DERS:X-IŞINLARI VE KARAKTERİZASYON YÖNTEMLERİ

KONU:X-IŞINI KAYNAKLARI,X-IŞINI TÜPLERİ, X-IŞINI FİLTRELERİ VE MONOKROMATORLER,SİNKROTRON

HAZIRLAYAN:NURİ KAAN SEVER

1. X-IŞINLARI

X-Işınlarının Bulunuşu ve Tarihçesi Günümüz görüntüleme yöntemlerinin temelini oluşturan ve tıp biliminde yeni bir çağ açan X-ışınları 1895 yılında Alman Fizik Profesörü Wilhelm Conrad Röntgen tarafından keşfedilmiştir.

X-Işınlarının Özellikleri

X-Işınları yüksek enerjili elektronların yavaşlatılması veya iç yörüngelerindeki elektron geçişleri ile meydana gelen dalga boyları 0.1-100 Å arasında değişen elektromanyetik dalgalardır.Gözle görülemezler fakat doğru çizgiler boyunca yayılırlar.

X-Işınları doğal ve yapay X-ışınları olma üzere iki şekilde oluşur.

X-Işınlarının Oluşumu

X IŞINI OLUŞUMU Katot ile anot arasına 25 kV-150 kV arası yüksek gerilim

Isı absorbsiyonu sonucu elektronların metal yüzeyden ayrılması (Termionik Emülsiyon)

Potansiyel farkı sonucu anoda ilerleme ile X ışını tüp akımı oluşumu (miliamper)

X-Işınlarının Oluşumu X-ışınları, doğal X-ışınları ve yapay X-ışınları olmak üzere iki şekilde meydana gelir. Doğal X-Işınları: Atom çekirdeği tarafından K enerji kabuğundan elektron yakalanması, alfa bozunumu, iç dönüşüm ve beta bozunumu olaylarıyla meydana gelir. Bir atoma dışarıdan gelen veya gönderilen yüksek enerjili elektronlar o atomun ilk halkalarından elektronlar koparırlar. Atomdan kopan bu elektronun yerine daha yüksek seviyelerden (üst halkalardan) elektronlar atlayarak kopan elektronun yerindeki boşluğu doldururlar. Bu sırada ortaya çıkan enerji fazlalığı X-ışını şeklinde dışarı salınır. Çekirdek içerisinde bulunan protonlardan bir tanesi hareketi esnasında atomun ilk halkalarındaki elektronu yakalar ve nötrleşir. Yakalanan bu elektronun halkasındaki boşalan yere diğer bir halkadan bir elektron atlamasıyla X-ışını meydana gelebilir.

Yapay X-Işınları: Maddenin; elektron, proton, parçacıkları veya iyonlar gibi hızlandırılmış parçacıklarla etkileşmesinden ya da X-ışını tüpünden veya başka bir uygun radyoaktif kaynağından çıkan fotonlarla etkileşmesinden meydana gelir. Maddenin, fotonlarla etkileşmesinden karakteristik (çizgi) X-ışınları, yüklü parçacıklarla etkileşmesinden hem karakteristik hem de sürekli X-ışınları elde edilir.

DOĞAL X –IŞINLARI

Atom çekirdeği tarafından K enerji kabuğundan elektron yakalanması

Alfa bozunumu

İç dönüşüm

Beta bozunumu olaylarıyla meydana gelir.

YAPAY X-IŞINLARI

Maddenin; elektron, proton, parçacıkları veya iyonlar gibi hızlandırılmış parçacıklarla etkileşmesinden X-ışını tüpünden veya başka bir uygun radyoaktif kaynağından çıkan fotonlarla etkileşmesinden meydana gelir. Maddenin, fotonlarla etkileşmesinden karakteristik (çizgi) X-ışınları, Yüklü parçacıklarla etkileşmesinden hem karakteristik hem de sürekli X-ışınları elde edilir.

