Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Characterization of gamma radiation shielding properties of different ratios of Eu2O3 — Li2O — TeO2 mixtures using Geant4 simulation code and WinXCOM software

Yıl 2020, Cilt: 22 Sayı: 1, 204 - 215, 10.01.2020
https://doi.org/10.25092/baunfbed.680619

Öz

In this study, mass attenuation coefficient (µm), gamma transmission fraction (T), half value layer (HVL) and mean free path (MFP) of xEu2O3—(25-x)Li2O—75TeO2 (Lithium-Europium-tellurite) (x = 1%, 2%, 3%, 4%, 5% moles) glasses have been investigated at the gamma ray energies of 356 keV, 662 keV, 1173 keV, 1330 keV and 2510 keV by using the Geant4 model of a high purity germanium (HPGe) detector and WinXCOM database. When the results have been interpreted, depending on the high atomic number and the fraction of Europium in the chemical formula, it was seen that the glass sample with 5% moles of Eu2O3 has higher radiation shielding ability compared to the glass sample with 1% mol of Eu2O3

Kaynakça

  • Kılınçarslan, Ş., Başyiğit, C. ve Akkurt, İ., Barit Agregalı ağır betonların radyasyon zırhlama amacıyla kullanımının araştırılması, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22, 393-399, (2007).
  • Akkas, A., Tugrul, A.B., Addemir, A.O., Marsoglu, M. ve Agacan B., Radiation shielding effect of boron carbide aluminum metal matrix composite, Acta Physica Polonica A., 127, 947-949, (2015).
  • Sharaf, J.M. ve Hamideen, M.S., Photon attenuation coefficients and shielding effects of jordanian building materials, Annals of Nuclear Energy, 62, 50-56, (2013).
  • Olukotun, S.F., Gbenu, S.T., Ibitoye, F.I., Oladejo, O.F., Shittu, H.O., Fasasi, M.K. ve Balogun F.A., Investigation of gamma radiation shielding capability of two clay materials, Nuclear Engineering and Technology, 50, 957-962, (2018).
  • Singh, V.P., Shirmardi, S.P., Medhat, M.E. ve Badiger, N.M., Determination of mass attenuation coefficient for some polymers using monte carlo simulation, Vacuum, 119, 284-288, (2015).
  • Gokce, H.S., Ozturk, B.C., Cam, N.F. ve Cakir O.A., Gamma-ray attenuation coefficients and transmission thickness of high consistency heavyweight concrete containing mineral admixture, Cement & Concrete Composites, 92, 56-69, (2018).
  • Singh, J., Singh, H., Sharma, J., Singh, T. ve Singh P.S., Fusible alloys: a potential candidate for gamma rays shield design, Progress in Nuclear Energy, 106, 387-395, (2018).
  • Kumar, A., Kaur, R., Sayyed, M.I., Rashad, M., Singh, M. ve Ali, A.M., Physical, structural, optical and gamma ray shielding behavior of (20+x)PbO-10BaO-10-Na2O-10MgO-(50-x)B2O3 glasses, Physica B Condensed Matter, 552, 110-118, (2019).
  • Bagheria, R., Moghaddam, A.K., Shirmardi, S.P., Azadbakht, B. ve Saleh M., Determination of gamma-ray shielding properties for silicate glasses containing Bi2O3, PbO, and BaO, Journal of Non-Crystalline Solids, 479, 62-71, (2018).
  • Tijani, S.A., Kamal, S.M., Al-Hadeethi, Y., Arib M., Hussein, M.A., Wageh, S. ve Dim L.A., Radiation shielding properties of transparent erbium zinc tellurite glass system determined at medical diagnostic energies, Journal of Alloys and Compounds, 741, 293-299, (2018).
  • Kumar, A., Gamma ray shielding properties of PbO-Li2O-B2O3 glasses, Radiation Physics and Chemistry, 136 50-53, (2017).
  • Kaewjaeng, S., Kothan, S., Chanthima, N., Kim, H. ve Kaewkhao J., Gamma radiation shielding materials of lanthanum calcium silicoborate glasses, Materials Today: Proceedings, 5, 14901-14906, (2018).
  • Dogra, M., Singh, K.J., Kaur, K., Anand, V., Kaur, P., Singh, P. ve Bajwa B.S., Investigation of gamma ray shielding, structural and dissolution rate properties of Bi2O3-BaO-B2O3-Na2O glass system, Radiation Physics and Chemistry, 144, 171-179, (2018).
  • Dong, M.G., El-Mallawany, R., Sayyed, M.I. ve Tekin, H.O., Shielding properties of 80TeO2-5TiO2-(15-x)WO3-xAnOm glasses using WinXCOM and mcnp5 code, Radiation Physics and Chemistry, 141, 172-178, (2017).
  • Sakida, S., Hayakawa, S. ve Yoko, T., Part 2 125Te NMR study of M2O–TeO2 (M= Li,Na, K, Rb and Cs) glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, 243, 13-25, (1999).
  • Heo, J., Lam, D., Sigel, G.H., Mendoza, E.A. ve Hensley, D.A., Spectroscopic analysis of the structure and properties of alkali tellurite glasses, Journal of the American Ceramic Society, 75, 277-281, (1992).
  • Wang, J., Vogel, E. ve Snitzer, E, Tellurite glass: a new candidate for fiber devices, Optical Materials, 3, 187-203, (1994).
  • Reisfeld, R. ve Kalisky, Y., Nd3+ and Yb3+ germanate and tellurite glasses for fluorescent solar energy collectors, Chemical Physics Letter, 80, 178-183, (1981).
  • Kumar, H., Khanna, A., Structural, thermal and photoluminescent properties of Eu2O3-Li2O-TeO2 glasses, Journal of Luminescence, 204, 319-326, (2018).
  • Agostinelli, S., Allison, J., Amako, K., Apostolakis, J., Geant4-a simulation toolkit, Nuclear Instrumentation and Methods in Physics A., 506, 3, 250-303, (2003).
  • Gerward, L., Guilbert, N., Jensen, K.B. ve Lerving H., WinXCom - A program for calculating X-ray attenuation coefficients, Radiation Physics and Chemistry, 71, 653-654, (2004).

Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu

Yıl 2020, Cilt: 22 Sayı: 1, 204 - 215, 10.01.2020
https://doi.org/10.25092/baunfbed.680619

Öz

Bu çalışmada, xEu2O3—(25-x)Li2O—75TeO2 (lityum-öropiyum-tellür) (x = %1, %2, %3, %4, %5 mol) camlarının gama radyasyonu kütle zayıflatma katsayıları (µm), gama radyosyonu transmisyonu (T), yarı değer kalınlığı (HVL) ve ortalama serbest yol (MFP) yalıtım parametreleri yüksek saflıkta germanyum (HPGe) dedektörünün Geant4 modeli ve WinXCOM veri tabanı kullanılarak 356 keV, 662 keV, 1173 keV, 1330 keV, 2510 keV ve 4000 keV foton enerjilerinde araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar cam örneklerinin kimyasal bileşenleri ve foton etkileşim mekanizmaları açısından değerlendirildiğinde, Öropiyum’un yüksek kütle numarası ve kimyasal formüldeki oranına bağlı olarak, %5 mol Eu2O3 içeren cam numunesinin gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin %1 mol Eu2O3 içeren camdan yüksek olduğu görülmüştür.

Kaynakça

  • Kılınçarslan, Ş., Başyiğit, C. ve Akkurt, İ., Barit Agregalı ağır betonların radyasyon zırhlama amacıyla kullanımının araştırılması, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 22, 393-399, (2007).
  • Akkas, A., Tugrul, A.B., Addemir, A.O., Marsoglu, M. ve Agacan B., Radiation shielding effect of boron carbide aluminum metal matrix composite, Acta Physica Polonica A., 127, 947-949, (2015).
  • Sharaf, J.M. ve Hamideen, M.S., Photon attenuation coefficients and shielding effects of jordanian building materials, Annals of Nuclear Energy, 62, 50-56, (2013).
  • Olukotun, S.F., Gbenu, S.T., Ibitoye, F.I., Oladejo, O.F., Shittu, H.O., Fasasi, M.K. ve Balogun F.A., Investigation of gamma radiation shielding capability of two clay materials, Nuclear Engineering and Technology, 50, 957-962, (2018).
  • Singh, V.P., Shirmardi, S.P., Medhat, M.E. ve Badiger, N.M., Determination of mass attenuation coefficient for some polymers using monte carlo simulation, Vacuum, 119, 284-288, (2015).
  • Gokce, H.S., Ozturk, B.C., Cam, N.F. ve Cakir O.A., Gamma-ray attenuation coefficients and transmission thickness of high consistency heavyweight concrete containing mineral admixture, Cement & Concrete Composites, 92, 56-69, (2018).
  • Singh, J., Singh, H., Sharma, J., Singh, T. ve Singh P.S., Fusible alloys: a potential candidate for gamma rays shield design, Progress in Nuclear Energy, 106, 387-395, (2018).
  • Kumar, A., Kaur, R., Sayyed, M.I., Rashad, M., Singh, M. ve Ali, A.M., Physical, structural, optical and gamma ray shielding behavior of (20+x)PbO-10BaO-10-Na2O-10MgO-(50-x)B2O3 glasses, Physica B Condensed Matter, 552, 110-118, (2019).
  • Bagheria, R., Moghaddam, A.K., Shirmardi, S.P., Azadbakht, B. ve Saleh M., Determination of gamma-ray shielding properties for silicate glasses containing Bi2O3, PbO, and BaO, Journal of Non-Crystalline Solids, 479, 62-71, (2018).
  • Tijani, S.A., Kamal, S.M., Al-Hadeethi, Y., Arib M., Hussein, M.A., Wageh, S. ve Dim L.A., Radiation shielding properties of transparent erbium zinc tellurite glass system determined at medical diagnostic energies, Journal of Alloys and Compounds, 741, 293-299, (2018).
  • Kumar, A., Gamma ray shielding properties of PbO-Li2O-B2O3 glasses, Radiation Physics and Chemistry, 136 50-53, (2017).
  • Kaewjaeng, S., Kothan, S., Chanthima, N., Kim, H. ve Kaewkhao J., Gamma radiation shielding materials of lanthanum calcium silicoborate glasses, Materials Today: Proceedings, 5, 14901-14906, (2018).
  • Dogra, M., Singh, K.J., Kaur, K., Anand, V., Kaur, P., Singh, P. ve Bajwa B.S., Investigation of gamma ray shielding, structural and dissolution rate properties of Bi2O3-BaO-B2O3-Na2O glass system, Radiation Physics and Chemistry, 144, 171-179, (2018).
