؟ EKMECE NÜKLEER ARAŞTIRMA VE EĞİTİM MERKEZİ
Ç N A E M - R - 2 0 5
"؟ OK KALIN" BİR IN D IU M 'U N MONOKROMATİK NÖTRONLARLA AKTİVASYONU İLE BETA SELF
ABSORPSİYON KATSAYISININ TAYİNİ
H.ATASOY, S . DÖKMEN, C.ÖZBAYLI, ؟ C A N SO Y
.K . ٠, H ava A lan ,, İstanbul. Türkiye
. E . K
؟ EKMECE NÜKLEER ARAŞTIRMA VE EĞİTİM MERKEZİ
Ç N A E M - R - 2 .5
»ÇOK KALIN" BİR I N D I U M .™ MONOKROMATİK NÖTRONLARLA AKTİVASYONU İLE BETA SELF
ABSORPStYON KATSAYISININ TAYİNİ
H.ATASOY, S . DÖKMEN, C.Ö ZBA Y LÎ ؟ .CANSOY
P .K .1 , H ava A lan؛- Is ta n b u l Türkiye
Ö Z E T
OK k l i k » BİR I i l i l MONOKROMTK NÖTRONIARIA ..؟
AKTlVASYONU Il e BET^ SELF-ABSOHBSlYON KATSAYISININ TAYİNİ
I n ٠in ؛* ok k a i m ” (
1.2 37
mm) b i r indium nuraun. n ؟ ” b i r i n c i n ö tr o n r e z o n a n s ı b ö lg e s in d e k i m onokrom atlk n ö tr o n - l a r l a a k t l v e e d i l m i ş t i r . A k t l v l t e n i n e n e r j i y e g ö r . i z l i m i ? ve y a r i g e n i ş l i ğ i0.2750
eV o la r a k ؟ d e ğ iş im e g r l s l b u lu n m u ş tu r. Deney 1 .2 7 2 9 - 1 .6 1 7 0 eV e n e r j i a r a l ı ğ ı n d a . y a p ı l m ı ş t ı r ok k a l ın » num unenin b e t a ı ş ı n l a r ı n a k a r ş ı g ö s » ؟ -t e ^ l g l s e l f - a b s o ^ s i y o n u n a k -tlv a s y o n e ğ r i s i ü z e r i n e y a p t ı ğ ı e t k i in c e le n m iş ve bu 'y o lla b e ta s e l f - a b s o r p s i y o n . J٥t s a y ı s ı 1 9 .5 i 5 .9 cm 2/gr o l a r a k b u lu n m u ş tu r A B S T R A C T A ”v e . t h i c k ” (1.2 57
mm) Indium f o i l h a s been a c t i v a t e d by m onochrom atic n e u tr o n s I n th e e n e r , ra n g e from1.2729
- 1 .6 1 7 0 eV w hich c o rc e sp o n d s to th e f l r a t ra s o n a n c e o f Indium . A c t l r a t i o n c u rv e h a s been p l a t t e d a s a f u n c t i o n o f n e u tro n e n e r . . The h a l f w id th o f a c t i v a t i o n c u ^ re h a s been found t o be0.2750
eV.The I n f lu e n c e o f th e s e l f - a b s o l u t i o n o f b e t a ra y s on th e a c t i v a t i o n cu rv e h a s a l s o been I n v e s t i g a t e d . The b e t a s e l f - a b s o r p t i o n c o e f f i c i e n t o f Indium h a s b een d ete n D ln e d to be 1 9 .5 5 .9 غ cm 2 /g r.
