NÖTRON ABSORBE EDİCİ BOR KARBÜR İÇEREN KAUÇUK KARIŞIMI İLE RADYASYONA KARŞI DAYANIKLI KAPLAMA MALZEME GELİŞTİRİLMESİ
Hazırlayan: Mete MERCAN, Uludağ Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü,
16059, Bursa/Türkiye
Merve KOLAY, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Kimya Bölümü, 06531, Ankara/Türkiye
Proje Özeti:
Dünya bor rezervlerinin yaklaşık %71’i Türkiye’de bulunmaktadır. Balıkesir-Bigadiç,
Kütahya-Emet, Bursa-Kestelek, Eskişehir-Kırka lokasyonları Türkiye’deki en büyük
bor rezervleridir. Bor, yeryüzünde toprak, kayalar ve suda yaygın olarak bulunan bir
elementtir. Toprağın bor içeriği ortalama 10-20 ppm olmakla birlikte ABD’nin batı
bölgeleri ve Akdeniz’den Kazakistan’a kadar uzanan yörede yüksek konsantrasyonlarda
bulunur. Deniz suyunda 0.5-9.6 ppm, tatlı sularda ise 0.01-1.5 ppm aralığındadır. Yüksek
konsantrasyonda ve ekonomik boyutlardaki bor yatakları, borun oksijen ile bağlanmış
bileşikleri olarak daha çok Türkiye ve ABD’nin kurak, volkanik ve hidrotermal
aktivitesinin yüksek olduğu bölgelerde bulunmaktadır.
Bor ürünleri, uzay ve hava araçları, nükleer uygulamalar, askeri araçlar, yakıtlar,
elektronik ve iletişim sektörü, tarım, cam sanayi, kimya ve deterjan sektörü, seramik ve
polimerik malzemeler, nanoteknolojiler, otomotiv ve enerji sektörü, metalurji ve inşaat
gibi 500’e yakın alanda kullanılmaktadır.
Bor atom çekirdeği, nötronlara karsı oldukça duyarlı olup, onları çok fazla yutabilme
niteliğine sahip olduğundan, özellikle nükleer santrallerde kontrol malzemesi olarak
kullanılmaktadır. Atom reaktörlerinde bor karbürden yapılan boruların emniyet çubuğu
olarak kullanıldığı bilinmektedir.
Bor karbür, grafit ve elmastan sonra en sert üçüncü malzemedir. Birçok kimyasal
reaksiyona karşı dayanımı çok yüksektir. Diğer mükemmel özelliği ise düşük yoğunluğu
ile ısı dayanımıdır. Ancak en önemli özelliklerinden birisi, yaklaşık her bir bor karbür
atomunun bir nötron absorbe edebilmesidir. Bor karbür, 3 atomlu ikosahedral arası
bağlar boyunca ve doğrudan kovalent bağlar tarafından birbirine bağlanmış 12 atomlu
ikosahedral kümelere sahip rombohedral yapıdadır. Yüksek mukavemet, yüksek erime
noktası (2723 K), düşük yoğunluk (2,52 g/cm3), oldukça yüksek sertlik, iyi kimyasal
kararlılık ve nötron absorplama kapasitesi gibi etkileyici özelliklerinden dolayı bor karbür
(B4C), radyasyona karşı dayanıklı yapı malzemesi geliştirilmesinde değerlendirilebilir.
Bu projede nötron absorbe edici özelliğe sahip toz halindeki bor karbürün, tercihen
stiren bütadien kauçuk (SBR) ile uygun oranda karışımı sonucu esnek özelliğe sahip
membran (kauçuk plaka) geliştirilecektir...