Nükleer Spektroskopi Arş. Gör. Muhammed Fatih KULUÖZTÜRK fatih.fizik@gmail.com



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

İçerik. Temel Atom ve Çekirdek Yapısı RADYASYON TEMEL KAVRAMLAR. Çekirdek. Nötronlar (yüksüz) Elektronlar (-1)

Kaynak: Forum Media Yayıncılık; İş Sağlığı ve Güvenliği için Eğitim Seti

1. Hafta. İzotop : Proton sayısı aynı nötron sayısı farklı olan çekirdeklere izotop denir. ÖRNEK = oksijenin izotoplarıdır.

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ DERS. Prof. Dr. Haluk YÜCEL RADYASYON DEDEKSİYON VERİMİ, ÖLÜ ZAMAN, PULS YIĞILMASI ÖZELLİKLERİ

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Bölüm 4 Nükleer Fiziğin Uygulamaları. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

Nötronlar kinetik enerjilerine göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar

Çok kanallı analizör deneylerinin ilk aşaması olan enerji kalibrasyonu incelenecektir.

UBT Foton Algılayıcıları Ara Sınav Cevap Anahtarı Tarih: 22 Nisan 2015 Süre: 90 dk. İsim:

ALARA RGD RKS SINAVI ÇALIŞMA SORULARI

Nükleer Tekniklerin Endüstriyel Uygulamalarında Radyasyondan Korunma. Prof.Dr.Ali Nezihi BİLGE İstanbul Bilgi Üniversitesi

RADYASYON KAYNAKLARI VE RADYASYONDAN KORUNMA

BAKIR ATOMUNDA K,L,M ZARFLARI

RADYASYON FİZİĞİ 5. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

Bölüm 7 Radyasyon Güvenliği. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

Bitlis Eren Üniversitesi Đleri Araştırma Laboratuarı Nükleer Fizik Birimi

Doz Birimleri. SI birim sisteminde doz birimi Gray dir.

Radyasyon nedir Nasıl ölçülür Günlük pratikte alınan radyasyon ERCP de durum ne Azaltmak için ne yapılabilir

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ

RADYASYON GÜVENLİĞİ TÜZÜĞÜ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN VE MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 3 s Ekim 2005

ALETLİ ANALİZ YÖNTEMLERİ

Radyasyon ve Tipleri

BĠR BETA KAYNAĞININ LÜMĠNESANS ÖLÇÜMLERĠ ĠÇĠN KALĠBRASYONU

6- RADYASYON KAYNAKLARI VE DOZU

Radyasyon Yaralılarının Tıbbi Yönetimi

Prof. Dr. Niyazi MERİÇ Ankara Üniversitesi Nükleer Bilimler Enstitüsü

Adem Aköl Kalite Konseyi Başkanı

Büyük Patlama ve Evrenin Oluşumu. Test 1 in Çözümleri

GÜNEŞİN ELEKTROMANYETİK SPEKTRUMU

AİLE VE TÜKETİCİ HİZMETLERİ

RADYOAKT FL K. ALIfiTIRMALARIN ÇÖZÜMÜ. 5. a) Denklemi yazd m zda; 1. Yar lanma süresi T 1/2. 6. a) Madde miktar n 8 m gram al rsak 7 m gram

ÇEKİRDEK KİMYASI. Kimya Ders Notu

HIZLANDIRICILARDA RADYASYON GÜVENL

RADYASYON VE RADYASYONDAN KORUNMA

Sağlık Fiziği. 1. Bölüm

RADYONÜKLİTLERİN KİMYASI VE ANALİZİ

X-IŞINLARI FLORESAN ve OPTİK EMİSYON SPEKTROSKOPİSİ

RADYASYON FİZİĞİ 1. Prof. Dr. Kıvanç Kamburoğlu

NORMAL ÖĞRETİM DERS PROGRAMI

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

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ENERJİ ENSTİTÜSÜ AYVALIK SARIMSAKLI KUMSALI DENİZ SUYU VE KUM ÖRNEKLERİNDE K-40 RADYOİZOTOPU TAYİNİ

RADYASYON DEDEKTÖR ÇEŞİTLERİ

Radyasyon Sağlığı ve Korunma

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

X IŞINLARININ ELDE EDİLİŞİ

İYONLAŞTIRICI RADYASYON BULUNAN İŞYERLERİNDE İŞ HİJYENİ

X IŞINLARININ NİTELİĞİ VE MİKTARI

RADYOAKTİF MADDE KULLANIMINDAN OLUŞAN ATIKLARA İLİŞKİN YÖNETMELİK

ÜNİTE 13. Radyoaktivite. Amaçlar. İçindekiler. Öneriler

Lineer Enerji Transferi (LET) ve Rölatif Biyolojik Etkinin (RBE) Radyobiyolojik Önemi


