34
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
SiC altlıklı tek tabaka grafenin 1.8 MeV enerjili proton radyasyonuna maruz bırakılması işleminin SRIM Monte Carlo Kodu kullanılarak modellenmesi ve meydana gelen etkilerin incelenmesi
Grafen, karbon atomlarının tek tabaka halinde dizilerek bal peteği formunda oluşturduğu iki boyutlu bir malzemedir. Elektriği ve ısıyı çok iyi iletmektedir. Çok dayanıklı bir malzeme olmasına karşın oldukça esnektir, özelliklerini kaybetmeden rahatlıkla eğilip bükülebilir. Sahip olduğu bu özelliklerinden dolayı çok dikkat çekici bir malzeme olan grafen son zamanlarda üzerinde en çok çalışılan yarıiletken malzemelerin başında gelmektedir. Yapılan çalışmalar onun özelliklerinin daha iyi analiz edilebilmesini ve sentezlenebilmesini amaçlamaktadır. Bunların yanı sıra grafenin radyasyona gösterdiği tepki merak konusudur. Bu çalışmada SRIM (madde içindeki iyonların durdurulması ve dizilimi) Monte Carlo programını kullanarak SiC yarıiletkeni üzerine büyütülmüş 4.5 μm kalınlıklı tek tabaka grafene 1.8 MeV enerjiye sahip proton radyasyonu gönderilerek onun bu radyasyondan nasıl etkilendiği incelendi. Proton-grafen/SiC etkileşimleri ile ilgili atom dağılımları, iyon dağılımları, hedef iyonizasyonları, fononlar ve hasar durumları gibi bazı parametreler incelendi.
Erbiyum çekirdeklerinin fotonükleer reaksiyon ürünlerinin yarı ömürlerinin ve geçiş enerjilerinin belirlenmesi
Fotonükleer reaksiyon (PNR), foton ve çekirdek arasındaki etkileşim ile meydana gelen bir reaksiyondur. PNR ile çekirdeklerin seviyeler arası geçiş enerjileri ve yarı ömürleri belirlenebilmektedir. Çekirdeklerin hangi geçiş enerjilerine sahip oldukları, bu geçiş enerjilerinin hangisinde ne kadar süre kaldıkları gibi bilgiler nükleer yapının anlaşılması açısından önemlidir. Nükleer yapının daha iyi anlaşılması için günümüzde yoğun çalışmalar yürütülmektedir. Tıpta görüntüleme ve tedavi süreçlerinde kullanılacak radyoizotopların belirlenmesi ile radyasyon korunma yöntemlerinin geliştirilmesi gibi konular, çekirdek yapısının daha iyi bir şekilde anlaşılabilmesi ile mümkün olabilmektedir. Çekirdeğin enerji seviyeleri ve yarı ömürlerinin belirlenmesi çekirdek-çekirdek reaksiyonları, fisyon, füzyon, elektrik ve manyetik geçişler ve radyoizotop üretimi ile ilgili önemli bilgiler edinmemizi sağlar. PNR klinik hızlandırıcıdan elde edilen yüksek enerjili γ-ışınlarının hedef çekirdeklere yönlendirilmesiyle yapılabilmektedir. Bu tez çalışmasında, modifiye edilmiş klinik doğrusal elektron hızlandırıcı (cLINAC) yardımı ile elde edilen 14 MeV maksimum enerjili breamstrahlung ışınları ile erbiyum hedef çekirdekleri bombardıman edilerek PNR gerçekleştirilmiştir. Aktivasyon sonrası ürün çekirdeklerin yayınladıkları gama ışınları HPGe dedektörü ile ölçülerek, gama spektrumları elde edilmiştir. Ölçümlerin analiz edilmesi ile 161Ho çekirdeğinin enerji seviyeleri arasındaki geçişler ve 161Er çekirdeğinin yarı ömrü elde edilmiştir. Bu çalışmada literatür ile uyumlu sonuçlar elde edilmiş olmakla birlikte, özellikle 161Ho çekirdeğinin bazı geçiş enerjileri daha hassas olarak belirlenmiştir.
Nükleer reaktörlerde kullanılmak üzere çelik ve metal tabanlı kompozit malzemelerin tasarımı, üretimi ve radyasyon etkileşim parametrelerinin belirlenmesi
Nükleer Reaktörlerin en önemli bölümü olan yakıtın bulunduğu örneğin uranyum 235 izotopunun yakıt çubuklarının metal zarflarında kullanılabilecek en uygun çelik üretimini yapmak amacıyla bu tez çalışması yapılmıştır. Tercih edilecek olan çelik hem 4,5 MeV hızlı nötron yayınlayan hem, 0.0025 eV termal nötron hem de 7 MeV enerjili gama ışınımlarında GEANT4 Monte Carlo simülasyon kodları ile çelik numuneleri araştırılmış sonuçların değerlendirilmesi neticesinde en uygun on farklı çelik numunesi üretimi yapılarak Am-241/Be kaynağını da nötron zırhlama kapasiteleri araştırılmıştır. Teorik ve deneysel sonuçlar değerlendirilerek nükleer reaktörlerde kullanılabilecek en uygun çelik üretiminin yapılması sağlanmaya çalışılmıştır.
Radyoterapi uygulamaları için yeni nesil hedef malzemelerin GEANT4 Monte Carlo simülasyon kodu kullanılarak belirlenmesi ve organ doz değerlerinin hesaplanması
Işın tedavisi olarak ta bilinen radyoterapi günümüzde özellikle kanser vaka sayısının artışı nedeni ile sıklıkla uygulanan bir tedavi yöntemidir. Bu tedavi yönteminde tümörlü bölge çeşitli parçacık, iyon veya ışınlara maruz bırakılarak doku tümörden temizlenmektedir. Gama ışınları bu tip tedavilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Tümörün özelliklerine göre (tümörün bulunduğu yer ve tümörün boyutu) kullanılacak gama enerjisi belirlenmektedir. Uygun enerjideki ışınları uygun bölgeye göndermek radyoterapinin temelini teşkil eder. Bu çalışmada gama, radyoterapi uygulamalarında kullanılmak üzere yeni nesil hedef malzemeler kullanılarak elektron-gama dönüşümü için CERN GEANT4 Monte Carlo kodu kullanılacaktır. Ayrıca elde edilen farklı enerjili gama demetleri ile tüm vücut ışınlanarak organların maruz kaldığı doz değerleri hesaplanacaktır.
Güncel nükleer uygulamalara yönelik yeni nesil epoksi tabanlı nötron zırhlarının geliştirmesi
Günümüzde teknolojinin gelişmesi ile birlikte canlıların radyasyona maruziyeti her geçen gün artmaktadır. Bu artış ile birlikte zırhlama yöntemlerine yönelik yapılan araştırma ve geliştirme çalışmaları da hız kazanmıştır. Epoksi nükleer zırh olarak oldukça popüler bir malzemedir. Bol, ucuz, hafif ve dayanıklı olması epoksiyi radyasyon zırhlama teknolojisi için mükemmel bir seçenek haline getirmiştir. Bu nedenle bu çalışmada epoksi tabanlı kompozit zırh malzemelerinin radyasyon zırhı olarak geliştirilmesi konusu çalışılmıştır. Demir (Fe), tantal (Ta), toryum (Th), tungsten karbür (WC) ve bizmut (Bi) tozlarının %10'luk artan oranlarda epoksi reçinesine karıştırıldığı simüle eldilerek elde edilen hedef numunelerin 4,5 MeV enerjili nötronlar ile bombardımana tutulması sonucu tesir kesitleri hesaplanmış ve radyasyon zırhlama açısından değerlendirilmiştir. Ayrıca reaksiyon sonucunda ortaya çıkan diğer ürünler de enerji aralıkları ile birlikte tahmin edilmiştir. Bu hesaplamalar GEANT4 Monte Carlo Hesaplama Kodu kullanılılarak yapılmıştır. Hesaplama sonucunda %40 epoksi ve %60 tantal içeren kompozit en iyi nötron zırhı olarak belirlenmiştir.
