Vanadyum pentoksit katkılı camların karakterizasyonu ve radyasyon zırhlama özelliklerinin incelenmesi
Investigation of vanadium pentoxide added glass characterization and radiation armor properties
Yazar: MEDENİ BAHŞİ
Danışman: DOÇ. DR. YUSUF KAVUN
Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
İnsanlar tarafında camın ne zaman keşfedildiği tam olarak bilinmemektedir. Fakat ilk kullanılan camlar, doğada kendiliğinde hazır bulunulan camlardır. Doğada kendiliğinde bulunan bu camlar genellikle benzer özellik gösteren yapıda olan camsı volkanik kayaçlardır (Gönen, 2014). Günümüzde camlar endüstriden sağlığa kadar çok çeşitli alanlarda aktif olarak kullanılmaktadır. Farklı medeniyetlerde; Cam daha çok takı ve ziynet eşyası olarak kullanılmıştır. En eski imparatorluklardan biri olan Pers İmparatorluğu altından yapılan bilezik ve kolyeler kullanılmışlardır. Altından yapılan kolyelerde cam ve değerli taşlar birlikte kullanılmıştır. Bazen değerli taşların taklidi olarak kullanıldığı da görülmektedir (Gönen, 2014).
Yeryüzünde obsidyen taşı volkanik lavların hızlı bir şekilde soğuması sonucu oluşmuş bir madendir. Bu durumun oluşması uzun yıllar içerisinde meydana gelmektedir. Obsidyenin yapısını oluşturan oksitlerden dolayı siyah, gri, kahverengi ve kırmızı renklerde çeşitleri yaygındır.  Bu nedenle Türkiye'nin coğrafi yönünde sahip olduğu verimli topaklarda Obsidyen taşı birçok farklı şehirlerde sıklıkla çıkarmaya devam edilmektedir. Çok farklı amaçlar için kullanılan obsidyenler güneş ışınları yansıtarak haberleşme aracı olarak kullanıldığı sanılmaktadır (Uzuner, 2004). Bunun dışında birçok cam çeşidi zaman içerisinde üretilmiş ve çeşitli amaçlarla kullanılmıştır (Knoll and Kraner, 1981).
Bor-fosfat camlar, katı hal piller ve doğrusal olmayan optikler için uygundur. Lityum bor-fosfat, belirgin avantajları nedeniyle, depolama pillerinde tanınan klasik bir camdır. Bu camlar optik ve elektronik cihazlarda pil olarak kullanılmaktadır. Birleşik cam (B2O3+ P2O5) ağlarının özellikleri, tek camlı B2O3 ve P2O5 ağlarının özelliklerinden farklıdır. Genellikle vanadyum oksit (V2O5) aynı zamanda mükemmel bir cam oluşturucudur ve sentezlenen camların manyetik ve elektriksel özelliklerini geliştirir (Kaewjang et al., 2015).
Teknolojinin gelişimi ile birlikte birçok sektörde radyasyon etkin bir şekilde kullanılmaktadır. Radyasyon, atomlar tarafından yayımlanan, boşlukta ve madde içerisinde hareket edebilen enerji olarak tanımlanır. Bu nedenle radyasyondan korunmada çok dikkatli olmalı ve bu amaçla kaynakla vücut arasına perdeleme görevi yapan zırhlama materyali yerleştirilmelidir (Knoll and Kraner, 1981). Zırhlama materyalinin seçimi radyasyonun çeşidine ve enerjisine bağlı olarak değişebilmektedir. Yüksek atom numaralı maddelerden yapılmış malzemeler özellikle X ve gama ışınlarına karşı çok etkili bir koruma görevi yapmaktadır (Krane and Lynch, 1989).
Bu tez çalışması kapsamında 42.5P2O5–42.5B2O3–(15−x)Li2O–xV2O5  (x=0, 2.5, 5, 10 ve 15) cam sistemi, eriterek söndürme sistemi tekniği kullanılarak üretilecektir. Üretilen bu cam sisteminin radyasyon geçirgenlik özellikleri incelenecektir.