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

Doğal Gypsum (CaSO 4.2H 2 O) Kristallerinin Termolüminesans (TL) Tekniği ile Tarihlendirilmesi. Canan AYDAŞ, Birol ENGİN, Talat AYDIN TAEK

NÜKLEER FİSYON Doç. Dr. Turan OLĞAR

9- RADYASYONUN ETKİ MEKANİZMALARI 9.1- RADYASYONUN İNDİREKT (DOLAYLI) ETKİSİ

T.C. NEVŞEHİR ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ NEVŞEHİR İLİ VE İLÇELERİNDE TÜKETİLEN İÇME VE KAPLICA SULARINDA Kİ RADYOAKTİVİTENİN ÖLÇÜLMESİ

GİRİŞ. Sayın Tıbbi cihaz sektör çalışanları ve Yöneticileri

RADYASYON ÖLÇME SİSTEMLERİ

DIŞKAPI YILDIRIM BEYAZIT EĞİTİM VE ARAŞTIRMA HASTANESİ RADYASYON GÜVENLİK KOMİTESİ TEMEL RADYASYON BİLGİSİ TESTİ

İÇİNDEKİLER ANA BÖLÜM I: RADYASYON, RADYOAKTİVİTE,VÜCUDA ETKİLER VE RİSK KAVRAMI...1. Bölüm 1: Radyasyonla İlgili Kısa Açıklamalar...

Radyasyon Ölçüm Cihazları

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

RADYASYON Yrd. Doç. Dr. Aslı AYKAÇ. YDÜ Tıp Fakültesi Biyofizik AD

T.C. MİLLÎ EĞİTİM BAKANLIĞI EĞİTİM TEKNOLOJİLERİ GENEL MÜDÜRLÜĞÜ Ölçme Değerlendirme ve Açıköğretim Kurumları Daire Başkanlığı

RADYASYON ÖLÇÜMLER ve HASTA TR YAJI

SELÇUK ÜNİVERSİTESİ "RADYASYON GÜVENLİĞİ ÜST KURULU KURULUŞ VE ÇALIŞMA ESASLARI YÖNERGESİ BİRİNCİ BÖLÜM. Amaç, Kapsam, Yasal Dayanak ve Tanımlar

ÇALIŞTAY İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİNDE RADYASYONDAN KORUNMANIN YERİ VE ÖNEMİ. Prof. Dr. Doğan Bor

Prostat Kanserinde Prostat Spesifik Membran Antijen 177. Lu-DKFZ-617 ( 177 Lu-PSMA) Tedavisinde Organ ve Tümör Dozimetrisi: ilk sonuçlar

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

X-IŞINI FLORESANS SPEKTROSKOPİSİ. X-ışınları spektrometresi ile numunelerin yarı kantitatif olarak içeriğinin belirlenmesi.

Sıvı Sintilasyon Cihazı ile İçme Sularında. Trityum Seviyelerinin Belirlenmesi Gülcan Top YÜKSEK LİSANS TEZİ. Fizik Anabilim Dalı

NÜKLEER REAKSİYONLAR II

Özel İşlem Gerektirmeyen Radyoaktif Atıklara İlişkin Yönetmelik Başbakanlıktan:

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

ESM 309-Nükleer Mühendislik

RADYASYON ve RADYASYONDAN KORUNMA. Cansu Akbay Biyomedikal Yük. Mühendisi Elektrik Mühendisleri Odası Ankara Şubesi

Temel Radyoterapi ye Giriş. F.Ü. SHMYO Tıbbi Görüntüleme Teknikleri Selami SERHATLIOĞLU

Kazdağları/Edremit Ormanlık Alanlarında 137 Cs Kaynaklı Gama Doz Hızı Tahmini

ATOM ve İZOTOPlar RADYOAKTİVİTE ve RADYASYON. Prof. Dr. Arif Altıntaş

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

BÖLÜM 7. ENSTRÜMENTAL ANALİZ YÖNTEMLERİ Doç.Dr. Ebru Şenel

ATOM ve İZOTOPLAR. Prof. Dr. Arif Altıntaş.

