RADYASYON RADYASYON FİZİĞİ VE ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ Doç. Dr. Bahar DİRİCAN
A= p+n ; kütle numarası Z= p ; atom numarası Atomun çapı: 10-10 m Çekirdeğin çapı : 10-14m
RADYASYON Elektromanyetik dalga ( X-ışınları , -ışınları ) Parçacık (Elektron, proton, nötron, beta parçacığı, parçacığı...)
Elektromanyetik dalga
Elektromanyetik dalga E=h E:Elektromanyetik dalganın enerjisi h: Planck sabiti : Elektromanyetik dalganın frekansı = c.T : Elektromanyetik dalganın dalgaboyu T : Elektromanyetik dalganın periyodu T= 1/
X-ışınları
X-ışınları Sürekli spektrum( Bremsstrahlung) x-ışınları Karekteristik x-ışınları
Radyoaktivite Bazı atomların çekirdeklerinin kararsız yapıları nedeniyle kendiliklerinden bozunarak bazı ışınlar yayması özelliğine radyoaktiflik , bu olaya da radyoaktivite denir. Belirli bir elementin birçok kararlı (stabil) ve kararsız (stabil olmayan) izotopları (radyoizotop) bulunabilir.
Doğal radyoaktivite Atom numarası 82’den büyük olan atomların çoğu doğada radyoaktif durumda bulunurlar.
Yapay radyoaktivite Radyoaktiflik özelliği bulunmayan elementler elektromanyetik alan içerisinde hızlandırıcılarla gerekli hız düzeyine eriştirilen partiküller tarafından bombardıman edilerek radyoaktif hale getirilebilirler. Bu işlem nükleer reaktörlerde hedef çekirdeği nötron bombardımanına maruz bırakmak suretiyle de yapılabilmektedir.
Radyoaktif Bozunma
Radyoaktif Bozunma
N=N0 e-t T1/2= 0.693/ =Bozunma sabiti
Radyoaktivite birimleri 1 Curie = 1Ci =3,7x1010 bozunma/s 1 Bequerel = 1 Bq = 1 bozunma/s
Soğurulma Fotoelektrik olay Compton olayı Çift oluşumu
Fotoelektrik olay
Compton
E=mc2 (Einstein’ın kütle-enerji eşitliği) E: Enerji m: Parçacığın kütlesi c: Elektromanyetik dalgaların yayılma hızı ( 3x108 m/s )
Çift oluşum
Soğurulma
Soğurulma
Soğurulma I= I0 e-x
Birimler 1 Röntgen= 2,58x 10-4 Coulomb/kg 1 Gray= 1 Joule/kg 1 Rad= 1 cGy= 100 erg/gr RBE= D250 kV/ DX 1 Rem= RBE X cGy 1 Sievert= 100 Rem
Radyasyon Dozları Radyasyon Doz Limitleri Flight from Los Angeles to London 5 mrem Annual public dose limit 100 mrem Annual natural background 300 mrem Fetal dose limit 500 mrem Barium enema 870 mrem Annual radiation worker dose limit 5,000 mrem Heart catheterization 45,000 mrem Life saving actions guidance (NCRP-116) 50,000 mrem Mild acute radiation syndrome 200,000 mrem LD50/60 for humans (bone marrow dose) 350,000 mrem Radiation therapy (localized & fractionated) 6,000,000 mrem
Pu-239, U-235, U-233 gibi ağır atomların çekirdekleri nötronların bombardımanı altında parçalanırlar.
Füzyon Hafif çekirdeklerin birleşmesi esnasında da enerji meydana gelir. Böyle bir Füzyon reaksiyonunun başlayabilmesi için birkaç milyon ºC sıcaklığa ihtiyaç vardır.
Nükleer Patlama Yüksek radyoaktivite tesirli bombanın havada patlaması sırasında ateş küresinin çapı 5 km’ ye yaklaşır. Fisyon artıkları patlama kuvvetleri ve sıcaklık etkisi ile çok ufak parçalara ayrılır. Uçucu olan gaz kısmı gaz haline geçer. Bunlar stratosfer tabakalarına (18-45 km) kadar yükselir, orada yıllarca kalır ve zamanla yeryüzüne çökerler (Global Serpinti).
Nükleer Patlama Patlama nedeniyle yeryüzünde çapı 1,5-2 km kadar olan kraterler oluşur. Bu olayda 10-100 milyon ton yeryüzü maddesi buharlaşarak ateş küresinin içine katılır. Ateş küresi hızla yükselir ve yükseldikçe soğur. Yükselirken birçok toz toprak gibi maddeyi yukarıya sürükler, birkaç dakika içinde troposfer (0-18 km) tabakalarına ulaşır. Troposferin soğuk tabakalarında yukarı çıkma hareketi frenlenir ve atom bulutu yanlara doğru genişler.
Nükleer Patlama Çapı 160 km’ ye kadar ulaşabilen mantar tepesi meydana gelir. Mantar sapı orta kısımdan yükselmeye devam ederek 10 dakika içerisinde 25-27 km’ ye ulaşır ve stratosfer tabakalarına girer. Stratosfer içinde atom bulutunun erişebileceği yükseklik 32 km’ dir. Buraya fisyon artıkları bol miktarda ulaşır, bu tozlar radyoaktif serpintiler şeklinde zamanla yeryüzüne dönerler.
Nükleer Patlama
Nükleer Patlamanın etkileri Patlama ile meydana gelen hava hareketi binaları yıkar. Oluşan ateş küresi yangınlar çıkarır. Fisyon esnasında ortaya çıkan ışınları ve nötronlar canlılara zarar verir.
Radyasyon Giriciliği
Radyasyon Ölçüm Yöntemleri İyonizasyon: İyon odaları + elektrometre Orantılı sayaçlar Geiger- Müller dedektörleri Sintilasyon dedektörleri
İyon odaları + elektrometre
Orantılı sayaçlar
Geiger- Müller dedektörleri
Termolüminesans Olayı
Termolüminesans Dozimetre
Işıma Eğrisi
Film Dozimetresi
Film Dozimetresi Radyasyon film üzerinde bulunan gümüş bromür moleküllerindeki bağları gevşetir. Böyle bir film bazı kimyasal maddelerle karşılaştığında gümüş ve brom birbirinden kolayca ayrılır. Film üzerinde radyasyon dozu ile orantılı bir kararma meydana gelir.
Teşekkür ederim