Determination of optimal material as TLD device for radiation dosimetry application
Radyasyon dozimetrisi uygulaması için TLD cihazı olarak optimum malzemenin belirlenmesi
- Tez No: 848894
- Danışmanlar: PROF. DR. İSKENDER AKKURT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dozimetri uygulamaları için bir TLD cihazı olarak en uygun malzemeyi belirlemek amacıyla üç malzemenin yapısal, morfolojik, termolüminesans ve dozimetrik karakterizasyonuna ilişkin kapsamlı bir çalışma yürütüldü. Göz önünde bulundurulan malzemeler silika cam boncuklar, ZnO ve MgO'dur. Silika cam kürecik, 4.5 mm çapında ve 1 mm kalınlığında TLD çipine (LiF) benzer boyutlara sahip olacak şekilde zımpara kağıdıyla manuel olarak düzenlendi. Numuneler, 10 Gy'lik absorbe edilmiş doz ile 90Sr/Y beta kaynağı ile ışınlandı ve daha sonra TL sinyallerini gözlemlemek için TL/OSL sistem okuyucusu Lexsyg Smart kullanıldı. Emilen dozun 10 Gy'e kadar artmasına rağmen radyasyona hiçbir zaman tepki göstermedi. Bu durum, bu malzemenin radyasyona karşı duyarlılığının olmaması ile açıklanabilir. Kimyasal sprey biriktirme tekniği ile çinko oksit malzemesi hazırlamak için 0,2M çinko sülfat (ZnSO4.7(H2O), 50 mL deiyonize su içerisinde çözüldü. Yapısal ölçümler, X-ışını kırınım sistemi aracılığıyla yapıldı. Sonuçlar, desenin altıgen faz olarak indekslenebilir ve 2θ'nın kırınım zirvesinin değeri, kristalografi için tercih edilen bir yönelim olarak (002) özelliğiyle 34.467°'de bulundu. Morfoloji ölçümleri, taramalı elektron mikroskobu sistemi kullanılarak gerçekleştirildi ve sonuçlar yüzeyin boyutları 170 ile 300 nm arasında değişen nanopartiküller içerdiği ortaya çıktı. Bant aralığı tahmini UV spektrofotometre analizi ile hesaplandı, sonuçlar ZnO nanomateryalinin bant aralığının 3.1 eV olduğunu ortaya çıkardı. TLD okuyucu sistemi (Harshaw 3500) kullanıldı. ZnO'nun 10 Gy'ye kadar soğurulmuş doza maruz kaldıktan sonra termolüminesans özelliklerini ölçmek için yapıldı ve sonuçlar, ZnO'nun kristal içinde bazı istenmeyen safsızlıklara sahip olması nedeniyle düşük TL yoğunluklu bir ışıma eğrisi gösterdi. MgO malzemesini hazırlamak için 0.2 M magnezyum klorür, 50 mL deiyonize su içerisinde çözüldü. XRD ölçümleri, MgO modelinin, istenmeyen ikincil fazlar veya kirlenme olmadan saf kübik yapıyı doğruladığını ortaya çıkardı. Morfoloji ölçümleri, MgO nanomalzeme yüzeyinin 50 ila 100 nm arasında değişen çeşitli boyutlarda küresel ve düzensiz formlara sahip olduğunu gösterdi. Bant aralığı enerjisi UV-Vis ölçümleri ile hesaplandı ve 3,7 eV olarak bulundu. TL ölçümleri ve MgO'nun dozimetrik karakterizasyonu, numune 200 Gy'ye kadar ışınlandığında emilen dozlara iyi bir yanıt gösterdi. TL-ışıma eğrisinin yoğunluğu, emilen dozun artmasıyla arttı ve iyi bir doğrusallık sergiledi. Sonuçlar, MgO nanomateryalinin radyasyon dozimetri uygulamaları için TLD cihazı olarak en uygun malzeme olduğunu gösterdi.
Özet (Çeviri)
A comprehensive study of the structural, morphological, thermoluminescence, and dosimetric characterization of three materials was conducted to determine the optimal material as a TLD device for dosimetry applications. The materials considered were silica glass beads, ZnO, and MgO. The silica glass bead was manually arranged with sandpaper to have dimensions similar to a TLD chip (LiF) with a diameter of 4.5 mm and a thickness of 1 mm. The samples were irradiated by a beta source, 90Sr/Y, with an absorbed dose of 10 Gy, and then the TL/OSL system reader Lexsyg Smart was used to observe TL signals. It never exhibited any response to the radiation, even with an increase in the absorbed dose up to 10 Gy. This can be explained as this material doesn't have sensitivity to radiation. 0.2M of zinc sulfate (ZnSO4.7(H2O) was dissolved in 50 mL of deionized water to prepare zinc oxide material via the chemical spray deposition technique. Structural measurements were conducted via the X-ray diffraction system. The results revealed that the pattern can be indexed as the hexagonal phase, and the value of the diffraction peak of 2θ was found at 34.467° with the attribute (002) as a preferred orientation for crystallography. Morphology measurements were carried out using a scanning electron microscopy system, and the results revealed that the surface includes nanoparticles with sizes ranging from 170 to 300 nm. Band gap estimation was calculated by UV spectrophotometer analysis; the results revealed that the band gap of the ZnO nanomaterial is 3.1 eV. A TLD reader system (Harshaw 3500) was used to measure the thermoluminescence properties of ZnO after being exposed to an absorbed dose of up to 10 Gy, and the results showed a low TL intensity glow curve since ZnO has some unwanted impurities inside the crystal. 0.2 M of magnesium chloride was dissolved in 50 mL of deionized water to prepare the MgO material. XRD measurements revealed that the MgO pattern verified a pure cubic structure without undesirable secondary phases or contamination. Morphology measurements showed that the MgO nanomaterial's surface has spherical as well as irregular forms in various dimensions ranging from 50 to 100 nm. The band gap energy was calculated by UV-Vis measurements, and it was found to be 3.7 eV. TL measurements and the dosimetric characterization of MgO showed a good response to the absorbed doses when the sample was irradiated up to 200 Gy. The intensity of the TL-glow curve increased with the rise of the absorbed dose and exhibited good linearity. The results indicated that MgO nanomaterial is an optimal material as a TLD device for radiation dosimetry applications.
Benzer Tezler
- Hopfield modeli yapay sinir ağları ve uygulamları
Hopfield model neural networks and applications
HÜSEYİN ERBİLGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1993
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ.DR. LEYLA GÖREN
- Yüksek yapılar için tasarlanan yeni tip bir yarı-aktif kontrollü sismik titreşim sönümleyicinin deneysel incelemesi ve sistem modeli
Experimental investigation and system modeling of a novel semi-active controlled seismic vibration damper designed for high-rise structures
SEFER ARDA SERBES
Doktora
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN ENGİN
- Doğrusal olmayan amaç programlamanın süreç optimizasyonu olarak stiren ünitesine uygulanması
Başlık çevirisi yok
CEMALETTİN KUBAT
- Poliakrilamit-bentonit/zeolit kompozitlerine Tl+ ve Tl3+ adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigations of Tl+ and Tl3+ adsorption on to polyacrylamide-bentonite/zeolite composites
ZEYNEP MİNE ŞENOL
- Nano özellikli minerallerin mermer plaka dolgu malzemesi olarak uygulanmasında optimal yöntemlerin belirlenmesi
Determination of optimal methods for the application of nano-property minerals as marble slab filling material
GÜRKAN AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Maden Mühendisliği ve MadencilikAfyon Kocatepe ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDUL VAHAP KORKMAZ