Ders kitabı: Modern Nuclear Chemistry, Loveland, Morrıssey, Seaborg, Wiley, 2006

Ebat: px
Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "Ders kitabı: Modern Nuclear Chemistry, Loveland, Morrıssey, Seaborg, Wiley, 2006"

Transkript

1 Nükleer Fizik II Bölüm 13. Radyasyon Dedektörleri Prof.Dr. Ahmet BOZKURT Harran Üni., Fen-Edebiyat Fak., Fizik Böl., Şanlıurfa Web: Ders kitabı: Modern Nuclear Chemistry, Loveland, Morrıssey, Seaborg, Wiley, 2006 Kaynak kitap: Nükleer Fizik I&II, Kenneth S. Krane, Palme Yayıncılık, Giriş Nükleer süreçlerin önemli bir özelliği, açığa çıkan enerjinin genellikle atomik elektronların bağlanma enerjilerinden daha büyük olmasıdır. Yayımlanan her parçacık atomları iyonlaştırmaya yetecek enerjidedir. Nükleer radyasyon iyonize radyasyon olduğundan, iyonlaşmanın dedekte edilmesi nükleer süreçler hakkında bilgi edinmemizi sağlar. Madde ile elektromanyetik yolla etkileşen radyasyon (e-, iyonlar ve fotonlar gibi), atomları doğrudan iyonlaştırabilir ya da uyarabilir. Bu sebeple bu radyasyon türleri kolayca dedekte edilir. Nötronlar ise sadece çekirdek ile nükleer kuvvet yoluyla etkileştiğinden, dolaylı biçimde ya da ikincil iyonlaşmalar yoluyla dedekte edilirler. Nükleer süreçlerde açığa çıkan enerji atomik bağlanma enerjilerinden birkaç mertebe daha büyüktür, ancak radyasyon madde ile etkileştiğinde yaratılabilecek iyin çifti sayısı makroskopik ölçekte oldukça küçüktür. Örneğin tipik elektron bağlanma enerjisi 10 ev kadardır. 1 MeV lik bir nükleer bozunumda açığa çıkan enerjinin tamamı elektron/iyon çifti yaratmaya harcansa bile, toplam ~10 5 iyon çifti yaratılabilir. Bu da ~ 10-5 C kadarlık bir yüke karşılık gelir. Fizik Böl. 1

2 Ancak bunlar iyimser rakamlardır; normalde bir gazın etkin iyonizasyon enerjisi 35 ev/iyon çifti civarındadır; çünkü enerjinin tamamının iyon çiftleri yaratmaya harcanma ihtimali çok zayıftır. Radyasyonu ölçmek için yaratılan birincil iyonizasyonlar korunmalıdır ve elektronegatif atomların rekombinasyonu engellenmelidir. Bu yüzden metaller iyi radyasyon dedektörleri değildirler. Ayrıca yaratılan iyonlar hareketli olmalıdırlar ki toplanabilsinler. Bu yüzden çoğu yalıtkan radyasyon dedektörü olarak kullanılamaz. Küçük elektrik sinyallerinin gözlenebilmesi için yükseltilmesi (amplifikasyon) gerekir. Bu yüzden elektronik cihazlar radyasyon algılanmasında önemlidir. Radyasyon dedektörleri bir çok açıdan farklılıklar göstermelerine rağmen, kullanılacak bir dedektörün şu kriterleri sağlaması beklenir. Hassasiyet: Bir dedektörün her parçacığa karşı hassas olması beklenemez. Örneğin katı sintilasyon dedektörleri normalde nükleer bozunumlarda yayımlanan alfa parçacıklarının dedeksiyonunda kullanılmaz; çünkü dedektör kabına giremezler. Enerji çözünürlüğü: Dedektör gelen parçacığın enerjisini ölçüp ölçmeyeceği ve ölçecekse ne kadar hassas ölçeceği ile ilgilidir. Örneğin enerjileri 1.10 ve 1.15 MeV olan iki gama ışını dedektöre çarptığında, dedektör bunları ayırtedebilmelidir. Zaman çözünürlüğü: Dedektörün ne kadar büyük sayım hızlarını ölçeceği ile ilgidir. Bir parçacığın dedektöre geliş zamanının ne kadar hassas ve doğru ölçüleceğini belirler. Verim: Dedektörün üzerine çarpan 100 gamadan kaçının dedekte edilebileceği ile ilgilidir. Tüm radyasyonlar iyonlaşmaya veya uyarılmaya yolaçtıklarından, farklı dedeksiyon yöntemleri birincil radyasyonun madde ile etkileşmesinin sonuçlarını nasıl toplayıp amplifiye ettiklerine göre ele alınırlar. Farklı radyasyon algılama yöntemleri şunlardır: Bir gaz ya da katı içerisinde ürettilen iyonlaşmanın biriktirilmesi; Bir katı ya da sıvı parıldayıcı malzeme içerisinde ikincil elektron uyarılmalarının algılanması; Duyarlı emülsiyonlarda tetiklenen belli belli kimyasal değişimlerin algılanması. Gaz iyonlaşması Bazı dedektörler, radyasyonun gazlarda yaratacağı iyonlaştırıcı etkiden faydalanır. Üretilen iyon çiftleri ayrıca toplanabilir. Gaz dolu bir iyon odasında iki elektrot arasına bir potansiyel fark uygulandığında, pozitif yüklü moleküller katoda doğru, negati yüklü iyonlar (elektronlar) ise hızla anoda doğru yol alır ve böylece ölçülebilir bir puls (vuru ya da darbe) oluşur. Bu pulslar bağlı cihazlar ile sinyale ya da akıma dönüştürülür. Fizik Böl. 2

3 Katıda İyonlaşma Bir yarı-iletken radyasyon dedektöründe, gelen radyasyon dedektör malzemesi (silisyum ya da germanyum gibi yarı-iletkenden yapılmış) ile etkileşir ve elektron-deşik çiftleri oluşur. Yüklü elektrotlar bu elektrondeşik çiftlerini toplar (elektronlar pozitif elektrotta, deşikler ise negatif elektrotta) ve böylece bir elektrik pulsu oluşur. Bu vurular gelen parçacıkların birim zamandaki sayısı, varış zamanı, enerjisi ve türü ile ilgili bilgi taşır. Düşük iyonizasyon potansiyellerinden ve küçük ebatlarından dolayı,yarı-iletken dedektörlerin enerji çözünürlüğü çok iyidir. Katı Sintilatörler İyonize radyasyonun enerjisinin bir kısmı bir katı kristaldeki floresans yapabilen moleküllere aktarılabilir. Soğurulan enerji malzemedeki yörünge elektronlarının uyarılmasına yolaçar. Uyarılmış düzeyin bozunması esnasında görünür ya da yakın kızılötesi elektromanyetik ışıma şeklinde enerji açığa çıkar. Bu parıldamalara sintilasyon adı verilir. Bazı şartlar altında bu zayıf parıldamaların görsel olarak gözlenmesi mümkündür, ancak çoğunlukla pratik bir yöntem değildir. Bunun yerine katı sintilasyon malzemeye yakın yerleştirilen bir fotoçoğaltıcı tüp vasıtasıyla fotonlar foto-elektrona dönüştürülür. Bu fotoelektronlar bir dizi elektrottan geçirildiğinde çok sayıda ikincil elektron oluştururlar ve amplifikasyon sonucunda ölçülebilir bir akım meydana gelir. Böylece orijinal uyarılma enerjisi ölçülebilir bir pulsa dönüşmüş olur. Sıvı Sintilatörler Bu dedeksiyon mekanizması, prensip olarak katı sintilasyon yöntemine benzer. Ancak burada radyoaktif nümune ve parıldayıcı malzeme bir çözelti halindedir. Nükleer radyasyonun enerjisi önce çözücünün moleküllerini uyarır. Uyarılma enerjisi bir ara aşamadan sonra foton olarak açığa çıkar. Bu fotonlar da foto-çoğaltıcı düzeneklerle algılanır. Nükleer Emülsiyonlar Kimyasal bir süreçtir. Bir nümuneden çıkan iyonize radyasyon fotografik bir emülsiyondaki gümüş halid parçacıkları ile etkileşerek kimyasal bir reaksiyon meydana getirir. Filmin banyo edilmesi ile görüntü üretilir ve böylece nümuneden çıkan radyasyonun yarı-nicel bir tahmini yapılabilir. Fizik Böl. 3

4 13.2 İyonizasyon Tabanlı Dedektörler Nükleer parçacıkların ürettiği birincil iyonizasyonu amplifiye edip (yükseltip) toplamak için bir çok dedektör geliştirilmiştir. Prensip olarak, bu iyonizasyonun dikkatli ölçümü parçacık ve enerjisi hakkında bir çokbilgi sağlar. Bu yüzden en iyi çözünürlüklü cihazlar, iyonizasyon temeline dayanırlar. Temel prensip: Gelen radyasyon dedektörün aktif hacmi içerisinde iyon çiftleri oluşturur. Aktif hacme uygulanan bir elektrik alan ile yük çiftleri birbirinden ayrılır ve iyonlar elektrotlara doğru süpürülür. İyonizasyon temelli dedektörlerde aktif ortam olarak genellikle gaz malzeme tercih edilir. Çok az cihaz sıvı kullanılır, çünkü birincil iyonizasyonu korumak için çok saf malzemeler gereklidir. Gaz dolu dedektörlerin yapılması ve kullanılması kolaydır. Ancak durdurucu malzeme olan gazın yoğunluğu düşüktür ve etkin iyonizasyon potansiyeli büyüktür (~20 ev civarı). Yarı-iletkenler gazlara kıyasla 1000 kat daha yoğundurlar ve daha düşük iyonizasyon potansiyeline sahiptirler (~2 ev). Ancak büyük hacimlerde uygun saf yarı-iletken malzeme üretmek pahalıdır. Sıvıların da yoğunlukları büyüktür; başarılı cihazlar sadece nadir gazlar, sıvı argon ve xenon le yapılmıştır. Safsızlık düzeyi bu cihazları kısıtlamıştır. Gaz İyonizasyon Dedektörleri Enerjik ve yüklü bir parçacık bir gaz ortamdan geçtiğinde, taşıdığı elektrostatik alan yolu boyunca yakınındaki elektronları atomlardan koparır. Her bir durumda negatif yüklü kopan elektron ile daha ağır ve pozitif yüklü olan atomun kalan kısmı bir iyon çifti oluşturur. Bir gazda bir iyon çifti oluşturabilmek için gerekli minimum enerjiye (ev cinsinden) iyonizasyon potansiyeli adı verilir. Her gazın iyonizasyon potansiyeli farklıdır ve yüklü parçacığın türüne ve enerjisine bağlıdır. Daha anlamlı bir değer, iyon çiftini üretirken parçacık tarafından kaybedilen ortalama enerjidir; parçacığın türünden ve enerjisinden nerdeyse bağımsızdır (35 ev civarı). Enerji kayıp hızı, yüklü parçacığın türüne ve enerjisine bağlı olacaktır. Alfa parçacıkları, gaz ortam içinde yoğun iyonizasyon yaratırken (katedilen cm başına iyon çifti), beta parçacıkları iyon çifti/cm yaratır. Fotonlar için bu rakam 1-10 iyon çifti/cm kadardır. Fizik Böl. 4

5 İyon Odaları Puls tipi iyon odacıklarında, elektrotlardan biri güç kaynağının negatif kısmına bağlıdır (katot), diğer uç ise anot olarak görev yapar. 3.5 MeV enerjili bir alfa parçacığı, gaz ortama girdiğinde, kısa yolu boyunca yoğun iyonlaşma meydana gelir. Havada bir iyon çifti oluşturmak için ortalama 35 ev harcanacağından, 3.5 MeV enerjili alfa parçacığı enerjisinin tamamını tüketene kadar 10 5 civarında iyon çifti yaratacaktır. Odacığın kutuplarındaki potansiyel farktan dolayı, yaratılan iyonlar hızlıca uygun elektrotlara yönelirler. Hafif elektronların hızlıca anoda gitmesiyle orada yük birikimi oluşur. Pozitif iyonlar ise 1000 kat daha yavaş hareket ettiklerinden etkileri ihmal edilebilir. Odacığın hacmine ve kullanılan potansiyel farka bağlı olarak, elektron yükünün toplanması için gereken zaman μs kadardır. Elektronlar yüzünden birikecek yükün büyüklüğü hesaplanabilir e * 1.6*10-19 C/e = 1.6*10-14 C Toplanan yük dış devreden bir puls olarak akar. 20 pf lık bir kapasitör kullanılırsa, pulsun genliği V=Q/C bağıntısından V hesaplanır (Q, elektrik yükü (Coulomb); C, kapasitans (farad)). Bu kadar küçük pulsları ölçmek çok zordur ve sinyali doğru ölçebilmek için düşük gürültülü hassas elektronik modüllere gereksinim vardır. Bu tür iyon odacıklarında birincil iyonizasyon için amplifikasyon gerekmez. Şimdiye kadar ihmal edilebilir dediğimiz ppozitif iyonların toplanması pratikte sorunludur. Katoda doğru çok yavaş hareket etmelerine rağmen, hareket ettikçe negatif elektrotda bir yük indüklerler. Bu indüklenmiş yük için bir düzeltme yapılmazsa, çıkış pulsunun büyüklüğü parçacık izinin odacık hacmindeki yerine bağlı olacaktır. Pozitif iyon indükleme, iyon odasına bir grid/ızgara eklenerek elimine edilebilir. Grid, katoda göre pozitif yüklüdür, fakat anotdan/toplama elektrodundan daha az pozitiftir. Grid, toplama elektrodunu pozitif iyonların etkilerinden korur ve elektronları anoda doğru ivmelendirir. Fizik Böl. 5

