Bir radon izleme sisteminin tasarımı ve test edilmesi
Designing and testing a radon monitoring system
- Tez No: 784771
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ERTAN KÜRKÇÜOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Fizik ve Fizik Mühendisliği, Computer Engineering and Computer Science and Control, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 257
Özet
Radon maruziyeti, halk sağlığını yakından ilgilendiren gerçek bir çevre sorunudur. Radon radyoaktiftir ve A-sınıfı bir kanserojendir. Yaşadığımız her yerde, az veya çok miktarda mutlaka radon mevcuttur. Radon, havadan daha ağırdır ve zamanla kapalı mekânlarda birikebilir. Radon ve bozunma ürünlerinin solunması akciğer kanseri oluşumu ile ilişkilendirildiğinden bina içi radon seviyelerinin belirlenmesi ve bilhassa orta veya yüksek düzeyde doğal radyasyona sahip bölgelerdeki bina içi radon yoğunluklarının takip edilmesi oldukça önemlidir. Radonun varlığı ve miktarı, sadece özel olarak geliştirilmiş cihazlar vasıtasıyla tespit edilebilmektedir. Bu çalışmada, bina içi atmosferik radon konsantrasyonlarının ölçümü ve monitörlemesi için geliştirilen ve IRL-RMS (Isparta Radon Laboratuvarı-Radon Monitörleme Sistemi) adını verdiğimiz web-kontrollü online bir radon takip ağı tasarımı tanıtılmaktadır. Önerilen sistem mimarisi, yerleştirildiği ölçüm noktalarındaki radon düzeylerini eş-zamanlı ve sürekli (her saatte bir kez) ölçerek bu ölçüm sonuçlarına ait verileri online olarak bir merkeze (kontrol merkezine) gönderen IoT-tabanlı (nesnelerin interneti kapsamında çalışan) tekli radon takip sistemlerini web üzerinden bir arada kontrol edebilen bir takip ağı olarak tasarlanmıştır. Bu tasarım sayesinde, farklı mekânlardan (birbirinden bağımsız tekli radon takip sistemlerinden) gelen veriler, gerçek-zamanlı olarak kontrol merkezinde işlenip, depolanabilmekte ve ölçülen radon düzeyleri, internet erişimine sahip uzaktaki bir bilgisayardan anlık olarak veya belirli bir zaman aralığı için görsel olarak da takip edilebilmektedir. Önerilen tasarım iki adımlı bir çalışma ile hayata geçirilmiştir. İlk adımda, online radon ölçümü için kullanılacak IoT-tabanlı tekli radon takip sistemi geliştirilerek bu sistemin uzun-dönem radon ölçümleri için veri aktarma performansı bakımından uygunluğu, ön-ölçümlerle ortaya konulmuştur. Sonraki adımda ise, tekli sistemleri bir arada kontrol edebilen web-tabanlı bir kontrol programı hazırlanmış ve fiziki olarak kurulan bir radon takip ağı ile bir yıl boyunca test ölçümleri yapılarak önerilen tasarımın pratikteki kullanımı gerçekleştirilmiştir. Çalışmada öncelikle, ev ve işyerleri için bina içi atmosferik radon seviyelerinin sürekli olarak ölçülüp monitörlenebileceği, uygun maliyetli bir IoT-tabanlı tekli takip sistemi tasarımına odaklanılmıştır. Bu amaçla, piyasadan temin edilebilen hesaplı bir elektronik radon dedektörü ile bir SBC (tek kartlı bilgisayar) birbirlerine kablosuz olarak bağlanmıştır. SBC içerisinde çalışan ve Python dilinde yazdığımız kod yardımıyla, sistem tarafından alınan radon ölçüm verilerinin tanımlı internet alanına (buluta) aktarılması ve depolanması sağlanmıştır. Buluttaki bu verilere, internete bağlı cihazlarla iletişim kurmayı sağlayan açık kaynaklı bir IoT uygulama programı ile ulaşmak mümkün olduğu için önerilen tasarım, internete bağlı bir PC kullanarak ölçüm verilerinin uzaktan işlenmesini ve görselleştirilmesini mümkün kılmıştır. Bir radon takip sisteminin uzun-dönem ölçümlerine uygun olması gerekmektedir. Bu nedenle tekli radon takip sistemimizin veri iletim verimliliği, Isparta il merkezinde bulunan bir konutta, 1 Haziran 2020 ile 31 Ocak 2021 tarihleri arasında gerçekleştirilen ön-ölçümlerle araştırılmıştır. 8 ay boyunca toplamda 5848 adet saatlik veri kaydedilerek sistemin %99,5 düzeyinde yüksek bir veri iletim performansına sahip olduğu ve uzun-dönem radon ölçümleri için rahatlıkla kullanılabileceği gösterilmiştir. IoT-tabanlı tekli radon takip sistemi için yapılan ön-ölçümlerde, atmosferik radon konsantrasyonlarının 2-178 Bq/m3 arasında değiştiği ve evdeki ortalama radon yoğunluğunun 59 Bq/m3 olduğu tespit edilmiştir. Bu düzey, TENMAK'ın (Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu'nun) meskenler için kabul ettiği 400 Bq/m3'lük sınır değerin oldukça altındadır. Ek olarak, ön-ölçümlerden elde edilen verilerin istatistiksel analizi, SPSS 25.0 programı kullanılarak yapılmıştır. Sağa çarpık bir dağılım sergileyen fakat, herhangi bir dağılıma uymayan verilerin analizleri için parametrik olmayan testler uygulanmış ve Kruskal Wallis testlerine göre; hem aylar arasında hem de mevsimler arasında radon ölçümleri bakımından istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu belirlenmiştir (p
Özet (Çeviri)
