The role of B2O3 in lithium-zinc-calcium-silicate glass for improving the radiation shielding competencies: A theoretical evaluation via Phy-X/PSD

Authors : Recep KURTULUŞ, Taner KAVAS

Pages : 236-242

Doi:10.30728/boron.841726

View : 15 | Download : 9

Publication Date : 2021-03-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Bu çalışmada, (15-x)Li2O-10ZnO-10CaO-65SiO2-xB2O3 (x: 0, 3, 6, 9, 12 ve 15 mol %) bileşimine sahip bir lityum-çinko-kalsiyum-silikat (LZCS) cam sistemi, B2O3 ilavesinin fiziksel, optik ve radyasyon koruma özellikleri üzerindeki etkisini anlamak için incelenmiştir. Bu amaçla, L15B0 ila L0B15 cam serisi, cam yoğunluğu (ρglass), kırılma indisi (n), kütle zayıflama katsayısı (µm) ve yarı değer katmanı (Δ0.5) parametrelerini değerlendirmek için tasarlanmıştır. Teorik hesaplamalar, artan B2O3 miktarının cam yoğunlğunu 2,9195'ten 2,9865 g/cm3 değerine çıkardığını göstermiştir. Ayrıca, Li2O yerine B2O3 eklenmesi, n parametresini 1,6882'den 1,7626'ya yükseltmiştir. Ek olarak, BatchMaker yazılımı artan sıcaklıkla birlikte viskozite davranışını araştırmayı sağlamıştır. LZCS cam serisinin erime noktasının B2O3 ilavesiyle yükseldiği tespit edildi. Öte yandan, yeni geliştirilen Phy-X/PSD yazılım hesaplamaları, µm ve Δ0.5 parametrelerinin belirlenmesinin yolunu açtı. LZCS cam sistemine B2O3 eklenmesi nedeniyle Δ0.5 azalan bir davranışa sahipken µm artan bir eğilim ortaya koydu. Dahası, L0B15 serisi, piyasada satılan RS 253 G15 cama göre daha iyi radyasyon koruma özellikleri sağladı. Sonuç olarak, B2O3 ilavesinin LZCS cam serisindeki radyasyondan korunma kabiliyeti üzerinde umut verici etkilere sahip olduğu belirlenmiştir.
Keywords : B2O3, cam, gama ışını, phy X PSD, radyasyon zırhlama