C24H20N4NiO2•2(C4H4NO4S)•H2O bileşiğinin yapısal karakterizasyonu ve hidrojen depolama performansının belirlenmesi
Hidrojen enerjisi geleceğin enerjisi olarak görülmektedir ve günümüzde hidrojen enerjisine geçişteki en büyük sorunlardan birisi, hidrojenin depolanmasıdır. Hidrojenin yüksek miktarda ve küçük hacimde depolanması, hidrojen enerjisi kullanımının yaygınlaşması için önemlidir. Kullanım yerlerine göre hidrojen, gaz veya sıvı olarak saf olarak tanklarda depolanabileceği gibi, fiziksel olarak maddelere tutunarak yüzey etkileşimli veya kimyasal olarak da depolanabilmektedir. Bu yöntemlerden bir tanesi de metal organik kafes yapılı bileşiklerde (MOFs) depolamadır. Bu çalışmada öncelikle "C24H20N4NiO2•2(C4H4NO4S)•H2O" bileşiğinin moleküler yapısı tek kristal X-ışını kırınımı (XRD) yöntemiyle aydınlatıldı. Tek kristal XRD sonuçları metal kompleksinin triklinik sistemde P-1 uzay grubunda kristallendiğini göstermiştir. İkinci adımda kompleksin hidrojen depolama kapasitesi deneysel olarak 77 K sıcaklıkta ve 1 bar basınç altında 1.3774 mL/g ve kütlece % 0.044 olarak belirlendi.
Nötron etkileşimli hidrojen iyonlarının zircaloy yakıt zarflarında yayılımı ve hidrit/dislokasyon oluşumlarına bağlı malzeme hasarı
Yakıt zarfının bütünlüğünün sağlanmasıyla reaktörün bütünlüğünün sağlanması arasında adeta doğrudan bir ilişki vardır. Yakıt zarfları reaktör çalışma şartlarında değişik etkilere maruz kalmaktadır. Yakıt zarflarının ömrünü belirleyen bu etkilerden belki de en önemlisi yakıt zarflarında zirkonyum hidrit (ZrH2) oluşumudur. Mevcut araştırmalarda, ZrH2 oluşumunda H iyonlarının Zr metali içerisinde ilerlemesinin stres, sıcaklık, konsantrasyon gradientleri altında sadece difüzyon etkisiyle olduğu varsayılmaktadır. Yoğun nötron (n) akısının ve radyoaktif etkileşimlerin olduğu reaktörde ZrH2 oluşumunda H iyonlarının nötron çarpışmaları neticesinde Zr içerisine bombardımanı etkisinin literatürde pek yer almadığı görülmektedir. Nötron çarpışmaları etkisiyle Zr içerisinde ilerleyen H iyonlarının kat ettiği mesafenin, normal madde difüzyonu şeklinde görülen hidrit oluşum mesafesi ve zirkonyum oksit (zirconia) oluşum mesafesi içerisinde kalması durumunda bile H iyonlarının nötron etkileşimi sonucu zarfta kat ettiği mesafenin ve yol boyunca neden olabileceği hidrit kümelerinin zarf üzerindeki olası olumsuz etkilerinin en doğru ve en iyi şekilde belirlenmesinde oldukça önemli olabileceği değerlendirilmektedir. Belirtilen etkilerin hesaplanabilmesi ve analizlerin yapılabilmesi için üretilen nötronların su tarafından yavaşlatılırken ürettikleri H iyonlarının enerji değerlerinin bir radyasyon transport koduyla (FLUKA) tespit edilerek bir başka koda (SRIM) girdi teşkil etmesi ve böylece zircaloy-4 zarfa bombardıman edilen bu değişik enerjilerdeki H iyonlarının malzemedeki transferinin takip edilmesiyle gerekli analizlerin tamamlaması işbu çalışmanın konusunu teşkil etmektedir.
Medikal radyoizotop üretim amaçlı çeşitli nükleer reaksiyonların Monte Carlo simülasyon kodları ile modellenmesi ve reaksiyon parametrelerinin değerlendirilmesi
Günümüzde medikal radyoizotoplar, hastalıkların teşhisinde, kan ya da organlarda toplanan hormonların, antikorların, ilaçların konsantrasyonlarının saptanmasında ve nihai amaç olan radyasyon tedavisinde kullanılmaktadır. Dünyada ve ülkemizde medikal radyoizotoplara olan talep artmaktadır. Medikal radyoizotoplar siklotronlarda, nükleer reaktörlerde ve radyoaktif çekirdek jeneratörlerinde üretilmektedir. Bu çalışmada medikal radyoizotopların üretildiği çeşitli nükleer reaksiyonlar EXFOR kütüphanesinden taranmıştır. Medikal radyoizotopların üretildiği alternatif nükleer reaksiyonlar GEANT4 ve TALYS kodları ile simülasyonu yapılarak gerçekleşen reaksiyonlar, tesir kesitleri, enerjileri ve üretilen radyoizotop sayıları ile ilgili parametreler elde edilmiştir.
Kumaş kaplamasında kullanılan bazı malzemelerin gama ışını soğurma katsayılarının belirlenmesi
Bu çalışma kapsamında insanların gama ışımalarının zararlı etkilerinden koruyabilmek veya en az düzeye indirebilmek için kurşuna alternatif olabilecek yeni malzemelerin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaç için tekstilde baskı ya da kaplama işlemlerinde kullanılan malzemelerden bazıları tedarik edilmiş ve gama ışığı soğurma katsayıları deneysel olarak belirlenmiştir. Toplam yedi adet ürünün incelendiği bu çalışmanın ilk aşamasında belirlenen kimyasallarla yaklaşık 1 mm kalınlığında kumaş yüzeylerine kaplama yapılarak ölçümler yapılmıştır. Ölçüm yapılan kimyasallardan dört tanesinin zırhlama özelliğine sahip olmadığı, üç tanesinin ise gama ışını durdurma gücü olduğu belirlenmiştir. Çalışmanın devamında ise belirlenen üç kimyasal ile daha kalın yüzeyler elde edilip ikinci ölçümler gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, kaynak olarak Cs137, Cd109, Co57, Co60, Mn54, Ba133 ve Na22 kullanılmış olup, her bir numune için ölçümler yapılmıştır. Daha sonra elde edilen veriler Beer Lambert Yasası kullanılarak analiz edilmiş ve gama ışını soğurma katsayıları belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, Pigmacolor Glitter Silver Paste ve Pigmacolor Metalic Paste ile oluşturulmuş tabletlerin 0-200 keV aralığında soğurma gücünün etkin olduğu tespit edilmiştir. Nükleer tıp birimlerinde gerçekleştirilen görüntüleme süreçlerinde yaygın bir biçimde Tc-99m ve Tl-201 gibi gama ışını enerjisi ~120-140 keV aralığında radyoizotoplar kullanılmaktadır. Bu bağlamda bu iki kimyasalın bu birimlerde zırh malzemesi olarak kullanılabileceğini öngörülmektedir.
