B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 CAMLARIN OPTİK, FİZİKSEL VE RADYASYON ZIRHLAMA ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Bu çalışmada B2O3-PbO-TeO2-CeO2 camlara farklı oranlarda (x=1, 3, 5, 10, 20 mol %) WO3 ilave edilerek fiziksel özellikleri yüksek radyasyon zırhlayıcı cam malzeme üretilmesi amaçlanmaktadır. Bu amaç için 45B2O3-(20-x)PbO-30TeO2-5CeO2-xWO3 camlar; B2O3-PbO-TeO2-CeO2-WO3 tozları kullanılarak ergitme döküm yöntemi ile üretilmiştir. Hazırlanan camların kütle soğurma katsayıları (MAC), ortalama serbest yol (MFP), yarı değer kalınlığı (HVL) ve etkin atom sayıları (Zet) 59.54-661.62 keV enerji bölgesinde deneysel olarak ölçülmüş ve bu parametreler teorik olarak hesaplanmıştır. Sentezlenen camların temel yapısal özellikleri XRD, UV-Vis ve FT-IR spektroskopik teknikleri kullanılarak incelenmiştir. XRD sonuçları hazırlanan tüm cam kompozisyonlarında camsı amorf yapının oluştuğunu göstermiştir. Camsı amorf yapı oluşturan numunelerin sertlikleri Mikro-Vickers yöntemi ile ölçülmüştür. Numunelerin sertlik değerleri %0-5 WO3 katkı aralığında 3,53’ten 4,14 GPa’a kadar çıktığı ve %10-20 WO3 katkı aralığında ise 3,76 GPa’a kadar azaldığı görülmüştür. Camların kırılma tokluğu Half-Penny-Crack yöntemi ile belirlenmiş %0-5 WO3 katkı aralığında 1,07’ den 1,14 MPa.m0.5 yükselmiş ve %10-20 katkı aralığında 1,09 MPa.m0.5’a düşmüştür. Numunelerin yoğunlukları arşimet prensibine göre belirlenmiştir ve WO3 katkı miktarı arttıkça yoğunluğun 4.93 gr/cm3 ten 4.63 gr/cm3 ’e düşmüş ve elastisite modülü 77’den 91 GPa’a artış göstermiştir. Araştırma bulguları sonucunda üretilmiş olan bu camların WO3 katkısı ile mekanik özelliklerinin iyileştiği ve kütle soğurma katsayısı değerlerine bakıldığında WO3 katkısının numunelerin radyasyon soğurma kabiliyetini artırdığını söyleyebiliriz.