Karaman bölgesi toprak numunelerinin termolüminesans özelliklerinin incelenmesi

(1)

T.C.

SELÇUK ÜNĠVERSĠTESĠ FEN BĠLĠMLERĠ ENSTĠTÜSÜ

KARAMAN BÖLGESĠ TOPRAK NUMUNELERĠNĠN TERMOLÜMĠNESANS

ÖZELLĠKLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ Zehra AKGÖZ KILIÇ

YÜKSEK LĠSANS Fizik Anabilim Dalı

(2)

Bu tez çalışması Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi tarafından 15-M-13 nolu proje ile desteklenmiştir.

(3)

(4)

iv

ÖZET YÜKSEK LĠSANS

KARAMAN BÖLGESĠ TOPRAK NUMUNELERĠNĠN TERMOLÜMĠNESANS ÖZELLĠKLERĠNĠN ĠNCELENMESĠ

Zehra AKGÖZ KILIÇ

Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Fizik Anabilim Dalı

DanıĢman: Yrd. Doç. Dr. Erdem UZUN 2014, 112 Sayfa

Jüri

Prof. Dr. Ülfet ATAV Doç. Dr. Mehmet ERDOĞAN

Yrd. Doç. Dr. Erdem UZUN

Bu tez çalışması kapsamında Karaman ilinden alınan toprak numunelerinin bazı termolüminesans özellikleri incelenmiş ve temel tuzak parametreleri ölçülmüştür. Örneklerde birikmiş olan radyasyon dozunun termolüminesans yöntem ile ölçülebilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, Karaman ili 48 alt bölgeye ayrılmıştır. Her bir bölgeden bölgenin tamamını temsil edecek şekilde numuneler toplanmıştır. Toplanan numuneler 5 gün süre ile oda sıcaklığında ve 600C sıcaklıkta bir saat süre ile fırında kurutulmuşlardır. Bir ışık mikroskopu yardımı ile örneklerin içerisindeki kristaller seçilmiş ve öğütülerek toz haline getirilmişlerdir. Toz numuneler radyasyonuna mazur bırakılmışlar ve termolüminesans ışıldama eğrileri elde edilmiştir. Işıldama eğrisi uygun olan numunelerin tuzak parametreleri hesaplanmıştır. Bu çalışma sonucunda, Karaman toprak numuneleri kullanılarak doğal ya da doğal olmayan yollarla etrafa yayılan radyasyon doz ölçümlerinin yapılabileceği görülmüştür. Ancak toprak numunelerin feding oranları yüksektir. Bu nedenle radyasyon doz ölçümleri sırasında yüksek feding oranları dikkate alınmalıdır.

Anahtar Kelimeler: Beta radyasyonu, Karaman, Termolüminesans, Toprak, Tuzak parametreleri

(5)

v

ABSTRACT

MS THESIS

INVESTIGATION OF THE THERMOLUMINESCENCE PROPERTIES OF SOIL SAMPLES IN KARAMAN REGION

Zehra AKGÖZ KILIÇ

THE GRADUATE SCHOOL OF NATURAL AND APPLIED SCIENCE OF SELÇUK UNIVERSITY

THE DEGREE OF MASTER OF SCIENCE IN PHYSICS

Advisor: Asst. Prof. Dr. Erdem UZUN

2014, 112 Pages

Jury

Prof. Dr. Ülfet ATAV Assoc. Dr. Mehmet ERDOĞAN

Asst. Prof. Dr. Erdem UZUN

Within the scope of this thesis, some thermoluminescence properties of soil samples in Karaman were investigated and main trap parameters were measured. Measurability of the radiation dose accumulated in the soil samples by using thermoluminescence method was investigated. For this purpose, Karaman province is divided into 48 sub-regions. Samples representing the entire region were collected from each region. The samples were dried at room temperature for 5 days and at 600C for one hour in furnace.Crystals have been collected within the soil with the help of light microscopy and was ground to powder. The powdered samples were irradiated with beta radiation and thermoluminescence glow curve were obtained. Samples with glow curves suitable were selected and thermoluminescence trap parameters were determined. It has been observed that radiation doses emitted around natural or artificial means can be measured by using Karaman soil samples. But, fading rates of the soil samples are high. Therefore, fading rates should be considered while radiation dose measurements.

(6)

vi

ÖNSÖZ

Karaman jeolojik olarak çeşitli yapılara sahip bir bölgedir. Bu araştırmada, karaman bölgesi 48 bölgeye ayrılmış olup bu bölgelerden alınan toprak numuneleri TL yöntemi ile analiz edilmiştir. Böylece karaman bölgesinde ki toprakta bulunan kristal yapıların radyasyon doz cevaplarına dair önemli bulgular gözlemlenmiştir.

Bu Yüksek Lisans çalışması boyunca her konuda beni yönlendiren ve her türlü desteğini esirgemeyen danışmanım Yrd. Doç. Dr. Erdem UZUN’a teşekkür ederim. Bilgilerinden ve deneyimlerinden faydalandığım Yrd. Doç. Dr. Mehmet Emin Korkmaz’a teşekkür ederim.

Çalışmalarıma yardımcı olan eşim Abdulkadir KILIÇ’a ve desteklerini eksik etmeyen sevgili aileme teşekkür ederim.

Selçuk Üniversitesi Fen-Edebiyat Fakültesi Fizik Bölümü ve Fen Bilimleri Enstitüsünün tüm çalışanlarına teşekkür ediyorum.

Son olarak çalışmalarım sırasında benden manevi desteklerini hiç eksik etmeyen yakın dostlarıma, Dr. Cengiz Özdemir’e teşekkür ediyorum.

Zehra AKGÖZ KILIÇ KONYA-2014

(7)

vii ĠÇĠNDEKĠLER ÖZET ... iv ABSTRACT ... v ÖNSÖZ ... vi ĠÇĠNDEKĠLER ... vii SĠMGELER VE KISALTMALAR ... ix 1. GĠRĠġ ... 1

1.1. Bir Tuzak – Bir Yeniden Birleşme Merkezi Modeli ... 3

1.2. Birinci Mertebeden Kinetik Model ... 5

1.3. İkinci Mertebeden Kinetik Model ... 5

1.4. Genel Mertebeden Kinetik Model ... 6

1.5. Bilgisayarlı Işıldama Eğrisi Dekonvolüsyonu (CGCD) ... 6

1.6. Karaman’ın Fiziki ve Coğrafi Yapısı ... 8

2. KAYNAK ARAġTIRMASI ... 10

3. MATERYAL ve YÖNTEM ... 13

3.1. Termolüminesans Ölçüm Sistemi ... 13

3.2. Radyasyon Kaynağı ve Işınlama Sistemi ... 15

3.3. Örnek Toplama Prosedürü ... 15

4. BULGULAR ... 20 4.1. 1. Bölge ... 20 4.2. 2. Bölge ... 21 4.3. 3. Bölge ... 22 4.4. 4. Bölge ... 23 4.5. 5. Bölge ... 24 4.6. 6. Bölge ... 25 4.7. 7. Bölge ... 28 4.8. 8. Bölge ... 31 4.9. 9. Bölge ... 33 4.10. 10. Bölge ... 36 4.11. 11. Bölge ... 38 4.12. 12. Bölge ... 39 4.13. 13. Bölge ... 39 4.14. 14. Bölge ... 41 4.15. 15. Bölge ... 44 4.16. 16. Bölge ... 47 4.17. 17. Bölge ... 49 4.18. 18. Bölge ... 52 4.19. 19. Bölge ... 55

(8)

viii 4.20. 20. Bölge ... 58 4.21. 21. Bölge ... 59 4.22. 22. Bölge ... 60 4.23. 23. Bölge ... 61 4.24. 24. Bölge ... 62 4.25. 25. Bölge ... 65 4.26. 26. Bölge ... 67 4.27. 27. Bölge ... 69 4.28. 28. Bölge ... 71 4.29. 29. Bölge ... 74 4.30. 30. Bölge ... 74 4.31. 31. Bölge ... 74 4.32. 32. Bölge ... 77 4.33. 33. Bölge ... 77 4.34. 34. Bölge ... 79 4.35. 35. Bölge ... 80 4.36. 36. Bölge ... 81 4.37. 37. Bölge ... 81 4.38. 38. Bölge ... 81 4.39. 39. Bölge ... 84 4.40. 40. Bölge ... 85 4.41. 41. Bölge ... 88 4.42. 42. Bölge ... 88 4.43. 43. Bölge ... 91 4.44. 44. Bölge ... 93 4.45. 45. Bölge ... 96 4.46. 46. Bölge ... 97 4.47. 47. Bölge ... 97 4.48. 48. Bölge ... 98

5. ARAġTIRMA SONUÇLARI VE TARTIġMA ... 100

KAYNAKLAR ... 108

(9)

ix

SĠMGELER VE KISALTMALAR Kısaltmalar

CGCF : Bilgisayarlı ışıldama eğrisi analizi.