X IŞINI CİHAZI 1- X Işın Tüpü 2-Konsol 3-Jeneratör

Anot

Katot

Vakumlanmış cam hazne X-IŞINI TÜPÜ : Röntgen lâmbası olarak da bilinir.güçlü bir elektrik alanında hızlandırılan elektronların bir anoda çarptırılmasıyla X ışınları üretir. X ışını lâmbası, havası alınmış bir cam tüp içine yerleştirilen bir katot ile bir anottan oluşur. Anot ile karşı karşıya gelecek biçimde yerleştirilen katotta bir flâman vardır. Katottan çıkan elektronlar büyük bir hızla anoda çarparak X ışınları üretilir.

X IŞINI TÜPÜYAPI VE ÖZELLİKLERİ

30 cm uzunluk ,15 cm çap.

Anod ve katod

Vakum

Metalik muhafaza

Tüp penceresi

ANOD X ışını tüpünün pozitif kısmı

Bakır gibi sıvıyı iyi ileten bir malzeme

Ucunda X ışını hedefi olarak adlandırılan tungstenden yapılmış bölüm

Sabit ve döner tipler

SABİT ANOD

Diş üniteleri ve portatif cihazlar

Düşük tüp akımı

Tungsten plağı (hedef) küçük ve dikdörtgen şeklinde

DÖNER ANOD Hedef alanı büyük.

Artmış ısı kapasitesi

Elektromanyetik indüksiyon motoru ile döndürülür

KATOD X ışını tüpünün negatif kısmı

Tungstenden yapılmış flaman

Odaklayıcı fincan

Bağlantı kabloları

METALİK MUHAFAZA Fazla radyasyon absorbsiyonu:cam tüp ve metalik muhafaza penceresinden geçen radyasyon haricinin absorbe edilmesi.

Metalik muhafaza ile cam tüp arasında ince yağ tabakası

Yüksek ısı absorbsiyonu Yüksek gerilim kablolarının topraklanmasını sağlayan kablolar ile elektrik şokundan koruma

Mekanik koruma

CAM TÜP 20-25 cm uzunluk ve 15 cm çap

Havası boşaltılmış ve ısıya dayanıklı

5 cm2 cam pencere

Her iki yanında anot ve katot

FİLTRELEME X Işınının büyük kısmı düşük enerji düzeyinde

Filtre edilmeyen düşük enerjili radyasyon gereksiz cilt dozuna neden olur ve görüntüye pozitif etkide bulunmaz

Aluminyum filtre ile gereksiz radyasyonun ortadan kaldırılması

DEMET SINIRLAMA (KOLİMASYON)

Hastadan saçılan radyasyon miktarı X-ışının uygulandığı alan ile orantılı olduğundan, alan boyutu istenen görüntülemenin yapılabilmesi için gerekli olan minimum büyüklüğe ayarlanmalıdır.

Genellikle dikdörtgen ya da dairesel biçimde ve radyasyon geçirmez kolimatörler kullanarak ışın demetinin kolimasyonu ve X-ışını sisteminde çalışan personelin saçılan radyasyondan en az etkilenmesi sağlanabilir

X-Işını Tüpü X-ışını tüpü yüksek voltajlı bir katot ışını tüpüdür. Tüp yüksek vakumda havası boşaltılmış cam bir kılıftan oluşmuştur. Bir ucunda anot (pozitif elektrot), diğer ucunda katot (negatif elektrot) bulunur ve bunların her ikisi de lehimle sıkıca mühürlenmiştir. Katot, ısıtıldığında elektron salan tungsten materyalinden yapılmış bir flamandır. Anot, kalın bir çubuk ve bu çubuğun sonundaki metal hedeften oluşur. Anot ve katot arasına yüksek voltaj uygulandığında katot flamanda elektron yayınlanır. Bu elektronlar yüksek gerilim altında anoda doğru hızlandırılır ve hedefe çarpmadan önce yüksek hızlara ulaşır. Yüksek hızlı elektronlar metal hedefe çarptıklarında enerjilerini aktararak bir foton yayınlanır. Oluşan X-ışını demeti cam 8zarfın içindeki ince cam pencereden geçer. Bazı tüplerde tek dalga boylu X-ışını elde etmek için filtre kullanılır. Hareketli bir elektronun kinetik enerjisi vardır. Yüksek hıza sahip bir elektron tungstene çarpınca bir tungsten atomu ile çarpışır. Elektron durdurulana kadar birçok atomla çarpışmak zorunda kalabilir. Elektronun durdurulması sırasında kaybedilen kinetik enerjinin yüzde biri veya daha az kısmı X-ışını ışımasına, geri kalan kısmı ise ısı enerjisine dönüşür.

