Tungsten katkılı metal matrisli kompozit malzemelerin tasarlanması üretilmesi, karakterizasyonu ve nükleer radyasyon koruyucu özelliklerinin belirlenmesi

Bu çalışma, yüksek sıcaklıklara dayanıklı, gama ve hızlı nötron radyasyonunu zırhlama yeteneğine sahip yeni metal matrisli kompozit malzemelerin geliştirilmesi ve üretilmesini ele almaktadır. Alüminyum (Al), kobalt (Co), bor karbür (B4C), krom (Cr), nikel (Ni), demir (Fe), tungsten (W), titanyum borit (TiB2), titanyum karbür (TiC), alüminyum oksit (Al2O3), molibden (Mo) ve zirkonyum (Zr) gibi çeşitli malzemeler, toz metalurjisi yöntemi kullanılarak yeni metal matrisli kompozit malzemelerin tasarımı ve üretimi için kullanılmıştır. Gama ışını kütle zayıflama katsayıları, lineer zayıflama katsayıları, yarı değer katmanı etkin atom numarası ve hızlı nötron toplam makroskopik kesiti gibi zırhlama parametreleri, teorik olarak GEANT4 kodu ve WinXCom programları kullanılarak hesaplanmıştır. Ayrıca, 241Am-Be hızlı nötron kaynağı kullanılarak deneysel eşdeğer doz ölçümleri gerçekleştirilmiş ve numunelerin nötron radyasyonu absorpsiyon kapasiteleri belirlenmiştir. Sülfürik asit aşınma, basınç dayanımı ve sıcaklığa dayanıklılık gibi testler yapılarak numunelerin mekanik dayanım özellikleri de belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar, 316LN nükleer paslanmaz çelik ile karşılaştırılarak, yeni metal matrisli kompozit malzemelerin hem gama hem de hızlı nötron radyasyonunu etkili bir şekilde absorbe edebildiğini göstermiştir. Bu yeni tip metal matrisli kompozit malzemelerin, nükleer uygulamalarda zırhlama amaçlı kullanılabileceği önerilmektedir.