EE- Nükleer Araştırmalar Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/12731

Gözat

Konu "Aliminyum alaşımları" ile EE- Nükleer Araştırmalar Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans'a göz atma
  • Öge
    Farklı Alüminyum Alaşımlarının Cs-137 Gama Radyoizotop Kaynağı Karşısındaki Davranışının İncelenmesi Ve İrdelenmesi
    (Enerji Enstitüsü, 2018-06-06) Yıldırım, Selahattin ; Tuğrul, Asiye Beril ; 302111017 ; Nükleer Araştırmalar ; Nuclear Studies
    Mühendislik içinde daima önemli yeri olan malzemelerin, doğal olarak özelliklerinin ve çeşitli şartlarda davranışlarının bilinmesi gerekmektedir. Bu bağlamda, malzeme özelliklerinin araştırılması, incelenmesi ve amaca uygun yeni malzemelerin geliştirilmesi giderek üzerinde durulması gereken konuları oluşturmaktadır. Öte yandan, nükleer reaktörlerin gelişimi ve radyasyonla sterilizasyon gibi büyük radyasyon dozu ile çalışma şartlarında da bu şartlarda kullanılan malzemelerin radyasyon karşısındaki davranışlarının bilinmesi gerekli olmaktadır. Ayrıca, uzay teknolojisi uygulamalarında da malzeme kozmik şartlarda radyasyon dozuna maruz kalabileceklerdir. Bu bağlamda, malzemelerin radyasyon karşısındaki davranışının incelenmesi öne çıkmaktadır. Bu yüksek lisans tez çalışmasında, sanayide önemli bir kullanım yeri olan işlenik olarak nitelenen alüminyum alaşımlarının gama radyasyonu karşında gama radyasyonunu tutma özelliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Alüminyum, Birçok endüstri dalında tercih edilerek kullanılan bir malzeme durumundadır. Hafif olması ve alaşımlandırmayla istenen özelliklerin kazandırılabilmesi nedeniyle söz konusu bu malzemenin birçok sanayi dalında kullanılması tercih edilmektedir. Alüminyum alaşımlarının öncelikle kullanıldığı sektörlerin başında havacılık ve uzay sektörü sayılmaktadır. Ayrıca alüminyum günlük yaşantımızda da sıkça kullanılan bir malzeme haline gelmiş bulunmaktadır. Bununla beraber nükleer teknoloji gibi ileri teknolojilerde de kullanılabilmektedir. Böylelikle, bu çalışmayla, sanayide rutin kullanımı olan alüminyum alaşımlarının nükleer teknoloji ve nükleer uygulamalarda kullanılmaları halindeki durumun değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Gama radyasyon kaynağı olarak Cs-137 gama radyoizotop kaynağı kullanılmıştır. Bu gama kaynağının kullanılmasının nedeni monokromatik bir gama kaynağı kullanılmış olmasıdır. Dolayısı orta enerjili olarak nitelenebilecek tek enerjili bir gama kaynağı ile değerlendirmenin daha uygun olacağı düşünülmüştür. Çalışılan alüminyum alaşımları ticari olarak kullanılmakta olan işlenik alüminyum alaşımlarından en çok kullanılan alaşımlardır. Bu bağlamda, alüminyum alaşımlarından önemli olanları ve yaygın olarak kullanılanları 3xxx, 5xxx, 6xxx ve 7xxx alaşımlarının deneylerde kullanılması tercih edilmiştir. Çalışılan ticari kullanımlı alüminyum malzemeler; 1050, 3003, 5005, 6063, 7072, 8006 alüminyum malzemelerdir. 