Havayolu taşımacılığında nötron radyasyonuna karşı zırhlayıcı malzeme çözümleri
Shielding material solutions against neutron radiation in air transportation
- Tez No: 988846
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAŞAR KARABUL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Fizik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sivil havacılık sektörü, diğer ulaşım yöntemleriyle kıyaslandığında birkaç kat ile birkaç onlarca kat arasında değişen daha yüksek hızlara sahiptir. Wright Kardeşler'in gerçekleştirdiği ilk uçuştan günümüze kadar geçen süreçte bu alanda çok büyük bir gelişim kaydedilmiştir. Söz konusu gelişmenin en belirgin üç ayağını uçakların hızı, menzili ve taşıma kapasitesi oluşturmaktadır. Tezin ilerleyen bölümlerinde detaylıca ele alınacağı üzere; yakıt verimliliği ve uçuş stabilitesi gibi faktörler göz önünde bulundurulduğunda, uçuş hızı ve menzilinde artış sağlanırken yolcu sayısı veya taşınan yük miktarı azaltılmaksızın bu artışın sürdürülebilmesi için uçuş irtifasının artırılması zorunlu hale gelmiştir. İrtifadaki bu artış, yalnızca motor teknolojileri gibi teknik alanlarda değişiklikleri değil, aynı zamanda artan radyasyon maruziyeti nedeniyle uçak tasarımı ve havacılık regülasyonlarının da yeniden değerlendirilmesini gerektirmektedir. Radyasyon dozunu azaltmanın en doğrudan yollarından biri olan çalışma süresini azaltmak, havayolu şirketleri açısından operasyonel maliyetleri ciddi oranda artıracağından genellikle tercih edilmemektedir. Sık uçan yolcular için ise bu maruziyetin azaltılması çoğu zaman alternatif çözüm yolları barındırmamaktadır. Bu bağlamda, radyasyon zırhlaması en etkin ve uygulanabilir çözüm olarak öne çıkmaktadır. Her ne kadar radyasyon zırhlama konusu geçmişten günümüze geniş bir yelpazede araştırılmış olsa da, havacılığın getirdiği ağırlık sınırlamaları ve buna bağlı olarak kullanılan ince kalınlıktaki uçak gövde yapıları, mevcut zırhlama yaklaşımlarının doğrudan uygulanmasını güçleştirmektedir. Bu durum, mevcut literatürdeki çalışmaların havacılık özelinde yeniden ele alınmasını ve optimize edilmesini zorunlu kılmaktadır. Bu tez kapsamında, günümüzde tipik uçuş irtifası olan 40.000 feet'e ek olarak, geçmişte süpersonik yolcu uçaklarında (örneğin Concorde) kullanılan 60.000 feet ve gelecekte hipersonik uçuşlar için olası olan 80.000 feet irtifaları seçilmiştir. Bu irtifalar için nötron enerji spektrumları ve ilgili enerji aralıklarındaki akıları çeşitli analiz programları ile incelenmiş, elde edilen sonuçlar mevcut ölçümlerle karşılaştırılmıştır. Elde edilen veriler ışığında, simülasyonlar için en uygun kaynak dağılımı belirlenmiştir. Yapılan analizler doğrultusunda, EXPACS (EXcel-based Program for Calculating Atmospheric Cosmic-ray Spectrum) uygulaması en uygun program olarak seçilmiş ve bu yazılım kullanılarak Atatürk Havalimanı koordinatlarında 40.000, 60.000 ve 80.000 feet irtifalarındaki nötron enerji spektrumu ve bu spektruma karşılık gelen akılar elde edilmiştir. Elde edilen verilerden 1 keV ve üzerindeki nötronlar seçilerek, farklı malzeme konfigürasyonları için 750 ve 1000 saatlik maruziyet süresine karşılık gelen radyasyon dozları, 15 Haziran 2020 tarihi için Monte Carlo yöntemiyle, Geant4 platformu kullanılarak simüle edilmiştir.
