Research and development of ABS filament's capability for gamma and neutron radiation shielding

Radyasyon, neredeyse tüm nükleer uygulamalar için ana güvenlik sorunudur ve canlıları ve uygulamaların çevresindeki malzemeleri korumak için kontrol altında tutulmalıdır. Bu bağlamda, radyasyon koruma malzemeleri araştırılmış ve nükleer teknolojilerde kullanıl-mıştır. Radyasyon kullanım alanına, türüne ve enerjisine bağlı olarak malzeme seçimi ya-pılmalıdır. Polimer malzemeler, kimyasal inertlik, direnç, esneklik, mukavemet ve düşük maliyet gibi üstün özelliklerinden dolayı radyasyon koruma uygulamalarında tercih edil-mektedir. Bu tezde, 3D baskıda yaygın olarak kullanılan ABS (Akrilonitril Bütadien Stiren) termoplastiklerin Er2O3 ve Gd2O3 katkı maddeleri ile zenginleştirilmesi sonucu elde edilen gama ve nötron koruma özellikleri kapsamlı bir şekilde incelenmiştir. Değişik malzeme kalınlıkları ve radyasyon enerjileri üzerinde, deneysel, teorik ve simülasyon yöntemlerini kapsayan çok yönlü bir yaklaşım kullanarak, bu modifiye termoplastiklerin gama ve nöt-ron radyasyonunu zayıflatma etkinliği araştırılmıştır. Ayrıca, üretilen malzemelerin mikro-yapıları, yapısal bütünlüğü sağlamak amacıyla incelenmiştir. Araştırma, döküm ve 3D baskı olmak üzere iki farklı üretim yönteminin karşılaştırmalı bir analizini içermektedir. Üretilen örnekler, üretim tekniğine ve içerdiği nano oksit bileşiklerine göre sistematik ola-rak kodlandı. Gama radyasyonu zayıflatmasını ölçmek için çeşitli radyoaktif nokta kay-nakları kullanıldı ve HPGe dedektör sistemi, XCOM, EpiXS gibi teorik ve FLUKA ve GE-ANT4 gibi araçlar ile birlikte çalışıldı. Eş zamanlı olarak, nötron zayıflatma özellikleri teo-rik ve FLUKA ve GEANT4 simülasyon hesaplamaları ile değerlendirildi. Mikroyapıları incelemek için SEM / EDS ve Termal inceleme için TGA analizi yapıldı ve her örnek için en uygun koruma malzemesi belirlendi. Titiz analizler ve değerlendirmelerle, bu tez, özel-likle 3D baskı teknolojisi ile üretilen özelleştirilebilir ve karmaşık yapılar gerektiren uygu-lamalar için radyasyon koruma malzemelerinin geliştirilmesi ve optimizasyonuna katkıda bulunmaktadır.