SlideShare a Scribd company logo
Zümrüt VAROL
RADYASYON
MADDE ETKİLEŞİMİ
Zümrüt VAROL
Gazi Üniversitesi
Fen Bilimleri Enstitüsü
İleri Teknolojiler ABD
Zümrüt VAROL
ANLATACAKLARIM
• Radyasyon
• Radyasyonun sınıflandırılması
• Yüklü Parçacıkların Madde İle Etkileşimi
• Ağır yüklü Parçacıkların Madde ile Etkileşmesi
– Durdurma Gücü
– Bethe Formülü
– Enerji Kaybı Özelliği
– Enerji Başıboşluğu
– Parçacık Menzili
– Menzil Başıboşluğu
– Durma Süresi
– İnce Dedektörlerde Enerji kaybı
– Fisyon Parçalarının Davranışları
• Hafif Yüklü Parçacıkların Madde iLe Etkileşimi
– Yüzeylerden İkincil Elektron Emisyonu
– Hızlı Elektron Etkileşimi
– Elektronların Bağıl Enerji Kaybı
– Elektron Menzili ve İletim Eğrileri
– Beta Parçacıkların Adsorpsiyonu
– Geri Saçılım
– Pozitron Etkileşimi
• Yüksüz Parçaların Madde İle Etkileşimi
• Gama Işınlarının Etkileşimleri
– Gama Işınlarının Etkileşim Mekanizmaları
– Fotoelektrik Soğurma
– Compton Saçılması
– Çift Oluşumu
– Koherent Şaçılması
• Nötron Etkileşimi
– Yavaş Nötron Etkileşimi
– Hızlı Nötron Etkileşimi
– Nötron Tesir Kesiti
• Radyasyon Maruziyet ve Doz
– Gama Işınları Pozlanma
– Soğurulan Doz
– Doz Eşdeğeri
• Kaynaklar
Zümrüt VAROL
Radyasyon
• Radyasyonun madde ile etkileşimi radyasyonun türü ve
miktarı ile maddenin fiziksel ve kimyasal niteliğine bağlıdır.
• Herhangi bir radyasyon dedektörünün çalışması, dedekte
edilecek radyasyonun madde içerisinde etkileşme şekline
bağlıdır.
• Dedektör belirli bir yanıt alabilmesi için mekanizmanın belirli
bir öğesiyle etkileşime girmesi gerekir radyasyonla
etkileşime girince ve enerjilerini yitirler, dedektör radyasyonu
algılar.
Zümrüt VAROL
Radyasyon Sınıflandırılması
Yüklü Parçacıklar Yüksüz Parçacıklar
Proton ve Ağır Parçacıklar Nötronlar
Elektronlar X-ray ve Gama Işınları
• Radyasyon dört gruba ayrılabilir.
Zümrüt VAROL
Yüklü Parçacıkların Madde İle Etkileşimi
Zümrüt VAROL
Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi
• Ağır yüklü bir parçacık soğurucu bir ortama girer girmez,
ortamdaki atomların yörünge elektronların negatif yükü ile
kendi pozitif yükleri arasında Coulomb kuvveti ile etkileşir.
• Mesafeye bağlı olarak absorbe atomu uyarmak bazen
uyararak daha yüksek bir elektron kabuğuna yükseltmek ya
da atomdan elektronu tamamen kopararak olur.
• Enerji, yüklü parçacığı zorlayacak şekilde elektrondan
transfer edilir ve hızı bu karşılaşma sonucunda enerji azalır.
Zümrüt VAROL
Ağır yüklü parçacıkların yayılması
Zümrüt VAROL
Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi
• Yüklü parçacık herhangi bir soğurucu ortamına girdikten
sonra yüklü parçacıklar birden fazla elektronla aynı anda
etkileşime girer.
• Herhangi bir elektronla karşılaşmasında parçacık atom
çevresinden geçerken çekici Coulomb kuvvetine karşılık bir
itici güç uygular.
• Ağır yüklü parçacıklar kararlı hale gelene kadar bozunma
eğilimindedirler.
• Yüklü parçacıklar bu özellikleriyle belirli bir soğurucu
malzemenin belirli bir aralığına göre karakterize edilir.
Zümrüt VAROL
Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi
• Soğuruculardaki bu karşılaşmaların ürünleri iyon çiftlerinin
bulunduğu kararsız atomlardır.
• Her bir elektron çifti serbest bir elektron oluşturur.
• İyon çiftleri nötr bir atomu için doğal bir tekrar birleştirme
eğilimindedir ama bazı dedektör türlerinde bu yeniden
birleştirme bastırılır ve enerjik elektronlar oluşur. Bu enerjik
elektronlara delta ışınları denir ve yüklü parçacık enerji
absorber ortama transfer edilir.
• Normal şartlar altında yüklü parçacığın enerji kaybının
çoğunluğu delta ışınları aracılığıyla gerçekleşir.
Zümrüt VAROL
Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi
• Delta ışınlarının aralığı bir enerji parçacığının aralığıyla
karşılaştırıldığında daha küçüktür iyonizasyon birincil
parçacığa yakın oluşmaktadır.
• Bu süreç mikroskopik ölçekte normalde rastgele bir tek
iyonlaşma aralığında görülmez ancak dağınık çoklu iyon
çiftleri parçacığın mesafesi boyunca kümeleşme
eğilimindedir.
Zümrüt VAROL
Durdurma Gücü
• Bir malzeme içinden geçen yüklü parçacıkların enerji
kaybetme hızına malzemenin durdurma gücü adı verilir.
•Herhangi bir yüklü parçacık için bir ortamın durdurma gücü;
iyonun kütlesi, yükü ve hızına ve malzemenin atom numarası
ve yoğunluğunun fonksiyonudur.
•Formülde yüklü parçacığın negatif işaretli olması yüklü
parçacığın kinetik enerji kaybetmesinden kaynaklıdır.
•Özgül enerji azaldıkça kinetik enerjinin azalmasına bağlı
hızda azalır.
S
dx
dE

