Bor Katkılı Çimentonun Nötron ve Gama Işınlarını Soğurma Kapasitesine Etkisi

Abstract

Son zamanlarda nükleer teknolojinin yaygınlaşmasıyla, radyasyonlardan korunmanın önemi de artmıştır. Bu amaçla; Balıkesir–Bigadiç bölgesinden elde edilen tinkal ve üleksit cevherlerinin belli oranlarının çimento ile karıştırılmasıyla elde edilen numuneler üzerinde gerçekleştirilen deneylerle, bu karışımların gama ve nötron soğurma kapasiteleri incelenmiştir. Araştırma kapsamında, farklı parametreler altında Gama ve Nötron Soğurma Deneyleri, Basınç Testleri, SEM ve XRD analizleri yapılmıştır. Oluşturulan numunelerin gama radyasyonu soğurma kapasiteleri deneysel olarak incelenmiş; 13,375 keV ile 385,851 keV enerji düzeylerinde yapılan ölçümler neticesinde, katkı maddelerinin özellikle düşük ve orta enerji aralıklarında radyasyon geçirgenliği üzerinde anlamlı etkiler yarattığı belirlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, katkı oranının artışıyla birlikte her iki mineral için de radyasyon soğurma katsayısını azaltma eğilimi gözlemlenmiş, bu durum özellikle yüksek enerjili gama ışınları karşısında daha belirgin hale gelmiştir. Veriler değerlendirildiğinde; bor minerallerinin nükleer güvenlik, radyasyon koruma ve yapı malzemeleri alanındaki potansiyeli olduğu, Türkiye'nin önemli bor rezervlerinden biri olan Bigadiç bölgesindeki yerli maden kaynaklarının katma değerli ürünlere dönüştürülmesine olanak tanıyarak ekonomik sürdürülebilirliği ve dışa bağımlılığı azaltma stratejilerine katkı sağlayabileceği kanısına varılmıştır. Ayrıca, doğal minerallerle geliştirilen radyasyon zayıflatıcı kompozitlerin, toksik atık üretimini minimizasyonu hedefleyen çevre dostu malzeme teknolojilerinin yaygınlaştırılmasına katkıda bulunabileceği de öngörülmüştür.In recent years, with the increased utilisation of nuclear technology, the significance of radiation protection has also been heightened. In order to achieve this objective, the gamma and neutron absorption capacities of the aforementioned mixtures were investigated through a series of experiments conducted on samples obtained by mixing specific ratios of tincal and ulexite ores, which were sourced from the Balıkesir-Bigadiç region, with cement. In the course of the research project, a series of experiments were conducted to ascertain the effects of different parameters on the subject. These experiments included Gamma and Neutron Absorption Experiments, as well as Pressure Tests, SEM and XRD analyses. The gamma radiation absorption capacities of the samples were examined through experimental means. Following the conduction of measurements at the energy levels of 13,375 keV and 385,851 keV, it was determined that the additives had a significant effect on radiation transmittance, particularly within the low and medium energy ranges. Upon analysis of the results, a general tendency to decrease in radiation absorption coefficient was observed for both minerals with an increase in doping ratio. This phenomenon became more pronounced, especially against high-energy gamma rays. Following a thorough evaluation of the available data, it was determined that boron minerals possess considerable potential in the domains of nuclear safety, radiation protection and construction materials. Furthermore, it was concluded that these minerals can contribute to the economic sustainability of the region and the reduction of foreign dependency by facilitating the transformation of domestic mineral resources in the Bigadiç region, a region which is home to significant boron reserves, into value-added products. Furthermore, it is hypothesised that radiation-attenuating composites developed with natural minerals can contribute to the dissemination of environmentally friendly material technologies, with the objective of minimising toxic waste production.