Metaloksit takviyeli minarel ve sodyum silikat esaslı mastik matris kompozitlerinin geliştirilmesi ve radyasyon kalkanı özelliklerinin araştırılması
Development of metal oxide reinforced mineral and sodium silicate-based mastic matrix composites and investigation of radiation shielding properties
- Tez No: 963796
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA CİNAN, DR. ÖĞR. ÜYESİ AYTAÇ LEVET
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Amaç: Bu çalışma, nükleer teknolojilerde ve radyasyonun yoğun olarak kullanıldığı uygulamalarda değerlendirilebilecek yüksek radyasyon direncine sahip mastik matrisli kompozit malzemelerin geliştirilmesini amaçlamaktadır. Bu kapsamda, kompozit yapıya takviye fazı olarak Fe₂O₃, Cr₂O₃ ve NiO gibi metal oksitler eklenerek, gama ışınlarına karşı koruyucu özellikleri artırılmış malzemeler tasarlanmıştır. Yöntem: Kompozit numuneler, toz metalürjisi yöntemiyle Specac baskı cihazında pelletler halinde oluşturulmuştur. Bağlayıcı malzeme olarak Kalekim ve Colofer Solvent yapı malzemeleri kullanılmıştır. Nikel (Ni), Krom (Cr) ve Demir (Fe) oksitleri içeren beş farklı kompozit formulasyonu (K1, K2, K3, K4 ve K5) hazırlanmıştır. Kompozit numunelerin radyasyon zırhlama parametrelerini teorik olarak hesaplamak için WinXCOM yazılımı kullanılmıştır. Gama radyasyonu ile yapılan deneysel ölçümler için HPGe dedektörlü gama spektroskopisi kullanılmıştır. Bulgular: Kütle soğurma katsayısı, lineer soğurma katsayısı, ortalama serbest yol, yarı değer kalınlığı, onda bir kalınlık, etkin atom numarası ve etkin elektron yoğunluğu gibi parametrelerin gelen foton enerjisine bağlı değerleri WinXCOM yazılımı yardımıyla teorik olarak hesaplanmış ve deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Ayrıca numunelerin foton çoğalma faktörleri 0,1-15 MeV enerji aralığında teorik olarak değerlendirilmiştir. Sonuç: Oluşturulan kompozitlerin radyasyon zırhlama özellikleri başarılı bulunmuş, özellikle düşük enerjili fotonlara karşı yüksek etkinlik sergilemiştir. K1 numunesi tüm enerjilerde en iyi performansı göstermiştir. Elde edilen veriler, metal oksit takviyeli mastik matrisli kompozitlerin, nükleer uygulamalarda kurşun bazlı malzemelere çevre dostu bir alternatif oluşturabileceğini ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study aims to develop mastic matrix composite materials with high radiation resistance, suitable for use in nuclear technologies and applications where radiation is intense. In this context, materials with enhanced gamma-ray protection properties were designed by adding metal oxides, such as Fe2O3, Cr2O3, and NiO, as reinforcement phases to the composite structure. Method: Composite samples were formed into pellets using the powder metallurgy method in a Specac pressing machine. Kalekim and Colofer Solvent were used as binders. Five different composite formulations (K1, K2, K3, K4, and K5) containing nickel (Ni), chromium (Cr), and iron (Fe) oxides were prepared. WinXCOM software was utilized to theoretically determine the radiation shielding properties of the composite samples. Gamma spectroscopy with an HPGe detector was used for experimental measurements with gamma radiation. Findings: The values of parameters such as mass attenuation coefficient, linear absorption coefficient, mean free path, half-value layer, tenth-value layer, effective atomic number, and effective electron density, as a function of incident photon energy, were calculated theoretically using WinXCOM software and compared with experimental results. Furthermore, the photon buildup factors of the samples were theoretically evaluated in the energy range of 0.1-15 MeV Results: The radiation shielding properties of the composites were found to be successful, exhibiting particularly high effectiveness against low-energy photons. Sample K1 demonstrated the best performance at all energies. The data obtained demonstrated that metal oxide-reinforced mastic matrix composites could provide an environmentally friendly alternative to lead-based materials in nuclear applications.
Benzer Tezler
- Nanopartikül takviyeli PVA nano fiber üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of nanoparticle doped PVAnano fibers
MERVE BALKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ NİLÜFER DUYGULU
- Bor nitrür takviyeli biyokompozit malzemeler:Sentez, fizikokimyasal ve biyolojik karakterizasyon
Boron nitride reinforced bio-composites: Synthesis, physicochemical and biological characterization
DENİZ DOĞAN
- MWCNT ve manyetik nanopartikül takviyeli PMMA'nınradyasyon zayıflatma katsayısının karşılaştırmalı olarak incelenmesi
Comparative investigation of radiation attenuation coefficient of MWCNT and magnetic nanoparticle reinforced PMMA
DENİZ HANDE AYDIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİLGÜN BAYDOĞAN
- Investigation of mechanical properties of nanoparticle coated glass fiber/epoxy composites coated with dip coating and industrial production methods
Daldırma ve endüstriyel üretim yöntemleri ile üretilmiş nanoparçacık kaplı cam elyaf/epoksi kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
EMİR ÇETİNALP
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BİRGÜL BENLİ
- Mechanical and chemical properties of nanoparticle-coated e-glass fibers for composites applications
Kompozit uygulamaları için nanoparcacık kaplamalı e-cam elyafların mekanik ve kimyasal özellikleri
MD KAWSAR AHMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN DURGUN
DR. MUSTAFA ORDU