Bizmut Oksit-Kurşun Klorür-Tellür Oksit Sisteminin Isıl, Optik ve Yapısal Açıdan İncelenerek Camlaşma Davranışlarının Belirlenmesi ve Camların Radyasyon Zırhlama Özelliklerinin İncelenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2019
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: Volkan Akıllı
Danışman: Ali Erçin Ersundu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Radyasyon 1895 yılında Wilhelm Conrad Röntgen tarafında bulunmuş ve günümüze kadar kullanımı artmıştır. Artan bu radyasyon kullanımı, radyasyondan korunmayı iyonize radyasyonun insan sağlığı açısından tehlikelisi nedeniyle önemli hale getirmiştir. Radyasyondan korunmak için kullanılan zırhlar genellikle kurşun bazlı malzemeler ve betondur. Kurşun iyi bir radyasyon zırh malzemesi olsa da toksik etkisi nedeniyle insan sağlığı için zararlıdır. Beton ise içerdiği su nedeniyle yüksek radyasyona maruz kaldığında içindeki su buharlaşmakta ve hem mukavemetini kaybetmekte hem de zırhlama özellikleri azalmaktadır. Ayrıca hem kurşun hem beton opak malzemelerdir. Bu sebeplerden dolayı alternatif zırh malzeme arayışına girilmiş, radyasyon zırhı olarak kullanılmak üzere özellikle saydamlıkları nedeniyle çeşitli cam malzemeler geliştirmiştir. Ticari radyasyon zırhlama camları ya yüksek oranda (%50-70 ağırlıkça) kurşun içermekte ya da istenilen zırhlama özelliklerini karşılayamamaktadır. Bu nedenle tez çalışmasında daha iyi özellikler sunan alternatif bir saydam radyasyon zırh malzemesi geliştirilmesi hedeflenmiştir. Tez çalışması kapsamında silika, borat, fosfat ve germanat gibi geleneksel camlar yerine yüksek atom numarası , görünür bölgede yüksek geçirgenlik, yüksek konsantrasyonda katkılandırılabilirlik, yüksek korozyon direnci, yüksek ısıl ve kimyasal kararlılık, düşük cam geçiş ve ergime sıcaklığı gibi üstün özelliklere sahip olması nedeniyle tellürit camlar tercih edilmiştir. Tellür oksit (TeO2) koşullu bir cam yapıcı olup; cam elde etmek için yapıya tellür oksitin ağ yapısını bozacak bir alkali oksit, ağır metal oksit veya halojenür eklenmelidir. Bu tez çalışması kapsamında, tellür oksitin ağ yapısını bozacak ikinci bileşen olarak PbCl2 seçilmiştir. Üçüncü bileşen olarak da cam yapının ağırlığını daha fazla arttırmak için atom numarası ve kütlesi fazla olan Bi2O3 eklenmiştir. Bu tez çalışması kapsamında daha önce literatürde çalışılmamış olan Bi2O3-PbCl2-TeO2 sisteminin optik, ısıl, fiziksel ve yapısal özellikleri incelenerek sistemin camlaşma davranışı belirlenmiş ve sistemin cam haritası oluşturulmuştur. Sentezlenen on üç farklı bileşimdeki numuneden dokuz tanesi cam olarak elde edilmiş ve sistemin TeO2'ce zengin bölgede cam yapma özelliğine sahip olduğu belirlenmiştir. Sentezlenen camların radyasyon zırhlama özellikleri XCOM yazılımı aracılığıyla kütle azaltma katsayısı (KAK), yarı değer kalınlık (YDK), ortalama serbest yol (OSY), etkin atom numarası (Zetk) ve etkin elektron yoğunluğu (Ne) hesaplanarak incelenmiştir. Ayrıca, camların sıradan betonla ve mevcut ticari radyasyon zırhı camlarla radyasyon zırhlama özellikleri karşılaştırılmış ve Bi2O3-PbCl2-TeO2 sistemine ait camların radyasyon zırhlama uygulamalarında yüksek kullanım potansiyeline sahip olduğu tespit edilmiştir.