ANKARA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

YÜKSEK LİSANS TEZİ

TERMİK SANTRAL ÇEVRESİNDE RADYASYON VE AĞIR METAL KİRLİLİKLERİNİN TANIMLANMASINDA ÇOKLU DEĞİŞKEN ANALİZİ VE GIS UYGULAMASI

Mustafa DOĞAN

FİZİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ANKARA 2008

Her hakkı saklıdır

i

ÖZET

Yüksek Lisans Tezi

TERMİK SANTRAL ÇEVRESİNDE RADYASYON VE

AĞIR METAL KİRLİLİKLERİNİN TANIMLANMASINDA

ÇOKLU DEĞİŞKEN ANALİZİ VE GIS UYGULAMASI

Mustafa DOĞAN

Ankara Üniversitesi

Fen Bilimleri Enstitüsü

Fizik Mühendisliği Anabilim Dalı

Danışman: Yrd. Doç. Dr. Niyazi MERİÇ

Termik santralin atıkları genel olarak katı, sıvı, gaz ve radyoaktif bileşenlerden oluşmaktadır. Katı atıkların önemli bir kısmı her ne kadar santralin bacasında tutulsa da uçucu küller boyutundaki bileşenler tarım ve yerleşim alanlarına havadan ulaşarak bölgede yaşayan insanlar tarafından solunmaktadır. Aynı zamanda uçucu küllerin toprak üzerine düşmesi sonucu hem doğrudan tarımı hem de toprak bileşimini önemli ölçüde etkileyerek ileride ıslahı oldukça pahalıya hatta dönüşümü olmayan zararlara neden olabilmektedir. Bu çalışmada Seyitömer Termik Santralinden çıkan yanmış kömür atıkları ve çevreye saçılan uçucu küllerin toprağı kirletip kirletmediği, topraktaki radyoaktivite miktarı ve toksik elementlerin seviyeleri tespit edilerek araştırılmış ve böylece çevrenin korunmasına katkıda bulunulmaya çalışılmıştır. Önce Seyitömer Termik Santralinin çevresinden alınan toprak ve kayaç örneklerinin Handecount sintilasyon sayacı ile alfa ve beta aktiviteleri ölçülmüş, daha sonra kirliliğe sebep olan elementleri bulmak ve seviyesini tespit etmek için hedeflenen proje alanından alınan örnekler XRF cihazı ile analizleri yapılmıştır. Yapılan analizler sonucunda riskli olan elementler için yoğunluk haritaları çıkartılmış ve risk alanları belirlenmiştir. Böylece Seyitömer Termik Santralinin çevreye vermiş olduğu atık, kül, kimyasal bileşim ve radyoaktivite açısından muhtemel zararlarının ve yan etkilerinin olup olmadığı bu tez kapsamında araştırılmıştır.

Haziran 2008, 60 sayfa

ANAHTAR KELİMELER: Alfa /Beta sintilasyon sayıcı, radyoaktif kirlilik, termik

santral

ii

ABSTRACT

Master Thesis

MULTIVARIATE ANALYSES AND GIS APPLICATION

IN THE DEFINITION OF RADIATION AND HEAVY METAL POLLUTION

IN THE VICINITY OF THERMIC POWERHOUSE

Mustafa DOĞAN

Ankara University

Graduate School of Natural and Applied Sciences

Department of Engineering of Physics

Supervisor: Asst.Prof.Dr. Niyazi MERİÇ

Especially thermic powerhouse’s wastes consist of solid, liquid, gas and radioactive components. However much of solid wastes kept by the chimney of powerhouse; flying ash sized components are arriving to agriculture and living areas by air; and breathing by the people living in that vicinity. Also result of flying ash’s falling over the soil both directly affects agriculture and soil components; this causes a great cost of reforming soil, even this can cause not reformable damages. In this study if burned coal wastes and flying ashes spreaded around which are getting out from Seyitömer Thermic Powerhouse pollute the soil or not, radiation value in soil and level of toxic elements determined and investigated thus tried to contribute environmental protection. Firstly soil and rock samples which were taken around Seyitömer Thermic Powerhouse; alpha and beta activity levels are measured with Handecount sintillation counter; afterwards to find elements cause to pollution and determine their levels which samples taken from target project area are analyzed with aid of XRF device. As a result of analysis for risky elements intensity maps are prepared and risky areas are determined. Thus Seyitömer Thermic Powerhouse side affects by churn, ashes, chemical composition and radioactive materials; subject of if there is probable danger or not are investigated within thesis. June 2008, 60 pages

Key Words: Alfa/Beta scintillation counter,radioactive pollution, thermic power house

iii

TEŞEKKÜR

Bana araştırma olanağı sağlayan ve çalışmamın her safhasında ilgi ve önerileri ile beni

yönlendiren danışman hocam, Sayın Yrd.Doç.Dr. Niyazi MERİÇ’e , Jeofizik bölümü

öğretim üyelerinden Sayın Doç.Dr Yusuf Kaan KADIOĞLU’na, GIS programı ile ilgili

hertürlü yardım ve desteği sağlayan Ziraat Mühendisliği toprak bölümü öğretim

üyelerinden Yrd.Doç.Dr.İlhami BAYRAMİN’e, araştırma görevlisi Ferhat

TÜRKMEN’e, Meteroloji Genel Müdürlüğünde görevli Şükriye ÖZ hanıma, Tübitak’da

görevli Dr.Fusun OKYAR’a, Hüsne Seda KOÇ’a, laboratuar çalışmalarımda bana

destek veren arkadaşlarım Dr.Mehmet Altay ATLIHAN, Mehmet KOŞAL’a ve bana

her zaman destek olan eşime ve aileme teşekkürlerimi sunarım.

Mustafa DOĞAN

Ankara, Haziran 2008

iv

İÇİNDEKİLER

ÖZET............................................................................................................................. i

ABSTRACT.................................................................................................................. ii

TEŞEKKÜR.................................................................................................................. iii

SİMGELER DİZİNİ.................................................................................................... vi

ŞEKİLLER DİZİNİ..................................................................................................... vii

ÇİZELGELER DİZİNİ............................................................................................... viii

1. GİRİŞ........................................................................................................................ 1

2. KURAMSAL TEMELLER.................................................................................... 4

2.1 Doğada Bulunana Doğal Radyoaktif Seriler..................................................... 4

2.2 Sintilasyon Sayıcı ve Bölümleri........................................................................... 5

2.2.1 Sintilatörlerin bant yapısı ve çalışma mekanizmaları……………………… 5

2.2.2 Sintilatör ve fotoçoğaltıcı tüp…………………………………………………. 8

2.2.3 Sintilasyon sayaçları…………………………………………………………… 10

3.MATERYAL VE YÖNTEM……………………………………………………… 11

3.1 Handecount Cihazı……………………………………………………………. 11

3.2 XRF Cihazı …………………………………………………………………… 14

3.3 Numune Hazırlama Yöntemleri……………………………………………….. 17

3.DENEYSEL İŞLEMLER………………………………………………………… 19

4.1 Numunelerin Sayım Yönteminin ve Deney Parametrelerinin Belirlenmesi… 19

4.2 Beta Kaynağının Aktivitesinin Kontrolü…........................................................ 22

4.3 Alüminyum Diskler için Backscatter Düzeltmesi …………………………… 23

4.4 KCl ile Geometrik Düzeltme………………………………..………………… 28

4.5 Numunelerin Aktivitelerinin Bulunması ve Standart Sapmalarının

Hesaplanması…………………………………………………………………..…. 29

4.6 XRF Cihazı Deneysel Verileri …………………………………………………. 41

4.7 GIS ve Multivariate Yöntemi Alfa, Beta Sonuçlarının ve Kirliliği Tespit

Edilen Elementlerin Yoğunluklarının Grafiksel Gösterimi …………………

45

4.7.1 GIS ve multivariate nedir…………………………………………………….. 45

v

5. TARTIŞMA VE SONUÇ………………………………………………………. 53

KAYNAKLAR………………………………………………………………………. 55

EK1 Handecount Cihazının Kalibrasyonu………………………………………. 56

ÖZGEÇMİŞ…………………………………………………………………………. 60

vi

SİMGELER DİZİNİ

A Kütle numarası

t ½ Yarı ömür

V Voltaj

mV Milivolt

CPM Dakikadaki sayım miktarı

µR/h Mikrorad /saat

cm Santimetre

mm Milimetre

kg Kilogram

Bq Becquerel

Ci Curie

DPM Disintigration per minute

DPS Disintigration per second

Counts Sayımlar

HV Yüksek voltaj

µ Mikron

Kev Kiloelektronvolt

BSF Geri saçılma faktörü

UTM Universal transver merkator

GIS Geographic information system

vii

ŞEKİLLER DİZİNİ

Şekil 1.1 Numunelerin alındığı bölge olan Seyitömer Termik Santrali ve çevresi (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)……………………………………….. 2

Şekil 2.1 Aktivatör eklenmesi durumunda sintilatörde bant yapısının değişmesi (Arya 1966)…………………………………………………………. 7 Şekil 2.2 Sintilasyon sayıcı ve fotoçoğaltıcı tüp (Arya 1966)…….…………… 9 Şekil 2.3 Sintilasyon sayıcının temel elektronik aksamı ve bağlantıları………… 10 Şekil 3.1 Atomun x ışını ile uyarıldıktan sonra karakteristik x ışınlarının yayınlanması (Anonymous.2008. Web sitesi:http://en.wikipedia.org/ wiki/X-rayfluorescence Erişim tarihi:30 .03.2008)…………………… 14 Şekil 3.2 Bir numuneden alınan analiz sonucu XRF pikleri…………………….. 15 Şekil 3.3 Atom numarasına bağlı olarak x-ışını floresansının yoğunluğunun değişimi……………………………………………………………….. 16 Şekil 3.4 XRF spektrometre ve temel bileşenleri……………………………… 16 Şekil 3.5 Handecount cihazının sintilatör kalınlığı ve ölçülen örnekle sintilatör arasında kalan hava boşluğunun mesafesi…………………………… 18 Şekil 4.1 90Sr beta kaynağımız ve üzerinden çıkan beta ışımalarının,geri saçılan ışımaların temsili gösterimi………………………………………….. 24 Şekil 4.2 Teorik hesapla ve KCl ‘ün 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 gram ağırlığındaki numunelerinin beta ölçümleriyle çizilen grafik………. 28 Şekil 4.3 Seyitömer termik santrali ve Çizelge 4.14’de verilen lokasyonların yerleşim noktaları…………………………………………………….. 41 Şekil 4.4 Arazi üzerinden alınan örneklerin seyitömer termik santrali etrafında bulunan koordinatları ve dağılımları (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)… 46 Şekil 4.5 Termik santralin bulunduğu konum ve çevresinin topoğrafik harita olarak bilgisayarda GIS programı ile modellenmiş görüntüsü……………… 46 Şekil 4.6 Toprakta bulunan krom ve nikelin kirlilik dağılımı a.Krom kirlilik dağılımı, b.Nikel kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir…………………. 48 Şekil 4.7 Çevreden alınan kayaçlardaki krom ve nikelin kirlilik dağılımı a.Krom kirlilik dağılımı, b.Nikel kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir…. 49 Şekil 4.8 Toprakta bulunan alfa beta kirliliğinin dağılımı a.alfa kirlilik dağılımı, b.beta kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir…………………………….. 50 Şekil 4.9 Kayaçlarda bulunan alfa beta kirliliğinin dağılımı a.alfa kirlilik dağılımı, b.beta kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir…………………….. 52

viii

ÇİZELGELER DİZİNİ

Çizelge 2.1 Radyoaktif seriler ve özellikleri………………………………………... 5 Çizelge 3.1 Handecount cihazına ait teknik özellikler…………………………….... 12 Çizelge 3.2 Deneyde kullanılan iki farklı disk ve özellikleri……………………….. 17 Çizelge 4.1 Disk çapı 3,8cm olan örneklerin üç farklı yöntemde sayım ortalamaları ve deneysel verilerin standart sapmaları. Diskler üzerindeki toprakların ağırlıkları aynıdır……………………………… 19 Çizelge 4.2 Disk çapı 1 cm olan örneklerin üç farklı yöntemde sayım ortalamaları ve deneysel verilerin standart sapmaları. Diskler üzerindeki toprakların ağırlıkları aynıdır…………………………………………. 20 Çizelge 4.3 İki farklı diskte iki farklı yöntemin sayım ortalamaları ve standart sapmalarının karşılaştırılması………………………………………….. 20 Çizelge 4.4 “b1” örneği birkere daha saydırıldı ve tekrar sayısı iki katına çıkarıldı. 21 Çizelge 4.5 “d1” örneğinin 3 tekrar halinde 10 dakika ve 60’ar dakika sayım sonucları……………………………………………………………….. 22 Çizelge 4.6 Beta kaynağımızın handecount cihazında üç kere 10 dakika saydırılması sonucunda ortaya çıkan verilerin tablosu………………... 24 Çizelge 4.7 Beta kaynağımızın 0,7 mm alüminyum levha üzerine yerleştirilerek handecount cihazında üç kere 10 dakika saydırılması sonucunda ortaya çıkan verilerin tablosu………………………………………….. 25 Çizelge 4.8 ST35-A kodlu örneğimizin ortalama sayımları, net sayımları, saniyedeki alfa ve beta sayımları……………………………………… 30 Çizelge 4.9 ST35-A numunesine ait alfa ve betanın standart sapmasını bulmak için yapılan ara işlemleri gösteren çizelge………………………………….. 31 Çizelge 4.10 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerin radyasyon ölçümlerine ait deneysel veriler………………………………………. 33 Çizelge 4.11 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1 gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri…… 35 Çizelge 4.12 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon ölçümlerine ait deneysel verileri……………………………………… 37 Çizelge 4.13 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri…….. 39 Çizelge 4.14 Kayaç,toprak örneklerinin yerleri ve koordinatları (UTM , º6 , Zone35)(Kadıoğlu ve Bayramin 2007)………………..……………… 42 Çizelge 4.15 Toprak örneklerinde XRF ile ölçülen toplam Cr ve Ni değerleri ile bitkiler tarafından alınabilir değerleri (Kadıoğlu ve Bayramin 2007 )

43

Çizelge 4.16 Kütahya –Seyitömer Termik Santralı çevresinden alınan kayaçların adlandırmaları, Cr ve Ni içeriklerinin XRF analiz sonuçları (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)…….......................................................

44

1

1. GİRİŞ

18. Yüzyılın sonlarında bulunup öncelikle aydınlatmaya yönelik olarak insanlığın

kullanımına sunulan elektriğe olan talep zaman içersinde kullanım alanlarının

genişlemesi ile hızla artmış ve elektrik enerjisi günlük hayatımızın vazgeçilmez parçası

haline gelmiştir. Elektrik üretiminde ülkemizdeki termik santraller yaklaşık %60’lık bir

paya sahiptir. Termik santraller genel olarak doğalgaz santralleri, kömür santralleri, sıvı

yakıtlı santraller ve jeotermal santraller şeklinde 4 gruba ayrılmaktadır (Anonim.2008.

Websitesi:http://www.teias.gov .tr/ist2006/index.htm,Erişim tarihi: 21.06.08).

Termik santraller içinde linyit yakıt kullananlar diğerlerinden çok daha önemli ve güçlü

olup, ülkemizin toplam elektrik üretimi içinde linyite dayalı termik santrallerin payı

giderek artmaktadır. Yerli enerji kaynaklarımız içinde günümüzde de önemini koruyan

linyit yatakları, ülkemizin hemen her yerinde bulunmaktadır. En büyük linyit yatakları,

Afşin-Elbistan, Muğla, Soma, Tunçbilek, Seyitömer, Konya, Beypazarı, Adana,

Tufanbeyli ve Sivas havzalarında bulunmakta olup, kurulu termik santraller de bu

bölgelerde yer almaktadır. Ülkemizde 177 adet sahada görünür 7,3 milyar ton linyit

rezervinin 3,4 milyarını 1100 Kcal/kg civarında ısıl değere sahip olan Afşin-Elbistan

linyitleri oluşturmaktadır. Linyit, konut sektöründe, termik santrallerde ve sanayi

sektöründe de yaygın olarak kullanılmaktadır. Kaliteli olanlar konut ve sanayi

sektörlerinde, düşük ısıl değerli olanlar ise termik santrallerde tüketilmektedir.

