21. Yüzyılın Anahtarı Hızlandırıcılar - DoÄuÅ Ãniversitesi
21. Yüzyılın Anahtarı Hızlandırıcılar - DoÄuÅ Ãniversitesi
21. Yüzyılın Anahtarı Hızlandırıcılar - DoÄuÅ Ãniversitesi
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
Dr. Ali BOZBEY<br />
TOBB ETÜ Elektrik Elektronik Bölümü<br />
Dr. Serkant Ali ÇETİN<br />
Doğuş Üniversitesi Fizik Bölümü<br />
Dr. Gökhan ÜNEL<br />
Univ. Calif. Irvine, Fizik ve Astronomi Bölümü / CERN<br />
© CERN<br />
> > CERN’deki doğrusal<br />
hızlandırıcı Linac 2.<br />
veya geriye kalan proton, elektrik alanlarla hızlandırılır<br />
ve demet haline getirilir. Hızlandırmak için ihtiyaç duyulan<br />
elektrik alan ise uygulanan yüksek voltajla (gerilim)<br />
elde edilir.<br />
Hızlandırıcılarda söz konusu olan enerjileri anlamak<br />
için, yüksek bir voltaj sayesinde hareket eden bir<br />
elektronu düşünebiliriz. Örneğin tüplü televizyonlardaki<br />
elektron tüpü, elektronları yaklaşık 20 bin volt gerilimle<br />
hızlandırır ve ekrana çarptırarak görüntü oluşturur.<br />
Bu durumda elektronların kazandıkları enerjiye 20<br />
kilo elektron volt denir, keV olarak kısaltılır. Tıp ve endüstride<br />
kullanılan elektron hızlandırıcıları 70 keV’den<br />
10 milyon elektron volta (MeV) kadar enerji gerektirir.<br />
Tıpta kullanılan radyoaktif izotopları üretmek için gereken<br />
proton hızlandırıcılarının enerjileri ise 30 MeV’e kadar<br />
yükselebilir. Temel bilim araştırmalarında ise parçacıkların<br />
enerjileri, günümüzde, trilyon elektron volta<br />
(TeV) ulaştırılabiliyor.<br />
Işınlanan malzemeyi radyoaktif hale getirmemesi<br />
ve elde edilip hızlandırılması nispeten kolay olduğu<br />
için endüstride elektron demetleri daha çok kullanılır.<br />
2011 yılı verileriyle, endüstriyel olarak elde edilip kullanılan<br />
elektron demetlerinin dünya genelindeki pazar<br />
değeri 50 milyar doları buluyor. Bu pazarın paylaşımı<br />
grafik I’de görülüyor. Bu endüstriyel skaladaki çalışmalar<br />
için gereken enerjiler, demet özellikleri ve kullanım<br />
alanları ise tablo I’de yer alıyor.<br />
DÜŞÜK ENERJİ ORTA ENERJİ YÜKSEK ENERJİ<br />
ENERJİ ARALIĞI 70keV - 300keV 300keV - 5MeV 5MeV - 10MeV<br />
ÖZELLİKLERİ<br />
KULLANIM ALANLARI<br />
Geniş demet ≤ 3m,<br />
taramasız<br />
Mürekkep iyileştirme<br />
Yüzey sterilizasyonu<br />
Polimerlerin çapraz<br />
bağlanması<br />
Sıvı ve gazların<br />
temizlenmesi<br />
Geniş demet ≤ 3m,<br />
taramalı<br />
Tıbbi sterilizasyon<br />
Plastik ve lastiğin çapraz<br />
bağlanması<br />
Isıda küçülen streç film<br />
yapılması<br />
Tel ve kablo yalıtımı<br />
bağlanması<br />
Linac veya SRF<br />
Tıbbi gereçlerin yığın<br />
sterilizasyonu<br />
Kalın plastiklerin çapraz<br />
bağlanması<br />
ELEKTRON HIZLANDIRICISININ KULLANIM ALANLARINA YÖNELİK<br />
BAZI ÖRNEKLER<br />
ELEKTRON DEMETİYLE DOĞRUDAN ÜRETİM: Demet enerjisinin aktarılmasıyla perçinlenen<br />
metaller bir araya getirilerek üç boyutlu, hemen kullanılabilir parçalar yapılır. Havacılık endüstrisinde<br />
mümkün olan en az miktarda malzeme kullanmak gerektiği için bu birleştirmeli<br />
üretim yolu tercih edilir.<br />
ELEKTRON DEMETİYLE ERİTME: Ham madde olarak kullanılan metal tozlarını elektron demetiyle<br />
eritip birleştirerek çok sağlam, boşluksuz parçalar üretilir.<br />
ELEKTRON FIRINI: Vakumda vanadyum, titanyum gibi yüksek saflık gerektiren metallerin<br />
eritilmesinde ve bunlardan malzeme üretiminde elektron demetleri kullanılır.<br />
ELEKTRON DEMETİYLE KAYNAK: Birleştirilecek iki metale uygulanan elektron demetinin<br />
enerjisi birleşme yüzeyini eritir ve kaynak sağlanır. ABD’de 1950’lerden beri kullanılıyor.<br />
ELEKTRON DEMETİYLE ŞEKİLLEME: Baskıda kullanılan silindirlerin yüzeylerini eritip kraterler<br />
oluşturarak şekiller (tekstür) elde etme yöntemi. Basım, tekstil ve metal endüstrilerinde<br />
kullanılır.<br />
ELEKTRON DEMETİYLE İŞLEME: Metal bir blok elektron demetiyle eritilerek istenilen şekle<br />
sokulur.<br />
Temmuz 2012 k EKONOMİK FORUM 45
Change language