Zümrüt VAROL
Bethe Formülü
• Bethe formülü: Birim mesafedeki ortalama enerji kaybı /
yoğunluk.
• v: Parçacığın relativistik hızı
• m0: Elektronun durgun kütle enerjisi
• I: İyonizasyon potansiyeli
• Z:Atom sayısı
Zümrüt VAROL
Enerji Kaybı Özelliği
Bragg Piki
Yüklü bir parçağın aldığı yolun sonuna doğru
kaybettiği enerjide gözlenen ani yükselmeye Bragg
Piki denir.
Zümrüt VAROL
Enerji Başıboşluğu
• Tek enerjili alfa parçacıkların paralel kaynağı değişken
kalınlık aralığında olan bir soğurucu içinden geçtikten sonra
dedektörle hesaplanır.
• Bu enerji dağılımının genişliği partikül yörünge boyunca
mesafeye göre değişir enerji yöne giden, bir ölçüsüdür.
• Yüklü parçacık elektron yakalar ve durdurma gücü düşer.
Zümrüt VAROL
Zümrüt VAROL
Parçacık Menzili
• Tek enerjili alfa parçacıklarının paralel kaynağı değişken
kalınlık aralığındaki absorbe edici bir dedektör ile
hesaplanır.
• Alfa parçacıkları bu olay esnasında enerji kaybaderler.
• Alfa parçacıkları doğrusal bozunduklarından dedektörlere
ulaştıklarında sayıları aynı kalabilir.
• Dedektörün kalınlılığı arttırılarak alfa parçacıkları
durdurulur ve
ışının yoğunluğu hızlı bir şekilde sıfıra düşer.
Zümrüt VAROL
Menzil Başıboşluğu
• Menzil başıboşluğu, yüklü parçacıklar aynı zamanda ilk
enerji düzeyini oluşturan parçacık taneleri yol uzunluğundaki
dalgalanma olarak tanımlanır.
• Proton ve alfa gibi yüklü parçacıklar için ortalama yüzde
aralıkları bulunmaktadır.
• İyon madde içine girdikçe menzil başıboşluğu büyür.
Zümrüt VAROL
Zümrüt VAROL
Durma Süresi
• Bir emicide yüklü parçacıkları durmak için gerekli süre
yelpazesi ve ortalama hızından çıkarılabilir.
Zümrüt VAROL
İnce Dedektörlerde Enerji Kaybı
Enerji kaybı düşükse durdurma gücü değişmez ve
parçacığın enerji değeri tahmin edilebilir.
t: absorber madde kalınlığı
Zümrüt VAROL
Fisyon Parçalarının Davranışları
• Nötron kaynaklı oluşan ağır bir parçacık ya da ağır
çekirdeğin kendiliğinden oluşan fisyonu oluşan
parçacıklarda enerji kaybı diğerlerine göre daha fazladır.
• Tipik bir fisyon parçaçığının aralığı yaklaşık 5MeV bir alfa
parçacığın yarısı enerjiyi taşımaktadır. Spesifik bir enerji
kaybı söz konusudur.
• Bu davranış hafif parçacıklara göre fark edilir derecede
zıttır. Protonlar bir alfa parçacıkları olarak kendi parçacığı
tarafından hızı azaltılır.
Zümrüt VAROL
Yüzeylerden İkincil Elektron
Emisyonu
• Yüklü parçacıklarda kinetik enerjinin azalmasına bağlı
yavaşlama söz konusudur.
• Absorberden kısa bir süreli ucuş için yeterli impuls verilir.
Diğer absorber atomu kadar yüksek iyonize enerjisine
sahiptir
• Katı bir yüzeye çıkması durumunda elektronların bir kısmı
göç etmek ya da kaçmak için yeterli enerjiye sahiptir.
Zümrüt VAROL
Hafif Yüklü Parçacıkların Madde İle
Etkileşimi
Zümrüt VAROL
Hızlı Elektronların Etkileşimi
• Ağır yüklü parçacıkların etkileşimene benzerler ve madde ile
Coulomb etkileşimi söz konusudur.
• Elektron yörüngesine gelip çarpttığında yörüngedeki
elektronu titreştirebilir, koparmayabilir.
Zümrüt VAROL
Elektronların Bağıl Enerji Kaybı
• Elektronların ağır yüklü parçacıklardan farkı ışıma sürelerinin
yanı sıra coulomb etkileşimiyle enerjilerini kaybetmiş
olabilirler.
• Bu kayıplar sonuçu oluşan ışıma Bremmstrahlung veya
elektromanyetik radyasyon (X-Ray) şeklinde adlandırılabilir.
Zümrüt VAROL
• Radyatif durdurma gücü elektronun radyasyonuna özgüdür.
• Radyatif durdurma gücünün matematiksel ifadesi:
şeklindedir.
• Radyatif durdurma gücü sadece atom numarası 80-90
aralığında olan maddelerde ve yüksek elektron enerjilerinde
(E~10-100 MeV) önemlidir.
• Beta parçacıklarının tipik enerjileri 1-10 MeV aralığında
olduğundan radyatif katkı çok düşüktür.
Zümrüt VAROL
Elektron Menzili ve İletim Eğrileri
Tek enerjili elektron absorpsiyonu:
• Çok küçük değerlerdeki kalınlıklarda bile algılanan ışınlar
elektronun saçılması nedeniyle elektron kaybına uğrar ve
dedektörde farkedilir bir akı oluşturur.
• Elektron demeti madde içine girdikçe yoğunluğu azalır.
• Enerjili elektronlara uygulanması zordur.
Absorberin kalınlığına karşı emilen elektronların sayısı
Zümrüt VAROL
Beta Parçacıklarının Absorpsiyonu
• Yumuşak ya da düşük enerjili beta parçacıkları kalınlığı
az olduğunda hızlı absorblanır.
• Beta spektrumlarında eğriler birbirne yakın üslü ve
büyük ölçüde doğrusaldır.
Zümrüt VAROL
Zümrüt VAROL
Geri Saçılım
• Etkileşim halinde bulunduğu maddenin çekirdeğiyle
sayıca fazla etkileşimiyle oluşur.
• Bu esnada elektronlar sürekli ve geniş açılı çarpışmalara
maruz kalması onların geri saçılmasına neden olur.
• Dedektördeki saçılan elektronlar ‘ giriş penceresi» ya da
ölü tabaka olarak adlandırılır ve burada bu elektronların
tespiti mümkün değildir.
• Yer değiştiren elektronlar ya da beta parçacıklarının
radyo izotop kaynakları geri saçılımı belirgin bir şekilde
etkileyebilir.
Zümrüt VAROL
Pozitron Etkileşimi
• Elektronların enerji kaybı mekanizmasını teşkil eden
Coulomb kuvveti; elektronlar ve ağır yüklü parçacıkların
üzerindeki pozitif ve negatif yüklerden ibarettir.
• Ya itme içeren etkileşim ya da parçacığın yörüngedeki
elektron arasında çekim kuvveti impulsu ve eşit kütleli
partiküllerin enerji transferleri aşağı yukarı aynıdır.
• Bu nedenle absorber pozitronun parçası normal negatif
elektrona benzer ve kendilerine özgü enerji kaybı ve
aralığı vardır ve başlangıç enerjilerine yaklaşık olarak
aynıdır.
Zümrüt VAROL
Yüksüz Parçacıkların Madde İle
Etkileşimi
Zümrüt VAROL
Gama Işınları Etkileşimleri
Gama ışınları, elektromanyetik spektrumdaki en kısa dalga
boylu
ve en fazla enerjili elektromanyetik radyasyonlardır.
• Yüksek enerjili bir parçacığın bir başka parçacık ile
çarpışmasıdır.
• Bir parçacık ve onun karşıt parçacığının birbirlerini yok
etmesidir.
• Radyoaktif bozunmadır.
• İvmelendirilmiş yüklü parçacıklardır.
Zümrüt VAROL
Gama Işılarının Etkileşim
Mekanizmaları
• Fotoelektrik Soğurma
• Compton Saçılması
• Çift Oluşumu
• Koherent Saçılma
Zümrüt VAROL
Fotoelektrik Soğurma
• Düşük enerjili bir foton bağlı bir elektronla etkileşir ve onu
atomdan fırlatır ve tek bir foton bir serbest elektrona dönüşür.
• Bu esnada tamamen soğurulur ve atomdan belirli bir kinetik
enerjiyle koparılır. Matematiksel olarak ifade edersek;
• Elektron madde içinde saçılmalara uğradıkça kinetik enerjisini
kaybeder.
• Soğurma, atoma bağlı bir elektronla oluşmalıdır. Genellikle iç
kabuktaki elektronlarla meydana gelir.
• Fotoelektrik soğurma katsayısı soğurucu maddenin atom
numarasına bağlıdır ve enerjinin bir fonksiyonudur.
Zümrüt VAROL
• Fotoelektrik Soğurma Katsayısı
• τ ≈ sabit×Z5/ E3
Zümrüt VAROL
• Atomun K kabuğundan kopan elektronun yerini diğer
kabuklardan elektron geçişleri ile doldurulur ve floresan
olayı adlandırılır. Karakteristik X- ışıması meydana gelir.
Zümrüt VAROL
Compton Saçılması
• Maddeye gelen foton, enerjisinin bir kısmını kaybetmiş
bir şekilde elektrondan saçılır ve atomdan elektron kopar.
Bu olaya Compton saçılması denir.
• Compton saçılması yapan foton, azalmış bir enerji ile
yolundan saparken, elektrona enerji aktararak onun da
yörüngeden çıkmasını sağlar.
• Elektrona enerji aktarımı Compton etkileşiminin en
önemli sonucudur. Fırlatılan elektronlar sıfırdan
maksimum değere kadar enerji aralığında olabilirler.
Zümrüt VAROL
• Compton Etkileşim Katsayısı:
• σ ≈ sabit × Z/E
Zümrüt VAROL
Çift Oluşumu
• Gelen yüksek enerjili bir foton iki elektron kütlesinden yani
1.022MeV’den büyükse, bir çekirdeğin em alanıyla
etkileştiğinde biri artı diğeri eksi yüklü olmak üzere iki
