Protonların hedef madde ile etkileşmesinin fluka simülasyon yöntemiyle incelenmesi
Protons interact with the target material to be examined by the simulation method fluka
Yazar: ENGİN KARAMAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. RAHMİ KÜÇER
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Nötron elde etmek için hedef madde bombardımanında genellikle protonlar kullanılır. Yüksek enerjili protonun hedef çekirdekle etkileşmesi ile nötron verimi, gelen parçacıkların belirli enerjisi için maddenin yapısına ve boyutlarına göre değişir. Genellikle, gelen proton başına nötron sayısı ifade edilir. Hedeften çıkan nötronların dağılımı, hedefin yavaşlatıcı özelliğine bağlıdır. Özellikle, proton enerjisine bağlı olarak yüksek-Z?li hedefler için nötron veriminde önemli artma görülür. Nötron veriminin en büyük değerde olması için hedef ağır metal (tungsten, kurşun, uranyum) olması gerekir. Hedeften çıkan nötronların dağılımı, hedefin yavaşlatıcı özelliğine de bağlıdır. Benzetim programları, hedef belirlemek için kullanılır. Benzetiminin amacı proton demetiyle farklı kalınlıklı hedef etkileşmesinin incelenmesi ve nötron verinin belirlenmesidir
Benzetimde kullanılan hedef; çapı 20 cm, uzunluğu 60 cm olan bir silindirdir. Çap sabit, uzunluk (20, 30, 40, 50, 60 cm) ve proton enerjisi (0.03, 0.3, 0.6, 1.0, 2.0, 3.0 GeV) olarak değişmektedir. Protonların, hedef çevresindeki maddelerle etkileşimi önlemek için ortam vakum seçildi. Hedef madde olarak berilyum, bakır, kurşun ve toryum kullanıldı.
Bu çalışmanın amacı; farklı enerjilerdeki protonların, farklı hedef maddeler (veya hedef boyutları) ile etkileşmelerinde oluşan nötronları FLUKA Monte Carlo benzetim kodu kullanarak belirlemektir.
Çalışmaların sonucunda; nötron verimi ve nötron akısı protonların enerjileri, hedef madde ve hedef maddenin boyutuna bağlı olarak elde edildi.  Ulaşılan değerler, benzer çalışmalarda elde edilen değerler ile uyumludur.

Abstract:
Protons are generally used to bombard the target matter to produce neutrons. The neutron yield from the high-energy proton interaction with the target nuclei depends on the material type as well as its size for a given incident particle energy. For practical purpose it is the number of neutrons obtained per incident proton.  Neutron yield increases significantly for high-Z targets depending on proton energies increase. In order to maximize the neutron production the target must be a heavy metal (tungsten, lead, uranium). The axial distribution of leakage neutrons from the target depends on the target moderator coupling. Simulation programs are used for the determination of the target. The purpose of the simulation is to analysis interacting the different thickness target with proton beams and the determination of neutron yield.
The target used in the simulation was a cylinder with diameter 20 cm, length 60 cm. The diameter is fixed and vary the length (20, 30, 40, 50, 60 cm) and the proton energy (0.03, 0.3, 0.6, 1.0, 2.0, 3.0 GeV). In order to avoid the interaction of protons, with the material in the surrounding of the target medium was chosen as vacuum. Beryllium, copper, lead and thorium were used as target materials. 
The purpose of this study is to determine neutron yield of which appears in the interactions different target materials (or target dimensions) at the different energies of protons by using FLUKA Monte Carlo simulation code.
As a result of the studies; the neutron yield and neutron flux depending on the energy of protons, the target materials and size of the target material was observed. Reached values were found to be conformity with the values in the literature.