6 Bir çok uygulamada, iyon odacığına çarpan her bir parçacıktan gelen pulsların kaydedilmesi yerine, birkaç olayın yükü birden toplanır. Odacıktaki toplam akım, zamanın bir fonksiyonu olarak ölçülür. Bu tür cihazlar genellikle yüksek radyasyon alanı ölçümlerinde faydalıdır. Örneğin 3.5 MeV enerjili bir alfa parçacığı 10 5 iyon çifti üretiyorsa, odacığa 10 7 parçacık/s girdiğinde iyon çifti/s üretilmiş olur ve bu da 10-7 A değerinde kolaylıkla ölçülebilcek bir akımdır. Bir iyon odasından geçen parçacıkların elektronik sinyalleri, hacmin içindeki konumun fonksiyonu olarak gaz içinde biriken enerji ile birlikte doğru şekilde ölçülebilir. İyonlaşma hızı radyasyon özelliklerine bağlıdır. Örneğin çoklu ya da bölmeli anoda sahip cihazlar iyonizasyon hızını örneklemek için imal edilmişlerdir. Anoda varan iyonların zamansal dağılımları ölçüldüğünde, Brag eğrisinin konturları parçacığın takip ettiği yol boyunca bağıl iyonizasyonu belirler. Bu dedektörler, zamanın fonksiyonu olarak iyonizasyonu ölçmek için modern elektronik okuma gerektirirler ve bir parçacığın gaz hacminden geçtiği konum kodlanmış olur. Bu sebeple, Bragg eğrisi dedektörleri ve kısımlı anot iyon odacıkları genellikle sadece nükleer reaksiyonlarda yayımlanan parçacıkları algılamada kullanılırlar. En modern gaz iyonizasyon dedektörü zaman izdüşümü odacığıdır (TPC). Büyük, içi gaz dolu bir silindirin merkezinde bir negatif yüksek voltaj elektrodu yer alır ve bir dış manyetik alan kullanır. İyonize radyasyon odacıktan geçerken üretilen elektronlar, eksenel manyetik ve elektrik alanların etkisi altında silindirin ucuna doğru sürüklenirler. Silindirin elektronların odacığa çarptığı ucun konumu anot telleri ile ölçülür. Bu bilgi ile parçacığın ettiği orijinal yolu yeniden oluşturulabilir. Primer elektronları bir plaka yerine bir tel üzerinde toplayan gaz dolu iyon odacıkları, ilk iyonizasyonu içten yükseltebilirler. İnce tel anotların (50 μm) yakınındaki silindirik elektrik alan çok büyük olabileceğinden, birincil elektronlar ikincil iyonizasyon serisi yaratacakları noktaya doğru ivmelenirler. Gelen radyasyon Anot Katot Townsend çığı Üretilen ikincil iyonlar mevcut potansiyel farktan dolayı ivmelenirler ve daha fazla iyonizasyon üretirler. Böylece birkaç birincil iyon çiftinden, geometrik olarak artan ve anoda ilerleyen bir negatif iyon çığı oluşur. Bu sürece gaz amplifikasyonu adı verilir ve üretilen iyon seline de Townsend çığı denir. Fizik Böl. 6

7 Gaz ortamda iyon çoğalmasından dolayı, iyon odacığına tek bir parçacık girmesiyle mikrosaniyeden daha kısa bir sürede elektronların çoğu anotta toplanır. Güçlü bir puls oluşur, dış devreye aktarılır ve az bir yükseltme ile puls doğrudan ölçülür. İyon odacığının elektrotları arasındaki potansiyel gradyanı arttırıldıkça, anoda ulaşan ikincil elektronların sayısı önce keskin biçimde artar. Sonuçta odacıkta sürekli yük boşalmasının gerçekleşeceği bir potansiyele ulaşılır ve dedektör artık kullanılamaz. Gaz iyonizasyon cihazlarının faydalı olabildiği iki farklı potansiyel bölgesi sözkonusudur: Orantılı bölge ve Geiger-Müller bölgesi Orantılı Sayaçlar Orantılı bölgede çalışan dedektörlerde çıkış pulsu oluşturan iyonların sayısı ilk iyonlaşmada üretilen ikincil iyonlarınkinden oldukça fazladır. Ama ilk iyonizasyonun oluşturduğu sayı ile orantılıdır. Genellikle kadar gaz çoğaltma faktörü elde edilir ve temelde odacığı dolduran gazın bileşimine ve potansiyel gradyanına bağlıdır. Belli bir potansiyelde, çoğ. faktörü tüm iyonizan olaylar için aynıdır. Sonuçta iyon odacığını geçen bir alfa, 10 3 çoğ. fak. ile 10 5 birincil iyon çifti oluşturuyorsa, anotta 10 8 elektrona denk bir yük toplanır. Gelen bir beta parçacığı ise, sadece 10 3 iyon çifti üretir ve 10 3 çoğ. fak. sonrasında sadece 10 6 elektrona denk yük toplanır. Öyleyse, orantılı bölgede alfa ve beta parçacıklarını puls büyüklüğüne bakılarak ayırt etmek mümkündür. Bu durum dedektörü bu bölgede çalıştırmak için bir avantajdır. Orantılı bölgedeki çoğaltma faktörü uygulanan potansiyele şiddetle bağlı olduğu için, çok kararlı yüksek voltaj kaynakları gerekir. Orantılı sayaçlarda elektron çığı, sadece anot telin bir kısmında toplandığından ve odacıktaki gaz hacminin sadece küçük bir kısmı iyon oluşumu ile ilgili olduğundan, ölü zaman aralığı kısadır. Odacığın bir önceki iyonizasyon olayında üretilen iyon çiftlerinin toplandığı ve yeni bir iyonlaştırıcı radyasyon parçacığına karşı odacığın tepkisiz kaldığı zaman aralığıdır. Orantılı bölgede çalışan iyon odacıkları her iyonizasyon olayını takiben 1-2 μs civarında bir süre inaktif duruma düşer μs kadar kısa ölü zaman aralıkları elde edilebilir. Ancak bir orantılı sayaç spektroskopik amaçlar için kullanılacaksa, dış yükselticiler ve diğer elektronik devrelerin yavaş çalışmasından dolayı, pulslar arası ortalama sürenin ~100 μs civarı olması istenir. Fizik Böl. 7

8 Orantılı sayaçlar için bazı pratik tasarımlar şekilde verilmiştir. Silindirik dedektörde, çok ince (150 μg/cm3) bir mika plastik tübün bir ucunu kaplar. Böylece alfa parçacıkları pencere tarafından fazla soğurulmazlar. Yarı-küresel dedektörde, daha verimli bir düzenleme elde edilir. Radyoaktif örnek doğrudan dedektör odacığına konur. Kaynağın yaydığı parçacıkların ~%50 si algılanabilir. Penceresiz dedektörler alfa ve beta parçacıklarının sayımında yaygın kullanılır. Penceresiz ya da ultra-ince pencereli dedektörler ile sayım odacığına bellli miktar hava sızar. Havanın hem oksijeni hem de su buharı dedektör verimini düşürür çünkü elektronları yakalarlar ve yavaş hareket eden negatif iyonlar oluştururlar. Bu tür dedektörler bu sebeple sayım başlamadan önce uygun bir gaz ile doldurulurlar ve sayım işlemi sırasında süre sürekli düşük bir akış hızında havayı boşaltılır. Bu çeşit odalara gaz akış dedektörleri adı verilir. Odacığın çalışma voltajını bu amaçla kullanılan gazın özellikleri belirler. Argon, metan, %90 argon- %10 metan karışımı (P-10 gazı olarak bilinir), veya %4 izobütan-%96 helyum karışımı (Q-10 gazı) yaygın kullanılan sayım gazlarıdır. Yüksek saflıkta veya gaz karışımları da dedektörü doldurmada kullanılır. Çoğunlukla görece yüksek yoğunluğundan dolayı argon kullanılır. Fakat CF4 ve C2F6 gibi florokarbonlar ve izooktan ve izobütan gibi hidrokarbonlar da yüklü parçacıkları algılayan cihazlarda kullanılır. Orantılı sayacın çalışması için gerekli elektronik cihazlar Dedektörden gelen pulslar önyükseltici ve yükselticiden geçer ve şekillendirilerek güçlendirilir. Sonra sinyal ayrıştırıcıya geçer. Bu birim gürültüye duyarsız, radyasyon pulslarına ise duyarlıdır. Üretilen ayrıştırıcı pulslarının sayısı ölçeklendirici tarafından kaydedilir. Fizik Böl. 8

9 Hem alfa hem de beta parçacıkları yayan bir örneğin sayım hızı orantılı bir dedektörün voltaj aralığında belirlenip veriler çizildiğinde, sonuç: Orantılı bir dedektör için karakteristik eğrinin iki platosu vardır. Düşük voltaj kısmındaki plato sadece alfa radyasyonunu temsil eder çünkü bu voltaj aralığında sadece alfa parçacıkları yüksek iyonizasyonlarından dolayı ayrıştırıcıyı uyarmaya yetecek büyüklükte pulslar üretir. Böylece bu potansiyelde sadece alfa parçacıkları eşlik eden beta parçacıklarından ayrı olarak sayılmaz; zemin radyasyonu (kozmik ve gama ışınlarından oluşan) sayım hızı da oldukça düşüktür. Odacıktaki potansiyel gradyanı arttığında, çoğaltma faktörü de büyür. Sonuçta en enerjik beta parçacıkları tarafından üretilen birincil iyonlar bile kayıt edilebilecek büyüklükte pulslar üretmeye yetecek kadar güçlendirilirler. Bu nokta beta eşiğini temsil eder. Potansiyelin daha da arttırılması en zayıf beta parçacıklarının pulslarının bile kayıt edilmesini sağlar. Artık çalışma voltajındaki beta platosuna ulaşılır. Bu durumda sayım hızı aslında alfa+beta radyasyonunu temsil eder. İyi bir orantılı sayacın beta platosu eğimi her 100 V başına %0.2 kadardır. Orantılı dedektörlerin gama radyasyonu için verimi o kadar yavaştır ki bu dedektörler gama sayımında nadiren kullanılır. Düşük enerjili x-ışınları için çok iyi bir enerji ölçüm cihazıdır (spektrometre). Daha yüksek potansiyellerde gaz çoğaltma faktörü 10 8 e çıkabilir. Bu durumda çok zayıf bir beta parçacığı ya da gama ışını bile odacıktaki iyon uzayını tamamen doyurmaya yetecek sayıda iyon çifti oluşturabilir. Sonuçta anotda toplanan yükün büyüklüğü artık üretilen birincil iyonların sayısına bağlı olmaz ve böylece artık farklı radyasyon türleri arasında ayrım yapmak mümkün olmaz. Bu potansiyel düzeyine Geiger-Müller sayacı adı verilir ve bu aralıkta çalışan iyon odacıkları Geiger-Müller dedektörleri olarak bilinir. Bu bölgede maksimum gaz çoğaltması elde edildiğinden dedektörden çıkış pulsunun büyüklüğü sürekli deşarj oluşana kadar önemli bir voltaj aralığında aynı kalır. Bu özelliği ile orantılı sayaçlardan daha ucuz yüksek voltaj kaynağı kullanılır. Geiger-Müller bölgesinde daha yüksek bir çoğaltma faktörü kullanılması sorunsuz değildir. Sorunlardan biri odacığın daha uzun ölü zaman aralığıdır.bir dedektörden iyonizan bir radyasyon geçişini müteakiben, anot telin tamamı boyunca bir elektron çığı oluşur ve anot etrafında Fizik Böl. 9

