Galyum ürün çekirdeklerinin enerji seviyelerinin ve kalay numunelerinin derişimlerinin fotonükleer reaksiyonlarla belirlenmesi
Determination of the energy levels of gallium's product nuclei and the concentration of tin in tin-containing samples by photonuclear reactions
Yazar: ALP CESUR
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MESUT KARAKOÇ
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Aktivasyon analizi = Activation analysis ; Bremsstrahlung = Bremsstrahlung ; Elektron hızlandırıcısı = Electron accelerator ; Enerji düzeyleri = Energy levels ; Nükleer fizik = Nuclear physics ; Nükleer radyasyon = Nuclear radiation ; Nükleer spektroskopi = Nuclear spectroscopy ; Nükleer teknikler = Nuclear techniques ; Nükleer özellikler = Nuclear properties

Özet:
Bir klinik lineer hızlandırıcı ile üretilen gama ışınlarına maruz bırakılan bir örneğin atomik
çekirdeğini elektromanyetik olarak uyarmak ve hatta çekirdekten proton veya nötron koparmak bile mümkündür. Fotonükleer reaksiyon gerçekleştirmek için bir çok teknik bulunmasına rağmen lineer hızlandırıcı ile gama ışını üretimi en sık kullanılan yöntemdir.

Bu nedenle foto-aktivasyon analiz yöntemi ile element konsantrasyonu belirlemek mümkündür. Çünkü yöntemin temelinde istenilen bir örneğin foto-nükleer reaksiyonlar sonucu açığa çıkardığı karakterisik gama ışınlarının bolluklarından yola çıkılmaktadır.

Böylece foto-aktivasyon yönteminin doğruluğunu kanıtlamak amacı ile bu çalışmada saf bir Kalay örneği 18 MeV uç nokta enerjili bremsstrahlung fotonlarıyla ışınlanmıştır. Işınlanma sonucu aktif hale gelen elementin yaydığı karakteristik gama ışınları yüksek saflıkta germanyum dedektörü ile ölçülerek analiz edilmiş ve ölçüm sonuçlarından kalay numunelerinin derişimleri hesaplanmıştır.

Bu çalışmada ayrıca galyum çekirdeğinin enerji seviyeleri ölçümlerini belirlemek için bir
deney yapılmıştır. 71Ga(gama,n)70Ga ve 69Ga(gama,n)68Ga foto-nükleer reaksiyonlarının
sonucu olarak 70Ga ve 68Ga izotoplarının enerji seviyeleri belirlenmiştir. Sonuçlar literatürle uyumlu değerlerdedir.

Abstract:
It is possible to excite atomic nuclei electromagnetically and even separate proton or neutron from a sample which is exposed to gamma rays by a clinical linac. Although there are available different techniques of measurement for the photo-nuclear reaction products, this is the most widely used one.

Thus, the determination of the elemental concentration of a sample by photo-activation analysis method is a reasonable attempt since it is related to the detailed spectral analysis of the photonuclear reactions of an intended element. 

For this reason, in this study in order to get the proof of principle for photo-activation a pure tin sample is irradiated with high energy bremsstrahlung photons at the end-point energy of 18 MeV. Thus, the tin concentration in tin-containing samples determined by a precise measurement with a high purity germanium detector. 

In this study, we have also run an experiment to determine the energy levels of
Gallium nucleus. As a result of 71Ga(gamma,n)70Ga and 69Ga(gamma,n)68Ga reactions, the energy
levels of 70Ga and 68Ga isotopes have been determined. The results are in good agreement with the literature values.