Holmiyum (HO) katkılı YBCO (358) süperiletken malzemelerine ait radyasyon soğurma parametrelerinin histerezis eğrileri üzerine etkisi

Bu tez çalışmasında, Holmiyum (Ho) katkılı YBCO(358) yüksek sıcaklık süperiletken radyasyon enerjisiyle etkileşim parametreleri üzerinden incelenmiştir. Çalışma kapsamında saf YBCO(358), yarı Ho katkılı YBCO(358) ve tam Ho katkılı YBCO(358) numuneleri ele alınarak, katkı oranının enerji aktarım ve kayıp mekanizmaları üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Manyetik özellikler, sıfır doğru akım manyetik alanı koşulunda alınan mıknatıslanma–manyetik alan (M–H) ölçümleri üzerinden analiz edilmiştir. Elde edilen M–H histerezis eğrileri altında kalan alanlar, MATLAB ortamında sayısal integrasyon yöntemiyle hesaplanarak manyetik alan çevrimi başına karşılık gelen enerji kayıpları nicel olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, Ho katkı oranına bağlı olarak histerezis davranışının ve manyetik enerji kaybının belirgin biçimde değiştiğini göstermiştir. Radyasyon enerjisiyle etkileşim parametreleri ise deneysel ölçüm yapılmaksızın, XCOM ve EGS4 tabanlı hesaplamalı yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Kütle ve lineer soğurma katsayıları, yarı değer kalınlığı, ortalama serbest yol, radyasyon koruma etkinliği, etkin atom numarası ve kerma katsayıları gibi parametrelerin foton enerjisine bağlı değişimleri değerlendirilmiştir. Hesaplamalı sonuçlar, Ho katkısının atomik bileşim ve yoğunluk üzerinden radyasyon enerjisinin soğurulma ve aktarılma süreçlerini etkilediğini ortaya koymuştur. Manyetik enerji kayıpları ile radyasyon enerjisiyle etkileşim parametreleri arasında doğrudan bir nedensellik kurulmamış olmakla birlikte, her iki enerji rejiminin de malzemenin atomik yapısı ve katkı oranı tarafından belirlendiği gösterilmiştir. Özellikle yarı Ho katkılı numunenin, hem manyetik hem de radyasyonla ilişkili parametreler açısından dengeli bir davranış sergilediği belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, YBCO(358) tabanlı süperiletken seramiklerin enerji sistemleri ve radyasyon ortamlarındaki potansiyel uygulamalarına yönelik önemli çıkarımlar sunmaktadır.

In this thesis, Holmium (Ho)-doped YBCO (358) high-temperature superconducting ceramics were investigated in terms of magnetic-field–induced energy losses and photon interaction parameters. Pure YBCO (358), partially Ho-doped YBCO (358), and fully Ho-doped YBCO (358) samples were compared to determine how dopant concentration affects energy transfer and loss mechanisms. Magnetic behaviour was analysed using Magnetization – Magnetic Field (M–H) measurements under zero DC magnetic field conditions. The energy loss per cycle was quantified by numerically integrating the area enclosed by each M–H hysteresis loop in MATLAB. The results showed that Ho doping significantly alters the hysteresis characteristics and the associated magnetic energy losses. Radiation interaction parameters were evaluated computationally without irradiating the samples. XCOM and EGS4 based calculations were used to obtain mass and linear attenuation coefficients and derived quantities including half-value layer, mean free path, radiation protection efficiency, effective atomic number, and kerma coefficients over a wide photon energy range. The calculations indicate that Ho addition influences radiation attenuation and energy transfer primarily through changes in atomic composition and density. Although a direct causal link between magnetic losses and radiation parameters was not established, both sets of properties are governed by the same compositional and structural features. Notably, the partially Ho doped sample exhibited a balanced performance in both magnetic and radiation-related metrics, suggesting potential relevance for energy systems and radiation exposed applications.