OTOR : One Trap One Recombination centre (Bir tuzak bir yeniden birleşme merkezi).

TL : Termolüminesans.

N : kristaldeki elektron tuzaklarının konsantrasyonu, (cm-3). n : tuzaklardaki elektron konsantrasyonu (cm-3).

nc : iletim bandındaki serbest elektron konsantrasyonu (cm-3).

Et : tuzaklardaki elektronların aktivasyon enerjisi, tuzak derinliği (eV).

s : frekans faktörü (s-1).

An : elektronların yeniden tuzağa yakalanma olasılığı.

(10)

1

1. GĠRĠġ

Termolüminesans (TL) olay termodinamik denge durumunda bulunan bir sistemin dış enerji kaynağından enerji soğurarak uyarılması ve ardından ısı enerjisi yardımıyla sistemdeki fazla enerjinin yayınlanarak denge durumuna dönmesi olarak tanımlanabilir. İlk olarak Robert Boyle tarafından karanlık bir odada avucunda ısınan elmasın yaydığı ışığı gözlemlemesiyle keşfedildiği kabul edilmektedir (Aitken, 1985). Bilindiği gibi doğadaki tüm cisimler sıcaklıklarına bağlı olarak ışıma yaparlar ve bu ışıma siyah cisim ışıması olarak adlandırılır. Cismin sıcaklığına bağlı olarak bu ışımanın yoğunluğu da değişmektedir. TL olayda ise cisim önce iyonlaştırıcı bir radyasyona maruz kalır ve enerji soğurur. Cisim bu durumda ısıtılırsa, ısı enerjisi yardımı ile serbest kalan yük taşıyıcılarının rekombinasyonu neticesinde foton yayınlanır. TL özellik gösteren bir kristal tavlandıktan sonra yeniden lüminesans ışıma yapabilmesi için tekrar iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmalıdır (Burgh, 1967).

TL olayı anlamak ve TL ışımayı açıklamak için genellikle katıların bant modelini incelemek gerekir. Bir katı, atomların yakın bir şekilde bir araya gelmesinden oluşur. Katıların çoğunda kararlı yerleşim düzeni, atomların periyodik ve simetrik bir yapıda yerleşmesiyle meydana gelmektedir. Bu düzenli dizilişe örgü ve oluşturulan yapıya da kristal denir. Kuantum teorisine göre, çevresinden yalıtılmış bir atomun elektronları, ancak kesikli enerji değerleri alabilir (Beiser, 1989). Atomlar birbirlerinden yeterince uzakta oldukları durumlarda etkileşmezler ve elektronların enerji düzeyleri yalıtılmış atomlardaki gibi düşünülebilir. Ancak atomlar birbirlerine çok yaklaştırıldıklarında (~10-8

cm), komşu atomların kuvvetli elektrik alanının etkisiyle, elektronların enerji düzeyleri bantlara ayrılır. Hemen hemen bütün kristal katılarda atomlar birbirlerine öylesine yakındırlar ki, bunların değerlik elektronları, tüm kristale ait olan tek bir elektronlar sistemini meydana getirecek şekilde bir araya gelirler. Elektronlardan oluşan böyle bir sistem Pauli’nin dışlama ilkesine uyar. Çünkü atomların dış elektron kabuklarının enerji durumları, bunların karşılıklı etkileşimleri yoluyla tamamen değişir. Bir tek atomun kesinlikle tanımlanmış enerji düzeyleri yerine şimdi tüm kristal bir enerji bandına sahiptir ve bu bant birbirine yakın çok sayıda ayrık düzeylerden oluşur. Bu ayrık düzeyler kristal içerisindeki atomlar kadar çok olduğundan

(11)

2

enerji bandının izinli enerjilerin sürekli bir dağılımı şeklinde olduğu kabul edilebilir (O’Reilly, 2002). Kristal bir katıda elektronlar bu bantlarda hareket ederler. Bir kristalde değerlik elektronlarından oluşmuş bant değerlik bandı, değerlik elektronlarının uyarılma düzeylerinden oluşan bant ise iletim bandı olarak adlandırılır. İletim ve değerlik bantları birbirinden yasak bant ile ayrılmaktadır. Yalıtkanlarda, kusursuz ve katkısız yarıiletkenlerde elektronların enerjisi yasak bant içerisinde olamaz. Kusursuz ve katkısız bir kristalde atomlar kristal örgü noktalarında bulunurlar. Ancak gerçek kristallerde örgü kusurları bulunmaktadır. Bu kusurlar elektronların enerji düzeylerini etkilemekte ve yasak bant bölgesinde yeni enerji seviyelerinin ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Bu yeni enerji düzeyleri yük taşıyıcı tuzakları olarak adlandırılmaktadır. Isı, iyonlaştırıcı radyasyon ya da diğer nedenlerle kristaldeki atomlar arası bağlar kopabilir ve bu bağların elektroları serbest kalabilir. Atomlar arası bağdan kopan elektronun yerinde boşluk meydana gelir. Bu olay elektron-boşluk çiftlerinin oluşması olarak tanımlanır ve bu olayın sonunda iletim bandında serbest elektron, değerlik bandında ise serbest boşluk meydana gelir. Aynı zamanda bu olayın tersini de gözlemlemek mümkündür. Bu olaya elektron-boşluk çiftinin yeniden birleşmesi (veya rekombinasyonu) denir. TL olayı açıklamak için ileri sürülen modellerde genellikle yasak bant bölgesindeki yük taşıyıcı tuzakların sayısı, konumu ve yük taşıyıcı trafiği düzenlenir (McKeever, 1985; Mckeever ve Chen, 1997; Chen ve McKeever, 1997; Furetta 2003).

Şekil 1.1’de TL olayın basamakları grafik halinde sunulmuştur. Bir yalıtkan ya da yarıiletken kristal, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında enerji soğurur (Şekil 1.1a). Bu soğurulma, değerlik bandındaki elektronların bir kısmının serbest kalmasına ve kristal içerisinde serbest elektron-boşluk çiftlerinin meydana gelmesine neden olur (Şekil 1.1b). Serbest kalan elektronlar iletim bandında ve boşluklar değerlik bandında hareket ederler. Bu hareket sırasında serbest yük taşıyıcılar, zıt işaretli başka yük taşıyıcılar ile yeniden birleşebilir ya da kristal içerisindeki kusur ve safsızlıklar tarafından meydana getirilmiş olan yük taşıyıcı tuzakları tarafından yakalanabilirler (Şekil 1.1c). Tuzaklara yakalanan elektronlar, ortamın sıcaklığı ve tuzak seviyesinin derinliğine bağlı olarak bir süre tuzaklarda kalırlar. İyonlaştırıcı radyasyonun ortamdan kaldırılmasının ardından kristal kontrollü bir şekilde ısıtılır ise, ısıtma sürecinde tuzaklardaki yük taşıyıcılar yakalandıkları tuzaklardan kaçabilecek kadar ısı enerjisi kazandıklarında serbest kalarak yeniden iletim bandına geçerler (Şeki1 1.1d). Serbest

(12)

3

kalan elektronlar, kristal içerisinde hareket ederken zıt işaretli yük taşıyıcıları ile yeniden birleşirler ve eğer yeniden birleşme olayı ışınımlı ise bir foton yayınlanır (Şekil 1.1e). Bu süreç TL mekanizmanın en basit açıklamasıdır.