10 pozitif iyonların silindirik bir kılıfının oluşmasına yolaçar. Bir puls başına bu tür pozitif iyonların sayısı, orantılı sayaç bölgesinde çalışan odacıklarınkinden birkaç mertebe daha fazladır. Nötralize olmak için, pozitif iyonlar katot duvarına göç etmelidir. Elektronlardan daha ağır olan bu iyonlar elektrik alanda daha yavaş hareket ettiklerinden, bu göç sırasında odacık içinden geçen başka yeni iyonizan parçacıklara karşı tepkisizdir. GM bölgesindeki dedektörün ölü zamanı μs dir. Ölü zaman kaybı için bir düzeltme yapılabilir. Gerçek sayım hızı n (τ=0) ve ölçülen sayım hızı m ise, Örneğin 250 μs ölü zaman ile 1000 sayım/s sayım hızı ölçersek, : %33 daha düşük ölçülen sayım hızı Bir diğer öenmli sorun, bir dedktörün katot duvarındaki pozitif iyonlar deşarjı ile ilişkilikomplikasyonlardan kaynaklanan sürekli odacık iyonizasyonudur. Sonuçta, dedektördeki sürekli/aralıksız iyonizasyonu bastıracak ya da durduracak bir yola ihtiyaç vardır. Sayaç gazına halojen gazlar ya da çok atomlu organik bileşikler katmak işe yarar. Bu moleküller çarpışma enerjilerini soğururlar ve nötral cinslere ayrışırlar ve bu da deşarjı durdurur. Bastırma sırasında yokedildikleri için bir GM tübünün ömrü tipik olarak puls ile sınırlıdır. Yarı-iletken Dedektörler Nükleer radyasyonun enerjisini doğrudan ölçebilmek için birincil iyonlaşmanın toplanması gerekir. Maddenin yoğun fazlarının yoğunluğu gazlarınkinden daha fazla olduğundan, katılar radyasyonun durdurulmasında birim mesafe başına daha etkindir. Ancak metallerde, oluşan elektron/pozitif iyon çiftleri hızla birleşebilir ve yalıtkanlarda ise yük toplanması zordur. Bu yüzden radyasyon dedektörleri olarak yaygın şekilde yarı-iletken malzemeler kullanılır. Metaller ve yalıtkanlar ise genellikle radyasyonu zırhlamada tercih edilir. Ayrıca bazı geçirgen inorganik kristallerin radyasyona özel hassasiyetleri vardır. Katı-hal iyon odası yapmak için en sık kullanılan yarı-iletken malzemeler silikon ve germanyum dur. Birincil iyonizasyonların (~10 5 elektron) gözlenebilmesi için bu malzemelerin çok saf olması gerekir. Termal gürültüyü azaltmak ve böylece sinyalleri doğru şekilde elde edebilmek için, germanyumlu cihazların soğutulması gerekir. İlk katı-hal cihazlar yarı-iletkenlerde iyonizasyonun gözlenmesi temeline dayanmaktaydı. Modern yarı-iletken dedektörler ise, akımı sadece bir yönde geçiren eklem diyotlar biçimindedir. Gelen radyasyon, diyodun Fizik Böl. 10

11 Enerji hacmi içinde iyonizasyona yolaçar ve normal akıma ters yönde ölçülebilen bir akım pulsu oluşturur. Si kristalindeki her atom, komşu diğer elektronlara dört elektron çifti ile bağlıdır. Elektronlar kristal içinde serbest hareket edemediklerinden, saf silikon kötü bir elektrik iletkenidir. Si kristali İletkenlik bandı Yasak bölge Valans bandı Silikon örgüde valans elektronların enerji seviyeleri birbirine o kadar yakındır ki, nerdeyse sürekli bir enerji bandı oluştururlar ve buna valans bandı denir. Saf silikonda, valans bandın üzerinde izin verilen enerji düzeylerinin olmadığı bir yasak aralık vardır. Bu düzeye yasak boşluk adı verilir ve silikon için ~1.08 ev kadardır. Yasak aralığın hemen üzerinde ise iletkenlik bandı bulunur ve bu enerjideki elektronlar kristalde serbestçe dolaşabilirler ve örgü içinde elektrik iletimini mümkün hale getirirler. Si örgüdeki Si atomlarından birini (Grup 4), bir P atomu (Grup 5) ile değiştirirsek, beş tane valans elektronu olan bu safsızlık atomu komşu Si atomlarıyla dört elektron çifti oluşturur ve bir elektron açıkta kalır. Açıkta kalan bu elektron, P atomuna gevşek şekilde bağlanacak ve kolayca koparılarak kristalde elektrik iletimine katkıda bulunabilecektir. Böylece N-tipi kristal oluşur. N-tipi Si kristali İletkenlik bandı Enerji Donor düzeyi Valans bandı Fosforun ekstra elektronu iletkenlik bandına çok yakın bir donor düzeyini işgal eder ve kolaylıkla iletkenlik bandına çıkabilir. Grup 5 safsızlığı içeren silikona n-tipi silikon adı verilir; çünkü kristal içinde yükü taşıyan tür negatiftir. Si örgüdeki Si atomlarından birini (Grup 4), B atomu ile (Grup 3) değiştirirsek, üç tane valans elektronu olan bu safsızlık atomu üç komşu Si atomuyla elektron çiftleri oluşturur. Si atomunun bir elektronu çift Fizik Böl. 11

12 oluşturamayacağından silikon örgüde bir deşik yaratılmış olur. P-tipi Si kristali İletkenlik bandı Enerji Akseptör düzeyi Valans bandı Deşik, valans bandına çok yakın bir akseptör düzeyini işgal eder ve kolaylıkla valans bandına çıkabilir. Grup 3 safsızlığı içeren silikona p-tipi silikon adı verilir; çünkü kristal içinde yükü taşıyan tür negatiftir. Valans banddaki bir deşik, iletkenlik bandındaki bir elektron gibi elektriği iletir. Elektron 1, deşik 0 ı kapatmak üzere hareket eder. Bu durumda konum 1 de bir deşik oluşur. Elektron 2 bu deşiği doldurmaya geçer; konum 2 de bir deşik yaratır. Böylece deşik sağa doğru hareket ederken, elektron sola doğru hareket eder. Elektrik, yükün hareketi olduğundan, deşiğin hareketi elektrik akışına karşılık gelir. Grup 3 safsızlığı içeren silikona p-tipi silikon adı verilir; çünkü kristal içinde yükü taşıyan tür pozitiftir. N-tipi bir silikon katmanı ile temas halindeki P-tipi bir silikon katmanından oluşan yarı-iletken bir radyasyon dedektörü Enerji İletkenlik bandı P-n eklemi oluştuğunda, n-tipi silikondaki elektronlar eklemden geçer ve p-tipi silikondaki N-tipi silikon Valans bandı P-tipi silikon deşikleri doldurur ve p-n eklemi etrafında elektron ve deşik fazlalılığı bulunmayan bir alan oluşur. Bu alana deplasman (tüketim) bölgesi adı verilir. N-tipi materyale pozitif bir voltaj ve p-tipi materyale de negatif bir voltaj uygulandığında, eklem ters akım uygulanmış olur. N-tipi materyaldeki pozitif voltajdan dolayı elektronlar eklemden uzaklaşacak ve p-n eklemi etrafında daha kalın bir deplasman bölgesi oluşacaktır. Deplasman bölgesinin kalınlığı (d), silikonun özdirenci ve uygulanan ters voltajın karesi ile doğru orantılıdır. Dedektöre uygulanan voltaj değiştirilerek deplasman bölgesinin tüketimi kendiliğinden değiştirilebilir. Fizik Böl. 12

13 Deplasman bölgesi, dedektörün aktif hacmi olarak görev yapar. İyonize radyasyonun bu bölgeden geçişi valans bantta deşikler ile iletkenlik bandında elektronlar yaratacaktır. Elektronlar, n-tipi taraftaki pozitif kutba doğru, deşikler de p-tipi taraftaki negatif kutba doğru hareket ederler. Böylece cihazın çıktısında bir elektrik pulsu oluşur. Silikon içinde bir elektron-deşik çifti yaratmak için gerekli ortalama enerji ~3.6 ev kadardır. Yyasak aralığın ~3 katı kadar büyüklüktedir, çünkü elektronların çoğuvalans banttaki derinlerden iletkenlik bandının yüksek noktalarına yükselirler. Elektron-deşik çifti üretmek için gerekli enerji, parçacığın kütlesindne ve yükünden bağımsızdır; böylece yarı-iletken dedektörün tepkisi parçacık türünden bağımsız olur. Bir gaz iyon odasında iyon-elektron çifti oluşturmak için ~35 ev gerektiği hatırlarsak, aynı miktarda enerji birikimi ile yarı-iletken dedektörde ~35/3.6~10 kat daha fazla yüklü çiftler oluştururuz. Dedektörün enerji çözünürlüğü ΔE/E~N -1/2 ile orantılıdır. Burada N oluşan yük çiftlerinin sayısıdır. Bu durumda bir yarı-iletkendeki enerji çözümleme gücü gaz iyon cihazındakinden 10 1/2 =3.2 kat daha iyidir. Bir fotoçoğaltıcının katodunda bir fotoelektron oluşturmak için gereken ortalama gama enerjisinin 1000 ev olduğunu düşünürsek), bir sintilasyon sayacına göre yarı-iletken dedektör (1000/3.6) 2 ~17 kat daha iyi çözümlemeye sahiptir. Bazı yarı-iletken dedektörlerde, malzeme olarak silikon yerine germanyum kullanılır. Avantajları: Ge içinde bir elektron-deşik çifti yaratmak için gerekli ortalama enerji ~2.9 ev dir (Si için 3.6 ev). Enerji çözünürlüğü silikona göre (3.6/2.9) 2 = 1.1 kat daha iyidir. Germanyumun atom numarası (Z=32) silikonunkinden (Z=14) daha yükzektir. Böylece gama ışınları için dedektör malzemesi içinde etkileşim olasılığı daha yüksektir. Sonuç olarak, gama ışınlarının dedeksiyonunda germanyum tercih edilir. Ancak Ge için yasak aralık o kadar küçüktür (0.66 ev) ki, oda sıcaklığında katı malzemede termal uyarılmayla elektron-deşik çiftleri meydana gelir. Bu sebeple, termal elektron gürültüsünün birincil iyonlaşmadan gelen küçük sinyalleri bastırmasını önlemek için germanyum dedektörler sıvı azot sıcaklığında (77 K) tutulurlar. Silikon tabanlı katı hal dedektörleri üç genel kategoriye ayrılır: Yüzey engelli cihazlar PIN diyotlar Si(Li) cihazlar Bu cihazlar kısa menzilli radyasyonların ölçülmesinde kullanılırlar: İlk iki Fizik Böl. 13

14 grup yüklü parçacıklar için ve üçüncü grup ise düşük enerjili gama ve x- ışınları için uygundur. Dedektör genellikle ince bir silikon katmandan (~200 μm kalınlığında) oluşur. Ancak daha fazla kalınlıklarda (5 μm 50 mm) kullanılabilir. Diyot üzerinden normal akış yönüne ters doğrultuda bir elektrik alan uygulanır (~V/μm düzeyinde). Radyasyonun yarattığı elektrondeşik çiftleri elektrik alan tarafından elektrotlara sürüklenir. Bu sinyaller bir dış devrede güçlendirilir. Silikon yüzey engelli dedektörler yüksek özdirençli (10 3 Ώ) saf n-tipi silikondan yapılmış ince bir silindirik parçadan oluşur. Bir tarafta ince altın bir kontakt ve diğer tarafta ise alüminyum bir kontak yer alır. Altın kontak tarafından radyasyon silikona geçer. Altının hemen altında bir oksit tabakası yeralarak yarı-iletken eklemi (engeli) oluşturur. Altın katman fiziksel aşınmaya karşı hassastır ve oksit katman vakuma maruz kaldığında tükenebilir. Oksit katman ayrıca organik moleküllere de oldukça hassastır. İnce altın katmandan geçerek silikona giren fotonlar elektron-deşik çiftleri oluşturabileceğinden, bu dedektörler kullanım sırasında görünür ışıktan korunmalıdırlar (zırhlama). Aktif silikon bölgeye girmeden önce parçacık az kinetik enerji kaybetsin diye altın ve oksit tabakalar ince yapılır. Bu katmanlar alfa spektroskopisinde önemli sayılabilecek bir ölü bölge oluştururlar. Son zamanlarda iyon implantlı eklemlere sahip düzgün ölü katmanlı dedektörler yapılmıştır. İnce bir bor iyonu katmanı eklemi oluşturmak için implant n tipi silikonun yüzeyine yakın yapılır. Radyasyonun silikona daha kalın ve hafif-sıkı bir alüminyum kontaktan girdiği sağlamlaştırılmış dedektörler de mevcuttur. Malzemenin hacmi p- tipi silikondur ve altın kontağa negatif ters bir gerilim uygulanır ki giriş penceresi toprak voltajda kalabilsin. Bir diğer tasarımda, altın kontak yerine sağlamlaştırılmış daha kalın bir nikel kontaktan oluşan bir yüzey kullanılır. Nikel silinerek temizlenmeye karşı dayanıklıdır. Silikondan yapılmış yüzey engelli dedektörler alfa spektroskopisinde ve nükleer reaksiyon çalışmalarında yaygın kullanıma sahiptir. Bu dedektörler, parçacıkları özgün biçimde tanımlayan yığınlar şeklinde kullanılabilir. Tek bir dedektörün tipik çözümlemesi ~20 kev kadardır ancak dedektör geometrisine ve dedektör kapasitansına bağlıdır. Yüzey enegelli Fizik Böl. 14

