BeO dozimetrelerin TL, OSL ve ESR teknikleri arasındaki korelasyonu ve mamografi sistemlerinde kullanılabilirliğinin incelenmesi
Correlation of BeO dosimeters between TL, OSL and ESR techniques and investigation of usage in mammography systems
Yazar: ENGİN AŞLAR
Danışman: PROF. DR. NİYAZİ MERİÇ
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Berilyum = Beryllium ; Elektron spin rezonans spektroskopisi = Electron spin resonance spectroscopy ; Lüminesans = Luminescence ; Mamografi = Mammography ; Radyasyon dozajı = Radiation dosage ; Radyometri = Radiometry ; Termolüminesans = Thermoluminescence

Özet:
Termolüminesans (TL), Optik Uyarmalı Lüminesans (OSL) ve Elektron Spin Rezonans (ESR) teknikleri dozimetri ve tarihlendirme alanları başta olmak üzere bir çok alanda soğurulan dozun belirlenmesi için kullanılmaktadır. Bu yöntemlerden TL ve OSL teknikleri ile materyalin tuzak yük mekanizması araştırılırken, ESR tekniği sayesinde materyalin kristal yapısı ve buna bağlı olarak kusurlar ve safsızlıklar hakkında bilgi edinilmektedir. Çoğu kristal farklı kusur ve safsızlıklara sahiptir ve bunlar daima TL ya da OSL sinyalleri ile ilişkili değildirler. Bu amaçla, bu üç tekniğin birbirleriyle olan korelasyonun araştırılması sayesinde hem TL ve OSL sinyallerinin birbirleri arasındaki ilişki hem de bu kusur ve safsızlıkların TL ve OSL sinyalleri ile olan ilişkisi bulunabilmektedir. Böyle bir korelasyonun varlığı halinde ESR merkezlerinin oranının arttırılabilmesi ile lüminesans veriminin arttırılabileceği ve ölçülebilen minimum dedekte edilebilen doz değerlerinin düşürülebilmesi açısından büyük önem taşımaktadır.   
Bu tez çalışmasında, yaygın kişisel dozimetre olarak bilinen Thermalox 995 BeO dozimetresinin TL, OSL ve ESR özellikleri kapsamlı olarak araştırılmıştır. Thermalox 995 BeO dozimetreler için termal sönümlenme olayı iki farklı filtre (Hoya U340 ve BG-39) kullanılarak incelenmiştir. Termal sönümlenme parametreleri (W ve C),  TL ölçümleri sayesinde elde edilmiş ve termal sönümlenme olayının TL kinetik parametreleri ve tuzak belirleme metotları üzerindeki etkileri detaylı olarak ele alınmıştır. Kademeli tavlama (step annealing) ve ağartma (bleaching) deneyleri gerçekleştirilerek TL pikleri, OSL bileşenleri ve ESR merkezleri için mümkün korelasyon kurulmuştur.  Ayrıca, Radkor Personel Dozimetri firmasından satın alınan BeO dozimetrelerin TL ve OSL sinyalleri detaylı olarak araştırılarak Thermalox 995 BeO dozimetresi ile olan farklılıkları araştırılmıştır. 
BeO dozimetrelerin mamografi sistemlerinde dozimetrik olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, dozimetrelerin tekrarlanabilirliği, doz cevap eğrileri ve mamografideki klinik dozimetrik nicelikler; geri saçılım faktörü (BSF), yüzey giriş dozu (ESD), yüzey hava kerma (ESAK) ve ortalama glandüler doz değerleri (MGD) hesaplanmıştır. Benzer aşamalar LiF:Mg,Ti (TLD-100) dozimetreler ve iyon odası kullanılarak gerçekleştirilmiş ve BeO dozimetrelerden elde edilen sonuçlarla kıyaslanmıştır. BeO dozimetrelerin mamografi sisteminde ortalama glandüler doz değerini (MGD) belirlemede alternatif dozimetre olarak kullanabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
Thermoluminescence (TL), Optically Stimulated Luminescence (OSL) and Electron Spin Resonance (ESR) techniques are used to determine the absorbed dose in many areas, especially dosimetry and dating. While TL and OSL techniques are used to investigate the trap-charge mechanism of the material, ESR technique provides information about the crystal structure of the material and the related defects and impurities. Most crystals have different defects and impurities and are not always associated with TL or OSL signals. For this purpose, the correlation of these three techniques with each other by investigating the relationship between TL and OSL signals as well as the relationship between these defects and impurities TL and OSL signals can be found. In the presence of such a correlation, it is important to increase the luminescence efficiency by increasing the proportion of ESR centers and to extend the minimum detectable dose values that can be measured.
In this thesis, TL, OSL and ESR properties of Thermalox 995 BeO dosimeter, commonly known as personal dosimeter, have been investigated extensively. The thermal quenching phenomena for Thermalox 995 BeO dosimeters was investigated using two different filters (Hoya U-340 and BG-39). Thermal quenching parameters (W and C) were determined by using TL measurements and the effects of thermal quenching phenomena on TL kinetic parameters and trap determination methods are studied. Step annealing and bleaching experiments were performed and possible correlation was established for TL peaks, OSL components and ESR centers. In addition, TL and OSL signals of BeO dosimeters purchased from Radkor Personel Dosimetry Company were investigated in detail and compared with the Thermalox 995 BeO dosimeter.
The dosimetric usage of BeO dosimeters in the mammography system was investigated. For this purpose, reproducibility of dosimeters, dose response curves and clinical dosimetric quantities in mammography; back scatter factor (BSF), entrance surface dose (ESD), entrance surface air kerma (ESAK) and mean glandular dose (MGD) were calculated. Similar steps were performed using LiF: Mg, Ti (TLD-100) dosimeters and ion chamber and compared with the results obtained from BeO dosimeters. It was concluded that BeO dosimeters can be used as an alternative dosimeter to determine the mean glandular dose value (MGD) in the mammography system.