LaBr3(Ce) Sintilasyon Dedektörü ile Ölçülen Radyoaktif Kaynaklarının Karakterizasyonu İçin Bulanık Mantık (FL) Esaslı İzotop Tanımlama Algoritması Geliştirilmesi

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Ankara Üniversitesi, Nükleer Bilimler Enstitüsü, Medikal Fizik Bölümü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: AYŞEN BARUT

Danışman: Haluk Yücel

Özet:

Bu tezde, orta düzey enerji ayırma güçlü (%2,9 @661,66 keV, ¹³⁷Cs) ve 38,1 mm x 38,1 mm LaBr₃(Ce) kristal boyutlu sintilatör dedektörü ile radyometrik benç üzerine kurulan ölçüm sisteminde, belirli bir mesafede, ancak farklı ölçüm sürelerinde yapılan ölçümlerde nokta kaynaklardan (²⁴¹Am, ¹³³Ba, ⁵⁷Co, ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co ve ⁵⁴Mn) elde edilen gama spektrumlarında, izotop kütüphanesiyle eşleşen (Library Matching, LM) gama enerjilerine, ilk defa uygulanan Bulanık Mantık (Fuzzy Logic, FL) izotop tanımlama algoritmasının geçerli kılınması sağlanmıştır. Algoritmada, tek ve birden fazla gama enerjisi yayımlayan radyonüklitlerden elde edilen spektrumlarda izotop karakterizasyonu %80-100 FL olasılık ile hesaplanmıştır. Daha sonra standart referans uranyum malzemelerden (tüketilmiş uranyum (DU) (%0,32 ²³⁵U), doğal uranyum (NU) (%0,72 ²³⁵U) ve düşük zenginlikteki uranyum (LEU) (%1,96, %2,98 ve %4,51 ²³⁵U)) elde edilen spektrumlarda ²³⁵U izotop karakterizasyonu, 5 cm dedektör-kaynak mesafesinde ve 60-300 saniyelik ölçüm sürelerinde %80-100 FL olasılık ile hesaplanmıştır. Aynı ölçüm koşullarında sertifikalı referans cevher malzemelerden (BL-2, BL-3, BL-5 ve OKA-2) elde edilen spektrumlarda ise ²²⁶Ra ve ²³²Th izotoplarının karakterizasyonunu %92-98 FL olasılık ile hesaplanmıştır. Geliştirilen FL esaslı algoritma performansı InterSpec Gama Radyasyonu Analiz Yazılımının sonuçları ile karşılaştırılarak belirli bir uyum sergilenmiştir. Tezde nükleer malzeme karakterizasyonu için ilk defa izotop kütüphanesi temelli FL algoritmasının LaBr₃(Ce) detektöründen elde edilen gama spektrumlarında uygulanabilirliği test edilmiştir. Ayrıntıları tezde tartışılmıştır.

Bu tez çalışması, “ABH67390007–J02012 kodlu "Nükleer Madde Karakterizasyonunda ²³⁵U İzotopik Bolluğunun HPGe ve CdZnTe Dedektörlü Gama Spektroskopisiyle Belirlenmesi" (2017-2022) UAEA Koordineli Araştırma Projesi (CRP)” tarafından desteklenmiştir.