Hızlandırıcılardan Yayınlanan Çatı Radyasyonunun Uzaklığa Bağlı Doz Değerleri

Özet: Yeterli zırhlama durumlarının çoğu yatay doğrultuda sağlandığı için, ince çatı zırhı, bazı hızlandırıcılarda uğraşılan önemli bir problemi göstermektedir. Çatı radyasyonu, hareket doğrultusu yukarı doğru yer yüzeyine yakın yerlerde oluşan ve sonra atmosferdeki moleküller tarafından geri saçılan radyasyon (genellikle nötronlar) için kullanılan bir terimdir. Hızlandırıcı çevresinde yaşayan halk, bu radyasyondan etkilenebilir. Bu etkiyi belirlemek için, nötronların havada yer değiştirme hesapları sık sık kullanılmaktadır. Bu çalışmada, yüksek enerjili hızlandırıcılardan yayınlanan çatı radyasyonunun uzaklığın bir fonksiyonu olarak doz değerleri hesaplandı. Anahtar kelimeler: Hızlandırıcılar, çatı radyasyonu, doz değerleri. Abstract: Thin roof shielding has represented a serious problem that plagued a number of accelerators, because in most cases sufficient shielding must be provided in the horizontal direction. Skyshine is the term used for radiation (usually neutrons) that originates near the surface of the earth with an upward velocity and then is scattered back by the molecules in the atmosphere. The public around the accelerator may be irradiated. To estimate this exposure, tabulated solutions of the transport of neutrons through the air are frequently used. In this study, we calculated the dose values as a function of distance of skyshine radiation from high-energy accelerators. Key words: Accelerators, skyshine radiation, dose values

100-250 MeV Enerjili Proton Hızlandırıcıları için Beton ve Toprak Zırh Kalınlıklarının FLUKA Monte Carlo Kodu ile Belirlenmesi

Özet: Proton hızlandırıcılarında zırh tasarımı temel olarak hadronik sağanak ile oluşan ikincil nötronlara göre yapılır. Nötronlar, çoğunlukla intranükleer sağanaklar ve sonrası oluşan buharlaşma reaksiyonlarından oluşur. İntranükleer sağanakta, yüksek enerjili nötronlar oluşurken, buharlaşma reaksiyonlarında daha düşük enerjili bol nötron oluşur. Toplamda bu nötronlar, proton hızlandırıcılarında zırh tasarım gerekliliklerini oluşturur. Zırh tasarım amaçları için, geliştirilmiş Monte Carlo çoklu parçacık taşınım kodları kullanılır. Bu çalışmada Türk Hızlandırıcı Merkezi (THM) bünyesinde kurulması planlanan proton hızlandırıcı tesisinin zırh tasarımı için gerekli zırh kalınlıklarını belirlemek için standart beton ve toprak zırh maddesi seçildi. Tesisin 100 ve 250 MeV enerji bölgeleri için gerekli olan beton ve toprak zırh kalınlıkları, hızlandırıcının anormal çalışma durumu için FLUKA Monte Carlo kodu ile belirlendi. Anahtar kelimeler: Proton hızlandırıcı, radyasyondan korunma, Monte Carlo kod, zırh tasarımı Determination by FLUKA Monte Carlo Code of Shield Thicknesses of Concrete and Soil for 100-250 MeV Proton Accelerators Abstract: Shielding of proton accelerators mainly is made the attenuation of the secondary neutrons generated in the hadronic cascade. Neutrons mainly result from the intranuclear cascades and subsequent evaporation reactions. Whereas intranuclear cascades create high-energy neutrons, evaporation reactions produce copious neutrons that lower energies. In total, these neutrons dictate the shielding requirements of a proton accelerator. For shielding design purposes, several advanced multi-particle Monte Carlo transport codes are available. In this paper, standard concrete and soil shield materials were chosen to determine the minimum required shield thickness for shield design of proton accelerator facility, which is planned to build of at Turkish Accelerator Center (TAC). Required shield thicknesses of standard concrete and soil were determined with FLUKA Monte Carlo code, for 100 and 250 MeV energy regions of facility for abnormal condition. Key words: Proton accelerator, radiation protection, Monte Carlo code, shield desig

Farklı Yoğunluktaki Malzemelerin Nötron Zayıflatma Özelliklerinin İncelenmesi

Özet: Yüksek yoğunluklu radyasyon alanlarının oluştuğu hızlandırıcılarda, radyasyon seviyesini izin verilen doz değerlerine zayıflatmak için zırh tasarımı yapılır. Zırhın belirlenmesinde, radyasyon zayıflatma özellikleriyle birlikte kalınlığı, ağırlığı, kurulum ve bakım maliyeti gibi faktörler de göz önünde bulundurulur. Proton hızlandırıcılarında, zırhlama için etkin olan radyasyon nötronlardır ve zırh tasarımı nötronlara göre yapılır. Zırh maddesi olarak genellikle beton, toprak ve çelik kullanılır. Bu çalışmada, hızlandırıcı zırh tasarımında gerekli minimum yan duvar zırh kalınlıklarını belirlemek için farklı yoğunluklarda (toprak, standart beton, demir) zırh maddeleri seçildi. Zırh kalınlıkları, FLUKA Monte Carlo kodu ile belirlendi. Anahtar kelimeler: Proton hızlandırıcı, zırh tasarımı, FLUKA, demir Investigation of Neutron Attenuation Properties for the Different Density Materials Abstract: The generation of high-intensity radiation fields in the accelerators, shield design is made to attenuation permissible levels of radiation dose. For determination of shield material, thicknesses, weight, installation and maintenance costs as well as radiation attenuation properties are taken into consideration such factors. Effective radiation for shielding is neutrons in proton accelerators and shield design is made for neutrons. Concrete, soil and iron are widely used as a shield material. In this paper, the different density of the shielding materials (soil, standard concrete, iron) were selected to determine for the minimum thickness of the side wall for shielding design of proton accelerator. The thickness of the shielding is obtained by a simulation with the Monte Carlo Code FLUKA. Key words: Proton accelerator, shield design, FLUKA, iron