  • Dong, M.G., El-Mallawany, R., Sayyed, M.I. ve Tekin, H.O., Shielding properties of 80TeO2-5TiO2-(15-x)WO3-xAnOm glasses using WinXCOM and mcnp5 code, Radiation Physics and Chemistry, 141, 172-178, (2017).
  • Sakida, S., Hayakawa, S. ve Yoko, T., Part 2 125Te NMR study of M2O–TeO2 (M= Li,Na, K, Rb and Cs) glasses, Journal of Non-Crystalline Solids, 243, 13-25, (1999).
  • Heo, J., Lam, D., Sigel, G.H., Mendoza, E.A. ve Hensley, D.A., Spectroscopic analysis of the structure and properties of alkali tellurite glasses, Journal of the American Ceramic Society, 75, 277-281, (1992).
  • Wang, J., Vogel, E. ve Snitzer, E, Tellurite glass: a new candidate for fiber devices, Optical Materials, 3, 187-203, (1994).
  • Reisfeld, R. ve Kalisky, Y., Nd3+ and Yb3+ germanate and tellurite glasses for fluorescent solar energy collectors, Chemical Physics Letter, 80, 178-183, (1981).
  • Kumar, H., Khanna, A., Structural, thermal and photoluminescent properties of Eu2O3-Li2O-TeO2 glasses, Journal of Luminescence, 204, 319-326, (2018).
  • Agostinelli, S., Allison, J., Amako, K., Apostolakis, J., Geant4-a simulation toolkit, Nuclear Instrumentation and Methods in Physics A., 506, 3, 250-303, (2003).
  • Gerward, L., Guilbert, N., Jensen, K.B. ve Lerving H., WinXCom - A program for calculating X-ray attenuation coefficients, Radiation Physics and Chemistry, 71, 653-654, (2004).
Toplam 21 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Bölüm Araştırma Makalesi
Yazarlar

Ali Aşkın 0000-0001-8571-3680

Murat Dal 0000-0001-5330-1868

Yayımlanma Tarihi 10 Ocak 2020
Gönderilme Tarihi 2 Mayıs 2019
Yayımlandığı Sayı Yıl 2020 Cilt: 22 Sayı: 1

Kaynak Göster

APA Aşkın, A., & Dal, M. (2020). Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 22(1), 204-215. https://doi.org/10.25092/baunfbed.680619
AMA Aşkın A, Dal M. Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. Ocak 2020;22(1):204-215. doi:10.25092/baunfbed.680619
Chicago Aşkın, Ali, ve Murat Dal. “Farklı Oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının Gama Radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon Kodu Ve WinXCOM Veri yazılımı kullanılarak Karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22, sy. 1 (Ocak 2020): 204-15. https://doi.org/10.25092/baunfbed.680619.
EndNote Aşkın A, Dal M (01 Ocak 2020) Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22 1 204–215.
IEEE A. Aşkın ve M. Dal, “Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu”, BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi, c. 22, sy. 1, ss. 204–215, 2020, doi: 10.25092/baunfbed.680619.
ISNAD Aşkın, Ali - Dal, Murat. “Farklı Oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının Gama Radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon Kodu Ve WinXCOM Veri yazılımı kullanılarak Karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 22/1 (Ocak 2020), 204-215. https://doi.org/10.25092/baunfbed.680619.
JAMA Aşkın A, Dal M. Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2020;22:204–215.
MLA Aşkın, Ali ve Murat Dal. “Farklı Oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının Gama Radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon Kodu Ve WinXCOM Veri yazılımı kullanılarak Karakterizasyonu”. Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 22, sy. 1, 2020, ss. 204-15, doi:10.25092/baunfbed.680619.
Vancouver Aşkın A, Dal M. Farklı oranlardaki Eu2O3—Li2O—TeO2 karışımlarının gama radyasyonu yalıtım özelliklerinin Geant4 simülasyon kodu ve WinXCOM veri yazılımı kullanılarak karakterizasyonu. BAUN Fen. Bil. Enst. Dergisi. 2020;22(1):204-15.