Bazı metal içeren kompozitlerin radyasyon zırhlama değerlerinin deneysel ve teorik olarak hesaplanması

Abstract

Canlılar yaşamları boyunca doğal radyasyon kaynaklarının yanı sıra tıbbi, zirai ve endüstriyel alanlar başta olmak üzere birçok alanda radyasyona maruz kalmaktadır. Teknolojinin gelişmesi ile radyaoaktif kaynak ve radyasyon kullanımı artmaktadır. Özellikle tıpta tanı ve tedavi amacı ile iyonlaştırıcı radyasyonların kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. İyonize radyasyonun canlı organizmada biyolojik etkilere neden olmaktadır. İyonize radyasyon çeşidi olan gama ışınlarının oluşturduğu etkileri ve zararlarını en aza indirebilmek amacı ile doz sınırlamanın yanında zırhlama amacı ile malzemeler geliştirilmeye çalışılmaktadır. Bu sebeple çalışmada, farklı oranlarda CuO, ZnO, TiO2, ZrB2 ve PbO nano tozları sol-gel yöntemi ile spin coater kullanılarak cam malzemelere kaplanmıştır. Kaplanan numunelerin radyasyon zırhlama özellikleri Na-22, Cs-137 ve Co-60 radyoaktif kaynakları kullanılarak 511 keV, 662 keV, 1173 keV, 1274 keV ve 1332 keV enerjilerinde NaI(Tl) dedektörlü gama spektrometresi ile incelenmiştir. Çalışma sonucunda PbO'e yapılan katkılarda özellikle %50PbO.%50CuO ve %50TiO2PbO.%30CuO.%10ZrB2.%10TiO2 karışımlarından oluşan camlara ait lineer soğurma katsayısı yüksek bulunmuştur. Deneysel olarak elde edilen lineer soğurma katsayıları, GATE ve XCOM programları kullanılarak teorik olarak hesaplanmış ve deneysel veriler ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen teorik veriler ile deneysel verilerin birbiri ile uyumlu olduğu izlenmiştir.

Living beings are exposed to radiation throughout their lives in many areas, especially medical, agricultural and industrial areas, as well as natural radiation sources. With the development of technology, the use of radioactive sources and radiation is increasing. The use of ionizing radiation, especially for diagnosis and treatment purposes in medicine, is increasing day by day. Ionizing radiation causes biological effects in living organisms. To minimize the effects and damage caused by gamma rays, which are a type of ionizing radiation, materials are being developed for shielding purposes as well as dose limitation. For this reason, in the study, different ratios of CuO, ZnO, TiO2, ZrB2 and PbO nano powders were coated on glass materials using a spin coater with the sol-gel method. The radiation shielding properties of the coated samples were examined with a gamma spectrometer with NaI(Tl) detector at energies of 511keV, 662 keV, 1173 keV, 1274 keV and 1332 keV using Na-22, Cs-137 and Co-60 radioactive sources. As a result of the study, the linear absorption coefficient of the glasses consisting of 50%PbO.50%CuO and 50%TiO2PbO. 30%CuO.10%ZrB2.10%TiO2 mixtures was found to be high in the additives made to PbO. The linear absorption coefficients obtained experimentally were calculated theoretically using GATE and XCOM programs and compared with experimental data. It has been observed that the obtained theoretical data and experimental data are compatible with each other.