15 dedektörler ince dielektriklerle ayrılmış paralel elektrotlara sahiptir ve böyle bir cismin kapasitansı, alan ile artarken kalınlık ile azalır. Bu yüzden ince-geniş alanlı dedektörler en iyi en büyük kapasitansı ve en zayıf çözümlemeye sahip olurlar. Silikon PIN diyotlar yarı-iletken büyütme teknolojisinden dolayı en son çıkan dedektör türüdür. Bu cihazlar bir tarafında p-tipi ile diğer tarafında n-tipi silikon yapraktan oluşur; Bu yüzden pin sandviç adını alır. Yüzey engelli dedektörlere göre, oldukça farklı ebatlarda ve şekillerde üretilebilir (25 cm 2 gibi). Diyotun ön ve arkasındaki kontaklarda farklı şekil ve ebatta olabilir. Örneğin 5*5 cm 2 dikdörtgen yaprak, önünde iki yatay elektrik kontağı ile arkasında iki dikey elektrik kontağı gibi. Bölünen kontaklar, silikonun elektriksel olarak ayrılmış dört bölgesini tanımlar. Dedektöre giren bir parçacık, iki sinyal oluşturur; biri önde diğeri de arkada, sinyal böylece silikonun hangi bölgesi olduğunu belirtmiş olur. 16 önde, 16 arkada yer alan şeritlerle nükleer çalışmalarda genellikle hassas konum ölçümleri yapılır. Yüklü parçacıklara uzun süre maruz kalan tüm katı-hal dedektörleri hasar görür. Görünür hasar için eşik doz (parçacık/cm 2 cinsinden), fisyon ürünleri için 10 8, alfa parçacıkları için için 10 9, hızlı nötronlar için ve elektronlar için Normalde parçacıklar silikon materyal içinde yavaşlar, durur ve orda kalırlar. Bir çok durdurulmuş parçacıktan dolayı örgü yapısı bozulur ve zehirlenir. Parçacıkların enerjileri aynı ise, tüm parçacıklar silikon içinde çok dar bir bantta duracağından dedektörün aktif hacminde ölü bir katman oluşur. Beta parçacıklarının ölçülmesi için lityum-sürüklemeli silikon dedektörler geliştirilmiştir. Elektronlar, ağır ve yüklü parçacıklardan daha girici olduklarından Si(Li) dedektör adı verilen bu cihazlar daha kalın üretilirler (5 mm kalınlık gibi). Çok saf silikonun bu tür geniş hacimleri kolayca bulunamaz; bu sebeple dahili örgü kusurlarını telafi etmek için lityum iyonlarını hacimsel materyal içine sürükleme tekniği geliştirilmiştir. Yüzeye bir lityum metali katmanı uygulanır ve bazı atomlar silikon hacmine difüze olur (yayılır). Lityum atomları iletkenlik bandına kolaylıkla elektron bağışlar ve iyon haline gelir. Silikona, lityum iyonlarının yüzeyden hacime doğru geçmesine neden olabilecek bir gerilim uygulanabilir. Göç eden iyonlar örgüdeki negatif safsızlıklar tarafından tuzaklanır ve safsızlık etkisi böylece telafi edilir. Lityum iyonları örgü içindeki yüksek mobilitelerini (hareketlilik) korurlar ve dedektörler oda sıcaklığında uzun dönem kullanılmayacaksa küçük bir gerilim altında muhafaza edilirler. Fizik Böl. 15

16 Beta parçacıkları dedekte edilirken Si(Li) dedektörler düşük gama hassasiyetleri ve daha düşük geri-saçılmadan dolayı (~1/3 e 1/2) Ge(Li) dedektörlere tercih edilir. Si(Li) dedektörlerin elektronlar için enerji çözümleme gücü, 1000 kev e kadar elektron enerjileri için ~1-2 kev kadardır. Si(Li) dedektörlerin beta parçacıkları için dedeksiyon verimi 14C nin betası gibi düşük enerjili betalar için 1/2 si ile 32P nin betası gibi yüksek enerjili betalar için gazlı sayaçlarınkinden büyüktür. Küçük ebatlarından dolayı, bu dedektörlerin zemini verilen bir durdurma gücü için istisnai şekilde düşüktür ve herhangi bir çevresel gaz kaynağı gerektirmezler. X-ışınları için çok iyi enerji çözümlemesi mümkündür. Mn ın 5.9 kev enerjili x-ışınları için Si(Li) dedektörler için 180 ev luk bir çözümleme elde edilmiştir; intilasyon sayacı için en iyi enerji çözümleme gücü 1000 ev dir. Silikon dedektörlerin tümü tetiklenen sinyallerde zemin yaratan termal gürültüyü düşürmek için soğutulurlar. Termal gürültüyü, rastgele dalgalanmalar yaratır; bir elektron bant aralığından iletkenlik bandına yükseir ve böylece bir elektron-deşik çifti oluşur. Yükseltilen elektron sayısı Boltzman fonksiyonu ile orantılı olacaktır: Δ: bant aralığı T: sıcaklık Pratikte silikon dedektörler genellikle oda sıcaklığından yaklaşık -20 C ye soğutulur; -60 C nin altı faydalı değildir; dış elektronik devresi sistem gürültüsünün çoğunu oluşturur. -20 C nin altındaki sıcaklıklar kullanılmaz; yapım malzemelerinin termal genleşme katsayılarındaki farkdan kaynaklanan dahili fiziksel stres önemli hale gelir. Termal gürültünün azaltılma oranını Boltzman ifadesi ile tahmin edebiliriz. Soğutulmuş silikon dedektörler, özellikle ölçülen parçacıkların kristal örgüye önemli hasar vermesinin beklendiği deneylerde önemlidir. Dedektör soğutulmazsa, termal gürültü ölçüm sırasında öenmli ölçüde artar ve dedektör çözmleme gücü zaman içinde azalır. Germanyum dedektörler, doğrudan iyonlaştırıcı cihazlar içinde en yüksek çözünürlüğe sahiptir. Bunun sebebi, germanyumun 0.73 ev değerindeki (80 K de) küçük bant aralığı ve 2.95 ev değerindeki etkin iyonizasyon potansiyelidir ve verilen bir radyasyon miktarı için çok sayıda iyon çiftinin yaratılmasına imkan tanır. Ayrıca bant aralığı, termal dalgalanmalarla yaratılan elektron-deşik çifti sayısının önemli derece elektronik gürültüye sebep olmasına yetecek kadar küçüktür. Gürültü, Fizik Böl. 16

17 germanyumu ve kryostatdaki yükseltme devresinin ilk kısmını kaplayarak ve her ikisini sıvı azot sıcaklığına soğutarak azaltılabilir. Her şey eşitken, bir germanyum diyot ile oluşturulan sinyalin büyüklüğü silikon diyot ile oluşturulan sinyalin büyüklüğünden 3.76/2.95~1.27 kat daha büyük olmalıdır (80 K). Ancak termal gürültü Boltzman üstel dağılımı ile orantılı olarak daha büyük olacaktır; böylece aynı sıcaklıkta germanyumdaki gürültü faktörü kadar daha büyük olacaktır. Bu gerçekler silikon dedektörlerin lehine gibi görünmektedir. Ancak, maddenin fotonlar için «durdurma gücü» yüklü parçacıklarınkine göre daha düşük olduğundan fotonlar malzeme içinde daha derinlere nüfuz edebilirler. Yanısıra, fotonların enerjilerinin tamamının soğurulmasına önemli katkı yapan bir atom ile fotoelektrik etkinin ihtimali Z 5 gibi artar. Bu durum yüksek Z li materyalleri fotonlar için daha etkin soğurucu yapar. Pratik açıdan ise silikon kristallerinden daha büyük ve oldukça saf germanyum kristalleri için üretim teknikleri de geliştirilmiştir. Germanyum dedektörler, nerdeyse sadece gama ışınlarının dedeksiyonunda kullanılırlar. Enerjili fotonlar kryostata nüfuz edebilirler ve germanyum dedektörlerinin yüksek çözümleme gücü, nükleer düzeylerin uyarılmış durumlarının bozuumundan yayımlanan gama ışınlarının oldukça kesin enerjileri için uygundur. Germanyum dedektörlerinin iki grubu vardır: lityum telafi malzemesi kullananlar (Ge(Li)) ve yüksek saflıkta germanyum dedektörleri. Ge(Li) dedektörler prensip olarak Si(Li) dedektörlere benzer.görece saf halde p-tipi germanyum malzeme büyük külçeler halinde (~ 1 L) hazırlanabilir. Yüzeye lityum malzemesi uygulanır, bazı atomlar örgüye difüze olur, elektronunu bağışlar, ve akabinde iyonlar malzeme içinde sürüklenirler. Lityum iyonlarının germanyumda mobilitesi silikondakinden daha yüksektir. Bu durum büyük germanyum hacimlerinde safsızlıkların etkin telafisine imkan tanır, ancak oda sıcaklığında örgü tarafından hızla bu durum ortadan kalkar. Ge(Li) dedektörlerin önemli bir özelliği, germanyum kristalinin kullanım ömrü boyunca sıvı azot sıcaklığında tutulması gereğidir.dedektörlerin ısınmasına izin verildiğinde, çokkısa bir süreliğine de olsa, lityum telafisi bir miktar kaybolur ve yüksek çözümleme geriler. Kristal üretici tarafından yeniden sürüklenebilir. Fizik Böl. 17

18 Germanyum kristallerinin şekli genellikle silindiriktir; lityum dış yüzeye uygulanır ve merkeze doğru sürüklenirler. Lityum kontak kristalin yüzeyinde n-tipi bir bölge üretir, kalan hacim ise telafi ile intrinsic olur ve küçük bir p-tipi bölge P-I-N diyot yapısını elde etmek için kasti olarak sürüklenme dışı bırakılır. Bu sebeple dedektörün koaksial p ve n tipi elektrotları vardır ve bazen koaks deektör olarak adlandırılır. Germanyum diyoda ters bir akım uygulanır, birincil iyonisasyon olaylarından gelen küçük akım pulsları toplanır ve güçlendirilir. Ge(Li) dedektörlerin tüm kullanım ömürleri boyunca çok soğuk tutulmaları gereği germanyum saflaştırma tekniklerini teşvik etmiştir. Yeni üretilen lityum sürüklenmesiz PIN diyotlar oda sıcaklığında muhafaza edilebilir ve sadece kullanıldıklarında soğutulurlar. N-tipi bölge, lityum difüzyonu ile sürüklenmesiz hazırlanır ve oldukça ince bir p-tipi bölge bor iyonu implantı ile hazırlanır. Kristaller genellikle koaksiyal elektrodlu silindirik şekildedir. Diğer şekiller, düşük enerjili gama ışınları ve x-ışınları için düzlemsel dedektörler ve geometrik verimi çok yüksek boş kuyu tipi kristaller mevcuttur. Gama ışınlarının dedeksiyonu için, yüksek Z sinden dolayı Ge dedektörü tercih edilir. Ge dedektörlerin en göze çarpan özelliği oldukça iyi enerji çözümleme gücüdür. Co60 ın 1332 kev enerjili gamaları için 1.75 kev enerji çözümlemesi rutin olarak kullanılır. 3*3 inçlik NaI(Tl) dedektörlerin göre kev düzeyindeki enerji çözümelemesi ile kıyaslandığında oldukça iyi olduğu görülür. Fizik Böl. 18

