EE- Radyasyon Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/200

Gözat

Yazar "Alaçayır, Osman" ile EE- Radyasyon Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    B2o3 Hedefin 103-127 Kev Enerjili Protonlar İle Bombardımanı Sonucu Gerçekleşen 11b(p,α)2α Reaksiyonunun Kısmi Diferensiyel Tesir Kesitlerinin Ölçülmesi 
    (Enerji Enstitüsü, 2015-01-20) Alaçayır, Osman ; Baydoğan, Nilgün ; 302111026 ; Radyasyon Bilim ve Teknoloji  ; Radiation Science and Technology
    Bor elementinin çeşitli malzeme yüzeylerindeki dağılımının tespit edilmesi için NRA (Nuclear reaksiyon analizi), RBS (Rutherford geri saçılma spektrometresi), HERDA- Ağır Iyon Elastik Geri Saçılma Tespiti Analizi (Heavy ion recoil detection analysis) gibi teknikler kullanılmaktadır. Nükleer Reaksiyon Analizi (NRA) tamamlayıcı bir metot olarak Rutherford Geri-Saçılma Spektrometresi (RBS) ile birlikte kullanılır. Hafif elementlerdeki hassasiyeti NRA'nın RBS'ye göre üstünlüğüdür. NRA sayesinde özellikle hafif elementlerin nanometre (nm) düzeyinde derinlik analizi gerçekleştirilebilir. Bu çalışmada Bor elementinin çeşitli malzeme yüzeylerinde NRA metoduyla analizi için gerekli olan, 11B(p,α)8Be reaksiyonunun Kütle merkezi sistemine (CM) göre 103-127 keV enerji aralığındaki ve 135º'deki tesir kesitleri ölçülmüştür. Işınlamalar Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi (ÇNAEM)'de kurulu bulunan SAMES J-15 iyon hızlandırıcısında gerçekleştirilmiştir. SAMES J-15 hızlandırıcısı Van de Graff tipi bir yüksek gerilim kaynağına sahip olup maksimum 150 kV gerilim üretebilmektedir. İyon kaynağı quartz malzemeden imal edilen bir plazma tüpü, 100 MHz RF (Radyo Frekans) kaynağı ve içi yaklaşık ~9 atm. basınçta H2 gazı ile doldurulmuş ozmoregülatör tüpten oluşmuştur. Işınlamalar ~5µA demet akımında gerçekleştirilmiştir. Işınlama süresi 4250 s. olarak seçilmiştir. Her ışınlama sonucunda hedefin konumu değiştirilerek tüm ışınlamaların taze bir hedef ile gerçekleştirilmesi sağlanmıştır. Demet hattındaki vakumu sağlamak için bir adet mekanik pompa ve bir adet difüzyon pompası kullanılmış ve ışınlamalar sırasında demet hattındaki vakum değeri ~5*10-6 Torr olarak ölçülmüştür. Işınlanacak olan hedefler, ÇNAEM Nükleer Fizik Birimi hedef kaplama laboratuvarında PVD- Fiziksel Buhar Biriktirme (Physical Vapor Deposition) yöntemiyle ~10-4 Torr basınç ortamında hazırlanmıştır. Hedefler toz halinde Borik Asit (H3BO3) kullanılarak ısıl işlem yoluyla elde edilen B2O3'ün ince Alüminyum folyo üzerine kaplanmasıyla elde edilmiştir. Kaplama kalınlığı, kaplamadan önce ve sonra yapılan tartımlar sonucu 56 µg/cm2 olarak hesaplanmıştır. Reaksiyonda oluşan alfa parçacıklarının algılanması 300 mm2'lik yüzey engelli dedektör ile gerçekleştirilmiştir. Dedektör, demet doğrultusu ile 1350 açı yapacak şekilde yerleştirilmiştir. Hedeften saçılan protonların dedektöre ulaşmasını engellemek amacıyla ince 250 µg/cm2 mayler film kullanılmıştır. Protonların hedef içerisindeki ortalama enerjisini hesaplamak için SRIM (Stopping Range of Ions in Matter) kodundan faydalanılmıştır. Katı açı hesaplamalarında üç farklı yöntem kullanılmış ve her bir yöntem sonucu elde edilen katı açı değerleri kullanılarak 11B(p,α0)8Be ve 11B(p,α1)*8Be reaksiyon kanallarının tesir kesitleri hesaplanmıştır. Ayrıca Nükleer Reaksiyon Analizi çalışmalarında kullanılmak üzere Toplam Kapsamındaki Tesir Kesiti (Cross Section Under Convention) hesaplanmıştır. İlk katı açı hesaplama yönteminde kaynağın noktasal olduğu kabul edilerek, ikincisinde ise dairesel olduğu kabul edilerek katı açı hesaplanmıştır. Üçüncü yöntemde ise hedefin eliptik geometriye daha yakın olduğundan yola çıkılarak Monte Carlo yöntemini kullanan Sacalc Ellipsoid bilgisayar yazılımından faydalanılmıştır. Noktasal hedef yaklaşımından ortaya çıkan katı açı değeri kullanılarak hesaplanan tesir kesiti verileri literatürdeki değerlerle karşılaştırılmıştır.