Yeni Radyasyon Zırh Malzemelerinin Geliştirilmesi: Nadir Toprak Elementlerinin Rolü

Abstract

Bismut ve Kurşun, radyasyonun neden olduğu zarar ve kanser riskini azaltmak için yaygın olarak kullanılan koruma malzemeleridir. Ancak bu malzemeler, maliyetli ve bazı uygulamalar için pratik değildir. Bu çalışma, Monte Carlo simülasyonları kullanılarak çeşitli element ve bileşiklerin zayıflatma özelliklerini inceleyerek daha iyi radyasyon koruma malzemeleri geliştirmeyi amaçlamaktadır. GAMOS yazılımı, 0.1 ila 2.0 mm arasında değişen kalınlıklara sahip malzemeler ve 10 ila 150 keV enerji aralığındaki x-ışınları için simülasyonlar yapmak üzere kullanılmıştır. İlk simülasyonlar, bismut ve kurşunun kütle zayıflatma katsayılarını hesaplayarak bu malzemeleri doğrulamaya odaklanmış ve elde edilen değerler, NIST’in (Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü) verileriyle %2’lik bir fark içinde uyuşmuştur. Doğrulama sonrası, metaller ve nadir toprak elementleri içeren çeşitli koruyucu malzemeler simüle edilmiştir. Bunlar arasından, en yüksek kütle zayıflatma katsayısına sahip dört nadir toprak elementi katkılı bileşik seçilmiştir. Sonuç olarak, bu bileşiklerin 50–80 keV enerji aralığında bismut ve kurşuna kıyasla daha yüksek bir absorpsiyon sağladığı görülmüştür.