Linyitlerin büyük kısmı düşük kaliteli olduğundan %77’den fazlası termik santrallerde

kullanılmaktadır.(Anonim.2008.Websitesi: http://www.forumturka.net/forum /forum

display.php?s=1780e2ab63e9175e70ce413b859d8ccb&f=316,Erişimtarihi:02.05.08).

Ülkemizdeki enerjiye bağlı hava kirliliği daha çok bu düşük kalorili linyitlerin

yakılması sonucu oluşan gazların atmosfere karışmasından kaynaklanmaktadır. Yanma

gazları, karbondioksit, karbonmonoksit, azot oksitler, uçucu organik bileşikler, kükürt

dioksit, metan v.b. gazlar ile tanesel maddeler içermektedir. Yakılan kömür, hava kir-

liliğinin yanısıra kül ve külün içerdiği kadmiyum, civa, kurşun, arsenik v.b. ağır

metallerin çevreye yayılarak kirlenmesine de sebep olmaktadır. Linyitlerin düşük kalite-

li olmaları nedeniyle termik santrallerin çevre hava kalitesine etkisinin azaltılması için

2

oluşan kirleticilere karşı kontrol sistemlerinin uygulanması gereklidir. Ülkemizdeki

linyitlerimizin kükürt ve kül içeriklerinin de yüksek olması nedeniyle, büyük miktarda

linyit kömürü kullanan termik santrallerin kirletici emisyonları da çok yüksek olmakta

ve çevreye verdikleri zarar da bununla orantılı olarak artmaktadır (Kadıoğlu ve

Bayramin 2007).

Şekil 1.1 Numunelerin alındığı bölge olan Seyitömer Termik Santrali ve çevresi (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)

Türkiye’de toplam 26 termik santral bulunmaktadır. Bunlardan 12 si kömür, 6 sı doğal

gaz, 6 sı sıvı yakıtlı ve 2 si jeotermal termik santralidir. Bu santrallerin içerisinde

çevreye en fazla uçucu kül bırakanın, kömür termik santrali olduğu bilinmektedir.

Bunlardan biri de Seyitömer Termik Santralidir (Şekil 1.1). Termik santralin büyüklüğü

hakkında bir fikir edinebilmek için teknik özelliklerine bakacak olursak, Seyitömer

3

Termik Santrali (4 x 150 MW) 600 MW , Türkiye’nin en büyük termik santrali olan ve

yine linyitle çalışan Afşin Elbistan A Termik Santralı (3 x 340 MW + 1 x 335) 1.355

MW ve B Termik Santralı ise (4 x 360 MW) 1440 MW güce sahiptir (Anonim.2008.

Web sitesi:http://termiksantral.sitemynet.com /BAKAR/id1.htm, Erişim tarihi:

02.05.2008).

Literatürde bu santrallerin çevreye bırakmış olduğu uçucu küller ile zararlı elementlerin

büyüklükleri ve yayılım şekilleri hakkında ayrıntılı bir bilgiye ulaşılamamıştır. Bu

çalışmanın en önemli tarafı termik santralinin çevreye bırakmış olduğu elementlerin

analizleri yapılarak toplanmış olan örneklerin yoğunluk haritaları modelleme

programları ile belirlenmiş olmasıdır. Böylece ortamda bulunan toksik ve radyoaktif

gibi sağlık açısından zararlı elementlerin büyüklükleri ve yayılımları ortaya konularak

Seyitömer Termik Santralinin bölgede bulunmasının çevreye etkisi belirlenmiştir. Bu

çalışmanın ışığında alınan veriler yeni kurulacak olan santrallere konum ve çevresinin

belirlenmesinde, yerleşim bölgelerinden ne kadar uzakta kurulması gerektiği gibi

konularda da yol gösterecektir.

Arazi çalışmaları sırasında belirlenen 39 farklı örnekleme noktasında 28 adet profil

çukuru kazılarak yüzey ve yüzeyaltı horizonlardan 64 adet örnek alınmıştır. Analiz

edilen elementlerin içinden çevrede bulunan bitkiler için olması gereken sınır değerini

aşanlar ve fazla olanları tespit edilmiş ve yoğunluk haritaları çıkartılarak bu elementler

için kirlilik dağılımları belirlenmiştir.

Seyitömer Termik Santralinden çıkan yanmış kömür atıklarının ve çevreye saçılan

küllerin, radyoaktif maddelerin ve toksik elementlerin içeriğinin bilinmesi, çevreye

verdiği zarar açısından önem taşımaktadır. Önce bu tez kapsamında Seyitömer Termik

Santralinin çevresinden alınan toprak örneklerin handecount sintilasyon sayacı ile alfa

ve beta aktiviteleri ölçülmüş daha sonra toprakta bulunan birçok element’in dağılım ve

yoğunluğunu bulmak için örneklerin XRF yardımı ile de analizleri yapılmıştır. Böylece

Seyitömer Termik Santralinin çevreye vermiş olduğu atık, kül, kimyasal bileşim ve

radyoaktivite açısından olası zararlarının ve yan etkilerinin olup olmadığı ortaya

çıkartılmaya çalışılmıştır.

4

2.KURAMSAL TEMELLER

2.1 Doğada Bulunana Doğal Radyoaktif Seriler

Çoğu bilim adamı, evrenin 13milyar yıl (13x109 yıl ) önce meydana gelen büyük bir

patlama sonucu (Big Bang) oluştuğunu düşünüyor. Aynı düşünceye göre bu patlamanın

ilk birkaç dakikası içersinde nötron ve protonlar birleşerek döteronları yani hafif

çekirdekleri oluşturduğu, daha sonra ise nükleer reaksiyonlar sonucu ağır elementlerin

yıldızlarda oluştuğu kabul ediliyor. Biz kararsız bir çekirdeğin doğada bulunduğunu

söylediğimizde doğal radyoaktiviteyi buna örnek gösteriyoruz. Dünya üzerinde birçok

doğal radyoaktif çekirdek vardır ve ilk zamanlardan geriye yalnızca yarı ömrü birkaç

milyar yıl olanlar kalmıştır, bunların çoğu da ağır elementlerdir.

Ağır radyoaktif çekirdekler kütle numaralarını sadece alfa bozunumu ( AX → A-4D ) ile

atom numaralarını ( Z ) ise ya alfa ya da beta bozunumu ile değiştirirler. Bunun sonucu

olarak doğal radyoaktif çekirdeklerin kararlı son elementlere bozunduğu sadece 4 yol

vardır. Bu dört yolun kütle numaraları 4n, 4n+1, 4n+2 ve 4n+3 (n tamsayı) şeklinde

gösterilir, çünkü alfa bozunumu sadece kütleyi değiştirebilir. Bu dört seri çizelge 2,1’de

gösterilmiştir.

Neptünyum dışında bütün bu radyoaktif seriler doğada bulunurlar. Neptünyum üyesinin

en uzun ömürlü üyesi 237Np (t1/2=2,14x106 yıl), güneş sisteminin ömrüne kıyasla çok

düşük bir ömre sahip olduğundan hemen hemen bu serinin tüm üyeleri bozunarak

doğada kalmamıştır (Thornton and Rex 2002). Doğada Neptünyum serisi dışında kalan

diğer üç seride bulunan doğal radyoaktivitenin seviyesini deney cihazlarımızla

ölçebiliriz. Bu serilerdeki alfa ve beta bozunumları kararlı son ürüne ulaşıncaya kadar

devam eder. Çizelge 2,1’in son sütununda kararlı son elementler görülmektedir.

5

Çizelge 2.1 Radyoaktif seriler ve özellikleri

Kütle numarası Serinin ismi Ana çekirdek T1/2 (yıl) Son ürün

4n Toryum Th23290

1,4x1010 Pb20882

4n+1 Neptünyum Np23793

2,14x106 Bi20983

4n+2 Uranyum U238

92

4,47x109 Pb206

82 4n+3 Aktinyum U235

92 7,04x108 Pb207

82

2.2 Sintilasyon Sayıcı ve Bölümleri

2.2.1 Sintilatörlerin bant yapısı ve çalışma mekanizmaları

Detektörün en önemli kısımlarından bir tanesidir. Kaynaktan çıkan fotonlar, kristalde

aşağıda detaylı olarak açıklanan sintilasyon fotonlarını meydana getirirler. Kristale sıkı

bir şekilde bağlanmış ışık tabakasının yardımıyla, bu fotonlar daha sonra fotoçoğaltıcı

tüplerde soğurularak elektron pulslarına dönüşürler.

Sintilasyon olayının esaslarına geçmeden önce kısaca fotonların madde ile

etkileşmelerini hatırlamakta fayda vardır. Genel olarak bakarsak nükleer tıpta kullanılan

enerji değerlerinde, radyoaktif bir kaynaktan çıkan gama ışınları, kristalde fotoelektrik

veya compton olayı ile durdurulurlar. Fotoelektrik olayda, gelen foton bütün enerjisini

atoma bağlı elektronlardan bir tanesine vererek soğurulur, elektron ise, çarpışmadan

kazandığı kinetik enerji ile atomdan ayrılarak serbest hale geçer. Atomdan koparılan bu

fotoelektronun yeri ise, dış yörüngelerden bu seviyeye düşen bir başka elektron ile

doldurulur ve aradaki enerji seviyesine uygun enerjide bir foton yayınlanır. Enerjisi çok

düşük olan bu foton kristalde hemen soğurulur. Compton olayında ise, gelen foton

atomun dış yörünge elektronlarından bir tanesi ile çarpışarak (iki bilardo topunun

6

çarpışması gibi) azalmış enerjisi ile saçılır. Elektron ise, çarpışmadan kazandığı kinetik

enerji ile serbest hale geçer.

Kaynaktan gelen ışının (fotonun) bütünüyle soğurulabilmesi ve algılanabilmesi gerekir.

Bu yüzden fotonun fotoelektrik olay ile durdurulması gerekmektedir. Düşük enerjili

fotonların bu şekilde madde ile etkileşmelerinde, fotoelektrik olay ile soğurulabilmeleri

daha olasıdır. Enerji fazlalaştıkça compton olayı daha sık görülmeye başlar. Fotonun

madde ile diğer bir etkileşme türü ise çift-oluşumdur ve düşük enerjilerde bu

etkileşmenin olasılığı çok zayıftır.

Bütün bu etkileşmeler sonucu ortaya çıkan elektronlar, çarpışma sonrası kazandıkları

kinetik enerjiler ile etraflarında bulunan diğer atomlarla etkileşerek iyonizasyon ve

atomik uyarmalara neden olurlar. İyonizasyonda, eğer bu elektronların enerjisi,

etraflarında bulunan atoma bağlı elektronları serbest hale geçirmeye yeterli ise sonuçta

pozitif yüklü atom ve serbest elektrondan oluşan iyon çiftlerinin meydana geldiği

etkileşme olur. İyonizasyona neden olamayacak şekilde daha az enerjideki elektronlar,

çevrelerindeki atomları uyarırlar ve atoma bağlı elektronları bir üst enerji seviyesine

geçirirler. Bu tür atomik uyarmalar sonucu üst seviyeye geçmiş elektronlar daha sonra

tekrar eski enerji seviyelerine dönerler ve aradaki farka eşdeğer enerjide bir foton

yayınlanır.

Sintilatörler gibi kristal yapıya sahip bazı maddelerde, bu fotonun enerjisi görünür bölge

yakınındadır ve adına sintilasyon fotonu denir. Birçok kristallerde, atomik uyarmaları

takiben hemen bir foton yayınlanması etkin bir olay değildir. Yani, enerjinin bu şekilde

geriye verilmesi her zaman olmaz. Hiçbir ışımanın olmadığı geçişler kayıplara neden

olurlar ve quenching adını alırlar. Ancak, bu kristallere imalat sırasında katılan bazı

maddeler (safsızlıklar) foton yayınlanma verimini artırırlar. Bu safsızlıkların belirli

enerji seviyeleri vardır. Kaynaktan gelen fotonun kristalde durdurulması sonucu

meydana gelen serbest elektronlar, kristalde hareket ederlerken karşılaştıkları bu

safsızlıklar tarafından tutularak onları uyarılmış enerji seviyelerine çıkarırlar. Eğer

uyarılan safsızlıklardan taban seviyeye geçiş izni varsa, görünür bölgedeki sintilasyon

7

fotonlarının yayınlanmasıyla sonuçlanan sintilasyon olayı meydana gelir. Bazen

elektronlar bu uyarılmış seviyelerden daha üst seviyelere geçip, sonra taban seviyeye

inerler, bu ışınlara ise fosforesans ışınları denir (Arya 1966).

İnorganik sintilatörlerde sintilasyon mekanizması maddenin kristal yapısı tarafından

belirlenen enerji bantlarına bağlıdır. Şekil 2.1’de inorganik kristalin bant yapısı

görülmektedir. Valans bant kristal örgüye bağlı bulunan elektronları, iletkenlik bandı ise

yeterli enerji alarak kristalde serbestçe dolaşan elektronları temsil eder. Aradaki bant;

yasak bant’da elektronlar bulunamaz. Enerji soğurulması sonucu elektronlar valans

bant’dan iletkenlik bandına çıkarlar. Elektronun tekrar valans banda dönme olasılığı

düşüktür ve açığa çıkan fotonun enerjiside görünür bölgenin dışındadır.

Şekil 2.1 Aktivatör eklenmesi durumunda sintilatörde bant yapısının değişmesi (Arya 1966). Görünür bölgede foton yayılımını artırmak için kristale az miktarda katkı maddeleri

(safsızlıklar) eklenir. Bu katkı maddeleri yasak bant içindeki “aktivatör merkezleri”

oluşturur (Şekil 2.1). Elektronlar iletkenlik bandından dönerken yarı ömrü 10-3 sn

mertebesinde olan aktivatör merkezlerinden görünür bölgede foton yayımlayarak taban

seviyesine dönerler. Elektronun aktivatör merkezinde uzun süre kalması istenmez; bu

8

süre uzun olursa ardarda gelen fotonun algılanamamasına sebep olacaktır. Aktivatör

merkezinin yarı ömrü katkı maddesinin tipine göre değişiklik gösterir (Meriç 1999).

2.2.2 Sintilatör ve fotoçoğaltıcı tüp

İki tip sintilasyon dedektörü vardır. Katı kristalli inorganik materyalli olan sintilasyon

dedektörü diğeride plastik ve sıvıdan oluşan organik moleküllü sintilasyon

dedektörüdür. Hepsininde uyarılma modları farklıdır; ama hepsinde de en son sonuç

aynıdır. Yüklü parçacık maddeden geçtikçe kaybettikleri enerjiyi inorganik kristal veya

organik moleküllerin uyarılmaları için onlara iletirler. Uyarılma enerjisi floresans olarak

sintilasyon kristalinde yayımlanır. Herhangi bir olayda yayınlanan ışık fotonlarının

sayısı başlangıçtaki yüklü parçacığın kaybolan enerjisi ile orantılı olacaktır (Shultıs and

Faw 2003).