RADYASYON ÖLÇÜM YÖNTEMLERİ

BİR ÜNİVERSİTE HASTANESİNDE İYONİZAN RADYASYON KAYNAKLARI İLE ÇALIŞAN SAĞLIK ÇALIŞANLARINDA İŞ SAĞLIĞI VE GÜVENLİĞİ DURUMLARININ DEĞERLENDİRİLMESİ

Türkiye de Kişisel Dozimetri Hizmeti

Soru 1 (20) 2 (20) 3 (30) 4 (30) Toplam Puan Radyasyon Fiziği Final Sınavı

Bölüm 1 Maddenin Yapısı ve Radyasyon. Prof. Dr. Bahadır BOYACIOĞLU

İzmir-Urla Bölgesi Tarım Topraklarında Doğal Radyoaktivitenin Belirlenmesi

Radyoaktif Çekirdekler

Radyasyondan Korunma Prensipleri ve Yönetmelikler Dr. Emin GÜNGÖR

Theory Tajik (Tajikistan)

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

Yeni bir radyoterapi yöntemi: Hadron terapi

Radyoaktivitenin Canlılar Üzerindeki Etkisi

T.C. KİLİS 7 ARALIK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Gümüşhane İli Günlük Doğal Kaynaklı Radyasyon Ölçüm Raporu [01-31 Aralık 2011]

Transkript:

BİTLİS EREN ÜNİVERSİTESİ FİZİK BÖLÜMÜ BÖLÜM SEMİNERLERİ 26.03.2014 Nükleer Spektroskopi Arş. Gör. Muhammed Fatih KULUÖZTÜRK fatih.fizik@gmail.com

NÜKLEER SPEKTROSKOPİ Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon Madde Etkileşmesi & Radyasyon Deteksiyonu Nükleer Elektronik Nükleer Spektroskopi Fotonükleer Reaksiyon ve spektroskopi

Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon, enerjinin bir noktadan başka bir noktaya parçacık ya da elektromanyetik dalga aracılığı ile taşınmasıdır. Parçacık radyasyona örnek olarak alfa, beta, nötron v.s. sayılabilir. Elektromanyetik radyasyona ise gama ve x-ışını örnek olarak gösterilebilir. Radyasyon yayılımı çekirdekten gerçekleşebileceği gibi atomik uyarılmalar ve yüklü parçacıkların hızlandırılması sonucunda da meydana gelebilir.

Radyasyonu tanımlarken üç temel niceliğini belirlemek gerekir; 1. Enerjisi (Düşük ya da yüksek enerjili) 2. Türü (Parçacık ya da elektromanyetik radyasyon) 3. Kaynağı (Doğal ya da yapay radyasyon) Radyasyonun tanımlanması sayesinde hangi radyonüklitten yayıldığı belirlenebilir. Böylece radyasyonun yarıömrü ve bozunum sabiti belirlenebilir. Ortamdaki radyasyonun karakteristik bilgileri belirlendikten sonra miktarını belirtmek amacıyla radyoaktivitesinin belirlenmesi gerekir. Aktivitenin birimi yeni birim sisteminde Becquerel (Bq)(bozunum/saniye) dir. Eski birim sisteminde ise buna Curie (Ci) karşılık gelir. (1 Ci=3,7x10 10 Bq)

Radyoaktif Bozunum Kanunu N t = N 0 e λt N(t) : t süre sonunda bozunmadan kalan miktar N 0 : Başlangıçtaki miktar : Bozunum sabiti t : Süre Yarılanma Süresi N(t)=N 0 /2, t = t 1/2 ; t 1/2 =ln2/ Aktivite A t = N(t) t A(t) N(t) = Ae - t

TERİM AKTİVİTE IŞINLAMA DOZU ESKİ Curie (Ci) ; 3,7x10 10 bozunum/saniye Röntgen (R); normal hava şartlarında (0 o C ve 760 mmhg basıncı) havanın 1 kg'ında 2.58x10 4 Coulomb'luk elektrik yükü değerinde (+) ve (-) iyonlar oluşturan X veya radyasyonu miktarıdır. BİRİMİ YENİ Becquerel (Bq); 1 bozunum/saniye Coulomb/kilogram (C/kg); normal hava şartlarında havanın 1kg'ında 1 coulomb'luk elektrik yükü değerinde (+) ve (-) iyonlar oluşturan X veya radyasyonu miktarıdır. DÖNÜŞÜM 1 Ci= 3,7x10 10 Bq 1 Ci=37 GBq 1 C/kg=3876 R 1 R= 2,58x10-4 C/kg SOĞURULMUŞ DOZ radiation absorbed dose (rad); ışınlanan maddenin 1 kg'ında 10 2 Joule'luk enerji soğurulması meydana getiren herhangi bir radyasyon miktarıdır. Gray (Gy); ışınlanan maddenin 1 kg'ında 1 Joule'luk enerji soğurulması meydana getiren herhangi bir radyasyon miktarıdır. 1 Gy=100 rad 1rad=0,01 Gy DOZ EŞDEĞERİ röntgen equivalent man (rem); 1 Röntgenlik X veya ışını ile aynı biyolojik etkiyi oluşturan herhangi bir radyasyon miktarıdır. rem=(rad)x(w R )* Sievert (Sv); 1 Gy lik X ve ışını ile aynı biyolojik etkiyi meydana getiren herhangi bir radyasyon miktarıdır. Sv=(Gy)x(W R )* 1 Sv=100 rem 1 rem=0,01 Sv