elektrona dönüşebilir ve çift üretimi olabilir.
• Gelen foton çekirdeğin Coulomb alanıyla etkileşir ve enerjisi
elektron-pozitron üretimine harcanır.
• Çift oluşumda gamanın enerjisinden elektron çiftlerinin durgun
kütle enerjilerinin çıkarılmasıyla kalan enerji iki yük arasında
paylaşılır.
• Bu yük asla eşit olarak paylaşılmaz. Pozitron negatrondan
0.0075Z kadar fazla kinetik enerji kazanır.
Zümrüt VAROL
• Çift Oluşum Etkileşme Katsayısı
• κ ≈ sabit×Z2 (E- 1.022)
Zümrüt VAROL
Koherent Saçılma
• Fotonların atomdan, enerjilerinde bir değişiklik olmadan
saçılması olarak tanımlanır.
• Bu saçılmada gelen fotonla saçılan fotonun dalga boyları
aynıdır.
• Bu olay, gelen bir foton bağlı bir elektron üzerine
düştüğünde, elektronun atomdan sökülecek kadar enerji
alamadığı hallerde meydana gelir bu saçılmaya Rayleigh
saçılması denir.
• Bu yüzden düşük foton enerjilerinde ve yüksek atom
numaralı ağır elementlerde daha çok meydana gelmektedir.
Zümrüt VAROL
• Madde içerisine giren fotonlar, maddenin çekirdeğiyle
etkileşene kadar ilerlemeye devam eder.
• Foton enerjisine bağlı olarak , etkileşim yüksek
enerjilerde baskın biçimde cift üretimi; düşük enerjilerde
Compton saçılması ya da fotoelektrik soğurma
gerçekleşir.
Zümrüt VAROL
Nötron Etkileşimi
• Nötronlar bir kaç cm olan bir maddeyle etkileşime girmeden uçuşuna
devam edebilir.
• Nötron etkileşime geçerse tamamen yok olabilir ve enerjisi birincil daha
çok ikincil radyasyona dönüşebilir ya da nötronun yönü değişebilir.
• Gama ışınlarının aksine nötron etkileşimi sonucu çıkan ikincil radyasyon
ışınları daima ağır yüklü parçacıklardır.
• Bu parçacıklar, ya uyarılmış nötronların nükleer reaksiyonları
sonucunda ya da nötron çarpışmaları sonucunda enerji kazanmış
absorber malzemenin çekirdeği olabilir.
• Ayrıca nötron etkileşimleri çekirdek ve nükleer dönüşümler
gerçekleşebileceğinden, etkileşim önemli radyasyon hasarı oluşur.
Zümrüt VAROL
Yavaş Nötron Etkileşimleri
• Kinetik enerjisi 1 eV’n altında olan nötronlardır.
• Absorber çekirdek ve nötronun nükleer reaksiyonlarından
oluşan bir dizi elastik saçılma söz konusudur.
• Elastik saçılma, nötronların temel etkileşimidir ve nötron ile
çekirdek arasında kinetik enerji aktarımı sürecidir.
• Yavaş nötronların düşük kinetik enerjisi az bir miktarını
elastik saçılmasıyla çekirdeğe aktarabilir.
• Elastik saçılma sonucu oluşan elastik çarpışmalar termal
denge eğilimindedir.
Zümrüt VAROL
• Gelen nötron atomun çekirdeğinde tutulur ve bu
sürede gama ışıması oluşur. Buna radyatif
yakalama denir.
– Radyatif yakalama düşük enerjili nötronlar için
oldukça önemli bir olaydır.
• Gelen nötron atomun çekirdeğinde tutulduğunda
nötronun bağlanma enerjisi fisyon yapabilen
çekirdeğin enerjisini aştığı durumda fisyon
tepkimesi gerçekleşir.
• Yüksek enerjilerde mümkün olan (n,p);(n,α);(n,t)
tepkimeleri de yavaş nötronun maddeyle etkileşimi
sonucu oluşur.
Zümrüt VAROL
Hızlı Nötron Etkileşimi
• Kinetik enerjisi 1 KeV üzerindeki nötronlardır.
• Çekirdek atomdan çok daha küçük olduğundan hızlı bir
nötronun maddenin çekirdeğiyle etkileşme olasılığı çok
düşüktür.
• Yeterince enerji taşıyan bir nötron maddenin çekirdeğiyle
çarpışarak İnelastik saçılma meydana getirir.
• Hidrojen atomu hızlı nötronlar için hedef atomtur.
Zümrüt VAROL
Nötronlar enerjilerine bağlı olarak madde içinde farklı
reaksiyonlara yol açarlar.
• Elastik saçılma, A(n,n)A: Nötronlar için temel etkileşimdir,
nötron ile çekirdek arasında kinetik enerji aktarımı şeklinde
gerçekleşir.
• İnelastik saçılma, A(n,n’)A*: Yeterince enerji taşıyan bir
nötron (1 MeV civarı) A çekirdeği ile çarpıştığında onu
uyararak A* durumuna geçirir.
• Radyatif yakalama, A(n,γ)A+1: Gelen nötron çekirdekte
tutulur ve açığa gama çıkar. Düşük enerjili nötronlar için
önemlidir.
• Fisyon, A(n,f): Her nötron enerjisinde mümkündür, ancak ısıl
enerjilerde (0.025 eV) daha olası bir reaksiyondur. Gelen
nötron çekirdekte tutulduğunda nötronun bağlanma enerjisi
çekirdeğin fisyon engel yüksekliğini aşıyorsa fisyon gerçekleşir.
Zümrüt VAROL
Nötron Tesir Kesiti
• Soğurucu malzemede bulunan her izotopun bir özelliği olup
yüzey alanına eşittir.
• Madde içerisinde birden fazla radyoizotop veya bileşik varsa
madde için tesir kesiti söz konusudur.
• Bu da σort= f1σtotal(E1)+ f2σtotal(E2)+ f3σtotal(E3)+.....şeklinde
hesaplanır.
fi: her bir radyoizotopun madde içindeki ağırlık yüzdesi
Zümrüt VAROL
Radyasyon Maruziyet ve Doz
• Işın üretim tesislerinde ve radyasyonun tıbbi uygulamarında
ilgili personelin korumasının taşıdığı önem radyasyon
ölçümlerinde radyasyona maruziyet ve doz kavramları daha
önemli hale getirmiştir.
• Radyasyonun maddeyle etkileşmesi sonucunda aktardığı
enerjinin sebep olduğu etkiyi açıklamak için radyasyon dozu
kavramları kullanılmaktadır.
Zümrüt VAROL
Gama Işınları Pozlaması
• Gama ışınlarıyla pozlanma miktarının birimi Röntgendir ve
havanın birim santimetreküpünde bir elektrostatik yük birimi
değerinde pozitif ya da negatif iyon üretecek radyasyon
miktarı olarak tanımlanır.
• 1 Röntgen = 2.58x10-4 Coulomb/kg
Zümrüt VAROL
Soğurulan Doz
• Soğurulan doz, herhangi bir malzemenin 1 kilogramında
soğurulan radyasyon enerjisi miktarıdır.
• Gray (Gy): herhangi bir maddenin bir kilogramı başına bir
joule’lük enerji soğurulmasıyla meyana gelen herhangi bir
radyasyon miktarıdır.
• 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad = 6.24x1012 MeV/kg
Zümrüt VAROL
Doz Eşdeğeri
• Belirli bir maddedeki radyasyon etkileri, pozlanma
miktarından daha çok soğurma dozuna ve enerjisine
bağlıdır.
• Radyasyonun canlı organizmadaki etkisi de buna bağlı
olarak enerji yoğunluğuna bağlıdır.
• Ağır yüklü bir parçacığın canlı bir organizmadan geçişi
esnasında küçük bir hacimde çok sayıda iyonlaşma söz
konusu olduğunda kimysal değişimin şiddetine bağlı olarak
etkiler söz konusudur. Burada devreye Lineer Enerji
Transferi(LET) değeri devreye girer.
• LET değeri, -dE/dx değerinden küçüktür.
Zümrüt VAROL
• Doz Eşdeğeri, yüksek LET’li radyasyonların zarar verici
etkilerini sayısallaştırmak üzere geliştirilmiştir.
Soğurulan dozun kalite faktörü( Q) çarpılmasıyla elde edilir
Kalite Faktörü:birim mesafede aktarılan enerjiye göre belirli
bir radyasyon türü ve enerjisi için kullanılan kavramdır.
H= D.Q
Zümrüt VAROL
• Doz eşdeğerinin eski biri rem’dir. SI sisteminde birim
Sievert’tir.
• 1Sv=100 rem 10μSv= 1mrem
• EŞDEĞER DOZ
• Radyasyona maruz kalan bir insanda meydana gelebilecek zararlı
biyolojik etkileri de ölçebilen bir birime ihtiyaç vardır. Bazı organların
diğer organlar göre radyasyon hassasiyeti farklıdır ve aynı doza karşı
oluşan biyolojik etkide farklıdır.
• Birimi Sievert’tir
• Eşdeğer Doz (ED)= Soğurulan Doz (D)x Kalite Faktörü (QF)
Zümrüt VAROL
• Radyasyona maruz kalan bir insanda meydana gelebilecek
zararlı biyolojik etkileri de ölçebilen bir birime ihtiyaç vardır.
• Ayrıca bazı organların diğer organlar göre radyasyon
hassasiyeti farklıdır ve aynı doza karşı oluşan biyolojik etkide
farklıdır.
Zümrüt VAROL
Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu (ICRP) tarafından önerilen
temel radyasyon korunma standartları:
• Mesleği gereği radyasyonla çalışanlar için bütün vücudun ışınlanma doz
limitleri:
50 mSv/yıl veya 5 rem/yıl
1 mSv/hafta veya 100 mrem/hafta
0,2 mSv/gün veya 20 mrem/gün
• Halk için bütün vücudun ışınlanma doz limitleri:
5 mSv/yıl veya 0,5 rem/yıl
Zümrüt VAROL
Kaynaklar
• Glenn F. Knoll Radiation Detection and Measuements,
2000.
Zümrüt VAROL
TEŞEKKÜRLER

