MWCNT ve manyetik nanopartikül takviyeli PMMA'nınradyasyon zayıflatma katsayısının karşılaştırmalı olarak incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, PMMA/MWCNT nanokompozitin ( çok duvarlı karbon nanotüp kompozit) örneklerin yapısal, beta, gama ışını ve nötron zırhlama özellikleri incelenmiştir.PMMA/MWCNT nanokompozit esaslı polimer-x 8 örnek hesaplanmıştır, Burada x = 3,4,15 ve 30 wt.% dir. (wt% (ağırlık yüzdesi) ). PMMA/MWCNT nanokompozit malzemesi NaI gama spektrometresi cihazı ile radyasyon zayıflatma katsayısı,PM 1405 Survey meter ile Beta radyasyonu zayıflatma katsayısı ve Thermo Sciencitific Radeye Nl Nötron dedektörü ile radyasyon zayıflatma katsayısı analizleri gerçekleştirildi. Sayım sonuçlarında , Spektrum eğrisine sahip PMMA/MWCNT nanokompozit malzemeleri artan MWCNT yüzdesiyle arttığını gösterdi.PMMA/MWCNT kompozit malzemelerinin kütle zayıflama katsayıları, yarı değer kalınlıkları (HVL) ve gama spektrumundaki ortalama pik konumları, Co-60 (1,17 MeV ve 1,33 MeV), Cs-137 (0,662 MeV) ve Ba-133 (0,546 MeV) radyoizotopları kullanılarak deneysel olarak belirlenmiştir.PMMA/MWCNT nanokompozit malzemeleri beta,gama ve nötron zırhlama parametreleri belirlendi . Kompozit (PMMA) yapıya daha yüksek miktarda MWCNT eklenmesinin örneklerin radyasyona ve nötronlara karşı zırhlama yeteneğini önemli ölçüde iyileştirdiği gözlemlendi.Gama ışınları ile yapılan deneylerde,PMMA/MWCNT nanokompozit malzemelerde radyasyon iletimi eksponansiyel olarak azalmış, yüksek kütlesel soğurma katsayısına (μ) sahip yapılar daha düşük HVL değerleri ile daha ince tabakalarda etkili koruma sağlamıştır. Ölçümlerde R² değerleri yüksek olup, sonuçlar güvenilir ve tutarlıdır. NaI sintilasyon cihazıyla elde edilen spektrumlar, malzeme kalınlığı arttıkça radyasyonun yoğunluğunun belirgin şekilde düştüğünü göstermiştir.Beta ışınları için yapılan ölçümlerde, MWCNT katkısının iyonizasyon ve saçılma etkilerini artırarak beta partiküllerinin soğurulmasını iyileştirdiği görülmüştür. Metal oksit nanoparçacıkların (Co₃O₄, Fe₃O₄) kullanımı beta zayıflama performansını anlamlı şekilde artırmıştır. HVL değerleri, katkı oranına bağlı olarak değişmekle birlikte, yoğunluğu yüksek malzemelerin daha düşük HVL ile daha iyi koruma sağladığı tespit edilmiştir.Nötron ölçümlerinde ise, CoFe₂O₄ ve Fe₃O₄ nanoparçacıklı kompozitlerin nötron akısını belirgin şekilde azalttığı belirlenmiştir. Bu etki, nötronların elastik ve inelastik saçılma ile nötron yakalama mekanizmalarına bağlanmıştır. PMMA/MWCNT nanokompozitin' yüksek elektriksel iletkenliği ve nanoparçacıkların homojen dağılımı, nötron soğurma başarısında kritik faktör olarak öne çıkmıştır. En iyi performans %3-4 oranında nanoparçacık katkılı kompozitlerde gözlenmiştir.Bu çalışmada MWCNT katkılı PMMA malzemesine homojenize etmek için Atom Transfer Radikal Polimerizasyon (ATRP) yöntemi kullanılmıştır. MWCNT, PMMA'nın radyasyon zırhlama özelliklerini arttırmak için kullanılmıştır.