Alternatif yakıtın kullanıldığı buji ateşlemeli bir motorda enerji ve ekserji analizi
Bu çalışmada, buji ile ateşlemeli bir motorda alternatif yakıt olarak etanol ve metanol kullanımının etkisi termodinamiksel olarak incelenmiştir. Bu amaç için literatürde Balki tarafından yapılan deneysel çalışmaya ait veriler kullanılmıştır. Çalışmada tek silindirli, hava soğutmalı ve buji ile ateşlemeli bir deney motoru kullanılmıştır. Motor deneyleri farklı sıkıştırma oranlarında (SO) ve ateşleme avanslarında (AA) gerçekleştirilmiştir. Sabit motor hızı (2400 d/d) ve tam gaz kelebeği açıklığında yapılan deneylerden elde edilen performans ve egzoz emisyon sonuçları teorik çalışmada kullanılmıştır. Deneysel veriler ile alternatif yakıtların, termodinamiğin birinci yasasına göre enerji analizi ve ikinci yasasına göre de ekserji analizi yapılmıştır. Sonuç olarak enerji analizine göre toplam ısı kayıplarının artan SO ile birlikte düştüğü gözlemlenmiştir. Ayrıca, benzin kullanımında AA'nın artmasıyla ısı kayıplar azalırken, alkol yakıtlarda AA'nın düşürülmesiyle kayıpların azaldığı tespit edilmiştir. Ekserji yıkımlarınında toplam ısı kayıplarına benzer olduğu görülmüştür. Sonuçlar genel olarak değerlendirildiğinde etanol ve metanol kullanımı sırasında ortaya çıkan ekserji yıkımının fazla olduğu ve iyileştirilmesi gerektiği ortaya çıkmıştır.
Atık kızartma yağlarından farklı yöntemlerle biyodizel elde edilmesi ve yakıt özelliklerinin incelenmesi
Çevre kirliliği ve dizel yakıt fiyatlarının hızla arttığı modern dünyada alternatif yakıt ihtiyacı kaçınılmaz olmuştur. Alternatif yakıtların başında biyokütleden elde edilen biyoyakıtlar gelmektedir. Bu çalışmada biyoyakıt çeşitlerinden olan biyodizel incelenmiştir. Bu amaç için patates kızartma ve balık kızartma yağları olmak üzere iki farklı atık kızartma yağı toplanmıştır. Bu yağların biyodizele dönüşümünde farklı yöntemler araştırılmıştır. Bunun için geleneksel yöntem ve elektrokimyasal yöntem karşılaştırılmıştır. Her iki kızartma yağından bu yöntemler ile atık yağ metil esteri (biyodizel) elde edilmiştir. Yöntemlerde kullanılan katalizör ve oranı, alkol cinsi, uygulanan gerilim değerleri, reaksiyon sıcaklığı ve süreleri literatüre göre optimize edilerek deneyler gerçekleştirilmiştir. Atık kızartma yağlarından farklı yöntemler kullanılarak elde edilen biyodizelin yakıt özellikleri incelenerek uygun yöntem belirlenmiştir.
Proton içeren uygulamalarda kullanılan polimer malzemelerin bor minerali katmanı ile geliştirilerek tesir kesiti ve radyasyon hasarı açısından değerlendirilmesi
Hayatımızın her alanında çeşitli şekillerde özellikle tıp alanında faydalandığımız proton uygulamalarının olumsuz sonuçlarını önlemek üzere pek çok çalışmanın yapıldığı bilinmektedir. Buna yönelik olarak DYNEEMA, EPOXY, ETFE, KEVLAR, NOMEX, PMMA, PTFE gibi malzemelerin Kolemanit, Tinkal ve Uleksit ile katmanlar oluşturularak 20 MeV ile 200 MeV arasında proton bombardımanına maruziyeti simüle edildi. Bu işlem sonucunda malzemelerin tepkisinin incelenerek, düşük ve yüksek enerji seviyelerinde en uygun malzemelerin hangileri olduğu belirlendi. İnceleme işlemlerinde FLUKA ve SRIM Monte Carlo kodları kullanıldı.
Taşıtlarda yakıt pili uygulamaları
Dünyadaki enerji üretimi; sanayileşme, nüfus artışı ve teknolojik gelişmelere bağlı olarak sürekli artış göstermektedir. Artan enerji ihtiyacını karşılama ile birlikte fosil enerji kaynaklarının rezervleri de azalmaktadır. Fosil yakıtların yakılmasıyla ortaya çıkan, karbondioksit, karbonmonoksit ve metan gibi gazlarda küresel ısınma, sera etkisi gibi sorunları ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenlerden dolayı günümüzde bu fosil yakıtların yerine doğa dostu yenilenebilir kaynaklar kullanılmaya başlanmıştır. Bu tezde taşıtlarda yakıt pili kullanımı detaylı olarak incelenmiştir. Bu bağlamda, hidrojen üretimi, depolama, yakıt pilleri ve elektrikli taşıtlar irdelenmiş ve bir bütün olarak sunulmuştur.
Atık biyokütleden aktif karbon üretimi ve enerji depolama alanındaki uygulamaları
Ülkemiz yüksek miktarda atık biyokütle olarak değerlendirilebilecek fındık kabuklarına sahiptir. Bu çalışmada fındık kabuklarından aktif karbon üreterek enerji depolama alanında uygulamalar yapılmıştır. Bunun için temin edilen fındık kabukları piroliz işlemine tabi tutularak pirolitik karbon üretimi sağlanmıştır. Fındık kabuğunun kendisi ve fındık kabuğundan üretilmiş olan pirolitik karbon KOH ile aktive edilmiştir. Kimyasal aktivasyon işlemi ile aktif karbon üretimleri sağlanmıştır. Tez kapsamında gerçekleştirilen deneyler sonrasında elde edilen aktif karbonlar yüzey alanı ve gözenek yapısının belirlenebilmesi için Azot Fizisorpsiyonu (BET), kimyasal yapısının belirlenebilmesi için Raman Spektroskopisi ve yüzey morfolojisinin belirlenmesi için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri ile karakterize edilmiştir. Ayrıca aktif karbonların elektrokimyasal analiz teknikleri ile voltametri (CV), empedans spektroskopisi (EIS) ve galvanostatik şarj – deşarj (GCD) ölçümleri yapılarak enerji depolama sistemlerinde kullanılabilirliği incelenmiştir.
Sinop'ta rüzgâr enerjisi potansiyelinin araştırılması
Günümüzde nüfusta yaşanan artış ve ilerleyen sanayileşme ile birlikte enerji ihtiyacı artmış ve yeni, temiz enerji kaynaklarının kazanılmasına yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Bu sebepten dolayı hem çevre dostu hem ekonomik olan yenilenebilir enerji kaynaklarına talep artmıştır. Fosil yakıtların yarattığı çevre kirliliği ve sera etkisini azaltmak için yenilenebilir enerji kaynakları insanlık için büyük önem kazanarak vazgeçilemez bir enerji kaynağı olarak hayatımızda yerini almıştır. İlk olarak enerji ve enerji kaynakları ile ilgili kısa bilgilerin yer aldığı bu çalışmada, yenilenebilir (ikincil) enerji kaynaklarından biri olan rüzgâr enerjisi ayrıntılı olarak ele alınmış ve Sinop'un rüzgâr enerjisi potansiyeli araştırılmıştır. Ayrıca, olası bir rüzgâr enerjisi santrali(RES) kurulumuna yönelik bir araştırma yapılmıştır. Sonuç olarak, Sinop'ta ölçülen ortalama rüzgâr hızının Türkiye'de mevcut çalışır durumda olan santrallerin bölgesinden ölçülen rüzgâr hızlarına oldukça yakın olduğu tespit edilmiştir. Dahası, rüzgâr hızı ölçümlerinin yapıldığı istasyonun konumu dikkate alındığında bu değerlerin diğer santrallerin değerlerine daha fazla yaklaşacağı veya geçeceği düşünülmektedir. Bu durum Sinop'un rüzgâr enerjisi potansiyelini gözler önüne sermiştir.