More Related Content

What's hot

Tıbbi Görüntüleme Cihaz Yapısı
Tıbbi Görüntüleme Cihaz YapısıTıbbi Görüntüleme Cihaz Yapısı
Tıbbi Görüntüleme Cihaz YapısıGökhan Göksu
 
Röntgen cihazı 1
Röntgen cihazı 1Röntgen cihazı 1
Röntgen cihazı 1
Muyuta
 
Röntgen cihazı 3
Röntgen cihazı 3Röntgen cihazı 3
Röntgen cihazı 3
Muyuta
 
1 interaction of radiation with matter
1 interaction of radiation with matter1 interaction of radiation with matter
1 interaction of radiation with matter
Shahid Younas
 
Molekuler Hucre Biyolojisi
Molekuler Hucre BiyolojisiMolekuler Hucre Biyolojisi
Molekuler Hucre Biyolojisi
Hikmet Geckil
 
İşitme fizyolojisi
İşitme fizyolojisiİşitme fizyolojisi
İşitme fizyolojisi
Cumhuriyet Üniversitesi
 
Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matter
Fernando Nainggolan
 
Fm khan chapter 5 mod
Fm khan chapter 5 modFm khan chapter 5 mod
Fm khan chapter 5 mod
Harvin Nelson
 
Charged particle interaction with matter
Charged particle interaction with matterCharged particle interaction with matter
Charged particle interaction with matter
Sabari Kumar
 
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)www.tipfakultesi. org
 
Chapter3 1 basics_dosimetry
Chapter3 1 basics_dosimetryChapter3 1 basics_dosimetry
Chapter3 1 basics_dosimetry
Nelis Van Peteghem
 
Pelletron and van de graff generator
Pelletron and van de graff generatorPelletron and van de graff generator
Pelletron and van de graff generator
Honey Ch
 
Otonom sinir si̇stemi
Otonom sinir si̇stemiOtonom sinir si̇stemi
Otonom sinir si̇stemi
SULE AKIN
 
Photolumimiscence spectroscopy
Photolumimiscence spectroscopyPhotolumimiscence spectroscopy
Photolumimiscence spectroscopy
JAYAKRISHNA J
 
Radiation absorbtion
Radiation absorbtionRadiation absorbtion
Radiation absorbtion
Isha Jaiswal
 
Photoluminescence
PhotoluminescencePhotoluminescence
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
SAlonii Chawla
 
Interaction of radiation with matter
Interaction of radiation with matterInteraction of radiation with matter
Interaction of radiation with matter
Sabari Kumar
 
The electron synchrotron
The electron synchrotronThe electron synchrotron
The electron synchrotron
SYED SHAHEEN SHAH
 

What's hot (20)

Tıbbi Görüntüleme Cihaz Yapısı
Tıbbi Görüntüleme Cihaz YapısıTıbbi Görüntüleme Cihaz Yapısı
Tıbbi Görüntüleme Cihaz Yapısı
 
Röntgen cihazı 1
Röntgen cihazı 1Röntgen cihazı 1
Röntgen cihazı 1
 
Röntgen cihazı 3
Röntgen cihazı 3Röntgen cihazı 3
Röntgen cihazı 3
 
1 interaction of radiation with matter
1 interaction of radiation with matter1 interaction of radiation with matter
1 interaction of radiation with matter
 
Molekuler Hucre Biyolojisi
Molekuler Hucre BiyolojisiMolekuler Hucre Biyolojisi
Molekuler Hucre Biyolojisi
 
İşitme fizyolojisi
İşitme fizyolojisiİşitme fizyolojisi
İşitme fizyolojisi
 
Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matter
 
Fm khan chapter 5 mod
Fm khan chapter 5 modFm khan chapter 5 mod
Fm khan chapter 5 mod
 
Biofizik kitap
Biofizik kitapBiofizik kitap
Biofizik kitap
 
Charged particle interaction with matter
Charged particle interaction with matterCharged particle interaction with matter
Charged particle interaction with matter
 
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
Deri dokusu (fazlası için www.tipfakultesi.org)
 
Chapter3 1 basics_dosimetry
Chapter3 1 basics_dosimetryChapter3 1 basics_dosimetry
Chapter3 1 basics_dosimetry
 
Pelletron and van de graff generator
Pelletron and van de graff generatorPelletron and van de graff generator
Pelletron and van de graff generator
 
Otonom sinir si̇stemi
Otonom sinir si̇stemiOtonom sinir si̇stemi
Otonom sinir si̇stemi
 
Photolumimiscence spectroscopy
Photolumimiscence spectroscopyPhotolumimiscence spectroscopy
Photolumimiscence spectroscopy
 
Radiation absorbtion
Radiation absorbtionRadiation absorbtion
Radiation absorbtion
 
Photoluminescence
PhotoluminescencePhotoluminescence
Photoluminescence
 
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
BIOLOGICAL BASIS OF RADIOTHERAPY
 
Interaction of radiation with matter
Interaction of radiation with matterInteraction of radiation with matter
Interaction of radiation with matter
 
The electron synchrotron
The electron synchrotronThe electron synchrotron
The electron synchrotron
 

Viewers also liked

Interaction of radiation with Matter - Dr. Vandana
Interaction of radiation with Matter -  Dr. VandanaInteraction of radiation with Matter -  Dr. Vandana
Interaction of radiation with Matter - Dr. Vandana
Dr Vandana Singh Kushwaha
 
x-ışınları
x-ışınlarıx-ışınları
x-ışınları
Mehmet Ceppi
 
1903 radyoaktivite
1903 radyoaktivite1903 radyoaktivite
1903 radyoaktiviteMehmet Ceppi
 
Radyoaktıvıte cekırdek kımyası
Radyoaktıvıte cekırdek kımyasıRadyoaktıvıte cekırdek kımyası
Radyoaktıvıte cekırdek kımyası
MustafaSahin656
 
Tang 04 entropy and nuclear reactions
Tang 04   entropy and nuclear reactionsTang 04   entropy and nuclear reactions
Tang 04 entropy and nuclear reactions
mrtangextrahelp
 
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanmasıKemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
Dilek Gogas Yavuz
 
Protons, neutrons and electrons 2
Protons, neutrons and electrons 2Protons, neutrons and electrons 2
Protons, neutrons and electrons 2
roseemu
 
Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matter
Dr Vijay Kumar
 
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
www.sciencepowerpoint.com
 
Radioactive decay honors
Radioactive decay honorsRadioactive decay honors
Radioactive decay honors
mrcoyleteach
 
Maxwell’s equations
Maxwell’s equationsMaxwell’s equations
Maxwell’s equations
bordoloianup
 
Proton beam therapy
Proton beam therapyProton beam therapy
Proton beam therapy
deepak2006
 
proton therapy
proton therapyproton therapy
proton therapy
dinadawi
 
Lecture10 maxwells equations
Lecture10 maxwells equationsLecture10 maxwells equations
Lecture10 maxwells equations
Amit Rastogi
 