Vakum lambasındaki (X-ışını tüpündeki) hedefin elektronlarla bombardıman edilmesi sonucu elde edilen X-ışınlarının maddenin içine işleyebilme gücüne "sertlik" denir. Bu ışınların sertliği başlıca iki şeye bağlıdır. Bunlardan birincisi, lambadaki havanın ya da gazın ne derece boşaltılmış olduğudur. Lambada kalan gaz moleküllerinin sayısı ne kadar azsa, bu moleküllerle çarpışarak hedeften sapan elektronların sayısı da o kadar az olur. İkinci etken tüpe uygulanan gerilimin şiddeti, yani elektrik basıncıdır. Gerilim ne kadar yüksekse, hedefe çarpan elektron akımının darbe etkisi de o ölçüde büyük olur. Bugün kullanılmakta olan X-ışını lambalarının çoğu Coolidge lambasıdır. Bu lamba türünü ABD'li bilim adamı William David Coolidge (1873-1975) geliştirmiştir. Son derece yüksek bir vakum düzeyine sahip olan bu lambalarda elektronlar, radyo 9lambalarında olduğu gibi sıcak bir filamandan (ince bir telden) yayılır. Katottan çıkan ve 1 milyon volta kadar ulaşabilen yüksek bir gerilimle hızlandırılan elektronlar tungstenden yapılmış ağır bir çubuğa çarptırılır. Tungsten, elektron bombardımanının neden olduğu yüksek sıcaklıklara erimeden dayanabilir. Tungsten çubuğun filamana yakın olan ucu belirli bir eğimle kesilmiştir; bu uca hedef denir. Hedeften X ışınları yayılır, ama lamba belirli bir açıklık dışında kalın bir kurşun katmanıyla sıvanmış oldu-ğundan X-ışınları yalnızca bu açıklıktan dışarı çıkar, bu yüzden de bir demet halinde yol alır.

Etkileşme şekline göre 2 tür X-ışını elde edilir. a) Sürekli (Frenleme) X-Işınları: Elektron demeti, hedef atomun çekirdeğine yaklaştığında, çekirdeğin pozitif yükünden kaynaklanan elektrik alandan etkilenir ve ivmeli hareket yapmaya zorlanarak dışarıya fotonlar yayar. Sürekli bir enerji spektrumuna sahip bu fotonlara sürekli x-ışınları, bu olaya da bremsstrahlung veya frenleme radyasyonu adı verilir. b) Karakteristik X-Işınları: Hedef atom üzerine gönderilen elektronların, hedef atomun yörüngesindeki elektronlarla etkileşimi sonrasında, aldıkları enerjiyle üst enerji seviyelerine çıkarlar. Kararsız durumdaki bu enerji seviyeleri geri bozunduğunda dışarıya foton yayınlanır. Enerjileri, seviyeleri arasındaki farka eşit olan bu fotonlara karakteristik x-ışınları adı verilir.

Sürekli (Frenleme) X-Işınları: Elektron demeti, hedef atomun çekirdeğine yaklaştığında, çekirdeğin pozitif yükünden kaynaklanan elektrik alandan etkilenir ve ivmeli hareket yapmaya zorlanarak dışarıya fotonlar yayar.

Sürekli bir enerji spektrumuna sahip bu fotonlara sürekli x-ışınları, bu olaya da frenleme radyasyonu adı verilir.