İ Ç İ N D E K İ L E R 1 1 2 5 6 I . G İB İÇ I I . D E ^ Y S E L A Y R IN TILA R I I I . SONUÇLAR VE ANA LİZ I V . TARTIŞMA REFERANSLAR
..؟ OK K A L IN ” B İ R IN D IU M .U N MONOKROMATİK N Ö T R O m R L A AKTlV ASY Om j İ L E BETA SELF ABSORBSiYON K A T S A Y IS IN IN TA Y İN İ
H .A TA SO Y , S.DÖKMEN, Ö .Ö Z B A Y L I, ؟ .CANSOY
I . G İ R İ Ş
Bu ç a lış m a d a b i r in d iu m numune m onokrom atlk n ö t r o n l a r l a a k t i v e e d i lm iş ve a k t l v l t e n l n e n e r j i y e g ö re d e ğ iş im e g r i s l ç i z i l m i ş t i r . A k tlv a sy o n d a f e i l l a m l a n num unenin k a l ı n l ı ğ ı a r t t ı k ç a k e n d i s i n i d a h a f a z l a h i s s e t t i r e n s e l f - a b s o ^ s l y o n d a n d o l a y ı a k t lv a s y o n e g r l s l n l n b a s ı k l a ş ı p g e n i ş l e d i ğ i ve s e l f - a b s o ^ s l y o n u n numunenin k a l ı n l ı ğ ı n a h a s s a s i y e t l e b a g i l o ld u ğ u g ö s t e r i l m i ş t i r . Buna d a y a n a ra k .'çok k a l ı n ” bl-r n u m in en ln a k tlv a s y o n u i l e b e t a s e l f - a b s o r p s i y o n k a t s a y ı s ı t a y i n e d i l m i ş t i r . S e lf - a b s o r p s ly o n k a t s a y ı s ı İ ç i n b u lu n a n d e g e r , G le a s o n .u n v e t t l l g l a m p ir ik f o r a ü l l e M .A .V İgon.un h e s a p l a d ı ğ ı v e t a y i n e t t l g l d e ğ e r l e r e uyduğu g i b i , h a t a s ı n ı r l a r ı İ ç i n d e e v v e lc e h e s a p la d ığ ım ız ve S e r e n 'i n b u ld u ğ u d e ğ e r l e r e u y m a k ta d ır. I I . DENEYSEL A Y R IN T IL A R
Bu ç a lış m a d a "çok 1 .2 5 7 ) ظ 1ئ.ا i ) b i r Indium numune,
ﻞﻫاﺪﻫ 5 د د b i r i n c i n ö tr o n r e z o n a n s ı b ö lg e s in d e k i m onokrom atlk n ö t r o n l a r l a a k t i v e e d i l m i ş t i r . Deneyde n ö tro n , k a y n a ğ ı o l a r a k TR-1 r e a k t ö r ü , m o n o e n e 3 ؟ e t i k n ö t r o n l a r İ ç i n de k r i s t a l l i n ö tr o n s p e k tr o m e tr e s l ( l ) J n i l l a n ı l m ı ş t l r . M o n o e n e ra e tik n ö t r o n l a r İ ç i n s p e k tro m e tr e n in b e rily u m k r i s t a l i n i n B e d l ) d ü z le m i t a i l l a n ı l m ı ş t ı r . S p e k tro m e tre d e m o n o e n e r^ e tlk n ö tr o n - l a r m e l d e e d i lm e s i B ragg kanununa d a y a n ı r . N ö tr o n la r a r e f a - k a t ed en De B r o g lle d a lg a b o ^ i ( e n e ^ i y e b a ğ l ı o la r a k ) ٠ ٦ ر
u
•V
\ 0 .28 6» ﴼ ﻬ ﻓ ء ?2 v e r i l m i ş t i r . B i r ٥ö t r ٠n d e m e ti k r i s t a l ü z e r i n e d ü ş e c e k c l u r s a t o n l a r d a n B ragg ş a r t ı n ı s a ğ l a y a n l a r ı n
ﻪ ﻌ ﺴ
ﺳ
2
ا ﻮ ﻟ
٠