Bu tez projesinin amacı, farklı kimyasal katkılı cam çeşitlerini üreterek radyasyon soğurma özelliklerini incelemektir. Deneysel olarak yürütülecek olan bu çalışmada çeşitli yüzdeliklerde kimyasal katkılı camlar ile radyasyona maruz bırakılacak ve bu camlar NaI(Tl) dedektör sistemi ile gama spektrumları elde edilecektir (Knoll and Kraner, 1981).
Elde edilecek sonuçlar ile literatüre farklı kimyasal katkılı hazırlanan camların radyasyon geçirgenliğinin ölçülmesine bağlı olarak optik özellikleri de incelenecektir. Elde edilecek sonuçlara göre kullanılan cam malzemesinde kimyasalların miktarlarının radyasyon soğurma üzerindeki etkileri belirlenerek bu camların optoelektronikte, optik cihazlarda ve röntgen merkezlerinde bir radyasyon kalkanı olarak kullanılabilmesi detaylı bir şekilde incelenmiş olacaktır.

Abstract:
It is not known exactly when glass was discovered by humans. However, the first glasses used were the ones that were readily available in nature. These glasses, which are found spontaneously in nature, are glassy volcanic rocks with a similar structure (Gönen, 2014). Today, glasses are actively used in a wide variety of fields, from industry to health. In different civilizations; Glass was mostly used as jewelry and jewelry. Bracelets and necklaces made of gold, one of the oldest empires, the Persian Empire, were used. Glass and precious stones were used together in necklaces made of gold. It is also seen that it is sometimes used as an imitation of precious stones (Gönen, 2014).
Obsidian stone on earth is a mineral formed as a result of the rapid cooling of volcanic lava. This situation occurs over many years. Due to the oxides that make up the structure of obsidian, black, gray, brown and red varieties are common. For this reason, Obsidian stone continues to be extracted frequently in many different cities in the fertile lumps that Turkey has in its geographical direction. Obsidians, which are used for many different purposes, are thought to be used as a communication tool by reflecting the sun's rays (Uzuner, 2004). Apart from this, many types of glass have been produced over time and used for various purposes (Knoll and Kraner, 1981).
Boron-phosphate glasses are suitable for solid-state batteries and non-linear optics. Lithium boron-phosphate is a classic glass recognized in storage batteries because of its obvious advantages. These glasses are used as batteries in optical and electronic devices. The properties of combined glass (B2O3+ P2O5) meshes differ from those of single-glass B2O3 and P2O5 meshes. Generally, vanadium oxide (V2O5) is also an excellent glass former and improves the magnetic and electrical properties of the synthesized glasses (Kaewjang et al., 2015).
With the development of technology, radiation is used effectively in many sectors. Radiation is defined as the energy released by atoms that can move in space and matter. For this reason, one should be very careful in radiation protection and for this purpose, an armoring material that acts as a shield should be placed between the source and the body (Knoll and Kraner, 1981). The choice of shielding material may vary depending on the type and energy of the radiation. Materials made of high atomic number materials provide a very effective protection against X and gamma rays (Krane and Lynch, 1989).
Within the scope of this thesis, 42.5P2O5–42.5B2O3–(15−x)Li2O–xV2O5  (x=0, 2.5, 5, 10 and 15)  glass system will be produced using the melt extinguishing system technique. The radiation permeability properties of this glass system will be examined.
The aim of this thesis project is to examine the radiation absorption properties by producing different types of chemically doped glass. In this study, which will be carried out experimentally, glasses with chemical additives in various percentages will be exposed to radiation and gamma spectra will be obtained with the NaI (Tl) detector system (Knoll and Kraner, 1981).
With the results to be obtained, the optical properties of the glasses prepared with different chemical additives in the literature will also be examined depending on the measurement of the radiation transmittance. According to the results to be obtained, the effects of the amount of chemicals in the used glass material on the radiation absorption will be determined and the use of these glasses as a radiation shield in optoelectronics, optical devices and x-ray centers will be examined in detail.