Toprak numunelerde foton zayıflatma katsayısının incelenmesi

Abstract

TOPRAK NUMUNELERDE FOTON ZAYIFLATMA KATSAYISININ İNCELENMESİ ÖZET Foton zayıflatma katsayısı, alaşımlar, toprak ve su gibi çeşitli elementlerden oluşan malzemelerde gama ışınlarının giriciliklerini ve yayınımlarını karakterize eden önemli bir parametredir. Radyoaktif izotopların, endüstri, tarım ve tıptaki çalışmalarda kullanımının artmasıyla birlikte, bu çalışmalarda çeşitli problemlerin çözümünde zayıflatma katsayısının bilinmesine ihtiyaç duyulmuştur. Toprağın kimyasal yapısı SİO2, AIO3, CaO, T1O2, MnO, K2O gibi oksitlerin değişik ağırlıksal yüzdelerde mevcudiyeti ile tanımlanmaktadır. Gama-ışını geçirgenlik teknikleri, toprak-su özelliklerinin incelenmesinde yeterince doğru sonuç veren kullanışlı yöntemlerdir. Bu çalışmada, Türkiye'nin çeşitli bölgelerinden toprak numuneler toplanmıştır. Hubbell (1982)'nin tabloları kullanılarak, karışım yöntemine göre, elementlerin ağırlıksal yüzdeleri de dikkate alınarak, toprak numunelerin kütlesel zayıflatma katsayıları 10-20000 keV enerji aralığında hesaplanmıştır. Ayrıca, kuru topraklarda 316-1332 keV enerji aralığındaki enerjilere sahip gama fotonlarının zayıflaması ölçülmüştür. Böylece zayıflatma katsayısı üzerinde kimyasal yapının etkisi incelenmiştir. Kuru toprakta yapılan deneyler farklı tane boyutlarında gerçekleştirilmiştir. Çalışmada kullanılan foton enerjilerinde farklı tane boyutundaki toprağa ait kütlesel zayıflatma katsayıları incelendiğinde, tane boyutu küçüldükçe kütlesel zayıflatma katsayısının daha büyük değerler aldığı gözlenmiştir. Toprak-su sisteminin gama zayıflatma ölçümlerinde de toplam lineer zayıflatma katsayıları saptanmıştır.. Lineer zayıflatma katsayısı toprağın içerdiği su miktarı arttıkça lineer olarak yükselmiştir. Toprak-su sisteminin ölçümlemeleri bazı topraklar için 662 keV de gerçekleştirilmiştir.

MEASUREMENT OF PHOTON ATTENUATION COEFFICIENT IN SOIL SAMPLES SUMMARY The photon attenuation coefficient is an important parameter characterizing the penetration and diffusion of gamma rays in composite materials such as alloys, soil and water. With the increasing use of radioactive isotopes in a variety of industrial, agricultural and medical studies, the attenuation coefficients are needed in solving various problems in these studies. Soil samples have a chemical composition characterized by the presence of SİO2, AIO3, CaO and MgO in variable concentration, and of other oxides like TİO2, MnO, K2O and others in some cases. Gamma- ray transmission methods have been very accurate and useful for the study of soil- water properties. In this study, the various soil samples are collected from the different regions of Turkey. Using Hubbell (1982) tables, theoretical values of mass attenuation coefficients of these soils in the energy range of 10- 20000 keV have been calculated. Further, gamma attenuation measurements have been carried out on dry soil samples with radioisotopes having energy values between 316-1332 keV. Thus, the effect of chemical composition of soil samples on the attenuation coefficient. Further, in attenuation measurements of soil- water system we have measured the total linear attenuation coefficient, the sum of soil and water attenuation coefficients. The result of the measurements shows that the linear attenuation coefficient increases linearly with the water content. Measurements of attenuation coefficient of soil vs water content at 662 keV have also carried out on some soils. XI