Nükleer reaktörlerde kullanılan kontrol çubuklarının malzeme açısından incelenmesi

Nükleer reaktörlerdeki kontrol çubukları reaktörlerin kritiklik düzeyini sağlamak amacıyla kullanılmaktadırlar. Bor, bor bileşikleri, samaryum, gadolinyum, hafniyum, kadmiyum yüksek nötron yutma tesir kesitine sahip olan elementler olduğu için nükleer reaktörlerde kontrol çubuğu malzemesi olarak yoğun olarak kullanılmaktadır. Bu elementlerin yüksek enerjili fotonlar için absorplama tesir kesiti değerleri ayrıca incelenmelidir. Bu amaçla bu çalışmada nükleer reaktörlerde kontrol çubuğu olarak kullanılan bor, bor bileşikleri, samaryum, gadolinyum, hafniyum, kadmiyum gibi malzemelerin foton absorplama tesir kesitleri 0,001 -1000MeV arasındaki enerji değerleri için X com foton tesir kesiti programından elde edilmiştir. Enerji ve doğrusal soğurma katsayısı arasındaki değişim grafiksel olarak elde edilerek fotoelektrik soğurma kenarlarının hangi enerji aralığında oluştuğu tespit edilmiştir. Soğurma kenarlarının elementlerin Z atom numaraları civarında gözlendiği ve Z<13 olan elementlerde soğurma kenarı piklerinin oluşmadığı elde edilmiştir. Ayrıca kütlesel soğurma katsayıları ve yoğunluk değerleri kullanılarak doğrusal soğurma katsayıları, yarı değer kalınlıkları, onda bir değer kalınlıkları ve ortalama serbest yol değerleri hesaplanmıştır. Doğrusal soğurma katsayısı ile enerji arasında çizilen grafiklerde değişimin eksponansiyel olduğu gözlenmektedir. Doğrusal soğurma katsayısı ile yarı değer arasında çizilen grafiklerde değişimin lineer olduğu elde edilmiştir. Bu çalışmada, bor, bor bileşikleri, samaryum, gadolinyum, hafniyum, kadmiyum elementlerinin sadece iyi birer nötron yutucu olmadığı aynı zamanda yüksek enerjili fotonların absorplanmasında da etkili olduğu sonucu elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Kontrol çubukları, nükleer reaktör, foton, soğurma, tesir kesiti.