Farklı konsantrasyonlardaki üçlü Fe/Cr/Ni alaşımlarında Fe, Cr ve Ni elementlerinin uyarma ve bu alaşımların soğurma parametrelerinin belirlenmesi
Determination of the excitation parameters of Fe, Cr and Ni elements in the Fe/Cr/Ni ternary alloys at the different concentrations and the absorption parameters of these alloys
Yazar: HÜSEYİN ALİ KARATAŞ
Danışman: DOÇ. DR. FERDİ AKMAN
Bingöl Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Atom ve Molekül Fiziği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmanın birinci kısmında, Fe/Cr18/Ni10, Ni32,5/Cr21/Fe, Fe/Cr25/Ni20, Ni72/Cr16/Fe ve Fe/Cr17/Ni7 üçlü alaşımları içindeki Cr, Fe ve Ni elementlerinin ve bu elementlerin saf hallerinin Kα, Kβ ve toplam K X-ışını üretim tesir kesitleri, Kβ/Kα X-ışını şiddet oranları, K tabakası floresans verimleri, K tabakasından L tabakasına boşluk geçiş ihtimaliyetleri, KLX/KLL ve KXY/KLL Auger elektron yayımlanma oranları, K tabakası soğurma sıçrama faktörleri ve soğurma sıçrama oranları belirlenmiştir. Deneyler uyarma geometrisinde 241Am halka kaynağından yayımlanan 59,54 keV foton enerjisinde gerçekleştirilmiştir. Saf elementler için belirlenen uyarma parametrelerinin deneysel ve teorik sonuçları arasında uyum olduğu gözlemlenmiştir. Farklı konsantrasyona sahip alaşımlar içindeki elementlerin deneysel sonuçları saf elementlerin teorik sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Gözlemlenen farklılıkların nedenleri, alaşım içindeki bir elementin atomlarından 3d elektronlarının diğer elementlerin atomlarına transferi ve/veya tek tek elementlerin 3d ve (4s, 4p) durumları arasındaki elektronların yeniden düzenlenmesi olarak yorumlanmıştır. Kα ve toplam K X-ışını üretim tesir kesitleri, K tabakası floresans verimleri, K tabakasından L tabakasına boşluk geçiş ihtimaliyetleri ve K tabakası soğurma sıçrama faktörleri sonuçları önemli derecede değişmezken, Kβ X-ışını üretim tesir kesitleri, Kβ/Kα X-ışını şiddet oranları, Auger elektron yayımlanma oranları ve K tabakası soğurma sıçrama oranları değerlerinin önemli derecede değiştiği gözlemlenmiştir.
Çalışmanın ikinci kısmında, Fe/Cr18/Ni10, Ni32,5/Cr21/Fe, Fe/Cr25/Ni20, Ni72/Cr16/Fe ve Fe/Cr17/Ni7 alaşımlarının ve Cr, Fe ve Ni elementlerinin 22,10, 24,93, 25,46, 26,34, 30,63, 30,97, 34,96, 59,54, 81,00 ve 88,04 keV foton enerjilerinde kütle azaltma katsayıları, moleküler, atomik ve elektronik tesir kesitleri, etkin atom numaraları ve elektron yoğunlukları belirlenmiştir. Deneyler geçiş geometrisinde 109Cd, 133Ba ve 241Am nokta kaynakları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Deneysel sonuçlar, WinXCOM ve FFAST teorik sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Deneysel değerler ile teorik değerler arasında iyi bir uyum olduğu gözlemlenmiştir. Belirlenen soğurma parametrelerinin foton enerjisine ve alaşım içindeki elementin konsantrasyonuna bağlı olduğu görülmüştür.

Abstract:
In the first part of this work, the Kα, Kβ and total K X-ray production cross sections, Kβ/Kα X-ray intensity ratios, K shell fluorescence yields, K to L shell vacancy transfer probabilities, KLX/KLL and KXY/KLL Auger electron emission ratios, K shell absorption jump factors and absorption jump ratios of Cr, Fe and Ni elements in the Fe/Cr18/Ni10, Ni32.5/Cr21/Fe, Fe/Cr25/Ni20, Ni72/Cr16/Fe and Fe/Cr17/Ni7 ternary alloys and the pure state of these elements were determined. The experiments were carried out at 59.54 keV photon energy emitted from 241Am annular source in the excitation geometry. It has been observed that there is agreement between the experimental and theoretical results of the determined excitation parameters for the pure elements. The experimental results of the elements in alloys with different concentrations are compared with the theoretical results of the pure elements. The reasons of observed differences are interpreted as the transfer of 3d electrons from the atoms of an element in the alloy to the atoms of the other elements and/or the rearrangement of electrons between the 3d and (4s, 4p) states of the individual elements. It has been observed that while the Kα and total K X-ray production cross sections, K shell fluorescence yields, K to L shell vacancy transfer probabilities and K shell absorption jump factors results do not change significantly, the Kβ X-ray production cross sections, Kβ/Kα X-ray intensity ratios, Auger electron emission ratios and K shell absorption jump ratios values change significantly.
In the second part of the work, the mass attenuation coefficients, molecular, atomic and electronic cross sections, effective atomic numbers and electron densities of Fe/Cr18/Ni10, Ni32.5/Cr21/Fe, Fe/Cr25/Ni20, Ni72/Cr16/Fe and Fe/Cr17/Ni7 alloys and Cr, Fe and Ni elements were determined at 22.10, 24.93, 25.46, 26.34, 30.63, 30.97, 34.96, 59.54, 81.00 and 88.04 keV photon energies. The experiments were performed in the transition geometry using 109Cd, 133Ba and 241Am point sources. The experimental results were compared with the WinXCOM and FFAST theoretical results. It has been found that the determined absorption parameters depend on the photon energy and the concentration of the element in the alloy.