Hakkâri ili örneği için güneş enerjisi potansiyeli belirlenmesi ve ekonomik fizibilitesi
Heraklitos'un da dediği gibi, "Güneş her gün yenidir", yenilenebilirdir. Güneş enerjisi potansiyeli, kolay ulaşılabilir, temiz ve sürekli bir kaynaktır. Günümüzde yoğun bir teknolojik ilerlemeye maruz kalan fotovoltaik sistemler de bunun bir neticesi sonucunda ortaya çıkmıştır. Birçok yenilenebilir enerji kaynağı arasından bu denli kendini göstermeyi başaran güneş sistemleri, bu tez çalışmasının yapıldığı bölge olan Doğu Anadolu bölgesinin bir ili olan Hakkâri ilindeki, yüksek güneş enerjisi potansiyeli de göz önünde bulundurulduğunda, göz ardı edilemeyecek bir kaynaktır. Bu çalışmada, Hakkâri ilinde bulunan bazı yapılara ait elektrik ihtiyacının tespit edilmesi ve bu gereksinimin fotovoltaik sistemlerden karşılanmasının amaçlanması durumunda sistemin üretebileceği elektrik enerjisi miktarının tespiti ve sistem gereksinimlerinin analizinin simülasyon programları kullanılarak gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. İlin yüksek güneş radyasyonu değerlerine sahip olması ve yaz aylarında ülke geneline bakıldığında saat bazında yüksek güneşlenme sürelerine sahip olması bu çabada etkili olmuştur. Çalışma kapsamında, simülasyonu yapılacak olan yapıya ilişkin sistem, temelde şebekeden bağımsız bir sistem olarak ve aynı zamanda karşılaştırabilmek amacıyla aynı yapının şebekeye bağlı olduğu durumda göz önünde bulundurularak, sistemin kurulumu için gerekli olan hesaplamalar ve tasarımlar yapılacak olup, ayrıca ekonomik olarak uygulanabilirliği belirlenecektir. Bu hesaplamaların yanı sıra tasarım ve simülasyon işlemleri, güneş sistemlerinin kapsamlı bir şekilde incelenmesine olanak sağlayan ve geniş bir skalada veritabanı ve analiz imkanlarına sahip olan PVSOL programında, yapının ve sistemin 3D tasarımı da ele alınarak gerçekleştirilecektir.
Sinop ilinde doğal gaz tüketim profilinin araştırılması ve yapay sinir ağlarıyla modellenmesi
Bu tezde, yapay sinir ağları ve çoklu regresyon analiz yöntemleri kullanılarak Sinop ili için doğal gaz tüketim tahmini yapılmıştır. Doğal gaz tüketimini etkileyen faktörler olarak, sıcaklık, kullanıcı sayısı, birim fiyat dikkate alınmış ve aylık tüketim miktarı tahmin edilmeye çalışılmıştır. Yapay sinir ağlarında nöron sayıları ve aktivasyon fonksiyonu değerleri değiştirilip en uygun yöntem bulunmuştur. Tahmin çalışmalarında R2 değerleri karşılaştırılmıştır. Ayrıca, varyans analizi (ANOVA) yapılarak giriş parametrelerinin doğalgaz tüketimi üzerindeki etkisi istatistiksel olarak araştırılmıştır. Sonuç olarak, yapay sinir ağları yönteminin çoklu regresyon analizi yöntemine kıyasla başarılı sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Yapay sinir ağlarında, en başarılı sonucu veren ağ mimarisi olarak 3-10-1, transfer fonksiyonu olarak LOGSIS ve eğitim fonksiyonu olarak Levenberg-Maquardt bulunmuştur. Bu ağ yapısında R2 değeri 0,99346 olarak hesaplanmıştır. Yapay sinir ağlarının Sinop ili için doğal gaz tüketim tahmininde kullanılabileceği görülmüştür.
Elektrik enerjisi üretim yöntemlerinin çevresel ve ekonomik açıdan karşılaştırılması
Günlük yaşantımızın her anında, günümüzü geçirdiğimiz her ortamda elektrik temel bir ihtiyaç haline gelmiştir. Isınma, ulaşım, sanayi, aydınlatma, iletişim ve daha birçok alanda elektrik enerjisinden faydalanırız. Dünya da artan nüfus, kentleşme, sanayileşme ve sürekli gelişen teknolojik atılımlar ile beraber enerjiye olan talep her geçen gün artmaktadır. Artan bu enerji taleplerine karşılık verebilmek için günümüzde ağırlıklı olarak kömür ve doğal gaz gibi fosil kaynaklardan yararlanılmaktadır. Bu durum fosil kaynakların bilinen sınırlı rezervlerinin azalmasına sebep olmaktadır. Ayrıca, yeterli fosil enerji kaynağına sahip olmayan ülkeler için ekonomik zorluklara ve ülkeler arası politik gerilimlere neden olmaktadır. Bu nedenlerden dolayı özellikle elektrik üretiminde alternatif enerji kaynaklarına yöneliş hızla artmakta ve yeni teknolojiler geliştirilmektedir. Fosil yakıt bazlı enerji üretimine alternatif olarak günümüzde en yaygın kullanılan yöntem hidroelektrik santralleridir. Bunun dışında rüzgâr, güneş, jeotermal, biyokütle, dalga ve nükleer enerji santralleri de alternatif yöntem olarak tercih edilmektedir. Bu yöntemler arasında olan rüzgâr ve güneş gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi her geçen gün artmaktadır. Bu tez çalışmasında; ilk olarak elektirik enerjisi üretim yöntemleri detaylı olarak anlatılmıştır. Daha sonra literatürdeki veriler ışığında bu yöntemlerin çevresel etkileri vurgulanmış ve kurulum maliyetleri irdelenmiştir.
Aktif karbon temelli enerji depolama sistemlerinin üretimi ve karakterizasyonu
Bu tez çalışmasında atık biyokütle olarak seçilen çam kozalaklarından kimyasal aktivasyon tekniği ile üretilen aktif karbonların süperkapasitör uygulamalarında elektrot aktif maddesi olarak kullanımı incelenmiştir. Tez kapsamında öncelikli olarak ticari aktif karbon kullanılarak optimizasyon çalışması gerçekleştirilmiş olup belirlenen optimum koşullarda biyokütle temelli aktif karbonlar farklı elektrokimyasal testlere tabi tutulmuştur. CR2032 sistemi için optimum elektrot bileşiminin AC:CB:PVDF % kütlece oranının 80:15:05 olduğu, optimum çalışma potansiyel aralığının 0,7-0,9V arasında olduğu ve optimum elektrot kalınlığının 60 mm olduğu belirlenmiştir. Ticari aktif karbon ve biyokütle temelli aktif karbonlar için hem üç elektrotlu sistem hem de CR2032 sisteminde dönüşümlü voltametri, sabit akım şarj-deşarj ve empedans spektroskopisi teknikleri ile analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar spesifik kapasitans, eş-değer seri direnç, Kolombik verim gibi parametreler üzerinden kıyaslanmıştır. Biyokütle temelli aktif karbonlar 1000 mA/g gibi yüksek bir sabit akım yoğunluğunda bile 43,7 F/g spesifik kapasitans ve 105,8 mV ESR değeri ve %98 Kolombik verim sergilemiştir. Sonuç olarak biyokütle temelli aktif karbonların süperkapasitör uygulamalarında elektrot malzemesi olarak kullanımının uygun olduğu ortaya konmuştur.