d en k lem i g e r e ğ in c e k o h e r e n t yansım a y a p a c a k l a r ı b i l i n m e k t e d i r , t o r a d a n y an sım a m e r te b e s i , d k r i s t a l d ü z l e m l e r i a r a s ı n d a k i u z a k l ı k , ( h k l) k r i s t a l i n y a n s ı t ı c ı d ü z l e m l e r i n in M i l l e r i n d i s - l e r i ve و d a k r i s t e l d ü z le m i i l e n ö tr o n d e m e ti a r a s ı n d a k i a ş ı d ı r (B ragg a ş ı s ı ) , t o r a d a g ö rü ld ü ğ ü g i b i , a ş ı s ı d e g l ş t i r i - l e r e k i s t e n i l e n e n e r j i d e n ö tr o n e ld e etm ek mümkündür.S p e k tro m e tre n ؛؛I n ٠in b i r i n c i 'n ö tro n r e z o n a n s ı, b ö lg e - s i n d e k i i s t e n i l e n e n e r j i l e r d e n b i r i İ ş i n 'a y a r l a n m ı ş numune s p e k tra m e tre y e k o n a ra k 4 s a a t s ü r e i l e ı ş ı n l a n m ı ş t ı r . B urada
٠ ﺀ 116 ﻢ ﻟ ٠ ﺐ ﺴ ﻟ ه ٠ ئ ﺀ ه re a k s iy o n u m e g a n a g e lm e k te d ir . Bu
4
's a a t l i k s ü re d e numune d o ^ a a k t i v l t e s i n i n %95
,4
ا ünü k a z a n m a k ta d ır. Numune ı ş ı n l a - n i r k e n ü z e r i n e d ü şe n n ö t r o n l a r ı n to p la m a k ı ş ı BF3
o r a n t l i ı s a y ı c ı s ı ç a l ı ş t ı r ı l a r a k okunm uştur. İ ş ın la m a b i t t i ğ i a n , d ik e y b a ş l a n g ı c ı olmak ü z e re5
-8
,9
- 1 9 , 2٠ -50
, 5 1 - 4 1 . i n c i d a k i k a l a r a r a s ı n d a k i b e ta s a y ı m l a r ı b i r ى «M. tü p ü i l e a l ın m ış ve doyma a k t l v l t e l e r i h e s a p l a n m ı ş t ı r . Deney1.2729
- 1 .6 5 5 4 eV a r a s ı n d a k i e n e r j i l e r İ ş i n y a p ı lm ış ve h e r e n e r j i n o k t a s ı İ ş i n5
. e r d e f a t e k r a r l a n m ı ş t ı r . I I I . SONUÇIlAS VE A İ L Î Z 1 1 5 in m onokrom atik n ö t r o n l a r l a 4 s a a t ı ş ı n l a n d ı k t a n s o n ra meydana g e le n a k t l v l t e (2
))
٠٠
ء م
’
“
؛
ﻞﻟ
،
ل
ا
1
ء ﻲ ﺗ ﺔ ﻗ
ء
ه
-١
ء
*'
ş e k l i n d e d i r k i , fo n n ü ld e٤٠
i l e٤٥
s ı r a y l a G.M. ve BF3
s a y ı c ı l a r ı - n m v e r im i ,s
Indium num unenin yüzölçüm ü ve ٠٠ da numune ü z e r i n e d i k o l a r a k d ü şe n n ö tr a n a k ı ş ı d ı r , to r a d a ٠ﻻ ﺀ١ع٠١٠{ ٠€T١ ş e k l i n d eb o y u ts u z b i r b ü y ü k lü k o l a r a k t a r i f e d i l m i ş t i r , ve N cm2'd e k i h e d e f ؟ e k l i d e k s a y ı s ı n ı ,
s
e n e r j i s i n d e k i D o p p le r g e n i ş l e m i ş (n ,Y ) r e a k s iy o n t e s i r k e s i t i n i g ö s t e i m e k t e d l r . M f o r a ü l e ۴.L ş e k l i n d e g i n a i ş t i r . L num unenin t e l ı n l ı g ı , ۴ de b e t a s e l f - a b s o r p s l y o n k a t s a y ı s ı d ı r . Sözü e d i l e n '.؟ ok k a l ı n " d e y im i a k t l v l t e fo rm ü lü n d e I t . y l k a p s a y a n ü s t e l t e r i m , İ . l n y a n ın d a Ibm al e d i l e b i l d i ğ i zaman k u l l a n ı l m a k t a d ı r ve bu k a l ı n l ı k t a ,n u m u n e n i n ü z e r i n e d ü ş e n n ö t r o n a k ı ş ı , back٠٠ound s e v i y e s i n e d ü ş m e k te d ir. E v v e lc e y a p ı l a n ؟ a l ı ş m a l a r l a (2 ) k a r ş ı l a ş t ı r ı l d ı ğ ı n d a bu k a l ı n l ı k t a k i s e l f - a b s o r p s i y o n u n a k t l v l t e e ğ r i s i n e y a p t ı ğ ı e t k i n i n ( e ğ r i n i n t e s ı k l a ş ı p : g e n i ş l e m e s i ) en f a z l a o lm a s ı b e k l e n i r . K a i m l i k bu a n la m d a k i b i r f i z i k s e l k a l ı n l ı k t ı r . (1 ) n u m a r a lı f o r a ü l d e4
