Bor atık katkılı bazı kompozitlerin geliştirilmesi veradyasyon soğurma özelliklerinin incelenmesi
Development of boron waste added composite andinvestigation of radiation shielding properties
Yazar: NURAY KUTU
Danışman: PROF. DR. NALAN ÇİÇEK BEZİR ; PROF. DR. ATİLLA EVCİN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bor = Boron ; Bor katkı maddesi = Boron additive ; Bor oksit = Boron oxide ; Kompozitler = Composites ; Radyasyondan korunma = Radiation-protection

Özet:
Bu tez çalışmasında, mevcut radyasyondan korunma yöntemlerine alternatif olmak üzere yeni malzeme geliştirilmesi ve bunların radyasyon soğurma özelliklerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Dünyanın en zengin bor yataklarına sahip olan ülkemizdeki bor oksit ve bor atıklarından yararlanılmıştır. Bu doktora çalışmasında barite farklı oranlarda bor atığı katkılanması ile elde edilen 11 farklı malzemenin gama ve nötron radyasyonu zırhlama özellikleri incelenmiştir. Çalışmada barit (d=4,48 g/cm-3) kullanılarak üretilmiş malzemeye farklı oranlarda bor atığı katkılayarak üretilmiş 9 tip kompozit malzeme ve bun malzemelere referans olarak katkısız (%100) barit ve (%100) bor atığının gama ve nötron radyasyonu zayıflatma özellikleri araştırılmış, sonuçlar standart zırh malzemesi olan barit için elde edilenlerle karşılaştırılmıştır. Ayrıca bor atığı oranının kompozitin radyasyon zayıflatma özellikleri üzerine etkisi de incelenmiştir. Deneylerde 662 KeV, 1173 KeV ve 1332 KeV enerjili gama ışınlarının ölçümü NaI(Tl) sintilasyon detektörüyle yapılmıştır. Gama zayıflatma katsayılarının kuramsal hesapları ise 10-3KeV-105 KeV aralığında XCOM kodu ile gerçekleştirilmiştir. Nötron soğurma ölçümleri için 252Cf kaynağına sahip nötron dedektörü kullanılmıştır. Çalışma sonucunda barit oranı arttıkça kompzitlerin gama ve nötron zayıflatma özelliklerinin arttığı belirlenmiştir. Bununla birlikte, kompozit içindeki artan bor atığı oranının zayıflatma özelliklerini olumlu yönde etkilendiği gözlenmiştir.

Abstract:
In this thesis, it is aimed to develop new materials as an alternative to existing radiation protection methods and to investigate their radiation absorption properties. For this purpose, boron oxide and boron wastes in our country, which has the richest boron deposits in the world, were used. In this doctoral study, the gamma and neutron radiation shielding properties of 11 different materials obtained by doping with barite at different rates of boron waste were investigated. In the study, 9 types of composite materials produced by adding different amounts of boron waste to the material produced using barite (d=4.48 g/cm-3) and the gamma and neutron radiation attenuation of pure (100%) barite and (100%) boron waste as a reference to these materials. properties were investigated, and the results were compared with those obtained for barite, which is a standard armor material. In addition, the effect of boron waste ratio on the radiation attenuation properties of the composite was also investigated. In the experiments, gamma rays with 662 KeV, 1173 KeV and 1332 KeV energies were measured with a NaI(Tl) scintillation detector. Theoretical calculations of gamma attenuation coefficients were performed with XCOM code in the range of 10-3KeV-105 KeV. Neutron detector with 252Cf source was used for neutron absorption measurements. As a result of the study, it was determined that the gamma and neutron attenuation properties of the composites increased as the barite ratio increased. However, it was observed that the increased boron waste ratio in the composite affected the weakening properties positively.