Özet (Çeviri)
The civil aviation sector operates at speeds that are higher by factors ranging from several times to several tens of times compared with other modes of transportation. Since the first flight performed by the Wright brothers, substantial progress has been made in this field. The three most prominent aspects of this development are the speed, range, and payload capacity of aircraft. As will be discussed in detail in the later sections of this thesis, when factors such as fuel efficiency and flight stability are taken into account, increasing the flight altitude has become mandatory in order to sustain increases in flight speed and range without reducing the number of passengers or the amount of cargo carried. This increase in altitude not only requires modifications in technical areas such as engine technologies, but also necessitates a re-evaluation of aircraft design and aviation regulations due to the accompanying increase in radiation exposure. Reducing working hours, which is one of the most straightforward ways of lowering radiation dose, is generally not preferred by airline companies since it would significantly increase operational costs. For frequent flyers, on the other hand, there are often no alternative practical means to reduce this exposure. In this context, radiation shielding emerges as the most effective and feasible solution. Although radiation shielding has been extensively investigated over a wide range of applications from past to present, the weight limitations imposed by aviation and the consequently thin aircraft fuselage structures make the direct application of conventional shielding approaches difficult. This situation necessitates the re-examination and optimization of existing studies in the literature specifically for aviation applications. Within the scope of this thesis, in addition to the typical flight altitude of 40,000 ft used today, altitudes of 60,000 ft, which were used in past supersonic passenger aircraft (e.g. Concorde), and 80,000 ft, which is a possible altitude for future hypersonic flights, were selected. For these altitudes, neutron energy spectra and the corresponding fluxes in the relevant energy ranges were investigated using various analysis programs, and the obtained results were compared with available measurements. In the light of these data, the most appropriate source distribution for the simulations was determined. Based on the analyses carried out, the EXPACS (EXcel-based Program for Calculating Atmospheric Cosmic-ray Spectrum) application was chosen as the most suitable program, and using this software, the neutron energy spectrum and the corresponding fluxes at 40,000, 60,000 and 80,000 ft were obtained for the coordinates of Atatürk Airport. From these data, neutrons with energies of 1 keV and above were selected, and for different material configurations, radiation doses corresponding to 750 and 1000 hours of exposure were simulated for 15 June 2020 using the Monte Carlo method on the Geant4 platform.
Benzer Tezler
- Inter-city travel estimation incorparating 2-level spatial interaction modelling: An examination on travels between metropolitan city of Istanbul & Konya
2 katmanlı mekansal etkileşim modeli kullanılarak kentler arası ulaşım talep tahmini: Konya ve İstanbul kentleri arasındaki yolculuklar üzerinde inceleme
SEÇKİN ÇİRİŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HÜSEYİN ONUR TEZCAN
- Havayolu taşımacılığında biletçilik uygulamalarındaki sorunlar ve Antalya ilindeki A grubu seyahat acentalarına yönelik bir uygulama
Problems of ticketing procedures in air transportation and a survey on A group travel agencies in Antalya
S. SEZGİ ELÇIRPAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
İşletmeDokuz Eylül Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜLEYMAN YÜKÇÜ
- Havayolu taşımacılığında finans ve finansman kaynakları
Finance and financing resources in airline transportation
ÜNAL BATTAL
Doktora
Türkçe
2002
İşletmeAnadolu ÜniversitesiSivil Havacılık Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜVEN SEVİL
- Havayolu taşımacılığında küreselleşme ve havayolu işbirlikleri-THY-AO`da bir uygulama
Globalization in airline industry and airline alliances-a case study at Turkish Airlines
ENDER GEREDE
Doktora
Türkçe
2002
İşletmeAnadolu ÜniversitesiSivil Havacılık Yönetimi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Havayolu taşımacılığında iklimlendirme sistemleri
Air conditioning system in air transportation
MURAT ÖCAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. KEMAL ÇAKIR