Gözenekli Ortam Olarak Toprağın Özelliklerinin Gama Işını Geçirgenlik Tekniği İle Saptanması

Abstract

Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında, gama geçirgenlik tekniği kullanılarak toprak parametreleri incelenmiş ve bu bağlamda hem toprakların kimyasal yapısına hemde kendi aralarında mukayeseli değerlendirilmesi gerçekleştirilmiştir. Gama geçirgenlik tekniği ile bir gama ışın kaynağından çıkan gama fotonların malzeme ile etkileşmesi sonucu giren ve çıkan radyasyonun şiddetine bağlı olarak exponansiyel zayıflamasının hesaplandığı bir tekniktir. Gama geçirgenlik tekniği yüksek doğrulukta, hızlı ve tahribatsız bir yöntem olduğundan çok yaygın olarak kullanılmaktadır. Gama geçirgenlik tekniği birçok bilimsel çalışmada ve sanayi, tıp ve tarım gibi farklı iş sektörlerinde kullanılmaktadır. Tarımda toprağın yapısın önem arz etmesi sonucu yapısal özelliklerinin incelenmesinde bu teknik kullanılmaktadır. Bu bağlamda toprağın yapısını incelemek gama geçirgenlik tekniği ile incelemek çalışmanın özünü oluşturmaktadır. İTU Enerji Enstitüsü' nde mevcut Co-60 gama kaynağı kullanılmasıyla araştırmamız gerçekleştirilmiştir. Tarımsal alanlara yakın farklı bölgelerden alınan 7 toprak numunesi kullanılmıştır. Temin edilen toprak örnekleri laboratuvar koşullarında kurutma, öğütme ve eleme işlemlerinden geçirilerek pleksiglas deney kaplarına önceden belirlenen oranlarda titizlikle doldurulmuştur. Takiben, önce kuru toprak için, sonrasında doymuş toprak ve son olarak tahliye edilmiş toprak için ayrı aşamalarda deneyler gerçekleştirilmiştir. Radyoaktif ölçümler NaI(Tl) sintilasyon dedektörü ile pleksiglas deney kaplarında dış yüzeyinden farklı derinliklerde sayım alınarak gerçekleştirilmiştir. Alınan sayımlardan doğal sayım (background) çıkarılarak ulaşılan net sayımlar çerçevesinde değerlendirmeler yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ile hesaplanan lineer zayıflatma katsayıları kullanılarak toprakların gözeneklilikleri ve su tutma kapasiteleri hesaplanmıştır ve bu değerlere göre bu 7 farklı toprak içinden 3 toprak seçilerek aynı aşamalar zamana bağlı gözlemlenmiştir. Böylelikle, gerçekleştirilen deneylerle gama geçirgenlik tekniği kullanılarak deney şartlarına uygun olarak araştırmamız gerçekleştirilebilmiş ve anlamlı sonuçlara ulaşılabilmiştir. Fazla olarak, toprakların kimyasal yapılarına bağlı olarak sonuçlar mukayeseli olarak incelenmiştir.

In this thesis, the soil parameters were evaluated by gamma transmission method and all the results were compared each other and also were compared with the chemical structure of soil samples. Gama transmission method which uses the attenuation of during the interaction of gamma radiaton with matter. There is an attenuation between the incident intensity of photon and transmitted intencity of photon. The most adventages of the gamma tranmission method are high accurecy, reliable, fast and non-destructive. Gamma transmission method is used in many scientific research and many different sectors like as industry, healthcare and agriculture. The structure of soil is one of the most important porperty at agriculture sector and for this purpose the gamma transmission method is commonly used. Co-60 source which is belong to the Energy Institute of ITU was used for this thesis. Different region of 7 soil samples which were collected close to agricultural area were used for this thesis. These collected soil samples firstly were dried, then sieved and finally packed to plexiglass container. Respectively experimental measurements performed for all steps that dried soil samples, saturated soil samples and soil samples after draining. All measurement could be taken by NaI(Tl) sintilaciton detector from 4 different deeps of plexiglass container. During the experimental measurement the bacgorung radiation were also measured. According the measurement values, the linear attenuation coefficiency were calculated and according these calculated value the porosity and filed capasity factor of 7 different soil samples were calulated. After that; three soil which have maximum, minimum and middle values of the field capacity factor were chosen and the change of the linear attenuation coefficients of them were investigated in the time period of saturation and drainage. According the experimenteal setup accuracy, experimental measurements were performed by using the gamma tranmission method and the results were relevant. In addition to, the result were compared and evaluated according the chemical structure of soil samples.