Soma ve Çayırhan bölgesi kömürlerinin iyonlaştırıcı ışınların etkisi altındaki dönüşümleri
Transformations of the coals of Soma and Çayirhan region under the effect of ionizing rays
Yazar: NİCAT BAĞIRLI
Danışman: PROF. DR. GÜLAY BULUT ; PROF. DR. ISLAM MUSTAFAYEV
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Cevher Hazırlama Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Cevher Hazırlama Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining ; Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Kömürün kullanımı, çevresel etkisi nedeniyle tartışmalıdır. Kömür yakmak, atmosfere
büyük miktarlarda sera gazı salarak küresel iklim değişikliği sorununa neden olur. Ayrıca
kömür madenciliği çevre kirliliğine, toprak erozyonuna, su kirliliğine ve sağlık
sorunlarına neden olabilmektedir. Ancak, ileri teknolojilerin yardımıyla kömür
yakılmasından kaynaklanan emisyonları azaltmak mümkündür.
Kömür, doğal olarak radyoaktif maddeler içerebilen bir malzemedir. Bu nedenle kömür,
çeşitli radyasyon analiz teknikleri kullanılarak ışınlanabilir. Bu yöntemler, kömürdeki
radyoaktif maddelerin saptanmasını ve ölçülmesini sağlar.
Kömürün radyasyona tabi tutulması, kömürün çevresel etkisinin değerlendirilmesinde
önemlidir. Kömürdeki radyoaktif maddelerin ölçülmesi, kömür yakıldığında salınan
radyasyonun izlenmesine yardımcı olabilir. Bu da kömürün çevre ve insan sağlığı
açısından daha güvenli kullanımını sağlayabilir.
Bu tez çalışmamızda, Türkiye'nin Manisa-Soma ve Ankara-Çayırhan kömürlerinin
radyasyon etkisiyle meydana gelen süreçlerini incelenmiştir. Her bir kömürden alınan beş
adet numune cam kaplarda vakumlandıkdan sonra havasız ortamda belli süre aralıklarıyla
gama ışınlarına maruz bırakılarak, kömürlerde hangi dozlarda hangi etkiler meydana
geldiğini incelenmiştir. Farklı dozlarda radyasyona tabi tutulmuş kömürlerin sıcaklık
karşısındaki davranışlarını derivatografik (DTA) yöntemle incelenmiştir. Son olarak,
ışınlanmış kömür numunelerinin Elektron Paramagnetik Rezonanz (EPR) çalışması
yapılmıştır. Burada amaç, iyonlaştırıcı ışınların yüksek hızla maddenin içerisine nüfuz
ederek kimyasal bozuşma yaratmasıyla, karbon bazlı yakıtların radyo-kimyasal
süreçlerini incelemektir. Radyo-kimyasal süreçlerin kinetiğini ve mekanizmasını
öğrenmek için gama ışınlarının kullanılması sonucu kömür gibi katı fosil yakıtların
gazlaştırma, yarı koklaşma, kükürt giderme gibi değişkenlerine bakılarak, gama
ışınlarının kömürlerde meydana getirdiği kimyasal değişmeler incelenir.

Abstract:
The use of coal is controversial due to its environmental impact. Burning coal releases
large amounts of greenhouse gases into the atmosphere, causing the problem of global
climate change. In addition, coal mining can cause environmental pollution, soil erosion,
water pollution and health problems. However, it is possible to reduce emissions from
coal burning with the help of advanced technologies.
Coal is a material that can naturally contain radioactive substances. Therefore, coal can
be irradiated using various radiation analysis techniques. These methods enable the
detection and measurement of radioactive substances in coal.
Irradiation of coal is important in assessing the environmental impact of coal. Measuring
the radioactive materials in coal can help monitor the radiation released when coal is
burned. This can provide a safer use of coal in terms of environment and human health.
In this thesis, the processes of the Manisa-Soma and Ankara-Çayırhan coals of Turkey,
which occur with the effect of radiation, were examined. Five samples taken from each
coal, after vacuuming in glass containers, were exposed to gamma rays at certain intervals
in an airless environment, and the effects of which doses occurred on the coals were
examined. The behavior of irradiated coals against temperature was investigated by
derivatographic (DTA) method. Finally, Electron Paramagnetic Resonance (EPR) study
of irradiated coal samples was performed. The aim here is to study the radio-chemical
processes of carbon-based fuels, with ionizing rays penetrating into the material at high
speed and creating chemical decomposition. In order to learn the kinetics and mechanism
of radio-chemical processes, the chemical changes caused by gamma rays in coals are
examined by looking at the variables such as gasification, semi-coking, desulfurization of
solid fossil fuels such as coal as a result of using gamma rays.