilen modelde, ışınlamada kullanmak üzere, taşınabilir bir izotropik nötron kaynağı (252Cf, 10 ? g), patlayıcılardan gelen karakteristik gama ışınlarının sayımı için üç adet NaI detektörü (3x3 inç) ve geri saçılan nötronların sayımı için de sekiz adet BF3 detektör kullanılmıştır. Bunlar, nötronlar için moderatör ve zırhlama görevi gören bir blok üstüne tespit edilmişlerdir. Blok malzemesi ve geometrisi, değişik boyutlarda farklı malzemeler (bor katlılı parafin, bor katkılı polietilen, bor ve kurşun katkılı polietilen ve borik asit) denenerek belirlenmiştir. Hesaplamalar bor katkılı parafinin en uygun malzeme olacağını göstermiştir. Tasarlanan sistemin mayın tespit ve tanımlamada etkinliği değişik toprak ortamları için nem oranı göz önüne alınarak test edilmiş, mayının cinsi, boyutu ve gömülme derinliği gibi parametrelerin sisteme getirdiği sınırlamalar belirlenmiştir.Tasarlanan sistem için uygulanan Monte Carlo hesaplamaları, 5 cm derinlikteki `topuk mayınlarının', nötron geri saçılma yöntemiyle, yaklaşık 1,5 km uzunluğundaki bir yol boyunca 1 saat içinde, daha derinlerdeki büyük kütleli patlayıcıların ise, nötronların indüklediği gama ışınlarını ölçerek daha uzun sürede tespit edilebileceğini göstermiştir.
Özet (Çeviri)
Recently many studies have been reported on the detection of landmines by some nuclear techniques. One of them is based on the measurement of neutron-induced gamma rays. That is, all plastic explosives which are composed of certain amounts of carbon, hydrogen, oxygen and nitrogen can be charecterized by measuring the characteristic gamma rays emitted from these elements in thermal neutron capture or inelastic neutron scattering reactions. In another technique, the anomaly in the volume can be defined by counting the low energy, back-scattered neutrons due to the hydrogen content of the irradiated volume.In the present work, a model detection system which uses both these two techniques was designed and its efficiency was tested by applying the Monte Carlo calculation technique (MCNP). The system consists of a fast neutron source (252Cf, 10 ? g), three gamma-ray detectors (NaI, 3x3 inches) and eight neutron detectors (BF3) placed on a neutron moderating and shielding block. The effects of the block on the efficiency of the detection system were investigated using various materials (borated polyethylene, borated paraffin, borated ? lead polyethylene and boric acid) in different dimensions. Borated-paraffin was found to be the best suitable material for the system. The system was further tested in various soil formations and its detection limits were determined considering the identity, size, burial depth of the land mine and moisture content of formations.The Monte Carlo calculations revealed that the detection system can uncover an APM (NBS technique) buried at 5 cm under the limestone by scanning a distance of 1,5 km in one hour. In addition, it can characterize a massive plastic explosive burried deeper in a formation by counting the neutron induced gamma rays for less than 5 minutes.
Benzer Tezler
- İnfrared yöntemle termal deşarj incelemesi
Investigation of thermal discharge by using infrared measurements
ALİ OSMAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Uygulamalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. BERİL TUĞRUL
- B2O3 hedefin 103-127 keV enerjili protonlar ile bombardımanı sonucu gerçekleşen 11B(p,α)2α reaksiyonunun kısmi diferensiyel tesir kesitlerinin ölçülmesi
Measurement of partial differential cross sections of the 11B(p,α)2α reaction occured by bombarding B2O3 target with 103-127 keV protons
OSMAN ALAÇAYIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- NMR/NQR ilkesine göre çalışan madde analizörü için çoklu puls tekniklerin geliştirilmesi
Investigation of multipulse sequence techniques for materials analysis that working according to principle of NMR/NQR
NURCAN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2011
Fizik ve Fizik MühendisliğiGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BULAT Z. RAMEEV
- An investigation on hazard and operability study (HAZOP) according to SEVESO III directive and special case studies
SEVESO III direktifi kapsamında yapılan tehlike ve işletilebilirlik analizi (HAZOP) çalışmalarının incelenmesi ve özel örneklemeler
PELİN GÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HİKMET İSKENDER
- Kesikli ordinatlar yönteminde gauss chebyshev kuadraturu ile ışın-etkisinin araştırılması
Investigation of ray-effect by gauss chebyshev method
SEMİHA SAĞLAM