Uydularımızın Radyasyon Sensörleri Yerli Olarak Üretiliyor

Günümüzde radyasyon uygulamalarından farklı alanlarda (örneğin tıp ve sağlık, nükleer santraller, askerî uygulamalar) sıkça yararlanılıyor. Ancak yüksek enerjili parçacıkların insan sağlığı ve elektronik ekipmanlar üzerinde zararlı etkileri olabiliyor. Bu nedenle bu tür uygulamalarda radyasyon miktarının ölçülebilmesi hayli önemli.

Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Nükleer Radyasyon Dedektörleri Uygulama ve Araştırma Merkezinde (NÜRDAM) Türk bilim insanları tarafından geliştirilen ve üretilen yerli nükleer radyasyon dedektörleri bu ölçümlerin hassas ve güvenli bir şekilde yapılmasına imkân sağlayabilecek. Bilim Genç olarak NÜRDAM Müdürü Prof. Dr. Ercan Yılmaz ile proje üzerine bir söyleşi gerçekleştirdik.

TÜBİTAK Bilim Genç: Sizi tanıyabilir miyiz?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: 1972 yılında Malatya'da doğdum. İnönü Üniversitesi Fizik Bölümü’nden 1995 yılında mezun oldum. Yüksek lisans eğitimimi 1998 yılında Gazi Üniversitesinde tamamladıktan sonra, doktora derecemi 2003 yılında Orta Doğu Teknik Üniversitesinden Atom ve Molekül Fiziği Anabilim Dalı’nda aldım. 2003’te Mustafa Kemal Üniversitesi Fizik Bölümü’nde yardımcı doçent olarak göreve başladım. 2004’te Güney Amerika Şili Valparaiso Üniversitesinde bir dönem ders verdim. 2005’te NATO bursu ile Fransa Atom Enerjisi Kurumunda, 2010 yılında ABD’deki Kaliforniya Üniversitesinde ve 2012’de Avrupa Birliği Marie Curie Bursu ile İrlanda Tyndal Ulusal Enstitüsünde araştırmalar yürüttüm. 2008’de Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fizik Bölümü’nde doçent olarak göreve başladım ve 2014’te profesör oldum. 2012’de şimdiki ismiyle Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı, o dönemdeki ismiyle Kalkınma Bakanlığının desteği ile Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesinde NÜRDAM’ın kurulmasına öncülük ettim. NÜRDAM 2014’te faaliyetlerine başladı.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Milli Nükleer Radyasyon Dedektörü projesinden bahsedebilir misiniz? 

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: Bu projede radyasyon dedektörlerinin yerli olarak geliştirilmesi ve üretilmesi amaçlandı. Radyasyonu algılayabilen bu sensörler (yarı iletken oksit alan etkili transistörler olarak isimlendirilir) temiz odada yarı iletken özellikte bir element olan silisyumdan üretiliyor.

NÜRDAM laboratuvarlarında 10-100-1000 sınıfı temiz odalar bulunuyor. Temiz odalar, havada asılı hâldeki parçacık sayısının belli bir sınır değerinin altında olduğu ortamlardır.

Bu sayede, radyasyon sensörünün üzerine yüksek enerjili parçacıklar nüfuz ettiğinde tek nokta olarak adlandırılan yöntem kullanılarak eşik voltaj değeri okuyucu devre ile ölçülebilir. Ölçülen eşik voltaj değeri sensörün maruz kaldığı radyasyon miktarına göre değişir. Bu değişim değerinden ortamda ne kadar radyasyon olduğu hesaplanarak belirlenebilir.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Nükleer radyasyon dedektörleri hangi alanlarda kullanılıyor?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: Dünyada askerî ve sivil amaçlarla kullanılan nükleer radyasyon uygulamaları hızla yaygınlaşıyor. Örneğin nükleer enerji santrallerinde kullanılan yakıtlar radyoaktif özelliktedir. Ayrıca tıp ve sağlık alanında radyolojik yöntemler teşhis ve tedavi amacıyla (örneğin iyonlaştırıcı radyasyon kullanılarak kanser ve başka hastalıkların tedavisinde kullanılan radyoterapi yöntemi, X-ışınlarının kullanıldığı röntgen görüntüleme) sıkça kullanılıyor. Ancak yüksek enerjili parçacıkların yani radyasyonun insan sağlığı için olumsuz etkileri olabiliyor. Bu radyasyon kaynaklarının insanların güvenliği dikkate alınarak kontrollü bir şekilde kullanılabilmesi için radyasyon ölçümleri yapılması gerekiyor. Bu amaçla radyasyon dedektörlerine ihtiyaç duyuluyor. Radyoaktif malzemelerin yasa dışı yollarla ticaretinin yapılmasının önlenebilmesi için de bu tür algılayıcılara ihtiyaç var.

