Medikal lineer hızlandırıcı ışın yolunda fotonötron tesir kesitlerinin incelenmesi
Investigation of photoneutron reaction cross-sections in medical linacs in beamline
Yazar: UĞUR OFLAZ
Danışman: PROF. DR. İSMAİL HAKKI SARPÜN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dev dipol rezonans = Giant dipole resonance ; Gama fonksiyonu = Gamma function ; Parçacık hızlandırıcılar = Particle accelerators

Özet:
Medikal lineer hızlandırıcı kafalarında gerçekleşmesi muhtemel olan fotonükleer reaksiyonların bilinmesi radyasyondan korunma prensipleri açısından önem arz etmektedir. Bu reaksiyonların gerçekleşmesinde, foton enerjileri kadar etkileşime giren materyallerin sahip oldukları temel özellikler de büyük rol oynamaktadır. Bu nedenle bu tez çalışmasında medikal lineer hızlandırıcı kafalarında çoğunlukla yer alan Ti, V, Fe, Mn, Ni, Cu, Mo, Ta, W, Re, Au elementlerinin çeşitli izotoplarında (γ,n) reaksiyonu tesir kesitleri ve bazı izotoplarında (γ,xn) reaksiyonu nötron yayınlanma spektrumları incelenmiştir. Reaksiyon tesir kesiti hesaplamaları TALYS 1.95 bilgisayar kodu ile farklı seviye yoğunluğu ve gama şiddet fonksiyonu modelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Hesaplanan tesir kesiti değerleri EXFOR veri tabanından alınan deneysel verilerle grafiksel olarak karşılaştırılıp analiz edilmiştir. Nötron yayınlanma spektrumları da belirlenen foton enerjileri için TALYS 1.95 bilgisayar kodunda hesaplatılarak grafiksel analizleri yapılmıştır. 
Nükleer seviye yoğunluğu ve gama şiddet fonksiyonu hesaplama sonuçlarının genel olarak deneysel verilerle uyumlu olduğu görülmüştür. Bazı dev dipol rezonans parametrelerinde yapılacak iyileştirmelerle deneysel verilere daha yakın tesir kesiti değerleri elde edilebileceği sonucuna varılmıştır. 63Cu, 65Cu, 186W, 187Re izotopları için belirli foton enerjilerinde elde edilen nötron spektrumları da yayınlanması muhtemel nötron enerjileri konusunda önemli bilgiler sunmuştur.
ANAHTAR KELİMELER: Dev dipol rezonans, fotonötron, gama şiddet fonksiyonu, linak kafası, medikal linak, nükleer seviye yoğunluğu, TALYS.

Abstract:
In terms of radiation protection principles, photonuclear reactions that could happen in the heads of medical linear accelerators are crucial. In addition to the photon energies used to realize these reactions, the fundamental properties of the interacting materials also play a significant role. Hence, in this thesis study, (γ,n) reaction cross sections for various isotopes of Ti, V, Fe, Mn, Ni, Cu, Mo, Ta, W, Re and Au elements that are primarily found in medical linear accelerator heads and (γ,xn) reaction neutron emission spectra for particular isotopes were explored. Reaction cross-section calculations were performed with TALYS 1.95 computer code using different level density and gamma strength function models. The experimental data obtained from the EXFOR database was evaluated and compared graphically with the calculated cross-section values. For the specified photon input energies, the neutron emission spectra were calculated using the TALYS 1.95 computer code, and their graphical analyses were performed.
Nuclear level density and gamma strength function calculation results were generally found to be in agreement with the experimental data. With the modifications to be made in some GDR parameters, it has been determined that cross-section values may be obtained that are more similar to the experimental data. For the isotopes 63Cu, 65Cu, 186W, 187Re, neutron spectra at specific photon incoming energy also yielded significant knowledge on the potential neutron energies to be emitted.
KEYWORDS: Giant dipole resonance, gamma strength function, linac head, medical linac, nuclear level density, photoneutron.