Nükleer reaktörlerde alternatif nötron zırhlama malzemelerinin teorik geliştirilmesi
Dünya nüfusunun artması ve gelişen teknoloji ile enerji ihtiyacı her geçen gün daha da artmaktadır. Bu enerji açığını kapatmak için yeni enerji kaynakları üzerinde durulması, düşünülmesi ve hızlı bir şekilde alternatiflerin kullanıma alınması gerekmektedir. Nükleer enerji bu açığı kapatmak için en önemli adaylardan bir tanesidir. Özellikle nükleer enerji uygulamalarının gelecek vaat eden türlerinden biri olan füzyon reaktörlerinden elde edilecek enerji ile gelecekte enerji ihtiyacının büyük bölümü karşılanacağı görüşünde bilim insanları hemfikirdir. Fakat füzyon reaktörlerinin yaygın bir şekilde kullanılmasını engelleyen bazı problemler bulunmaktadır. Bu problemlerden biri, füzyon reaktörü birincil duvarının ve yapı malzemelerinin, D-T reaksiyonu sonucu açığa çıkan nötronlardan dolayı radyoaktif olmaya başlaması ve hasar görmesidir. Bu sebepten dolayı belli bir zamandan sonra füzyon reaktör duvarının değiştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle füzyon reaktör ve santrallerinin tasarım ve geliştirilmesi gerekmektedir. Bu kapsamda malzeme geliştirme çalışmaları füzyon nükleer reaktör tasarımlarında büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, ITER füzyon test reaktörlerinin birincil duvar yapı bileşenlerinde kullanılması planlanan F82H, JLF-1, Eurofer-97 ve CLAM çelik alaşımlarının nötron zırhlama kapasitelerinin araştırılması ve bu alaşımlara Bor (B) ve Molibden (Mo) katkılanmasının nötron zırhlama kabiliyetleri üzerine etkisini teorik ve simülasyon yöntemleri ile belirlenmesi amaçlanmıştır. Ayrıca bulunan sonuçların nötron zırhlamada yaygın olarak kullanılan parafin ile karşılaştırılması gerçekleştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda kullanılan nötron enerjileri 4,5 MeV ve 14 MeV olarak seçilmiştir. Numunelerin teorik olarak değerlendirilmesi etkin nötron sökme tesir kesitleri belirlenerek yapılırken GEANT4 simülasyon programı ile malzemelerin nötron zırhlama kabiliyetleri belirlenmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada oluşturulan "F8Bor20 alaşımı", nötron zırh malzemesi olarak en ideal malzeme olduğu saptanmıştır.
Füzyon reaktörlerinde birincil duvardaki radyasyon hasarı
Füzyon enerjisi, artan enerji ihtiyacına müteveccih çözümün bir parçası ve aynı zamanda, fosil yakıtların iklim değişikliği üzerinde olumsuz etkisi ve kısıtlılığından dolayı, üretim ve iklim dostu bir yol olarak gösterilmektedir. Füzyon neredeyse sınırsız miktarda enerji sağlayabilir, yakıt kaynakları bakımından neredeyse sınırsız olabilir ve radyoaktif atık olarak fisyona benzer bir içerik oluşmaz, ancak reaktörler henüz pozitif bir net enerji çıktısı üretmeyi başaramamıştır. İşlevsel bir füzyon reaktörü inşa etmek meşakkatlidir, ancak birçok önemli araştırma projesi yürütülmektedir. Teknik yapılandırmalar ve plazma fiziği üzerine araştırmalar hala devam etmekte ve bu da füzyon enerjisi için kesin bir zaman diliminde olacağını zorlaştırmaktadır. Tokamaklar ve Stellaratörler, füzyon için başlıca reaktör modellerdir. Her iki reaktöründe avantajları ve dezavantajları vardır. Bu sebeple, bu tezde bir ITER füzyon reaktöründe, birincil duvar yapısında genel olarak kullanılan, yoğunluğu demir elementi ile fazla olan malzemelerin üzerine etki eden belli enerji aralıklarında ki radyasyonun etkileşim durumları, SRIM/TRIM yardımı ile; toplam yer değiştirmeler, iyonizasyon, iyon aralıkları, titreşimler vb. diyagramlarının incelenmesi amaçlanmıştır.
Sinop ili için nükleer santral kaza senaryoları: Santral dışı eylem stratejilerinin araştırılması ve belirlenmesi
Nükleer enerji ülkelerin enerji üretmekte kullandıkları sürdürülebilir bir enerji modelidir. Buna rağmen geçmiş nükleer kazalar (Çernobil, Three Mile Island ve Fukuşima) ülkelere bu modelin risklerini belirlemeye ve herhangi bir kaza durumunda saha içi ve dışı bir takım hazırlıklar yapmaya odaklanmasını zorunlu kılmıştır. Çalışmamızda kurulması planlanan Sinop Nükleer Güç Santrali'nde oluşabilecek büyük bir kaza sonrasında ve öncesinde yapılması gereken acil durum eylem planlarına yardımcı olabilecek stratejik öneriler ve yenilikçi fikirler sunulmaktadır. Bu öneri ve fikirler saha dışı eylemlere odaklanacaktır. Sinop NGS için hazırlanan bu stratejiler yayılan radyasyonun ölçülmesi, halkın boşaltılması, bölgede üretilen gıda tüketimi ve iyot tabletlerin kullanılması noktasında çözümler üretecektir. Şehrin boşaltılması, hastaneler, ceza evleri, okullar, devlet kurumları gibi detaylı bir boşaltma stratejisi sunulmuştur. Geçmiş kazalardan ders alınarak (özellikle Fukuşima kazası) saha dışı eylemlerde kullanılabilecek teknik adımlar tanımlanmıştır. Radyasyonun ölçülmesi hususunda konvansiyonel metotlara ek olarak yeni çözüm yolları sunulmuştur. Bölgede üretilen gıda özelinde radyasyon kontaminasyonu noktasında teorik bilgiler verilmiş ve kullanılacak potasyum iyodür tabletlerinin kullanımı noktasında dozlar belirtilmiştir. Çalışmamız Sinop ili özellikleri düşünülerek, radyasyonun yayılımı açısından hâkim rüzgâr yönü incelenerek, dağların konumu, çevre illere ulaşım süreleri, çevre illerdeki havaalanları gösterilerek hazırlanmıştır. İleride kullanılmak üzere kamu ve özel sektör paydaşlarının kullanımına sunulmuştur.
Kesikli döküm proseslerinde enerji verimliliğinin artırılması için yeni bir filtreleme havuzunun tasarlanması
Küresel çapta hızla ilerleyen teknoloji ve buna bağlı olarak artan enerji ihtiyacının karşılanması karşısında fosil kaynaklı enerji türlerinin her geçen gün tükenmesi bilinen bir gerçektir. Diğer taraftan alternatif enerji kaynaklarının kullanımının henüz yeterli düzeyde olmaması son yıllarda enerji verimliliğinin önemini bir kez daha ispatlamıştır. Bu kapsamda üretim prosesinin her sürecinde enerjinin tüketiminde yapılan bir düzenleme ya da iyileştirme enerji verimliliğini arttırılması konusunda ilgili kurum/kuruluşlara olum yönde katkı sağlayacaktır. 20. Yüzyılın en gözde elementlerinden biri olan Alüminyum da bu enerji tüketiminde kendi üzerine düşen payı almıştır. Gerek rezerv eldesinden hammadde dönüşümüne gerekse hammaddeden yarı mamul ve nihai ürüne kadar alüminyumun işlenebilirliği sürecinde enerji tüketimi önemli boyutlara ulaşmaktadır. Bu nedenle alüminyum proseslerinde enerji ve nihai ürününe yapılan her iyileştirme hem enerjinin verimliğin arttırılması hem de çevre kirliliğinin azaltılması bakımdan fayda sağlayacaktır. Bu kapsamda Alüminyum kesikli döküm proseslerinde geleneksel filtreleme havuzunun kullanılması durumunda ortaya çıkan problemlerin ortadan kaldırılması ve verimliliğin arttırılması için bu çalışmada yeni bir filtreleme havuzu tasarlanmış ve imal edilmiştir. Sonuç olarak tez kapsamında tasarlanan filtreleme havuzu metalürjik açıdan ve enerji tüketimi açısından incelenmiştir. Metalürjik açıdan incelendiğinde, filtreleme havuzundan geçen alaşımda akışkanlık, mekanik değerlerde artış ve bifilm index analizinde iyileşme elde edilmiştir. Enerji verimliliği bakımından filtreleme havuzu hedeflenen tüketimin altında kalarak başarı sağlanmıştır.
