AMETĠST 'ĠN TERMOLÜMĠNESANS VE OPTĠKSEL ÖZELLĠKLERĠNĠN ARAġTIRILMASI SERA ĠFLAZOĞLU HASAN YÜREK ADĠL CANIMOĞLU

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "AMETĠST 'ĠN TERMOLÜMĠNESANS VE OPTĠKSEL ÖZELLĠKLERĠNĠN ARAġTIRILMASI SERA ĠFLAZOĞLU HASAN YÜREK ADĠL CANIMOĞLU"

Ebru Kubat
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 AMETĠST 'ĠN TERMOLÜMĠNESANS VE OPTĠKSEL ÖZELLĠKLERĠNĠN ARAġTIRILMASI SERA ĠFLAZOĞLU HASAN YÜREK ADĠL CANIMOĞLU Niğde Üniversitesi, Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü, Niğde

2 GĠRĠġ Doğal radyasyonun olduğu bir çevre içinde yaģamaktayız. Karasal ortamdaki kayalarda ve deniz ortamındaki sedimentlerde radyoaktif maddeler bulunduğu gibi atmosferde de kozmik ıģınların etkisiyle radyoaktivite oluģur. Ġnsanoğlu ve diğer canlılar milyonlarca yıldan beri evrenden gelen kozmik ıģınlar ve yerkürede bulunan doğal radyoaktif maddelerden yayılan radyasyona maruz kalmakta ve tüm canlılar var oluģlarından bu yana sürekli olarak doğal radyasyonla iç içe yaģamaktadırlar.

3 Radyasyon çeģitli hasarlar oluģtururken diğer yandan pozitif amaçlarla kullanımı vazgeçilmez olmuģtur. Radyoaktiflik hemen hemen bütün bilimsel ve teknik alanlarda geniģ bir uygulama alanına sahiptir. Radyoaktivite uygulamaları ve radyasyon ölçümü, Tıp, Tarih, Arkeoloji ve Jeoloji gibi birçok bilimsel ve teknik alanda kullanılmaktadır. Radyasyondan faydalanılarak yapılan çalıģmalar yaģam koģullarımızın geliģmesinde önemli bir rol oynamıģtır.

4 AMAÇ Ametist kristalinin radyasyon dozimetrisinde bir dozimetre olarak güvenli bir Ģekilde kullanılıp kullanılmayacağını tespit etmektir.

5 TERMOLÜMĠNESANS Termolüminesans, bir iletken veya yalıtkanın ıģınlamalar sırasında soğurduğu enerjiyi malzeme ısıtıldığında ıģık olarak yayımlanması olarak tanımlanır. TL iģlemi süresince sıcaklığının fonksiyonu olarak örnekten yayımlanan ıģığın miktarının grafiği TL parıldama eğrisi olarak bilinir.

6 Intensity TERMOLÜMĠNESANSIN SEMBOLĠK YAKLAġIMI 1. evre 2. evre tuzak Lüminesans merkezi sıcaklık ( 0 C)

7 KĠNETĠK PARAMETRELER TL tuzakları için aktivasyon enerjisi E (tuzak derinliği olarak da adlandırılır) Frekans faktörü s Kinetik derecesi b

8 PĠK ġeklġ METODU

9 T M maksimumdaki pik sıcaklığı T 1 ve T 2 sırasıyla T M nin yarı Ģiddetinde her iki yanındaki sıcaklıklar τ= T M - T 1 pikin düģük sıcaklık kısmındaki yarı geniģlik δ= T 2 T M parıldama pikinin artan sıcaklık kısmındaki yarı geniģlik ω= T 2 T 1 toplam yarı geniģlik μ= δ / ω geometrik Ģekil ya da simetri faktörü olarak isimlendirilir.

