Yeni nesil radyasyon zırhlayıcılar: Epoksi temelli metal oksit mikro ve nano yapılı kompozitler

Abstract

Bu tez mikro ve nano Bi2O3 ve WO3 katkılı epoksi matrisinin radyasyon zırhlama kabiliyetini araştırmaya odaklanmıştır. Mikro kompozitler ticari mikro Bi2O3 ve WO3 parçacıkları ile hazırlanırken, nanokompozitler hem ticari olarak temin edilmiş hem de hidrotermal/solvotermal yöntemle sentezlenmiş nanoparçacıklar kullanılarak üretilmiştir. Öte yandan hazırlanan kompozitlerin radyasyon zırhlama parametreleri, mikro kompozitlerde deneysel ve MCNP6 simülasyonu kullanılarak elde edilirken, nano kompozitlerde ise sadece deneysel olarak belirlenmiştir. Tüm deneysel ölçümler NaI(Tl) sintilasyon dedektörü ve Ba-133, Cs-137 ve Co-60 radyoaktif nokta kaynakları kullanılarak yapılırken, mikro kompozitlerin zırhlama simülasyonları MCNP versiyon 6.2 kodu ile gerçekleştirilmiştir. Mikro kompozitler için elde edilen deneysel ve MCNP6 simülasyon sonuçları, hem farklı parçacık katkısı hem de farklı foton enerjileri bakımından iyi bir tutarlılık sergilemiştir. Ayrıca parçacık boyutunun gelen fotonların yoğunluğunu azaltmadaki etkisi incelendiğinde, aynı katkı ağırlık yüzdeleri için nano parçacık katkısının mikro parçacık katkısına göre daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Bunun da ötesinde, düşük enerjili gama ışınlarına karşı hidrotermal/solvotermal yöntemle sentezlenmiş nanoparçacıkların kullanıldığı epoksi kompozitlerin, ticari olarak temin edilen nanoparçacıkların kullanıldığı epoksi kompozitlere göre daha iyi radyasyon zırhlama kabiliyetine sahip olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, en yüksek Bi2O3 ve WO3 katkılara sahip mikro ve nano kompozitlerin, nükleer tıpta kullanılan bazı tanısal radyonüklidlerin yanı sıra röntgen, mamografi veya PET taramaları gibi görüntüleme cihazlarının tehlikeli etkilerinden korunmak için umut verici bir potansiyele sahip olduğu önerilebilir.