Ankara Üniversitesi Gölbaşı yerleşkesi bünyesinde faaliyet gösteren Türk Hızlandırıcı ve Işınım Laboratuvarı (TARLA), Türkiye’nin malzeme bilimi ve parçacık fiziği araştırmalarında kritik bir eşiği geride bıraktı. YÖK tarafından aktarılan bilgilere göre, Mayıs ayında gerçekleştirilen deneylerde cam ve pleksiglas numuneleri, süperiletken altyapı üzerinde hızlandırılan elektronlardan elde edilen gama ışınları ile ışınlandı.
Malzemelerin radyasyon karşısındaki davranışlarını incelemeyi hedefleyen bu deneysel çalışma, ülkemizde ilk kez süperiletken modüller vasıtasıyla elektron hızlandırma tekniği uygulanarak kayıtlara geçti.
Süperiletken Modüllerle Elektron Hızlandırma Teknolojisinin Sağladığı Dönüşüm
Laboratuvarda yürütülen çalışmanın teknik omurgasını, süperiletken kaviteler kullanılarak gerçekleştirilen elektron demeti ivmelendirmesi oluşturuyor. TARLA Hızlandırıcı Birim Yöneticisi Barış Yıldırım Demir, uygulanan bu metodolojinin tesis için teknik bir dönüşüm noktası olduğunu belirtti. Ülkemizde ilk defa süperiletken modüller kullanılarak elektronların hızlandırılması, laboratuvarın araştırmacılara doğrudan hizmet sunabilecek operasyonel yetkinliğe ulaştığını kanıtlıyor.
Süreç kapsamında demet kalitesini ve parçacık yörüngelerini izlemek amacıyla gelişmiş kontrol mekanizmaları devreye sokuldu. AÜ Bilgisayar Mühendisliği Doktora Öğrencisi ve TARLA Demet Teşhis Birimi Görevlisi Arif Öztürk, elektronların hareketini anlık takip eden teşhis sistemleri üzerine çalıştıklarını ifade etti. ABD‘deki Stanford Üniversitesi ve Silikon Vadisi, Japonya‘daki Tsukuba ile Güney Kore‘deki Pohang merkezlerindeki altyapılara benzer bir bilgi kütüphanesinin yerli imkanlarla tesis edildiği vurgulandı.
Işınlama Testleri ve Malzeme Numunelerindeki Yapısal Tahribat
Gama ışınlamasına maruz bırakılan Polimetilmetakrilat tabanlı pleksiglas ve inorganik cam örneklerinde belirgin mikroskobik ve makroskobik deformasyonlar gözlemlendi. Testlerin ardından cam malzemede radyasyon merkezli renk değişimi gerçekleşti. Pleksiglas polimer yapısında ise iç gerilmeler neticesinde yapısal bozulmalar ve kırılmalar meydana geldi.
Hızlandırıcı altyapısının sağladığı yüksek akı sayesinde, malzemelerin uzay şartlarında veya yüksek radyasyonlu ortamlarda yıllar içerisinde maruz kalacağı tahribat zamansal olarak simüle edildi. Barış Yıldırım Demir, sistemin zaman ölçekleme yeteneğini açıklarken, tesisteki 1 dakika süreli ışınlamanın, Güneş radyasyonunun malzeme üzerindeki 20 yıllık etkisine eşdeğer bir veri ürettiğini aktardı.
| Deney Parametresi / Malzeme | Maruz Kalınan Radyasyon Tipi | Gözlemlenen Yapısal / Fiziksel Değişim |
|---|---|---|
| Cam Numunesi | Gama Işınları | Optik renk değişimi |
| Pleksiglas Numunesi | Gama Işınları | Polimer yapıda bozulma ve kırılmalar |
| Zaman Ölçekleme Oranı | 1 Dakika Işınlama | 20 Yıl Güneş radyasyonu etkisi |
Uzay, Savunma ve Tıp Teknolojilerinde Dayanıklılık Optimizasyonu
Yörüngede görev yapan uydular, yoğun kozmik radyasyon ve Güneş rüzgarları nedeniyle optik bileşenlerinde şiddetli performans kayıpları yaşar. TARLA Müdürü Dr. Özlem Karslı, uzay şartlarındaki radyasyonun özellikle kamera lensleri ile hassas sensörlerde kalıcı bozulmalara yol açtığını belirtti. Tesis altyapısı, bozulmaya uğrayan uydu camlarının ve optik merceklerin iyileştirilerek yeniden kullanılabilmesini sağlayacak optimizasyon prosedürlerine zemin hazırlıyor.
Işınlama altyapısının kullanım sahası sadece uzay araştırmalarıyla sınırlı kalmıyor. Tesis bünyesinde elde edilen veriler şu endüstriyel ve tıbbi alanlara aktarılacak:
- Savunma Sanayisi: Askeri optik sistemlerin ve sensör bloklarının yüksek radyasyon dayanımı testleri.
- Tüketici Elektroniği ve Otomotiv: Cep telefonları ve araç donanımlarında kullanılan ekran/kaplama malzemelerinin ömür analizleri.
- Tıbbi Araştırmalar: Tıbbi görüntüleme sistemleri ve kanser tedavisinde radyoaktif izotop üretimine yönelik ön araştırmalar.
Süperiletken hızlandırıcı teknolojileriyle simüle edilen yüksek dozlu gama ışınlaması, polimer ve cam bazlı sistemlerin sınırlarını zorlarken; uydulardaki optik bileşenlerin mekanik ömrünü uzatmak için hangi hibrit malzeme lifleri geliştirilmelidir?