Şekil 1.1 Termolüminesans olayın basit açıklaması (Uzun, 2008).

Isı enerjisi yardımıyla sistem denge durumuna dönerken yayınlanan lüminsans ışıma tüm süreç boyunca izlenir ve sıcaklığın bir fonksiyonu olarak kaydedilir ise ışıldama eğrisi (glow curve) grafiği elde edilir. Bu ışıma, sistemin denge durumuna dönme hızıyla orantılıdır. Literatürde TL olayı açıklayabilmek için birçok modelin ileri sürüldüğü görülebilir. Bir sonraki kısımda bu modellerden en temel olanları hakkında bilgi verilecektir.

1.1. Bir Tuzak – Bir Yeniden BirleĢme Merkezi Modeli

Bu modelde kristal içerisinde yalnızca iki adet enerji seviyesinin (elektron ve boşluklar için tuzak enerji durumları) olduğu kabul edilir; iletim bandının tabanına yakın Et enerjili elektron tuzakları ve değerlik bandının tavanına yakın E enerjili boşluk

tuzaklarıdır. Şekil 1.2’de bu modelin önerdiği enerji seviyeleri ve izinli geçişler görülmektedir. Bu model elektron ve boşluk yük taşıyıcıları için birer adet tuzak enerji seviyesi ihtiva ettiğinden bir tuzak/ bir yeniden birleşme merkezi modeli olarak bilinmektedir.

(13)

4

Şekil 1.2. OTOR modelinin önerdiği enerji seviyeleri ve izinli geçişler

TL kristal iyonlaştırıcı radyasyona maruz kaldığında değerlik bandındaki elektronların bir kısmı iyonlaşarak iletim bandına geçer. Böylece iletim bandında serbest elektronlar ve değerlik bandında serbest boşluklar meydana gelir. Serbest yük taşıyıcılar birbirleri ile yeniden birleşebilir ya da tuzaklara yakalanabilirler. Direkt olarak yeniden birleşme durumunda, serbest kalan enerji lüminesans ışık şeklinde yayınlanır. Buna karşın, yarıiletken ve yalıtkanlarda serbest yük taşıyıcılarının büyük kısmı tuzaklar tarafından tekrar yakalanır. Son olarak ısıl uyarılma işlemi sırasında, sadece elektronların serbest kaldığı varsayılacaktır. Böylece iletim ve değerlik bandındaki elektron konsantrasyonları için Eşitlik 1.1 ve 1.2 yazılabilir.





. .exp . . . c t c n c mn dn E n s n N n A n m A dt k T    _ _     (1.1) 0 v dn dt  (1.2)

Eşitlik (1.1), iletim bandındaki elektron trafiğini temsil etmektedir. Tuzaklarda bulunan elektron konsantrasyonundaki değişim ise Eşitlik (1.3) ile hesaplanabilir.





. . .exp . t c n E dn n N n A n s dt k T      _ _   (1.3)

(14)

5

Eşitlik (1.3), tuzaklara yakalanan ve tuzaklardan serbest kalan elektron geçişlerini temsil etmektedir. Benzer şekilde, yeniden birleşme merkezlerindeki elektron konsantrasyonunun değişim hızı Eşitlik (1.4) ile tanımlanabilir.

. .

c mn

dm

n m A

dt   (1.4)

İletim bandında bulunan elektron konsantrasyonundaki değişim (1.5) eşitliği ile verilebilir.

c

dn dm dn

dt  dt  dt (1.5)

Yük nötralizasyonu için ise Eşitlik (1.6) yazılabilir

c

n  n m (1.6)

Son olarak, sistemin denge durumuna geçişi sırasında yayınlanan TL sinyalin yoğunluğu, Eşitlik (1.7) ile verilebilir (Chen ve McKeever 1997; McKeever ve Chen 1997; Furetta, 2003).

. .

TL c mn

I n m A (1.7)

1.2. Birinci Mertebeden Kinetik Model

Randall ve Wilkins, (1945a, b) tarafından ısıl uyarılma sırasında yük taşıyıcılarının tuzaklara yakalanma olasılığının, yeniden birleşme olasılığı ile kıyaslandığında, ihmal edilecek kadar küçük olduğu kabul edilmiş ve TL yayınlanmanın şiddeti Eşitlik 1.8 ile verilmiştir.

. .exp . t TL E I n s k T    _ _   (1.8)

(15)

6

Garlick ve Gibson (1948), ısıtma sürecinde tuzaklardan serbest kalan elektronların tekrar tuzaklara yakalanma olasılığının, yeniden birleşme olasılığı ile kıyaslanabilir oranda büyük olduğunu kabul etmişlerdir. Aynı zamanda tuzakların doyuma ulaşmadığını kabul ederek TL yayınlanma için Eşitlik 1.9’u ileri sürmüşlerdir.

2 '. .exp . t TL E dn I s n dt k T      _ _   (1.9)

Bu denklem ikinci mertebeden Garlick-Gibson denklemi olarak bilinmektedir.

1.4. Genel Mertebeden Kinetik Model

May ve Partridge (1964), birinci ve ikinci mertebeden denklemleri hesaba katılarak, TL ışıma yoğunluğunu ifade eden yeni fakat ampirik bir bağıntı türetmişlerdir. . ''.exp . b TL E I n s k T    _ _   (1.10)

Burada s m'' 3(b-1)s-1 boyutundadır. b genel mertebeden parametre olarak tanımlanmaktadır ve değeri 1 ya da 2 olmak zorunda değildir (1b2). Bu eşitlik 1. ve 2. mertebeden denklemlerin uygulanamadığı durumlar için türetmişledir. Eşitlik (1.10)’da b2 alındığında ikinci mertebeden Garlick - Gibson denklemine (Eş.1.8), b1 olarak alındığında Randall - Wilkins birinci mertebeden denklemine (Eş.1.9) indirgenir.

1.5. Bilgisayarlı IĢıldama Eğrisi Dekonvolüsyonu (CGCD)

Termolüminesans deneylerin genel amacı, belirli koşullar altında elde edilen deneysel verileri kullanarak TL ışımaya neden olan yük taşıyıcı trafiğini ve tuzak parametrelerini tayin etmektir. CGCD yöntemi ile ışıma eğrisinde birbirine çok yakın ve

(16)

7

üst üste binmiş, bu nedenle de birbirilerinden ayırt edilemeyen karmaşık pikler ayrıştırılarak tuzak parametreleri hesaplanabilmektedir. Bu yöntemde öncelikle deneysel ışıldama pikini sayısal olarak temsil edebilen matematiksel bir fonksiyon seçilir. Deneysel olarak elde edilen TL ışıldama eğrisindeki pik sayısı tahmin edilir ve her bir pik için fonksiyonlar, uygun tuzak parametreleri kullanılarak hesaplanır. Elde edilen sayısal ışıldama eğrisi, deneysel ile karşılaştırılarak en düşük FOM (figure of merit) değeri elde edilinceye kadar tuzak parametreleri değiştirilir. Böylece FOM yardımı ile tuzak parametreleri elde edilmiş olur. Bu çalışmada tuzak parametrelerinin hesaplanmasında Bos ve ark., (1993) tarafından ileri sürülen matematiksel fonksiyonlar kullanılmıştır.

 

. 2 . . .exp . 0.992 1.62. . . o e e k T k T I T n E E         _ _  __     (1.11)

 

2 2 . . . . 1 . 0.992 1.62. . . o e e k T k T I T n E E          _  _  __     (1.12)

 





_. 2 _. 1 . . 1 1 . . . 0.992 1.62. . . b b o e e k T k T I T n b E E           _   _  __     (1.13) Burada exp ln

 

. e E s k T   _  _

 ’dir. Eşitlik (1.11) birinci, (1.12) ikinci ve (1.13) ise genel mertebeden kinetik parametrelerin hesaplanmasında kullanılmıştır.

