Radyasyon kalkanı olarak uzay giysisi malzemelerinin simülasyonu

Bu tez çalışmasında uzay ortamında gerçekleşen olaylar dikkate alınarak koruyucu giysi malzemelerinin simülasyonu Geant4 ile yapılmıştır. Uzay giysilerinin tasarımı ve üretimi yüksek maliyetli olduğundan dolayı giysi üretilmeden önce simülasyon programlarında test edilmesi, kullanılacak materyallerin seçilmesi açısından önemlidir. Simüle edilen uzay giysisi beş katmandan oluşturulmuştur. Oluşturulan katmanlarda sırasıyla içten dışa doğru; Su, polipropilen, Kevlar, polietilen ve altın materyalleri kullanılmıştır. Bu katmanların içerisinde ise insan dokusunu oluşturmak için iskelet ve doku tanımlanmıştır. Materyal olarak ilk katmanda su tercih edilme nedeni uzay radyasyonuna karşı koruyucu bir kalkan görevi görmesidir. İkinci katmanda polipropilen tercih edilme nedeni hafif yapısı sayesinde uzay giysisinin ağırlığını oldukça azaltması ve yıpranmaya karşı dayanıklı ve dirençli olmasıdır. Üçüncü katmanda kullanılan Kevlar ise koruyucu giysilerde en çok tercih edilen materyaldir. Yüksek mukavemet ve darbe direncine sahiptir. Dördüncü ve beşinci katmanda kullanılan polietilen ve altın, polietilenin esnek ve kompozit olarak kullanılabilir yapısı sayesinde altın ile katmanlı bir yapı oluşturarak altın kaplamalı polietilen "gold grafted polyethylene" olarak ifade edilen koruyucu materyali sağlamaktadır. Son olarak Geant4 ile uzay ortamında modellenen uzay giysisine proton, elektron, nötron, alfa ve foton parçacıkları gönderilerek parçacık-madde etkileşimi simüle edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda farklı katmanlarda farklı etkileşimler gözlenmiştir. Gönderilen parçacık türüne ve enerjisine göre katmanlarda kullanılan materyallerdeki etkileşimler değişmektedir.