X veya γ ışını soğuran camların etkin atom ve elektron numaralarının hesaplanması

Abstract

Bu çalışmada farklı oranlarda PbO, BaO, Bi2O3, SiO2, B2O3 içeren camların 1 keV-1 GeV enerji aralığındaki kütle azaltma katsayıları, etkin atom ve elektron numaraları teorik olarak hesaplanmıştır. Camın bileşimindeki SiO2 ve B2O3 ağ yapıcı olarak; PbO, BaO ve Bi2O3 ise foton radyasyonunu soğuran oksitler olarak düşünülmüştür. WixCom bilgisayar programıyla hesaplanan kütle azaltma katsayılarına göre atomik ve elektronik tesir kesitleri, etkin atom ve elektron numaraları hesaplanmıştır. İlk bölümde 1 keV-1 GeV enerji aralığındaki silisyum ve bor camlarının sonuçlarının birkaçı grafik şeklinde sunulmuştur. Cam içeriğindeki ağır metal oksit oranın artmasıyla kütle azaltma katsayısının ve etkin atom numarasının arttığı, etkin elektron numarasının enerji aralığına bağlı olarak değişiklik gösterdiği görülmüştür. Aynı oranda PbO ve Bi2O3 içeren camların hemen hemen aynı sonuçları verdiği, BaO içeren camların genellikle çok daha az radyasyon soğurganlığına sahip olduğu sonucuna varılmıştır. İkinci bölümde bu camların 662 keV'taki teorik sonuçları ile literatürden alınan deneysel kütle azaltma katsayısı verilerine göre elde edilen sonuçlar tablo şeklinde karşılaştırılmıştır. Ayrıca, tablodaki veriler Direct-Zeff programından elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmış ve uyumlu olduğu görülmüştür. Bu tablodaki deneysel ve teorik kütle azaltma katsayılarının, etkin atom ve elektron numaralarının; ağır metal oksit oranına bağlı olarak lineerlik gösterip göstermediği grafikler üzerinde incelenmiştir. Etkin atom numaraları teorik ve deneysel olarak lineer sonuçlar vermekte iken, kütle azaltma katsayılarının ve etkin elektron numaralarının sadece teorik verilerinin lineer sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Deneysel verilerin doğrusal olmama sebebinin camın amorf yapısından kaynakladığı düşünülmektedir. Son bölümde ise birkaç cam üretim firmasının verileri kullanılarak çeşitli camların 1 keV-1 GeV enerji aralığındaki kütle azaltma katsayıları, etkin atom ve elektron numaraları hesaplanarak grafik şeklinde gösterilmiştir.

In this thesis, mass attenuation coefficient, effective atomic and electronic number of glasses containing PbO, BaO, Bi2O3, SiO2, B2O3 were calculated at 1 keV-1 GeV. SiO2 and B2O3 were planned as glass former; PbO, BaO, Bi2O3 were planned powerful absorber of photon radiation. Atomic and electronic cross sections, effective atomic and electronic number of glasses were calculated by using mass attenuation coefficients which were obtained from WinXCom computer program. At first section, some results of glasses of silicium and boron were graphed at 1 keV-1 GeV. While ratio of heavy metal oxide are increased in glass; it is indicated that mass attenuation coefficient, effective atomic number of glasses increased, but effective electronic number differantiate depend on energy range. Although having same ratio PbO and Bi2O3 glasses gives nearly same results, BaO glasses generally shows less radiation absorbtion At second section, calculated experimental results which are using mass attenuation coefficients obtained from literature and theoretical results of those glasses are tabulated for 662 keV. Moreover theoretical data of those glasses were compared with data of Direct-Zeff computer program. Theoretical and empirical values of mass attenuation coefficient, effective atomic and electronic number at graphics were found to display linearity or did not depend on increasing ratios of heavy metal oxide. While effective atomic number of glasses shows theoretical and experimental linear correlation with heavy metal oxide ratio, mass attenuation coefficient and effective atomic number of glasses indicates only theoretical linearity. That unlinearity may be due to amorf structure of glass. At last section, mass attenuation coefficients, effective atomic and electronic numbers of various glasses obtained by some producers were calculated and graphed.