Tüketilmiş uranyum kullanılan gamagrafi cihazlarında renyum ve bileşiklerinin radyasyon zırh malzemesi olarak özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the radiation shielding properties of rhenium and its alloys as alternative shielding materials in gammagraphy devices using depleted uranium
- Tez No: 985112
- Danışmanlar: PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK, DOÇ. DR. ESRA UYAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Nükleer Mühendislik, Nuclear Engineering
- Anahtar Kelimeler: Gama radyasyonu, Gamma radiation
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Nükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Endüstriyel radyografi uygulamalarında yaygın olarak kullanılan gamagrafi cihazlarında içerdiği radyoaktif kaynağın yaydığı radyasyonu soğurmak için tüketilmiş uranyumun zırh malzemesi olarak kullanımı oldukça yaygındır. Tüketilmiş uranyumun yüksek yoğunluğa sahip olması ve uranyum zenginleştirme proseslerinde yan ürün olarak kullanılması zırh malzemesi olarak tercih edilmesinin ana sebeplerindendir. Ancak tüketilmiş uranyumun radyoaktif madde olması, kimyasal olarak toksik olması ve nükleer silahların yayılmasının önlenmesi çerçevesinde hem ulusal düzenleyici kurumlar tarafından hem de uluslararası alanda denetime tabi olması tüketilmiş uranyum kullanıcılarına belirli sorumluluklar ve yükümlülükler yüklemektedir. Bu kapsamda, tüketilmiş uranyuma alternatif olarak bir zırh malzemesinin geliştirilmesinin, gamagrafi cihazı kullanıcılarına kolaylık sağlayacağı değerlendirilmektedir. Bu doğrultuda, tez çalışmasında tüketilmiş uranyum, renyum, ve %10 ila %50 arasında katkılı elgiloy-renyum karışımlarının radyasyon zırhlama parametrelerinden kütle azalım katsayısı, lineer azalım katsayısı, yarı değer kalınlığı, onda bir değer kalınlığı ve ortalama serbest yol değerleri XCOM veritabanı ve Phy-X bilgisayar programı kullanılarak 0,2 MeV - 2 MeV enerji aralığında hesaplanmış ve bu değerler kıyaslanmıştır. Elde edilen sonuçlar, göz önünde bulundurulduğunda 0,2 MeV ve 2 MeV enerjilerinde tüketilmiş uranyumun (K1) MAC değerleri sırasıyla 1,298; 0,048 cm2/g; renyumun (K2) MAC değerleri sırasıyla 0,812; 0,045 cm2/g, %90 renyum - %10 elgiloy karşımının (K3) MAC değerleri sırasıyla 0,746; 0,044 cm2/g, HVL değerleri ise K1 için 0,028 ve 0,743 cm; K2 için 0,041 ve 0,739 cm; K3 için 0,049; 0,789 cm olarak belirlenmiştir. Bu bağlamda, yüksek enerji değerlerinde renyumun tüketilmiş uranyuma benzer değerlere sahip olduğu görülmüş olup elgiloy katkısının radyasyon zırhlamasında olumlu bir katkı sağlamadığı değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, katkısız hâlde renyumun gama radyasyonu zırhlama parametrelerinin tüketilmiş uranyumla kıyaslandığında alternatif zırhlama malzemesi olarak kullanılabileceği değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In industrial radiography applications, depleted uranium is widely employed as a shielding material in gammagraphy devices to absorb the radiation emitted by their radioactive sources. Its high density and availability as a byproduct of uranium enrichment processes are the main reasons for its extensive use. However, the fact that depleted uranium is radioactive, chemically toxic, and subject to inspection by both national regulatory authorities and internationally within the framework of nuclear non-proliferation imposes certain responsibilities and obligations on depleted uranium users. Therefore, the development of alternative shielding material to replace depleted uranium would provide significant advantages for gammagraphy device operators. In this thesis, the radiation shielding parameters—mass attenuation coefficient (MAC), linear attenuation coefficient (LAC), half-value layer (HVL), tenth-value layer (TVL), and mean free path (MFP)—of depleted uranium, rhenium, and Elgiloy–rhenium composites containing 10% to 50% rhenium were calculated and compared within the photon energy range of 0.2 MeV to 2 MeV using the XCOM database and Phy-X software. The obtained results indicate that, at 0.2 MeV and 2 MeV photon energies, the MAC values are 1.298 and 0.048 cm²/g for depleted uranium (K1), 0.812 and 0.045 cm²/g for rhenium (K2), and 0.746 and 0.044 cm²/g for the 90% rhenium–10% Elgiloy composite (K3), respectively. The corresponding HVL values were determined as 0.028 and 0.743 cm for K1, 0.041 and 0.739 cm for K2, and 0.049 and 0.789 cm for K3. The results demonstrate that rhenium exhibits gamma radiation attenuation properties comparable to those of depleted uranium, particularly at higher photon energies, while the addition of Elgiloy does not significantly enhance shielding performance. Consequently, it is concluded that pure rhenium can be considered a promising alternative shielding material to depleted uranium for use in industrial radiography applications.
Benzer Tezler
- Tüketilmiş uranyum ve radyasyon zırhlamasında kullanılan malzemelerin zırhlama özelliklerinin incelenmesi ve alternatif zırh malzemelerinin araştırılması
Investigation of shielding properties of materials used in depleted uranium and radiation shielding and research of alternative shielding materials
CEVHER YÜCEER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Nükleer MühendislikGazi ÜniversitesiNükleer Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEMA BİLGE OCAK
DR. ÖĞR. ÜYESİ ESRA UYAR
- 235U zenginlik tayininde eş- eksenli grid elektrotlu CdZnTe dedektörlerin uygulanabilirliğinin incelenmesi ve maskelenmiş gama spektrumlarının çözümlenmesi için algoritma geliştirilmesi
Investigation of the applicability of coplanar grid CdZnTe detectors to determine 235U enrichment in samples and development of an algorithm to analyze of the masked gamma-ray spectrum
SEFER BALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Nükleer MühendislikAnkara ÜniversitesiMedikal Fizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK YÜCEL
- Kitosan ve poliakrilamit-kitosan kompozitine U, Th, PB, Tl, Ra, Bi ve Ac adsorpsiyonunun incelenmesi
Citosan and polyacrylamide-citosan compozite U, Th, Pb, Tl, Ra, Bi and Ac adsorption investigation
RECEP AKKAYA
- Comparative life cycle assessment of uranium recovery from brine
Tuzlu sudan uranyum geri kazanımının karşılaştırmalı yaşam döngüsü analizi
MELİKE BENAN ALTAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Çevre MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZÖHRE KURT
- Nükleer güç santrallerinin finansman modeli ve matematiksel yaklaşımlar
Financial modelling of nuclear power plant and mathematical approaches
CİHAD TERZİOĞLU
Doktora
Türkçe
2017
MatematikYıldız Teknik ÜniversitesiMatematik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH TAŞÇİ