٠
اأﺀ
١
ب
H
[
٢
}
I
y a z ı l ı r s a ﺀ e n e r ق ly e b a g l i o l a r a k a k t l v l t e A ( E ) * . f ( E ) Ş e k lin e g e l i r , ''؟ ok t e l i n " b i r numune ! ؟ i n - k l bu k a i m l i k n ö t r o n l a r l ؟ l n so n su z k a i m l i k d e m e k tir-ب أ
١
ياﺀ
ﺀ
د
٦
d l r . ﺔ ﺑ ؟ ١ E e n e r j i s i n d e k i m a k ro sk o p lk to p la m t e s i r k e s i t i d i r . K a li n numune y a k l a ş ı k l ı ğ ı i l e ^ ( E ) ' n l n k a l ı n l ı k t a n b a ğ ım s ız o ld u ğ u g ö r ü lm e k t e d ir . ٠٢ج (E) D o p p le r g e n i ş le m iş t ^ l a m t a ٤l r k e s i t i ، ? ٩ ( x , t ) D o p p le r e n t e g r a l i olm ak ü z e r e 6 ٣ه (E > ! t ) ' d ı r . Buna g ö re 1 ' l n c l e n e r j i l ؟ i n a k t l v l t e Aİ ( E ) : 2 ) ب )- 4
ç e k ird e k s a y ı s ı d ı r . (2) n u m a ra lı denklem deki b ve ۶ i f a d e
-D en e y sel a k t l v l t e l e r y a n i A٤(E ) ٠le r n . r a a l l z e
e d i l m i ş t i r . Ajj(E) n o n o a llz e a k t l v l t e l e r .lm a k tiz e re n . r a a - llz a s y o n
ş e k lin d e y a p ı l m ı ş t ı r . B urada E٠* 1 .5 5 7 . ٠v ٠٥٠ 144425 240 d a k . s a y ım d ır. F o m ü ld e A٤(E) ./ ٥i( E ) b irim s a y ım la ra te k a b ü l eden a k t l v l t e l e r d i r . A yni e n e r d i - n .k t a s i İ ş i n
I s t e t l s t l k f a r k l ı l ı k l a r d ış ı n d a , a y n i . İ m a l ı d ı r . Bu yüzden b i r b i r l e r i n e g ö re şo k f a r k l ı l ı k l a r g ö s te re n A^(E) / C٤(E) 1 e r h e s a p la r a k o n u lm a m ış tır. N o ra a llz e e d i l e n a k t l v l t e l e r
ل
١١ f o n k s iy o n la r a i l e b i r l i k t e (2 ) n u m a ra lı f o r a ü ld e y e r in e
kOnarak b ve ب p a r a m e tr e le r i en Miçük t e r e l e r metoduna
g ö re h e s a p l a n m ı ş t ı r . Bulunan b p a ra m e tre s in d e n de s e l f - a b s o ^ - s iy o n t e t s a y i s i (h a ta h e s a b i i l e b i r l i k t e ) f 1 9 .5 ﺀ i 5 .9 0 .2 / g r . ب p a r a m e tr a s i İ ç i n de (h a ta h e s a b i i l e b i r l i k t e ) 55.9 ٠ ﺀ 722.5 ﺞﻟ n ö t / s e c . e ld e e d i l m i ş t i r . B ulunan bu p a r a m e tr e le r t e l l a m l a r a k t e o r i k a k t l v l t e l e r h esap la n m ış ( f e b l o - l ) , A . A(E) g r a f l g l ç i z i l m i ş (Ç e k il-1 ) ve ü z e rin d e d e n e y s e l n o k t a l a r İ ş a r a t - l e n m l ş t l r . Buna g ö re A . A(E) . g r i s i n i n y a r i g e n l ş l l g l l e r l t a y i n e d ilm e s i g e re k e n i k i p a r a m e tr e d ir . 0 .2 7 5 . eV o la r a k b u lu n m u ştu r.
