INVESTIGATION OF RADIATION ATTENUATION PROPERTIES OF TI-HA BIOCOMPOSITE
XII. INTERNATIOANAL HEALTH, ENGINEERING AND SCIENCE CONGRESS, Toskent, Özbekistan, 10 - 12 Nisan 2026, cilt.1, sa.1, ss.222-229, (Tam Metin Bildiri)
- Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
- Cilt numarası: 1
- Basıldığı Şehir: Toskent
- Basıldığı Ülke: Özbekistan
- Sayfa Sayıları: ss.222-229
- Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
- Akdeniz Üniversitesi Adresli: Evet
Özet
Biyouyumlu malzemelerin radyasyon ortamlarında kullanımı, özellikle medikal ve malzeme bilimi uygulamalarında giderek daha fazla önem kazanmaktadır. Bu çalışmada, hidroksiapatit (HA) tabanlı ve titanyum (Ti) katkılı biyokompozit yapının sinterlenmemiş formundaki radyasyon zayıflatma özellikleri deneysel olarak incelenmiştir.
Deneysel çalışmada, öncelikle hacimce %95 HA (2,83g) ve %5 Ti (0,212g) içeren homojen toz karışımı hazırlanmıştır. Daha sonra hacimce %60 oranındaki 95HA+5Ti toz karışımına hacimce %40 oranında gözenek oluşturucu NaCl (1,36g) eklenerek nihai homojen toz karışımı elde edilmiştir. Elde edilen bu karışıma bağlayıcı olarak kuru 0,09 gram (ıslak 1,8g) PVA eklenerek homojenizasyonun sağlanması için tekrar karıştırılmıştır. Hazırlanan bu karışım 10mm çapındaki kalıpta 1,25 ton kuvvetinde basılarak 3,52mm kalınlığında pelet haline getirilmiştir.
Numune, silindirik kalıpta şekillendirilmiş ve sinterlememiş haliyle değerlendirilmiştir. Radyasyon ölçümleri, 59,5 keV enerjili Am-241 gama kaynağı ve HPGe (yüksek saflıkta Germanyum) dedektörü kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre Ti-HA numunesi için lineer zayıflatma katsayısı 0,6629 cm⁻¹, ortalama serbest yol 1,5085 cm, yarı değer kalınlığı 1,0454 cm ve radyasyon koruma verimliliği (RPE) %20,81 olarak hesaplanmıştır. Bu bulgular, sinterlenmemiş Ti-HA-NaCl biyokompozitin düşük enerjili gama radyasyonuna karşı belirli bir zayıflatma kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir.
Çalışmanın ilerleyen aşamalarında aynı kompozitin sinterlenmiş ve suda yıkanarak NaCl’den arındırılmış böylece de gözenekli hale gelmiş formu da hazırlanarak deneysel olarak incelenecek ve sinterleme işleminin radyasyon zayıflatma özellikleri üzerindeki etkisi karşılaştırmalı olarak değerlendirilecektir. Bu yönüyle çalışma, biyouyumlu ve fonksiyonel radyasyon zayıflatıcı malzemelerin geliştirilmesine katkı sunmayı amaçlamaktadır.
The sample was shaped in a cylindrical die and evaluated in its unsintered state. Radiation measurements were performed using an Am-241 gamma source with an energy of 59.5 keV and an HPGe (High-Purity Germanium) detector. According to the results obtained, the linear attenuation coefficient for the Ti-HA sample was calculated as 0.6629 cm-1, the mean free path as 1.5085 cm, the half-value layer as 1.0454 cm, and the radiation protection efficiency (RPE) as 20.81%. These findings indicate that the unsintered Ti-HA-NaCl biocomposite possesses a specific attenuation capacity against low-energy gamma radiation.
In the experimental procedure, a homogeneous powder mixture containing 95% HA (2.83 g) and 5% Ti (0.212 g) by volume was initially prepared. Subsequently, the final homogeneous mixture was obtained by adding 40% pore-forming NaCl (1.36 g) by volume to the HA-Ti powder mixture, which constituted 60% of the total volume. To ensure homogenization, 0.09 grams of dry (1.8 g wet) PVA was added as a binder and mixed again. The resulting mixture was pressed in a 10mm diameter die under 1.25 tons of force to produce a pellet with a thickness of 3.52 mm.
The use of biocompatible materials in radiation environments is gaining increasing importance, particularly in medical and materials science applications. In this study, the radiation attenuation properties of a hydroxyapatite (HA)-based and titanium (Ti)-reinforced biocomposite structure were experimentally investigated in its unsintered form.
In the subsequent stages of the study, the sintered form of the same composite-purified from NaCl by water leaching to achieve porosity-will be prepared and experimentally analyzed, and the effect of the sintering process on radiation attenuation properties will be evaluated comparatively. In this respect, the study aims to contribute to the development of biocompatible and functional radiation-attenuating materials.