Hegzagonal bor nitrürün nötron absorblayıcı olarak kullanılabilirliği

Abstract

Türkiye'nin %72 civarında olduğu tahmin edilen bor madeni kaynaklarından ileri teknolojiye dönük uç ürünler eldesinin global ticaret ölçeğinde milli gelir payınınoldukça yüksek olacağı bilinmektedir. Bu amaçla Hegzagonal BN yüksek sıcaklık refrakterliği, ısıliletkenlik, kimyasal inertlik ve kolay işlenebilirlik özellikleri sebebiyle yüksek sıcaklığın oluştuğu nükleer reaktörlerde nötron absorplamada kullanılmaktadır.Demir esaslı çelik gibi malzemeler havacılık ve tıp endüstrisi yanında daha birçok alanda kullanılmaktadır. Özellikle radyasyonun yoğun olarak kullanıldığı radyoloji gibi birimlerde bu malzemelerin kullanılması önemini daha da artırmaktadır. Bunun yanında nükleer enerji santrallerinde nötron kaçışı en önemli sorun olduğundan nötron kaynaklı radyasyonun zırhlanması daha öenmli ve zordur. Nükleer enerji üretimi sırasında hasıl olan radyoaktif fisyon ürünlerinin çevreye sızmasını önlemek amacıyla araya bir takım fiziksel engeller konulur. İnsanlar ve çevre öncelikle bu engeller vasıtasıyla korunurlar. Bunların tasarımları, bu engellere zarar verebilecek olası anormal çalışma şartlarına göre yapılır. Bu çalışma da, AISI 1040 çeliğinin tüm yüzeyi katı borlama tekniği ile 800-900?C'de bir saat süreyle kaplanmıştır. Işınlama çalışmaları TAEK - SANEM laboratuvarlarında yürütülmüştür. Sonuç olarak 35 ?m h-BN kaplama kalınlığında kaplanmamış çeliğe göre %5,8 oranında nötron absorpladığı tespit edilmiştir.

Turkey has approximately 72% as estimated for boron mineral resources and it is known that obtaining of high-tech end products from boron resources in the scale of the global trade, national income would be very high. Hexagonal BN has high temperature refractiveness, good thermal conductivity, chemical inert structure and easy processability properties, so it can be used as neutron absorber in nuclear reactors in which high temperature occurs. Neutron capture is an important problem in nuclear energy centrals because of to prevent irradiation and also to increase nuclear energy efficiency. With this aim, it is necessary to improve radiation shielding properties of materials. Lead and steel materials can be used in shielding. Design of these shielding materials has been occured according to compulsive working conditions. Also, boronizing is a method to provide extra shielding capability for materials. In this study, all surfaces of AISI 1040 steel material was coated with solid boronizing technique at 800-900?C temperature with one hour in a foundry furnace. Irradiation studies were obtained at TAEK-SANAEM laboratories in coated steel and noncoated steel materials. As a result, percent 5,8 neutron absorbing was obtained at 35 ?m coating thickness in h-BN coated steel according to noncoated steel.