Araştırma Makalesi

Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma

Cilt: 12 Sayı: 3 31 Aralık 2019
PDF İndir
EN TR

Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma

Öz

Durdurma gücü, hedef içerisindeki elektronlar ve çekirdeğin Coulomb alanı etkileşmesi nedeniyle yüklü parçacıkların birim uzunluk başına ortalama enerji kaybıdır. Durdurma gücünün atom fiziği, nükleer fizik ve uygulamaları, radyasyon dozimetrisi gibi birçok alanlarda önemli uygulamaları vardır. Bu çalışmanın amacı 1 keV-1 GeV enerjili protonlar için Z=2-54 atom numaralı elementlerin Bethe-Bloch teorisine dayalı etkin yük yaklaşımı yöntemi kullanılarak çarpışma durdurma gücünü hesaplamaktır. Bunun için öncelikle hedef elementlerin etkin yük, etkin ortalama uyarılma enerjileri ve potansiyel enerji fonksiyonları belirlendi. Elektronik yük yoğunluğu için Roothaan-Hartree-Fock atomik dalgafonksiyonları seçildi ve hedef atomların etkin yükünün protonların enerjisiyle değişimi incelendi. Ardından elde edilen hedef atomların etkin yükleri kullanılarak çarpışma durdurma gücü değerleri hesaplandı. Atom numarası ve gelen protonların enerjisi arttıkça etkin yük değerlerinin arttığı görüldü. Durdurma gücü değerlerinin ise atom sayısı arttıkça azaldığı ve durdurma gücüne ait maksimum noktalarının yüksek enerjilere doğru kaydığı belirlendi. Hedef elementlerden karbon atomu için hesaplanan durdurma gücü değerleri literatürde mevcut ICRU 49, SRIM, CasP ve Janni’nin verileriyle karşılaştırıldı. Sonuçların belirli hata oranlarında literatür verileriyle oldukça uygun oldukları gözlendi. Ayrıca bu çalışmada kullanılan etkin yük yaklaşımının 1 MeV’den düşük enerjilerde de kullanılabileceği anlaşıldı. 

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Bohr, N. (1940). Scattering and Stopping of Fission Fragments. Phys. Rev., 58(7), 654-655.
  2. Bohr, N. (1941). Velocity-Range Relation for Fission Fragments. Phys. Rev., 59(3), 270-275.
  3. Bunge, C. F., Barrientos, J. A., & Bunge, A. V. (1993). Roothaan-Hartree-Fock Ground-State Atomic Wave Functions: Slater-Type Orbital Expansions and Expectation Values for Z = 2-54. Atomic Data and Nuclear Data Tables, 53(1), 113-162.
  4. Cabrera-Trujillo, R., Cruz, S. A., Oddershede, J., & Sabin, J. R. (1997). Bethe theory of stopping incorporating electronic excitations of partially stripped projectiles. Physical Review A, 55(4), 2864-2872.
  5. Damache, S., Ouichaoui, S., Belhout, A., Medouni, A., & Toumert, I. (2004). Stopping of 236 keV – 3.019 MeV protons in mylar and polypropylene films. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 225(4), 449-463.
  6. Dib, A., Ammi, H., Hedibel, M., Guesmia, A., Mammeri, S., Msimanga, M., & Pineda-Vargas, C. A. (2015). Electronic stopping power data of heavy ions in polymeric foils in the ion energy domain of LSS theory. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 362, 172-181.
  7. Garcia-Molina, R., Abril, I., de Vera, P., & Paul, H. (2013). Comments on recent measurements of the stopping power of liquid water. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 299(0), 51-53.
  8. Grande, P. L., & Schiwietz, G. (2009). Convolution approximation for the energy loss, ionization probability and straggling of fast ions. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms, 267(6), 859-865.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Aralık 2019

Gönderilme Tarihi

8 Kasım 2018

Kabul Tarihi

15 Aralık 2019

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2019 Cilt: 12 Sayı: 3

Kaynak Göster

APA
Usta, M. (2019). Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma. Erzincan University Journal of Science and Technology, 12(3), 1307-1314. https://doi.org/10.18185/erzifbed.480745
AMA
1.Usta M. Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma. Erzincan University Journal of Science and Technology. 2019;12(3):1307-1314. doi:10.18185/erzifbed.480745
Chicago
Usta, Metin. 2019. “Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma”. Erzincan University Journal of Science and Technology 12 (3): 1307-14. https://doi.org/10.18185/erzifbed.480745.
EndNote
Usta M (01 Aralık 2019) Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma. Erzincan University Journal of Science and Technology 12 3 1307–1314.
IEEE
[1]M. Usta, “Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma”, Erzincan University Journal of Science and Technology, c. 12, sy 3, ss. 1307–1314, Ara. 2019, doi: 10.18185/erzifbed.480745.
ISNAD
Usta, Metin. “Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma”. Erzincan University Journal of Science and Technology 12/3 (01 Aralık 2019): 1307-1314. https://doi.org/10.18185/erzifbed.480745.
JAMA
1.Usta M. Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma. Erzincan University Journal of Science and Technology. 2019;12:1307–1314.
MLA
Usta, Metin. “Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma”. Erzincan University Journal of Science and Technology, c. 12, sy 3, Aralık 2019, ss. 1307-14, doi:10.18185/erzifbed.480745.
Vancouver
1.Metin Usta. Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma. Erzincan University Journal of Science and Technology. 01 Aralık 2019;12(3):1307-14. doi:10.18185/erzifbed.480745