Elektrospin cihazı ile nanomalzeme kullanarak X ışınlarından koruma malzemesi üretimi

Abstract

İyonlaştırıcı radyasyon içeren tanı cihazlarının temelini x ışını oluşturur. X ışını kullanan tanı yöntemlerinin avantajları dezavantajlarından fazla olduğu için kullanılmaya devam edilmektedir. Ama tıpta bu cihazları kullanan sağlık çalışanları, sürekli x ışınına maruz kalmaktadır. Ayrıca tanısal tedavide uygulamayı yapan sağlık çalışanlarının ve hastanın x ışınlarından korunmaları gerekmektedir. Sağlık çalışanlarını radyolojik anlamda korumak için uluslararası komite tarafından güvenli doz limitleri dikkate alınmaktadır. Sağlık çalışanlarının belirlenen doz limitlerine uyması ve sağlıklarını koruması için kurşun önlükler kullanılmaktadır. Ama kurşun elementinin insan sağlığı ve geri dönüşümden kaynaklı çevresel kirliliğe yol açmasından dolayı kullanımı 2003 yılında Avrupa’da “Tehlikeli Maddelerin Kısıtlanması Direktifi (Restriction of Hazardous Substances Directive “RoHS”)”, 2008 de Türkiye’de “Elektrikli ve Elektronik Eşyalarda Bazı Zararlı Maddelerin Kullanımının Sınırlandırılmasına Dair Yönetmelik (EEE)” ile kısıtlanmıştır. Bu kısıtlamalara ve toksik malzeme olmasına rağmen x ışınını soğurmadaki başarısından dolayı kurşun elementi hala tıpta koruyucu malzeme olarak kullanılmaktadır. Ama son yıllarda kurşunun hem toksik malzeme oluşu hem de kullanıcı açısından ağır ve kullanışsız oluşundan dolayı bilim adamlarını kurşun içermeyen farklı koruyucu malzeme üretimi üzerinde çalışmaya sevk etmiştir. Bu konu üzerine ülkemizde çok fazla çalışma bulunmamasına rağmen diğer ülkelerce yapılan birçok araştırma ve yöntem bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında Gd2O3, Bi2O3 ve değişik yüzdelerde PbO katkılı Naylon 6-6 nanofiberlerden oluşan kompozitlerin X soğuruculuğu araştırılmıştır. Numunelere 200 mA, 100mSec ve 20 mAs değerlerini sabit tutarak 40 kV, 60kV, 80 kV ve 100 kV doz değerlerinde 100 cm mesafeden ölçümler yapılmıştır. Yapılan ölçüler sonucunda: tek katmanlı ağırlıkça %10 PbO katkılı kompozit en iyi zayıflatma katsayısına ulaşmıştır. PbO miktarı arttıkça lineer zayıflatma sayısında artış gözlenememiştir. Bunun sebebi PbO yüzdesi arttıkça fiber matın içerisinde boncuksu yapı miktarı gözlenmiş. Bu sebepten dolayı gözeneklilik artmıştır. %25 Bi2O3 kompozit saf Naylon 6-6 kompozite göre daha iyi bir lineer zayıflatma katsayısına ulaşsa da %10 PbO kompozit kadar iyi seviyeye ulaşamamıştır. Ağırlıkça %25 Gd2O3 katkılı kompozit ağırlıkça %25 Bi2O3 katkılı kompozite göre daha iyi sonuç verse de ağırlıkça %10 PbO katkılı kompozite göre düşük seviyelerde lineer zayıflatma katsayısına sahip olmuştur. Birden fazla kompozitlerin üst üste konması ile oluşturulan yeni kombinasyonların hiçbiri yapıştırma yapılmadan sadece üst üste konularak X ışını testleri yapıldığı için tek katmanlı ağırlıkça %10 PbO katkılı kompozit seviyesinde lineer zayıflatma katsayısına ulaşamamıştır.

X-rays are the basis of diagnostic devices containing ionizing radiation. X-ray diagnostic methods continue to be used because the advantages outweigh the disadvantages. But healthcare workers using these devices in medicine are constantly exposed to x-rays. In addition, healthcare professionals and patients who perform diagnostic treatment should be protected from x-rays. Safe dose limits are taken into consideration by the international committee in order to protect healthcare workers radiologically. Lead aprons are used for this. However, the use of lead element due to the environmental pollution caused by human health and recycling, "Restriction of Hazardous Substances Directive (RoHS") in Europe in 2003, and in 2008 in Turkey the "Restriction of Some Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment". Regulation on the Restriction of Use (EEE). Despite these limitations and being a toxic material, lead is still used as a protective material in medicine due to its success in absorbing x-rays. However, in recent years, due to the fact that lead is both a toxic material and heavy and useless for the user, it has prompted scientists to work on the production of different lead-free protective materials. Although there are not many studies on this subject in our country, there are many researches and methods made by other countries. In this thesis, the X-absorption of composites consisting of nanofibers with Gd2O3, Bi2O3 and different percentages of PbO was investigated. By keeping the values of 200 mA, 100mSec and 20 mAs constant, measurements were made on the samples from a distance of 100 cm at dose values of 40 kV, 60 kV, 80 kV and 100 kV. As a result of the measurements: the single layer 10% PbO by weight added composite reached the best attenuation coefficient. As the amount of PbO increased, no increase in the number of linear attenuation was observed. This is because as the percentage of PbO increased, the amount of bead-like structure was observed in the fiber mat. For this reason, the porosity has increased. Although 25% Bi2O3 composite achieved a better linear attenuation coefficient than pure Nylon 6-6 composite, it could not reach a good level as 10% PbO composite. Although 25% Gd2O3 composite gave better results than %25 Bi2O3 composite, it had lower levels of linear attenuation coefficient compared to PbO composite. None of the new combinations created by placing more than one composite on top of each other, could not reach the linear attenuation coefficient at the level of single-layer 10% Pb composite, as X-ray tests were performed only by placing them on top of each other.