Sentezlenerek optimize edilen bazı lantanyum hegzaborür ve seryum hegzaborür bileşiklerinin gama zırhlama özelliklerinin Monte Carlo Yöntemi ile incelenmesi ve deneysel analizi
Monte Carlo simulation of the gamma shielding properties of lanthanium hexaboride (LaB6) and cerium hexaboride (CeB6) synthetic by magnesiothermic reduction
Yazar: ESRA KURT
Danışman: DOÇ. DR. AYNUR ÖZCAN ; PROF. DR. M.NUREDDİN TÜRKAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Bor = Boron ; Gama radyasyonu = Gamma radiation ; Monte Carlo Yöntemi = Monte Carlo Method ; Zırhlama = Shielding

Özet:
Bu çalışmada, magnezyotermik indirgeme ile açık havada sentezlenen Lantanyum Hekzaborür (LaB6) ve Seryum Hekzaborür (CeB6) malzemelerinin gama zırhlama özellikleri, 1.0 keV - 105 MeV foton enerji aralığındaki Monte Carlo (MC) simülasyonunda elde edilen verilerle incelenerek, bu verilerin deneysel sonuçlarla karşılaştırması yapılmıştır. Deneysel düzenekte kullanılan bu iki malzeme önce pellet haline getirilmiş ve daha sonrada 0.021 MeV enerjili 125I radyoizotop kaynağı ile, 0.140 MeV enerjili 99mTc radyoizotop kaynağı ile,   0.364 MeV enerjili 131I radyoizotop kaynağı ile, 0.662 MeV enerjili 137Cs  radyoizotop kaynağı ile, 0.779 MeV enerjili 152Eu radyoizotop kaynağı ile, 1.408 MeV enerjili 152Eu  radyoizotop kaynağı ile ve ayrıca 1.173 MeV enerjili ve 1.332 MeV enerjili  60Co   radyoizotop kaynakları ile radyasyona tabi tutulmuştur. Böylelikle bu malzemelerin soğurma katsayıları tespit edilerek gama radyasyonunun zırhlanmasında ne şekilde kullanılabilecekleri anlaşılmış ve MC yönteminin malzemelerin gama zırhlama özelliklerini belirlemedeki başarısı test edilmiştir. Sonuçta üretim koşulları optimize edilmiş olan LaB6 ve CeB6 bileşiklerinin gama radyasyonuna karşı tepkisi ele alınarak, radyasyonu zırhlamada standart hale gelmiş kurşun, demir, borsilikat ve beton gibi malzemelere alternatif olabileceği düşünülmektedir. Ayrıca bu sayede, yakın gelecekte yapılması planlanan, malzemelerin gama radyasyonu geçirgenliğinin tespiti çalışmalarında deneysel maliyet düşürülerek ekonomiye olumlu katkı sağlanmış olacaktır.

Abstract:
In this study, the gamma shielding properties of Lanthanum Hexaboride (LaB6) and Cerium Hexaboride (CeB6) materials synthesized in open air by magnesiothermic reduction were examined with the data obtained in Monte Carlo (MC) simulation in the photon energy range of 1,0 keV - 105 MeV, and these data were compared with the experimental results. These two materials used in the experimental setup were first pelleted and then with a source of 125I radioisotope with 0,021 MeV energy, 99mTc radioisotope source with 0,140 MeV energy, 131I radioisotope source with 0,364 MeV energy, 137Cs radioisotope source with 0.662 MeV energy, 152Eu radioisotope with 0,779 MeV energy source, 152Eu radioisotope source with 1,408 MeV energy and also 60Co radioisotope sources with 1,173 MeV and 1,332 MeV energy. Thus, by determining the absorption coefficients of these materials, it was understood how they could be used in shielding gamma radiation and the success of the MC method in determining the gamma shielding properties of the materials were tested. As a result, by considering the response of LaB6 and CeB6 compounds, whose production conditions have been optimized, against gamma radiation, it is thought that they can be an alternative to materials such as lead, iron, borosilicate and concrete, which have become standard in radiation shielding. In addition, in this way, the experimental cost of determining the permeability of materials to gamma radiation, which is planned to be carried out in the near future, will be reduced and a positive contribution to the economy will be made.