Molibden-99 radyoizotopunun enerji seviyelerinin ve yarı-ömrünün bir c-linak kullanılarak fotonükleer reaksiyon mekanizmasıyla ölçülmesi
Measurement of energy levels and half-life of molybdenum-99 radioisotope by using a c-linac via photonuclear reaction mechanism
Yazar: TUĞBA GÖKER
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET ERTAN KÜRKÇÜOĞLU
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Radyoizotopların enerji seviyelerinin ve yarı-ömürlerinin belirlenmesi, çekirdek
yapılarının aydınlatılmasında önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada, 100Mo(γ,n)99Mo
fotonükleer reaksiyonu ilk defa bir klinik lineer hızlandırıcı (c-linak) kullanılarak
gerçekleştirilmiştir. Doğal molibden hedefin ışınlanması sonucu üretilen 99Mo
radyoizotopunun gama geçiş enerjileri ve yarı-ömrü deneysel olarak belirlenmiştir.
Işınlama işlemi, Akdeniz Üniversitesi Nükleer Bilimler Uygulama ve Araştırma
Merkezi'ndeki (NUBA'daki) 18 MeV'e kadar çıkış enerjisine sahip Philips SLI-25
model bir c-linak kullanılarak yapılmıştır. 99Mo radyoizotopuna ait spektrum, yüksek
saflıkta Germanyum (HPGe) dedektöre sahip bir gama spektrometresi vasıtasıyla
elde edilmiştir. Spektrumun elde edilmesinde ve analizlerde Maestro, Gf3 ve Root
yazılımlarından yararlanılmıştır. Çalışma limitleri dahilinde, elde edilen deneysel
verilerle hesaplanan gama enerji seviyeleri 181,13 (<0,01) keV, 366,40 (<0,01) keV,
528,67 (0,03) keV, 739,22 (0,01) keV, 777,60 (0,01) keV, 822,64 (0,02) keV, 960,39
(0,02) keV, 1000,88 (0,11) keV ve yarı-ömür değeri 64,44 (4,57) saat olarak
bulunmuştur. Bu değerlerin daha önceki araştırma sonuçlarıyla ve Nükleer Veri
Merkezi'ndeki (NuDat'taki) güncel verilerle uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuç
olarak, fotonükleer reaksiyon mekanizmasıyla incelenmeye uygun radyoizotopların
yeterli çıkış enerjisine sahip bir c-linak kullanılarak çalışılabileceği gösterilmiştir.

Anahtar Kelimeler: c-linak, fotonükleer reaksiyon, 99Mo, gama enerji seviyeleri,
yarı-ömür, HPGe dedektör, Maestro, Gf3, Root.

Abstract:
Determination of energy levels and half-lives of radioisotopes has an importance for
understanding about the nuclear structure. In this study, 100Mo(γ,n)99Mo
photonuclear reaction was performed for the first time by using a clinical linear
accelerator (c-linac). The gamma transition energy levels and the half-life of the
daughter 99Mo radioisotope, which was produced by the irradiation of the natural
molybdenum sample, were determined experimentally. The irradiation process was
achieved by using Philips PLI-25, a c-linac with 18 MeV end point energy located at
Akdeniz University Nuclear Sciences Research and Aplication Centre (NUBA). The
spectrum of 99Mo radioisotope was obtained by using a gamma spectrometer with a
high purity Germanium (HPGe) detector. The computer codes; Maestro, Gf3 and
Root were used for obtaining and analyzing the spectrum. Within the limitations of
this study, it was found that, the calculated gamma energy levels from the
experimental measurements were 181.13 (<0.01) keV, 366.40 (<0.01) keV, 528.67
(0.03) keV, 739.22 (0.01) keV, 777.60 (0.01) keV, 822.64 (0.02) keV, 960.39 (0.02)
keV, 1000.88 (0.11) keV and the half-life value was defined as 64.44 (4.57). These
findings agreed with the results of the previous studies and the reported values in
Nuclear Data Center (NuDat). As a conclusion, it was shown that, the photonuclear
reaction mechanism for the available medium weight radioisotopes can be studied by
using a c-linac with appropriate end point energy.

Keywords: c-linac, photonuclear reaction, 99Mo, gamma energy levels, half-life,
HPGe detector, Maestro, Gf3, Root.