Sürekli X-Işınları

Işıma şiddeti ile dalga boyu ters orantılıdır

1.V geriliminde hızlandırılan elektronlar Ek= Ev kadar kinetik enerji kazanarak anod metali üzerine çarparlar.

2.Elektronların enerjilerinin %99’u ısı enerjisine dönüşür.

3.Enerjinin %1’i X-ışınlarının oluşmasına yol açar

4.Enerjinin tamamı bir seferde x-ışınına dönüşen elektronlar maksimum frekanslı ışımaları oluşturur.

5.Enerjisi kademeli olarak x-ışınlarına dönüşenler,sürekli tayfın diğer dalgaboyu ve frekanslarını oluşturmaktadırlar.

Hedef atom üzerine gönderilen elektronların, hedef atomun yörüngesindeki elektronlarla etkileşimi sonrasında, aldıkları enerjiyle üst enerji seviyelerine çıkarlar. Kararsız durumdaki bu enerji seviyeleri geri bozunduğunda dışarıya foton yayınlanır. Enerjileri, seviyeleri arasındaki farka eşit olan bu fotonlara karakteristik x-ışınları adı verilir.

Karakteristik X-Işınları

K-kabuğundan bir elektron söküldüğünde,bu boşluk diğer kabuklardan bir elektron geçişiyle dolar.K kabuğundaki bu boşluk; L kabuğundan gelen bir elektron ile doldurulursa,bu geçişe karşılık gelen foton frekansı, Kα çizgisine, M kabuğundan gelen elektron ile doldurulursa, Kβ

çizgisine , N Kabuğundan gelen elektron ile doldurulursa K_gama çizgisine karşılık gelir.

Ancak bütün bu geçişler mümkün olmayabilir.X-ışınları tayflarında da elektron geçişlerine ait seçim kuralları vardır.Enerji düzeyleri arasındaki geçişler bu kurallara göre olur.Seçim kurallarına uymayan geçişler izinli değildir.

X-Işını Tüplerin IsınmasıTüpe uygulanan enerjinin % 1’i X ışınına dönüşür, % 99 ‘u ısı olarak ortama yayılır.Anot sıcaklığı x ışını ortaya çıkarken 2.600 ºC’ye kadar kadar ulaşır.Tüplerde ısı temel problemdir. Yüksek performanslı tüplerde, sıcaklık seviyesi aşırıartıp soğuma sonrası azalmaktadır.100.000 veya daha fazla defa sıcaklık değişikliğinedayanabilecek az sayıda madde mevcuttur. Tüpler dizayn edilirken aşırı ısı yükselmesinimümkün olabilen en kısa sürede dağıtabilecek ve uzun süre yüksek performanstakullanılabilecek tüpler hedeflenmektedir.Isı üç basamakta dağıtılır.- Yüksek ısı grafitten yapılmış anotta birikir.- Isı daha sonra cam havbeye yayılır- Cam havbeden tüp içindeki yağa ısı transferi olur.Bazı tüplerde (CT) heat exchanger ünitesi tarafından tüp içindeki yağ sirkülasyonatabi tutularak yağ soğutulur. X ray tüplerinde sıcaklık 80 º’ye kadar çıkabilir. Döner anot rulmanlarındaki ısı maksimum 450º’de tutularak rulman yapısına hasar vermeyecek kadardır.Tüp ömrünü uzatmak için mümkün olabilen düşük enerji seviyelerinde (miliamper,kilovolt, zaman) çalışmak gerekir.Isı saklama kapasitesi ( Heat Storage Capacity ): Radyasyon açığa çıktığında anottaısı birikimi oluşur. Anotta oluşan ısı hemen dağılmaz. Önce yalıtım ve soğutma görevi yapan yağ, daha sonra metal dış tüp havbesi ısıyı dağıtır.