I L O - 1 - 5 -N ö tr o n . r t a l a m a b ç t a ، H e s a p la n a n b e t a E n e r j i s i (cV) s a y ı m l a n (opm) s a y ı m l a n (epm) 1 .2 7 2 9 211 ± 12 214 1 .3 1 6 2 281 i 19 302 1 . 3 5 7 . 393 د 21
421
1 .4 1 4 5 605 د 35 583 1 .4 5 4 9 621 غ 25 617 1 .4 9 7 1 554 ﺞﻟ 23 584 1 .5 5 2 5 487 i 8 429 1 .5 7 5 5 351 غ 11 357 1 .5 9 3 1 3 .3ﺀ
20 309 1 .6 1 7 . 220 ي 18 255 IV . TARTIŞMA E c e l c e y a p ı l a n ç a l ı ş m a l a r ( 2 )d a gözönüne a l ı n d ı ğ ı n d a s e l f . a b s o r p s i y o n a r t t ı k ç a a k t l v i t e e ğ r i s i n i n b a s ı k l a ş ı p g e n i ş l e d i ğ i g ö r ü l m e k t e d i r . 111 m ik ro n lu k t e l i n l i k l a y a p ı l a n bu ç a lış m a d a y a r i g e n i ş l i k 0 .2 4 7 5 eV o l a r a k b u lu n m u ş tu r. K a l ı n l ı ğ ı n 111 m ik ro n a g ö ra 11 k a t a r t m a s ı , a k t i v l t e e ğ r i s i n i n y a r i g e n i ş l i ğ i n d e büyük b i r f a r k l ı l ı k meydana g e t l r a e d i g l r e s e l f - a b s o r p s i y o n u n a k t l r i t e e ğ r i s i n e y a p a b i l e c e ğ i e t k i n i n maksimumunu y a p t ı ğ ı g ö r ü l m e k t e d i r . Daha e c e l c e yapılman a r a ş t ı r m a d a u s e ؛ ^ a b s o r p s l y o n k a t s a y ı s ı U : 24 4 د c m ^ g r o l a r a k b u lu n m u şfe ı(2؛ ؛ § im d i ١ b u lu n a n 1 9 ٠3: ل١ t 3 .9 c m 2 /g r٠lı k d e g e r V ig ٠n ٠u n ( 5 ) , ٠l e a s o n ٠u n ( 4 ) v e r d i ğ i a m p ir ik b a ğ ı n t ı y ı k u l l a n a r a k b u ld u g u 2 2 .3 ١٤ c n ^ / g r . l ı k d e g e r i l e y in e V ig o n .u n t a y i n e t t i g i ^ﺀ ۴ : 2 9 .4 ث1^5 0٠2/ ة آ ا ا ا ﻵ d e ğ e r V؛ S e r e n . i n ( 5 ) 1 7 م ﺀ c m 2 /g r i l k d e ğ e r l e r i a r a s ı n d a b u lu n m a k ta d ır .- 6
-REFERANSLAR
1 . R.Ö.Akyüz, Ç٠Cansoy and F.Domaniç ÇNAEM-R-33 (1 9 6 5 )
2 . R A ta s o y
I s t a n b u l ttn lv . Fen Fak.M ec. S e r i c , 37-31 9 7 3 - 1972)
ج)
49-59 3. M.A.Vİgon and E .M o n te r. J e n -1 3 S p a l n J u n t a de E n e rg ia N u c le a r, Madrid (1956) 4p 4 ٠ G leaso n , G . I . , ل D٠T a y lo r, u .D .L .T a b ern ٠ N u c le o n ic s 8 (N .5 ), 12 (1951) 5 ٠- S e re n , R ., H . N . F r l e l d l a n d e r u . , S .H .Î ^ r k e r F h y s. Rev. 1947) 888 ج )N٥،r٠n Enerjili (٠٧٠
5 e k il_ l_ Indium 'un birinci n ö tr .n rezo n a n sı b ö lg e s in e . beta aktivitesinin nötronun enerjsine bağlı olarak d e ğ im i.
B < u A W ،١ ri ،٠ ٠ l (c p m j