Nuclear Decay
Nuclear DecayNuclear Decay
Nuclear Decay
Regis Komperda
 
Radiation detection devices
Radiation detection devicesRadiation detection devices
Radiation detection devices
waynelowell
 
Radiation detectors
Radiation detectorsRadiation detectors
Radiation detectors
jmocherman
 
Maxwell's equations
Maxwell's equationsMaxwell's equations
Maxwell's equations
Bruna Larissa Crisóstomo
 
physical interaction of x ray with matter
physical interaction of x ray with matter physical interaction of x ray with matter
physical interaction of x ray with matter
charusmita chaudhary
 
Radiation detectors
Radiation detectorsRadiation detectors
Radiation detectors
Girishpalvai Kumar
 

Viewers also liked (20)

Interaction of radiation with Matter - Dr. Vandana
Interaction of radiation with Matter -  Dr. VandanaInteraction of radiation with Matter -  Dr. Vandana
Interaction of radiation with Matter - Dr. Vandana
 
x-ışınları
x-ışınlarıx-ışınları
x-ışınları
 
1903 radyoaktivite
1903 radyoaktivite1903 radyoaktivite
1903 radyoaktivite
 
Radyoaktıvıte cekırdek kımyası
Radyoaktıvıte cekırdek kımyasıRadyoaktıvıte cekırdek kımyası
Radyoaktıvıte cekırdek kımyası
 
Tang 04 entropy and nuclear reactions
Tang 04   entropy and nuclear reactionsTang 04   entropy and nuclear reactions
Tang 04 entropy and nuclear reactions
 
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanmasıKemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
Kemik mineral yoğunluğunun yorumlanması
 
Protons, neutrons and electrons 2
Protons, neutrons and electrons 2Protons, neutrons and electrons 2
Protons, neutrons and electrons 2
 
Interactions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matterInteractions of radiation_with_matter
Interactions of radiation_with_matter
 
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
Introduction to the Atom, Protons, Neutrons, Electron, Nucleus, Atomic Mass, ...
 
Radioactive decay honors
Radioactive decay honorsRadioactive decay honors
Radioactive decay honors
 
Maxwell’s equations
Maxwell’s equationsMaxwell’s equations
Maxwell’s equations
 
Proton beam therapy
Proton beam therapyProton beam therapy
Proton beam therapy
 
proton therapy
proton therapyproton therapy
proton therapy
 
Lecture10 maxwells equations
Lecture10 maxwells equationsLecture10 maxwells equations
Lecture10 maxwells equations
 
Nuclear Decay
Nuclear DecayNuclear Decay
Nuclear Decay
 
Radiation detection devices
Radiation detection devicesRadiation detection devices
Radiation detection devices
 
Radiation detectors
Radiation detectorsRadiation detectors
Radiation detectors
 
Maxwell's equations
Maxwell's equationsMaxwell's equations
Maxwell's equations
 
physical interaction of x ray with matter
physical interaction of x ray with matter physical interaction of x ray with matter
physical interaction of x ray with matter
 
Radiation detectors
Radiation detectorsRadiation detectors
Radiation detectors
 

Similar to Radyasyon Madde Etkileşimi

PERIYODIKCIZELGE.pdf
PERIYODIKCIZELGE.pdfPERIYODIKCIZELGE.pdf
PERIYODIKCIZELGE.pdf
MuratKaya115683
 
çekirdek kimyası
çekirdek kimyasıçekirdek kimyası
çekirdek kimyasıBuseMintemur
 
Çekirdek Kimyası
Çekirdek KimyasıÇekirdek Kimyası
Çekirdek KimyasıBuseMintemur
 
Ders 1(X ray ).ppt
Ders 1(X ray ).pptDers 1(X ray ).ppt
Ders 1(X ray ).ppt
Oktay Eldem
 
Yasamımız elektrik
Yasamımız elektrikYasamımız elektrik
Yasamımız elektrik
glcnpaus
 
Yasamımız elektrik
Yasamımız elektrikYasamımız elektrik
Yasamımız elektrik
Shaira Matniyazova
 
Katılar ve Sıvılar
Katılar ve SıvılarKatılar ve Sıvılar
Katılar ve Sıvılar
Prof.Dr. İbrahim USLU
 
02 kati cisimlerin_ic_yapisi
02 kati cisimlerin_ic_yapisi02 kati cisimlerin_ic_yapisi
02 kati cisimlerin_ic_yapisi
yusuf874402
 
Enerji-Band yapıları
Enerji-Band yapılarıEnerji-Band yapıları
Enerji-Band yapıları
İstanbul Üniversitesi
 
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİMÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
Zümrüt Varol
 
Elektrikle calismalarda isg
Elektrikle calismalarda isgElektrikle calismalarda isg
Elektrikle calismalarda isg
ISGUZEMONLINE
 
Kimyasal Bağlar 2.pdf
Kimyasal Bağlar 2.pdfKimyasal Bağlar 2.pdf
Kimyasal Bağlar 2.pdf
harika923209
 
Kuantum nokta pilleri
Kuantum nokta pilleriKuantum nokta pilleri
Kuantum nokta pilleriAli Deroğlu
 
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)yılmaz doğan
 

Similar to Radyasyon Madde Etkileşimi (20)

PERIYODIKCIZELGE.pdf
PERIYODIKCIZELGE.pdfPERIYODIKCIZELGE.pdf
PERIYODIKCIZELGE.pdf
 
Bağlar
BağlarBağlar
Bağlar
 
Radyoaktivite
RadyoaktiviteRadyoaktivite
Radyoaktivite
 
çekirdek kimyası
çekirdek kimyasıçekirdek kimyası
çekirdek kimyası
 
Çekirdek Kimyası
Çekirdek KimyasıÇekirdek Kimyası
Çekirdek Kimyası
 
Ders 1(X ray ).ppt
Ders 1(X ray ).pptDers 1(X ray ).ppt
Ders 1(X ray ).ppt
 
Yasamımız elektrik
Yasamımız elektrikYasamımız elektrik
Yasamımız elektrik
 
Yasamımız elektrik
Yasamımız elektrikYasamımız elektrik
Yasamımız elektrik
 
Katılar ve Sıvılar
Katılar ve SıvılarKatılar ve Sıvılar
Katılar ve Sıvılar
 
Nuclear chemistry
Nuclear chemistryNuclear chemistry
Nuclear chemistry
 
02 kati cisimlerin_ic_yapisi
02 kati cisimlerin_ic_yapisi02 kati cisimlerin_ic_yapisi
02 kati cisimlerin_ic_yapisi
 
Enerji-Band yapıları
Enerji-Band yapılarıEnerji-Band yapıları
Enerji-Band yapıları
 
Modern Fizik
Modern FizikModern Fizik
Modern Fizik
 
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİMÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
MÖSSBAUER SPEKTROSKOPİSİ
 
Ismail slayt
Ismail slaytIsmail slayt
Ismail slayt
 
Elektrikle calismalarda isg
Elektrikle calismalarda isgElektrikle calismalarda isg
Elektrikle calismalarda isg
 
Ir arbsorbsıyon
Ir arbsorbsıyonIr arbsorbsıyon
Ir arbsorbsıyon
 
Kimyasal Bağlar 2.pdf
Kimyasal Bağlar 2.pdfKimyasal Bağlar 2.pdf
Kimyasal Bağlar 2.pdf
 
Kuantum nokta pilleri
Kuantum nokta pilleriKuantum nokta pilleri
Kuantum nokta pilleri
 
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)
Exafs (genişletilmiş xışını sağurma inceyapı spektroskopisi)
 

