Etkin Yük Yaklaşımı Kullanarak Protonlar için Z=2-54 Elementlerin Durdurma Gücü Üzerine Bir Çalışma

Authors : Metin USTA

Pages : 1307-1314

Doi:10.18185/erzifbed.480745

View : 10 | Download : 11

Publication Date : 2019-12-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Durdurma gücü, hedef içerisindeki elektronlar ve çekirdeğin Coulomb alanı etkileşmesi nedeniyle yüklü parçacıkların birim uzunluk başına ortalama enerji kaybıdır. Durdurma gücünün atom fiziği, nükleer fizik ve uygulamaları, radyasyon dozimetrisi gibi birçok alanlarda önemli uygulamaları vardır. Bu çalışmanın amacı 1 keV-1 GeV enerjili protonlar için Z=2-54 atom numaralı elementlerin Bethe-Bloch teorisine dayalı etkin yük yaklaşımı yöntemi kullanılarak çarpışma durdurma gücünü hesaplamaktır. Bunun için öncelikle hedef elementlerin etkin yük, etkin ortalama uyarılma enerjileri ve potansiyel enerji fonksiyonları belirlendi. Elektronik yük yoğunluğu için Roothaan-Hartree-Fock atomik dalgafonksiyonları seçildi ve hedef atomların etkin yükünün protonların enerjisiyle değişimi incelendi. Ardından elde edilen hedef atomların etkin yükleri kullanılarak çarpışma durdurma gücü değerleri hesaplandı. Atom numarası ve gelen protonların enerjisi arttıkça etkin yük değerlerinin arttığı görüldü. Durdurma gücü değerlerinin ise atom sayısı arttıkça azaldığı ve durdurma gücüne ait maksimum noktalarının yüksek enerjilere doğru kaydığı belirlendi. Hedef elementlerden karbon atomu için hesaplanan durdurma gücü değerleri literatürde mevcut ICRU 49, SRIM, CasP ve Janni’nin verileriyle karşılaştırıldı. Sonuçların belirli hata oranlarında literatür verileriyle oldukça uygun oldukları gözlendi. Ayrıca bu çalışmada kullanılan etkin yük yaklaşımının 1 MeV’den düşük enerjilerde de kullanılabileceği anlaşıldı. 
Keywords : Durdurma gücü, Etkin yük, Bethe Bloch, Proton