Radyasyon koruma özellikleri geliştirilmiş polimer kompozit malzemelerin üretilmesi ve karakterizasyonu

Bu çalışmada, radyasyondan korunmak için bazı polimer kompozitlerin üretimi ve karakterizasyonu hedeflenmektedir. Numuneler radyasyon çeşidi olarak gama radyasyonuna maruz bırakıldı ve gama ışınlarına karşı zırhlama özellikleri değerlendirildi. Bu amaçla polimer kompozit eldesinde matris malzeme olarak epoksi reçine ve akrilonitril bütadien stiren (ABS) polimer kullanıldı, dolgu maddesi olarak ise bakır (Cu), sodyum pentaborat (NaB5O8) ve barit (BaSO4) kullanıldı. Dolgu maddeleri farklı oranlarda polimer matrise eklendi ve kompozit malzemeler elde edildi. İlk çalışmada; epoksi reçineye farklı oranlarda bakır tozu eklendi ve polimer döküm yöntemi ile kompozit elde edildi. Sonraki çalışmada; ABS polimere farklı oranlarda NaB5O8 ve BaSO4 eklendi, ekstrüder ve enjeksiyon makinası kullanılarak kompozit elde edildi. Her iki çalışmada elde edilen polimer kompozit malzemelerin radyasyon koruma özellikleri, mekanik özellikleri, mikroyapı görüntülemeleri ısıl-mekanik özellikleri incelendi ve karakterize edildi. Kompozitlerin, yoğunluk, sertlik (Shore D), parlaklık, su absorpsiyon ve elektriksel iletkenlik özellikleri incelendi, SEM, DSC, TGA, FTIR analizleri gerçekleştirildi. Sonuçlar, %1 ila %4 oranında bakır parçacıkları eklenen Cu/Epoksi kompozitlerde, saf epoksiye kıyasla eğilme mukavemeti ve eğilme elastik modülünün artığını göstermiştir. Cu/Epoksi kompozitlerin radyasyon zırhlama özellikleri 59,5, 661,6 ve 1332,5 keV enerjili gama ışınları için incelenmiş 59,5 keV enerjili gama ışınları için en iyi sonuçları vermiştir. Çalışmada, NaB5O8/ BaSO4/ABS kompozitlerin mekanik özellikleri incelenmiş en iyi darbe dayanımı, çekme mukavemeti ve uzama değerini %20 barit içeren kompozit sergilemiştir. Mekanik testlerden elde edilen sonuçlar, SEM görüntülerinden elde edilen gözlemlerle desteklenmiştir. NaB5O8/BaSO4/ABS kompozitlerin 59,5-1332,5 keV enerji aralığındaki gama ışınları için lineer azaltma katsayısı, yarı kalınlık, onda bir kalınlık ve ortalama serbest yol değerleri incelenmiştir. Ölçüm sonuçlarına göre, 59,5 keV ve 661,6 keV'de 20BaABS numunesi en yüksek lineer azaltma katsayısı değerini sergilerken, 1332,5 keV'de en yüksek değeri 5Na15BaABS numunesi göstermiştir. 59,5 keV enerjide, tüm kompozit örneklerinde yarı kalınlık değerlerinin saf polimerden daha iyi gama zırhlama yeteneğine sahip olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada geliştirilen sistemler literatürde bulunan geleneksel radyasyon tutucu sistemlerle karşılaştırılmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Anahtar Kelimeler: Gama radyasyonu, Radyasyon zırhlama, Polimer kompozit