Sintilasyon sayıcıyı Şekil 2.2’de bulunan sintilasyon sayıcıya göre anlatacak olursak

“Sodyum iyodür talyum ile aktivite edilmiştir. NaI kristali neme hassas olduğundan tek

bir yüz hariç etrafı alüminyum ile kaplanmıştır. Kaplanmayan yüz fotokatodla bağlantılı

olan optik olarak sımsıkı bir temas gerektiren yüzeydir. Alüminyum yaprağın iç yüzeyi

ışık yansıtıcı yüzey olarak görev yapması için magnezyum oksit ile kaplanmıştır. Yüklü

parçacık tarafından oluşturulan başlangıç iyonizasyonu veya foton, kristal içinde

elektronlar oluşturur. Bu elektronlar kristalin atom ve molekülleri ile birleşerek görünür

bölgede ışık yayınlanmasına sebep olurlar. Yayınlanan ışığın dalgaboyu 3300Aº ile

5000Aº arasındadır ve sintilatör kendi yayınladığı ışığa karşı ışık geçiren bir özellik

gösterir. Bu düşük şiddetteki ışığı algılamak ve elektrik pulsu haline dönüştürmek için

fotoçoğaltıcı tüp kullanılır.

9

Şekil 2.2 Sintilasyon sayıcı ve fotoçoğaltıcı tüp (Arya 1966).

Kristalden yayınlanan ışık fotoçoğaltıcı tüpün fotokatodunun üzerine düşer.

Fotokatodun yüzeyi sezyum-antimon alaşımından yapılmıştır. Sintilatör’den gelen ışık

fotokatod’dan elektronları kopararak, fotoelektron yayınlanmasına sebep olur.

Fotokatod’dan çıkan bu elektronlar ölçülemeyecek kadar küçük bir değere sahiptir.

Elektronlar dinotlar arasında ilerledikçe elektron sayısında çoğalma olur. Birbirini

izleyen dinotlar arasında son dinota kadar çalışma voltajı 800 ile 1500 V aralığında

gerilimlerde tutulur. Fotoçoğaltıcı tüpde bu şekilde hızlandırılan ve çığ gibi büyüyen

elektronların sayısı yaklaşık 106 ile 107 büyüklüğüne kadar çoğaltılır” (Arya 1966).

10

2.2.3 Sintilasyon sayaçları

Şekil 2.3 Sintilasyon sayıcının temel elektronik aksamı ve bağlantıları

Fotoçoğaltıcı tüpe bağlı olan yüksek gerilim kaynağının görevi detektörün çalışması

için gerekli negatif ve pozitif gerilimi sağlamaktır. Fotoçoğaltıcı tüp’den gelen sinyal

preamplifikatör’de önyükseltme işlemine tabi olur. Ön yükseltecin bir diğer görevide

yükselteç ile fotoçoğaltıcı tüp arasında empedans uyumunu sağlamaktır. Ayrıca gürültü

düzeyinin’de en alt seviyede olmasını sağlar. Detektörden gelen sinyal genelde çok

küçük bir seviyededir “mV seviyesi” ; bu sinyal en az 10 V olacak şekilde 103 oranında

yükseltilir. Osiloskop zaman içinde hızla değişen bilgileri gözlemek ve kaydetmek için

kullanılır. Sinyal ayırıcı elektronik gürültüleri azaltır ve atmanın şiddeti yükseltilirken

gürültü de beraberinde yükseltildiğinden, seçilen belirli bir sinyal şiddetinden daha

küçük değerlerin dikkate alınmamasını sağlar. Çok kanallı analizör atmaları şiddetlerine

göre çizer veya kaydeder.Bu kayıt işleminde yatay eksen “kanal sayısı (parçacık

enerjisi)”, düşey eksen ise “kanal basına düşen parçacık sayısı” dır, bu şekilde her bir

enerji seviyesinde oluşan pulsu ve o pulsa ait büyüklüğü “toplam sayımı” görebiliriz.

Ölçekleyici ise çıkan sinyallerin büyüklüklerinin birbirleri ve gerçek enerji değeri ile

orantılı olacak şekilde görüntülenmesi işlevini gerçekleştirir.

11

3. MATERYAL VE YÖNTEM

3.1 Handecount Cihazı

Thermo Eberline Handecount örnek sayım sistemi aynı anda hem alfa hem de beta

sayma imkânı verebilen bir sistemdir. Sistem Palm bilgisayar ile kontrol edilir; bu

yazılım bütün sayım işlemlerini gerçekleştirmek için modüler detektör kartı (MDB) ile

haberleşme yapar. Palm cihazı içinde renkli LCD göstergesi olan, ekrandan dokunmatik

tuş kontrolüne imkân veren, içinde saati olup verileri tarih saat sırasına göre deneysel

verileri kaydeden, güçlü bir veritabanı yeteneğine sahip olan, elde taşınabilen, kullanımı

basit olan sintilasyon sayıcı bir cihazdır.

Handecount sistemi içinde 2 inçlik bir ikili fosfor sintilatörü olan ve kayıcı çekmece

mekanizması ile beraber birleştirilmiştir. Çekmecesi 2inç (50,8mm) çapına sahip

numuneleri ölçmeye imkân verecek bir genişliğe sahiptir. Çekmece yüksekliği

ayarlanabilecek bir örnekleme alanına sahiptir. Elle taşınabilmesi için dayanıklı

plastikten pürüzlü, kaymayan bir sapa sahiptir. İçerisinde batarya opsiyonu da olan

cihaz, batarya ile tam şarjlı olarak 8 saate kadar saha’da kullanım imkânı da

vermektedir.

Handecount cihazı her sayım öncesinde mutlaka “background” sayımını alır ve

otomatik olarak deney sayımlarından bu değerleri çıkarır, üst üste gelen sayımlarla ilgili

düzeltmeyi de cihaz otomatik olarak yapar. Yani alfa kanalında sayılan betaları, beta

kanalında sayılan alfaları olması gereken sayımlardan çıkararak gerekli düzeltmeleri

otomatik olarak yapar. Ayrıca cihaz kalibrasyonda yapılmış olan verim hesabına göre

düzeltmeleri de her sayım yapılan örnek için hesaba katar. Cihazın yaptığı ölçümün

sonucu ölçüm öncesi hangi birim cinsinden sonuç istenmiş ve seçilmiş ise ona göre

yapılır.

Handecount cihazı bütün deneysel ölçüm sonuçlarını kalibrasyon ölçümleri de dahil

olmak üzere veritabanında saklar. Aynı zamanda cihaz içinde kalibrasyon kaynaklarına

12

ait bir de kütüphane bulunmaktadır. Burası radyasyon kaynaklarının kontrol ve

kalibrasyon işlemlerinde referans olarak bulunmaktadır. Kullanıcı isterse csv formatında

veritabanını bilgisayara Palm’s Palm Desktop ve Pc Conduit yazılımı kullanarak

aktarabilir. Bütün kaynak aktiviteleri kullanımı basitleştirmek ve sonuçlardaki kesinliği

artırmak için radyoaktif bozunum düzeltmesini yaparak cihazda gösterilir. İstendiği

zaman kalibrasyon kayıtlarına yine veritabanında kayıtlı olduğu için kolayca ulaşılabilir

(Anonymous Handecount Manual).Cihaza ait bazı teknik özellikler çizelge 3.1’de

gösterilmiştir.

Çizelge 3.1 Handecount cihazına ait teknik özellikler

Dedektör: 2” (50.8 mm) çapında, alfa ve beta’ya-

hassas ZnS sintilatör.

Verim: Alfa:239Pu ~ 90% (2σ)

Beta: 90Sr90Y ~ 35% (2σ)

99Tc ~ 25% (2σ)

Background: ≤ 60 CPM beta kanalında ve, ≤ 3 CPM

alfa kanalında sayım olmalı,

“background” olarak 15 µR/h 137Cs gama

Üst üste gelme: < 5% alfa‘dan beta’ya, < 1% beta’dan

alfa’ya. En son ölçümde otomatik olarak

üst üste gelme düzeltme faktörleri ile

düzeltilir

Örnek çekmecesi: 2.03” çapında x 0.38” derinliğinde (5.16

cm x 0.95 cm) maksimum. Örnek kalınlığı

0.030” den 0.3125” e kadar ayarlanabilir

(0.76 mm den 7.94 mm).Örnek tutucu

kısım ve çekmece uzun ömürlüdür; madde

bulaşığı kolay temizlenebilir.

Örnek tablası vida özelliği ile istenilen

derinliğe örneği sabitlemeyi kolaylaştırır.

Örnek alanının önünde bulunan bir çukur

13

Çizelge 3.1 Handecount cihazına ait teknik özellikler (devam)

numuneyi cımbızla alıp koymayı

kolaylaştırır.

Büyüklük: 4.75” genişlik x 15” uzunluk x

12” derinlik

Ağırlık: 13 lbs. (5.9 kg)

Gösterge/Kontroller: Palm m515™ PDA

Birimler: Counts, CPM, CPS, Bq, Ci, nCi, pCi,

DPM, DPS

Çalışma modları Basit,Normal

Basit :

Örnekleri ölçme rutininin olduğu kısmı

tek ekrana kitler, kullanıcıya örnek sayım

yapmasına müsaade eder, “background”

sayımlarının güncellenmesini sağlar, veya

ölçüm yapılan sayım zamanının saniye

veya dakikaya çevrilmesine izin verir.

Normal : Örnek ölçme rutininin tüm parçalarını

çağırır; kullanıcıya örnek tipi seçme

imkânı verir, örnek girilmesi ve

alfanümerik karakterlerle örneğe isim

verme imkânı sağlar. Toplanan tüm

verilerin değerlendirilmesi ve ayar yapma

kalibrasyon rutinlerine girmeye imkan

verir.

14

3.2 XRF Cihazı

X-ışını floresansı (XRF) elimizdeki numunelerin yüksek enerjili x-ışınları ve gama

ışınları ile bombardıman edilmesi sonucu maddeden yayılan ikincil karakteristik x

ışımalarının yayılmasına denilir (şekil 3.1), bu fenomen yaygın bir şekilde elementsel

analiz ve kimyasal analiz için kullanılır. Özellikle metal, cam, seramik ve bina

materyallerinin araştırılmasında ve jeokimya, adli bilimler ve arkeoloji alanlarında ki

araştırmalar için kullanılır (Anonymous.2008. Web sitesi:http://en.wikipedia.org/wiki

/X-ray_fluorescence,Erişim tarihi:30 .03.2008).

Şekil 3.1 Atomun x ışını ile uyarıldıktan sonra karakteristik x ışınlarının yayınlanması (Anonymous.2008. Web sitesi:http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray _

fluorescence Erişim tarihi:30 .03.2008)

Kα , Kβ geçişi sırasıyla L ve M tabakasından K tabakasını doldurmak üzere olan geçişin

ismidir. En yoğun olan geçiş Kα geçişidir. Lα, Lβ geçişi sırasıyla M ve N tabakasından L

tabakasını doldurmak üzere olan geçişin ismidir. Yayınlanan x ışınları elektromanyetik

radyasyondur ve enerjileri K ve L tabakalarındaki elektronların bağlanma enerjisi

seviyesindedir. Ana etkileşme türü fotoelektrik etkileşmedir. Oluşan boşluğun

bozunumu sonucu olan fotoelektrik etki bu karakteristik x ışınlarının yayınlanmasına

sebep olur. Karakteristik x ışınları olarak K, L ve M x-ışını çizgileri vardır. Bu

karakteristik x-ışınları elementin atomuna göre belli enerji değerlerindedir. Bir tane

15

element için birkaç tane pik görünme olasılığı vardır (Şekil 3.2), tipik olarak bunlar

spektrumda değişen yoğunluklarda görülecektir. Bunlar kendine özgü element için

karakteristik bir parmak izi özelliği taşır (Anonymous.2008.Web

sitesi:http://www.jobinyvon.co m /SiteResources/Data/ Templates /1divisional.asp?Doc

ID=1105 &v1ID =& la ng=, Erişim tarihi: 29.03.2008).

Şekil 3.2 Bir numuneden alınan analiz sonucu XRF pikleri

X ışınlarının özel olarak belli bir madde için emilmesi x-ışınlarının enerjilerine bağlıdır.

Bir kural olarak düşük enerjili x-ışınları yüksek enerjili fotonlardan daha fazla emilirler.

Bir orbitalden bir elektronu çıkarmak için o elektronun bağlanma enerjisinin seviyesini

geçmek gerekmektedir. Fakat bu enerji çok fazla olursa bu seferde x-ışını ile elektron

arasındaki çiftleşme verimsiz olacak ve çok az elektron uyarılacaktır. Eğer x-ışınlarının

enerjileri düşecek olursa bu seferde elektronun bağlanma enerjisine yaklaşılacak ve

kopartılan elektron sayısında artış olacaktır. Bu bağlanma enerjisinin hemen altında ise

x-ışını soğurulmasında elektronları koparmak için yeterli enerji olmayacağından ani bir

düşüş olacaktır. Ayrıca alt tabakalardan elektron koparmak içinde bu enerji oldukça

yüksektir. Buradan da gönderilen tüm x-ışınlarının etkileşmeye katılmadığını anlıyoruz.

Şekil 3.3’den K ve L floresans ürünlerinin yoğunluğunun atom numarasına bağlı

fonksiyonu olarak çizilmiş grafiği görülmektedir. Grafikten görüldüğü gibi düşük atom

numaralı elementler için yoğunluk çok düşüktür ve buda bu tip elementler için başarılan

16

hassasiyeti yansıtmaktadır. Ayrıca grafikten karakteristik x-ışınlarının ilk piki olan K

pikinin en yoğun olarak gözlenme olasılığı olduğu görülmektedir.

Şekil 3.3 Atom numarasına bağlı olarak x-ışını floresansının yoğunluğunun değişimi

Şekil 3.4 de görüldüğü gibi XRF spektrometresi, bir örnekten, örneği uyarmak için bir

x-ışını kaynağından, örnekten yayınlanan floresans x-ışınlarını algılamak için bir

detektörden, spektrometreden ve verileri değerlendirmek için kullanılan bir

bilgisayardan oluşmaktadır.

Şekil 3.4 XRF spektrometre ve temel bileşenleri

17

3.3 Numune Hazırlama Yöntemleri

Handecount sintilasyon sayıcı’da örneklerin sayımı için 20µ kalınlığında inceltilmiş

toprak kullanılmıştır. Bunun sebebi toprağın ince bir tabaka haline getirilmesi ve alfa

parçacıklarının etkinliğinin artırılmak istenmesidir. Üç farklı yöntem’de sayımlar

alınarak karşılaştırmalar yapılmış ve sayımların tekrarlanabilirliği ile standart

sapmalarının düşük olması o yöntemin kullanılabilmesinde artı puan olarak kabul edildi.

Handecount Cihazındaki sayımlar için 1cm çaplı alüminyum diskler kullanılmıştır.

Geniş yüzeyli bir disk üzerindeki toprağın sayımı ile daha küçük yüzeyli bir disk

üzerindeki sayımları karşılaştırabilmek için ise deneylerde, 3,8 cm çapında ve 1,5 mm

derinliğinde ikinci bir disk daha kullanılmıştır (Çizelge 3.2).

Çizelge 3.2 Deneyde kullanılan iki farklı disk ve özellikleri

DİSK ÇAPI DİSK YÜZEY ALANI Büyük Disk 3,5 cm 1,5 mm 33,49 cm2

Küçük Disk 1 cm - 3,14 cm2

Handecount cihazının örnek çekmecesinin çapı 5,16 cm’dir. Derinliği ise 0,76 mm ile

7,94 mm arasında ayarlanabilmektedir.

Amacımız ölçüm yapılacak toprağı diskler üzerine ince bir tabaka halinde yapıştırmak

ve bu toprakların disk üzerindeki homojen yapısı ve dağılımının deney öncesi ve sonrası

ölçümler sırasında bozulmamasını sağlamaktır. Disk üzerine toprak ince bir tabaka

halinde şu üç yöntemle yapıştırılabilmektedir. Bunlar silikon, uhu+aseton ve çöktürme

yöntemidir. Bu yöntemlerde numune aşağıda anlatıldığı şekilde hazırlanmıştır.