10 c ( ' g 0.42) b ( ' g 0.42) c ( ' g 0.42) b 0 c ( ' g 0.42) b 1 E c kt ( 2 m ) b (2kT m )

11 s E kt E exp( ) 1 ( b 1) 2 m ktm m 1 m=2kt m /E

12 AMETĠST KRĠSTALĠNE RADYASYON UYGULANMADAN ALINAN TERMOLÜMĠNESANS ÖLÇÜMLERĠ

13 TL şiddeti Farklı ısıtma oranları için elde edilen parıldama eğrileri Sıcaklık 0 C

14 AMETĠST KRĠSTALĠNE RADYASYON UYGULANDIKTAN SONRA ALINAN TERMOLÜMĠNESANS ÖLÇÜMLERĠ

15 TL şiddeti Ametist kristaline 300Gy X-ıĢını dozu verildikten sonra farklı ısıtma oranları için elde edilen parıldama eğrileri Sıcaklık o C

16 β( 0 C/s) Pik I M T M ( 0 C) E τ (ev) E δ (ev) E ω (ev) s τ (s -1 ) s δ (s -1 ) s ω (s -1 ) x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x10 26

17 TL şiddeti Ametist kristaline 600Gy X-ıĢını dozu verildikten sonra farklı ısıtma oranları için elde edilen parıldama eğrileri Sıcaklık 0 C

18 β( 0 C/s) Pik I M T M ( 0 C) E τ (ev) E δ (ev) E ω (ev) s τ (s -1 ) s δ (s -1 ) s ω (s -1 ) x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x10 27

19 TL şiddeti Ametist kristaline 1800Gy X-ıĢını dozu verildikten sonra farklı ısıtma oranları için elde edilen parıldama eğrileri Sıcaklık 0 C

20 β( 0 C/s) Pik I M T M ( 0 C) E τ (ev) E δ (ev) E ω (ev) s τ (s -1 ) s δ (s -1 ) s ω (s -1 ) x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x10 26

21 FARKLI X-IġIN DOZLARINA MARUZ BIRAKILAN AMETĠST KRĠSTALĠNĠN PARILDAMA EĞRĠLERĠNĠN KARġILAġTIRILMASI

22 TL şiddeti Farklı X-ıĢın dozlarına maruz bırakılan kristalin β=2 0 C/s ısıtma oranı için elde edilen parıldama eğrileri Gy 600Gy 900Gy 1800Gy Sıcaklık 0 C

23 TL şiddeti Farklı X-ıĢın dozlarına maruz bırakılan kristalin β=3 0 C/s ısıtma oranı için elde edilen parıldama eğrileri Gy 600Gy 900Gy 1800Gy Sıcaklık 0 C

24 TL şiddeti Farklı X-ıĢın dozlarına maruz bırakılan kristalin β=5 0 C/s ısıtma oranı için elde edilen parıldama eğrileri Gy 600Gy 900Gy 1800Gy Sıcaklık 0 C

25 AMETĠST KRĠSTALĠNE TAVLAMA ĠġLEMĠ VE RADYASYON UYGULANDIKTAN SONRA ALINAN TERMOLÜMĠNESANS ÖLÇÜMLERĠ

26 TL şiddeti C tavlama sıcaklığında 300Gy X-ıĢın dozu verilerek elde edilen parıldama eğrisi ve 300Gy X-ıĢın dozu verilerek elde edilen parıldama eğrilerinin karģılaģtırılması 200 C 0 C Sıcaklık 0 C

27 200 0 C tavlama sıcaklığında 300Gy X-ıĢın dozu verilerek β=1 0 C/s ısıtma oranı için elde edilen parıldama eğrisinin maksimum Ģiddeti, maksimum sıcaklığı ve kinetik parametre değerleri Pik I M T M ( 0 C) E τ (ev) E δ (ev) E ω (ev) s τ (s -1 ) s δ (s -1 ) s ω (s -1 ) x x x x x x10 16

28 TL şiddeti C tavlama sıcaklığında 1800Gy X-ıĢın dozu verilerek elde edilen parıldama eğrisi ve 1800Gy X-ıĢın dozu verilerek elde edilen parıldama eğrilerinin karģılaģtırılması 400 C 0 C Sıcaklık 0 C

29 400 0 C tavlama sıcaklığında 1800Gy X- ıģın dozu verilerek β=1 0 C /s ısıtma oranı için elde edilen parıldama eğrisinin maksimum Ģiddeti, maksimum sıcaklığı ve kinetik parametre değerleri Pik I M T M ( 0 C) E τ (ev) E δ (ev) E ω (ev) s τ (s -1 ) s δ (s -1 ) s ω (s -1 ) x x x x x x10 21

