RADYASYON ZIRHLAMA İÇİN YENİ, HAFİF, KOMPOZİT MALZEMELER

---

Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Fizik Anabilim Dalı, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2020

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: ASLI ARAZ

Danışman: Rıdvan Durak

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Amaç: Bu çalışmada, farklı kalınlık ve gözenek boyutuna sahip açık hücreli alüminyum köpüklerin çeşitli katkı maddeleriyle (epoksi, B2O3, CaO, CeO2, TeO2, BaO, Cr2O3, WO3, Bi2O3, TiO2, 316L paslanmaz çelik) doldurulmasıyla elde edilen yeni kompozit malzemelerin gama, X-ışını ve nötron zırh malzemesi olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yöntem: Bu çalışmanın ölçümleri farklı üç deney sisteminde gerçekleştirilmiştir. Gama ölçümleri için Ultra Ge dedektörü kullanılmıştır ve 241Am, 133Ba ve 137Cs radyoaktif kaynaklarıyla numuneler bombardıman edilmiştir. X-ışını ölçümleri için lineer hızlandırıcı kullanılarak 6 MV (~2 MeV)'lik foton enerjisi için ölçümler yapılmıştır. Nötron ölçümleri için BF3 gazlı nötron dedektörü ve 241Am-Be nötron kaynağı kullanılmıştır. Bulgular: Gama ölçümlerinden elde edilen deneysel verilerle numunelerin kütle azaltma katsayıları hesaplanıp, WinXCOM programıyla bulunan teorik değerleriyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca, 6 MV'lik X-ışınları için lineer ve kütle azaltma katsayı değerleri deneysel olarak elde edilmiştir. Numunelerin kütle azaltma katsayıları kullanılarak yarı değer kalınlık, etkin atom numarası ve elektron yoğunluğu parametreleri hesaplanmıştır. Ayrıca 0,015-15 MeV enerji aralığında enerji soğurma (EABF) ve maruziyet (EBF) buildup faktörleri 40 ortalama serbest yol (MFP)'ye kadar hesaplanmıştır. Numunelerin hızlı nötronlara karşı koruma potansiyeli, eşdeğer doz ölçümleri (EAD) yapılarak ve makroskopik tesir kesiti değerleri hesaplanarak değerlendirilmiştir. Sonuç: Farklı kalınlık ve gözenek boyutlarına sahip metal köpüklerin nükleer radyasyon zırhlama kabiliyetleri değerlendirildiğinde, yüksek oranda CeO2, TeO2, Bi2O3, WO3 ve paslanmaz çelik içeriği bulunan numunelerin hem gama ve X-ışını hem de nötron zırhlama noktasında daha kabiliyetli olduğu gözlemlendi. Ayrıca aynı epoksi karışımıyla doldurulan metal köpüklerden, kalınlığı ve gözenek boyutu daha küçük olanların radyasyon soğurma kabiliyetlerinin daha iyi olduğu sonucuna varılmıştır.