TL olaydan faydalanılarak ve ortamda bulunan doğal kristalleri kullanarak radyasyon doz ölçümü yapılabilmektedir. Bu yöntem ile özellikle nükleer kaza veya nükleer silah kullanımı gibi önceden öngörülmesi zor durumlarda ortama yayılan radyasyon dozları ölçülebilmektedir. Bunun için öncelikle bölgenin kristal yapısı hakkında bilgi sahibi olmak gerekmektedir. Bununla birlikte bölgenin radyasyona maruz kalmadan önceki doğal durumunun da incelenmiş olması önemli bilgiler sağlayabilir. Bu çalışmada Karaman ili sınırları içerisinde kalan bölgelerdeki toprak numuneleri incelenmiş ve toprak numunelerinin bazı TL özellikleri araştırılmıştır.

(17)

8

1.6. Karaman’ın Fiziki ve Coğrafi Yapısı

Karaman ili İç Anadolu bölgesinin güneyinde yer alır. Şehir, Kuzeyinde Konya, güneyinde Mersin ve batısında Antalya tarafından kuşatılmıştır. Şehir merkezinin deniz seviyesinden yüksekliği ortalama 1033m ve yüzölçümü 9590km2_{’dir. Karaman il}

sınırları içeresinde bulunan arazinin üçte ikisi dağlıktır. İlin en yüksek dağı, 3227m ile Sarıveliler ilçesinde bulunan, Orta Toroslardaki Yunt Dağı'dır. İl merkezi ovada kurulmuştur ve hemen güneyinde Torosların uzantıları yer alır. Karaman’ı Mut yönünden Akdeniz’e bağlayan Sertavul geçidi İç Anadolu'yu Akdeniz'e bağlayan önemli geçitlerden biridir. Daha güneyde ve Orta Torosların üzerinde, Ermenek, Başyayla ve Sarıveliler ilçeleri yer almaktadır. Bu bölgede yer alan Göksu Nehri'nin iki ana kolu, Orta Toroslarla birleşerek dik ve derin uçurumlu Taşeli platosunu oluşturmaktadır. Kâzımkarabekir ilçesinden güneye inildiğinde yine Toroslara ulaşılır. Buranın en yüksek dağı Hacıbaba Dağı ile doğusunda yer alan Musa, Yülek ve Çavdarlı tepeleri, daha güneyde, Toroslara dâhil olan Geyik ve Bolkar Dağları'na ulaşılır. Ayrancı ilçesi, Bolkar, Bozoğlan, Musa, Meke ve Çakırdağ dağ silsileleri tarafından kuşatılmaktadır. Toroslara dâhil bu dağların arasındaki tarihi Mara yolundan İçel iline ulaşma olanağı mevcuttur. Karamanın etrafında bulunan dağların eteklerinde ve Karadağ çevresinde yer almış olan iç denizin kıyı kesimlerinde falezlere rastlanmaktadır. Bu falezlerin diklikleri l ile 10m arasında değişmektedir ve 900-1010m yükseltilerde yer almaktadırlar. Jeolojik devirlerde bu falezler Karaman-Konya-Ereğli havzasındaki iç denizin seviye değişmelerine bağlı olarak meydana gelmiştir. Bu havzada yer alan Karadağ, andezit ve dazit intifalarından meydana gelmiş; intifalar, bazaltik lavların çıkışı ile son şeklini almıştır (Ermin, 2005). Karadağ esas itibariyle büyük bir koni görünümündeyse de aslında üç koninin birbirleri ile kaynaşmasından meydana gelmiştir. Bu üç koni, Karadağ'ın en yüksek noktası Mihaliç Tepe (2271m.); bunun kuzeyindeki Baştepe ve doğusundaki Kızıltepe konileridir. Baştepe'nin üzerinde çapı 150m olan bir krater bulunmaktadır. Karadağ'da yer alan kraterlerin en büyüğü büyük bir kısmı tahrip olan Mihaliç konisi üzerindedir. Bu kraterin uzun ekseni 500m ve genişliği 600m’dir. Bu konilerin yaşları aynı olmamakla birlikte en yenisi Baştepe konisidir.

(18)

9

Karaman ilinin iki önemli ovası bulunmaktadır. İl merkezinden Konya ve Ereğli'ye doğru deniz seviyesinden ortalama 1000-1050m yükseklikte Karaman ve Ayrancı ovaları yer almaktadır. İlin belli başlı akarsuları içinde en büyüğü ve önemlisi Göksu nehridir, diğer önemli akarsular ise Gödet Çayı, Berendi Çayı, İbrala Deresi, Ermenek Çayı, Mençek Suyu, Maraspoli Suyu, Bahçegözü Suyu, Nadire Değirmenleri Suyu, Balkusan Çayı, Zeyve Çayı, Deliçay, Eskiçay ve Kocadere’dir. Göller ise Akgöl, Acıgöl, Dokuz Yol, Gödet Barajı, Ayrancı Barajı, Deliçay Barajıdır (Valilik, İl Özel İdare).

(19)

10

2. KAYNAK ARAġTIRMASI

Bu çalışmada Karaman il sınırları içerisinden temin edilen toprak örneklerinin bazı TL özellikleri incelenmiştir. Termolüminesans yöntemler ile toprak numunelerin farklı özelliklerinin incelendiği çok sayıda çalışmaya literatürde rastlanmaktadır. Bu çalışmaları genel olarak dört ana grupta toplamak mümkündür. Birinci grup çalışmalarda belirli bir bölgenin topraklarındaki belirli mineraller seçilerek bunların özel bir amaca hizmet edebilecek TL özelliklerinin araştırıldığı görülmüştür. Örneğin, Kristianpoller ve ark., (1988), topraktaki doğal mikanın beta radyasyonu ile uyartılmış TL özelliklerini incelemişler ve temel tuzak parametrelerini ölçmüşlerdir. Prokić, (1974), ise radyasyon detektör malzemesi olarak doğal baryum sülfatın TL özelliklerini incelemiştir. Sardar ve Tufail, (2011), Pakistan’ın kuzeyindeki topraklardan çıkarılan doğal topazın TL özelliklerini radyasyon dozimetresi olarak kullanılabilirliği açısından incelemişlerdir. İkinci gruptaki çalışmalarda ise topraktaki doğal mineralleri ve doğal radyasyon kaynaklarından etrafa yayılan radyoaktiviteyi kullanarak arkeolojik tarihlendirme yapılmıştır. Bu çalışmalardan bazıları Liritzis ve Galloway, (1986), Zöller ve ark., (2013), gibi TL tarihlendirme için yeni teknikleri araştırırken diğerleri ise Singhvi ve Mejdahl, (1982), Peterson ve ark., (2014), kantitatif olarak tarihlendirme yapmaktadırlar. Üçüncü grup çalışmalarda ise dünya dışı gök cisimlerinden gelen mineralleri TL yöntem ile incelenmektedir. Örneğin Sears ve ark., (1981), MacAlpine Hills 88104/5 ve 65 isimli göktaşlarının TL özelliklerini ve TL özelliklerinin ısıl ve radyasyon geçmişlerini incelemişlerdir. Bir diğer çalışmada ise Biswas ve ark., (2011), meteoritlerin kızılötesi geçmişlerini TL yöntemleri kullanarak ortaya çıkarıldığını ileri sürmüşlerdir. Dördüncü grup çalışmalarda toprak numuneler kullanılarak radyasyon doz ölçümleri yapıldığı görülmektedir. Fujita, (2011), Tokai nükleer reaktörü yakınlarınki toprak numuneleri üzerinden geçmişe dönük radyasyon dozlarını OSL/TL yöntem ile ölçtüğünü bildirmiştir. Veronese ve ark., (2006), doğal yapı malzemesi olarak kullanılan tuğlaların içerdiği kuvarsı kullanarak radyasyon doz ölçümü yapmışlar ve ölçülebilecek doz sınırlarını belirlediklerini bildirmişlerdir. Yazarlar bir başka çalışmalarında ise tarihi bir binadan aldıkları tuğlaları kullanarak maruz kalınan radyasyon dozunu TL yöntem ile ölçmüşlerdir (Veronese ve ark., 2008). Haskell ve ark., (1986), tuğla, kiremit ve

