Radiation dose calculations of Turkish science base region in Antarctica

2020-10-21
Demirköz, Melahat Bilge
Belen, Bükem
Şahin, Nilay
Dünya uzaydan gelen kozmik ışın radyasyonuna sürekli olarak maruz kalmaktadır. Dünyanın manyetik alanı ve atmosferi bu ışınlara karşı doğal bir koruma sağlamaktadır. Dünyanın manyetik alanına dik gelen yüklü kozmik ışınların, Lorentz kuvveti nedeniyle bükülerek dünyaya girmeleri zorlaşır. Kutuplarda ise manyetik alana paralel gelen ışınlar bir etkiye maruz kalmadan atmosfere girerler. Atmosfere giren parçacıklar Oksijen ve Azot molekülleri ile çarpışarak parçacık yağmurları oluşturur ve muon, nötron gibi parçacıklar yeryüzüne kadar ulaşabilir. Bu etkiden dolayı, aynı yükseklikler karşılaştırıldığında ekvatordan kutuplara doğru parçacık akısı artmaktadır. Özellikle Güneş patlamalarının olduğu zaman dilimlerinde bu parçacıklara bağlı radyasyon dozu kutuplarda kritik seviyelere ulaşabilmektedir. Antarktika’da Türkiye’nin de içinde bulunduğu çok sayıda ülke yer bilimleri, beşeri bilimler, fizik bilimleri ve canlı bilimleri alanlarında faaliyet göstermektedir. Bölgedeki çalışma alanlarının çeşitlilik göstermesi ve çok sayıda bilim insanın bulunması sebebiyle radyasyon dozu takibi insan sağlığı açısından da kritik bir parametredir. Ayrıca atmosferin koruması olmadan görev yapan uyduların aldığı radyasyon dozu yeryüzünden farklıdır ve uydularımız için güneş patlamalarının da radyasyon miktarını anlamak da önemlidir. Antarktika’daki görev istasyonlarında bu yüzden birçok radyasyon dedektörü bulunmaktadır. Kozmik radyasyon dozu enlem, dünyanın manyetik ekseninin dönme ekseniyle aynı olmamasından kaynaklı olarak boylam, yükseklik ve güneş rüzgarına bağlı olarak değişmektedir. Dünya'daki kozmik ışın yoğunluğu yaklaşık 50°- 60° enlemlerinde maksimuma ulaşmaktadır. Bu çalışmada, belirtilen koordinat aralığına yakın olarak, Antarktika’da bulunan Türk bilim üssünün koordinatları (67°49’40” S, 67°12’08” W) için güneş patlamalarının olduğu ve olmadığı durumlarda radyasyon dozu hesaplamaları Monte Carlo yazılımları olan FLUKA, Geant4 ve CARI7 ile kapsamlı olarak simüle edilecektir. Böylelikle hem güneş patlamaları durumlarında ülkenin bilim politikaları doğrultusunda çalışmalarını sürdüren bilim insanlarının sağlığı hem de uyduların çalışma performanslarını koruyarak görev yapmasını sağlayacak bir radyasyon sayacının fizibilitesinin yapılması hedeflenmektedir.

Suggestions

Space radiation environment and radiation hardness assurance tests of electronic components to be used in space missions
Amutkan, Özge; Esendemir, Akif; Department of Physics (2010)
Space radiation is significantly harmful to electronic Components. The operating time, duration and orbit of the space mission are affected by the characteristic of the radiation environment. The aging and the performance of the electronic components are modified by radiation. The performance of the space systems such as electronic units, sensors, power and power subsystem units, batteries, payload equipments, communication units, remote sensing instruments, data handling units, externally located units, an...
Ensemble monte carlo simulation of quantum well infrared photodetectors, and inp based long wavelength quantum well infrared photodetectors for thermal imaging
Cellek, Oray Orkun; Beşikci, Cengiz; Department of Electrical and Electronics Engineering (2006)
Quantum well infrared photodetectors (QWIP) utilize quantum wells of large bandgap materials to detect infrared radiation. When compared to conventional low bandgap LWIR photodetectors, the QWIP technology offers largest format thermal imagers with much better uniformity. The theoretical part of this study includes the development of a QWIP ensemble Monte Carlo simulator. Capture paths of electrons to quantum wells are simulated in detail. For standard AlGaAs/GaAs QWIPs, at medium and high E-fields L valley...
Design of an irradiation test facility for space applications
Kızılören, Dilek; Demirköz, Melahat Bilge; Department of Physics (2014)
Space radiation damages electronic components of spacecraft. Damages are due to cosmic rays which consist of protons, photons, electrons, and heavy nuclei. Function- ality and performance of the electronic components in flight depend on the orbital pa- rameters of spacecrafts and exposure time. The space radiation causes three types of effects and these are categorized as Single Event Effects (SEEs), Total Ionizing Dose (TID) Effects and Non-Ionizing Dose Displacement Damage Effects. Radiation hard- ness ass...
Measurement of the proton flux and variability in low earth orbit with the alpha magnetic spectrometer
Konak, Çağlar; Demirköz, Melahat Bilge; Department of Physics (2019)
AMS-02 is a general purpose high energy particle detector, installed on the International Space Station on 19 May 2011 to detect dark matter and primordial anti-matter as well as measure the cosmic particles with unprecedented statistics. AMS-02 has a unique design including a powerful magnet, large acceptance with prolonged exposure time. Protons are the most abundant charged particles among other cosmic rays above a few 100s MeV. An understanding of precise behaviour of them accounts for the origin, acc...
Synthesis and characterization of lithium tetraborate and lithium triborate phosphors doped with metals and their thermoluminescence properties
Çelik, Muzaffer Gençay; Yılmaz, Ayşen; Department of Chemistry (2016)
The phenomenon of thermoluminescence (TL) has been interested in the measurement of radiation dose over the past few decades. Thermoluminescence property of a material can be used in surface acoustic wave apparatus, sensor sector and non-linear optics (LASER). Moreover, in dosimetry TL concept has been utilized. Thermoluminescence dosimetry is interested in the fields of environmental, personnel, and clinical radiation applications. In this thesis, dosimetric phosphors lithium tetraborate (Li2B4O7: LTB) [1]...
Citation Formats
M. B. Demirköz, B. Belen, and N. Şahin, “Radiation dose calculations of Turkish science base region in Antarctica,” presented at the 4. Ulusal Kutup Bilimleri Çalıştayı (2020), Kocaeli, Türkiye, 2020, Accessed: 00, 2021. [Online]. Available: https://kare.mam.tubitak.gov.tr/sites/images/kare_mam/4._ukbc_ozet_kitabi-13-11-2020.pdf.