19 Enerji Nükleer Fizik II Ders Notları Sintilasyon Dedektörleri Bir parıldamalı dedektörde, birincil radyasyonun dedektör hacminde bıraktığı enerjinin bir kısmı görünür ışığa ve sonra da elektrik sinyaline dönüştürülür. Kavramsal olarak süreç, parıldama aşaması (enerji ışığa dönüşür), ışığın toplanması ve elektron dönüştürülmesi ve makroskopik bir sinyal oluşturabilmek için elektronların çoğaltılması aşaması olarak açıklanabilir. Radyasyon madde ile etkileştiğinde, iyonizasyon veya uyarılma yoluyla enerji kaybeder. Sadece birkaç malzeme nükleer radyasyondan birincil iyonizasyonu toplamaya imkan tanıyacak doğru özelliklere sahiptir. Eğer iyonizasyon korunmaz ve toplanmazsa, elektron-pozitif iyon çiftleri sonuçta yeniden birleşir. Bu yeniden birleşme sırasında, yükleri ayrıştırmak için kullanılan enerji ortama sıklıkla örgü titreşimi veya ısı şeklinde yeniden yayılacaktır. Bazı durumlarda uyarılmış bir durum işgal edilir ve bu durum bozunurken görünür ışık yayılır. Bu sürece atomik ya da moleküler floresans olayı ya da uyarılan radyasyon sebep olduğunda sintilasyon (parıldama) adı verilir. Bu görünür ikincil fotonlar kolayca dedekte edilebilir ve foto-çoğaltıcı tüpler vasıtasıyla çoğaltılabilir. Sintilasyon sürecinin detayları karmaşıktır ve sintilatörün moleküler yapısına çok bağlıdır. Organik kristallerde, organik katının molekülleri taban durumundan elektronik uyarılış duruma uyarılır. Bu durumların bozunumu 10-8 s içinde foton yayılımı yoluyla olur (floresan olayı). Molekülün başlangıçta soğurduğu enerjinin bir kısmı foton yayılımından önce ve sonra örgü titreşimi olarak tüketilir. Sonuçta kristal genellikle Uyarılma soğurma olmaksızın kendi floresan radyasyonunu iletecektir. Titreşim düzeyleri Uyarılmış durum Floresans bozunumu Titreşim düzeyleri Taban durum Organik sintilatörlerin üç yaygın türü vardır. İlki antrasen gibi saf kristal malzemedir. İkinci tip, sıvı sintilatör oluporganik bir sintilatörün organik bir sıvı içindeki çözeltisidir; toluen içindeki p-terfenil çözeltisi gibi (~3 g/l). Üçüncü tür ise p-terfenil gibi organik bir sintilatörün polistiren gibi bir katı plastik içindeki çözeltisidir. Fizik Böl. 19

20 Uyarılmalar Tüm organik sintilatörlerin floresan ömürleri kısadır (2-3 ns). BU yüzden yüksek sayım hızlı durumlarda ya da hızlı zaman ölçümlerinde kullanılırlar. Işık çıkışı ortalamadır (NaI(Tl) un için %10-50). Organik sintilatörlerin düşük Z sinden dolayı, başlıca ağır yüklü parçacıkların ve elektronların algılanmasında kullanılırlar. Plastik sintilatörler, kolaylıkla farklı şekillerde ve/veya ince film olarak üretilebilirler. %10-14 arası enerji çözümleme mümkündür. Sıvı sintilatörler 14C ve 3H gibi düşük enerjili beta yayıcıları incelemede kullanılır. Radyoaktif malzeme sintilasyon çözeltisinde çözünür. Ayrıca yüksek hacimli (birkaç m3) sıvı sintilatör dedektörler, gadolinum gibi bir nötron soğurucu ile birlikte kullanılarak nötron dedektörü olarak kullanılabilir. Gadolinum nötron yakaladığında e- ve γ üretir; bu gamalar ise sintilatörde algılanır. İnorganik sintilatörlerdeki sintilasyon süreci organik sintilatörlerden farklıdır. Şekilde iyonik bir kristalin Elektron yapısı görülüyor. Enerjili bir elektron Aktif kristalden geçerse, merkez Tuzaklar valans elektronlarını Deşik İletkenlik bandı Uyarılma bandı Yasak bölge Valans bandı valans bandından iletkenlik bandına çıkarabilir. İyonlaşmadan sonra valans bandında elektron eksikliği oluşur ve buna deşik adı verilir. İletkenlik bandındaki elektron ile valans bandındaki deşik kristalin içinde serbestçe dolaşabilirler. Alternatif olarak, bir valans band elektronu iletkenlik bandından daha düşük düzeydeki bir enerji düzeyine uyarılabilir. Bu sürece uyarılma adı verilir. Elektron valans bandındaki deşiğe baplı kalır. Bunötr elektron-deşik çiftine ekziton adı verilir; kristal içerisinde hareket edebilir. Ekziton ile ilgili olan enerji düzeyleri ise ekziton bandı olarak adlandırılır. Kristaldeki örgü bozuklukları veya alkali halit kristaline kasıtlı olarak yerleştirilen safsızlıklar (talyum gibi) yasak bölgede tuzak adı verilen yerel enerji düzeylerinin oluşumuna sebep olur. Radyasyonun kristal ile etkileşimi sonucu oluşan ekzitonlar, deşikler ve elektronlar, bir aktivasyon merkezi ya da tuzakta tuzaklanana kadar kristal içinde gezerler. Bir kristal içinde bir ekzitonun göç etmesi 6-8 ev enerjili uyarılmış bir iyot iyonunun (I-*) enerjisini yakınındaki kararlı I- ye transferi ve onu uyarmasına benzetilebilir. Öyleyse, enerji kristal örgü içinde I- den I- ye aktarılabilir; sonra da bir aktivatör merkezi ya da kristal safsızlığı tarafından yakalanması ile sonlanır. Ekziton yakalaması veya Fizik Böl. 20

21 deşik-elektron yakalaması ile, aktivasyon merkezleri taban durumdan uyarılmış bir duruma yükselirler. Aktivasyon merkezinin ışık yayarak taban duruma dönmesi 0.3 μs kadar bir sürede gerçekleşir. Dolayısıyla sintilasyonda radyasyon tarafından bırakılan enerji aktivasyon merkezi tarafından ışık olarak yayılır. Kristalin tümü tarafından yayımlanan ışığın miktarı gelen radyasyon tarafından kristalde biriken enerjinin miktarı ile doğru orantılıdır. Biriken enerjinin floresan fotonlara dönüşen oranı %10 kadar küçük bir değerdir. En sık kullanılan inorganik parıldayıcı NaI(Tl) dur. Bu materyal ucuz olduğundan ve fotonlar için yüksek durdurma gücüne ve kolay kullanıma sahip olduğundan, gama ışınlarını algılamada yaygın biçimde kullanılır., Floresans ışık çıkışı, yavaş bir bozunma zamanına sahiptir (~230 ns). Bu durum bu dedektörlerdeki sayım hızını sınırlar. Enerji çözünürlüğü Co60 gamaları için (1332 kev enerjili) %6 dan daha iyi değildir (Ge dedektörlerde %0.13). Gama radyasyonunu ölçmede çok verimlidir (tipik algılama verimi %1-10).Gama ışını deekörleri için 3 inç çapında ve 3 inç uzunluğunda bir dik duran silindir referans standart olarak kullanılır. Dikkate değer diğer inorganik sintilatörler bizmut germanat (Bi4Ge3O12, BGO) dır; yğksek Z li ve yüksek yoğunluklu bir materyaldir. Düşük ışık çıkışı (NaI(Tl) nın %10-20 si) bu sintilatörün kullanımını yüksek verimin (düşük çözünürlük) gerektiği durumlarla sınırlar. Baryum florür (BaF2) ise yüksek Z li bir materyaldir ve hızlı ama düşük ışık çıkışına (τ<1 ns) sahiptir. Yüksek yoğunluklu, yüksek Z li ve hızlı sürelerin önemli olduğu durumlarda kullanılır. Sintilatörden yayımlanan ışık bir elektrik sinyaline nasıl dönüştürülür? Fizik Böl. 21

22 Bir NaI(Tl) kristalindeki Tl+ iyonları gibi aktivasyon merkezlerinden yayımlanan görünür ışık fotonları, geçirgen bir flor malzemeden geçer ve sonra şeffaf bir pencereden geçerek yakındaki fotokatot üzerine düşer. Tipik bir fotokatot, fotoçoğaltıcı tübün sonundaki iç yüzeyde ışığa duyarlı ince bir katmandan (genellikle Cs-Sb alaşımı) oluşur. Çarpan fotonlar, özellikle dalga boyları 3000 ile 6000 A arasında olanlar, burada soğurulur ve fotoelektron yayılımı gerçekleşir. Açığa çıkan fotoelektron sayısı, gelen foton sayısı ile doğru orantılıdır ama biraz azdır. Tek bir gama ışınının kristalde etkileşiminden oluşan böylesine çok sayıda fotoelektron doğrudan kaydedilemeyecek kadar zayıftır. Çoğaltma, dinod adı verilen ve fotoçoğaltıcı tübün uzunluğu boyunca sıralanmış bir dizi elektrot yoluyla gerçekleşir. Her bir dinot (metal yüzey) diğerinden 50 V kadar daha yüksek voltajda tutulur. Fotokatottan yayımlanan bir fotoelektron, bir elektrik alan tarafından ilk dinoda çarpmak üzere odaklanır. Çarpışma ile oluşan çok sayıda ikincil elektron bir potansiyel gradyanı tarafından dizideki ikinci dinoda çekilirler. Yine çarptıklarında her biri bir çok yeni elektron yaratır. Bu elektron çoğaltma süreci son dinoda varana kadar her bir dinodda devam eder ve sonuçta fotokatotdan açığa çıkan her bir fotoelektron için elektron üretilmiş olur. Böylece foto-çoğaltıcı tüpün çıkış pulsunun büyüklüğü, gelen gamanın florda bıraktığı enerji miktarı ile doğrudan ilgili olur. Sintilasyon sürecindeki enerji dönüşümüne örnek olarak, Co60 ın 1.17 MeV lik γ ışınının NaCl(Tl) kristalindeki etkileşim sürecine bakalım: 1. γ enerjisinin %20 si flor kristalinde ekziton üretimine harcanırsa ve bir ekziton üretmeye 7 ev gerekiyorsa, bu γ dan ~33000 ekziton oluşur. 2. Uyarılmaların %10 u komşu fotokatot tarafından görülecek görünür ışın üretimi ile sonuçlanırsa, yaklaşık 3300 foton fotokatoda ulaşacaktır. 3. Dönüşüm verimi %10 olan fotokatoda çarpan bu sayıda foton yaklaşık 330 fotoelektron açığa çıkaracaktır. 4. Kazancı 10 6 olan fotoçoğaltıcının ardışık dinotları bu sayıdaki fotoelektronu güçlendirecek ve böylece ~3.3*10 8 elektron veya ~5*10-11 C değerinde bir akım fotoçoğaltıcının anodunda toplanacaktır. 5. Bu yük daha sonra kapasitansı 30 pf olan bir önyükseltici devre tarafından 1.8 V luk bir çıkış pulsuna dönüştürelecektir. Bu miktardaki bir puls bir ölçeklendiriciyi doğrudan tetiklemeye yetecek büyüklüktedir. 60Co her bozunumda iki gama yayar MeV enerjili diğer gama için dedektörden çıkış pulsu ise 2.05 V dur. Puls yüksekliklerindeki istatistiksel belirsizlik en yüksek belirsizlikli adım tarafından belirlenir (Adım 3). Bu durumda ~%6 kadar bir çözümleme beklenir ve bu da iki pulsu ayırt etmeye (çözümlemeye) ancak yeter. Fizik Böl. 22

23 13.3 Nükleer İz Dedektörleri Yüksek iyonizasyonlu radyasyonun yalıtkan bir katıdan geçişi, malzeme içerisinde tahribata yolaçar. Kovalent bağlı malzemelerde, tek bir enerjik iyonun geçişi sonucu radyasyonun takip ettiği yol boyunca malzemenin kimyasal yapısı önemli ve kalıcı şekilde değişebilir. Bazı polimerik (plastik) malzemeler ve mika minerali (bir çeşit silikon dioksit) bu tür radyasyon hasarlarına karşı daha duyarlıdırlar. Orijinal radyasyon hasarı moleküler ölçekte lokalize kalır, gözle görülemez. Ancak radyasyonun izi kimyasal iz kazıma yöntemiyle moleküler boyutlardan (nanometre) mikro boyutlara (mikrometre) büyütülebilir. Nükleer iz dedektörleri, yüksek iyonizan radyasyon üreten nadir olaylar için basit ve çok verimli dedektörlerdir. Dikkatlice hazırlanan ve taranan iz dedektörleri bireysel nadir bozunumları tanımlamak için kullanılmıştır. Bir izin neden olduğu hasar kendiliğinden onarılmaz. İz dedektörlerinin dezavantajı, izlerin çok küçük olmasından dolayı ancak mikroskop altında görülebilmesidir. Gözle okuma oldukça zahmetli ve hataya açıktır. Modern bilgisayar kontrollü tarama bu analizin hızını ve güvenirliğini arttırmıştır. Alfa parçacıklarına duyarlı plastik iz dedektörleri radon çalışmalarında yaygın kullanılırlar. Malzemenin kimyasal yolla aşındırılması, aşındırma çözeltisine maruz kalan tüm yüzeylerde gerçekleşir. Malzemenin maruz kalan yüzeyleri iz boyunca aşınır. Bu yüzden, izden maksimum bilgiyi elde etmek için aşındırma hızı dikkatle kontrol edilmelidir.düzgün bir izin aşındırılması genellikle dairesel bir koni oluşturacaktır; çünkü iz boyunca derinlere kıyasla yüzeyden daha kolay materyal kopabilecektir. Mika izleri dairesel olmanın aksine örgü yapısından dolayı elmas şekillidir. Nükleer emülsiyonlarçok ince daneli fotografik filmfir. Radyasyon geçince film pozlanmış olur ve AgCl daneleri iyonizasyon ile aktive olurlar. Film banyo edilir ve dikkatlice mikroskop altında incelendiğinde parçacıkların izleri veya takip ettikleri yollar gözlenebilir. Bazen bir parçacık emülsiyondaki bir çekirdek ile etkileşir ve bir sürü fragman ya da parçacık yaratır ve reaksiyon ürünlerinin izleri takip edilebilir. Emülsiyon ayrıc aiyonlaşma hızına karşı hassastır ve izdeki parçacığın doğası sıklıkla tanımlanabilir. Diğer taraftan, x-ışınları yumuşak dokudaki hafif elementlere (karbon, oksijen, hidrojen) kıyasla, kemik dokudaki ağır elementler (temelde kalsiyum) tarafından daha etkin soğurulup saçılırlar ve bir gölge yaratırlar. Emülsiyondaki daneler geçen x-ışınlarına maruz kalırlar ve negatif görüntüyü elde etmek için banyo edilirler. Fizik Böl. 23

X-Işınları. 4. Ders: X-ışını sayaçları. Numan Akdoğan.