NÜKLEER SPEKTROSKOPİ Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon Madde Etkileşmesi & Radyasyon Deteksiyonu Nükleer Elektronik Nükleer Spektroskopi Fotonükleer Reaksiyon ve spektroskopi

RADYASYON MADDE ETKİLEŞİMİ Radyasyon madde ile etkileştiğinde madde içerisinde; hasar oluşumlarına, atomik uyarılmalara, elektron-pozitif iyon çifti oluşumuna, elektron-deşik çifti oluşumuna neden olur. Bu etkileşmeler sonucunda oluşan hasar, uyarılma veya iyon çiftlerinin miktarı, radyasyonun enerjisi ve tipine bağlı olduğu kadar radyasyonla etkileşen maddenin yapısına da bağlıdır.

Ağır yüklü parçacık radyasyonlar madde içerisinde kısa mesafelerde bütün enerjilerini bırakarak soğurulurlar. Bu nedenle madde içerisinde hasar oluşumuna sebep olurlar. Alfa Radyasyonunun polimer zincirle etkileşimi Katı hal iz detektöründe oluşan radyasyon izleri

Sintilasyon detektöründe radyasyon deteksiyonu Gama Radyasyonunun madde içerisinde sebep olduğu uyarılma

Radyasyonun maddesel ortamda meydana getirdiği iyonlaşma Gaz doldurulmuş tüp detektörlerde deteksiyon

Radyasyonun yarıiletken malzeme içerisindeki etkileşimi ve deteksiyonu

NÜKLEER SPEKTROSKOPİ Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon Madde Etkileşmesi & Radyasyon Deteksiyonu Nükleer Elektronik Nükleer Spektroskopi Fotonükleer Reaksiyon ve spektroskopi

Aktif sayım sistemleri, amaca uygun seçilmiş detektörler ile bunların en verimli çalıştırılabileceği bir elektronik sistemle birleştirilmesiyle elde edilir. Aktif sayım sistemleri anlık ya da toplam spektrum elde etmek ya da basit sayımlar yapmak için kullanılmaktadırlar. Detektöre farklı enerjilerde gelen radyasyonlar içerisinde detektörün, hangi enerjili radyasyon ile ne kadar etkileştiği ya da istenilen enerjiye sahip radyasyona ne kadar maruz kaldığı belirlenebilir. Bu belirleme işlemi çok kanallı analizör (Multi Channel Analyser-MCA) ve tek kanallı analizörler (Single Channel Analyser-SCA) ile gerçekleştirilir.

TÜRDEP Nükleer Elektronik Nükleer elektronik sistemler genel olarak; detektör, ön yükselteç, puls şekillendirici, ana yükselteç ve çıkış-gösterge katlarından oluşmaktadırlar. Detektörler, nükleer ışınımların elektriksel pulslara dönüştürülmesini sağlarlar. Yükselteçler, detektörlerden gelen pulsların çıkış ve gösterge aygıtlarınca güvenlikle ve rahatlıkla değerlendirilebilmesini sağlamak amacıyla, arada yükseltme ve şekillendirme işlemini yaparlar. Çıkış ve gösterge katları ise nükleer enerjinin elektriksel pulslara dönüştürülenlerinin sayılmasını, sıralanmasını ve diğer tür işlemleri yaparak kullanmaya sunan, değerlendiren ve bilgi veren bölümleridir.

Puls Yükseltme ve Şekillendirme Voltaj Duyarlı Ön-Yükselteç Yük Duyarlı Ön-Yükselteç Temel seviye düzeltici (baseline restorer) Sıfır kutup düzeltmesi (pole-zero cancellation) Yığılım önleyici (pile-up rejector)

Tek Kanallı Analizör Belirli bir enerji aralığındaki radyasyonu algılamak amacıyla kullanılırlar. Kabaca iki karşılaştırma devresinden (fark yükselteci) oluşurlar. Bu fark yükselteçlerinden biri alçak (alt) seviye ayırıcısını (E)(Lower Level Discriminator-LLD) oluşturur ve diğeri ise yüksek seviye ayırıcısını (E + E)(Upper Level Discriminator-ULD) oluşturur. Bu iki enerji aralığında kalan sinyaller sayım değeri kazanır ve dijital sinyallere dönüştürülerek kayıtçı birimine gönderilir.