Radyasyon kaynağına ve kullanım amacına bağlı olarak maruz kalınan radyasyon miktarı çok yüksek veya çok düşük olabiliyor. Çok düşük ve çok yüksek düzeylerdeki radyasyonun ölçülebilmesi için hassas radyasyon algılayıcılarına ihtiyaç duyuluyor. Dolayısıyla radyasyon algılayıcılar tıp ve sağlık, askerî ve güvenlik, uzay, yüksek enerji fiziği ve nükleer santrallerin güvenliği gibi farklı alanlarda kullanılıyor.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Projenin geliştirme ekibinde hangi alanlardan bilim insanları yer alıyor?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: Milli Nükleer Radyasyon Dedektörü projesinde Bolu Abant İzzet Baysal Üniversitesi Fen-Edebiyat ve Mühendislik fakültelerinde görev yapan bilim insanlarının yanı sıra yüksek lisans, doktora eğitimine devam eden öğrenciler ve mezunlar yer alıyor. Ayrıca ulusal ve uluslararası birçok kurum ve kuruluş ile yaptığımız iş birlikleri devam ediyor.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Proje kapsamında geliştirilen radyasyon dedektörleri kullanılmaya başlandı mı?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: İlk üretilen dedektörler radyasyon testlerinden başarıyla geçti. Ürettiğimiz algılayıcılardan NüRFET TR 03 Bolu İl Emniyet Müdürlüğü tarafından nükleer silah ve malzeme kaçakçılığını önlemek amacıyla yapılan arama ve kontrollerde kullanılmaya başlandı.

Ayrıca proje kapsamında üretilen NüRFET radyasyon dedektörlerinin TÜBİTAK Uzay Teknolojileri Araştırma Merkezi (TÜBİTAK UZAY) iş birliği ile radyasyon modülü hâline dönüştürülerek uydu yörünge radyasyon haritasının belirlenmesinde kullanılması planlanıyor.

Uydu gibi uzayda görev yapan sistemler yüksek miktarda radyasyona maruz kalıyor. Bu sistemlerin kullanım ömürlerinin belirlenmesinde radyasyon doz takiplerinin yapılması ve yörünge doz haritalarının çıkarılması kritik öneme sahip. Bu amaçla kullanılması planlanan NüRFET radyasyon dedektörleri Ekim 2019’da uçuş öncesi yer testlerinden başarıyla geçti. NüRFET radyasyon dedektörlerinin TÜBİTAK UZAY tarafından üretilen TÜRKSAT 6A ve İMECE gibi yerli uydulara entegrasyon süreci başladı.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Milli Nükleer Radyasyon Dedektörleri'nin ülkemizin uzay araştırmalarına katkıları nelerdir?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: Dünya’nın atmosferinin dışında Güneş’ten gelen yüksek enerjili radyasyon miktarı çok yüksektir. Bu durum uydu sistemlerinde kullanılan elektronik bileşenlerin geçici veya kalıcı olarak bozulmasına neden olabilir. Dolayısıyla atmosferin dışında görev yapacak uyduların uzay koşullarında sorunsuz bir şekilde çalışabilmesi hayli önemli.

Uydularımıza entegre edilecek yerli radyasyon modülünün, üzerine gelen gama ışınlarını ölçerek yörüngedeki radyasyon haritasını çıkarması hedefleniyor. Elde edilen veriler gelecekte uydularda kullanılacak elektronik devre elemanlarının özelliklerinin belirlenmesine ışık tutabilecek.

 

TÜBİTAK Bilim Genç: Projenin yerlilik oranı hakkında bilgi verebilir misiniz?

Prof. Dr. Ercan Yılmaz: Proje için farklı sarf malzemelerine, cihazlara ve temiz oda koşullarına ihtiyaç var. Bu cihazların büyük kısmı ülkemizde de üretilebilir. Ancak maliyet yönünden karşılaştırıldığında yurt dışı ile rekabet edilmesi zor olduğundan cihazlar yurt dışından temin edildi. Sarf malzemelerinin bir kısmı Türkiye’den bir kısmı ise yurt dışından temin ediliyor. Ancak proje kapsamında radyasyon dedektörlerinin geliştirilmesine yönelik teknik bilgi birikimi tamamen araştırmacılarımıza ait. Ayrıca sensörlerin üretimi ve bu sensörlerin dedektör hâline getirilmesi süreci tamamen yerli olarak ve araştırmacılarımız tarafından gerçekleştiriliyor.