Radyasyon Madde Etkileşimi

  • 1. Zümrüt VAROL RADYASYON MADDE ETKİLEŞİMİ Zümrüt VAROL Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İleri Teknolojiler ABD
  • 2. Zümrüt VAROL ANLATACAKLARIM • Radyasyon • Radyasyonun sınıflandırılması • Yüklü Parçacıkların Madde İle Etkileşimi • Ağır yüklü Parçacıkların Madde ile Etkileşmesi – Durdurma Gücü – Bethe Formülü – Enerji Kaybı Özelliği – Enerji Başıboşluğu – Parçacık Menzili – Menzil Başıboşluğu – Durma Süresi – İnce Dedektörlerde Enerji kaybı – Fisyon Parçalarının Davranışları • Hafif Yüklü Parçacıkların Madde iLe Etkileşimi – Yüzeylerden İkincil Elektron Emisyonu – Hızlı Elektron Etkileşimi – Elektronların Bağıl Enerji Kaybı – Elektron Menzili ve İletim Eğrileri – Beta Parçacıkların Adsorpsiyonu – Geri Saçılım – Pozitron Etkileşimi • Yüksüz Parçaların Madde İle Etkileşimi • Gama Işınlarının Etkileşimleri – Gama Işınlarının Etkileşim Mekanizmaları – Fotoelektrik Soğurma – Compton Saçılması – Çift Oluşumu – Koherent Şaçılması • Nötron Etkileşimi – Yavaş Nötron Etkileşimi – Hızlı Nötron Etkileşimi – Nötron Tesir Kesiti • Radyasyon Maruziyet ve Doz – Gama Işınları Pozlanma – Soğurulan Doz – Doz Eşdeğeri • Kaynaklar
  • 3. Zümrüt VAROL Radyasyon • Radyasyonun madde ile etkileşimi radyasyonun türü ve miktarı ile maddenin fiziksel ve kimyasal niteliğine bağlıdır. • Herhangi bir radyasyon dedektörünün çalışması, dedekte edilecek radyasyonun madde içerisinde etkileşme şekline bağlıdır. • Dedektör belirli bir yanıt alabilmesi için mekanizmanın belirli bir öğesiyle etkileşime girmesi gerekir radyasyonla etkileşime girince ve enerjilerini yitirler, dedektör radyasyonu algılar.
  • 4. Zümrüt VAROL Radyasyon Sınıflandırılması Yüklü Parçacıklar Yüksüz Parçacıklar Proton ve Ağır Parçacıklar Nötronlar Elektronlar X-ray ve Gama Işınları • Radyasyon dört gruba ayrılabilir.
  • 6. Zümrüt VAROL Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi • Ağır yüklü bir parçacık soğurucu bir ortama girer girmez, ortamdaki atomların yörünge elektronların negatif yükü ile kendi pozitif yükleri arasında Coulomb kuvveti ile etkileşir. • Mesafeye bağlı olarak absorbe atomu uyarmak bazen uyararak daha yüksek bir elektron kabuğuna yükseltmek ya da atomdan elektronu tamamen kopararak olur. • Enerji, yüklü parçacığı zorlayacak şekilde elektrondan transfer edilir ve hızı bu karşılaşma sonucunda enerji azalır.
  • 7. Zümrüt VAROL Ağır yüklü parçacıkların yayılması
  • 8. Zümrüt VAROL Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi • Yüklü parçacık herhangi bir soğurucu ortamına girdikten sonra yüklü parçacıklar birden fazla elektronla aynı anda etkileşime girer. • Herhangi bir elektronla karşılaşmasında parçacık atom çevresinden geçerken çekici Coulomb kuvvetine karşılık bir itici güç uygular. • Ağır yüklü parçacıklar kararlı hale gelene kadar bozunma eğilimindedirler. • Yüklü parçacıklar bu özellikleriyle belirli bir soğurucu malzemenin belirli bir aralığına göre karakterize edilir.
  • 9. Zümrüt VAROL Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi • Soğuruculardaki bu karşılaşmaların ürünleri iyon çiftlerinin bulunduğu kararsız atomlardır. • Her bir elektron çifti serbest bir elektron oluşturur. • İyon çiftleri nötr bir atomu için doğal bir tekrar birleştirme eğilimindedir ama bazı dedektör türlerinde bu yeniden birleştirme bastırılır ve enerjik elektronlar oluşur. Bu enerjik elektronlara delta ışınları denir ve yüklü parçacık enerji absorber ortama transfer edilir. • Normal şartlar altında yüklü parçacığın enerji kaybının çoğunluğu delta ışınları aracılığıyla gerçekleşir.
  • 10. Zümrüt VAROL Ağır Yüklü Parçacıkların Etkileşimi • Delta ışınlarının aralığı bir enerji parçacığının aralığıyla karşılaştırıldığında daha küçüktür iyonizasyon birincil parçacığa yakın oluşmaktadır. • Bu süreç mikroskopik ölçekte normalde rastgele bir tek iyonlaşma aralığında görülmez ancak dağınık çoklu iyon çiftleri parçacığın mesafesi boyunca kümeleşme eğilimindedir.
  • 11. Zümrüt VAROL Durdurma Gücü • Bir malzeme içinden geçen yüklü parçacıkların enerji kaybetme hızına malzemenin durdurma gücü adı verilir. •Herhangi bir yüklü parçacık için bir ortamın durdurma gücü; iyonun kütlesi, yükü ve hızına ve malzemenin atom numarası ve yoğunluğunun fonksiyonudur. •Formülde yüklü parçacığın negatif işaretli olması yüklü parçacığın kinetik enerji kaybetmesinden kaynaklıdır. •Özgül enerji azaldıkça kinetik enerjinin azalmasına bağlı hızda azalır. S dx dE 
  • 12. Zümrüt VAROL Bethe Formülü • Bethe formülü: Birim mesafedeki ortalama enerji kaybı / yoğunluk. • v: Parçacığın relativistik hızı • m0: Elektronun durgun kütle enerjisi • I: İyonizasyon potansiyeli • Z:Atom sayısı
  • 13. Zümrüt VAROL Enerji Kaybı Özelliği Bragg Piki Yüklü bir parçağın aldığı yolun sonuna doğru kaybettiği enerjide gözlenen ani yükselmeye Bragg Piki denir.
  • 14. Zümrüt VAROL Enerji Başıboşluğu • Tek enerjili alfa parçacıkların paralel kaynağı değişken kalınlık aralığında olan bir soğurucu içinden geçtikten sonra dedektörle hesaplanır. • Bu enerji dağılımının genişliği partikül yörünge boyunca mesafeye göre değişir enerji yöne giden, bir ölçüsüdür. • Yüklü parçacık elektron yakalar ve durdurma gücü düşer.
  • 16. Zümrüt VAROL Parçacık Menzili • Tek enerjili alfa parçacıklarının paralel kaynağı değişken kalınlık aralığındaki absorbe edici bir dedektör ile hesaplanır. • Alfa parçacıkları bu olay esnasında enerji kaybaderler. • Alfa parçacıkları doğrusal bozunduklarından dedektörlere ulaştıklarında sayıları aynı kalabilir. • Dedektörün kalınlılığı arttırılarak alfa parçacıkları durdurulur ve ışının yoğunluğu hızlı bir şekilde sıfıra düşer.
  • 17. Zümrüt VAROL Menzil Başıboşluğu • Menzil başıboşluğu, yüklü parçacıklar aynı zamanda ilk enerji düzeyini oluşturan parçacık taneleri yol uzunluğundaki dalgalanma olarak tanımlanır. • Proton ve alfa gibi yüklü parçacıklar için ortalama yüzde aralıkları bulunmaktadır. • İyon madde içine girdikçe menzil başıboşluğu büyür.
  • 19. Zümrüt VAROL Durma Süresi • Bir emicide yüklü parçacıkları durmak için gerekli süre yelpazesi ve ortalama hızından çıkarılabilir.
  • 20. Zümrüt VAROL İnce Dedektörlerde Enerji Kaybı Enerji kaybı düşükse durdurma gücü değişmez ve parçacığın enerji değeri tahmin edilebilir. t: absorber madde kalınlığı