X-Işınları. 4. Ders: X-ışını sayaçları. Numan Akdoğan. X-Işınları 4. Ders: X-ışını sayaçları Numan Akdoğan akdogan@gyte.edu.tr Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü Fizik Bölümü Nanomanyetizma ve Spintronik Araştırma Merkezi (NASAM) X-ışını sayaç çeşitleri 1. Fotoğraf

Detaylı

Radyasyon Ölçüm Cihazları

Radyasyon Ölçüm Cihazları Radyasyon Ölçüm Cihazları TÜRKİYE ATOM ENERJİSİ KURUMU Ayhan AKKAŞ ÇNAEM- 2013 SUNU İÇERİĞİ Radyasyon Ölçüm Sistemleri Radyasyon Ölçüm Cihazlarının Genel Özellikleri Verim Cevap Verme Süresi Enerji Bağımlılığı

Detaylı

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0

ATOMİK YAPI. Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 ATOMİK YAPI Elektron Yükü=-1,60x10-19 C Proton Yükü=+1,60x10-19 C Nötron Yükü=0 Elektron Kütlesi 9,11x10-31 kg Proton Kütlesi Nötron Kütlesi 1,67x10-27 kg Bir kimyasal elementin atom numarası (Z) çekirdeğindeki

Detaylı

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ 6. X-Işınlarının madde ile etkileşimi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak RÖNTGEN FİZİĞİ 6 X-Işınlarının madde ile etkileşimi Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak X-IŞINI MADDE ETKİLEŞİMİ Elektromanyetik enerjiler kendi dalga boylarına yakın maddelerle etkileşime

Detaylı

Fotovoltaik Teknoloji

Fotovoltaik Teknoloji Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 4: Fotovoltaik Teknolojinin Temelleri Fotovoltaik Hücre Fotovoltaik Etki Yarıiletken Fiziğin Temelleri Atomik Yapı Enerji Bandı Diyagramı Kristal Yapı Elektron-Boşluk Çiftleri

Detaylı

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM

MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM MADDENİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ ATOM ATOMUN YAPISI Elementlerin tüm özelliğini gösteren en küçük parçasına atom denir. Atomu oluşturan parçacıklar farklı yüklere sa-hiptir. Atomda bulunan yükler; negatif

Detaylı

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları

Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 40 Modern Fiziğin Teknolojideki Uygulamaları 1 Test 1 in Çözümleri 1. USG ve MR cihazları ile ilgili verilen bilgiler doğrudur. BT cihazı c-ışınları ile değil X-ışınları ile çalışır. Bu nedenle I ve II.

Detaylı

Enerji Band Diyagramları

Enerji Band Diyagramları Yarıiletkenler Yarıiletkenler Germanyumun kimyasal yapısı Silisyum kimyasal yapısı Yarıiletken Yapım Teknikleri n Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi p Tipi Yarıiletkenin Meydana Gelişi Yarıiletkenlerde

Detaylı

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz.

Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı. olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel. Üniversitesi Kimyası Kitabı ndan okuyunuz. KİMYASAL BAĞLAR Aşağıda verilen özet bilginin ayrıntısını, ders kitabı olarak önerilen, Erdik ve Sarıkaya nın Temel Üniversitesi Kimyası" Kitabı ndan okuyunuz. KİMYASAL BAĞLAR İki atom veya atom grubu

Detaylı

Atomlar ve Moleküller

Atomlar ve Moleküller Atomlar ve Moleküller Madde, uzayda yer işgal eden ve kütlesi olan herşeydir. Element, kimyasal tepkimelerle başka bileşiklere parçalanamayan maddedir. -Doğada 92 tane element bulunmaktadır. Bileşik, belli

Detaylı

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri 7 Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu 225 Test 1 in Çözümleri 1. Elektrikçe yüksüz parçacıklar olan fotonların kütleleri yoktur. Işık hızıyla hareket ettikleri için atom içerisinde bulunamazlar. Fotonlar

Detaylı

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI HER ATOMUN YÖRÜNGE ZARFLARINDA (K,L,M,..) BULUNABİLECEK MAKSİMUM ELEKTRON SAYISI 2n 2 FORMÜLÜ İLE BULUNABİLİR. SON YÖRÜNGE ZARFINDA EN ÇOK 8 ELEKTRON BULUNUR. Helyum atomu BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

Detaylı

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir.

Atomdan e koparmak için az ya da çok enerji uygulamak gereklidir. Bu enerji ısıtma, sürtme, gerilim uygulama ve benzeri şekilde verilebilir. TEMEL ELEKTRONİK Elektronik: Maddelerde bulunan atomların son yörüngelerinde dolaşan eksi yüklü elektronların hareketleriyle çeşitli işlemleri yapma bilimine elektronik adı verilir. KISA ATOM BİLGİSİ Maddenin

Detaylı

X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ. X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir.

X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ. X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir. X-IŞINLARININ ÖZELLİKLERİ VE ELDE EDİLMELERİ X-ışınları Alman fizikçi Wilhelm RÖNTGEN tarafından 1895 yılında keşfedilmiştir. X-ışınlarının oluşum mekanizması fotoelektrik olaya neden olanın tam tersidir.

Detaylı

İSG 514 RADYASYON GÜVENLİĞİ

İSG 514 RADYASYON GÜVENLİĞİ İSG 514 RADYASYON GÜVENLİĞİ İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ TEZSİZ YÜKSEK LİSANS PROGRAMI Ders koordinatörü: Yrd. Doç. Dr. Mustafa GÜNGÖRMÜŞ mgungormus@turgutozal.edu.tr http://www.turgutozal.edu.tr/mgungormus/

Detaylı

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır:

Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: Atomlar birleştiği zaman elektron dağılımındaki değişmelerin bir sonucu olarak kimyasal bağlar meydana gelir. Üç çeşit temel bağ vardır: İyonik bağlar, elektronlar bir atomdan diğerine aktarıldığı zaman

Detaylı

12. SINIF KONU ANLATIMLI

12. SINIF KONU ANLATIMLI 12. SINIF KONU ANLATIMLI 3. ÜNİTE: DALGA MEKANİĞİ 2. Konu ELEKTROMANYETİK DALGA ETKİNLİK VE TEST ÇÖZÜMLERİ 2 Elektromanyetik Dalga Testin 1 in Çözümleri 1. B manyetik alanı sabit v hızıyla hareket ederken,

Detaylı

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler;

Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler; 1.. Bölüm: Diyotlar Doç.. Dr. Ersan KABALCI 1 Yarı iletken Maddeler Yarıiletken devre elemanlarında en çok kullanılan maddeler; Silisyum (Si) Germanyum (Ge) dur. 2 Katkı Oluşturma Silisyum ve Germanyumun

Detaylı

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU Güneş ışınımı değişik dalga boylarında yayılır. Yayılan bu dalga boylarının sıralı görünümü de güneş spektrumu olarak isimlendirilir. Tam olarak ifade edilecek olursa;

Detaylı

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1

KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 KARABÜK ÜNİVERSİTESİ Öğretim Üyesi: Doç.Dr. Tamila ANUTGAN 1 Elektriksel olaylarla ilgili buraya kadar yaptığımız, tartışmalarımız, durgun yüklerle veya elektrostatikle sınırlı kalmıştır. Şimdi, elektrik

Detaylı

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak X-IŞINI OLUŞUMU Hızlandırılmış elektronların anotla etkileşimi ATOMUN YAPISI VE PARÇACIKLARI Bir elementi temsil eden en küçük

Detaylı

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ 1. EMİSYON (YAYINMA) SPEKTRUMU ve SPEKTROMETRELER Onyedinci yüzyılda Newton un güneş ışığının değişik renkteki bileşenlerden oluştuğunu ve bunların bir

Detaylı

Kasetin arka yüzeyi filmin yerleştirildiği kapaktır. Bu kapakların farklı farklı kapanma mekanizmaları vardır. Bu taraf ön yüzeyin tersine atom

Kasetin arka yüzeyi filmin yerleştirildiği kapaktır. Bu kapakların farklı farklı kapanma mekanizmaları vardır. Bu taraf ön yüzeyin tersine atom KASET Röntgen filmi kasetleri; radyografi işlemi sırasında filmin ışık almasını önleyen ve ranforsatör-film temasını sağlayan metal kutulardır. Özel kilitli kapakları vardır. Kasetin röntgen tüpüne bakan

Detaylı

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER

ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLER İletkenlik Elektrik iletkenlik, malzeme içerisinde atomik boyutlarda yük taşıyan elemanlar (charge carriers) tarafından gerçekleştirilir. Bunlar elektron veya elektron boşluklarıdır.

Detaylı

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu

Hareket halindeki elektrik yüklerinin oluşturduğu bir sistem düşünelim. Belirli bir bölgede net bir yük akışı olduğunda, akımın mevcut olduğu Akım ve Direnç Elektriksel olaylarla ilgili buraya kadar yaptığımız tartışmalar durgun yüklerle veya elektrostatikle sınırlı kalmıştır. Şimdi, elektrik yüklerinin hareket halinde olduğu durumları inceleyeceğiz.

Detaylı

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV)

BÖLÜM 2. FOTOVOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (PV) BÖLÜM 2. FOTOOLTAİK GÜNEŞ ENERJİ SİSTEMLERİ (P) Fotovoltaik Etki: Fotovoltaik etki birbirinden farklı iki malzemenin ortak temas bölgesinin (common junction) foton radyasyonu ile aydınlatılması durumunda

Detaylı

Malzeme muayene metodları

Malzeme muayene metodları MALZEME MUAYENESİ Neden gereklidir? Malzemenin mikroyapısını tespit etmek için. Malzemelerin kimyasal kompozisyonlarını tesbit etmek için. Malzemelerdeki hataları tesbit etmek için Malzeme muayene metodları

Detaylı

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma

Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER. Elektriksel Kutuplaşma. Dielektrik malzemeler. Kutuplaşma Türleri 15.4.2015. Elektronik kutuplaşma Dielektrik malzeme DİELEKTRİK ÖZELLİKLER Dielektrik malzemeler; serbest elektron yoktur, yalıtkan malzemelerdir, uygulanan elektriksel alandan etkilenebilirler. 1 2 Dielektrik malzemeler Elektriksel alan

Detaylı

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1

BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK. Atom yapısı. Bağ tipleri. Chapter 2-1 BÖLÜM 2 ATOMİK YAPI İÇERİK Atom yapısı Bağ tipleri 1 Atomların Yapıları Atomlar başlıca üç temel atom altı parçacıktan oluşur; Protonlar (+ yüklü) Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-yüklü) Basit bir atom

Detaylı

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar

Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar Malzemeler elektrik yükünü iletebilme yeteneklerine göre 3 e ayrılırlar. İletkenler Yarı-iletkenler Yalıtkanlar : iletkenlik katsayısı (S/m) Malzemelerin iletkenlikleri sıcaklık ve frekansla değişir. >>

Detaylı

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar

GENEL KİMYA. 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar GENEL KİMYA 4. Konu: Kimyasal türler, Kimyasal türler arasındaki etkileşimler, Kimyasal Bağlar Kimyasal Türler Doğada bulunan bütün maddeler tanecikli yapıdadır. Maddenin özelliğini gösteren küçük yapı

Detaylı

Boğaziçi Üniversitesi. 21 Temmuz 2015 - CERN Türk Öğretmen Çalıştayı 4

Boğaziçi Üniversitesi. 21 Temmuz 2015 - CERN Türk Öğretmen Çalıştayı 4 - Algıç Fiziği 2 --Saime Gürbüz Boğaziçi Üniversitesi 21 Temmuz 2015 - CERN Türk Öğretmen Çalıştayı 4 2 1 2 3 Cevaplar için tesekkürler Dalida! 4 3 4 Parıldak Sayacı Plastik Plastik veya veya Kristal Kristal