(20)

11

diğer seramik malzemeler ve TL yöntemler kullanılarak geçmişe dönük radyasyon doz ölçümlerinin yapılabildiğini bildirmişlerdir. Sovyetler birliğinin Güney Ural dağlarında kurmuş oldukları plütonyum üretme tesislerinde gerçekleşen Kystim kazası sonrasında Techa nehrine karışan radyoaktivitenin, nehir boyunca TL yöntemler ile ölçüldüğü Bougrov ve ark., (1995, 1998), Göksu ve ark., (1996) ve Degteva ve ark., (1994) tarafından bildirilmiştir. Çernobil nükleer santralinde yaşanan patlamanın ardından etrafa yayılan radyoaktivitenin hesaplanmasına yönelik olarak yapılan geriye dönük radyasyon doz hesaplamalarında da TL yöntemlerin kullanıldığı Bailiff ve ark., (2003), Stoneham ve ark., (1993) ve Hütt ve ark., (1993) tarafından bildirilmiştir. Hiroşima, Nagazaki ve nükleer kazaların yaşandığı birçok benzer durumlar için literatürde, TL yöntem ile doz hesaplamaya yönelik sayısız çalışma bulunmaktadır. Yapılan çalışmaların yayınlanma tarihlerinden görülebileceği gibi son 50 yıldır konunun popülaritesini kaybetmediği açıktır.

Daha ileri çalışmalar ise incelenen mineraller ve kullanılan TL tekniklerin geliştirilmesine yöneliktir. Bertucci ve ark., (2011), analitik saflıktaki kuvars kristalindeki derin tuzakların tuzak parametrelerini hesaplamaya çalışmışlardır. Bu malzeme yoğun olarak çalışılmış olmasına rağmen özellikle derin elektron tuzakları için bazı belirsizlikler söz konusudur. Yazarlar bu çalışmada eksikliği giderebildiklerini ileri sürmüşlerdir. Jose ve ark., (2011), talyum ile aktive edilmiş lityum-kalsiyum borat bileşiğinin TL tuzak parametrelerini incelemişlerdir. Yazarlar bu malzemenin TL tuzak parametrelerinin ilk defa ölçüldüğünü ve literatüre ilk defa kendileri tarafından bildirildiğini ileri sürmüşlerdir. Denis ve ark., (2010), Eu2+ katkılı Ba13−Al22−2Si10+2O66  0.6) malzemelerin TL tuzak parametrelerini incelemişlerdir.

Yazarlar bu incelemeyi ısıl bağlantılı tuzaklar modeli (thermally connected traps –TCT– model) ile yaptıklarını bildirmişlerdir. Cruz ve ark., (2011), Ca–Mn ve Cd–Mn iyonları ile katkılandırılmış NaCl kristalinin TL tuzak parametrelerinin düşük sıcaklıklarda ışınlanmış radyasyon dozlarındaki davranışlarını incelemişlerdir. Geeta ve ark., (2010), seryum ile aktive edilmiş CaSrS bileşiğinin TL tuzak parametrelerini. Singh vd. bir 60

Co gama kaynağı kullanılarak yüksek dozlarda (30–280kGy) gama ile ışınlanmış doğal kuvars örneklerin termolüminesans karakteristiklerini bilinen modeller ve tuzak parametreleri belirleme yöntemleri ile hesaplamışlardır. Wu ve ark., (2011), Ce3+

(21)

12

Eu2+ iyonları ile aktive edilmiş Ca2Al2SiO7 bileşiğinin TL özelliklerini ve tuzak

parametrelerini araştırmışlardır.

Diğer taraftan, termolüminesans yöntemler ülkemizde de yaygın olarak kullanım alanına sahiptir. Bir örnek olarak ülkemizdeki tedavi amaçlı olarak kullanılan radyasyon kaynaklarının TAEK tarafından denetimi TL yöntemler ile yapılmaktadır. Burada ilgili kuruluşa gönderilen bir miktar TL malzemenin belirli bir doz ile ışınlanması istenmektedir. Özdeş malzemeler standart laboratuvarda da ışınlanarak elde edilen sonuçlar karşılaştırılmaktadır. Bununla birlikte TAEK bünyesinde faaliyet gösteren radyasyon metrolojisi birimi laboratuvarının periyodik denetimi ise uluslararası kuruluşlar tarafından yine TL teknikler ile yapılmaktadır (Zengin ve ark., 2013). Literatür araştırmalarından görülebileceği gibi TL yöntem ile doğal ve yapay kristaller kullanılarak radyasyon dozunun ölçülmesi yaygın olarak kullanılan güvenilir bir tekniktir. Bu tez çalışması kapsamında yapılan literatür araştırmalarında, TL yöntem kullanılarak nükleer reaktör çevresindeki radyoaktivitenin izlendiği çalışmalara da rastlanmıştır. Bu kapsamda, Karaman’a yaklaşık 100km mesafede kurulacak olan Akkuyu nükleer reaktörünün sebep olabileceği olası bir nükleer kaza ya da nükleer serpinti durumunda bölgeye etkilerinin incelenmesi önemlidir. Diğer taraftan Ayrancı ilçesinde tespit edilen kömür madenlerinin değerlendirilmesi için Ayrancı-Karapınar bölgesine bir termik santral yapımı söz konusudur. Bilindiği gibi, termik santrallerde kömürün yanması ile açığa çıkan küllerinin depolanması önemli bir problemdir. Depolanan küllerde, kömürden gelen eser miktarlarda doğal U238, Th232 ve K40 gibi radyoaktif elementler de bulunmaktadır. Bu oranın düşük olmasına rağmen, büyük miktarlarda kömürün yanması ile belirli bir radyoaktivitenin birikeceği çok açıktır. Bu nedenlerle, her iki tesisin kurulmasından önce bölgenin doğal radyoaktivite yapısının incelenmesi sonraki çalışmalara referans oluşturması açısından önemli bir eksiklik olarak görülmüştür. Bu eksikliğin bir ölçüde giderilmesi yüksek lisans tezimizin temel amacıdır.

(22)

13

3. MATERYAL ve YÖNTEM

3.1. Termolüminesans Ölçüm Sistemi

Bu çalışmada, Karamanoğlu Mehmetbey Üniversitesi Fizik Bölümü Termolüminesans Araştırma laboratuvarlarında bulunan RA’04 model Manual TLD Reader sistemi kullanılarak deney malzemelerinin termolüminesans özellikleri tayin edilmiştir. TL okuyucu sistem iki ana bileşenden oluşmaktadır.

 TLD okuyucu (Şekil 3.1),  Tld_wintest5_400 yazılımı.