TÜPTEN ISI ATIMI& Tüpler ısıyı etkin bir şekilde atacak yapıda üretilmiştir.ısı geniş bir alana yaymak için disk şeklinde ve yükse hızda(3-10000 devir/dk) döner anodlarkullanılır.& Anodda oluşan ısı radyasyon.kondüksiyon ve konveksiyon ile azalırfokal spottan radyasyon yoluyla tüpe iletir.Sırasıyla Anoda ,rotora ve gövdeye iletilir ve yağa geçerek soğutulur ve kalanıda oda havasına yayılır RADYASYON ısı kaybında temel yoldur

TÜPÜN ISI KAPASİTESİ VE TÜP HASARI& Tüpe verilen elektrik enerjisinin %99 u ısı enerjisine dönüşür & Bir ekspojur süresince tüpte depolanan ısı enerjisi miktarına TÜP YÜKLENMESİ denir.yüklenme miktarı;-tüp voltajı -voltaj dalga formu -tüp akımı -ekspojur süresi ve sayısına bağlıdır& Hedefte oluşan ısı önce anot metaline geçer ,buradan anot bağlantılarına geçerek soğutucu sisteme iletilir.& Tungstenin dayanabileceği maximum ısı 3000 C'dir& Bu değer üstünde erime ve buharlaşma ortaya cıkar.

MOSALEY KANUNU

Elementlerin karakteristik X-ışını tayflarının K serisinin Z atom numarasının artmasına uygun olarak,giderek yüksek frekans bölgesine doğru kaydığını söyler.

Henry Moseley

Moseley Diyagramı:: Elementlerin atom ağırlıklarına göre değil,atom numaralarına göre sıralanmaları söz konusudur.Elementin yeri ve keşfedilmemiş olanların özellikleri belirlenir.

Moseley Diyagramı

Enstrümantal analizlerde, polikromatik ışının sadece sınırlı dalga boyu aralığını kapsayan bantlarına gereksinim vardır. Böyle bantların elde edilmesi için "dalga boyu seçici" denilen aletler veya sistemler kullanılır. Dalga boyu seçiciler dalga boyunu istenilen dar bir aralıkta sınırlarlar; cihazın seçiciliğini ve hassasiyetini yükseltirler.

FİLTRELER VE MONOKROMATÖRLER

Dalga boyu seçiciler iki tiptir:1-FİLTRELER 2-MONOKROMATÖRLER

I. Filtreler: Basittirler, dayanıklıdırlar ve ucuz malzemelerdir. Bu tip dalga boyu seçiciler iki grupta incelenebilir: 1. Girişim filtreleri 2. Absorbsiyon filtreleriII. Monokromatörler: Çıkış dalga boyu sürekli olarak değişebilen dalga boyu seçicilerdir.

1. Prizma monokromatörler

2. Garting monokromatörler

Monokromatör, birden fazla dalga boyuna sahip bir ışın demetinden tek dalga boylu ışın elde etmek için kullanılan düzenektir.

I. FİLTRELER 1. Girişim filtreleri Girişim filtreleri 200-14000 nm dalga boyu aralığında çalışır; ultraviyole, görünür, ve infrared ışın için uygundur. Girişim filtreleri, optik girişim yaparak oldukça dar ışın bantları elde edilmesini sağlar. Bir girişim filtresinde geçirgen (şeffaf) bir dielektrik malzeme (kalsiyum fluorür veya magnezyum fluorür gibi) bulunur. Bu malzeme iki cam levhanın iç yüzeylerini saran iki yarı geçirgen metalik film arasına yerleştirilmiştir. Geçen ışının dalga boyunu dielektrik tabakanın kalınlığı saptar, bu nedenle kalınlığın çok iyi kontrol edilmesi gerekir.