Silikon yöntemi: Bu yöntemde parafin yağı olarak adlandırılan diğer ismi silikon yağı

olan jel ince bir tabaka halinde disk yüzeyine bir tel yardımıyla dağıtılarak sürülür.

Öğütülmüş toprak örneği çok ince bir tabaka halinde disk üzerindeki jel üzerine dökülür

18

ve toprağın homojen bir şekilde disk yüzeyine dağılması sağlanır. Toprağın fazlalıkları

bir tel yardımıyla disk üzerinden alınır.

Uhu + aseton yöntemi: Bu yöntemde 4ml’lik tüp içinde bulunan asetonun içine küçük

bir damla uhu damlatılarak uhunun aseton içinde erimesi sağlanır. Bu karışım toprak

örnekle karıştırılarak disk üzerine dökülür ve asetonun buharlaşması sağlanır. Böylece

buharlaşma sonrası toprak örneğin diske sağlam bir şekilde yapışması sağlanmış olur.

Bu yöntemle elde edilen numunelerdeki yüzey pürüzsüz ve diğer yöntemlere göre en

homojen durumda oluşmuştur.

Çöktürme yöntemi:Bu yöntemde 4ml’lik toprak, aseton karışımı hazırlanarak disk

üzerine dökülür ve asetonun buharlaşması sağlanır. Burada 1cm çapındaki disklerde

yapıştırma işlemi için 4ml hacmindeki cam tüpler kullanılır. Cam tüplerin dibine

bırakılan disk üzerine toprak-aseton karışımı dökülerek buharlaşması sağlanır.

Buharlaşma sonrası disk üzerinde ince bir tabaka halinde toprak örneği çöker.

Şekil 3.5 Handecount cihazının örnek - sintilatör geometrisi

Alfaların havadaki menzili 4-5 cm civarındadır (Meriç 1999). Deneyler sırasında

örnekten çıkan alfaların havada soğurulmadan sintilatöre ulaşabilmesi için şekil 3.5’de

görüldüğü gibi örnek - sintilatör mesafesi mümkün olduğu kadar kısa olmalıdır (Aitken

1985).

19

4 DENEYSEL İŞLEMLER

4.1 Numunelerin Sayım Yönteminin ve Deney Parametrelerinin Belirlenmesi

Yapılan ilk deneyde 3,8 cm’lik diskler üzerine üç farklı yöntemle örnekler yapıştırılarak

hazırlandı ve disk çapı sabit tutularak hangi yöntemin uygun olduğu araştırıldı.

Çizelge 4.1 Disk çapı 3,8 cm olan örneklerin üç farklı yöntemde sayım ortalamaları ve deneysel verilerin standart sapmaları (Diskler üzerindeki toprakların ağırlıkları aynıdır)

Disk

Kodu

Disk

çapı

(cm)

Yöntem

Sayım

süresi

(dak)

Sayım

tekrarı

Alfa

ortalama

Alfa St.

Sapma

Beta

ortalama

Beta St.

Sapma

a1 3,8 Silikon 10 3 5,7 7,2 423,3 22,2

a2 3,8 Uhu+aseton 10 3 8 4,6 440 31,2

a3 3,8 Aseton çök 10 3 11 1 451,3 17,5

Çizelge 4.1’i incelediğimizde alfa ve betalara ait deneysel verilerin standart

sapmalarının, asetonla çöktürme yönteminde en küçük değeri aldığı görülmektedir.

Yine aynı çizelgeden silikon ve uhu + aseton yönteminde ise beta ve alfalara ait standart

sapmaların, asetonla çöktürme yönteminin standart sapmalarına göre daha büyük

değerler aldığı gözlenmiştir.

İkinci deneyde, yöntemler arasında karşılaştırma yapabilmek için disk çapı 1 cm’de

sabit tutularak Çizelge 4.2 oluşturuldu. Bu çizelgeden silikon yönteminin standart

sapmasının hem alfa hem de beta için en uygun değere sahip olduğu açıkça görülüyor.

Sonuçlara sadece alfalar için bakılsaydı asetonla çöktürme yöntemi en uygunu

denilebilirdi, ama biz hem alfalar hem de betaların her iki sinide göz önünde

bulunduruyoruz. b2 kodlu numune ise 4 ml’ lik cam tüpün dibine yapıştı ve çıkarmaya

çalışırken örnek parçalandı. Bu diskte bu yöntemin bu şekilde uygulanmasının hiç

20

kullanışlı olmadığı ortaya çıktı ve sadece diğer iki örneğin arasında karşılaştırma

yapılarak deneylere devam edildi.

Çizelge 4.2 Disk çapı 1 cm olan örneklerin üç farklı yöntemde sayım ortalamaları ve deneysel verilerin standart sapmaları (Diskler üzerindeki toprakların ağırlıkları aynıdır)

Disk

Kodu

Disk

çapı

(cm)

Yöntem

Sayım

süresi

(dak)

Sayım

tekrarı

Alfa

ortalama

Beta

ortalama

Alfa

St.

Sapma

Beta

St.

Sapma

b1 1 Silikon 10 3 8,7 450 2,1 9,8

b3 1 Aseton

çöktürme

10 3 7 424 0 27,6

b2 1 Uhu+aset - Disk dibine yapıştı çıkarken toprak döküldü

Çizelge 4.3 İki farklı diskte iki farklı yöntemin sayım ortalamaları ve standart sapmalarının karşılaştırılması

Disk

Kodu

Disk

çapı

(cm)

Yöntem

Sayım

süresi

(dak)

Sayım

tekrarı

Alfa

ortalama

Beta

ortalama

Alfa

St.

Sapma

Beta

St.

Sapma

b1 1 Silikon 10 3 8,7 450 2,1 9,8

a3 3,8 Aseton

çök

10 3 11 451,3 1 17,5

Çizelge 4.3’e bakıldığında 1cm’lik diskte silikon yöntemi ile 3,8 cm’lik diskte asetonla

çöktürme yöntemi için alfaların standart sapmalarının birbirine oldukça yakın olduğu

görülüyor. Yalnız betaların standart sapmasına bakacak olursak bu yöntemler içinde

silikon yöntemini 1cm’lik diskte uygulamanın en uygun olduğu anlaşılıyor. Ayrıca

1cm’lik diskte örnek hazırlamak 3,8 cm’lik diskte örnek hazırlamaktan daha kolay,

örnek sayımız çok olduğundan bunu kullanmak bir avantaj olacaktır. Ayrıca deneysel

verilerin sonucunda 1cm’lik diskle silikon yönteminin kullanılmasının uygun olduğunu

21

gördüğümüzden bundan sonraki deneylerde 1cm’lik diskle silikon yönteminin

kullanılmasına karar verildi.

Çizelge 4.4 “b1” örneği bir kere daha saydırıldı ve tekrar sayısı iki katına çıkarıldı

Disk

Kodu

Disk

çapı

(cm)

Yöntem

Sayım

süresi

(dak)

Sayım

tekrarı

Alfa

ortalama

Beta

ortalama

Alfa St.

Sapma

Beta St.

Sapma

b1 1 Silikon 10 3 8,7 450 2,1 9,8

b1 1 Silikon 10 6 6,3 439,2 1,6 21,5

Deneylere başlarken süresi fazla olmayan ama makul olacak bir sayım süresi seçilmek

istendi. Bu sürenin bazı deneyler yapılarak 10 dakika olması kararlaştırıldı. Bu sürenin

uygun olup olmadığı bir sonraki deneyde kontrol edilecektir, ama 10 dakika 3 tekrar

yeterli mi bunu değerlendirmek için bir deney daha yapıldı. Çizelge 4.4’de görüldüğü

gibi ilk deneyde örnekten 3 tane 10’ar dakikalık sayım alındı. Bu deneyin alfa standart

sapması 2,1 olarak bulundu. Bu deney 6 tekrar 10 dakika süre ile tekrarlandı, alfa

standart sapması 2,1’den 1,6 değerine düştü ama beta standart sapmasında bu değer

9,8’den 21,5 değerine çıktı. Normalde her iki standart sapmanın da düşmesi beklenirdi.

Bu deneylerde alfa ve betalarda ki standart sapmalar deney’den deneye bu şekilde

farklılık gösterebilmektedir. Bunun sebeplerinden biri olarak radyoaktivitenin

doğasındaki rastgeleliği verebiliriz ama bunun bir diğer sebebi de ölçülen topraktaki

aktivite miktarının oldukça düşük değerlerde bulunmasıdır. Bu deney sonucunda 3

tekrarın yeterli olduğuna karar verildi.

Sayım süresi olan 10 dakikanın yeterli olup olmadığını görmek için bir deney daha

yapıldı. Her iki deneyde de sayım tekrarı aynı tutuldu. Disk silikon yöntemiyle hazır-

landı ve iki deneyde de aynı disk kullanıldı. Çizelge 4.5’e baktığımızda 60 dakikalık

sayımın alfalar için olan standart sapması 2,5 iken bu 10 dakikalık sayımlar için olan

3,2 değerinde çok küçük bir iyileştirme yaptığı görülüyor.

22

Çizelge 4.5 “d1” örneğinin 3 tekrar halinde 10 dakika ve 60’ar dakika sayım sonucları

Disk

Kodu

Disk

çapı

(cm)

Yöntem

Sayım

süresi

(dak)

Sayım

tekrarı

Alfa

ortalama

Beta

ortalama

Alfa

St.

Sapma

Beta

St.

Sapma

d1 1 Silikon 10 3 5,7 468,7 3,2 5,1

d1 1 Silikon 60 3 6,3 448 2,5 4,7

Ayrıca alfaların ortalamaları da her iki deneyin sonuçlarına bakıldığında aralarında çok

büyük bir fark olmamıştır. Betaların standart sapmasında da 0,4 gibi bir farkla iyileşme

olmuştur. Betaların ortalamaların da ise 10 dakikalık sayımlarda %5 seviyesinde sayım

fazlası vardır, radyoaktivite’nin rastgeleliğinin doğal sonucu olarak bu fark normaldir.

Bu deneylerin sonuçlarına göre sayım süresi 10 dakika olarak kararlaştırıldı.

Yapılan deneylerin sonucunda 1cm’lik disk ile silikon yönteminin kullanılması, zaman

parametreleri olarak da 10 dakika 3 tekrarın alınması uygun bulunmuştur. Aktivite

ölçümleri için yapılacak deneylerde bu belirlenen parametreler kullanılacaktır.

4.2 Beta Kaynağının Aktivitesinin Kontrolü

Cihazın radyasyon kaynağı Sr-90 beta kaynağıdır. Sr-90 beta kaynağının yarı ömrü

10548,5 gündür.

gün-1 (4.1)

Denklem (4.1)’de görüldüğü gibi λ katsayımız 6.6x10-5 çıkmıştır. Bu değeri bozunum

formülümüzde (4.2)’de yerine koyarsak.

(4.2)

λ=0,693

T1/2λ=6.6x10-5

N(t)=N0e-λt

23

Kaynağın ilk tarihi 01.11.2006 bu kalibrasyon sertifikasında yazmaktadır. Bugünün

tarihi 07-02-08 alınırsa aradan 463 gün geçtiği görülür. Kaynağın ilk aktivitesi 0,0025

µCi’dir. Bu da 1Ci=3,7x1010Bq olduğundan kaynağın ilk aktivitesi (3,7x104)x(0,0025)

= 92,5Bq çıkacaktır.

(4.3)

Cihazda kaynağı ölçtüğümüzde 88,6Bq olduğunu yazmıştır. Radyoaktivitenin

doğasından kaynaklanan bir şekilde her seferinde ölçtüğümüz aktivite değeri hesaplanan

değer etrafında belli bir standart sapma ile değişecektir. Bu ölçümün standart sapması

(4.4)’de görüldüğü gibi bulunur.

(4.4)

Kaynağın sertifikasında bulunan tarihten bugüne gelindiğinde aktivite değerimiz son

haliyle 89,8 ± 9,5 Bq olacaktır. Görüldüğü gibi cihazımın ölçtüğü aktivite ile elde

edilen sonuçlar uyum içindedir (Shultis and Faw 2003).

4.3 Alüminyum Diskler için Backscatter Düzeltmesi

Kullandığımız cihazın beta kaynağı olup, çıkan betalar %100 frekansla ortalama

195,7 Kev enerji ile yayınlanmaktadır. Bu betaların maksimum enerjisi 546 Kev’dir.

Beta kaynağımız ince bir tabaka halinde nikel bir disk üzerine elektroliz yoluyla

kaplanmıştır. Kaynaktan çıkan ışımaların nikel plaka üzerinden %40’ının geri

saçıldığını kalibrasyon sertifikasından biliyoruz. Alüminyum levhanın üzerindeki geri

saçılma miktarını bulmak için şu şekilde bir deney yapıldı. Kaynak üç kere 10 dakika

süreyle cihaza yerleştirilerek okuması yapıldı. Bu deney ikinci kez yine 10 dakika üç

tekrar olacak şekilde bu sefer kaynağın büyüklüğünde kesilmiş olan 0,7 mm kalınlıktaki

alüminyum levha üzerine konularak tekrarlandı. Çizelge 4.6 - 4.7’de, bu deneylerin

sonucunda alınan veriler görülüyor.

s= 89,8 s=9,5s= x

Sr90

38

N=92,5e-(6,6x10-5x463)

=89,8 Bq

24

Şekil 4.1 90Sr beta kaynağımız ve üzerinden çıkan beta ışımalarının,geri saçılan ışımaların temsili gösterimi

Çizelge 4.6 Beta kaynağımızın handecount cihazında üç kere 10 dakika saydırılması sonucunda ortaya çıkan verilerin tablosu

Sadece β kaynak yerleştirilerek 10 dakika süreyle 3 kere sayım alındı.

1.sayım 2.sayım 3.sayım ortalamalar

β background 48 40 44 44

β (sayım) 17569 16860 17471 17300

β (pci) 2280,5 2196,5 2272,7 2250

25

Çizelge 4.7 Beta kaynağımızın 0,7 mm alüminyum levha üzerine yerleştirilerek handecount cihazında üç kere 10 dakika saydırılması sonucunda ortaya çıkan verilerin tablosu

0,7 mm alüminyum levha üzerine β kaynağı yerleştirilerek 10 dakika süreyle 3 kere

sayım alındı.

1.sayım 2.sayım 3.sayım ortalamalar

Β background 48 40 44 44

Β (sayım) 18372 19418 18564 18785

Β (pci) 2387,6 2537,9 2418,6 2448

DPS:Saniyedeki bozunum (4.5)

BSF:Geri saçılma faktörü

Denklem (4.5)’e bakacak olursak pay kısmında olan saniyedeki sayım becquerel

birimine eşittir. Kaynağımızın geometrisinden dolayı ışınımların yarısı yukarıya yarısı

aşağıya gidecektir. Bu da cihazda okunan değerde aktivite değerimizin yarısının

okunacağı anlamına gelir. Bu yüzden iki rakamıyla pay’da bulunan değerimiz çarpılır.

Geri saçılma olayından dolayı cihazımız ölçüm sonucunu olması gerekenden fazla

gösterecektir; geri saçılmadan kaynaklanan bu artma miktarını olması gereken seviyeye

düşürmek için CPS altında bulunan paydaya geri saçılma oranı kadar bir düzeltme

rakamı eklemeliyiz. Geri saçılma oranı %40 ise paydaya 1,4 değeri konulacaktır, 0.4

değeri direk konulursa sonucu azaltmak yerine artıracaktır. Bu şekilde DPS

denklemimizdeki pay’ın düzeltmesi tamamlanmış olur. Cihazımız alınan her veriyi

birebir kayıpsız okumuş olsaydı çıkan sonucumuz DPS denkleminin payına eşit

olacaktı. Ama cihazımız radyoaktif ışımayı fotokatod, sintilatör ekran ve diğer

elektronik sinyal işleyen kısımlardan geçirerek bize ilettiğinden dolayı bunu belli bir

verimle gerçekleştirir. Bu şu anlama gelir, toplam 100 parçalanmaya ait iyonize

radyasyon fotokatoda geliyor ise ve bu iyonize radyasyon cihazımız tarafından 50

parçalanma olarak tespit ediliyorsa cihazımın verimi %50’dir. Bu denklemde DPS

DPS=

CPS

1+BSFx2

Verim

26

formülünün paydasına eklenen verim parametresi ile son bir düzeltme yapılırsa

cihazımızdan alınan sonuçlar gerçeğe en yakın değerini vermiş olacaktır.