Kamu binalarında güneş enerji sistemi dizaynı ve maliyet hesabı
Artan nüfus ve enerji ihtiyacıyla beraber çevre kirlilikleri de artış göstermiştir ve bu bağlamda yenilenebilir enerji kaynaklarına olan ilgi de her geçen gün artmaktadır. Günümüzde, güneş enerjisinden enerji üretimi de bu kapsamda en çok tercih edilen veya sahip olunmak istenen enerji türlerinden bir tanesidir. Güneş panelleri ilk başta hesap makinesi, radyo, saat vb. düşük akıma ihtiyaç duyulan elektronik cihazlarda kullanılmıştır. Bunların dışında sokak aydınlatma sistemlerinde ve trafik ışıklarında da kullanılması öngörülmüştür. Son yıllarda, güneş enerjisini kullanım çeşitliliğini arttırabilmek için küçük ve büyük çaplı birçok çalışma gerçekleştirilmektedir. Özellikle çeşitli güneş panelleri üzerinde yapılan çalışmalar her gün artmakta, verimleri açısından çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Kamu binaları için örneklem olarak, bu tez çalışmasında güneşten elektrik elde edilerek Şırnak Belediyesi'nin elektrik ihtiyacını karşılayacak 10 MW'lık sistemin projelendirilmesi yapılmıştır. Bu çalışma ile kamu binalarında, gelecek için en avantajlı enerji üretme yöntemleri arasında yer alan güneş enerjisi tüm dünya ve canlılar için çok fazla önem arz ettiği vurgulanmıştır.
Ultrasonik yöntem ile atık kızartma yağından biyodizel üretimi
Geleneksel yöntemlere kıyasla ultrasonik teknolojinin uygulandığı proseslerde biyodizel üretimi daha hızlı ve daha az enerji ile gerçekleşmektedir. Bu çalışmada, ultrasonik destekli transesterifikasyon işlemi ile biyodizel üretiminde optimum üretim parametreleri araştırılmıştır. Üretim için yapılan deneylerde hammadde olarak atık kızartma yağı kullanılmıştır. Prob yüksekliği, yağ sıcaklığı, ağırlıkça KOH ve metanol miktarı, görev döngüsü, reaksiyon süresi olarak belirlenen parametrelerin dönüşüm verimi, viskozite ve yoğunluk üzerine etkileri araştırılmıştır. Deney tasarımında Taguchi metodundan yararlanılmış ve bunun için L18 ortogonal dizisi seçilmiştir. Varyans analiziyle dönüşüm verimi, viskozite ve yoğunluğa hangi parametrenin ne derece etkilediği değerlendirilmiştir. Yanıt yüzey yöntemi ile test parametrelerinin dönüşüm verimi, viskozite ve yoğunluğa etkileri üç boyutlu grafikler ile irdelenmiş ve optimizasyon yapılmıştır. Sonuç olarak standartlara uygun biyodizel için optimum parametreler belirlenmiştir. Optimizasyon sonrası 10 mm prob yüksekliği, ağırlıkça %1 KOH, %24 metanol, görev döngüsü %65, yağ sıcaklığı 30 °C ve 6 dakikalık reaksiyon süresinin en uygun parametreler olduğu belirlenmiştir. Belirlenen bu parametrelere göre biyodizel üretimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen biyodizelin yakıt analizi sonuçlarına göre TSE EN 14214 standartlara uygun olduğu saptanmıştır
Tasarlanan bir yeşil ev için enerji ve maliyet analizi
Günümüzde enerji talebinin karşılanmasında çoğunlukla fosil kökenli kaynaklardan yararlanılmaktadır. Ancak, her geçen gün yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı yaygınlaşmaktadır. Yenilenebilir enerji kaynaklarının bireysel kullanımına örnek olarak yeşil evler gösterilebilir. Bu çalışmada ilk olarak yeşil ev olarak adlandıran binaların sahip olması gereken özellikleri hakkında genel bilgiler verilmiştir. Aynı zamanda yeşil evlerde kullanılan bazı sistemlerin de açıklamalarına yer verilmiştir. İkinci olarak da Sinop İli içinde bir yeşil ev tasarımı yapılmıştır. Bu yeşil ev için ısı kayıp hesaplamaları yapılmış ve asgari kullanılan cihazlara ait elektrik ihtiyaçları belirlenmiştir. Bu ihtiyaçların karşılanabilmesi için yeşil evin güney cephesinde pasif sistem olan trombe duvar tasarlanmış ve gerekli olan ısı için hava kaynaklı bir ısı pompası seçiminin nasıl yapılacağı vurgulanmıştır. Binanın elektrik gereksinimini ise rüzgar ve güneş enerji sistemlerinin oluşturduğu on-grid bir hibrit sistem tasarlanmıştır. Dahası kullanım amaçlı sıcak su ihtiyacı belirlenerek hesaplamalar yapılmış ve yağmur suyu depolama sistemi planlanmıştır. Son olarak bu yeşil ev için maliyetler herbir sistem için detaylı olarak çıkarılmıştır. Sinop için yapılan hesaplamalar sonucuna göre tasarlanan 94,3 m2 kapalı kullanım alanına sahip yeşil ev projesi için 3,54 kW ısı enerjisine ve günde 18 837 W elektrik enerjisine ihtiyaç duyulduğu tespit edilmiştir. Isınma ve sıcak su için 5 kW gücünde hava kaynaklı bir ısı pompasının gerektiği belirlenmiştir. Elektrik talebi ise hibrit bir sistem ile sağlanmıştır. Bu sistemde, talep edilen elektrik miktarının 2 kW gücünde iki adet rüzgar türbini ve her biri 260 W olan kırk altı adet güneş paneli ile karşılanacağı tespit edilmiştir. Yapılan maliyet analizine göre projelendirilen evin yeşil ev olabilmesi için günümüz birim fiyatlarına göre 876 274,4 ₺'lik bir yatırım gerektiği tespit edilmiştir. Dahası yapılan maliyet hesaplamalarına göre bu yatırım değerinin kendini yaklaşık 28 yılda amorti edeceği tahmin edilmektedir. Sistemin on-grid olması elektriğin satışına olanak tanıdığından bu sürenin kısalacağı düşünülmektedir.
