..

..
..

28 Mayıs 2018 Pazartesi

GAMA IŞINLARI VE NÖTRONLAR NASIL ÖLÇÜLÜR?



Batıda, Nuclear Instruments and Methods diye çok saygın ilmi ve teknik bir mecmua vardır. Hakemlerinden bir makalenin basılmasını sağlamak son derece zordur. Küçük radyo-aktif bir sezyum kaynağı ile 1984’te ben toprağın aynı anda hem nemini hem de yoğunluğunu bulmuştum. Merkezi Roma’da bulunan FAO uluslararası kuruluşu için yapılmış bir proje idi. Basılmaya layık görüldüğü için patentini almış bulundum. Projede, gama ışınlarını ölçen sintilasyon detektörü kullanılmıştı. Bu detektörler en genel şekilde gama ışınlarının şiddetini ve enerjilerini ölçmek için kullanılır. Gama ışınları gelir, aletin önündeki NaI(Tl), Sodyum İyodür (Talyumla aktive edilmiş) kristaline çarpar, foto-katod üzerinde bir ışık meydana getirir, bu ışık elektrik sinyaline dönüştürülür. Gama ışınlarının hangi çekirdeklerden geldiği bulunur. çok önemli bir dedektördür. Toryumun karakteristik gamaları da bu aletle ölçülür. Hava kirlenmesinde istenmeyen maddeler bununla bulunur. Deniz ve suların da kirlenmesini bu alet gösterir. Aletle nötronların da ölçülmesi mümkündür. Gama ile nötronlar bu aletle ayrıştırılarak ölçülebilirler. Sıvı sintilatörler hızlı nötronların ölçülmesinde ve çekirdeklerin en derin yapılarının araştırılmasında kullanılır. Sıvı sintilasyon sayıcılar gama ışınlarını ve hızlı nötronları birlikte sayar. Gamaları hızlı nötronlardan ayırmak için digital metodlar kullanılır. Elektronik olarak yük mukayesesi metodu (charge comparison method), integre risetime metod en çok kullanılan metodlardır. Time of flight (uçma zamanı metodu) da sık kullanılır.
Sadece bu iş için inşa edilen foto-multiplakatörler 5-10 değişik şekildedirler. Bütün bu ölçücü parçaların bir araya getirilip üzerlerinde en iyi kompozisyonu bulmak için araştırılması gerekir.
Alet hem maddenin ne olduğunu, hem de miktarını ölçer. Nuclear Instruments and Methods ilmi mecmuası 80 seneden fazla bir zamanda muntazam çıkmaktadır. Örnek olarak bu mecmua, 1993’te kalorimetreler üzerinde ikinci tip elektromanyetik ışımayı ele almıştır. Nucl. Inst. Meth. A-334 (1993) 399. G.S. Bitsadze et.al., Cern’deki Large Hadron Collider (LHC) deki, radyasyon tahribatında bakırın rolü, R.Flukiger ve T. Spina, foto muldöplikatörlerinde radyasyon sertleşmesinin ölçülmesi, V.I.Rykalin CERN-LHC b-96-012 (1996), J.Nucl.Mater. 191(1992) 401, füzyon reaktörlerinde bakır alaşımlarının radyasyona dayanıklılığının arttırılması I.V. Gorynin et.al. gibi yüzlerce ve yüzlerce makale yayınlanmıştır. A.Albayrak ve Yetkin et.al. hızlı ve radyasyona dayanıklı ikinci kalorimetrik çalışmaları arxiv: 1307.8051’de neşretmişlerdir. Bu yayınlarda görülüyor ki fiziği ölçmek için aletler, aletleri yapmak için de fizik üretilmektedir.
Değerli talebem Prof. Dr. Nizamettin Erduran bu sintilasyon dedektörlerinin sıvı kullanan cinslerinden imal edip onun da fiziğini ölçen bir ilim adamıdır. İstanbul Sabahattin Zaim Üniversitesi’nde çalışmaktadır. Çalışmakta olduğu gruplardaki fizikçiler Çin’den, İsveç’ten İtalya’dan, İspanya’dan, Niğde Üniversitesi’nden, Fransa’dan, Polonya’dan, Almanya’dan, Japonya ve İngiltere’den seçkin ilim adamlarıdır. Başarılarının devamını diliyorum.
H. Abramowicz et.al.’in önemli makalesini ilave etmeden geçemeyeceğim. 10 GeV ila 140 GeV arasında hadron ve elektromanyetik duşların, demir sintilatör kalorimetrelerinde ölçülmelerine ait çalışma. Nucl.Instr. and Methods 180 (1981) 429. Bildiğiniz gibi 1 GeV, 1 milyar elektron volt demektir.
Cern’de Higgs parçacığını bulmak için çarpıştırılan protonlar 7 GeV enerjide idi. Sistemin toplam enerjisi 14 GeV idi. Ankara’daki bizim hızlandırıcıdaki enerji 1 GeV tun 1000’de biri yani 1 MeV’tur. Hızlandırıcı ile çalışan Toryum reaktörlerinde protonların en az 1 GeV enerjide olması gerekir. Bu protonlar kurşuna çarptırılır. Çıkan spallasyon nötronları Toryumla çarpıştırılır. Gereken enerji elde edilmiştir. Sistemde zincir reaksiyonu yoktur. Düğmeye basarsınız sistem çalışır. Tekrar basarsanız durur. Radyo-aktif atıkları yakıp maliyetleri aşağıya düşürebilirsiniz.
Doç.Dr.Çetin ERTEK
26.05.2018

Hiç yorum yok:

Yorum Gönder