  • 21. Zümrüt VAROL Fisyon Parçalarının Davranışları • Nötron kaynaklı oluşan ağır bir parçacık ya da ağır çekirdeğin kendiliğinden oluşan fisyonu oluşan parçacıklarda enerji kaybı diğerlerine göre daha fazladır. • Tipik bir fisyon parçaçığının aralığı yaklaşık 5MeV bir alfa parçacığın yarısı enerjiyi taşımaktadır. Spesifik bir enerji kaybı söz konusudur. • Bu davranış hafif parçacıklara göre fark edilir derecede zıttır. Protonlar bir alfa parçacıkları olarak kendi parçacığı tarafından hızı azaltılır.
  • 22. Zümrüt VAROL Yüzeylerden İkincil Elektron Emisyonu • Yüklü parçacıklarda kinetik enerjinin azalmasına bağlı yavaşlama söz konusudur. • Absorberden kısa bir süreli ucuş için yeterli impuls verilir. Diğer absorber atomu kadar yüksek iyonize enerjisine sahiptir • Katı bir yüzeye çıkması durumunda elektronların bir kısmı göç etmek ya da kaçmak için yeterli enerjiye sahiptir.
  • 23. Zümrüt VAROL Hafif Yüklü Parçacıkların Madde İle Etkileşimi
  • 24. Zümrüt VAROL Hızlı Elektronların Etkileşimi • Ağır yüklü parçacıkların etkileşimene benzerler ve madde ile Coulomb etkileşimi söz konusudur. • Elektron yörüngesine gelip çarpttığında yörüngedeki elektronu titreştirebilir, koparmayabilir.
  • 25. Zümrüt VAROL Elektronların Bağıl Enerji Kaybı • Elektronların ağır yüklü parçacıklardan farkı ışıma sürelerinin yanı sıra coulomb etkileşimiyle enerjilerini kaybetmiş olabilirler. • Bu kayıplar sonuçu oluşan ışıma Bremmstrahlung veya elektromanyetik radyasyon (X-Ray) şeklinde adlandırılabilir.
  • 26. Zümrüt VAROL • Radyatif durdurma gücü elektronun radyasyonuna özgüdür. • Radyatif durdurma gücünün matematiksel ifadesi: şeklindedir. • Radyatif durdurma gücü sadece atom numarası 80-90 aralığında olan maddelerde ve yüksek elektron enerjilerinde (E~10-100 MeV) önemlidir. • Beta parçacıklarının tipik enerjileri 1-10 MeV aralığında olduğundan radyatif katkı çok düşüktür.
  • 27. Zümrüt VAROL Elektron Menzili ve İletim Eğrileri Tek enerjili elektron absorpsiyonu: • Çok küçük değerlerdeki kalınlıklarda bile algılanan ışınlar elektronun saçılması nedeniyle elektron kaybına uğrar ve dedektörde farkedilir bir akı oluşturur. • Elektron demeti madde içine girdikçe yoğunluğu azalır. • Enerjili elektronlara uygulanması zordur. Absorberin kalınlığına karşı emilen elektronların sayısı
  • 28. Zümrüt VAROL Beta Parçacıklarının Absorpsiyonu • Yumuşak ya da düşük enerjili beta parçacıkları kalınlığı az olduğunda hızlı absorblanır. • Beta spektrumlarında eğriler birbirne yakın üslü ve büyük ölçüde doğrusaldır.
  • 30. Zümrüt VAROL Geri Saçılım • Etkileşim halinde bulunduğu maddenin çekirdeğiyle sayıca fazla etkileşimiyle oluşur. • Bu esnada elektronlar sürekli ve geniş açılı çarpışmalara maruz kalması onların geri saçılmasına neden olur. • Dedektördeki saçılan elektronlar ‘ giriş penceresi» ya da ölü tabaka olarak adlandırılır ve burada bu elektronların tespiti mümkün değildir. • Yer değiştiren elektronlar ya da beta parçacıklarının radyo izotop kaynakları geri saçılımı belirgin bir şekilde etkileyebilir.
  • 31. Zümrüt VAROL Pozitron Etkileşimi • Elektronların enerji kaybı mekanizmasını teşkil eden Coulomb kuvveti; elektronlar ve ağır yüklü parçacıkların üzerindeki pozitif ve negatif yüklerden ibarettir. • Ya itme içeren etkileşim ya da parçacığın yörüngedeki elektron arasında çekim kuvveti impulsu ve eşit kütleli partiküllerin enerji transferleri aşağı yukarı aynıdır. • Bu nedenle absorber pozitronun parçası normal negatif elektrona benzer ve kendilerine özgü enerji kaybı ve aralığı vardır ve başlangıç enerjilerine yaklaşık olarak aynıdır.
  • 33. Zümrüt VAROL Gama Işınları Etkileşimleri Gama ışınları, elektromanyetik spektrumdaki en kısa dalga boylu ve en fazla enerjili elektromanyetik radyasyonlardır. • Yüksek enerjili bir parçacığın bir başka parçacık ile çarpışmasıdır. • Bir parçacık ve onun karşıt parçacığının birbirlerini yok etmesidir. • Radyoaktif bozunmadır. • İvmelendirilmiş yüklü parçacıklardır.
  • 34. Zümrüt VAROL Gama Işılarının Etkileşim Mekanizmaları • Fotoelektrik Soğurma • Compton Saçılması • Çift Oluşumu • Koherent Saçılma
  • 35. Zümrüt VAROL Fotoelektrik Soğurma • Düşük enerjili bir foton bağlı bir elektronla etkileşir ve onu atomdan fırlatır ve tek bir foton bir serbest elektrona dönüşür. • Bu esnada tamamen soğurulur ve atomdan belirli bir kinetik enerjiyle koparılır. Matematiksel olarak ifade edersek; • Elektron madde içinde saçılmalara uğradıkça kinetik enerjisini kaybeder. • Soğurma, atoma bağlı bir elektronla oluşmalıdır. Genellikle iç kabuktaki elektronlarla meydana gelir. • Fotoelektrik soğurma katsayısı soğurucu maddenin atom numarasına bağlıdır ve enerjinin bir fonksiyonudur.
  • 36. Zümrüt VAROL • Fotoelektrik Soğurma Katsayısı • τ ≈ sabit×Z5/ E3
  • 37. Zümrüt VAROL • Atomun K kabuğundan kopan elektronun yerini diğer kabuklardan elektron geçişleri ile doldurulur ve floresan olayı adlandırılır. Karakteristik X- ışıması meydana gelir.
  • 38. Zümrüt VAROL Compton Saçılması • Maddeye gelen foton, enerjisinin bir kısmını kaybetmiş bir şekilde elektrondan saçılır ve atomdan elektron kopar. Bu olaya Compton saçılması denir. • Compton saçılması yapan foton, azalmış bir enerji ile yolundan saparken, elektrona enerji aktararak onun da yörüngeden çıkmasını sağlar. • Elektrona enerji aktarımı Compton etkileşiminin en önemli sonucudur. Fırlatılan elektronlar sıfırdan maksimum değere kadar enerji aralığında olabilirler.
  • 39. Zümrüt VAROL • Compton Etkileşim Katsayısı: • σ ≈ sabit × Z/E
  • 40. Zümrüt VAROL Çift Oluşumu • Gelen yüksek enerjili bir foton iki elektron kütlesinden yani 1.022MeV’den büyükse, bir çekirdeğin em alanıyla etkileştiğinde biri artı diğeri eksi yüklü olmak üzere iki elektrona dönüşebilir ve çift üretimi olabilir. • Gelen foton çekirdeğin Coulomb alanıyla etkileşir ve enerjisi elektron-pozitron üretimine harcanır. • Çift oluşumda gamanın enerjisinden elektron çiftlerinin durgun kütle enerjilerinin çıkarılmasıyla kalan enerji iki yük arasında paylaşılır. • Bu yük asla eşit olarak paylaşılmaz. Pozitron negatrondan 0.0075Z kadar fazla kinetik enerji kazanır.
  • 41. Zümrüt VAROL • Çift Oluşum Etkileşme Katsayısı • κ ≈ sabit×Z2 (E- 1.022)
  • 42. Zümrüt VAROL Koherent Saçılma • Fotonların atomdan, enerjilerinde bir değişiklik olmadan saçılması olarak tanımlanır. • Bu saçılmada gelen fotonla saçılan fotonun dalga boyları aynıdır. • Bu olay, gelen bir foton bağlı bir elektron üzerine düştüğünde, elektronun atomdan sökülecek kadar enerji alamadığı hallerde meydana gelir bu saçılmaya Rayleigh saçılması denir. • Bu yüzden düşük foton enerjilerinde ve yüksek atom numaralı ağır elementlerde daha çok meydana gelmektedir.