ABS-PLA filamentlerinin nötron zırhlaması için kullanılabilirliklerinin araştırılması
Radyasyonun canlı hücrelerine yararı ve zararının bilinmesi, radyasyon teknolojisindeki uygulama sayısını ekonomik gelişmelere paralel olarak artırmaktadır. Radyasyonun zararından korunabilmek için üç temel yasa olan zaman, mesafe ve zırhlama parametrelerinden faydalanılmaktadır. Ayrıca, 3D yazıcılar ev ve iş yerlerine kullandığımız küçük ve büyük nesneleri üretebilir hale gelmiştir. Günümüzde, radyasyon zırhlama çalışmaları ve 3D yazıcı teknolojisinin bir arada kullanılabilmesi için araştırmalar yapılmaktadır. Bu çalışmaların sonucunda aktif ilerlemeler kaydedilmiştir. Bu bağlamda, 3D yazıcıların radyasyon zırhlama malzemelerini istenilen ölçüde ve tasarımda üretilmesi kolaylığı sağlayacağı düşünülmektedir. Bu çalışmada, 3D yazıcılarda kullanılan ABS-PLA polimerlerine bazı geçiş metalleri eklenmiş ve elde edilen polimer kompozitlerin nötron enerjisine ve malzeme kalınlığına göre nötron zırhlama kabiliyetleri GEANT4 ve FLUKA simülasyon programları kullanılarak belirlenmiştir. Ek olarak, hızlı nötron ayırma tesir kesiti teorik olarak hesaplanmıştır. Elde edilen polimer kompozitler arasında nötron zırhlama için Tungsten katkılı kompozitlerin literatüre katkıda bulunması beklenmektedir.
Boya duyarlı güneş hücre materyalleri için yüksek polarizasyon hesaplamaları
Bu tez çalışmasında, boya duyarlı güneş pillerinde duyarlılaştırıcı bir materyalin farklı konformeri için yapısal ve elektronik özellikler incelenmiştir. Hesaplamalar kuantum mekaniksel modelleme yöntemlerini içeren yaklaşımlar ile gerçekleştirilmiştir. Yapıların hesaplanan en yüksek işgal edilmiş orbital enerjileri ve en düşük işgal edilmemiş orbital enerjileri sırasıyla, iyodür elektrolitinin redoks çiftinin enerji seviyesi ve titanyum dioksit yüzeyindeki iletim bandı enerji seviyesiyle karşılaştırılmıştır. Ayrıca duyarlılaştıcı konformerleri için statik ve frekansa bağlı yüksek polarizasyon hesaplamaları yapılmıştır. Hesaplama sonuçlarında ortalama polarizasyon statik değerlerde C1>C3>C2 sıralamasına sahipken, diğer statik ve frekansa bağlı λ=532,2 nm'de polarizasyon ve yüksek polarizasyon hesaplamaları C1>C2>C3 sıralamasındadır. Frekanstan bağımsız ve frekansa bağlı dipol polarizasyon, yüksek polarizasyon hesaplamalarında büyük değerler, yapıların enerji bantları aralığının düşük enerjilerinde elde edilmiştir
Batarya elektrolit materyali ve optoelektronik aygıt olarak iyonik sıvıların yapısal özelliklerinin incelenmesi
Elektrik-elektronik tabanlı cihazlara olan ilginin artması, teknolojik iletişim kaynaklarının gelişmesi enerji depolama sistemleri üzerine araştırma-geliştirme faaliyetlerini hızlandırmıştır. Bu çalışmada kimyasal enerji depolama teknolojileri sınıfında bilimsel çalışmalar ve endüstriyel üretim tasarım açısından önemli bir potansiyele sahip şarj edilebilir bataryalar ve elektrolit materyal olarak iyonik sıvılar hakkında bilgi verilmiştir. Kimyasal sentezler, elektrokimyasal ve fotovoltaik özellikler alanında iyonik sıvılar için deneysel analizler son yıllarda oldukça artmıştır. Bunun yanında bilimsel çalışmalarda kuantum mekaniksel modelleme tekniklerinin de kullanılması, malzemelerin araştırma geliştirme maliyetlerinde tasarruf sağlamaktadır. Ayrıca iyonik sıvılar için doğrusal olmayan optik ölçüm teknikleri, deneysel çalışmalar ve teorik hesaplamalarda dikkat çekicidir. Bu tez çalışmasında kuantum mekaniksel hesaplamalar ve elektronik yapı hesaplama yöntemleriyle iyonik sıvıların katyon-anyon etkileşimleri, [Anyon–]–n[Li+] yapısal özellikleri, geçiş durumu analizleri, doğrusal olmayan optik özellikleri incelenmiştir. Seçilen ve tasarlanan iyonik sıvı yapıları için güçlü hidrojen bağları ve katyon-anyon bağlanma yetenekleri literatürdeki kristalografik sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Hidrojen bağ eksenleri üzerindeki proton pozisyonlarına göre oluşan formlar ve geçiş durumları, potansiyel enerji yüzey taraması ile modelleme yapılmıştır. Katyon-anyon ve [Anyon–]–n[Li+] etkileşim enerjileri, Grimme dispersiyon modellerinin D2, D3 versiyonları ve CP yaklaşımı hesaplamaları yardımıyla yapılmıştır. Elektrik dipol moment, polarize edilebilirlik, birinci-ikinci yüksek polarize edilebilirlik değerleri statik ve dinamik olarak hesaplanmıştır. Etkin ve kararlı yapılar, doğrusal olmayan optik özellikler açısından değerlendirilmiştir.
Hibrit yapay zekâ modeli ile Sinop ilinin güneş enerji potansiyelinin hesaplanması
Günümüzde dünya'nın enerjiye duyduğu ihtiyaç teknolojik gelişme, sanayileşme gibi faktörlere de bağlı olarak gün geçtikçe artmaktadır. Bu artış enerji ihtiyacını karşılamak için sınırlı kaynakların yetersiz kaldığı bir noktaya ulaşmıştır. Bu durum enerji üretimi ile tüketimi arasındaki farkı daha da açmış ve yenilenebilir enerji kaynaklarına olan talebi artırmıştır. Modern yaşamın temel taşı haline gelen enerji, yapay zekâ gibi teknolojik gelişmeler sayesinde daha verimli ve sürdürülebilir duruma gelmiştir. Çalışma kapsamında yapay zekânın yenilikçi yaklaşımı olan ve farklı algoritmaların birleştirilmesiyle oluşturulan hibrit model tasarlanmıştır. Sinop ilinin güneş enerji potansiyeli tasarlanan hibrit çok katmanlı algılayıcı (MLP)-uzun kısa dönemli bellek (LSTM) modeli kullanılarak hesaplanmaya çalışılmıştır. Girdi parametreleri olarak bulut kapsamı, rüzgâr hızı, görünürlük, basınç, rakım, sıcaklık ve nem kullanılmıştır. Geliştirilen model gerçek veriler ile eğitilmiş ve test edilmiştir. Geliştirilen hibrit modelin tek algoritmadan oluşan modellere göre başarı oranı incelenmiştir. MLP Model-1'in mutlak yüzde hatası (MAPE) değeri %21,965 hata payı ve 0,84123 R2 değeri olarak hesaplanmıştır. MLP Model-2'nin MAPE değeri %23,5132 hata payı ve 0,83325 R2 değeri olarak hesaplanmıştır. LSTM modelinin MAPE değeri %29,2656 hata payı ve 0,77333 R2 değeri olarak hesaplanmıştır. En doğru ve güvenilir sonuçlar ise geliştirilen hibrit modelde elde edilmiştir. MAPE değeri %8,4888 hata payı ve 0,96935 R2 değeri olarak hesaplanmıştır. Bu çalışma, hibrit modelin mevcut yöntemlere göre üstün bir performans sergilediğini göstermiştir. Elde edilen sonuçlar, modelin güneş enerjisi potansiyelini tahmin etme konusunda umut vadettiğini göstermektedir. Geliştirilen hibrit model kullanılarak farklı illerde güneş enerji potansiyeli tahmini yapılabilmektedir.