2. Absorbsiyon FiltreleriAbsorbsiyon filtreleri, girişim filtrelerinden daha ucuzdur. Daha çok görünür bölgedeki band seçiminde kullanılırlar.380-750 nm. BU filtreler spektranın bazı bölgelerini absorblayarak ışını sınırlarlar.En çok kullanıla tipleri renklendirilmiş cam veya boya süspansiye edilmiş ve cam levhalar arasına sıkıştırılmış jelatindir. Birincisini ısıl kararlılığı daha yüksektir

Absorbsiyon filtrelerinin etkin band genişlikleri 30-250 nm aralığındadır. En dar band genişliği veren filtreler bile istenilen ışının bir kısmınıAbsorblar ve kendi band piklerindeki geçirgenlikleri 0.1 veya daha az olabilir. Tüm görünür bölgede geçirgenliği maksimum olan cam filtreler vardır.Kesici filtreler görünür spektrumun bir bölümünde %’100’e yakın geçirgenlik gösterir.kalan kısmında ise geçirgenlik hızla düşerek sıfır olur.

II. MONOKROMATÖRLERUltraviyole, görünür, ve infrared ışın monokromatörleri mekanik yapı olarak birbirine benzerler ; bunlarada temel olarak,aşağıdaki kısımlar bulunur: Giriş sliti; dikdörtgen şeklinde bir optik görüntü alınmasını sağlar. Paralelleştirme mercekleri veya ayna; paralel ışın demeti üretir. Prizma veya grating; ışını dalga boylarına göre dağıtır. Odaklama elementi; görüntüyü bir odak düzlemine iletir. Çıkış sliti; istenilen spektral bantları ayırır.Ayrıca monokromatörlerin çoğunda giriş ve çıkış pencereleri vardır.bunlar parçaları tozdan ve korozif gazlardan koruyacak şekilde yerleştirilmişlerdir;yapıldıkları malzemeler uygulana dalga boyu bölgesine bağlı olarak farklı olabilir.

İki önemli monokromatör tipi vardır: Prizma monokromatörler Difraksiyon grating monokromatörler Tarihsel yönde bakıldığında monokromatörlerin prizmalı cihazlar olduğu görülür, ancak hemen hemen tüm modern ticari enstrümanlarda yansıtıcılı grating monokrometreler kullanılmaktadır.

1. Prizma MonokromatörlerPrizmalar ultraviyole, görünür, ve İnfrared ışını dağıtmada kullanılır.Prizma malzemesi elde edilecek dalga boyu bölgesine göre değişir.Görünür ışığın dispersiyonu sağlayan bir prizma monokromatörün şeması yanda verilmiştir

Prizma Monokromatör Tipleriİki tip prizma dizaynı en çok kullanılan prizmalardır; Cornu prizma ve Littrow prizmadır.Aşağıdaki şekilde çok kullanılan bu iki prizma tipi görülmektedir. Birincisi 60'ye göre dizayn edilmiştir, bu tip dizaynlarda çoğunlukla yekpare bir malzeme kullanı-lır. Kristal (ergitilmemiş) kuvartzdan yapıldığında 60’lik prizma 30’lik iki prizmanın birbirine yapıştırılmasıyla hazırlanır parçalardan biri sağ, diğeri sol çevirmeli kuvartzdan yapılır. Ede edilen optikçe aktif 60’lik prizmadan çıkan ışının net polarizasyonu sıfırdır; bu tip bir prizmaya "Cornu prizması" denir.300’lik ve arka kısmı aynalı bir "Littrow prizma"yı gösterir.

2. Difraksiyon Gratingli Monokromatörler Gratinglerin dispersiyon (dağıtıcı) elemanı olarak prizmalara göre bazı avantajları vardır. Dispersiyon, dalga boyuyla hemen hemen değişmez, sabit kalır. Aynı büyüklükteki bir prizma dispersiyon elemanından çok daha iyi bir dağılım verebilir. Yansıtıcı gratingler uzak ultraviyole ve uzak infrared bölgelerde de ışın dağıtabilir, oysa prizmalarda absorbsiyon nedeniyle bu bölgelerde ışın alınamaz. Gratinglerin prizmalara göre dezavantajı Başıboş ışın miktarı daha fazladır; ancak, Bu dezavantaj önemli değildir, çünkü istenilen dalga boyunun dışındaki ışınlar ya filtrelerle ve özel cihaz dizaynları ile engellenmektedir.

