Diş ve kemik örneklerinin lüminesans tekniklerde geriye dönük (retrospektif) dozimetre olarak kullanımının geliştirilmesi
Development of using tooth and bone samples as retrospective dosimeter in luminescence techniques
Yazar: ÜLKÜ RABİA YÜCE SEMİZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. NİYAZİ MERİÇ
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2010
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Optik uyarımlı lüminesans = Optical stimulated luminescence

Özet:
Tez çalışmasının ilk kısmında arkeolojik bir mezardan çıkarılan insan kemikleri üzerine yapışmış toprak örneklerinin kızıl ötesi uyarmalı lüminesans (IRSL) tarihlendirme çalışmalarında kullanılıp kullanılmayacağı araştırıldı. Kemik üzerine yapışmış toprak örneklerinin IRSL tarihlendirmesi literatürde bilinen bir uygulama değildir. Bu nedenle toprak örneklerinin kemiklerin gömü zamanını verip vermediğinin kontrolü yapıldı. Bunun için toprak örneklerinin IRSL yaşı ile aynı mezardan çıkarılan çanak çömlek örneklerinin IRSL ve Termolüminesans (TL) yaşları karşılaştırıldı.Toprak örnekleri için belirlenen yaşın (2440±170 yıl), hem çanak çömlek örneklerinin yaşları (2375 ± 170 year)  hem de arkeolojik tarihçe (hellenistik dönem) ile uyum içinde olduğu görüldü. Sonuç olarak bu tür mezarların IRSL tarihlendirmesinde çanak çömlek örneği bulunamadığı zaman antropolojik kemiklerin üzerine yapışan toprak örnekleri kullanılarak kemiklerin gömü yaşı bulunabilir.
	
Tezin ikinci kısmında yine arkeolojik bir mezardan çıkarıldıktan sonra sırasıyla hidroklorik asit + hidrojen peroksit, hidrazin ve etilendiamin kimyasalları ile deproteinize edilen antropolojik insan kemikleri ile domuz ve insan dişlerinin optik uyarmalı lüminesans (OSL) tekniğinde tarihlendirme çalışmalarında kullanılıp kullanılamayacağı araştırıldı. Hidroklorik asit + hidrojen peroksit ile deproteinize edilen insan kemiklerinin dış kısımlarından 200 Gy'e kadar lineer ve oda sıcaklığında kararlı IRSL sinyalleri alınabildi. Bu sonuca göre yeterince eski insan kemikleri ışınlandıktan sonra hidroklorik asit ve hidrojen peroksit ile deproteinize edildiğinde de yüksek hassasiyette ve oda sıcaklığında kararlı OSL sinyalleri alınabilir ise insan kemiklerinin dış kısımlarının OSL tekniğinde tarihlendirme amaçlı kullanımı ümit vericidir. Aynı zamanda 90 Gy ışınlandıktan sonra hidrazin ile deproteinize edilen antropolojik insan diş minesinde mavi uyarma altında işlem görmemiş örneklere kıyasla 7 kat daha fazla yüksek hassasiyette ve oda sıcaklığında kararlı OSL sinyalleri gözlendi. Eğer daha düşük beta dozlarında ışınlanan yeterince eski insan diş minesi örnekleri hidrazin ile deproteinize edildiğinde de oda sıcaklığında kararlı ve yüksek hassasiyette OSL sinyalleri alınabilir ise antropolojik diş minesi örneklerinin OSL tekniğinde tarihlendirme amaçlı kullanımı ümit vericidir.