ġekil 3.1. TLD okuyucu

Sistem temel olarak Tld_wintest5_400 bilgisayar programı ile kontrol edilmekte, deneylerden elde edilen veriler bilgisayar üzerinde toplanmakta ve işlenmektedir. Ayrıca operatör veri girişleri yine bilgisayar yardımı ile yapılmaktadır. Bilgisayar ile TLD okuyucu sistem birbirlerine RS-232 seri portu ile bağlı bulunmaktadır. TLD okuyucu sistemde değişik boyut ve formlardaki malzemelerin TL ölçümü yapılabilmektedir. Sistem bir foto-çoğaltıcı tüp ve bir numune ısıtıcı ihtiva etmektedir. Isıtma sistemi, radyasyona maruz kalmış numunenin üzerine konulduğu ve ısıtıldığı örnek taşıyıcı, örnek taşıyıcı ile temasta bulunan ısıl çiftten (termocouple) oluşmaktadır. Isıtıcı sistem malzemeleri ısıtıcı bir altlıktan (esasen altlığın içinde bir rezistans bulunmaktadır) faydalanarak ısıtmaktadır. Isıtma sisteminin bir diğer özelliği ise ısıtma hızının bilgisayar aracılığıyla kontrol edilebilmesidir. Numune ısıtıcı, örnekleri  = 0.5-10 °C/s ısıtma hızlarında ve 40-400 ± 1 °C sıcaklığa kadar ısıtabilmektedir. Deneysel

(23)

14

çalışmalarda kullanılan TL ölçüm sisteminin özellikleri ve deney şartları, zaman sıcaklık profili kullanılarak tanımlanabilmektedir. Sistemin zaman sıcaklık profili kullanıcı tanımlı olup üç bölgeden oluşmaktadır: ön ısıtma bölgesi, ölçüm bölgesi ve tavlama bölgesi. Her bir bölge zaman ve sıcaklık olarak diğerinden bağımsızdır. Bilgisayar programı, zaman-sıcaklık profil ayarlarının bilgisayar üzerinden tanımlanabilmesine olanak sağlamaktadır. Zaman-sıcaklık ayarlarının yapılmasının ardından sistem bu ayarları kullanarak TL okuma işlemini gerçekleştirmekte ve verileri bilgisayar ortamına aktararak burada depolayabilmektedir. Numunenin kontrollü bir şekilde ısıtılması neticesinde yayınlanan elektromanyetik ışıma, foto-çoğaltıcı tüpte akım meydana getirmekte ve oluşan akım numuneden yayınlanan ışık şiddeti ile orantılı olmaktadır. TL okuma işlemi sırasında sıcaklık kontrollü bir şekilde arttırılmakta ve malzemeden yayınlanan ışıma sıcaklığın bir fonksiyonu olarak kaydedilmektedir. Malzemenin özellikleri ve maruz kaldığı doz miktarı ile orantılı olarak, farklı sıcaklıklarda yayınladığı ışıma şiddeti farklı olacaktır. Elde edilen grafik ışıma eğrisi olarak bilinmektedir. Şekil 3.2’de TL özellik gösteren bir malzemenin TL okuma işlemi sırasında yaydığı sinyal yoğunluğunun zamana göre değişiminin bilgisayar programı tarafından oluşturduğu örnek görüntü sunulmuştur.

ġekil 3.2. Bilgisayar programı tarafından oluşturulan ekran görüntüsü

Son olarak TL okuma işlemi sırasında malzeme ile foto-çoğaltıcı tüp arasından sürekli olarak azot gazı geçişi sağlanmaktadır. Böylece, istenmeyen dalga boylarındaki ışığın filtre edilmesi sağlanmaktadır.

(24)

15

3.2. Radyasyon Kaynağı ve IĢınlama Sistemi

Deneysel çalışmalardaki tüm ışınlama işlemleri oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir. Toz formundaki numuneler tavlama işleminin ardından karanlık bir odaya alınmış ve oda sıcaklığına kadar soğuması beklenmiştir. Oda sıcaklığına kadar soğutulan örnekler ışınlama işlemine tabi tutulmuştur. Tüm ışınlama işlemleri Sr90

-Y90 β-radyasyon kaynağı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Kaynağın aktivitesi 1 Kasım 2012 tarihinde 0.2 Ci (7.4 GBq) olarak ölçülmüş olup bu değer üretici firma olan Eckert&Ziegler tarafından 152664-UR 932 numaralı kalibrasyon sertifikası ile belgelendirilmiştir. Radyasyon kaynağı Little More Scientific Engineering (U.K.) firmasından temin edilen 9022 Automatic Irradiator System içerisine yerleştirilmiştir. Bu ekipman bir bilgisayar tarafından kontrol edilmektedir. Işınlama süresi bilgisayar programı kullanılarak sisteme bildirilmekte ve bu süre sonunda otomatik olarak sonlandırılmaktadır.

3.3. Örnek Toplama Prosedürü

Bu çalışma kapsamında öncelikle Karaman ilinin coğrafi sınırlarını belirleyen siyasi harita (Şekil 3.3.) Karaman İl Özel İdaresinden (İl Özel İdare), fiziki harita ise uydudan (Şekil 3.4.) temin edilmiştir. Bölgenin coğrafi yapısı incelendiğinde bir kısmının tarıma uygun ve tarım yapılan düz ova şekline, bir kısmının ise oldukça yüksek ve engebeli yer şekillerine sahip olduğu görülebilir. Arazinin geniş olması nedeni ile çalışılacak alan daha küçük alt bölgelere ayrılmış ve böylece her bir bölge daha detaylı olarak analiz edilebilmiştir. Bu çalışma kapsamında Karaman ili 48 alt bölgeye ayrılmış ve bu alt bölgeleri gösteren harita ise Şekil 3.4’de sunulmuştur.

Haritada belirlenmiş olan bölgeler içerisinde, bölgenin tamamını temsil edebilecek geometriler seçilerek numune alınacak noktalar belirlenmiştir. Ancak, yapılan arazi çalışmaları neticesinde, harita üzerinde belirlenen noktaların bazıları tarım arazisi içerisinde kaldığından doğal yapı özelliklerini kaybettiği görülmüştür. Diğer taraftan harita üzerinde belirlenen bazı noktalara ise karayolu ile ulaşım mümkün olamamıştır. Bu nedenle arazi çalışmaları sırasında örnek alınacak noktalarda bazı değişiklikler yapılmıştır.

(25)

16

Örnek alınan noktaların özelliklerini şöyle sıralayabiliriz;

 Örnek alınacak noktaya karayolu ulaşımı mümkün olmalıdır, beklenmedik durumlarda ardışık numune alma işlemlerinin kolay sağlanması açısından bu önemlidir.

 Örnek alınacak nokta yerleşim birimlerine uzak olmalıdır (~3 km).

 Örnek alınacak nokta tarım arazisi içinde kalmamalıdır. Ancak bazı bölgelerin tamamı tarım arazisi olarak kullanıldığından bu noktalardan örnek almak kaçınılmaz olmuştur. Bu durumda tarım arazisi içerisinde kalan noktalardan örnek alınması için yeni bir prosedür uygulanmıştır.

 Örnek alınacak nokta insan eli ile deforme edilmiş olmamalıdır.

Örnek alınması işlemi sırasında ise aşağıdaki kriterlere uygun olarak davranılmıştır;

 Örnek alınan noktanın koordinatları kesin bir şekilde belirlenmiştir.

 Örnek alınan noktanın toprak yüzeyinden derinliği en az 30 – 50cm arasındadır.  Örnek alınan noktanın tarım arazisi içerisinde ya da yerleşim birimi içerisinde

kalmak zorunda olduğu durumlarda ise toprağın en az deforme olduğu alanlar belirlenmiş ve işlenmemiş bölgesine ulaşılarak numune alma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu durumda alınan örneklerin yüzeyden derinliği yaklaşık ~100cm civarında olmasına özen gösterilmiştir.

Koordinatları belirlenmiş her bir noktadan, içerisinde taşların da bulunduğu yaklaşık 100g toprak örneği alınmıştır. Alınan örnekler 5 gün süre ile oda sıcaklığında kurutulmuştur. Termolüminesans ölçümler 40-400C arasında yapılacağı için bu sıcaklık aralığında numunenin içerisinde buharlaşabilecek organik kalıtınlar ve su buharının termolüminesans ölçüm sistemine zarar verebileceği düşünülmüştür. Bu riski ortadan kaldırabilmek amacıyla tavlama işlemi yapılmıştır. 5 günlük bekleme süresinin sonunda örnekler 600C sıcaklıktaki fırın içerisinde 1 saat süre ile tavlanmıştır. Bu işlem sonunda örnekler oda sıcaklığında soğumaya bırakılmıştır.