Detaylı

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM

GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM GÜNEŞ PİLLERİ (FOTOVOLTAİK PİLLER) I. BÖLÜM Prof. Dr. Olcay KINCAY Y. Doç. Dr. Nur BEKİROĞLU Y. Doç. Dr. Zehra YUMURTACI İ ç e r i k Genel bilgi ve çalışma ilkesi Güneş pili tipleri Güneş pilinin elektriksel

Detaylı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ Atomik Absorpsiyon Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY GİRİŞ Esası: Temel düzeydeki element atomlarının UV-Görünür bölgedeki monokromatik ışınları Lambert-Beer yasasına göre

Detaylı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ

ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Doç. Dr. Ramazan YILMAZ Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü Esentepe Kampüsü, 54187, SAKARYA Atomlar Arası Bağlar 1 İyonik Bağ 2 Kovalent

Detaylı

ISI TRANSFER MEKANİZMALARI

ISI TRANSFER MEKANİZMALARI ISI TRANSFER MEKANİZMALARI ISI; sıcaklık farkından dolayı sistemden diğerine transfer olan bir enerji türüdür. Termodinamik bir sistemin hal değiştirirken geçen ısı transfer miktarıyla ilgilenir. Isı transferi

Detaylı

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis)

Manyetik Alan. Manyetik Akı. Manyetik Akı Yoğunluğu. Ferromanyetik Malzemeler. B-H eğrileri (Hysteresis) Manyetik Alan Manyetik Akı Manyetik Akı Yoğunluğu Ferromanyetik Malzemeler B-H eğrileri (Hysteresis) Kaynak: SERWAY Bölüm 29 http://mmfdergi.ogu.edu.tr/mmfdrg/2006-1/3.pdf Manyetik Alan Manyetik Alan

Detaylı

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR

ALAN ETKİLİ TRANSİSTÖR ALAN ETKİLİ TRANİTÖR Y.oç.r.A.Faruk BAKAN FET (Alan Etkili Transistör) gerilim kontrollu ve üç uçlu bir elemandır. FET in uçları G (Kapı), (rain) ve (Kaynak) olarak tanımlanır. FET in yapısı ve sembolü

Detaylı

Bitlis Eren Üniversitesi Đleri Araştırma Laboratuarı Nükleer Fizik Birimi

Bitlis Eren Üniversitesi Đleri Araştırma Laboratuarı Nükleer Fizik Birimi Bitlis Eren Üniversitesi Đleri Araştırma Laboratuarı Nükleer Fizik Birimi Đleri araştırma laboratuarı bünyesindeki nükleer fizik biriminde alfa ve gama radyasyonlarını algılamaya olanak sağlayan spektroskopi

Detaylı

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir.

Şekilde görüldüğü gibi Gerilim/akım yoğunluğu karakteristik eğrisi dört nedenden dolayi meydana gelir. Bir fuel cell in teorik açık devre gerilimi: Formülüne göre 100 oc altinda yaklaşık 1.2 V dur. Fakat gerçekte bu değere hiçbir zaman ulaşılamaz. Şekil 3.1 de normal hava basıncında ve yaklaşık 70 oc da

Detaylı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ Infrared (IR) ve Raman Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY TİTREŞİM Molekülleri oluşturan atomlar sürekli bir hareket içindedir. Molekülde: Öteleme hareketleri, Bir eksen

Detaylı

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ

ATOMUN YAPISI ATOMUN ÖZELLİKLERİ ATOM Elementlerin özelliğini taşıyan, en küçük yapı taşına, atom diyoruz. veya, fiziksel ve kimyasal yöntemlerle daha basit birimlerine ayrıştırılamayan, maddenin en küçük birimine atom denir. Helyum un

Detaylı

Kütle spektrografisi dedektörleri iyon dedektörleridir.

Kütle spektrografisi dedektörleri iyon dedektörleridir. 1 İYON DEDEKTÖRLERİ Işın Dedektörleri, Kromatografi Dedektörleri İyonlaştırıcı ışın (UV, X-ışını, v.s.) bir gaz içinden geçtiğinde gaz molekülleriyle çarpışarak iyon çiftlerinin (yüklü moleküller ve serbest

Detaylı

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI

EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI EGE ÜNİVERSİTESİ EGE MYO MEKATRONİK PROGRAMI SENSÖRLER VE DÖNÜŞTÜRÜCÜLER SEVİYENİN ÖLÇÜLMESİ Seviye Algılayıcılar Şamandıra Seviye Anahtarları Şamandıralar sıvı seviyesi ile yukarı ve aşağı doğru hareket

Detaylı

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK

YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK YAŞAMIMIZDAKİ ELEKTRİK DURGUN ELEKTRİK Atomda proton ve nötrondan oluşan bir çekirdek ve çekirdeğin çevresinde yörüngelerde hareket eden elektronlar bulunur. Elektrik yüklerinin kaynağı atomun yapısında

Detaylı

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM

ELEMENTLERİN SEMBOLLERİ VE ATOM ELEMENT VE SEMBOLLERİ SAF MADDE: Kendisinden başka madde bulundurmayan maddelere denir. ELEMENT: İçerisinde tek cins atom bulunduran maddelere denir. Yani elementlerin yapı yaşı atomlardır. BİLEŞİK: En

Detaylı

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak RÖNTGEN FİZİĞİ X-Işını oluşumu Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak X-IŞINI TÜPÜ X-IŞINI TÜPÜ PARÇALARI 1. Metal korunak (hausing) 2. Havası alınmış cam veya metal tüp 3. Katot 4. Anot X-ışın

Detaylı

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları

1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları 1. Giriş 2. Yayınma Mekanizmaları 3. Kararlı Karasız Yayınma 4. Yayınmayı etkileyen faktörler 5. Yarı iletkenlerde yayınma 6. Diğer yayınma yolları Sol üstte yüzey seftleştirme işlemi uygulanmış bir çelik

Detaylı

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Bölüm 5. Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU Bölüm 5 Tıbbi Görüntüleme Yöntemlerinin Temel İlkeleri Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU İÇİNDEKİLER X-ışınları Görüntüleme Teknikleri Bilgisayarlı Tomografi (BT) Manyetik Rezonans Görüntüleme (MRI) Nükleer

Detaylı

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ

ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ ELEKTRONİK DEVRE TASARIM LABORATUARI-I MOSFET YARI İLETKEN DEVRE ELEMANININ DAVRANIŞININ İNCELENMESİ Yrd. Doç. Dr. Özhan ÖZKAN MOSFET: Metal-Oksit Yarıiletken Alan Etkili Transistor (Geçidi Yalıtılmış

Detaylı

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI

MADDENİN SINIFLANDIRILMASI MADDENİN SINIFLANDIRILMASI MADDE Saf madde Karışımlar Element Bileşik Homojen Karışımlar Heterojen Karışımlar ELEMENT Tek cins atomlardan oluşmuş saf maddeye element denir. ELEMENTLERİN ÖZELLİKLERİ Elementler

Detaylı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ Spektroskopiye Giriş Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY SPEKTROSKOPİ Işın-madde etkileşmesini inceleyen bilim dalına spektroskopi denir. Spektroskopi, Bir örnekteki atom, molekül veya iyonların

Detaylı

Isı transferi (taşınımı)

Isı transferi (taşınımı) Isı transferi (taşınımı) Isı: Sıcaklık farkı nedeniyle bir maddeden diğerine transfer olan bir enerji formudur. Isı transferi, sıcaklık farkı nedeniyle maddeler arasında meydana gelen enerji taşınımını

Detaylı

NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI

NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI 1. Yarıyıl 1. Hafta ( 19.09.2011-23.09.2011 ) Nükleer reaktör türleri ve çalışma prensipleri Atomik boyuttaki parçacıkların yapısı Temel kavramlar Elektrostatiğin Temelleri,

Detaylı

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri

Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Elektronların Dağılımı ve Kimyasal Özellikleri Helyum (2), neon (10), argon (18)in elektron dağılımları incelendiğinde Eğer bu üç elementin birer elektronu daha olsaydı, her birinde yeni bir katman oluşacaktı.

Detaylı

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler

Temel Elektrik Elektronik. Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Seri Paralel Devrelere Örnekler Temel Elektrik Elektronik Yarıiletken Elemanlar Kullandığımız pek çok cihazın üretiminde

Detaylı

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu RADYASYON FİZİĞİ 1 Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu Herbirimiz kısa bir süre yaşarız ve bu kısa süre içerisinde tüm evrenin ancak çok küçük bir bölümünü keşfedebiliriz Evrenle ilgili olarak en anlaşılamayan

Detaylı

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti

Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti Deneyin Temeli Harici Fotoelektrik etki ve Planck sabiti deney seti Fotoelektrik etki modern fiziğin gelişimindeki anahtar deneylerden birisidir. Filaman lambadan çıkan beyaz ışık ızgaralı spektrometre

Detaylı

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison

Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Thomas Alva Edison Sensörler Öğr. Gör. Erhan CEMÜNAL Sıkı bir çalışmanın yerini hiç bir şey alamaz. Deha yüzde bir ilham ve yüzde doksandokuz terdir. Thomas Alva Edison İçerik TEMEL ELEKTRONİK KAVRAMLARI Transdüser ve Sensör

Detaylı

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır.

Soygazların bileşik oluşturamamasının sebebi bütün orbitallerinin dolu olmasındandır. KİMYASAL BAĞLAR Kimyasal bağ, moleküllerde atomları birarada tutan kuvvettir. Bir bağın oluşabilmesi için atomlar tek başına bulundukları zamankinden daha kararlı (az enerjiye sahip) olmalıdırlar. Genelleme

Detaylı

ATOMLAR ARASI BAĞLAR

ATOMLAR ARASI BAĞLAR MALZEME 2. HAFTA 1 ATOMSAL BAĞ ATOMLAR ARASI BAĞLAR Atomlar, atomlar arası bağ kuvvetleri ile bir araya gelirler. Malzemenin en küçük yapı taşı olan atomları bağ kuvvetleri bir arada tutar. Atomsal bağların

Detaylı

Fotovoltaik Teknoloji

Fotovoltaik Teknoloji Fotovoltaik Teknoloji Bölüm 3: Güneş Enerjisi Güneşin Yapısı Güneş Işınımı Güneş Spektrumu Toplam Güneş Işınımı Güneş Işınımının Ölçülmesi Dr. Osman Turan Makine ve İmalat Mühendisliği Bilecik Şeyh Edebali

Detaylı

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI)

MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI) MALZEME BİLİMİ (DERS NOTLARI) Bölüm 4. Malzemelerde Atom ve İyon Hareketleri Doç.Dr. Özkan ÖZDEMİR Doç. Dr. Özkan ÖZDEMİR Hedefler Malzemelerde difüzyon uygulamalarını ve prensipleri incelemek. Difüzyonun

Detaylı

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak

RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi. Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak RÖNTGEN FİZİĞİ 5 X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi Doç. Dr. Zafer KOÇ Başkent Üniversitesi Tıp Fak X-ışınlarının özellikleri, kalitesi ve kantitesi X-ışınları cam veya metal kılıfın penceresinden

Detaylı

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ

BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ BARTIN ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ METALURJİ VE MALZEME MÜHENDİSLİĞİ MALZEME LABORATUARI II DERSİ AKIMLI VE AKIMSIZ KAPLAMALAR DENEY FÖYÜ Gelişen teknoloji ile beraber birçok endüstri alanında kullanılabilecek

Detaylı

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler

Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler Kimyasal Bağlar; Atomların bir arada tutulmalarını sağlayan kuvvetlerdir Atomlar daha düşük enerjili duruma erişmek (daha kararlı olmak) için bir araya gelirler İki ana gruba ayrılır Kuvvetli (birincil,

Detaylı

Theory Tajik (Tajikistan)

Theory Tajik (Tajikistan) Q3-1 Büyük Hadron Çarpıştırıcısı Bu probleme başlamadan önce ayrı bir zarfta verilen genel talimatları lütfen okuyunuz. Bu görevde, CERN de bulunan parçacık hızlandırıcısının LHC ( Büyük Hadron Çarpıştırıcısı)

Detaylı

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme

Boya eklenmesi Kısmen karışma Homojenleşme DİFÜZYON 1 Katı içerisindeki atomların hareketi yüksek konsantrasyon bölgelerinden düşük konsantrasyon bölgelerine doğrudur. Kayma olayından farklıdır. Kaymada hareketli atom düzlemlerindeki bütün atomlar

Detaylı

HOŞGELDİNİZ MIG-MAG GAZALTI KAYNAKNAĞINDA ARK TÜRLERİ. K ayna K. Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi. Teknolojisi.

