Farklı bor bileşiklerinin dozimetrik özelliklerinin belirlenmesi ve retrospektif dozimetri alanında kullanımının incelenmesi

Abstract

İyonize edici radyasyonun kullanıldığı alanlarlarda doz takibi son derece büyük bir önem taşımaktadır. Bu amaçla kullanılan birçok dozimetrik yöntem mevcuttur ve termolüminesans dozimetreler retrospektif dozimetri amacıyla sıklıkla kullanılanılırlar. Bireysel doz ölçümü veya çevresel dozun belirlenmesi gibi alanlarda kullanılmak üzere dozimetrik özellikleri iyi olabilecek yeni materyaller üzerinde araştırmalar yapılmaktadır. Türkiye dünyadaki bor mineralleri rezervlerinin %72'sine sahip bir ülkedir ve çeşitli bor bileşikleri halihazırda nötron dozimetrisinde kullanılmaktadır. Bor minerallerinin kullanım alanının geliştirilmesi; retrospektif dozimetri alanında ve ülkemizdeki bor minerallerinin kullanım alanının genişletilmesi açısından önem taşımaktadır. Bu amaçla yapılan tezde doğal ve işlenmiş bor minerallerinden duyarlılığı yüksek olan örneklerin dozimetrik özellikleri (ışıma eğrisinin şekli, radyasyon doz cevabı,tekrarlanabilirlik) incelenmiştir.Yapılan tez çalışmasında, Eskişehir/Kırka bölgesinden çıkarılan doğal bor minerallerinin (boraks, kernit, üleksit, kolemanit) yanı sıra Eti Maden İşletmelerinden alınan işlenmiş (Etibor-48, boraks dekahidrat, boraks pentahidrat, borik asit) ve doğal (tinkal, kolemanit) mineraller kullanılmıştır. Bor mineralleri termolüminesans/optik uyarmalı lüminesans işlemlerine tabi tutularak dozimetrik özellikleri incelenmiştir. TL ışıma eğrileri, OSL azalım eğrileri, radyasyon doz cevabı eğrileri elde edilmiş ve ölçülebilir minimum doz değerleri belirlenmiştir. Ayrıca TL tekrarlanabilirliği ve örneklerin kinetik parametreleri incelenmiş ve bor minerallerinin retrospektif dozimetrede kullanılabilirliği değerlendirilmiştir.Elde edilen sonuçların bor minerallerinden dozimetrik olarak kullanılabilirliği yüksek olan minerallerin üleksit ve kolemanit olduğu ve ölçülebilir minimum doz değerlerinin sırasıyla 21, 58, 20, 34 Gy olduğu gözlenmiştir. Boraks içeren bor minerallerinin düşük erime sıcaklığı nedeniyle özellikle TL işlemi için uygun olmadığı görülmüştür. Ayrıca Gy mertebesinden minimum ölçülebilir doz değerlerine sahip olmaları nedeniyle bor minerallerinin yüksek radyasyon dozlarının gözlendiği alanlarda kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Radiation dose monitoring is extremely important in fields where ionizing radiation is used. There are a lot of dosimetric methods that are used for this purpose and thermoluminescence dosimeters are commonly used for retrospective dosimetry. There are a lot of researches to find new materials with proper dosimetric properties for either new personal dosimeters or environmental dosimeters. Turkey has the 72% of all boron mineral reserves worldwide and some boron compounds are already in use as neutron dosimeters. It's important to expand of the usage of boron minerals both for finding new materials to use in retrospective dosimetry and improving the usage of boron mineral reserves in Turkey. For this purpose, in this masters thesis natural and processed boron minerals with high radiation sensitivity are examined for their dosimetric properties (such as shapes of their glow curves, radiation dose response, changes in the dose response sensitivity). Boron minerals used in this thesis are both natural ones which are obtained from Eskişehir/Kırka (borax, kernite, colemanite, ulexite) and Eti Maden İşletmeleri (tincal,colemanite), and proccesed ones which are also from Eti Maden İşletmeleri (Etibor-48, borax decahydrate, borax pentahydrate, boric acid ). Dosimetric properties of boron minerals are examined by their TL/OSL results. TL glow curves, OSL decay curves, radiation dose response curves are obtained and their minimum detectable doses are determined. Also TL repeatability and kinetic parameters are examined and usability of boron minerals in retrospective dosimetry is investigated. Obtained results show that boron minerals which are suitable to use in dosimetry field are ulexite and colemanite and their minimum detectable doses are respectively 21, 58, 20, 34 Gy. Boron minerals containing borax are not suitable for TL due to their low melting temperature. In consequence of their high minimum detectable dose values (in Gy) of boron minerals, they can be used at high radiation dose field.