Farklı ağır oksitler ile katkılandırılmış B2O3-Bi2O3 cam malzemelerin radyasyon soğurma özelliklerinin araştırılması

Bilimsel ve teknolojik gelişmelerle birlikte radyasyon, günümüzde birçok farklı alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu kapsamda, nükleer enerji santralleri, tıbbi görüntüleme sistemleri, nükleer tıp uygulamaları, endüstriyel testler ve sterilizasyon işlemleri gibi radyasyonun zararlı etkilerinin ortaya çıkabileceği ortamlarda çalışan bireylerin sağlıklarını korumak ve güvenli çalışma koşulları sağlamak amacıyla koruyucu önlemlerin alınması gerekmektedir. Bu bağlamda, içerdiği ağır metal oksitler sayesinde yüksek yoğunluk, uygun şeffaflık ve gama ışınlarına karşı etkin koruma sağlayabilen cam malzemeler, radyasyondan korunma alanında dikkat çeken alternatifler arasında yer almaktadır. Bu tez çalışması kapsamında (65-x)B2O3-35Bi2O3-xHMO (x=0, 1, 1.5, 2, 4 mol%; HMO: Er2O3/Gd2O3/Sm2O3) kimyasal bileşimine farklı konsantrasyonlarda ağır metal oksit ilavesiyle üç farklı cam serisi (BBErx, BBGdx ve BBSmx) tasarlanmıştır. Reçete tasarımı doğrultusunda cam numuneler ergitme yöntemiyle sentezlenmiştir ve elde edilen camların fiziksel, yapısal ve radyasyon zırhlama özellikleri araştırılmıştır. Bor oksit-bizmut oksit esaslı camlara artan ağır metal oksit ilavesinin, yoğunluk değerinde bir artışa neden olduğu görülmüştür. Numunelerin yapısal özellikleri ise X-ışını kırınım yöntemi ile incelenmiştir. Sentezlenen camların radyasyon zırhlama performanslarının değerlendirilmesinde, NaI(Tl) sintilasyon detektörüne bağlı gamma spektrometresi ile 60Co ve 137Cs radyoaktif kaynaklarından yayınlanan 662, 1173 ve 1332 keV gama enerjileri kullanılarak deneysel ölçümler gerçekleştirilmiştir. Teorik hesaplamalar ise 0,015–15 MeV enerji aralığında Phy-X/PSD yazılımı aracılığıyla hesaplanmıştır. Elde edilen zırhlama parametreleri, gama ışını enerjilerinin bir fonksiyonu olarak hem deneysel hem de teorik sonuçlar açısından tutarlı bir uyum gösterdiği belirlenmiştir. Ayrıca, ağır metal oksit içeriğindeki artış camların radyasyon zırhlama özelliklerini iyileştirdiği sonucuna ulaşılmıştır.