İyonlaştırıcı radyasyon ortamlarında bor bazlı cam kompozitlerin radyasyon zırhlama özellikleri
Radiation shielding properties of boron based glass composites in ionizing radiation environments
- Tez No: 942079
- Danışmanlar: PROF. DR. YAKUP KURUCU, PROF. DR. DEMET YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Nükleer Mühendislik, Physics and Physics Engineering, Nuclear Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 208
Özet
Amaç: Bu çalışmanın amacı, iyonlaştırıcı radyasyonun zararlı etkilerine karşı etkili bir koruma sağlayabilecek yeni bir bor bazlı cam sistemlerinin geliştirilmesi ve bu sistemlerin çok yönlü radyasyon zırhlama özeliklerinin detaylı bir şekilde değerlendirilmesidir. Yöntem: Cam numuneleri, ergitme soğutma yöntemi ile sentezlenmiş ve yapısal karakterizasyonları X-ışını kırınımı ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FTIR) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Gama ışını zayıflatma kapasitesi, lineer azaltma katsayısı, kütle azaltma katsayısı, yarı kalanlık değeri ve ortalama serbest yol gibi parametreler ile deneysel, teorik ve Geant4 Monte Carlo simülasyonlarıyla değerlendirilmiştir. Nötron zayıflatma performansı, eşdeğer doz ve hızlı nötron yakalama tesir kesiti üzerinden belirlenmiştir. Ayrıca proton ve alfa parçacıları gibi yüklü parçacıkların cam içindeki enerji kaybı ve durdurma mesafeleri, SRIM programı ile analiz edilmiştir. Bulgular: Elde edilen veriler, geliştirilen cam sistemlerinin uygulanan gama radyasyonu enerjilerinde etkili gama radyasyonu zayıflatma (soğurma) yetenekleri sergilediğini ortaya koymaktadır. Bu sistemlerin güçlü nötron zırhlama kapasiteleri ise, yüksek soğurulmuş eşdeğer doz oranları ve hızlı nötron yakalama tesir kesitleri ile ayrıca doğrulanmaktadır. Ayrıca, SRIM programından elde edilen sonuçlar da bu camların protonlara ve alfa parçacıklarına karşı etkinliğini doğrulamaktadır. Sonuç: Bu çalışma, sentezlenen bor bazlı cam sistemlerinin gama ışınları, nötronlar ve yüklü parçacıklara karşı çok yönlü ve etkili bir radyasyon zırhlama malzemesi olduğunu ortaya koymuştur. Gd2O3, Tb4O7, CsI ve CuI katkısının radyasyon koruma performansını artırmaktadır. Bu yönleriyle, geliştirilen cam sistemleri tıbbi, nükleer ve endüstriyel uygulamalarda kullanılabilecek potansiyele sahiptir.
Özet (Çeviri)
Purpose: The aim of this study is to develop a novel boron based glass system capable of providing effective protection against the harmful effects of ionizing radiation and to comprehensively evaluate its versatile radiation shielding properties. Method: Glass samples were synthesized using melt quenching technique. Structural characterization of the glasses was performed by XRD and FTIR spectroscopy to evaluate their amorphous nature and bonding environment. Gamma radiation attenuation capabilities were evaluated experimentally, theoretically, and through Geant4 simulations. Neutron shielding performance was determined based on absorbed equivalent dose rates and fast neutron removal cross section. In addition, the interaction of charged particles (protons and alpha particles) with the glass material was investigated to determine the mass stopping power and the projected range. Findings: The obtained data demonstrate that the developed glass systems exhibit effective gamma radiation attenuation capabilities at the applied gamma radiation energies. Their strong neutron shielding ability is further validated by the high values of absorbed equivalent dose rates and fast neutron removal cross sections. Moreover, results from the SRIM program also confirm their effectiveness against protons and alpha particles. Results: This study demonstrated that the synthesized boron-based glass systems are versatile and effective radiation shielding materials against gamma rays, neutrons and charged particles. The doping of Gd2O3, Tb4O7, CsI and CuI enhances the radiation shielding effectiveness. In these aspects, the developed glass systems have the potential to be used in medical, nuclear and industrial applications.
Benzer Tezler
- Elektromanyetik radyasyon zırhlama uygulamaları için farklı metal tuz takviyeli polimer esaslı kompozit malzemelerin geliştirilmesi
Development of composite materials with different metal salts fillers and polymer matrix for electromagnetic radiation shielding applications
EZGİ EREN BELGİN
- İyonlaştırıcı radyasyon ile çalışan sağlık personelinin radyasyon risk algılarının iş doyumları üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of radiation risk perceptions of healthcare personnel working with ionizing radiation on job satisfaction
MEHMET İSTEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Radyoloji ve Nükleer TıpAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiRadyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLÜFER YILDIRIM
- Polimer tabanlı X ışını dedektörlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of polymer-based X-ray dedectors
OSMAN KAVAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiMuş Alparslan ÜniversitesiDedektör ve Sensör Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ARİF KÖSEMEN
- Stirenin çapraz bağlayıcı ve raft ajanı varlığında iyonlaştırıcı radyasyonla polimerizasyonu
Ionizing radiation induced polymerization of styrene in the presence of a crosslinking agent and raft agent
TUĞÇE OVALIOĞLU
- İyonlaştıran radyasyonun insan sağlığı üzerine etkilerinin İş Sağlığı ve Güvenliği temelinde analizi
Analysis of the effects of ionizing radiation on human health in the context of Occupational Health and Safety
ABDULAZİM YILDIZ
Doktora
Türkçe
2022
Halk SağlığıTarsus Üniversitesiİş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERCAN KÖSE