Design and simulations of a beryllium based neutron production beamline at metu DBL
Metu DBL üzerinde berilyum temelli nötron üretim işin hattinin tasarimi ve simülasyonlari
- Tez No: 960793
- Danışmanlar: PROF. DR. MELAHAT BİLGE DEMİRKÖZ, DR. DOĞA VESKE
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Nükleer Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 128
Özet
There are various sources of neutron irradiation for different neutron beam applications, each with their own limitations. Limited access to nuclear reactors, the need to adjust the flux and energy of neutrons, shielding requirements and high costs of laboratory neutron source Cf-252, which has an average neutron kinetic energy of 2.1 MeV that limits its applicability for high energy neutron applications, have led researches to study and adapt accelerator based neutron sources. An ideal source should have an adjustable flux and energy spectrum. One key channel is the 9Be(p, n)9B. By utilizing the METU Defocusing Beam-Line which uses proton cyclotron at TENMAK-NUKEN Proton Accelerator Facility, a beryllium based neutron irradiation station is proposed. This study focuses on design and simulations of a solid target system with optimal parameters such that highest neutron yield with lowest production rate of residual impurity and lowest activity can be achieved during its operation. Using Monte Carlo simulation toolkits such as FLUKA, Geant4, SRIM/TRIM and deterministic nuclear reaction modelling code TALYS, anticipated outcome of the proposed experiment has been extensively studied and are reported here. This thesis reports that by utilizing a 30 MeV, 150 μA proton beam, a beryllium based target setup stationed on METU-DBL can supply neutrons with energy spectrum starting from the epithermal (which can be further decreased to thermal using a moderator), extending to fast and ultra-fast range with a total integrated neutron flux of up to 3x10^10 n/cm2/s at a point on the outer surface of the target station.
Özet (Çeviri)
Farklı nötron ışınlama alanları için birçok nötron kaynağı çözümü bulunmaktadır fakat bu çözümlerin her biri belirli sınırlamaları beraberinde getirir. Nükleer reaktöre ulaşımın sınırlı olduğu, değiştirilebilir nötron akısı ve enerjisi gerekliliği, 2.1 MeV ortalama nötron enerjisine sahip olan ve yüksek enerjili nötron uygulamaları için uygun olmayan Cf-252 laboratuvar kaynağının yüksek maliyeti ve zırhlama gereklilikleri ara¸stırmacıları, hızlandırıcı temelli nötron kaynaklarını araştırıp kullanmaya teşvik etmiştir. İdeal bir nötron kaynağı ayarlanabilir akı ve enerji spektrumuna sahip olmalıdır. Bu temel kanallardan 9Be(p, n)9B öne çıkmaktadır. TENMAK-NÜKEN'de bulunan Proton Hızlandırcı Tesisinde yer alan hızlandırıcı ve onun bir kolu olan ODTÜ Saçılmalı Demet Hattı kullanılarak berilyum temelli bir nötron ışınlama istasyonu önerilmektedir. Bu çalışma, böyle bir katı hedef sisteminin operasyonel haldeyken, optimal parametreler kullanularak en yüksek nötron veriminin elde edilmesine, safsızlık ve ortamda radyoaktiviteye yol açan kalıntı çekirdeklerin en düşük miktarda üretimine odaklanmaktadır. Monte Carlo temelli FLUKA, Geant4, SRIM/TRIM ve deterministik nükleer reaksiyon modelleme kodları TALYS gibi simülasyon kodları kullanılarak önerilen deneyin beklenen çıktıları kapsamlı bir şekilde çalışılmış ve bildirilmiştir. Bu tez, 30 MeV enerjiye sahip 150 μA proton akımı kullanarak METU-DBL'e kurulacak bir berilyum hedef istasyonunun ürettiği nötronların epitermal enerjilerden, hızlı ve ultra-hızlı enerji seviyelerine uzandığını, ve nötron akısının ışınlama istasyonunun yüzeyinde bir noktada 3x10^10 n/cm2/s seviyesine varabileceğini bildirmektedir. Bu tez aynı zamanda nötronların polietilen moderatörden geçirilerek termal enerji seviyelerine indirgenebileceğini öngörmektedir.
Benzer Tezler
- Yeni yönetmeliklere göre gıdalarla temasa uygun emaye yüzeylerin geliştirilmesiyeni
Development of food contact safe enamel surfaces according to the new regulations
GİZEM KADAKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Taban malzeme ile emaye kaplama arasındaki difüzyon mekanizmasının araştırılması ve düşük metal migrasyonuna sahip emaye geliştirilmesi
Investigation of diffusion mechanisms at substrate enamel interface and development of new enamel surface with low metal migration
ÖZGE IŞIKSAÇAN
Doktora
Türkçe
2020
Besin Hijyeni ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ONURALP YÜCEL
- Design and Implementation of a Low-power SOI CMOS Receiver
Düşük Güç Tüketen Bir SOI CMOS Alıcının Tasarımı ve Gerçeklenmesi
ERTAN ZENCİR
Doktora
İngilizce
2003
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiSyracuse UniversityElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERCÜMEND ARVAS
- Design and simulation of a high sensitive graphene based ISFET pH sensor with readout circuit
Okuma devreli yüksek hassasiyetli grafen tabanli ISFET pH sensörünün tasarimi ve simülasyonu
AHMED W M HARB
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikÇukurova ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA İSTANBULLU
- Design of a traverse system for the characterization of a large-scale wind tunnel
Büyük ölçekli rüzgar tüneli karakterizasyon ölçümleri için travers sistemi tasarımı
TUNAHAN ULU
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA PERÇİN