GRATİNG

CAM PRİZMA

KUVARTZ PRİZMA

Üç tip monokromatörün dispersiyonu

Difraksiyon grating monokromatörler iki tiptir:Geçirici (transmisyon) gratinglerYansıtıcı (refleksiyon) gratingler

Geçirici (Transmisyon) Gratingler Geçirici bir grating, üzerinde birbirine paralel ve düzgün çok sayıda girinti-çıkıntılar çizilmiş bir cam veya başka bir şeffaf malzemedir. Ultraviyole ve görünür bölgede çalışan bir gratingin milimetresinde 2000-6000 hat bulunur. Bir infrared gratingdeki hat sayısı ise oldukca azdır; uzak-infrared bölge için milimetresinde 20-30 hat bulunan bir grating yeterlidir. Bu hatların birkaç san-timetre uzunluğundaki gratingde eşit olarak dağılması son derece önemlidir. Bu nedenle gratingin işlenmesi hayati önem taşır ve maliyetini çok yükseltir. Hazırla-nan bir gratingden çok sayıda ikinci kalite grating üretilmesi ise fazla pahalı bir işlem değildir. İlk üretilen "master" grating kalıp olarak kullanılarak çok sayıda plastik model hazırlanır, bu tip modeller orijinal gratinge göre ikinci kalite özellikte olmasına karşın pek çok uygulamada yeterli performansı gösterirler.

Geçirici bir gratinge bir slitten ışık gönderildiğinde, her bir oyuk ışını saçarak gratingin opak (bulanık) bir görünüm olmasını sağlar. Bu durumda gratingin çizil-memiş bölümü, birbirine çok yakın bir dizi slit görevi yapar ve her bir slit yeni bir ışın kaynağı gibi davranır; oluşan demetler (çok sayıda) arasındaki girişim sonu-cunda, ışın saparak kırılır. Kırılma açısı, doğal olarak, dalga boyuna bağlıdır.

mutlak verim %

dalgaboyu nmÇeşitli geçirici gratinglerin performanslarının kıyaslanması

Yansıtıcı (Refleksiyon) GratinglerYansıtıcı gratinglerin kullanım alanı, ayni amaçlı geçirici gratinglerden daha yay-gındır. Yansıtıcı gratinler, infrared bölgede çok üstün dağıtıcı (dispersiyon) özellik-leri olan ve bu nedenle de prizmaların yerini alan elemanlardır. Gratinglerde, prizma sistemine göre ışın enerjisi kaybı daha azdır ve dolayısıyla daha iyi bir ayırma sağlanır, dağıtma hemen hemen doğrusaldır. Suya karşı dayanıklı oluşları da diğer bir iyi özelliğidir. İnfrared grating cam veya plastik bir malzemeden yapı-larak aluminyumla kaplanır.Echelle Gratingler Echelle grating, geleneksel (echelette) gratingden pek çok yönden farklıdır. Echelle grating kabadır, 1 mm’deki oyuk sayısı daha azdır; hat sayısı ~80-300 hat/mm aralığında değişir. Echelette tiplerden daha yüksek açılarda ve daha yük-sek difraksiyon derecelerinde çalışır .

Holografik Gratingler Holografik gratingler, özel bir maddeyle kaplanmış ve parlatılmış bir düzlem veya konkav veya çeşitli cam yüzeyler üzerinde optik bir teknikle (lazerler) hazırlanan gratinglerdir. Klasik gratingler düzlem veya konkavdır ve içerdikleri yivler birbirlerine paralel konumdadır. Oysa holografik gratinglerdeki yivler, sistemin performansını optimize edebilmek için, paralel olabildiği gibi eşit olmayan bir dağılım da gösterebilirler. Holografik gratingler düzlem, küresel, halka şeklinde ve diğer başka yüzeyler üzerinde oluşturulabilir.

