RADYASYON ÖLÇME SİSTEMLERİ

Transkript

1 RADYASYON ÖLÇME SİSTEMLERİ Ankara Üniversitesi Nükleer

2 RADYASYON DOZU 1. Activite: Verilen bir zaman içersindeki parçalanma sayısı A. Becquerel 1 parçalanma / saniye Radyoaktif Çekirdek Saniyede bir parçalanma B. Curie Saf Radyumun 1 gramının aktivitesi Radyoaktif Çekirdek Saniyede 3.7 x Parçalanma mci = 10-3 Ci Ci = 10-6 Ci

3 RADYASYON ÖLÇME SİSTEMLERİ Radyasyon, cihazın dedektör kısmında algılanır. Bu algılama elektrik akımı veya gerilim pulsu şeklindedir. Bu sinyaller sayaç kısmında işlenerek göstergeye ulaşır. Radyasyon ölçme sistemleri, dedektör yapısına göre; 1) Gaz dolu dedektör 2) Yarı iletken dedektör 3) Sintilasyon dedektör Bilimler Enstitüsü

4 1. GAZ DOLU DEDEKTÖRLER Gaz dolu dedektörler; a) İyon Odalı dedektörler b) Ortantılı sayaçlar c) Geiger-Mueller (G-M) dedektörler olmak üzere üç farklı yapıdadır.

5 Gazdolu dedektörlerin farklı çalışma bölgeleri

6 GM dedektör

7 Tarihte ilk iyon odası 1952 Prof. Dr. Niyazi MERİÇ

8 Cep Dozimetrisi

9 Radon gazı ölçmek için kullanılan ilk iyon odası (1943)

10 İlk üretilen orantılı sayaç

11 Günümüz İyon Odaları

12 YARI İLETKEN DEDEKTÖRLER a) Yüzey Engeli (Surface Barrier) Dedektörler, p(proton) gibi parçacıkları dedekte etmek için kullanılır. Şekil de görüldüğü gibi n-tipi Si kristalinin ön yüzeyine çok ince Au tabakası, arka yüzeyine de Al kaplanır. Bunlar dedektörün (-) ve (+) elektodları gibidir. Dedektöre gerilim uygulandığı zaman d kalınlığında elektron ve hollerden arındırılmış bölge elde edilir. Gelen parçacığın menzili d uzunluğundan küçük olmalıdrı ki parçacık tüm enerjisini bu bölgede bıraksın

13 b) Li (Lityum) Sürüklenmeli Dedektörler Bu dedektörler p-tipi Ge yada Si kristali üzerine 40 C o sıcaklıkta Li püskürtülür ve yüksek gerilim uygulanır. İyonize edilmiş Li atomları yavaş yavaş kristal içinde sürüklenir. Bu sürüklenme kristal içinde 8-10 mm kadar devam eder. Kristalde sürüklenme işlemi bittikten sonra kristal sıvı azot sıcaklığına (-196 C o ) düşürülür. Bunun nedeni oda sıcaklığında Li nun sürüklenmeye devam etmesidir.

14 Portatif Ge dedektör

15 SİNTİLASYON DEDEKTÖRLERİ Prof. Dr. Niyazi MERİÇ

16 Fotoçoğaltıcı Tüp δ dynoddan dynoddan çıkan elekron sayısı gelen elektron sayısı

17 TERMOLÜMİNESANS DOZİMETRE (TLD),x ýþýnlarý ÝLETKENLÝK BANDI ÝLETKENLÝK BANDI ÝLETKENLÝK BANDI YASAK ENERJÝBÖLGESÝ ELEKTRON TUZAKLARI HOL TUZAKLARI E TL FOTONU VALANS BAND VALANS BAND VALANS BAND ( a ) ( b ) ( c ) (a) Tek kristal yapıya sahip katının enerji band diyagramı. (b) Radyasyon ile uyarılan kristalde oluşan serbest elektronlar ve hollerin tuzaklanması. (c) Isıtma sonucu yeterli termal enerji alan tuzaklanmış elektronların daha düşük enerji urumlarına dönmeleri halinde ışık fotonu yayınlanması

18 TLD DOZİMETRİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ Fototüp DOZ x-ışınları ışık TLD ısı

19 1. pikin yarı ömrü on dakikadır. 2. pikin yarı ömrü on saat, 3. pikin yarı ömrü altı ay 4. pikin yarı ömrü yedi yıl 5. pikin yarı ömrü seksen yıldır IÞIK YAYINIMI ( TL ) Ankara 16Üniversitesi, Nükleer 24 ZAMAN ( sn )

20 TLD okuyucusunun zaman-sıcaklık değerlerine göre davranışı SICAKLIK ( 0 C ) C C C TAVLAMA SICAKLIÐI MAKSÝMUM SICAKLIK ISITMA HIZI (10 0 C/sn) ORTAM SICAKLIÐI ÖN TAVLAMA OKUMA TAVLAMA SOÐUMA 12 sn 30 sn 3600 sn 1200 sn ZAMAN

21 TLD fosforlarının kalibrasyonu 1) 2) x-ışınları Kaynağı 3) x-ışınları Kaynağı R R D H = X (Rad) TLD = A (nc) R Y (nc) D (Rad) x-ışınları Kaynağı 4) 5) A (nc) D H (Rad) TLD = Y (nc) D D ( Rad)* Y ( nc) H ( Rad) A(nc)

22 Tarihteki ilk Film Dozimetrisi. 2. Dünya savaşı sırasında Chicago Metalurji Laboratuvarında kullanılmak üzere Ernest Wollan Tarafından geliştirildi.

23 İLK Radyasyon uyarı İşaretleri

24 Günümüz Radyasyon Uyarı İşaretleri

25 Patterson Fluoroscope (ca. 1920s)