«8D05305 - Ядролық физика» мамандығы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Темір Әділет Махамбетұлы диссертациясын қорғауы
Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінде философия докторы (PhD) дәрежесін алу үшін Темір Әділет Махамбетұлы «8D05305 – Ядролық физика» білім беру бағдарламасы бойынша «Bi2O3 – WO3 – TeO2 композиттік керамикамен электронды және гамма – сәулеленуді экрандаудың тиімділігін зерттеу» тақырыбында диссертациясы қорғалады.
Диссертация Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «Ядролық физика, жаңа материалдар және технологиялар» кафедрасында орындалды.
Қорғау тілі - орыс тілінде
Ресми рецензенттер:
1Ногай Адольф Сергеевич
Мухамедов Нуржан Еролович
Диссертациялық кеңестің уақытша мүшелері:
Сагдолдина Жулдыз
Меренцов Александр Ильич
Селиверстова Евгения Владимировна - философия докторы (PhD), қауымдастырылған профессор, Е.А. Бөкетов атындағы Қарағанды мемлекеттік университеті, Аға ғылыми қызметкер
Ғылыми кеңесшілері:
Жұмадилов Қасым Шаймарданұлы - философия докторы (PhD), Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің "Ядролық физика, жаңа материалдар және технологиялар" кафедрасының профессоры, Қазақстан Республикасы, Астана қаласы.
Труханов Алексей Валентинович - ф.-м.ғ. д., доцент, Беларусь Ұлттық ғылым академиясының Химия және жер туралы ғылым бөлімінің Академик-хатшысы, Беларусь Республикасы, Минск қаласы.
Қорғау 2024 жылғы 27 қыркүйек, сағат 10:00 Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университетінің «8D05305 – Ядролық физика» мамандығы бойынша «8D053 – Физикалық және химиялық ғылымдар» кадрларды даярлау бағыты бойынша диссертациялық кеңесте өтеді. Диссертациялық кеңес мәжілісі онлайн форматта өткізіледі деп жоспарлануда.
Сілтемесі: https://clck.ru/3CkLyT
Мекен-жайы: Астана қ., Қ. Сәтбаев көшесі, 2, Бас ғимарат, Мәжіліс залы (№302 ауд.).
Аңдатпа (қаз.): АННОТАЦИЯ Темір Әділет Махамбетұлының "8D05305 – ядролық физика "білім беру бағдарламасы бойынша философия докторы (PhD) дәрежесін алуға ұсынылған "Bi2O3 – WO3 – TeO2 композиттік керамикамен электронды және гамма – сәулеленуді экрандаудың тиімділігін зерттеу" диссертациялық жұмысы Диссертациялық зерттеудің мақсаты Диссертациялық зерттеудің мақсаты гамма және электронды сәулеленуді экрандау үшін Bi2O3 – WO3 – TeO2 қосылыстарына негізделген композиттік керамиканы қолдану перспективаларын зерттеу болып табылады. Зерттеу міндеттері Қойылған мақсат негізінде диссертациялық зерттеуді орындау аясында келесі міндеттер тұжырымдалды: 1. Қатты фазалы синтез әдісін қолдана отырып, Bi2O3 – WO3 – TeO2 шыны тәрізді керамика алу технологиясын пысықтау. 2. Bi2O3 – WO3 – TeO2-дегі фазалық түрлендіру процестерін алу шарттары өзгерген кезде зерттеу (үлгілерді жасыту температурасының өзгеруі). 3. Композициялық Bi2O3 – WO3 – TeO2 керамикаларының құрамының вариациясының гамма және электронды сәулеленудің экрандалу тиімділігіне әсерін анықтау. Зерттеу әдістері Композиттік шыны тәрізді керамикалардың синтезі механохимиялық қатты фазалық синтез әдісін қолдана отырып, содан кейін әр түрлі температурада термиялық күйдіру арқылы жүзеге асырылды. Бұл өз кезегінде "кристалдық құрылым – аморфты құрылым" сияқты фазалық трансформациялардың кинетикасын анықтауға, сондай-ақ аморфизация жүретін температураларды анықтауға мүмкіндік берді. Термиялық күйдіру жағдайларының өзгеруіне байланысты, сондай-ақ компоненттердің концентрациясы өзгерген жағдайда алынған керамиканың құрылымдық және морфологиялық ерекшеліктерін зерттеу растрлық электронды микроскопия, трансмиссиялық электронды микроскопия, энергетикалық дисперсиялық және рентгендік фазалық талдау әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылды. Экрандаушы сипаттамаларды анықтау экрандаушы материалдарды қолданар алдында және одан кейін гамма –сәулелену қарқындылығының өзгеруін анықтаудың стандартты әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылды. Стандартты Co57 (136 кэВ), Cs137 (661 кэВ), Na22 (1274 кэВ) көздері гамма – кванттық көздер ретінде таңдалды. 