Alfa ve beta yayınlayıcı radyonüklitlerin kontaminasyon ölçümleri için kullanılan yüzey kontaminasyon monitörünün kalibrasyonu için bir yöntem geliştirilmesi ve ZnS: Ag sintilatör temelli yüzey kontaminasyon monitör cihazı ile yüzeysel 241Am, 90Sr/90Y ve düşük aktiviteli kontaminasyonun ölçümüne uygulanması
Development of a calibration method for surface contamination monitor used for the contamination measurements of alpha and beta emitting radionuclides and application to surface contamination measurement of low activity 241Am, 90Sr/90Y by a ZnS: Ag scintillator-based surface contamination monitor device
Yazar: UTKU ŞİMŞEKÇİ
Danışman: PROF. DR. HALUK YÜCEL
Ankara Üniversitesi / Nükleer Bilimler Enstitüsü / Medikal Fizik Ana Bilim Dalı / Sağlık Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering ; Nükleer Mühendislik = Nuclear Engineering

Özet:
Radyasyondan korunma amacıyla kullanılan bir yüzey kontaminasyon monitörünün (SCM) kalibrasyonunun asgari standart gerekliliklere  göre yapılması için geliştirilen bir yöntem, ticari olarak mevcut  ZnS:Ag sintilatör temelli LB124 Scint-300 yüzey kontaminasyon monitörüne uygulanmıştır.  Yüzeysel alfa ve beta yayınlayıcı referans aktiviteli plaka kaynaklar yardımıyla yapılan kalibrasyon işlemi geçerli kılınmıştır. Tez çalışmasında,  bu kalibre edilen ZnS:Ag sintilatör  temelli-SCM kullanılarak, UAEA'dan temin edilen  ve yüzeysel 241Am, 90Sr/90Y, 137Cs plaka kaynaklar ve düşük aktiviteli yüzeysel kontamineli numuneler üzerinde alfa, beta ve gama  emisyon ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tezde, ayrıca gerçek saha koşularında karşılaşılan radyonüklit kontaminasyon tespitinde, doğrudan veya dolaylı (silme) yöntemleri, belirli yüzey alanlarındaki pamuklu kumaş bez parçalarına bilinen aktivitelerde 99mTc-sıvı solüsyon damlatılarak kontamine edildikten sonra incelenmiştir. Kumaş parçaları ile yapılan yüzey kontaminasyon deneylerinde, yüzeysel kontaminasyonun doğru şekilde ölçümünü etkileyen parametreler incelenmiştir.  
Sonuçta, bu tezde ISO 7503-1 standartı gerekliliklerini karşılayan bir yöntem bir SCM'nin kalibrasyonu için ortaya konulmuştur. Tezde, alfa ve beta yüzey kontaminasyon ölçümleri düşük aktiviteler için uygulanarak dedeksiyon sınırları belirlenmiştir.  Nükleer mevzuatta belirtilen sınırlarda (Bq∙cm-2) kirlenmenin özellikle yüksek radyotoksikliğe sahip olan 241Am, 239Pu ve 210Po gibi alfa yayınlayıcılar ve diğer salt beta 90Sr/90Y ve beta-gama 99mTc, 131I yayınlayıcılar için olup olmadığına karar verilebilmesi için uzmanlık düzeyinde SCM kalibrasyon yönteminin başarılması, silme yöntemlerinin uyarlanması için önemlidir. ZnS:Ag sintilatör temelli yüzey kontaminasyon monitör cihazı ile yüzeysel 241Am, 90Sr/90Y, 137Cs ve düşük aktiviteli kontaminasyonun ölçümüne uygulanarak elde edilen sonuçlar tezde tartışılmıştır.   
Bu tez çalışması,  ABH67390007- J02012 kodlu UAEA Koordineli Araştırma Projesi "Method Development for HpGe and CdZnTe Detector Based Gamma Spectroscopic Determination of Isotopic Abundance in Nuclear Material Characterization" başlıklı projeden kısmen desteklenmiştir.   
Temmuz 2024, 64 sayfa.  
Anahtar Kelimeler: Yüzey kontaminasyon monitörü (SCM), ZnS:Ag sintilatör, yüzey kontaminasyonu,  radyonüklit, alfa, beta

Abstract:
A calibration method, in which the miniumum requirements according to ISO 7503-1 standard have been met,  was developed for a surface contamination monitor (SCM) used in radiation protection  using a commercially available ZnS:Ag scintillator based- LB124 Scint-300 SCM. The SCM calibration process is validated with the help of superficial alpha and beta emitter plate reference sources having known activities. In this thesis study, alpha, beta and gamma emission measurements were carried 241Am, 90Sr/90Y, 137Cs and low-activity superficial contaminated samples obtained from IAEA using this calibrated ZnS:Ag scintillator-based-SCM. Additionally, direct or indirect (wiping) methods were investigated in the determination of radionuclide contamination encountered in real field conditions after contaminated cotton fabric cloth pieces in certain surface areas by dropping 99mTc-liquid solution with known activities. The parameters affecting the accurate measurement of surface contamination in surface contamination experiments with fabric pieces are discussed.   
In conclusion, a calibration method according to ISO 7503-1 standard requirement has been established for the calibration of an SCM devices. In the thesis, the detection limits were determined by applying alpha and beta surface contamination measurements for low activities.  It is worth noting that the implemetation a SCM calibration method at the expert level is important to adapt the wiping methods in order to decide whether there is any contamination within the permission limits (in Bq∙cm -2) specified in the nuclear legislation, especially for alpha emitters such as 241Am, 239Pu and 210Po, etc. which have high radiotoxicity, and other pure beta emitters 90Sr/90Y and beta-gamma emitters 99mTc, 131I. In this thesis, the obtained results by using a ZnS:Ag scintillator-based surface contamination monitor device to the measurement of superficial 241Am, 90Sr/90Y, 137Cs and other low activity contamination in samples were discussed.  
This thesis is partly supported by ABH67390007- J02012 coded IAEA Coordinated Research Project entitled "Method Development for HpGe and CdZnTe Detector Based Gamma Spectroscopic Determination of Isotopic Abundance in Nuclear Material Characterization".  
July 2024, 64 pages.  
Key words: Surface contamination monitör (SCM), ZnS:Ag scintillator, surface contamination, radionuclide, alpha, beta