Radon exposure is a real environmental problem that closely concerns public health. Radon is radioactive and is a class-A carcinogen. Everywhere we live, there is unquestionably radon, in greater or lesser quantities. Radon is heavier than air and therefore, it can accumulate indoors over time. Since inhalation of radon and its decay products is associated with the formation of lung cancer, it is very important to determine indoor radon levels and to monitor indoor radon concentrations, especially in areas with moderate or high levels of natural radiation. The presence and the amount of radon can only be detected by specially developed devices. This study introduces a web-controlled online radon monitoring network design, which we named IRL-RMS (Isparta Radon Laboratory-Radon Monitoring System), developed for measuring and monitoring indoor atmospheric radon concentrations. The proposed system architecture consists of a control unit and IoT-based (internet of things-based) individual radon monitoring systems that measure the radon levels continuously (once every hour) at the measurement points where they are placed. Then the measurement data obtained from this network are collected online at the control center. With the aid of this design, data coming from different places (from different individual radon monitoring systems) can be processed and stored in the control center simultaneously. Real-time measurements can be monitored visually from a computer with internet access and a data set for a certain time interval can also be examined by this configuration. The proposed system was designed in two steps. In the first step, an IoT-based individual radon monitoring system was developed for online radon measurement that must fulfil the data transfer efficiency for long-term radon research, which was tested by preliminary measurements. In the second step, a web-based control program was established to control all individual systems together for a real situation. Thus, a radon monitoring network was set up and the practical use of the proposed design was investigated by one-year test measurements. The study primarily focused on the design of a cost-effective, IoT-based individual monitoring system that can be used in homes and workplaces for monitoring and measuring atmospheric indoor levels continuously. For this purpose, a commercially available, inexpensive electronic radon detector and an SBC (single board computer) were wirelessly connected to each other. The radon measurement data received by the system is transferred to the defined internet area (cloud) and stored with the help of the code we wrote in Python language, which works in SBC. Since it is possible to access this data in the cloud with an open-source IoT application program that enables communication with internet-connected devices, the proposed design made it possible to remotely process and visualize measurement data using an internet-connected PC. A radon monitoring system must be suitable for long-term measurements. For this reason, the data transmission efficiency of our individual radon monitoring system was investigated with pre-measurements carried out between 1 June 2020 and 31 January 2021 in a residence located in the city center of Isparta. A total of 5848 hourly data were recorded during 8 months, showing that the system has a high data transmission performance of 99.5% and can be conveniently used for long-term radon studies. In the preliminary measurements, it was determined that the atmospheric radon concentrations ranged between 2 and 178 Bq/m3, and the average radon concentration in the house was 59 Bq/m3. This level is well below the reference value of 400 Bq/m3 accepted by TENMAK (Turkish Energy, Nuclear and Mining Research Institute) for homes. In addition, the statistical analyses of the data obtained from the pre-measurements were performed by using SPSS 25.0. It was found that the measurement data, which displayed a right-skewed distribution, did not fit any known distribution. Thus, non-parametric tests were applied for the analyses of the data. According to Kruskal Wallis tests, statistically significant differences were determined between radon concentrations and seasons (p
Benzer Tezler
- Toprakta sürekli radon gazı ölçümleri için eş zamanlı izleme sisteminin geliştirilmesi ve İzmir Urla bölgesinde uygulanması
The development of a real-time monitoring system for radon measurements in soil and its applications at İzmir Urla region
ERDENER YUMURTACI
Doktora
Türkçe
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiEge ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜSLİM MURAT SAÇ
- Sivrice fay zonundaki radon değişimi ve doğal radyoaktivite
Radon variation on the Sivrice fault zone and natural radioactivity
SULTAN ŞAHİN
- Enhanced LPI waveform representations for digital electronic warfare intercept receivers
Sayısal elektronik harp tespit alıcıları için iyileştirilmiş yod dalgaformu gösterimleri
TAYLAN ÖZGÜR GÜLÜM
Doktora
İngilizce
2016
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TÜLAY YILDIRIM
PROF. DR. PHILLIP E. PACE
- From media-based modulation to reconfigurable intelligent surfaces: Novel index modulation solutions
Ortam-tabanlı modülasyon'dan uyarlanabilir akıllı yüzeylere: Özgün indis modülasyon çözümleri
ZEHRA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Bilgisayarlı tomografi ile görüntüleme yöntemleri
Medical imaging methods with computerized tomography
BARIŞ ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDEF KENT