Organik alan etkili transistör materyallerinin elektronik ve yapısal özellikleri
Bu tez çalışmasında, organik alan etkili transistörler için yarı iletken materyallerin elektronik ve optik özellikleri incelenmiştir. Seçilen yapıların optimizasyonu ve yapısal özelliklerinin incelenmesinde elektronik yapı metotları kullanılmıştır. Bromometil ikameli yapının hassas dihedral açıları üzerinde potansiyel enerji taraması yapılmıştır. Sınır moleküler orbital enerji aralığı düşük yarı iletkenler, transistörlerde boşluk ve elektronların taşıyıcı mobilitelerini artırmakta ve düşük değerde eşik voltajı ile verimliliği artırmaktadır. Batarya sistemlerinde düşük sınır moleküler enerji aralığına sahip yarı iletkenlerin kullanımı, çalışma voltajını düşürürerek batarya ömrünü verimli hale getirmektedir. Çalışmamızda halojen ikameli yapıların sınır moleküler orbital enerji aralıkları hesaplanmıştır. Ayrıca yarı iletken katman olarak sıvı kristal sentezinde kullanılan bu küçük organiklerin kolay polarize edilebilme özellikleri ve güçlü dipollere sahip olma özelliklerinden dolayı optoelektronik cihazlarda da kullanımı yaygındır. Bu sebeple lineer olmayan optik özellikleri hesaplanmış ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Statik α, β, ortalama γ ve frekansa bağlı ortalama α hesaplama sonuçlarında yüksek değere sahip yapılar, sınır orbital enerji boşlukları ve doğrusal olmayan optik etkilerine ilişkin teoriye uygundur. Elektronik özellikler ve doğrusal olmayan etkiler açısından bromometil ikameli organik yapının, diğer halojen ikameli yapılara kıyasla, yarı iletken katmanların geliştirilmesinde daha ideal ve etkin olduğu sonucuna varılmıştır. Çalışma materyalleri ve hesaplama yöntemleri, organik transistörler ve optoelektronik materyallerin geliştirilmesi açısından önemli katkı sağlamaktadır.
Nükleer enerji santrallerinin güvenliğinde kolluk kuvvetlerinin rolü
Bu tez çalışmasında nükleer enerji santrallerinin güvenliğinde kolluk kuvvetlerinin üstlendiği roller kapsamlı olarak ele alınmıştır. Bunun için uluslararası düzeyde alınan önlemlerden bahsedilmiş, olası riskler ve tehditler ele alınmış ve yürütülen faaliyetler geniş bir şekilde açıklanmıştır. Nükleer terörizm, yasa dışı ticaret ve sabotaj gibi tehditler irdelenmiş ve bu konuda yapılan faaliyetler anlatılmıştır. Yapılan kapsamlı incelemeye göre, kolluk kuvvetlerinin görevleri, yalnızca kamu düzeniyle sınırlı kalmayıp, nükleer tesislerin korunması ve yasa dışı faaliyetlerin önlenmesi gibi kritik alanları da kapsadığı görülmektedir. Türkiye'nin nükleer enerjiye geçiş süreci ve geliştirilen güvenlik yapıları bağlamında gerekli olan mevzuat, kurumsal işleyiş, eğitim faaliyetleri ve uluslararası iş birliklerinin uzun yılladır yapıldığı görülmüştür. Kolluk kuvvetlerinin etkinliğini artırmak için yasal çerçevenin güncel risk ve tehtidlere göre sürekli güncellenmesi gerektiği ve gelişen yeni teknolojilere göre teknik kapasitenin iyileştirilmesi, kurumlar arası koordinasyonun sağlanması ve toplumsal farkındalığın artırılmasının önemli olduğu değerlendirilmiştir.
Sinop ili kabalı köyü örneği için, içme suyu çıkarma işleminde fotovoltaik sistem kullanım potansiyelinin belirlenmesi
Çalışmanın temel amacı, güneş enerjisi ile çalışan bir su pompalama sisteminin enerji ihtiyacını karşılamak için gerekli olan bileşenlerin doğru seçilmesi, sistemin tasarımının yapılması ve ekonomik açıdan sistemin geri dönüş süresinin hesaplanmasıdır. Çalışmada Sinop ili Kabalı Köyü referans alınarak planlanan içme suyu tesisinin enerji ihtiyacının güneş enerjisinden faydalanılarak karşılanması durumunda fayda maliyet analizi yapılmıştır. Sistemde kullanılacak moto-pomp, debisi 8 m³/h olan ve 3.4 kW gücünde bir güneş enerjili derin kuyu su pompası olarak seçilmiştir. Güneş enerjisi, sistemin günlük enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılacak ve toplamda 15 adet 640 Wp gücünde monokristal fotovoltaik panel ile sağlanacaktır. Enerji depolaması için LiFePO₄ (Lityum Demir Fosfat) aküler tercih edilmiştir ve 16 adet 12V 200Ah kapasitesinde akü ile sistemin enerji depolama kapasitesi sağlanmıştır. Güneş panellerinin verimli çalışması için 50A'lik 3 adet MPPT şarj regülatörü kullanılmıştır. Sistem tasarımında, güneşlenme süreleri, günlük su ihtiyacı ve enerji verimliliği göz önünde bulundurulmuştur. Yapılan hesaplamalar sonucunda, sistemin ekonomik olarak 9 yıl içinde kendini amorti etmesi beklenmektedir. Bu çalışma, özellikle şebekeden bağımsız bölgelerde enerji ihtiyacını karşılamak için fotovoltaik sistemlerin kullanımının çevre dostu ve ekonomik bir çözüm sunduğunu göstermektedir.
Sıcak pres kalıplama tekniği ile iki katmanlı kompozitlerin üretilmesi ve iyonlaştırıcı radyasyon zırhlama özelliklerinin araştırılması
Bu tez çalışmasında, sıcak pres kalıplama yöntemi kullanılarak polilaktik asit (PLA) matrisine mikron parçacık boyutlu tungsten (W) ve molibden (Mo) tozları farklı ağırlıkça oranlarda (%5, %10 ve %20) eklenmiş ve bu katkıların gama ile nötron radyasyonu karşısındaki zırhlama performanslarına etkileri araştırılmıştır. Öncelikle tek katmanlı PLA–W ve PLA–Mo kompozitleri üretilmiş, ardından gama radyasyonu azaltma kapasitesi yüksek olan PLA–W20 ve PLA–Mo20 numuneleri birleştirilerek iki katmanlı hibrit yapı oluşturulmuştur. Üretilen numunelerin gama radyasyonu etkileşim parametreleri, HPGe dedektörü ile yapılan deneysel ölçümler, WinXCOM teorik hesaplamaları ve GEANT4–FLUKA Monte Carlo simülasyonları aracılığıyla değerlendirilmiştir. Nötron etkileşimleri için ise farklı enerji bölgelerinde etkin nötron uzaklaştırma tesir kesitleri hesaplanmış ve GEANT4–FLUKA Monte Carlo simülasyon programları kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, katkı oranının artmasıyla kütle azaltma katsayısı ve radyasyon koruma verimliliği değerlerinde belirgin bir artış olduğunu göstermiştir. En yüksek gama zırhlama etkinliği %20 katkılı numunelerde gözlenmiştir. Ayrıca, katman kalınlığının artışıyla zırhlama performansının iyileştiği ve kalınlığın radyasyonun malzeme içerisindeki azaltılma oranını doğrudan etkilediği tespit edilmiştir. Bununla birlikte oluşan ikincil radyasyon sayısında artışta belirlenmiştir. Yıllık etkin doz hesaplamaları sonucunda, geliştirilen iki katmanlı yapıların doz limitlerinin altında kaldığı görülmüştür. Bu bulgular, PLA esaslı kompozitlerin çevre dostu, hafif ve toksik olmayan özellikleriyle literatüre kazandırılabilecek alternatif malzemeler olduklarını ortaya koymaktadır.