Nötron yakalama gamma-ışın spektroskopisi ile madde analizi

Abstract

49 ÖZET Nötron Aktivasyon Analizinin, temeli, nötron yakalama olayı, sonucu yayınlanan &-ışınlarının analizine dayanır. Nötronlarla bombalanması sonucu radyoaktif hale gelen atomlar, & -ışınları yayınlayarak bozunur. Bu & - ışınlarının incelenmesi ile ilgili madde kapsamındaki eser element, yayınladığı &-ışını e nerjisine göre tayin edilir. Yayınlanan her &-ışını, kendisini ya yınlayan elementin karakteristiğidir. Ancak, bu metod ile elde edi len sonuç kimyasal bileşimi değil, elementin kendisini gösterir. A naliz sonucunda incelenen maddenin yapısında bir değişim olmaz. Yüksüz olan nötronların yüksek derecede girişken olma özellik leri kömürde de kendini gösterir. Kömür, termal nötronlara karşı saydamdır ve 2-11 MeV arasında hızlı &-ışınlarını yayınlar. & -ışı nı tekniğine dayandırılan kömür analizi, basitliği ve nispeten dü şük fiyatı ile diğer metodlardan daha çekicidir. Nötron Yakalama &-ışın tekniği kullanılarak kömür içindeki elementler bir IBM Personal Computer aracılığı ile 0-10 MeV aralı ğında incelenmiştir. 12000 sn. lik sayım süresinden sonra 2223,14 keV da hidrojen; 1170,39 keV ve 1997,83 keV da klor; 1814,20 keV da Si+Al ve 9253,07 keV da demir elementlerine ait pikler gözlenmiştir. 0,332 barn değerindeki yakalama tesir kesitine sahip olan hid rojen, spektrumdaki en keskin piktir. Bu bize kömürde soğurma ve sa çılma olayında yanabilir ve nem elemanı olarak hidrojenin üstün ol 252 duğunu gösterir. Cf 252 - kaynağından yayınlanan nötronlara maruz bı rakılan kömürde hidrojen atomları H1 (n, & )H2 reaksiyonu sonucu ak,-50 tif hale gelir ve soğurduğu her bir nötron başına 0,8696 &-ışı nı yayınlar. 2223,14 keV enerji değerinde yayınlanan &-ışını, hid rojenin karakteristiğidir. Bu pike ait verilerin kullanılması ile Soma Linyit Kömüründeki hidrojen miktarı 68,524 gram ve hidrojen konsantrasyonu % 4,89 olarak bulunmuştur. Hesaplarda kullanılan ve riler, sabitler dışında doğrudan doğruya bilgisayardan alınmış ol duğundan dolayı hata sadece pik alanındaki toplam sayımda olur. Bu hata da bilgisayar tarafından verilmiş olup, yaklaşık % 1,33 tür.

51 SUMMARY The basis of Neutron Activation Analysis depends on the anal ysis of &-rays emitted as a result of neutron capture. The atoms which have been formed to be radioactive after having bombed with neutron decay by emitting tf-rays. Trace element in the material related to the study of these & -rays is determined according to the energy of tf -ray which it has emitted. Every &-ray emitted is the characteristic of the element which it has been emitted by. However the result obtained with this method doesn't indicate the chemical composition but the element itself. In the structure of the material studied there is no change at the end of the analysis. The characteristic of uncharged neutrons to be highly penetrated shows itself in the coal, too. The coal is transparent towards thermal neutrons and emits rapid tf-rays between 2-11 MeV. The coal analysis depending upon &-ray technique is more attractive than the other methods because of its simplicity and low price. The elements in the coal have been inspected at the interval of 0-10 MeV by means of an IBM Personal Computer by using neutron capture &-ray technique. After 12000 seconds of count time the peaks of the following elements have been observed: Hydrogen at 2223,14 keV; chlorine at 1170,39 keV an 1997,83 keV; silicon+aluminium at 1814,20 keV and îron at 9253,07 keV. Hydrogen which has the absorption cross-section in the value of 0,332 barn is the sharpest peak at the spectrum. This show us that52 hydrogen is dominant in the combustible component and in the moisture component for both absorption and scattering. The hydrogen atoms in the coal which is exposed to the neutrons emitted from Cf 252-source l 2 are activated as a result of H (n,2f )H reaction and emit 0,8696 &-ray per each neutron they have absorbed, 'tf-ray emitted in the energy value of 2223,14 keV is the characteristic of hydrogen. By using the data related to this peak in the Soma Lignites the amount of hydrogen has been found out as 68,524 gr. and the hydrogen concentration as 4,89 %* Because of the data used in the calculations are directly obtained from the computer except for the constants, the error is only at the total count ât the peak region. This error has been given from the computer and is approximately 1,33 %. Yükseköğretim Kurulu Dokümantasyon Merî