30 OPTĠKSEL SOĞURMA ĠġLEMLERĠ

31 Soğurma Şiddeti-1 Ametist kristalinin soğurulma bandı Dalgaboyu (nm)

32 Soğurma Şiddeti-1 Ametist kristalinin soğurulma bandı Dalgaboyu (nm)

33 SONUÇLAR

34 Ametist kristalinin termolüminesans ölçümleri sonucunda elde edilen parıldama eğrileri ve bu eğrilerden yararlanarak farklı doza maruz bırakılan, farklı ısıtma oranlarında ısıtılan ve farklı tavlama sıcaklık iģlemlerine tabi tutulan kristalin bu durumlar için belirlenen kinetik parametreleri incelendi. Ametist kristaline tavlama ve radyasyon iģlemi uygulamadan önce farklı ısıtma oranları için TL parıldama eğrileri elde edildi. YaklaĢık olarak C sıcaklık civarındaki tüm sığ tuzakların boģaldığı ve C sıcaklık değerinden daha yüksek sıcaklıklarda var olan derin tuzaklarda tuzaklanan elektronların ısıtma oranının artmasıyla azaldığı gözlendi.

35 Ametist kristaline X-ıĢın dozu verildikten sonra farklı ısıtma oranlarına göre elde edilen parıldama eğrilerine göre ısıtma oranı artıkça TL Ģiddetinin azaldığı ve parıldama eğrilerinin yüksek sıcaklıklara doğru bir kayma oluģturduğu görüldü. Ametist kristaline radyasyon uygulandıktan sonra elde edilen parıldama eğrilerinde iki pik oluģtuğu gözlendi. Bu parıldama eğrilerinin kinetik parametre değerleri pik Ģekli metodu kullanılarak hesaplandı.

36 Ametist kristali farklı X-ıĢın dozlarına maruz bırakılarak aynı ısıtma hızı için elde edilen parıldama eğrilerinde doz miktarının artmasıyla parıldama eğrilerinin TL Ģiddetinin arttığı görüldü. Ametist kristalinin soğurma bantlarının ve pik değerlerinin belirlenmesi için optik soğurma ölçümleri alındı. Ultraviyole-görünür-yakıninfrared bölgelerini kapsayan (200nm -800nm aralığı) optik soğurma eğrileri elde edildi. Renk merkezlerini oluģturan soğurma bantlarında 228nm ve 360nm dalga boyunda dar ve 466nm- 530nm dalga boyu aralığı ile 450nm-530nm dalga boyu aralığında geniģ soğurma bantlarının olduğu gözlendi.

37 KAYNAKLAR [1] McKeever, S.W.S., 1985, Thermoluminescence of Solids, Cambridge University Press, London. [2] Vij, D.R., 1998, Luminescence of Solids, Plenum Pres, New York. [3] McKeever, S.W.S., Moscovitch, M., Townsend, P.D., 1995, Thermoluminescence Dosimetry Materials: Properties and Uses, Nuclear Technology Publishing, Kent. [4] Pagonis, V., Kitis, G., Furetta, C., 2006, Numerical and Practical Exercises in Thermoluminescence, Springer Pres, New York. [5] Furetta, C. and Weng, P.S., 1998, Operational thermoluminescence dosimetry, World Scientific, Singapore, River Edge, N.J. [6] Chen, R. and McKeever, S.W.S., 1997, Theory of Thermoluminescence and Related Phenomena: Singapore: World Scientific. [7] S.W.S. McKeever, Phys. Status Solidi a, 62, 331, [8] R. Chen and S.A.A Winner, J. Appl. Phys. 41, 5227, [9] R. Chen, J. Appl. Phys. 40, 570, [10] R: Chen, J. Electrochem. Soc. 116, 1254, 1969.

38 Bölüm laboratuarlarında her türlü çalıģma yapma olanağını sağlayan Celal Bayar Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Fizik Bölüm BaĢkanı Sayın Prof. Dr. Nurdoğan CAN a teģekkür ederim.

39 TEġEKKÜRLER

Benzer belgeler

Seydişehir Alüminasında Gözlemlenen Feding Olayının Tünel Mekanizması ile Açıklanması

Seydişehir Alüminasında Gözlemlenen Feding Olayının Tünel Mekanizması ile Açıklanması Erdem UZUN 1, Yasemin YILDIZ YARAR 2, A. Necmeddin YAZICI 3 1 Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi, Fen Fakültesi, Fizik