Denklem (4.5) yardımıyla çizelge 4.2’de bulunan verileri kullanarak aktivite değerimizi

şu şekilde buluruz. 18785 değeri 10 dakika sonucu alınan toplam sayımımızdır. Net

sayım 18785-440=18345 sayım olacaktır. Bu değerimizi 10 dak = 600 saniye

olduğundan 600’e bölecek olursak “cps“ saniyedeki sayım değerini bulmuş oluruz.

Cihazımın kalibrasyon verilerine bakacak olursak beta verim = % 48,2’dir. Saniyedeki

sayım değerimiz olan (4.6) daki değeri denklem (4.7)’de yerine koyduğumuzda ise 43,7

değerini buluruz.

(4.6)

(4.7)

(4.7)’de bulunan değerimizi ana denklem olan denklem (4.5)’de yerine koyduğumuz

zaman becquerel olarak aktivite değerimizi (4.8) denklemindeki gibi buluruz.

(4.8)

Kaynağın aktivite değeri değişmiyor, cihazın verimi de değişmiyor ama Çizelge 4.2’ye

baktığımızda sayımlarda bir artma görüyoruz. Bunun tek sebebi geri saçılma faktörüdür.

Bu çıkan aktivite değerimizi denklem (4.5)’de denklemin sol tarafına koyarsak

denklemimizin diğer kısmına Çizelge 4.7’den bulacağımız “cps” değerini ve zaten

bildiğimiz beta verimini yerine koyarak tek değişen parametre olan ve aktivitemizi

artıran geri saçılma değerini bulabiliriz.

(4.9)

cps=18345/600=30,6(Al+Kaynak)

CPS

1+BSFx2 =

30,6

1+0,4x2 =43,7

DPS=

43,7

0,482= 90,7 Bq

Net_sayim =17300-440=16860

27

Çizelge 4.6’dan bulunan net sayımımızı (denklem 4.9) sayım süresi olan 600 saniyeye

bölünecek olursa sonucumuz cps cinsinden aşağıdaki gibi (4.10) bulunur.

(4.10)

(4.11)

Bu denklemde BSF değerini yalnız bırakarak diğer kısımları bir tararda toplayacak

olursak denklem (4.12) şeklinde geri saçılma formülümüz sadeleşmiş olur.

(4.12)

Buradan geri saçılma değerimiz alüminyum için çıkacaktır.

Bundan sonra bulduğumuz deney verileriyle bulunacak aktivitenin hesabında bu

düzeltme parametresi kullanılacaktır.

4.4 KCl ile Geometrik Düzeltme

Bu deneydeki amaç ölçülen aktivite değerlerimizin acaba gerçekte ölçmemiz gereken

aktiviteye ne kadar uyumlu olduğunu göstermekti. Bu amaçla KCl maddesinden 0.01

gr, 0.02 gr , 0.03gr, 0.04gr, 0.05gr miktarlarında alınarak beta aktiviteleri hesaplandı.

KCl 1 molündeki ağırlığın 39,0983 gramı potasyum ve 35,4547 gramı klordan

oluşmaktadır. 1 mol KCl ağırlığının 74,553 gr olduğunu biliyoruz; buradan KCl’deki

potasyumun toplam ağırlığın % 52,44’ü olduğunu hesaplıyoruz. Doğada bulunan

potasyum üç izotoptan oluşmaktadır. K-39 izotopik bolluğu 0,9326’dır, K-40 0,000117

izotopik bollukla doğada bulunmaktadır ve K-41’de 0,0673 izotopik bollukla doğada

cps=16860/600=28,1(Kaynak)

CPS

1+BSFx2

=

28,1

1+BSF

x2

Verim 0,482=90,7cps=

90,7 x 0,482

2 x 28,1- 1BSF=

BSFAl=0,29=%29

28

bulunmaktadır. 1 gr saf KCl’deki potasyumun yüzdesi 52,44‘dür. Yani 0,01 gr KCl‘de

0,005244 gr doğal potasyum bulunur. 1 gr doğal potasyumun betalarından 750 pCi

aktivite geldiğini biliyoruz. 0,01gr KCl örneğimizin aktivitesinin 0,005244x750=3,933

pCi olması gerektiği ortaya çıkıyor (Gaylord 2005).

KCl ölçümlerinin deneysel sonuçları ve teorik sonuçlar

y = 481,04x - 0,2801

R2 = 0,9876

y = 462,94x - 1E-14

R2 = 1

0,00

5,00

10,00

15,00

20,00

25,00

30,00

0 0,02 0,04 0,06

KCl(gr)

pCi(ak

tivitesi)

pCi_deneysel_sonuç

pCi_teorik_hesap_%85düzeltmesi

Doğrusal(pCi_deneysel_sonuç )

Doğrusal(pCi_teorik_hesap_%85düzeltmesi)

Şekil 4.2 Teorik hesapla ve KCl ‘ün 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05 gram ağırlığındaki numunelerinin beta ölçümleriyle çizilen grafik

Yalnız elimizdeki KCl numunesi yüzde yüz saf olsaydı bu sonuca göre düzeltme

yapacaktık. Örneklerimiz %85 saflığında olduğundan bu çıkan sonuçlar 0,85 değerine

bölünerek bir düzeltme daha yapılır. Bulduğumuz sonuç, saflık düzeltmesi

3,933/0,85=4,627 pCi değeridir; deney cihazımız bize bu nokta için 4,73pCi değerini

vermiştir. Aradaki farkı düzeltmek için teorik ve deneysel eğrilerin grafikleri fit

edilerek çıkan denklemler kullanılarak arada bir düzeltme bağıntısı bulunmuştur.

Bu düzeltme faktörü iki denklem kullanılarak (4.13) deki sade bir denklem şekline

getirilir.

29

(4.13)

(4.14)

(4.15)

(4.16)

(4.17)

(4.13) ve (4.14) denklemlerini (Şekil 4.2) grafikten excel programı bulmuştu. Bu

denklemlerden birincisinden x1 çekip ikinci denklemde x2 yerine koyarsak (4.17)’de

bulunan betaların geometrik düzeltmesini sağlayacak denklemimiz ortaya çıkar.

4.5 Numunelerin Aktivitelerinin Bulunması ve Standart Sapmalarının

Hesaplanması

Seyitömer termik santralinin etrafından alınan toplam 65 toprak örneği ve 54 kayaç

örneğinin alfa ve beta sayımları yapıldı. Her örnek için sayım öncesi 1’er dakika

“background” sayımı alındı. Kayaç örneklerimizden olan ST35-A kodlu örneğin

deneysel verileri Çizelge 4.8’de görüldüğü gibidir.

y=0,9624y1+0,2696

y1=481,04x1-0,2801

y2=462,9x2+1e-14

deneysel denklem

teorik denklem

x1= (y1+0,2801)/481,04

y=462,9 .y1+0,2801

481,04+1e-14

30

Çizelge 4.8 ST35-A kodlu örneğimizin ortalama sayımları, net sayımları, saniyedeki alfa ve beta sayımları

Numune

ismi

Alfa_ort Beta_ort Alf_back

(1dak)

Beta_back

(1dak)

ST35-A 7,7sayım 415 sayım 0 sayım 32 sayım

Numune

ismi

Alfa_net(10dak) Beta_net(10dak) Alfa_cps Beta_cps

ST35-A (7,7-0)=7,7 say (415-320)=95 say 7,7/600=0,0128 95/600=0,158

4.3 bölümünde bulunan denklem (4.5) aktivite bulma formülümüzü kullanarak alfa ve

beta için aktiviteleri (4.18) ve (4.19) denklemlerinde görüldüğü gibi buluruz. Beta

denkleminde 4.3 bölümünde hesaplanan geri saçılma düzeltme değeri olan %29

kullanılmıştır.

(4.18)

(4.19)

4.4 bölümümüzde bulunan (4.17) beta geometrik düzeltme formülümüzü betaların

aktivitesinde düzeltme yapmak için kullanırız. formülümüze

göre son bir düzeltme yapıldığında kayaç örneğimizin olması gereken aktivitesi beta

için (4.20) denkleminde bulunan halini alacaktır.

(4.20)

Bu şekilde bütün numuneler için hesaplamalar yapıldığında toprak ve kayaç

örneklerimizin aktiviteleri Çizelge 4.11 - 4.13’de olduğu gibi çıkacaktır.

DPSα=

0,0128

1,4x2

0,327=0,0559 Bq DPSα=0,0559 / 0,037 =1,5 pCi

DPSβ=

0,158

1,29x2

0,482=0,5111 Bq DPSβ=0,5111 / 0,037 =13,8 pCi

y=0,9624y1+0,2696

DPSβ= 0,9624 x (13,8) +0,2696 DPSβ=13,55 pCi

31

Standart sapmayı bulmak için aşağıda bulunan formülleri kullanırız.

(4.21)

Alfa-ortalama=xort= (3+6+14)/3= 7,67

Beta-ortalama= yort= (406+410+430)/3= 415,33 (4.22)

Alfa ve betalara ait ham veriler Çizelge 4.8’de verilmiştir.Alfa ve betalara ait verilerin

ortalamaları (4.22) de görüldüğü gibi bulunur. Daha sonraki ara işlemler Çizelge

4.9’da görülmektedir. Daha sonra bir sonraki işlem olan ortamaların her bir değerden

farkı alınır. Bu farkların kareleri toplamı (4.23)’de görüldüğü gibi bulunur.

Σ [(alfa1-xort)2+(alfa2-xort)

2+(alfa3-xort)2]=21,78+2,78+40,11=64,67 (4.23)

Σ [(beta1-yort)2+(beta2-yort)

2+(beta3-yort)2]=87,05+28,41+215,21=330,67

Çizelge 4.9 ST35-A numunesine ait alfa ve betanın standart sapmasını bulmak için yapılan ara işlemleri gösteren çizelge

alfa1 alfa2 alfa3 beta1 beta2 beta3

3 6 14 406 410 430

alfa1-xort alfa2- xort alfa3- xort beta1-yort beta2- yort beta3- yort

-4,67 -1,67 6,33 -9,33 -5,33 14,67

(alfa1-xort)2 (alfa2- xort)2 (alfa3- xort)2 (beta1-yort)2 (beta2- yort)2 (beta3- yort)2

21,78 2,78 40,11 87,05 28,41 215,21

S= Σ(XiX0)2

n-1

x0=örneklerin ortalamasixi=Herbir örnekn= örnek sayısı

32

(4.24)

Daha sonra (4.23)’de bulunan sonuçlar (n-1)’e oranlanarak karekökleri alınır denklem

(4.24)’te görüldüğü gibi standart sapmalar bulunur. Bütün örneklerimiz için standart

sapma hesapları bu şekilde hesaplanarak Çizelge 4.10 - 4.12’ye kaydedilmiştir..

Σ[(alfan-xort)2]

Σ[(betan-yort)2]Salfa= Sbeta=2 2

=5,69 =12,86

33

Çizelge 4.10 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerin radyasyon ölçümlerine ait deneysel veriler

No Numune İsmi Ağırlık

Alfa

Ort

Beta

Ort

Alfa

Back

Beta

Back

ALFA

ST_SP

BETA

ST_SP

1 P1-N1 0.0138 7 398 0 49 2,00 11,93

2 N-2 0.0135 7,67 419 0 41 1,53 43,89

3 N-3 0.0125 7 383 1 53 3,46 12,66

4 P2-N4 0.0121 8,33 420 1 43 3,51 11,53

5 P2-N-5 0.0127 5,67 391 1 46 1,53 22,81

6 P2-N-6 0.0112 5 429 0 41 0,00 11,02

7 P4-N-7 0.0139 8,67 416 0 52 2,89 17,79

8 P4-N-8 0.0119 10,7 393 0 43 3,06 10,79

9 P4-N-9 0.0118 5,33 398 1 55 2,31 3,46

10 P4-N-10 0.0112 2,67 439 2 46 1,53 32,04

11 P5-N-11 0.0128 7,33 414 0 35 0,58 21,08

12 P5-N-12 0.0140 8 419 0 50 3,00 24,95

13 P5-N13 0.0136 8,67 404 0 47 1,53 20,03

14 P6-N-14 0.0137 9,67 418 0 37 2,31 8,50

15 P6-N-15 0.0127 5 404 1 43 3,61 2,08

16 P7-N-16 0.0144 7 433 1 47 0,00 21,52

17 P8-N-17 0.0138 9 383 1 49 1,00 21,13

18 P9-N18 0.0111 2,33 418 1 54 1,53 21,07

19 N-19 0.0124 5,33 402 0 49 2,52 21,57

20 P10-N-20 0.0121 9,67 426 0 36 2,08 27,68

21 P10-N-21 0.0115 6,33 396 0 48 3,21 26,66

22 P10-N22 0.0138 8 403 0 44 1,00 12,66

23 P11-N-23 0.0143 4,67 413 1 48 1,15 24,66

24 P11-N-24 0.0141 9 424 0 43 2,65 15,72

25 P11-N-25 0.0126 6 414 0 47 1,73 27,06

26 P12-N-26 0.0119 10,7 426 0 55 0,58 44,19

27 P12-N27 0.0145 4,33 418 3 45 2,89 33,05

28 P12-N28 0.0122 3,67 408 0 49 2,52 25,63

29 P12-N29 0.0126 7 402 0 48 1,73 19,55

30 P12-N-30 0.0141 6,67 406 2 45 1,53 30,05

31 P13-N-31 0.0139 5,33 422 1 53 4,16 15,00

34

Çizelge 4.10 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerin radyasyon ölçümlerine ait deneysel veriler (devam)

No Numune İsmi Ağırlık

Alfa

Ort

Beta

Ort

Alfa

Back

Beta

Back

ALFA

ST_SP

BETA

ST_SP

32 P15-N32 0.0143 8,33 424 1 52 1,53 8,02

33 P16-N-33 0.0143 4,67 437 2 32 4,16 23,16

34 P17-N-34 0.0144 6 459 0 40 4,00 19,14

35 P18-N-35 0.0140 6 400 0 43 1,00 20,26

36 P19-N36 0.0132 6,67 422 1 46 0,58 27,01

37 P21-N-37 0.0143 6,67 416 1 44 2,52 21,08

38 P24-N38 0.0130 8,33 414 0 56 4,16 23,09

39 P24-N-39 0.0140 8 430 0 47 3,61 0,58

40 P25-N-40 0.0126 8 422 1 41 0,00 55,10

41 P25-N-41 0.0114 13,7 407 0 54 3,06 37,72

42 P25-N-42 0.0134 8,67 428 1 43 4,16 13,05

43 P25-N43 0.0127 7 410 0 40 2,00 21,36

44 P27-N-44 0.0114 9,67 409 1 51 4,62 6,43

45 P31-N-46 0.0137 5,33 398 1 48 4,16 24,21

46 P31-N-47 0.0141 8,67 421 1 42 2,08 14,01

47 P31-N-48 0.0131 7 437 0 38 3,46 34,59

48 P31-N49 0.0141 4,67 426 0 28 0,58 10,54

49 P32-N50 0.0116 5 393 1 53 1,00 20,00

50 P32-N-51 0.0113 8,67 421 0 45 4,16 2,08

51 P32-N52 0.0134 6,33 407 1 50 3,06 5,00

52 P34-N-53 0.0121 5,67 420 0 34 2,52 21,59

53 P34-N-54 0.0108 5,67 413 0 52 1,15 11,72

54 P-34-N-55 0.0126 8,67 424 0 31 2,31 18,19

55 P37-N-56 0.0140 8,33 402 2 47 2,52 19,86

56 P38-N57 0.0111 8 402 1 46 1,73 16,50

57 P38-N58 0.0128 5,67 414 1 37 2,52 10,21

58 P38-N-59 0.0128 6,67 414 1 54 3,06 18,15

59 P38-N-60 0.0124 9,33 421 1 57 1,53 14,00

60 P39-N-61 0.0143 8,67 462 2 41 2,89 6,56

61 P32-N-62 0.0137 10 423 0 43 4,00 5,00

62 P39-N-63 0.0122 6,33 438 0 53 1,53 9,29

63 P39-N-64 0.0139 7,33 432 0 48 2,52 4,04

64 P6-ST6 1-2cm yüzey 0.0128 17,3 428 0 44 0,58 16,37

35

Çizelge 4.11 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1 gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri

No

Numune

İsmi

Alfa

Akt(pCi)

Beta

Akt(pCi)

Beta Aktivite

düzeltilmiş(pCi) Ağırlık

Alfa

pCi/gr

Beta

pCi/gr

1 P1-N1 1,38 0 0 0,0138 99,8206 0

2 N-2 1,51 1,35 1,57 0,0135 111,7568 116,3752

3 N-3 0 0 0 0,0125 0 0

4 P2-N4 0 0 0 0,0121 0 0

5 P2-N-5 0 0 0 0,0127 0 0

6 P2-N-6 0,98 2,80 2,97 0,0112 87,85232 264,7761

7 P4-N-7 1,71 0 0 0,0139 122,6983 0

8 P4-N-8 2,10 0 0 0,0119 176,3937 0

9 P4-N-9 0 0 0 0,0118 0 0

10 P4-N-10 0 0 0 0,0112 0 0

11 P5-N-11 1,44 9,22 9,15 0,0128 112,7438 714,6448

12 P5-N-12 1,57 0 0 0,014 112,451 0

13 P5-N13 1,71 0 0 0,0136 125,4049 0

14 P6-N-14 1,90 6,91 6,92 0,0137 138,8537 504,8445

15 P6-N-15 0 0 0 0,0127 0 0

16 P7-N-16 0 0 0 0,0144 0 0

17 P8-N-17 0 0 0 0,0138 0 0

18 P9-N18 0 0 0 0,0111 0 0

19 N-19 1,05 0 0 0,0124 84,64051 0

20 P10-N-20 1,90 9,51 9,43 0,0121 157,2145 779,0363

21 P10-N-21 1,25 0 0 0,0115 108,3767 0

22 P10-N22 1,57 0 0 0,0138 114,0807 0

23 P11-N-23 0 0 0 0,0143 0 0

24 P11-N-24 1,77 0 0 0,0141 125,6101 0

25 P11-N-25 1,18 0 0 0,0126 93,70914 0

26 P12-N-26 2,10 0 0 0,0119 176,3937 0

27 P12-N27 0 0 0 0,0145 0 0

28 P12-N28 0,72 0 0 0,0122 59,14429 0

29 P12-N29 1,38 0 0 0,0126 109,3273 0

30 P12-N-30 0 0 0 0,0141 0 0

31 P13-N-31 0 0 0 0,0139 0 0

32 P15-N32 0 0 0 0,0143 0 0

33 P16-N-33 0 16,90 16,54 0,0143 0 1156,498

34 P17-N-34 1,18 8,50 8,45 0,0144 81,99549 586,8222

35 P18-N-35 1,18 0 0 0,014 84,33822 0

36 P19-N36 0 0 0 0,0132 0 0

37 P21-N-37 0 0 0 0,0143 0 0

38 P24-N38 1,64 0 0 0,013 126,1469 0

39 P24-N-39 1,57 0 0 0,014 112,451 0

40 P25-N-40 0 1,69 1,90 0,0126 0 150,5105

41 P25-N-41 2,69 0 0 0,0114 235,9169 0

36

Çizelge 4.11 Seyitömer çevresinden alınan toprak örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1 gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri (devam)

No Numune İsmi

Alfa

Akt(pCi)

Beta

Akt(pCi)

Beta Aktivite

düzeltilmiş(pCi) Ağırlık

Alfa

pCi/gr

Beta

pCi/gr

42 P25-N-42 0 0 0 0,0134 0 0

43 P25-N43 1,38 1,40 1,62 0,0127 108,4665 127,3659

44 P27-N-44 0 0 0 0,0114 0 0

45 P31-N-46 0 0 0 0,0137 0 0

46 P31-N-47 0 0,10 0,36 0,0141 0 25,7136

47 P31-N-48 1,38 8,31 8,26 0,0131 105,1545 630,8639

48 P31-N49 0,92 21,15 20,63 0,0141 65,13117 1462,996

49 P32-N50 0 0 0 0,0116 0 0

50 P32-N-51 1,71 0 0 0,0113 150,9298 0

51 P32-N52 0 0 0 0,0134 0 0

52 P34-N-53 1,12 11,54 11,38 0,0121 92,16023 940,375

53 P34-N-54 1,12 0 0 0,0108 103,2536 0

54 P-34-N-55 1,71 16,52 16,17 0,0126 135,3576 1283,022

55 P37-N-56 0 0 0 0,014 0 0

56 P38-N57 0 0 0 0,0111 0 0

57 P38-N58 0 6,33 6,36 0,0128 0 496,7656

58 P38-N-59 0 0 0 0,0128 0 0

59 P38-N-60 0 0 0 0,0124 0 0

60 P39-N-61 0 7,53 7,52 0,0143 0 525,9176

61 P32-N-62 1,97 0 0 0,0137 143,6417 0

62 P39-N-63 1,25 0 0 0,0122 102,1583 0

63 P39-N-64 1,44 0 0 0,0139 103,8216 0

64 P6-ST6 1-2cm yüzey 3,41 0 0 0,0128 266,4854 0

37

Çizelge 4.12 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon öçümlerine ait deneysel verileri

No

Numune

İsmi Ağırlık

Alfa

Ort

Beta

Ort

Alfa

Back

Beta

Back

ALFA

ST_SP

BETA

ST_SP

1 ST-2 0.0123 8,00 447 1 39 3,46 10,02

2 ST-3 0.0116 6,67 392 1 45 1,53 14,74

3 ST-4 0.0118 8,00 421 0 43 3,61 19,52

4 ST-4A 0.0114 7,33 413 1 45 0,58 12,66

5 ST-4B 0.0132 5,67 413 1 43 0,58 16,64

6 ST-6 0.0122 5,33 417 0 45 0,58 30,41

7 ST-7 0.0138 7,67 398 0 45 1,15 24,13

8 ST-7B 0.0145 9,00 418 0 50 1,00 13,61

9 ST-8 0.0129 9,33 404 0 39 2,08 2,89

10 ST-8B 0.0114 5,33 407 2 41 2,31 13,00

11 ST-9 0.0130 7,00 401 2 46 3,46 28,00

12 ST-9B 0.0132 5,67 422 0 47 2,08 27,02

13 ST-10 0.0142 6,00 406 1 46 2,00 17,52

14 ST-11 0.0121 9,00 429 1 39 1,73 20,55

15 ST-11B 0.0116 9,00 409 0 45 2,65 28,99

16 ST-12 0.0108 2,33 402 2 35 0,58 23,59

17 ST-13 0.0113 8,67 424 0 55 6,43 6,43

18 ST-13B 0.0116 7,33 412 0 36 3,06 25,01

19 ST-13C 0.0126 6,67 441 0 52 2,89 47,51

20 ST-13D 0.0110 7,67 393 2 47 3,21 22,87

21 ST-14 0.0142 4,67 409 2 41 3,06 28,75

22 ST-15 0.0110 8,33 404 0 48 4,16 43,19

23 ST-16 0.0126 5,33 427 0 35 1,53 11,55

24 ST-17A 0.0117 7,67 398 0 48 1,53 3,79

25 ST-17B 0.0131 9,00 415 0 33 2,65 22,12

26 ST-18 0.0132 6,33 415 1 44 1,53 18,77

27 ST-19 0.0115 5,33 417 1 41 2,52 4,51

28 ST-20 0.0145 5,67 388 1 49 3,51 17,44

29 ST-21A 0.0109 8,33 445 0 45 1,15 39,72

30 ST-21B 0.0133 5,00 428 0 38 1,00 41,20

38

Çizelge 4.12 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon öçümlerine ait deneysel verileri (devam)

No

Numune

İsmi Ağırlık

Alfa

Ort

Beta

Ort

Alfa

Back

Beta

Back

ALFA

ST_SP

BETA

ST_SP

31 ST-22 0.0135 8,00 411 0 53 2,00 27,57

32 ST-23A 0.0121 9,00 392 0 49 2,65 22,52

33 ST-23B 0.0138 6,00 402 1 42 3,46 34,77

34 ST-24 0.0138 6,33 442 0 43 2,08 30,53

35 ST-25 0.0108 10,00 421 0 36 1,73 4,62

36 ST-25A 0.0132 6,33 439 3 45 2,08 49,10

37 ST-25B 0.0123 8,00 422 1 44 1,73 25,15

38 ST-26 0.0143 6,33 425 1 39 1,53 11,53

39 ST-27 0.0121 6,00 375 0 57 2,65 17,58

40 ST-28 0.0120 7,33 371 0 54 5,13 21,13

41 ST-29 0.0121 6,33 401 0 37 0,58 12,10

42 ST-30 0.0142 7,33 411 0 40 1,15 6,81

43 ST-31 0.0134 8,67 396 1 45 3,51 26,35

44 ST-32A 0.0127 7,67 421 0 47 3,06 11,59

45 ST-32B 0.0144 4,33 432 1 40 2,52 17,62

46 ST-33 0.0116 4,67 411 0 37 2,31 10,69

47 ST-34 0.0109 11,67 402 0 38 2,08 1,53

48 ST-35A 0.0109 7,67 415 0 32 5,69 12,86

49 ST-35B 0.0122 8,67 426 0 40 0,58 68,57

50 ST-36 0.0136 7,33 405 1 42 1,53 34,59

51 ST-36B 0.0115 10,00 424 0 50 2,00 24,25

52 ST-37 0.0113 8,67 431 1 37 2,08 25,70

53 ST-39 0.0115 6,00 427 0 55 1,73 39,43

54 ST-40 0.0139 8,67 422 2 40 0,58 15,50

39

Çizelge 4.13 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri

No

Numune

İsmi

Alfa

Akt(pCi)

Beta

Akt(pCi)

Beta Aktivite

düzeltilmiş(pCi) Ağırlık

Alfa

pCi/gr

Beta

pCi/gr

1 ST-2 0 8,3 8,26 0,0123 0 671,896

2 ST-3 0 0 0 0,0116 0 0

3 ST-4 1,6 0 0 0,0118 133,4164 0

4 ST-4A 0 0 0 0,0114 0 0

5 ST-4B 0 0 0 0,0132 0 0

6 ST-6 1,0 0 0 0,0122 86,02806 0

7 ST-7 1,5 0 0 0,0138 109,3273 0

8 ST-7B 1,8 0 0 0,0145 122,145 0

9 ST-8 1,8 2,0 2,18 0,0129 142,3798 168,629

10 ST-8B 0 0 0 0,0114 0 0

11 ST-9 0 0 0 0,013 0 0

12 ST-9B 1,1 0 0 0,0132 84,48021 0

13 ST-10 0 0 0 0,0142 0 0

14 ST-11 0 5,7 5,75 0,0121 0 475,566

15 ST-11B 1,8 0 0 0,0116 152,6813 0

16 ST-12 0 7,6 7,57 0,0108 0 700,658

17 ST-13 1,7 0 0 0,0113 150,9298 0

18 ST-13B 1,4 7,5 7,47 0,0116 124,407 644,323

19 ST-13C 1,3 0,0 0 0,0126 104,1213 0

20 ST-13D 0 0 0 0,011 0 0

21 ST-14 0 0 0 0,0142 0 0

22 ST-15 1,6 0 0 0,011 149,0827 0

23 ST-16 1,0 11,1 10,96 0,0126 83,29701 869,858

24 ST-17A 1,5 0 0 0,0117 128,9502 0

25 ST-17B 1,8 12,4 12,17 0,0131 135,1987 928,909

26 ST-18 0 0 0 0,0132 0 0

27 ST-19 0 1,0 1,20 0,0115 0 104,28

28 ST-20 0 0 0 0,0145 0 0

29 ST-21A 1,6 0 0 0,0109 150,4504 0

30 ST-21B 1,0 7,0 7,01 0,0133 73,9809 527,017

31 ST-22 1,6 0 0 0,0135 116,6158 0

32 ST-23A 1,8 0 0 0,0121 146,3721 0

33 ST-23B 0 0 0 0,0138 0 0

34 ST-24 1,2 1,7 1,90 0,0138 90,31388 137,423

35 ST-25 2,0 8,8 8,73 0,0108 182,2122 808,252

36 ST-25A 0 0 0 0,0132 0 0

37 ST-25B 0 0 0 0,0123 0 0

38 ST-26 0 5,1 5,15 0,0143 0 360,147

39 ST-27 1,2 0 0 0,0121 97,58142 0

40 ST-28 1,4 0 0 0,012 120,2601 0

41 ST-29 1,2 4,4 4,55 0,0121 103,0026 375,69

40

Çizelge 4.13 Seyitömer çevresinden alınan kayaç örneklerinin radyasyon ölçümlerinin 1gr miktarına normalize edilmiş deneysel verileri (devam)

No

Numune

İsmi

Alfa

Akt(pCi)

Beta

Akt(pCi)

Beta Aktivite

düzeltilmiş(pCi) Ağırlık

Alfa

pCi/gr

Beta

pCi/gr

42 ST-30 1,4 1,5 1,76 0,0142 101,6282 123,732

43 ST-31 0 0 0 0,0134 0 0

44 ST-32A 1,5 0 0 0,0127 118,7966 0

45 ST-32B 0 4,7 4,78 0,0144 0 331,823

46 ST-33 0,9 5,9 5,94 0,0116 79,16806 512,092

47 ST-34 2,3 3,2 3,38 0,0109 210,6306 310,442

48 ST-35A 1,5 13,8 13,56 0,0109 138,4144 1244,32

49 ST-35B 1,7 3,7 3,85 0,0122 139,7956 315,461

50 ST-36 0 0 0 0,0136 0 0

51 ST-36B 2,0 0 0 0,0115 171,121 0

52 ST-37 0 8,8 8,73 0,0113 0 772,489

53 ST-39 1,2 0 0 0,0115 102,6726 0

54 ST-40 0 3,1 3,29 0,0139 0 236,752

41

4.6 XRF Cihazı Deneysel Verileri

Bölgeden alınan toprak ve kayaç örnekleri Çizelge 4.14’de lokasyonları verilen

koordinatlardan alınmıştır. Bu örneklerin arazi üzerindeki dağılımı Şekil 4.3’de

görülmektedir.

Şekil 4.3 Seyitömer Termik Santrali ve Çizelge 4.14’de verilen lokasyonların yerleşim noktaları

Çizelge 4.15 - 4.16’da XRF cihazı ile alınan ölçümlerden Cr ve Ni elementlerine ait

olanlar verilmiştir. Bu elementler bölgede olması gereken sınır değerlerden yüksek

çıkmıştır. Bunun sebebi bu bölge için hazırlanan raporda şu şekilde açıklanmıştır.

Termik santral merkez olarak kabul edildiği zaman Cr ve Ni dağılımları merkezden

uzaklaştıkça düzenli bir artış veya azalış sergilememeleri kaynağın bölgedeki ana

litolojiden kaynaklandığını açıkça göstermektedir.