  • 43. Zümrüt VAROL • Madde içerisine giren fotonlar, maddenin çekirdeğiyle etkileşene kadar ilerlemeye devam eder. • Foton enerjisine bağlı olarak , etkileşim yüksek enerjilerde baskın biçimde cift üretimi; düşük enerjilerde Compton saçılması ya da fotoelektrik soğurma gerçekleşir.
  • 44. Zümrüt VAROL Nötron Etkileşimi • Nötronlar bir kaç cm olan bir maddeyle etkileşime girmeden uçuşuna devam edebilir. • Nötron etkileşime geçerse tamamen yok olabilir ve enerjisi birincil daha çok ikincil radyasyona dönüşebilir ya da nötronun yönü değişebilir. • Gama ışınlarının aksine nötron etkileşimi sonucu çıkan ikincil radyasyon ışınları daima ağır yüklü parçacıklardır. • Bu parçacıklar, ya uyarılmış nötronların nükleer reaksiyonları sonucunda ya da nötron çarpışmaları sonucunda enerji kazanmış absorber malzemenin çekirdeği olabilir. • Ayrıca nötron etkileşimleri çekirdek ve nükleer dönüşümler gerçekleşebileceğinden, etkileşim önemli radyasyon hasarı oluşur.
  • 45. Zümrüt VAROL Yavaş Nötron Etkileşimleri • Kinetik enerjisi 1 eV’n altında olan nötronlardır. • Absorber çekirdek ve nötronun nükleer reaksiyonlarından oluşan bir dizi elastik saçılma söz konusudur. • Elastik saçılma, nötronların temel etkileşimidir ve nötron ile çekirdek arasında kinetik enerji aktarımı sürecidir. • Yavaş nötronların düşük kinetik enerjisi az bir miktarını elastik saçılmasıyla çekirdeğe aktarabilir. • Elastik saçılma sonucu oluşan elastik çarpışmalar termal denge eğilimindedir.
  • 46. Zümrüt VAROL • Gelen nötron atomun çekirdeğinde tutulur ve bu sürede gama ışıması oluşur. Buna radyatif yakalama denir. – Radyatif yakalama düşük enerjili nötronlar için oldukça önemli bir olaydır. • Gelen nötron atomun çekirdeğinde tutulduğunda nötronun bağlanma enerjisi fisyon yapabilen çekirdeğin enerjisini aştığı durumda fisyon tepkimesi gerçekleşir. • Yüksek enerjilerde mümkün olan (n,p);(n,α);(n,t) tepkimeleri de yavaş nötronun maddeyle etkileşimi sonucu oluşur.
  • 47. Zümrüt VAROL Hızlı Nötron Etkileşimi • Kinetik enerjisi 1 KeV üzerindeki nötronlardır. • Çekirdek atomdan çok daha küçük olduğundan hızlı bir nötronun maddenin çekirdeğiyle etkileşme olasılığı çok düşüktür. • Yeterince enerji taşıyan bir nötron maddenin çekirdeğiyle çarpışarak İnelastik saçılma meydana getirir. • Hidrojen atomu hızlı nötronlar için hedef atomtur.
  • 48. Zümrüt VAROL Nötronlar enerjilerine bağlı olarak madde içinde farklı reaksiyonlara yol açarlar. • Elastik saçılma, A(n,n)A: Nötronlar için temel etkileşimdir, nötron ile çekirdek arasında kinetik enerji aktarımı şeklinde gerçekleşir. • İnelastik saçılma, A(n,n’)A*: Yeterince enerji taşıyan bir nötron (1 MeV civarı) A çekirdeği ile çarpıştığında onu uyararak A* durumuna geçirir. • Radyatif yakalama, A(n,γ)A+1: Gelen nötron çekirdekte tutulur ve açığa gama çıkar. Düşük enerjili nötronlar için önemlidir. • Fisyon, A(n,f): Her nötron enerjisinde mümkündür, ancak ısıl enerjilerde (0.025 eV) daha olası bir reaksiyondur. Gelen nötron çekirdekte tutulduğunda nötronun bağlanma enerjisi çekirdeğin fisyon engel yüksekliğini aşıyorsa fisyon gerçekleşir.
  • 49. Zümrüt VAROL Nötron Tesir Kesiti • Soğurucu malzemede bulunan her izotopun bir özelliği olup yüzey alanına eşittir. • Madde içerisinde birden fazla radyoizotop veya bileşik varsa madde için tesir kesiti söz konusudur. • Bu da σort= f1σtotal(E1)+ f2σtotal(E2)+ f3σtotal(E3)+.....şeklinde hesaplanır. fi: her bir radyoizotopun madde içindeki ağırlık yüzdesi
  • 50. Zümrüt VAROL Radyasyon Maruziyet ve Doz • Işın üretim tesislerinde ve radyasyonun tıbbi uygulamarında ilgili personelin korumasının taşıdığı önem radyasyon ölçümlerinde radyasyona maruziyet ve doz kavramları daha önemli hale getirmiştir. • Radyasyonun maddeyle etkileşmesi sonucunda aktardığı enerjinin sebep olduğu etkiyi açıklamak için radyasyon dozu kavramları kullanılmaktadır.
  • 51. Zümrüt VAROL Gama Işınları Pozlaması • Gama ışınlarıyla pozlanma miktarının birimi Röntgendir ve havanın birim santimetreküpünde bir elektrostatik yük birimi değerinde pozitif ya da negatif iyon üretecek radyasyon miktarı olarak tanımlanır. • 1 Röntgen = 2.58x10-4 Coulomb/kg
  • 52. Zümrüt VAROL Soğurulan Doz • Soğurulan doz, herhangi bir malzemenin 1 kilogramında soğurulan radyasyon enerjisi miktarıdır. • Gray (Gy): herhangi bir maddenin bir kilogramı başına bir joule’lük enerji soğurulmasıyla meyana gelen herhangi bir radyasyon miktarıdır. • 1 Gy = 1 J/kg = 100 rad = 6.24x1012 MeV/kg
  • 53. Zümrüt VAROL Doz Eşdeğeri • Belirli bir maddedeki radyasyon etkileri, pozlanma miktarından daha çok soğurma dozuna ve enerjisine bağlıdır. • Radyasyonun canlı organizmadaki etkisi de buna bağlı olarak enerji yoğunluğuna bağlıdır. • Ağır yüklü bir parçacığın canlı bir organizmadan geçişi esnasında küçük bir hacimde çok sayıda iyonlaşma söz konusu olduğunda kimysal değişimin şiddetine bağlı olarak etkiler söz konusudur. Burada devreye Lineer Enerji Transferi(LET) değeri devreye girer. • LET değeri, -dE/dx değerinden küçüktür.
  • 54. Zümrüt VAROL • Doz Eşdeğeri, yüksek LET’li radyasyonların zarar verici etkilerini sayısallaştırmak üzere geliştirilmiştir. Soğurulan dozun kalite faktörü( Q) çarpılmasıyla elde edilir Kalite Faktörü:birim mesafede aktarılan enerjiye göre belirli bir radyasyon türü ve enerjisi için kullanılan kavramdır. H= D.Q
  • 55. Zümrüt VAROL • Doz eşdeğerinin eski biri rem’dir. SI sisteminde birim Sievert’tir. • 1Sv=100 rem 10μSv= 1mrem • EŞDEĞER DOZ • Radyasyona maruz kalan bir insanda meydana gelebilecek zararlı biyolojik etkileri de ölçebilen bir birime ihtiyaç vardır. Bazı organların diğer organlar göre radyasyon hassasiyeti farklıdır ve aynı doza karşı oluşan biyolojik etkide farklıdır. • Birimi Sievert’tir • Eşdeğer Doz (ED)= Soğurulan Doz (D)x Kalite Faktörü (QF)
  • 56. Zümrüt VAROL • Radyasyona maruz kalan bir insanda meydana gelebilecek zararlı biyolojik etkileri de ölçebilen bir birime ihtiyaç vardır. • Ayrıca bazı organların diğer organlar göre radyasyon hassasiyeti farklıdır ve aynı doza karşı oluşan biyolojik etkide farklıdır.
  • 57. Zümrüt VAROL Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu (ICRP) tarafından önerilen temel radyasyon korunma standartları: • Mesleği gereği radyasyonla çalışanlar için bütün vücudun ışınlanma doz limitleri: 50 mSv/yıl veya 5 rem/yıl 1 mSv/hafta veya 100 mrem/hafta 0,2 mSv/gün veya 20 mrem/gün • Halk için bütün vücudun ışınlanma doz limitleri: 5 mSv/yıl veya 0,5 rem/yıl
  • 58. Zümrüt VAROL Kaynaklar • Glenn F. Knoll Radiation Detection and Measuements, 2000.