Çok Kanallı Analizör Belirli bir enerji aralığını, sahip olduğu kanal sayısına bölerek ΔE enerji aralıklarında gelen radyasyonların algılanmasını gerçekleştiren sistemlerdir. Kabaca birden fazla SCA nın ardışık olarak birleştirilmiş halidir. Aynı anda farklı enerjilere sahip radyasyonlar algılanmak istendiğinde bu sistemler kullanılır. Kanal sayısı arttıkça sistemin enerji çözünürlüğü (resolution) artar.

NÜKLEER SPEKTROSKOPİ Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon Madde Etkileşmesi & Radyasyon Deteksiyonu Nükleer Elektronik Nükleer Spektroskopi Fotonükleer Reaksiyon ve spektroskopi

Spektrum oluşumu

Enerji Çözünürlüğü Detektörlerin kalitesini belirlemek için çoğunlukla kullanılan önemli parametrelerden birisi çözünürlüktür. Alfa parçacıkları ve çoğu fotonlar monoenerjiktir. Bu nedenle spektrumlarının keskin bir pik olması gerekir. Ancak radyoaktivitenin istatistiksel doğasına ve kullanılan sistemin karakteristiklerine bağlı olarak bu pik genişler. Detektörün çözünürlüğü pik genişliğinin bir ölçüsüdür. Maksimum yüksekliğin yarısındaki pik tam genişliği (FWHM Full Width at Half Maximum) olarak tanımlanır.

Gama Spektroskopisinde Spektrum Bileşenleri

Kalibrasyon: Bir ölçü aleti veya ölçme sisteminin gösterdiği veya bir ölçeğin ifade ettiği değerler ile, ölçülenin bilinen değerleri arasındaki ilişkiyi belli koşullar altında oluşturan işlemler dizisi olarak tanımlanır. Nükleer spektroskopide analizi yapılacak bir numunede ilgilenilen radyoaktif çekirdeğin yaydığı radyasyon enerjisi ve birim kütledeki aktivitesinin doğru bir şekilde saptanabilmesi için yapılan ön işlemler dizisi olarak adlandırılabilir. Enerji Kalibrasyonu (Kanal numaralarının fonksiyonu) Verim Kalibrasyonu (Ln(eff)= Ln(E) nin fonksiyonu) Çözünürlük (resolution) (FWHM 2 =enerjinin fonksiyonu) kalibrasyonu

Enerji Kalibrasyonu E = m.k + c E enerji, m elde edilen grafiğin eğimi, K kanal numarası, c düzeltme sabiti (sıfıra olabildiğince yakın)

Verim Kalibrasyonu ε = N A. t. P γ verim, N net sayım alanı, A kaynak aktivitesi, t net sayım süresi, P gamanın kaynaktan yayınlanma olasılığı. lnε = a 0 + a 1 (lne γ ) 1 +a 2 (lne γ ) 2 +a 3 (lne γ ) 3 +

Çözünürlük Kalibrasyonu FWHM = α + β. E

Region Of Interest

Aktivite ve Hata Hesaplama A = N E γ ε γ. t. P Eγ A : Aktivite (Bq/kg) N E : E enerjisine ait net sayım alanı : E enerjisine ait verim t : Net sayım süresi P E : E enerjili gamanın yayınlanma olasılığı Net alan hatası = (toplam alan hatası) 2 +(background hatası) 2 Toplam alan hatası= toplam alan

NÜKLEER SPEKTROSKOPİ Radyasyon ve Radyoaktivite Radyasyon Madde Etkileşmesi & Radyasyon Deteksiyonu Nükleer Elektronik Nükleer Spektroskopi Fotonükleer Reaksiyon ve spektroskopi

Nb 93 (,n)nb 92 fotonükleer reaksiyonu kullanılarak Nb 92 nin foton enerjilerinin ve bozunum sabitinin bulunması.

Nb 92 gama spektrumu

A t A 2t A 3t = A 0. e λ Nb.t = A t. e λ Nb.t = A 2t. e λ Nb.t... λ Nb = ln A 0 A(t) t

TEŞEKKÜRLER