Numunelerin içerisinden kristal formunda olan taşlar bir ışık mikroskopu yardımı ile seçilmiş ve bir kırıcı yardımı ile toz haline getirilmiştir. Toz haline getirilen örnekler 150’luk elekten geçirilerek toz boyutu daha büyük olan parçalar ayıklanmıştır. İnce alüminyum planşetlere doldurulan örneklerin kütleleri hassas terazi ile ölçülmüştür. Ardından 300s süre ile beta radyasyonuna maruz bırakılmışlardır. Beta

(26)

17

radyasyonu ile ışınlanan örneklerin termolüminesans ışıldama eğrileri TLD okuyucu yardımı ile 40-400C sıcaklık aralığında kaydedilmiştir. Işınlanmanın ardından termolüminesans okuma işleminin başlaması arasında radyasyon güvenliğinin sağlanabilmesi için standart 60s süre geçtiği tespit edilmiştir. İlk okumanın ardından numuneler aynı koşullarda ikinci defa termolüminesans reader ile okunmuştur. İkinci okuma termolüminesans reader cihazının ve etraftan gelen gürültü okumasıdır. İkinci okuma ilk okumadan çıkartılarak net ışıldama eğrisi elde edilmiştir. Elde edilen ışıldama eğrileri bilgisayarlı ışıldama eğrisi analiz programı ile analiz edilerek eğriyi oluşturan her bir pikin temel tuzak parametreleri hesaplanmıştır.

Diğer taraftan pik şiddetleri ve eğrilerin karmaşık yapıları göz önünde bulundurularak termolüminesans ışıldama eğrisi uygun olan örnekler belirlenmiştir. Bu örneklere feding testi uygulanmış ve zaman içerisindeki sönüm oranları tespit edilmiştir. Bu amaçla örnekler 300s beta radyasyonuna maruz bırakılmış ve ışıldama eğrileri elde edilmiştir. Örnek üzerinde kalan radyasyon doz birikiminin giderilebilmesi için 600C sıcaklıktaki fırın içerisinde 1 saat süre ile tavlanmışlar ve oda sıcaklığında soğumaya bırakılmışlardır. 24 saat bekletilen örnekler tekrar 300s beta radyasyonuna maruz bırakılmıştır. Işınlanan örnekler karanlık bir ortamda ve oda sıcaklığında belirli bir süre bekletilmiş ve bu süre sonunda ışıldama eğrileri yeniden elde edilmiştir. Bekleme süresi olarak 1gün, 7 gün ve 20 gün seçilmiştir.

(27)

1 ġekil 3 .3 . Kar am an ili s iy asi h ar itas ı [ İl Ö ze l İ dar e ]. 18

(28)

2 ġekil 3 .4 . B ölg eler e ay rılm ış Kar am an C oğ raf i h ar itas ı 19

(29)

20

4. BULGULAR

4.1. 1. Bölge

3737'11" - 3729'24" kuzey paralelleri, 3303’00" -3314'42" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgeden iki adet örnek alınmıştır.

Çizelge 4.1. 1. bölgeden alınan numunelerin koordinatları

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 1-1 3730'13" 3313'44" 1-2 3732'03" 3309'46" (a) (b)

ġekil 4.1. 1-1 (a) ve 1-2 (b) numaralı numuneler için ışıldama eğrileri

ġekil 4.2. 1-1 numaralı numunenin CGCD yöntemi ile analiz edilmiş ışıldama eğrisi Çizelge 4.2. 1-1 numaralı numunenin ışıldama pikleri ve tuzak parametreleri

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 1.36 4.14109 2.10

(30)

21 2 0.81 3.031010 2.05 3 ? ? ? 4 0.90 2.941010 2.07 5 1.02 7.291010 1.18 6 1.67 2.781011 0.40 7 1.67 2.781011 0.40 8 1.12 7.601010 2.24 9 0.75 5.541010 2.26

Pik E (eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 1.31 9.61108 1.98 3 1.24 9.08109 1.59 4 0.85 3.791010 2.35 5 ? ? ? 6 ? ? ? 4.2. 2. Bölge

3737'11" - 3729'24" kuzey paralelleri, 3314'42" - 3326'12" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgeden bir adet örnek alınmıştır.

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

(31)

22

ġekil 4.4. 2-1 numaralı numune için ışıldama eğrisi

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.73 1.291009 1.31 2 1.22 1.631010 2.02 3 1.52 3.491011 1.34 4 1.76 7.361012 1.70 5 0.98 3.291010 2.72 6 ? ? ? 4.3. 3. Bölge

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

(32)

23

ġekil 4.6. 1-1 (a) ve 1-2 (b) numaralı numuneler için ışıldama eğrileri

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.76 1.551010 1.46 2 0.82 6.791009 1.77 3 ? ? ? 4 1.13 1.341008 1.01 5 1.43 5.151008 1.10 6 2.14 1.021016 1.01 4.4. 4. Bölge

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

(33)

24

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 ? ? ? 3 ? ? ? 4 1.47 2.921010 1.05 5 2.16 1.761015 1.00 4.5. 5. Bölge

3729'24" - 3720'00" kuzey paralelleri, 3239'54" - 3251'54" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgeden 1 adet örnek alınmıştır.

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

(34)

25

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.80 1.241010 - 2 0.84 3.801009 - 3 0.94 6.531009 - 4 1.14 2.231009 1.49 5 1.45 4.811010 1.37 6 1.85 1.091013 1.01 7 ? ? ? 4.6. 6. Bölge

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

(35)

26 6-2 3727'09" 3302'15" 6-3 3720'42" 3301'29" (a) (b) (c)

ġekil 4.12. 6-1 (a). 6-2 (b) ve 6-3 (c) numaralı numuneler için ışıldama eğrileri

Pik E(eV) s"(s-1) b

1 ? ? ?

2 ? ? ?

3 1.18 1.841014 1.75 4 1.21 5.48109 1.76

(36)

27

5 1.71 6.081011 1.01 6 1.35 3.67109 1.04

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 ? ? ? 3 1.13 8.651010 1.83 4 1.44 1.781013 1.61 5 ? ? ? 6 ? ? ? 7 1.69 2.361012 1.20 8 ? ? ? 9 ? ? ?

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.81 1.801010 ? 2 0.86 1.051010 1.80 3 ? ? ? 4 1.16 1.891009 1.43 5 1.51 1.821011 1.36

(37)

28

6 1.60 1.891011 1.72 4.7. 7. Bölge

3729'24" - 3720'00" kuzey paralelleri, 3303'00" -3314'42" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgeden 4 adet örnek alınmıştır.

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 7-1 3727'27" 3306'27" 7-2 3727'00" 3310'22" 7-3 3724'40" 3307'26" 7-4 3723'30" 3309'44" (a) (b) (c) (d)

(38)

29

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 1.19 1.281009 2.33 3 1.62 1.841011 1.85 4 1.84 7.101013 1.24 5 ? ? ? 6 1.72 ? ? 7 0.84 2.021010 1.41

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.85 6.211010 1.54 2 1.00 3.251011 1.30 3 ? ? ? 4 1.11 2.691010 1.77 5 1.21 1.231010 1.93 6 1.31 7.491009 1.10 7 ? ? ? 8 1.67 2.131011 0.24

(39)

30

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.83 2.741009 1.14 3 1.03 6.131010 1.31 4 1.20 5.131011 1.36 5 1.42 1.171013 1.72 6 1.67 4.191014 1.72 7 1.31 9.431009 1.53 8 1.99 4.571014 2.01 9 ? ? ?

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.83 2.001010 1.96 3 0.91 1.781010 1.38 4 1.30 6.211013 1.70 5 1.20 3.781011 1.46 6 1.49 4.181013 1.75 7 1.59 4.001013 2.09 8 1.34 8.471009 1.69

(40)

31

9 ? ? ?

4.8. 8. Bölge

3729'24" - 3720'00" kuzey paralelleri, 3314'42" -3326'12" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgeden 4 adet örnek alınmıştır.

(41)

32

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.86 7.091011 1.46 2 1.09 6.061013 2.13 3 1.25 2.311013 1.57 4 ? ? ? 5 ? ? ? 6 ? ? ? 7 1.71 7.781012 1.70 8 2.19 6.581015 1.99

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.74 1.321010 1.92 2 ? ? ? 3 ? ? ? 4 1.66 5.631011 1.12 5 1.41 5.601009 1.82 6 ? ? ?