HOŞGELDİNİZ MIG-MAG GAZALTI KAYNAKNAĞINDA ARK TÜRLERİ. K ayna K. Sakarya Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi. Teknolojisi. MIG-MAG GAZALTI KAYNAKNAĞINDA ARK TÜRLERİ K ayna K K ayna K Teknolojisi Teknolojisi HOŞGELDİNİZ Doç. Dr. Hüseyin UZUN Kaynak Eğitimi Ana Bilim Dalı Başkanı 1 /47 ELEKTRİK ARKI NASIL OLUŞUR MIG-MAG gazaltı

Detaylı

SICAKLIK ALGILAYICILAR

SICAKLIK ALGILAYICILAR SICAKLIK ALGILAYICILAR AVANTAJLARI Kendisi güç üretir Oldukça kararlı çıkış Yüksek çıkış Doğrusal çıkış verir Basit yapıda Doğru çıkış verir Hızlı Yüksek çıkış Sağlam Termokupldan (ısıl İki hatlı direnç

Detaylı

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com

Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU. hasanyolcu.wordpress.com Yrd. Doç. Dr. H. Hasan YOLCU hasanyolcu.wordpress.com En az iki atomun belli bir düzenlemeyle kimyasal bağ oluşturmak suretiyle bir araya gelmesidir. Aynı atomda olabilir farklı atomlarda olabilir. H 2,

Detaylı

Radyasyon, Radyoaktivite, Doz, Birimler ve Tanımlar. Dr. Halil DEMİREL

Radyasyon, Radyoaktivite, Doz, Birimler ve Tanımlar. Dr. Halil DEMİREL Radyasyon, Radyoaktivite, Doz, Birimler ve Tanımlar Dr. Halil DEMİREL Radyasyon, Radyoaktivite, Doz ve Birimler Çekirdek Elektron Elektron Yörüngesi Nötron Proton Nükleon Atom 18.05.2011 TAEK - ADHK 2

Detaylı

ELEKTROMANYETİK İ ALANLAR. Prof. Dr. M. Tunaya KALKAN İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi

ELEKTROMANYETİK İ ALANLAR. Prof. Dr. M. Tunaya KALKAN İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi ELEKTROMANYETİK İ ALANLAR ve RADYASYON ÖLÇÜMLERİ Prof. Dr. M. Tunaya KALKAN İÜ Cerrahpaşa Tıp Fakültesi Biyofizik Anabilim Dalı GİRİŞ Dört temel kuvvet a) Gravitasyonel kuvvetler, kütleler gezegenler ve

Detaylı

İstatistiksel Mekanik I

İstatistiksel Mekanik I MIT Açık Ders Malzemeleri http://ocw.mit.edu 8.333 İstatistiksel Mekanik I: Parçacıkların İstatistiksel Mekaniği 2007 Güz Bu materyallerden alıntı yapmak veya Kullanım Şartları hakkında bilgi almak için

Detaylı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METOTLAR II DOĞRUSAL ISI İLETİMİ DENEYİ 1.Deneyin Adı: Doğrusal ısı iletimi deneyi..

Detaylı

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ. X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ. X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ X-Işını Spektroskopisi Yrd. Doç. Dr. Gökçe MEREY X-IŞINI SPEKTROSKOPİSİ X-ışını spektroskopisi, X-ışınlarının emisyonu, absorbsiyonu ve difraksiyonuna (saçılması) dayanır. Kalitatif

Detaylı

FİSYON. Ağır çekirdekler nötronla bombardıman edildiklerinde bölünürler.

FİSYON. Ağır çekirdekler nötronla bombardıman edildiklerinde bölünürler. FİSYON Ağır çekirdekler nötronla bombardıman edildiklerinde bölünürler. Fisyon ilk defa 1934 te Ida Noddack tarafından önerilmiştir. Otto Hahn & Fritz Strassman Berlin (1938) de yaptıkları deneylerde hızlı

Detaylı

Bir etkileşmeden çıkan parçacıkları algılamak için dedektörler kullanılır. Gözümüz en mükemmel dedektörlerden biridir m den büyük boyutları

Bir etkileşmeden çıkan parçacıkları algılamak için dedektörler kullanılır. Gözümüz en mükemmel dedektörlerden biridir m den büyük boyutları DEDEKTÖRLER Bir etkileşmeden çıkan parçacıkları algılamak için dedektörler kullanılır. Gözümüz en mükemmel dedektörlerden biridir. 10 4 m den büyük boyutları gözlerimizle inceleyebiliriz. 10 6 m ye kadar

Detaylı

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek

2- Bileşim 3- Güneş İç Yapısı a) Çekirdek GÜNEŞ 1- Büyüklük Güneş, güneş sisteminin en uzak ve en büyük yıldızıdır. Dünya ya uzaklığı yaklaşık 150 milyon kilometre, çapı ise 1.392.000 kilometredir. Bu çap, Yeryüzünün 109 katı, Jüpiter in de 10

Detaylı

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır.

Element atomlarının atom ve kütle numaraları element sembolleri üzerinde gösterilebilir. Element atom numarası sembolün sol alt köşesine yazılır. Atom üç temel tanecikten oluşur. Bunlar proton, nötron ve elektrondur. Proton atomun çekirdeğinde bulunan pozitif yüklü taneciktir. Nötron atomun çekirdeğin bulunan yüksüz taneciktir. ise çekirdek etrafında

Detaylı

CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ

CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ CANLILARIN KİMYASAL İÇERİĞİ Prof. Dr. Bektaş TEPE Canlıların Savunma Amaçlı Kimyasal Üretimi 2 Bu ünite ile; Canlılık öğretisinde kullanılan kimyasal kavramlar Hiyerarşi düzeyi Hiyerarşiden sorumlu atom

Detaylı

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri

12. Ders Yarıiletkenlerin Elektronik Özellikleri 12. Ders Yarıiletkenlerin lektronik Özellikleri T > 0 o K c d v 1 Bu bölümü bitirdiğinizde, Yalıtkan, yarıiletken, iletken, Doğrudan (direk) ve dolaylı (indirek) bant aralığı, tkin kütle, devingenlik,

Detaylı

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi

MAKRO-MEZO-MİKRO. Deney Yöntemleri. MİKRO Deneyler Zeta Potansiyel Partikül Boyutu. MEZO Deneyler Reolojik Ölçümler Reometre (dinamik) Roww Hücresi Kolloidler Bir maddenin kendisi için çözücü olmayan bir ortamda 10-5 -10-7 cm boyutlarında dağılmasıyla oluşan çözeltiye kolloidal çözelti denir. Çimento, su, agrega ve bu sistemin dispersiyonuna etki

Detaylı

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010 WEBSİTE www2.aku.edu.tr/~hitit Dersler İÇERİK Metalik Malzemelerin Genel Karakteristiklerİ Denge diyagramları Ergitme ve döküm Dökme demir ve çelikler

Detaylı

20.03.2012. İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir.

20.03.2012. İlk elektronik mikroskobu Almanya da 1931 yılında Max Knoll ve Ernst Ruska tarafından icat edilmiştir. SERKAN TURHAN 06102040 ABDURRAHMAN ÖZCAN 06102038 1878 Abbe Işık şiddetinin sınırını buldu. 1923 De Broglie elektronların dalga davranışına sahip olduğunu gösterdi. 1926 Busch elektronların magnetik alanda

Detaylı

Farklı malzemelerin dielektrik sabiti LEP 4.2.06_00

Farklı malzemelerin dielektrik sabiti LEP 4.2.06_00 PHYWE Farklı malzemelerin dielektrik sabiti LEP 4.2.06_00 İlgili başlıklar Maxwell in eşitlikleri, elektrik sabiti, plaka kapasitörün kapasitesi, gerçek yükler, serbest yükler, dielektrik deplasmanı, dielektrik

Detaylı

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot

Paslanmaz Çelik Gövde. Yalıtım Sargısı. Katalizör Yüzey Tabakası. Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Paslanmaz Çelik Gövde Yalıtım Sargısı Egzoz Emisyonları: Su Karbondioksit Azot Katalizör Yüzey Tabakası Egzoz Gazları: Hidrokarbonlar Karbon Monoksit Azot Oksitleri Bu bölüme kadar, açıkça ifade edilmese

Detaylı

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 5 DENEYİN ADI: SUYUN ELEKTRİK ENERJİSİ İLE AYRIŞMASI

HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN. Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 5 DENEYİN ADI: SUYUN ELEKTRİK ENERJİSİ İLE AYRIŞMASI HAZIRLAYAN Mutlu ŞAHİN Hacettepe Fen Bilgisi Öğretmenliği DENEY NO: 5 DENEYİN ADI: SUYUN ELEKTRİK ENERJİSİ İLE AYRIŞMASI DENEYİN AMACI: ELEKTRİK ENERJİSİNİ KULLANARAK SUYU KENDİSİNİ OLUŞTURAN SAF MADDELERİNE

Detaylı

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez.

Radyoaktif elementin tek başına bulunması, bileşik içinde bulunması, katı, sıvı, gaz, iyon halinde bulunması radyoaktif özelliğini etkilemez. RADYOAKTİFLİK Kendiliğinden ışıma yapabilen maddelere radyoaktif maddeler denir. Radyoaktiflik çekirdek yapısıyla ilişkilidir. Radyoaktif bir atom hangi bileşiğin yapısına girerse o bileşiği radyoaktif

Detaylı

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 3 : YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK (MEB)

ÖĞRENME ALANI : FĐZĐKSEL OLAYLAR ÜNĐTE 3 : YAŞAMIMIZDAKĐ ELEKTRĐK (MEB) ÖĞENME ALANI : FZKSEL OLAYLA ÜNTE 3 : YAŞAMIMIZDAK ELEKTK (MEB) B ELEKTK AKIMI (5 SAAT) (ELEKTK AKIMI NED?) 1 Elektrik Akımının Oluşması 2 Elektrik Yüklerinin Hareketi ve Yönü 3 ler ve Özellikleri 4 Basit

Detaylı

PERİYODİK CETVEL

PERİYODİK CETVEL BÖLÜM4 W Periyodik cetvel, elementlerin atom numaraları esas alınarak düzenlenmiştir. Bu düzenlemede, kimyasal özellikleri benzer olan (değerlik elektron sayıları aynı) elementler aynı düşey sütunda yer

Detaylı

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir.

MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. MADDE NEDİR? Çevremize baktığımızda gördüğümüz her şey örneğin, dağlar, denizler, ağaçlar, bitkiler, hayvanlar ve hava birer maddedir. Her maddenin bir kütlesi vardır ve bu tartılarak bulunur. Ayrıca her

Detaylı

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION)

PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION) PÜSKÜRTME ŞEKİLLENDİRME (SPRAY FORMING / SPRAY DEPOSITION) Püskürtme şekillendirme (PŞ) yöntemi ilk olarak Osprey Ltd. şirketi tarafından 1960 lı yıllarda geliştirilmiştir. Günümüzde püskürtme şekillendirme

Detaylı

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM)

BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) BÖLÜM 3 DİFÜZYON (YAYINIM) 1 Mürekkebin suda yayılması veya kolonyanın havada yayılması difüzyona örnektir. En hızlı difüzyon gazlarda görülür. Katılarda atom hareketleri daha yavaş olduğu için katılarda

Detaylı

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama

SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama SEM İncelemeleri için Numune Hazırlama Giriş Taramalı elektron mikroskobunda kullanılacak numuneleri, öncelikle, Vakuma dayanıklı (buharlaşmamalı) Katı halde temiz yüzeyli İletken yüzeyli olmalıdır. Günümüzde

Detaylı

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM

ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM ATOM HAREKETLERİ ve ATOMSAL YAYINIM 1. Giriş Malzemelerde üretim ve uygulama sırasında görülen katılaşma, çökelme, yeniden kristalleşme, tane büyümesi gibi olaylar ile kaynak, lehim, sementasyon gibi işlemler

Detaylı

7. Sınıf Fen ve Teknoloji

7. Sınıf Fen ve Teknoloji KONU: Atomun Yapısı Saçlarımızın elektriklenmesi, araba kapısına çarpan parmak uçlarımızın elektriksel yük boşalmasından dolayı karıncalanması, cam çubuğun kumaşa sürtüldükten sonra kâğıdı çekmesi, kazağımızı

Detaylı

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler

MALZEME BİLGİSİ. Katı Eriyikler MALZEME BİLGİSİ Dr.- Ing. Rahmi ÜNAL Konu: Katı Eriyikler 1 Giriş Endüstriyel metaller çoğunlukla birden fazla tür eleman içerirler, çok azı arı halde kullanılır. Arı metallerin yüksek iletkenlik, korozyona

Detaylı

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLECİK ŞEYH EDEBALİ ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE VE İMALAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MÜHENDİSLİKTE DENEYSEL METODLAR -I TAŞINIM VE IŞINIMLA BİRLEŞİK ISI TRANSFERİ DENEY FÖYÜ 1. Deney Amacı Farklı

Detaylı

Gazların radyasyon kimyası

Gazların radyasyon kimyası Gazların radyasyon kimyası Radyasyon kimyası açısından gazlar sıvı ve katılara göre deneysel araştırmalara daha uygundur. Gazlarda farklı radyasyon tipleri ile elde edilen ürünler hemen hemen aynıdır.

Detaylı