Bazı toprak numunelerinde ağır metal konsantrasyonlarının fotoaktivasyon analizi ile belirlenmesi
Determınatıon of heavy metals ın some soıl samples by photoactıvatıon analysıs
Yazar: OSMAN AĞAR
Danışman: PROF. DR. İSMAİL BOZTOSUN
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
PAA çevresel toprak numunelerindeki çoklu element tespitinde çok kullanışlı ve güvenilir bir yöntemdir. İşleme tabi tutulan tohumlardan, gübrelerden, mantar ilaçlarından, sulama sularından ve atmosferik serpintiden kaynaklanan elementler toprağa, topraktan da yenilebilir bitkilere ve oradan da insanlara geçebilmektedir. Bu nedenle toprak analizleri çevresel sağlık açısından önem arz etmektedir. Bahsi geçen çalışma alanları için bu yöntemin düşük maliyeti ve yüksek güvenirliği bu tez çalışmasını özgün ve gerekli kılmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında Karaman bölgesinden farklı noktalardan toplanılan toprak numuneleri (γ,n), (γ,p) and (γ,γ') fotonükleer reaksiyonlara dayalı olan fotoaktivasyon analizi (PAA) yöntemi ile 17 elementin (Sr, Ni, Mg, Fe, Zr, Cd, As, Ca, Br, Rb, Mn, I, Zn, Pb, Tl, U and Ba) konsantrasyonları belirlenmiştir. Fotoaktivasyonu gerçekleştirmek için, numuneler Akdeniz Üniversitesi Nükleer Bilimler Uygulama ve Araştırma Merkezi'ndeki son nokta enerjisi 18 MeV olan Philips SLI-25 klinik elektron lineer hızlandırıcıdan (c-LINAC) elde edilen bremsstrahlung fotonları kullanılarak yaklaşık 85 dakika boyunca ışınlanmıştır. HPGe detektörüyle her numuneye ait gama spektrumu analiz edilmiştir. PAA ile elde edilen sonuçlar, XRF yöntemleriyle karşılaştırılmıştır. Bu çalışmadan şu sonuçlar çıkarılmıştır: i-) PAA, Toprak numunesi gibi çevresel numunelerin element belirlenmesinde oldukça pratik, uygun ve hızlı yöntem olduğu görülmüştür, ii-) Radyoterapide kullanılan c-LINAC analitik çalışmalar ve deneysel nükleer fiziğindeki araştırmalar için uygulanabilir, iii-) Bu sonuçlar gelecekte çalışacak olası çevresel araştırmalar için ön çalışma olarak kullanılabilir.

Abstract:
Photoactivation analysis (PAA) is a very useful and reliable method for the multielement determinations in environmental soil samples. Metals resulting from the processed seed, fertilisers, fungicides,  irrigation canals and atmospheric fallout can be transmitted to soil, from soil to eatable plants and as a consequence to human beings. Therefore, analysis of soil comes into prominence in terms of the environmental health. For the above-mentioned study area, this thesis work makes a orgininal and necessary because of the low cost and high reliability of PAA. 

Within this thesis work, the soil samples corrected from different points in the surrounding of Karaman were determined concentrations of  17 elements (Sr, Ni, Mg, Fe, Zr, Cd, As, Ca, Br, Rb, Mn, I, Zn, Pb, Tl, U and Ba) by photoactivation analysis (PAA) method based on the (γ,n), (γ,p) and (γ,γ')  photonuclear reactions. In order to carry out photoactivation, the samples were irradiated for up to about 85 minutes exploiting bremsstrahlung photons produced by the Philips SLI-25 clinical electron linear accelerator (c-LINAC) which has end-point energy of 18 MeV at Akdeniz University Nuclear Science Application and Research Center. In combination the high purity germanium (HPGe) detector, the gamma spectrum for each sample was analysed. The obtained results with PAA method were compared with XRF methods. In this study, the obtained conclusions can be summarized as follows: i-) PAA has been found practical, suitable and rapid for multielement determination in environmental samples such as soil, ii-) The c-LINAC exhibits considerable potential for analytical work and experimental nuclear physics and  iii-) The data presented in this preliminary study may be used as a basis for the future detailed investigations in the studied area.