(42)

33

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.86 6.011009 1.60 3 ? ? ? 4 1.14 1.971009 1.42 5 1.33 1.081010 1.00 6 1.77 7.311012 2.69

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.64 2.031008 1.63 2 0.82 3.351009 1.27 3 ? ? ? 4 ? ? ? 5 1.82 1.461015 2.45 6 1.66 8.111011 2.44 4.9. 9. Bölge

(43)

34

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 9-1 3725'32" 3327'29" 9-2 3728'09" 3334'42" 9-3 3724'08" 3335'21" (a) (b) (c)

(44)

35

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.90 5.291011 1.46 3 0.90 2.431010 1.78 4 ? ? ? 5 1.61 1.931012 1.01 6 1.87 5.211013 2.01 7 1.16 2.421009 1.27 8 ? ? ?

Pik E(eV) s"(s-1) b

1 ? ? ?

2 1.23 1.131009 1.01

3 ? ? ?

4 1.22 1.681010 1.00

(45)

36 Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.70 6.601008 2.20 2 ? ? ? 3 1.28 2.941009 0.98 4 1.85 2.251013 2.23 5 1.19 6.761009 1.75 4.10. 10. Bölge

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 10-1 3722'37" 3339'10" 10-2 3723'9,5" 3346'38" 10-3 3729'13" 3345'1,5" (a) (b) (c)

(46)

37

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.91 1.431010 1.42 3 ? ? ? 4 1.15 7.301009 2.65 5 1.25 1.281009 1.10 6 2.06 6.861014 2.66

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 ? ? ? 3 1.29 4.341010 1.53 4 ? ? ? 5 1.50 3.211010 1.33

(47)

38

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.91 1.431010 1.42 3 ? ? ? 4 1.15 7.301009 2.65 5 1.25 1.281009 1.10 6 2.06 6.861014 2.66 4.11. 11. Bölge

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

11-1 3726'32" 3350'57"

(48)

39

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 ? ? ? 3 ? ? ? 4 ? ? ? 5 1.41 2.731010 1.27 6 2.09 1.491015 2.46 4.12. 12. Bölge

3729'24" - 3720'00" kuzey paralelleri, 3401'30" - 3413'18" doğu meridyenleri arasında kalan bölgedir. Bu bölgenin çok küçük bir kısmı Karaman il sınırları içerisinde kalmaktadır. Buna ilave olarak bölgenin coğrafi yapısı bölgeye ulaşımı engellemektedir ve bölge içerisinde karayolu bulunmamaktadır. Bu nedenlerden dolayı bu bölgeden örnek toplanamamıştır.

4.13. 13. Bölge

Örnek Koordinatlar

Kuzey Doğu

13-1 3718'13" 3250'56" 13-2 3716'44" 3250'08" 13-3 3715'15" 3251'02"

(49)

40

(a) (b)

(c)

ġekil 4.36. 13-1 (a). 13-2 (b) ve 13-3 (c) numaralı numuneler için ışıldama eğrileri

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.83 8.421009 2.70 3 ? ? ? 4 1.57 8.061010 1.31 5 1.15 1.981009 1.27

(50)

41

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 1.13 1.301012 - 3 1.14 1.141008 1.04 4 1.67 2.711011 - 5 1.25 3.841010 0.98

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 1.11 2.961008 - 3 2.07 8.031014 2.67 4 2.09 1.581016 1.82 4.14. 14. Bölge

(51)

42

ġekil 4.40. 14-1 (a). 14-2 (b). 14-3 (c) ve 14-4 (d) numaralı numuneler için ışıldama eğrileri

(52)

43

Çizelge 4.41. 14-1 numaralı numunenin ışıldama pikleri ve tuzak parametreleri

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.82 1.631010 2.35 2 1.50 3.331018 2.54 3 ? ? ? 4 ? ? ? 5 1.35 2.451011 1.85 6 1.58 9.051011 1.33 7 2.08 8.191014 2.35

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.72 3.341009 2.55 2 0.77 1.311009 2.51 3 ? ? ? 4 1.49 1.681010 1.40 5 1.43 3.461010 1.27

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.69 2.941009 2.18

(53)

44

2 0.77 2.321009 2.63 3 1.15 2.161009 2.25 4 1.35 8.411009 1.18 5 2.06 9.201014 2.19

ġekil 4.44. 14-4numaralı numunenin CGCD yöntemi ile analiz edilmiş ışıldama eğrisi Çizelge 4.44. 14- numaralı numunenin ışıldama pikleri ve tuzak parametreleri

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 1.21 2.831008 1.80 4.15. 15. Bölge

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 15-1 3711'56" 3307'12" 15-2 3717'20" 3306'39" 15-3 3716'37" 3310'56" 15-4 3713'05" 3312'21"

(54)

45

(a) (b)

(c) (d)

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.42 1.851004 1.64 2 1.19 1.381008 1.86 3 1.15 2.531009 1.49

(55)

46

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.68 4.391008 2.22 2 1.25 2.711010 - 3 1.39 1.771010 1.54 4 1.58 5.651010 - 5 0.80 1.231009 1.96 6 1.74 1.451017 2.40

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.67 2.141008 - 2 ? ? ? 3 ? ? ? 4 1.19 4.141008 1.39 5 1.11 3.461009 1.62

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.74 4.011009 1.76 2 0.86 8.441009 2.41

(56)

47 3 1.49 3.251012 1.20 4 1.80 1.431014 1.89 5 ? ? ? 6 ? ? ? 4.16. 16. Bölge

(57)

48

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.73 7.441009 2.69 2 0.81 4.841009 2.83 3 1.33 1.321011 1.53 4 1.41 3.171010 1.17 5 1.49 2.161010 1.32

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.66 6.271008 2.20 2 0.76 1.081009 2.82 3 1.41 3.511009 1.74 4 ? ? ? 5 1.10 7.811009 2.32

(58)

49

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.68 2.101009 - 2 1.80 3.591009 - 3 ? ? ? 4 1.30 3.131009 1.01 5 ? ? ?

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.70 8.461008 1.20 2 1.13 1.721009 2.49 3 2.22 8.761015 1.67 4 1.26 8.571008 1.00 5 ? ? ? 4.17. 17. Bölge

(59)

50

(60)

51

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.69 9.831008 - 2 0.98 6.281011 2.49 3 1.15 1.801008 1.35 4 1.92 3.821013 2.60 5 ? ? ? 6 ? ? ?

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.75 2.321010 1.75 3 ? ? ? 4 1.92 1.881014 1.06 5 1.20 8.551008 1.01 6 1.14 5.311009 1.13

(61)

52 1 0.74 2.211009 1.98 2 ? ? ? 3 1.12 6.701008 1.26 4 1.49 1.241011 1.61 5 1.78 2.691012 2.06

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.71 9.821008 1.76 2 0.90 5.351010 2.58 3 1.18 2.861009 2.29 4 1.89 2.731013 1.90 5 1.55 3.131011 1.33 6 1.05 1.121010 1.53 4.18. 18. Bölge

Örnek Koordinatlar Kuzey Doğu 18-1 3719'31" 3344'56" 18-2 3717'22" 3348'07" 18-3 3714'27" 3344'08" 18-4 3722'33" 3319'53"

(62)

53

(a) (b)

(c) (d)

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 ? ? ? 2 0.85 2.381009 2.59 3 1.11 2.801008 1.43 4 2.04 4.931015 2.37 5 1.91 3.401013 2.27

(63)

54

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.69 9.441008 2.65 2 0.76 1.011009 2.24 3 1.28 1.721010 2.09 4 1.37 6.321009 1.01 5 2.12 1.121015 1.40 6 1.18 9.321010 2.26

Pik E(eV) s"(s-1) b 1 0.76 1.921010 1.77 2 0.82 7.521009 2.65 3 1.18 1.221009 2.00 4 2.06 3.611014 1.31 5 1.44 2.571010 1.01