Gamma ışınlarının biyolojik ortamlarda differansiyel coherent-incoherent saçılma tesir kesitlerinin incelenmesi

Abstract

ÖZET `Gamma Işınlarını Biyolojik OctamlardanDifferansiyel Cohe rent-incoherent Saçılma Tesir Kesitlerinin İncelemesi` konusunu içeren bu tez dört bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, çalışma ların dayandığı gamma ışınlarının saçılması ve tesir kesitleri ile ilgili kuramsal bilgiler ve temel kavramlar verilmiştir. Bunun için geniş bir doküman taraması yapılmış ve çeşitli kay naklardan elde edilen bilgiler belli bir düzen içersinde aktarıl mıştır. İkinci bölüm, biyolojik ortamlarda ve sodyum iyodür bileşi ğinde gamma ışınlarının differansiyel saçılma (coherent-incoherent) tesir kesitlerinin hesaplama yöntemlerini, elde1 edilen değerlerin listelendiği çizelgeleri ve grafikleri içermektedir. Uygulanan yön teme göre, bileşiğin differansiyel saçılma tesir kesit değerleti, bileşiği oluşturan elementlerin form faktör ve saçılma fonksiyonla rına dayalı olarak hesaplanmıştır. Bu nedenle elementlerin Hartree- Fock yöntemine göre kuramsal olarak hesaplanmış coherent saçılma form factörü ve incoherent saçılma fonksiyonu değerlerini içeren çizelgeler kaynak olarak kullanılmıştır. (Kayll5,l6) Çeşitli biolo- jik ortamlardan gamma ışınlarının differansiyel saçılma tesir ke sit değerleri coherent saçılma için E=0.01-0.06 MeV incoherent saçılma için E=0.01-0.5 MeV aralığında hesaplanmış ve sonuçlar çi zelge halinde verilmiştir. Bu çizelgelerden her enerji için diffe ransiyel saçılma tesir kesitlerinin saçılma açısına göre değişim lerini gösteren grafikler çizilmiştir. Üçüncü bölümde, saçılma tesir kesitlerinin enerjiye bağlı değişimleri için hem şekil hemde katsayı bakımından minimum hata ile uyum sağlayan uyuşum fonksiyonları aranmıştır. Coherent saçılma için, y = a(E)exp[-b(E)On(E)] + c(E)£2 + d(E)©- + e(E) incoherent saçılma için ise, y = a(E) t b(E)exp[-c(E)öJ değişimleri elde edilmiştir. Tüm bileşikler için aynı denklemlergeçerli olmasına karşın, farklı bileşikler için farklı katsayı de ğerleri elde edilmiştir. Paket programla bilgi işlemde hesaplanan katsayılara karşılık gelen minumum ortalama sapma değerleri bir kaç enerji için 0.05 değerine ulaşmış isede genelde 0.01 in altında bir değerde kalmıştır. Son bölüm olan dördüncü bölümde ise, elde edilen sonuçlar tartışılmış ve daha önce bu konuda yapılmış olan deneysel sonuçlar la karşılaştırılması yapılarak bir yorum getirilmesine çalışılmıştır. Ayrıca, çalışmada diğer biyolojik ortamların uygulanan yön temlerle hesaplanan differansiyel coherent-incoheöent saçılma tesir kesit değerlerini içeren çizelgeler, hesaplamalarda kullanılan bil gi işlem programı, ve konuyu ilgilendiren bazı ayrıntılı kavramsal bilgiler ekte verilmiştir.

SUMMARY Coherent and incoherent differential cross-section of gamma ray in biological materials was Investigated in this work, in order to establish complete data-set to be used in medical applications of gamma rays. In this theisis, which consists of four chapter, the first chapter covers the theoretical informations concerning cross-sections and scattering off gamma-rays. A literature survey was made for this purpose, and collected informations were given in this chapter. Chapter II deals whith the metods to calculate the differential scattering cross-section in biological materials. The cross-section values were obtained using from factors and scattering functions of the elemtuts of which the biological material consists. The scattering form factors and incoherent scattering functions were calculated by the aid of Hartree-Fock calculation metod. Scattering differential cross-section for different biological materials were given for E=0.01-0.06 MeV gamma ray energies in coherent scattering and for E»0.01-0.5 MeV in coherent scattering.. In chapter III new functions were searched to fit the cross-section values in dependence of gamma-ray energy, with a minimum error. For coherent scattering the established function is y = a(e)exp£-b(E)On(E)] + c(E)S2 + d(E)G + e(5) and for the incoherent scattering is as follow y = a(E) -bb(E)exp j-c(E)Gj The average (mean) error in the calculation of the coefficients using e computer program was in most cases under 0.01.In the last chapter an evaluation of the results, obtained was made and a conclusion concerning the comparison of the calculated values with the experimental values was given,