Molibden-99 radyoizotopunun enerji seviyelerinin ve yarı-ömrünün bir c-linak kullanılarak fotonükleer reaksiyon mekanizmasıyla ölçülmesi

Abstract

Radyoizotopların enerji seviyelerinin ve yarı-ömürlerinin belirlenmesi, çekirdekyapılarının aydınlatılmasında önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada, 100Mo(γ,n)99Mofotonükleer reaksiyonu ilk defa bir klinik lineer hızlandırıcı (c-linak) kullanılarakgerçekleştirilmiştir. Doğal molibden hedefin ışınlanması sonucu üretilen 99Moradyoizotopunun gama geçiş enerjileri ve yarı-ömrü deneysel olarak belirlenmiştir.Işınlama işlemi, Akdeniz Üniversitesi Nükleer Bilimler Uygulama ve AraştırmaMerkezi'ndeki (NUBA'daki) 18 MeV'e kadar çıkış enerjisine sahip Philips SLI-25model bir c-linak kullanılarak yapılmıştır. 99Mo radyoizotopuna ait spektrum, yükseksaflıkta Germanyum (HPGe) dedektöre sahip bir gama spektrometresi vasıtasıylaelde edilmiştir. Spektrumun elde edilmesinde ve analizlerde Maestro, Gf3 ve Rootyazılımlarından yararlanılmıştır. Çalışma limitleri dahilinde, elde edilen deneyselverilerle hesaplanan gama enerji seviyeleri 181,13 (<0,01) keV, 366,40 (<0,01) keV,528,67 (0,03) keV, 739,22 (0,01) keV, 777,60 (0,01) keV, 822,64 (0,02) keV, 960,39(0,02) keV, 1000,88 (0,11) keV ve yarı-ömür değeri 64,44 (4,57) saat olarakbulunmuştur. Bu değerlerin daha önceki araştırma sonuçlarıyla ve Nükleer VeriMerkezi'ndeki (NuDat'taki) güncel verilerle uyumlu olduğu görülmüştür. Sonuçolarak, fotonükleer reaksiyon mekanizmasıyla incelenmeye uygun radyoizotoplarınyeterli çıkış enerjisine sahip bir c-linak kullanılarak çalışılabileceği gösterilmiştir.Anahtar Kelimeler: c-linak, fotonükleer reaksiyon, 99Mo, gama enerji seviyeleri,yarı-ömür, HPGe dedektör, Maestro, Gf3, Root.

Determination of energy levels and half-lives of radioisotopes has an importance forunderstanding about the nuclear structure. In this study, 100Mo(γ,n)99Mophotonuclear reaction was performed for the first time by using a clinical linearaccelerator (c-linac). The gamma transition energy levels and the half-life of thedaughter 99Mo radioisotope, which was produced by the irradiation of the naturalmolybdenum sample, were determined experimentally. The irradiation process wasachieved by using Philips PLI-25, a c-linac with 18 MeV end point energy located atAkdeniz University Nuclear Sciences Research and Aplication Centre (NUBA). Thespectrum of 99Mo radioisotope was obtained by using a gamma spectrometer with ahigh purity Germanium (HPGe) detector. The computer codes; Maestro, Gf3 andRoot were used for obtaining and analyzing the spectrum. Within the limitations ofthis study, it was found that, the calculated gamma energy levels from theexperimental measurements were 181.13 (<0.01) keV, 366.40 (<0.01) keV, 528.67(0.03) keV, 739.22 (0.01) keV, 777.60 (0.01) keV, 822.64 (0.02) keV, 960.39 (0.02)keV, 1000.88 (0.11) keV and the half-life value was defined as 64.44 (4.57). Thesefindings agreed with the results of the previous studies and the reported values inNuclear Data Center (NuDat). As a conclusion, it was shown that, the photonuclearreaction mechanism for the available medium weight radioisotopes can be studied byusing a c-linac with appropriate end point energy.Keywords: c-linac, photonuclear reaction, 99Mo, gamma energy levels, half-life,HPGe detector, Maestro, Gf3, Root.