42

Ni ve Cr elementleri genel anlamda, toprak oluşuna etki eden faktörlerin yönlendirici

etkisiyle ofiyolitik kayaçlardan (Kütahya-Seyitömer çevresindeki kayaçlar gibi)

ayrışarak toprak içersinde zenginleşmektedir. Bu yüzden bölgede yapılan toprak

analizlerinde Cr ve Ni değerleri, Toprak Kirliliği Kontrol Yönetmeliği (Topraktaki Ağır

Metal Sınır Değerleri) ne göre oldukça yüksek olarak belirlenmiştir. Bu zenginleşme,

termik santrallerin bulunmadığı ancak benzer litolojiye sahip olmalarından dolayı,

Eskişehir – Mihalıççık, Kastamonu – Araç ve Ankara – Yakacık) toplanan kayaç ve

toprak örneklerinde de Cr ve Ni değerleri oldukça yüksek değerler verdiği analizler

sonucunda belirlenmiştir (Kadıoğlu ve Bayramin 2007).

Çizelge 4.14 Kayaç,toprak örneklerinin yerleri ve koordinatları (UTM , º6 , Zone35) (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)

Lokasyon No

Boylam (Doğu) (m)

Enlem (Kuzey) (m)

Lokasyon No

Boylam (Doğu) (m)

Enlem (Kuzey) (m)

P1 746690 4398685 P21 749153 4381913

P2 746594 4397352 P22 751386 4382981

P3 756670 4397655 P23 751725 4383063

P4 747912 4395136 P24 752917 4382240

P5 747792 4392316 P25 752179 4382881

P6 753339 4386500 P26 751428 4383450

P8 750094 4386572 P27 751434 4383515

P8 750094 4386707 P28 750940 4383489

P9 749587 4386359 P29 750417 4383543

P10 748459 4384679 P30 748084 4382889

P11 748175 4385382 P31 751305 4386639

P12 750082 4382798 P32 750997 4387883

P13 750195 4382175 P33 747853 4389070

P14 748162 4377503 P34 747289 4388651

P15 748781 4378343 P35 744142 4388707

P16 749433 4378406 P36 744887 4384133

P17 749749 4379829 P37 746692 4380344

P18 751066 4380173 P38 746501 4380244

P19 751944 4381064 P39 745168 4375752

P20 752420 4381059

43

Çizelge 4.15 Toprak örneklerinde XRF ile ölçülen toplam Cr ve Ni değerleri ile bitkiler tarafından alınabilir değerleri (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)

Derinlik cm

Krom (Cr) Nikel (Ni )

Toplam µg/g

Alınabilir µg/g

Toplam µg/g

Alınabilir µg/g

K-No

P1 0 – 13 282,400 0,006 358,500 14,818

P2 0 – 23 193,300 0,004 204,600 7,772

P4 0 – 26 477,500 0,010 361,600 3,366

P5 0 – 24 398,200 0,020 457,300 1,488

P6 0 – 27 1010,600 0,014 1451,900 23,732

P7 0 – 15 887,400 0,014 1464,900 20,992

P8 0 – 40 1716,600 0,020 2994,900 64,692

P9 0 – 29 449,700 0,020 425,900 19,900

P10 0 – 14 203,600 0,012 430,700 8,004

P11 0 – 15 181,700 0,008 313,600 5,018

P12 0 – 16 366,200 0,012 308,700 3,134

P13 0 – 5 340,600 0,006 250,600 0,246

P15 0 – 14 118,300 0,006 105,300 2,034

P16 0 – 17 1088,600 0,026 363,200 4,112

P17 0 – 15 352,700 0,008 170,600 4,050

P18 0 – 5 967,700 0,062 368,500 10,904

P19 0 – 15 407,000 0,018 179,500 12,090

P21 0 – 15 762,700 0,010 424,900 4,192

P24 0 – 18 207,800 0,008 93,100 1,282

P25 0 – 17 513,300 0,016 327,600 9,000

P27 0 – 18 812,700 0,012 802,200 6,912

P29 0 – 18 484,900 0,010 230,000 1,902

P31 0 – 16 521,000 0,014 560,700 6,346

P32 0 – 13 343,500 0,012 421,400 3,914

P34 0 – 19 581,000 0,014 610,000 24,172

P37 0 – 22 258,100 0,006 89,800 1,448

P38 0 – 13 135,300 0,004 133,100 0,866

P39 0 – 14 100,000 0,004 71,800 0,730

44

Çizelge 4.16 Kütahya –Seyitömer Termik Santralı çevresinden alınan kayaçların adlandırmaları, Cr ve Ni içeriklerinin XRF analiz sonuçları (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)

Örnek Cr Ni Element Cr Ni

No % µg/g Örnek No % µg/g

ST-1 4250,0 2134,0 ST-34 353,1 164.3

ST-2 61,4 6302.5 ST-35 389,0 1921.8

ST-3 177,8 691,0 ST-36 568,0 2331,0

ST-4 1060,0 4001.3 ST-37 837,0 115,0

ST-5 1010,0 431,0 ST-38 986,0 428,0

ST-6 1487,0 5080.2 ST-39 1009,0 250,0

ST-7 1577,0 296,0

ST-8 2063,0 2772,0

ST-9 2190,0 254,0

ST-10 14,5 1730,0

ST-11 8,2 1813.8

ST-12 12,9 629,0

ST-13 14,0 189,0

ST-14 24,5 3606.7

ST-15 62,0 110,0

ST-16 24,5 310,0

ST-17 41,3 192,0

ST-18 45,8 2652.5

ST-19 49,9 432,0

ST-20 66,0 8061,0

ST-21 70,1 4022.1

ST-22 75,9 517,0

ST-23 76,1 2706,0

ST-24 78,2 1729,0

ST-25 85,5 440,0

ST-26 110,4 381,0

ST-27 114 868.9

ST-28 125,4 477.7

ST-29 132,1 300,0

ST-30 215,0 311.1

ST-31 216,0 766,0

ST-32 228,8 453,0

ST-33 312,0 181.9

45

4.7 GIS ve Multivariate Yöntemiyle Alfa,Beta Sonuçlarının ve Kirliliği Tespit Edilen Elementlerin Yoğunluklarının Grafiksel Gösterimi

4.7.1 GIS ve multivariate nedir

GIS İngilizce bir tanımın kısaltılmış halidir. GIS’in açılımı “Geographic İnformation

System” ‘dir. Bunun türkçesi coğrafik bilgi sistemleri olup tanımı şu şekildedir.

Karmaşık planlama ve yönetim sorunlarının çözülebilmesi için tasarlanan; mekandaki

konumu belirlenmiş verilerin kapsanması, yönetimi, işlenmesi, modellenmesi ve

görüntülenebilmesi işlemlerini kapsayan donanım, yazılım ve yöntemler sistemidir

(Küpcü 2005).Multivariate kelime olarak “belli bir sayıda bağımsız matematiksel ve

istatiksel değişkenleri içerme veya sahip olma” anlamına gelmektedir. Multivariate

istatistiği veya multivariate analizi birden çok gözlem ve analizin birden çok istatiksel

değişkeni bir zamanda içermesi anlamına gelmektedir. Multivariate analizi en iyi

özetlemesi çok değişkenlerin olduğu veri tablolarını yeni birkaç değişken oluşturarak

birçok bilgiyi içermesi sağlanmasıdır. Bu yeni değişkenler sınıflandırma, ilişkilendirme,

kontrol haritaları, vb.. problemi çözme ve göstermede kullanılır (.Anonymous.2008.

Web sitesi:http://en.wikipedia.org/wiki/Multivariate_statistics,Erişim tarihi :

30.03.2008).

Arazi çalışmaları sırasında belirlenen 39 farklı örnekleme noktasında 28 adet profil

çukuru kazılarak yüzey ve yüzeyaltı horizonlardan 64 adet örnek alınmıştır.Bu

örneklerin arazi üzerindeki lokasyonları ve dağılımı Şekil 4.4’de görülmektedir

(Kadıoğlu ve Bayramin 2007).

Termik santralin bulunduğu arazi ve çevresinin topoğrafik görüntüsü yine arcgis

programının parçası olan arcscene programı kullanılarak üç boyutlu olarak Şekil 4.5’de

görüldüğü gibi gerçeğine en yakın şekilde modellenmiştir. Bu model bize bölgeyi

gözümüzde canlandır ve yorum yapma imkanı vermektedir.

46

Şekil 4.4 Arazi üzerinden alınan örneklerin seyitömer termik santrali etrafında bulunan koordinatları ve dağılımları (Kadıoğlu ve Bayramin 2007)

Şekil 4.5 Termik santralin bulunduğu konum ve çevresinin topoğrafik harita olarak bilgisayarda GIS programı ile modellenmiş görüntüsü

47

Arazi üzerinde yapılan toprak ölçümlerinde Çizelge 4.19’ye bakıldığında bitkiler

tarafından alınabilir olan Cr ve Ni değerlerine kıyasla toprak üzerinde oldukça yüksek

değerlerde Cr ve Ni elementleri çıkmıştır.Bunun sebebinin termik santral tarafından

atmosfere bırakılan uçucu küllerin ve atıkların sebep olup olmadığı incelenmesi

gerekmektedir.Bu amaçla yine bu çevreden alınan ve farklı özelliklere sahip olan birçok

kayaç örneğinde toprak haline getirilerek analizleri yapılmıştır.

Cr ve Ni analizine ait toprak yüzeyinden alınan verilerin interpolasyonu GIS programı

ile yapılarak 2 boyutlu bir grafik haline Şekil 4.6’de görüldüğü gibi getirilmiştir.Yoğun

olarak bulunan bölgeler daha koyu renktedir; en az yoğunluğa sahip olan bölgeler ise

daha açık bir renkte görüntülenmiştir.

Topraktaki krom dağılımına Şekil 4.6.a bakıldığında b,c ve e noktalarında bir yoğunluk

göze çarpmaktadır.d bölgesinde ise krom seviyesi en düşük seviyededir.Şekil 4.7.a’ya

bakıldığında “a” noktası Şekil 4.6.a’da bulunan “b” noktasının bulunduğu bölge ile

örtüşmektedir.Yine Şekil 4.7.a’da bulunan “b” noktası Şekil 4.6.a’da bulunan “c” ve “e”

bölgelerinin tam ortasına rast gelmektedir.Buradan çevredeki krom kirliliğinin termik

santral’den çok arazinin yapısında bulunan krom cevherinin toprakta yoğun krom

kirliliğine sebep olduğu anlaşılmaktadır.Bunu destekleyen bir diğer bölgemizde Şekil

4.6.a’da bulunan “d” bölgesinin Şekil 4.7.a’da bulunan “c” bölgesi ile örtüşmesidir. Bu

kısımlarda hem toprakta bulunan krom miktarı hem de kayaçlarda bulunan krom

miktarına bakıldığında her ikisinde de krom seviyesinin düşük seviyelerde

bulunmasıdır. Ayrıca renk tonunun dağılımından da bölgelerin benzerlik arz ettiği

açıkça görülmektedir.

Nikel dağılımlarını inceleyecek olursak Şekil 4.6.b’de bulunan “a” bölgesi ile Şekil

4.7.b’de bulunan “a” noktasında kirlilik seviyesinde bir artış gözlenmektedir.Ayrıca

toprakta bulunan kirlilik Şekil 4.6.b’de “c” bölgesinin adeta “b” bölgesi ile arasında eş

renkler ile bir yol çizerek uzanıyor.”c” bölgesinin hemen sağında kayaç haritası olan

48

a) b)

Şekil 4.6 Toprakta bulunan krom ve nikelin kirlilik dağılımı

a.Krom kirlilik dağılımı, b.Nikel kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir.

Şekil 4.7.b’de “b” noktasına bakıldığında bir cevher olduğu göze çarpmaktadır.Bu da bu

kirliliğin bu bölgeden geldiği izlenimini vermektedir.Topoğrafik harita da bu kısmın

yüksek olduğu gözlendiğinden rüzgar ve yağmur gibi dış etkilerle Ni yoğunluğunun

termik santral etrafına Şekil 4.7.b’de bulunan b noktasından taşınmış olması olasılığı da

artmaktadır.

49

a) b)

Şekil 4.7 Çevreden alınan kayaçlardaki krom ve nikelin kirlilik dağılımı

a.Krom kirlilik dağılımı, b.Nikel kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir

Toprağın aktivitesinin ölçümlerinde genelde her toprakta bulunan üç ana radyoaktif

zincirden (90Th232 , 92U

238 , 92U

235) gelecek olan ve bu üç ana izotop’tan gelecek alfa ve

beta radyasyonlarının ölçümleri yapıldı. Termik santralin çevreye atmış olduğu küllerde

radyoaktif olarak etkinliği olan çekirdekler var ise ölçülecek aktiviteler içerisinde

toprağın içinde bulunan ve normalde o noktada belli bir seviyesi olması gereken doğal

radyoaktif serilerden gelen aktivite ; bu kirliliğe sebep olan radyoaktif çekirdeklerden

50

gelecek katkılarla birlikte ölçülecek aktivite seviyesi artacaktır. Buda alfa ve beta

sayımlarının seviyesinin cihazımızda artmasına sebep olacaktır. Bu aktivite ölçümleri

bize bir ölçüde radyoaktif kirliliğin miktarını verecektir. Eğer topraklardan ölçtüğümüz

bu aktivite oranları o bölgeden toprakla aynı koordinattan alınan kayaç numunelerinin

aktiviteleri ile paralellik gösterecek olursa bu bize kirlilik olmadığı yönünde ipucu

verecektir.Bu paralellikten olacak sapmalar da bize kirliliğin seviyesi hakkında bilgi

verecektir.

a) b)

Şekil 4.8 Toprakta bulunan alfa beta kirliliğinin dağılımı

a.alfa kirlilik dağılımı, b.beta kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir

51

Şekil 4.8.a’ya bakıldığında “c” bölgesinde alfa sayımlarında bir yükselme

gözlenmektedir.Kayaçlarla ilgili alfa sayımlarındaki dağılımlarımıza baktığımızda bu

kısımda ve yakınında alfa sayımlarında yüksek bir değer görmemiş olsaydık bunun

termik santralden kaynaklandığı söylenebilirdi.Ama Şekil 4.9.a’ya bakıldığında “c” ve

“b” bölgesi kayaçlarında alfa sayımlarında bir artma gözleniyor.Bu da bize alfadaki kirli

gördüğümüz ve yoğunlaşmanın olduğu kısımların yine bölgenin jeolojik yapısında

bulunan doğal elementlerin dağılımından kaynaklandığı şeklinde bize ipucu

vermektedir.

Beta dağılımlarının topraktaki dağılımına baktığımızda Şekil 4.8.b’de “a,b,c,d”

bölgelerinin sırasıyla kayaçlarda bulunan beta dağılımını gösteren harita olan Şekil

4.9.b’deki “a,b,ı,g” bölgeleriyle aynı bölgeler üzerinde olmaları da yine betalardaki

kirliliğin de o bölgenin jeolojik yapısından kaynaklandığı sonucuna bizi

götürmektedir.Bunu destekleyen bir diğer noktada Şekil 4.8.b’deki “e” noktasıyla Şekil

4.12.b’deki “f” noktasının hemen hemen bütün renk dağılımları ile birbiriyle örtüşmesi

de bu fikri desteklemektedir.

Aralık 2007’de yayınlanan “KÜTAHYA SEYİTÖMER TERMİK SANTRALİ

ÇEVRESİNDEKİ TOPRAK VE KAYAÇLARDAKİ Cr ve Ni KÖKENLERİ,

JEOLOJİ VE JEOKİMYA” isimli raporda Cr ve Ni kirliliğinin kaynak kayaçlardaki Cr

ve Ni zenginliğinden dolayı beklenenin üzerinde bir yoğunlukta çıktığı da ifade

edilmektedir.Burada GIS programı vasıtası ile yapılan kirli elementlerin interpolasyon

haritalarının karşılaştırılması sonucunda da bu görüşü destekleyen ipuçlarına

ulaşılmıştır.