Tezin son kısmında ise hidrazin, etilendiamin ve sodyum hidroksit kimyasalları ile deproteinize edilen taze (genç) diş minesi örneklerinin OSL tekniğinde in vitro kaza dozimetresi olarak potansiyel kullanımı araştırıldı. Hidrazin ile deproteinize edilen mine örneklerinden 1.53 Gy ve üzerindeki beta dozlarında, sodyum hidroksit ile deproteinize edilen örneklerde 7.5 Gy ve üzerindeki beta dozlarında ,etilendiamin ile deproteinize edilen örneklerde ise ancak 76 Gy beta dozundan sonraki dozlamalarda yüksek hassasiyette OSL sinyallleri gözlendi. En etkili deproteinizasyon yöntemi hidrazin olmasına rağmen 90 Gy beta dozlandıktan sonra hidrazin ile deproteinize edilen mine örneklerinde yüksek hassasiyette OSL sinyalleri gözlenmedi. Bu nedenle taze (genç) diş minesi örneklerinin OSL tekniğinde in vitro kaza dozimetresi olarak kullanımının araştırılmasında düşük sıcaklıklarda örnekleri deproteinize edebilecek ancak radyasyonun neden olduğu sinyalleri koruyacak yeni deproteinizasyon yöntemleri ve/veya farklı uyarma ve filtre kombinasyonları denenmelidir.

Mayıs 2010, 96 sayfa

Anahtar Kelimeler: Lüminesans, Geriye dönük dozimetre,Tarihlendirme,Diş, Kemik, OSL, IRSL

Abstract:
In this study, firstly the potential using of the soil samples adhered to surface of human bone taken from a Necropolis for Infrared Stimulated Luminescence (IRSL) dating was investigated. IRSL dating of the soil samples adhered to surface of human bone isn't a conventional application in literature. Therefore, it was controlled whether soil samples indicate the burial time. For this control IRSL age of soil sample was compared with the IRSL and Thermoluminescence (TL) ages of the shreds taken from same necropolis. The IRSL age (2440±170 year) of the soil sample adhered to surface of human bone was found to be compatible with average IRSL and TL ages of the shreds (2375 ± 170 year) and archaeological evidences (Hellenistic period). In conclusion, the soil sample which adhered to surface of human bone can be used in IRSL dating especially when the availability of optically stimulated luminescence (OSL) datable material is limited in a Necropolis.
	
In the second chapter, it was investigated whether deproteinizated anthropological human bone, human teeth and pig teeth taken from a necropolis can be used OSL dating studies. The radiation dose response of anthropological human cortical bone deproteinated with hydrochloric acid and hydrogen peroxide was obtained using IRSL. The IRSL signal show to be linear with a radiation dose until 200 Gy and stable at ambient temperature. However, it is necessary to carry out additional research to investigate whether the deproteinization treatment with hydrochloric acid and hydrogen peroxide preserves the radiation-induced IRSL signal. If the significant increase in sensitivity obtained with human cortical bone irradiated after deproteinization treatment is also obtained on human cortical bone irradiated before deproteinization treatment, a very important result can be obtained for the use of OSL with human cortical bone. It was also observed that hydrazine deproteinization treatment increases the OSL sensitivity of anthropological tooth enamel samples irradiated 90 Gy beta dose about 7 times and also results in a slower fading of the OSL signal compared to untreated tooth enamel irradiated 90 Gy beta dose. If the significant increase in sensitivity obtained with human anthropological tooth enamel irradiated lower beta doses is also obtained, a very important result can be obtained for the use of OSL on anthropological tooth enamel for dating studies.

In the last chapter, the potential using of fresh (young) human tooth enamel as in vitro accident dosimeter subsequently deproteinated by hydrazine, sodium hydroxide and ethylenediamine reagents was investigated for OSL. It were observed that high sensitivity OSL signals at 1.53 Gy and higher beta doses on tooth enamel samples deproteinizated by hydrazine, at 7.5 Gy and higher beta doses on tooth enamel samples deproteinizated by sodium hydroxide and after  76 Gy  on tooth enamel samples deproteinizated by ethylendiamine. Although most effective deproteinization method was hydrazine, the significant increase in sensitivity obtained with tooth enamel irradiated after hydrazine deproteinization treatment wasn't obtained on tooth enamel irradiated before deproteinization treatment. Therefore, new deproteinization methods at lower temperatures and/or different stimulation methods and filter combinations which should preserve the signal and its sensitivity to radiation should be investigated. 

May 2010, 96 pages 

Key Words: Luminescence, Retrospective Dosimeter, Dating, Tooth, Bone, OSL, IRSL