1xxx serisi (safsızlık elemanları dışında) alaşımsız alüminyum olduğundan bu seri ile çalışılmasıyla bu söz konusu bu seri alaşımın referans alaşım olarak kullanılabileceği düşünülmüştür. Gerçeklenen deneyler, transmisyon tekniği geometrisine uygun olarak oluşturulan deney düzeneği ile gerçeklenmiştir. Saçılma etkisinin düşürülmesi için kolimatör ve zırh malzemeler deney düzeneğinde kullanılmıştır. Böylelikle, saçılma etkisinin olmadığı kabulü ile zayıflatma katsayıları tayin edilmiştir. Cs-137 gama radyoizotop kaynağı ile yapılan deneylerde, çalışılan ticari alüminyum malzemelerle ulaşılan deneysel sonuçlardan hareketle çizilen zayıflatma eğrileri nispeten birbirine benzer sonuçlar verdiği gözlenmiştir.. Cs-137 gama radyoizotop kaynağına ilişkin ulaşılan sonuçlarla çizilen radyasyon zayıflatma eğrileri; incelendiğinde 1050 katkısız alüminyum malzeme, diğerlerinden hayli farklı sonuç verdiği görülmüştür. Diğer katkılı alüminyum alaşım malzemelere ilişkin zayıflatma eğrilerinin birbirine hayli yakın olduğu görülmektedir. 1050 dışındaki ticari katkılı alüminyum malzemelerde gama radyasyonunu zayıflatma etkisinin daha iyi olduğu gözlenmiştir. Bu husus beklenti doğrultusunda olup, alüminyuma % 0,5 ve üzerindeki katkılanan magnezyum, manganez, çinko, silisyum ve demir gibi katkılama elementlerinin radyasyonu zayıflatmada etkin olduğunu göstermektedir. Çalışılan alüminyum malzemeler için deneysel olarak elde edilen sonuçların irdelenmesi de bu Yüksek Lisans Tezi kapsamında amaçlanmıştır. Bu bağlamda, uluslararası güvenilirlikle tercih edilen XCOM Bilgisayar programı kulanılmıştır. Bu bağlamda, kütle soğurma katsayıları önce, deneysel çalışmalardan hareketle hesaplanmış daha sonra XCOM Bilgisayar programı ile de teorik olarak hesaplanmıştır. Deneysel ve teorik olarak bulunan kütle soğurma katsayılarının karşılaştırmalı değerlendirmeleriyle elde edile sonuçların birbirine hayli yakın olduğu görülmüştür. Deneysel ve teorik olarak bulunan kütle soğurma katsayıları arasındaki farklılığın % 6'nın altında kaldığı tespit edilmiştir. 1050 serisi alüminyum malzeme dışında ise bu farklılık % 2,5'un altında kalmıştır. Bu bağlamda, deneylerimizle ulaşılan sonuçların güvenlir olduğu söylenebilir. Ayrıca, çalışılan alüminyum alaşımları için yarı-kalınlık ve ondabir kalınlık tayinleri de yapılmıştır. 1050 katkısız olarak kabul edilen malzeme dışındaki alüminyum alaşımları için birbirine hayli yakın yarı-kalınlık ve ondabir kalınlık değerleri elde edilmiştir. Ancak, 1050 malzemesi için yarı-kalınlık ve ondabir kalınlık değerleri diğer alüminyum alaşımlarından hayli yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç önceki sonuçlarla uyumlu olup beklenti doğrultusunda bulunmuştur. Yapılan çalışmalarla alüminyuma katkılanan yüksek atom numaralı elementlerin katkılanması gama radyasyonu zayıflatması önem arz etmektedir. Bu husus, girirci elektromanyetik radyasyonunun madde ile etkileşim olayları ilişkili olup yüksek atom numaralı elementlerin gama zırhlaması için öneminden kaynaklanmaktadır. Öz olarak; bu yüksek lisans çalışmasıyla, ticari kullanımlı alüminyum malzmelerin nükleer teknolojide kullanılması halinde 0,662 MeV enerjili gama radyasyonu karşısındaki davranışları yapılan deneylerle gözlenmiş ve XCOM Bilgisayar programı ile sınanmış ve uyumlu sonuçlara ulaşılabildiği görülmüştür.