52

a) b)

Şekil 4.9 Kayaçlarda bulunan alfa beta kirliliğinin dağılımı

a.alfa kirlilik dağılımı, b.beta kirlilik dağılımı Sarı nokta termik santrali göstermektedir

Termik santralden kaynaklanan radyoaktif bir kirlenme bölge üzerindeki toprakta

olsaydı; muhtemelen termik santralimizi çevreleyen sarı noktamız etrafında kuşaklar

halinde bir kirlilik dağılımı görülürdü. Ayrıca toprağın radyoaktivitesinin yoğun olduğu

noktaların paralelinde kayaçların radyoaktivite haritası değerlendirilirse kayaçlar için

aynı konumda radyoaktivite yoğunluğu görülmemesi gerekirdi.

53

5. TARTIŞMA VE SONUÇ

Bu yapılan tez çalışması ile alfa-beta sintilasyon sayıcı cihazda örneklerin okunabilmesi

için kolay ve güvenilir bir yöntem bulunmaya çalışılmıştır. Silikonla disk üzerine

numuneleri yapıştırma yönteminin kullanışlı ve sonuçlarının da en az standart sapmaya

sahip olduğu tekrarlanan deneylerde görülmüştür. Bunun istisnası olan durumlara

numunelerin sahip olduğu aktivite miktarlarının cihazın algılayabilme sınırına yakın

olduğu örneklerde rastlanmıştır. Bu ölçümlerde ölçüm değerleri “background”

sayımının olduğu seviyeye çok yakın olduğundan küçük değer oynamalarında bir ölçüm

ile diğeri arasında çok büyük tutarsızlıklar oluşmaktadır. Bu tip sorunlarda

“background” seviyesinin uzun tutulması da bir çözüm olmamaktadır. Bunun gibi

sorunlarda o grupta bulunan numunelerin “background” larının ortalaması alınarak tek

bir “background” seviyesi tüm örnekler için eşit alındığında ölçüm dalgalanmaları en

aza indirilmiş olmaktadır. Beta ölçümlerinin kalibre edilebilmesi için KCl’ün %85’lik

yoğunluğa sahip olan tozu kullanılmıştır; bu kalibrasyonla düşük aktivitedeki

örneklerimiz üzerinde düzeltme yapma imkânına sahip olundu.

GIS programı ile deneysel olarak bulduğumuz birçok veriyi görselleştirme imkânımız

oldu. Bu veriler arazi üzerinde istenilen renk dağılımıyla interpolasyon yapılarak

görüntülendiğinde bize çok değerli bilgiler vermektedir. Daha önce o bölgeye gitmeyen

bir kişi dahi bu görsel imajları kullanarak birçok yorum yapabilir. Hatta bölgenin

topoğrafik dağılımını ve görüntüsünü de bu program vasıtasıyla modellenebilmesi bu

gibi programların önemini daha da artırmaktadır.

Seyitömer termik santralinin etrafındaki toprak ve kayaçların aktivitesini bulmak için

Handecount alfa beta sintilasyon sayıcı cihazı kullanıldı. Cihazımız alfa ve betaların

aktivitesini aynı anda bize verebilmektedir; fakat cihazın eksik olan bir yönü ölçülen

aktivitelerin hangi elementlere ait olduğu ve radyoaktif ışımaların hangi enerji

seviyelerinden geldiği hakkında bize bir bilgi vermemektedir. Ölçüm cihazımızın

hassasiyeti derecesinde bir takım bilgiler edinildi ama buradan çıkan sonuçlarla termik

santralin çevreye hiçbir radyoaktif madde bırakmadığı gibi kesin bir sonuca ulaşamayız.

54

Bu çalışmanın eksik olan yönleri şu çalışmalarla tamamlanabilir. Toprak ve kayaç

numuneleri dalga dağılımlı XRF cihazı ve gama spektroskopisi ile de ölçülerek hangi

radyoaktif elementlerin yoğun olarak bulunduğu tespit edilmelidir. Bu elementlere ait

interpolasyon haritaları da ayrıntılı olarak değerlendirilmelidir. Termik santralin

bacasından çıkan parçacıkların ve küllerin rüzgar, yağmur, kar gibi hava şartlarının

etkisiyle ve arazinin topoğrafik etkisiyle de sadece santral çevresine yayılmayacağı da

göz önünde bulundurulmalıdır. Bu çalışmaya ek olarak termik santralin bacasından

çıkan küllerden belli zaman aralıkları ile örnekler alınarak termik santralin çevreye olan

etkisi daha net görülebilir. Ayrıca toprak örnekleri bu çalışmada arazinin de dağlık

olmasından dolayı santralin kuzey, güney, doğu ve batı yönlerine bakıldığında; her

yönde örnek sayısının eşit bir yoğunluğa sahip olmadığı rahatça görülebilmektedir. Bu

yüzden veriler değerlendirilirken bu noktanın da sonuçlara etkisi interpolasyon haritaları

incelenirken göz önünde bulundurulmalıdır..

Bu yapılan çalışma sonucunda bölgede bulunan seyitömer termik santralinin çevreye

olan etkisini görme imkânına sahip olduk. O bölgenin coğrafik ve jeolojik yapısı

hakkında elde ettiğimiz bilgilerle oluşması muhtemel bir tehlikenin hem bölge halkı

hemde bölgede üretilen tarım ürünleri üzerinde oluşacak etkisine ışık tutabilecek bir

takım bilgiler edinildi Bu tip çalışmaların yaygınlaşması ve desteklenmesi hem toplum

sağlığı açısından hemde çevrenin korunması açısından gereklidir.

55

KAYNAKLAR

Aitken, M.J. 1985. Thermoluminescence dating. Academic Press, 351 s., England.

Anonim.2008. Web sitesi:http://termiksantral.sitemynet.com /BAKAR/id1.htm, Erişim

tarihi: 02.05.2008.

Anonim.2008. Web sitesi: http://www.forumturka.net/forum /forumdisplay.php

?s=1780e2ab63 e9175e70ce413b859d8ccb&f=316, Erişim tarihi:02.05.08.

Anonymous.2008. Web sitesi:http://en.wikipedia.org/wiki/X-ray_fluorescence,Erişim

tarihi:30 .03.2008.

Anonymous.2008.Web sitesi:http://www.jobinyvon.com/SiteResources/Data/

Templates /1divisional.asp?DocID=1105&v1ID=&lang=, Erişim tarihi:

29.03.2008

Anonymous.2008. Web sitesi:http://en.wikipedia.org/wiki/Multivariate_statistics,Erişim

tarihi : 30.03.2008.

Anonim.2008.Websitesi:http://www.teias.gov.tr/ist2006/index.htm,Erişim tarihi:

21.06.08

Arya, A.P. 1966. Fundamentals Of Nuclear Physics. 646 s., Boston.

Bor, D. 1990. Gama Kameraların Çalışma Prensipleri Ve Kalite Kontrol

Yöntemleri,110 s.,Ankara.

Gaylord, R.F. 2005. Radioactivity of Potassium Solutions:A Comparision of Calculated

Activity to Measured Activity from Gross Beta Counting and Gamma

Spectroscopy,UCRL-TR-214061, 8 s.,California.

Kadıoğlu, Y. ve K., Bayramin, İ. Aralık 2007. Rapor:Kütahya Seyitömer Termik

Santrali Çevresindeki Toprak ve Kayaçlardaki Cr ve Ni Kökenleri.24 s.,Ankara.

Küpcü, S. 2005. ArcGIS9 Uygulama Dökümanı, 218 s.Ankara.

Meriç, N. 1999. Sağlık Fiziği, 116s.,Ankara.

Shultıs, J.K. and Faw, R.E. 2003. Fundamentals of Nuclear Science and Engineering.

495s.,NewYork.

Thermo Eberline.Anonymous. Handecount Manual, 64s.,New Mexico-USA.

Thornton S.T. and Rex A. 2002. Modern Physics for Scientists and Engineers, 556s.,

USA.

56

Ek 1 Handecount Cihazının Kalibrasyonu

Cihazın kalibrasyonu ve kontrolü; yüklenici firmadan gelen bir teknisyenle birlikte

aşağıdaki prosedürler izlenerek yapıldı.

Şifre olarak master password ile giriş yapılır. Daha sonra cal ”kalibrasyon menüsünden”

setup seçilir (Şekil 1.a).Burdan karşımıza kalibrasyon öncesi yapmamız gereken bazı

ayarların olduğu Şekil 1.b’deki ekran karşımıza çıkıyor.

Burada bulunan ayarlar ve açıklamaları şu şekildedir.

Bkg Update Time: Background güncelleştirmesi yapılırken kullanılan birleştirilmiş

sayım zamanı.

Forced Bkg Update: Bir başka background sayımı yapılması için geçmesi gereken

gerekli zamanı ayarlama kısmı.

Check Source Time: Kaynak kontrolü yapmak için gerekli zaman ayarının girildiği

kısım

Şekil 1 Cihazın kalibrasyon ayarlarının yapılması için girilecek program menüleri

57

Forced Chk Src Updt: Diğer bir kaynak kontrolünü greçekleştirmeden önce geçmesi

gereken maksimum izin verilen zaman. Sıfır değeri bu fonksiyonu kapatır.

Efficiency Count Time: Kalibrasyon ve kaynak kontrolü veriminin rutinleri sayım

zamanının süresinin ayarlandığı kısımdır.

Plateau: Bu gruptaki parametreler kalibrasyon işlemindeki otomatik plato rutinlerinin

çalışması için gerekli olanlar belirtilir. Başlatıldığında başlangıç voltajında ”Starting

Voltage” otomatik plato başlayacaktır ve “Count Time” sayım zamanı süresince devam

edecektir, voltaj artışı “Voltage Step” voltaj adımı boyunca artışı devam edecektir ve bu

işlem “Ending Voltage” sonlanma voltajına ulaşana kadar devam edecektir. Bütün

parametreler seçildiğinde “Save” kayıt tuşuna basılır. Aksi durumda ekrandaki hiçbir

değişiklikten etkilenmeyecektir.

Detektör Setup: Şekil 1.c’de görüldüğü gibi bir menü ekrana gelecektir. Bu ekranda

yüksek voltaj ve alt, üst eşik değerinin seviyesi ayarlanır. Bu ayarlama üçgen siyah

noktalara tıklayarak ince bir artış şeklinde de yapılabilir. İstenirse siyah dikdörtgen

parça sürüklenerek de ayar yapılabilir. İşlem tamamlandığında “OK” tusuna basılır.

Hiçbir değişikliğin yapılmaması isteniyorsa “Cancel” tusuna basılabilir.

Alfa Platosu: Bu ekran aktif olduğunda, uygun kalibrasyon kaynağı üst sağ tarafta

bulunan popup menüsünden seçilir. Seçilen kalibrasyon kaynağı cihazın örnek

çekmecesine yerleştirilir ve sayım yapması için düzgünce yerine itelenir. Sonra “Start

Plateau” platoyu başlat düğmesine basılır. Daha sonra uygulama mevcut gerekli sayım

döngüleri boyunca platoyu çizecektir. Rakamlar azalan bir şekilde ilerlerken plato da

tamamlanacaktır. Aynı zamanda her döngü numarası ve “cnts” sayımları ayrıca

toplanan toplam sayımlar (background çıkmış hali) verilen sayım döngüleri başına

kaynak için bu verilerde görüntülenecektir. Sayımlar sadece plato tamamlandığında

görüntülenecektir. Ayrıca dikey yüksek voltaj işaretçi çubuğu da ilerledikçe platonun

altında bulunan kısımda o noktaya ait yüksek voltaj miktarı da görüntülenecektir.

Platolar oluştuğunda iki renkli bir grafik ortaya çıkacaktır. Alfa platosu kırmızı renkte

beta platosu mavi renkte olacaktır. Bütün döngüler tamamlandığında yukarı ve aşağı

butonları ile “HV” yüksek voltaj çubuğu ilerletilir. Alfa sayımlarının (kırmızı çizgiler)

maksimum olmasına beta sayımlarının (mavi çizgiler) minimum olması sağlanarak o

şekilde bırakılır (Şekil 2.a).

58

Şekil 2 Cihazın kalibrasyonu için radyasyon kaynaklarına ait platoların oluşturulması

Daha sonra “save“ tusuna basılarak o yüksek voltaj değerinin kaydı yapılmış olur.

Beta Platosu: Bir sonraki işlem için alfa kaynağı cihazdan çıkarılır. Beta kalibrasyon

kaynağı çekmecesine konulur ve dikkatli bir şekilde çekmece kapatılır. Üstteki popup

menüsünden çekmeceye konulan beta kaynağının tipi seçilir. “Start Plateau” komutu

butona basarak başlatılır. Sayım döngülerinin bir önceki işlemde olduğu gibi

tamamlanması beklenir. Yukarı butonuna basarak alfa sayımlarının(kırmızı çizgiler)

minimum ve beta sayımlarının(mavi çizgiler) maksimum seviyede olacak şekilde

ayarlanması sağlanır. HV (yüksek voltaj) değeri en uygun değerinde bırakılarak “save”

kaydet butonuna basılır ve HV (yüksek voltaj) değeri beta platosu için kayıt edilir (Şekil

2.b).

Verimlilik Kontrolü: Yüksek voltaj seçiminden sonra kalibrasyonun anahtar faktörü

olan alfa ve beta veriminin bulunması aşamasını Handecount cihazı şu şekilde

gerçekleştirir. Kalibrasyon ”Cal” menüsüne gidilir ve “Efficiency” verimlilik kısmı

seçilir (Şekil 2.c).Verimlilik işlemine başlamadan önce “update backgraound”

background güncelleme komutuna basılır ve Şekil 3.a’da görülen menü ekrana gelir. Bu

menüde “Start Background Update” background güncellemesini başlat butonuna

basılarak background sayımı alınır ve “return” butonuna basılarak Şekil 3.b’de bulunan

ekrana dönülür.

59

Şekil 3 Cihazın verimlilik seviyesinin tespit edilmesi

Background değerimiz ölçülüp hafızaya alındıktan sonra alfa kalibrasyon kaynağı

çekmeceye yerleştirilir. Üstteki popup menüsünden yine karşı gelen kaynağın tipi

seçilir. Üzerinde ”İnsert Source, Start Count” kaynağı girin sayımı başlatın yazan

butona basılır ve sayım başlatılır. Sayım tamamlandığında alfa sonuçları ekranda

görülecektir (Şekil 3.b).Bir sonraki işlemde beta kaynağı çekmeceye yerleştirilir ve

üstteki popup menüsünden karşı gelen beta kaynağı tipi seçilir. Üzerinde ”İnsert Source,

Start Count” kaynağı girin sayımı başlatın yazan butona basılır ve sayım başlatılır. Daha

sonra betaya ait sonuçlarda ekranda görülür; bütün alanlardaki boşluklar dolu hale gelir

(Şekil 3.c). Sonuçlar düzgün görünüyorsa “save” kaydet butonuna basılarak sonuçlar

kaydedilir.

Bu şekilde cihazın kalibrasyonu tamamlanmış olur. Yapılan kalibrasyonun sonuçlarına

ait bir rapor cihazın hafızasında saklı tutulur. İstenirse daha sonra bu kayıta ulaşılıp

bakılabilir.

60

ÖZGEÇMİŞ

Adı Soyadı : Mustafa DOĞAN

Doğum Yeri : Yozgat

Doğum Tarihi : 03.07.1977

Medeni Hali : Evli

Yabancı Dili : İngilizce

Eğitim Durumu (Kurum ve Yıl)

Lise : Fethiye Kemal Mumcu Anadolu Lisesi Ankara (1995)

Lisans : Ankara Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fizik

Mühendisliği Bölümü (1999)

Yüksek Lisans:Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Mühendisliği

Anabilimdalı (Şubat 2006 – Temmuz 2008)