Seramik boya katkılı PLA polimerlerinin radyasyon etkileşim ve yapı analizleri

Radyasyon zırhlama uygulamaları, radyasyon teknolojisinin kullanıldığı tüm alanlarda temel bir gereksinim olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tezde, 3D yazıcılarda yaygın olarak kullanılan Polilaktik Asit (PLA) polimerine Cr₂O₃ ve Sb₂O₃ esaslı seramik toz boyaların ilave edilmesiyle elde edilen kompozitlerin, gama ve nötron radyasyonuna karşı zırh malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Polimer malzeme içerisine seçilen seramik boyaların eklenmesinin yanı sıra, saf PLA'dan elde edilen numunelerin dış yüzeyleri de belirtilen seramik boyalar kullanılarak Dip (Dalma) yöntemiyle kaplanmıştır. İlk olarak, katkılı ve kaplanmış polimer kompozitlerin morfolojisi ve özellikleri SEM analizi ile değerlendirilmiştir. SEM analizleriyle numune üretiminin başarılı olduğu doğrulandıktan sonra, gama radyasyonu zırhlama performansını değerlendirmek amacıyla, numuneler için lineer azaltma katsayısı ve yarı kalınlık değerini içeren bazı parametreler hem deneysel yöntemlerle hem de GEANT4 simülasyon programı kullanılarak belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, teorik hesaplama programı WinXCOM ile desteklenmiştir. %10 Sb₂O₃ içeren PLA'nın özellikle düşük enerjilerde gama radyasyonuna karşı diğer numunelere kıyasla daha etkili bir koruma sağladığı tespit edilmiştir. Üretilen numunelerin nötron zırhlama kabiliyetleri ise hızlı nötron uzaklaştırma tesir kesiti hesaplanarak teorik yöntemle değerlendirilmiş, ayrıca GEANT4 simülasyon programı kullanılarak numuneler içinden geçen nötron sayıları simüle edilmiştir. Nötron radyasyonu zırhlama hesaplarında, GEANT4 programı yardımıyla oluşan ikincil radyasyonlar ve radyasyon hasarı da dikkate alınmıştır. Bulgular, ticari olarak kullanılan seramik boyaların PLA polimerinin hızlı nötron zırhlama kabiliyetini artırdığını ortaya koymuştur.