Sinkrotron nedir?hızı değişen yükler radyasyona neden olur,bir ışıma yapar.yani hedef bu kanundan yararlanarak ışıma yaratmaktır.kabaca ,yuvarlak bir tüpü alıyoruz bunun içine doğrusal bir parçacık hızlandırıcıdançıkmış cok hızlı elektronları salıyoruz dönsünler diye.Fakat bu elektronlar yuvarlak tüpün içinde nasıl duvarlaraçarpmadan dönüyor sorusu aklımıza geliyor.Aslında duvarlarada çarpıyorlar, ama bu yuvarlak tüpün etrafına özenle yerleştirilmişyüzlerce mıknatıs sayesinde elektronların hepsi duvarlara çarpmıyor,bir kısmı manyetik güç sayesinde yönlendirilerek dönmeye devam ediyorlar.Ondan sonra bu tüpün içinde dönüp duran elektronları ardarda yerleştirilmiş mıknatıslı bir sistemden geçiriyoruz.Bu özel sistemde mıknatıslar kuzey-guney,güney-kuzey,kuzey-guney,... şeklinde bir ona bir buna değişerek yerleştirilmişler.YANİ;manyetik alan bir aşağı bir yukarı ALTERNATE ediyor.elektron bu alternating manyetik alandan geçerken savruluyor,yani hızı değişiyor ve ivmeleniyor.böylece foton yayınlıyor.

Sinkrotron Işınımı Nedir ?Doğrusal veya dairesel olarak ivmeli harekete zorlanan yüklü parçacıklar elektromagnetik ışıma yaparlar. Bu gerçekten hareketle ilk kez 1947 yılında, sinkrotronda ivmelendirilen (hızlandırılan)elektron demetinden ışınım üretilmiştir.Sinkrotronda elde edilen bu ışınıma SİNKROTRON IŞINIMI (SI) denilmiştir.SİNKROTRON NE İŞE YARAROrtaya çıkarılan ışınları DNA'lara,mikroçiplere elmaslara,dinazor fosillerine vs. fokuslayıp yansımalarına veya kırınımlarına bakarak üzerinde deney yaptığınız cisim hakkında çok önemlibilgilere ulaşabiliyorsunuz.

Birinci nesil: Eğici magnetlerdeüretilir, “parazitsel” kullanılırİkinci nesil: SI üretmekamacıyla tasarlanmıs,salındırıcı ve zigzaglayıcıkullanılmıstırÜçüncü nesil: İkinci nesil gibi,ancak kaynak düsük emittanslı ( < 20 NM RAD)

SI KAYNAKLARININ NESİLLERİ

Avantajları ve Özellikleri&Cok yuksek foton akısı&Yuksek parlaklık&Esneklik (ayarlanabilir dalgaboyu vekaynak buyukluğu)&Uzak kızılotesinde sert X-ısınlarınakadar genis bir bolgede sureklispektrum

DÜNYADAKİ SI MERKEZLERİ

Amerika, japonya, almanya ve fransa gibi bircok yerdeki sinkrotron dunyanin tum vatandaslarinin kullanimina ucretsiz olarak aciktir.Türkiyede henüz sinkrotron ışınım merkezi bulunmamaktadır.2015 ve 2025 tarihleri arasında inşaatına başlanıp bitirilmesi planlanıyor.

Amerika’da SI Merkezleri

Avrupada SI Merkezleri

Asyada SI Merkezleri

Japonyada SI Merkezleri

TAC Projesi Sinkrotronu

TAC Sinkrotron Isımasının Parlaklığı

&http://parcacikfizigi.blogspot.com/2007/10/sinkrotron.html

&Insertion Device Radiation

&Theory of Synchrotron Radiation

&http://www.bayar.edu.tr/besergil/3_dalga_boyu_seciciler.pdf&http://tarlafel.org/thm/tac/YAZOKULU/yazokulu2/dersnotlari/SR.pdf

&Prof. Dr. Ercan TUNCEL ders notları 2006

&Türkiye Atom Enerjisi Kurumu

KAYNAKLAR

TEŞEKKÜRLER