Proton Hızlandırıcılarında Farklı Maddeler İçin Zırh Kalınlıklarının Analitik Yöntemle Belirlenmesi

Özet: Proton hızlandırıcılarında, protonların hedef veya hızlandırıcı bileşenleri ile yaptığı etkileşmeler sonucu, yüksek yoğunluklu ve yüksek enerjili radyasyon alanları oluşur. Bu radyasyon alanlarının, çalışanlar ve çevre halkı üzerindeki etkisinin izin verilen doz sınırlarında olması için zırhlama yapılır. Zırh tasarımı, ulusal kanunlar ile belirlenen radyasyon limitleri göz önünde bulundurularak hızlandırıcının normal ve anormal çalışma durumunda oluşabilecek en yüksek doz değerlerine göre yapılır. Zırh tasarımı yapılırken, zırh maddesi tek bir maddeden oluşabileceği gibi tabaka şeklinde birbirini takip eden farklı maddelerden veya bu maddelerin özel alaşımından oluşabilir. Bu çalışmada, Türk Hızlandırıcı Merkezi bünyesinde kurulması planlanan proton hızlandırıcısının farklı enerji bölgelerinin (50, 100, 300, 500 ve 1000 MeV) zırh tasarımında kullanılabilecek farklı maddeler için zırh kalınlıkları Moyer modeli ile belirlendi ve kalınlık değerleri birbiri ile karşılaştırıldı. Anahtar kelimeler: Radyasyondan korunma, proton hızlandırıcı, zırh tasarımı, Moyer modeli. Determination of Shielding Thicknesses by Using Analytical Method for Different Materials in Proton Accelerators Abstract: Radiation fields with high-intensity and high-energy are formed as a result of the interactions of protons with the target or the accelerator components in proton accelerators. Shielding is made for being under permissible dose limit of these radiation fields that effect on radiation workers and public. Shield design taking into consideration radiation limits determinate by the national laws, the state of the accelerator to study normal and abnormal conditions is made according to the highest dose that may occur. As a shield designed, the shielding materials can occur in the form of a single material, the consecutive different materials or a particular alloy of these materials. In this paper, shield thickness was determined by Moyer model, for different materials can be used in shield design of different energy regions (50, 100, 300, 500 and 1000 MeV) of proton accelerator, which is planned to be built of at the Turkish Accelerator Center and thickness values are compared with each other. Key words: Radiation protection, proton accelerators, shielding design, Moyer model

Proton Hızlandırıcılarında Kontrollü Alanlar için Gerekli Olan Zırh Kalınlıklarının FLUKA Monte Carlo Kodu ile Belirlenmesi

Özet: Proton hızlandırıcılarında hızlandırılan protonlar ile oluşan ani radyasyon alanı, fotonların yanı sıra yüklü ve yüksüz parçacıkların karışımını içermesi nedeniyle oldukça komplekstir. Proton hızlandırıcılarında zırh tasarımının amacı, radyasyon çalışanlarını ve genel halk üyelerini ani radyasyondan korumak için, hızlandırıcı ve ekipmanlarında oluşan baskın nötron radyasyonunu zayıflatmaktır. Bu çalışmada, proton hızlandırıcı tünelinin üç farklı enerjide zırh tasarımı için FLUKA Monte Carlo parçacık taşınım kodu kullanıldı. Proton hızlandırıcı tünelinin kontrollü alanları için minimum çatı kalınlıkları belirlendi. Zırh maddesi olarak standart beton ve toprak kullanıldı. Anahtar kelimeler: Proton hızlandırıcı, radyasyondan korunma, FLUKA, zırh maddesi Determination by FLUKA Monte Carlo Code of Thicknesses of Shielding Required for Controlled Areas in Proton Accelerators Abstract: The prompt radiation field produced by accelerated protons in proton accelerator is quite complex, consisting of a mixture of changed and neutral particles as well as photons. The goal of shielding design in proton accelerators is to attenuate the prompt radiation produced in the accelerator and its associated equipment of which neutrons are the dominant shielding concern, in order to protect radiation workers and member of the general public. In this paper, the Monte Carlo particle transport code FLUKA was used to shielding design in the proton accelerator tunnel at three different energies. Minimum roof shield thicknesses were determined for controlled areas of proton accelerator tunnel. Standard concrete and soil were used as shielding material. Key words: Proton accelerator, radiation protection, FLUKA, shield materia