Sanayide kullanılan WC-Co kesici takımlardan oluşan atıkların doğrudan geri dönüşüm yoluyla gama radyasyonu zırhlama malzemesine dönüştürülmesi ve bu yaklaşımın radyasyon zırhlama performansı ile sürdürülebilir kalkınma açısından değerlendirilmesi amaçlanmaktadır.
Araştırma Çerçevesi
Gama radyasyonundan korunmada yaygın olarak kullanılan kurşun; yüksek yoğunluğu ve zayıflatma kapasitesine karşın toksisite, ağırlık ve çevresel etkiler gibi önemli dezavantajlara sahiptir. Bu nedenle, kurşuna alternatif olabilecek yüksek yoğunluklu, toksik olmayan ve sürdürülebilir malzemelerin geliştirilmesi radyasyon zırhlama araştırmalarının önemli başlıklarından biridir. Proje, tungsten (W) ve kobalt (Co) içeren WC-Co kesici takım atıklarını bu açıdan değerlendirmekte; aynı zamanda kritik hammaddelerin yeniden kullanımını döngüsel ekonomi ve sürdürülebilir kalkınma yaklaşımıyla ilişkilendirmektedir.
Çalışmanın temelini, sanayide kesici takım işlemleri sonucunda çamur formunda ortaya çıkan WC-Co atığının kimyasal olarak bileşenlerine ayrılmadan, doğrudan geri dönüşüm yoluyla gama radyasyonu zırhlama malzemesine dönüştürülmesi oluşturmaktadır. Böylece atık WC-Co’nun gama radyasyonunu zayıflatma potansiyelinin belirlenmesi, geleneksel zırhlama malzemesi kurşunla karşılaştırılması ve iki malzemenin ekonomi, çevre ve sosyal boyutlarıyla sürdürülebilir kalkınma açısından birlikte değerlendirilmesi hedeflenmektedir.
Hazırlanan numunelerin yapısal ve elementel özellikleri SEM-EDX ve XRD analizleriyle incelenecek; farklı kalınlıklardaki numunelerin gama zırhlama performansı 137Cs ve 60Co kaynakları ile NaI(Tl) dedektör sistemi kullanılarak deneysel olarak belirlenecektir. Deneysel sonuçlar XCOM veri tabanı ve Geant4 Monte Carlo simülasyonlarıyla karşılaştırılarak doğrulanacak; WC-Co atığından hazırlanan malzemelerin kurşuna alternatif olma potansiyeli bütüncül biçimde değerlendirilecektir.
Bilimsel Yaklaşım
Sanayiden temin edilen WC-Co taşlama çamuru kurutularak ve tane boyutu düzenlenerek numune üretimine hazırlanacak; SEM-EDX ve XRD analizleriyle morfolojik, elementel ve kristalografik karakterizasyonu gerçekleştirilecektir. Tozlar preslenip uygun koşullarda sinterlenerek farklı kalınlıklarda numuneler hazırlanacaktır. Gama zırhlama deneyleri 3×3 inç NaI(Tl) dedektör ile 137Cs (662 keV) ve 60Co (1173 ve 1332 keV) kaynakları kullanılarak yürütülecek; LAC, MAC, HVL, TVL, MFP, Zeff ve Neff gibi parametreler belirlenecektir. Sonuçlar XCOM ve Geant4 hesaplamalarıyla karşılaştırılacak, ardından WC-Co ve kurşun için sürdürülebilir kalkınma performansı ekonomi, çevre ve sosyal boyutlarda değerlendirilecektir.
Proje Ekibi