1.3 МэВ энергиясы бар электрондарды сәулелендіру арқылы ЭЛВ – 4 үдеткішінде электронды сәулеленуді экрандау эксперименттері жүргізілді. Қорғауға шығарылатын негізгі ережелер: 1. Рентгендік фазалық талдау әдісін қолдана отырып, композиттік Bi2O3 – WO3 – TeO2 керамикаларының аморфизациясы және кейіннен шынылануы 750 °С жоғары температурада жүретіні анықталды. 2. Bi2Te2W3O16 → аморф тәрізді шыны сияқты Bi2O3-WO3-TeO2 керамикасындағы фазалық трансформациялар гамма – сәулеленудің әлсіреу жиілігінің 1.2-ден 2.7 есеге дейін артуына әкелетіні анықталды. 3. 0.5TeO2-(0.5-x)WO3-xBi2O3 керамикасының құрамында Bi2O3 концентрациясының 0.1 М–ден 0.4 М-ге дейін артуы 660-1270 кэВ энергиясы бар гамма-кванттарды экрандау тиімділігінің екі есе артуына, ал төмен энергиялы гамма-кванттар жағдайында олардың толық сіңуіне әкелетіні анықталды. 4. Шыны тәрізді 0.5TeO2-(0.5-x)WO3-xBi2O3 керамиканың құрамындағы Bi2O3 концентрациясының түрленуі материалдың тығыздығының өзгеруіне және Bi2O3 жоғары концентрациясында күшейту әсерінің пайда болуына әкелетіні анықталды. Зерттеудің негізгі нәтижелерінің сипаттамасы Синтез жағдайларының, атап айтқанда термиялық күйдірудің, керамиканың фазалық құрамы мен оптикалық қасиеттеріне әсерін зерттеу нәтижелері алынды. Бұл осы керамиканы қорғаныс материалдары ретінде қолдану мүмкіндігінің жақсы перспективаларын көрсетті. Керамика синтезі 300-ден 800°C аралығында механикалық-химиялық синтез және термиялық агломерация әдістерін қолдана отырып жүргізілді. WO3/Bi2Te4O11→ WO3/Bi2Te2W3O16 → Bi2Te2W3O16→ аморф тәрізді әйнек типті керамикадағы түрлендірулердің белгіленген фазалық диаграммасы әртүрлі оптикалық және экрандау сипаттамалары бар әртүрлі фазалық құрамдағы керамиканы жоғары дәлдікпен алуға мүмкіндік береді. Bi2O3-TeO2-WO3 керамикасымен 130 кэВ энергиясы бар гамма- сәулеленуді қорғаудың тиімділігі көрсетілген. Экрандау сипаттамаларын зерттеу барысында фазалық құрамның өзгеруі гамма-сәулеленудің әлсіреу коэффициентінің 1.2-ден 2.7 есеге дейін артуына әкелетіні анықталды. Сонымен қатар, қалыңдығы 0,5 мм керамика үшін экрандау тиімділігі керамиканың фазалық құрамына байланысты 30-дан 70% - ға дейін құрайды. Зерттеу нәтижелерін ұқсас құрылымдар үшін теориялық болжамдармен салыстыруға болады. Электрондық сәулеленудің экрандау тиімділігін сынау барысында 300- 500°C температурада алынған үлгілер жағдайында экрандау тиімділігі өте төмен және 50% - дан аспайтыны анықталды. Бұл керамиканың төмен тығыздығына байланысты. Керамика тығыздығының жоғарылауы, сондай-ақ фазалық құрамның өзгеруі Bi2Te2W3O16 фазасының қалыптасуы экрандау тиімділігінің 20-30% - ға артуына әкеледі. Сонымен қатар, аморфты керамика үшін экрандау дәрежесі ең жоғары және тиімділігі жағынан ұқсас құрамдардың ұқсас құрылымдарымен салыстыруға болады. Жұмыста 0.5TeO2-(0.5-x)WO3-xBi2O3 типті қорғаныс әйнектерінің беріктік, оптикалық және гамма-сәулеленуден қорғайтын сипаттамаларын зерттеу нәтижелері келтірілген. Шыны алу әдісі ретінде механикалық- химиялық әдіс таңдалды, содан кейін 1000°C температурада бірігу жасалды. Шыны алудың бұл әдісі жоғары беріктік көрсеткіштері бар аморф тәрізді әйнектерді алуға мүмкіндік береді. Жоғарыда аталған барлық қасиеттердің өзгеруі қарастырылған допант компоненті ретінде Bi2O3 таңдалды. Жүргізілген эксперименттер барысында 0.15-тен жоғары Х кезінде Bi2O3 допингінің беріктіктің 30%-дан астамға айтарлықтай артуына әкелетіні анықталды. Бұл әйнектердің сыртқы әсерлерге төзімділігінің жоғарылауын көрсетеді. Оптикалық сипаттамаларды талдау көрсеткендей, Bi2O3 әйнектерінің құрамына қосу көрінетін жарық аймағында өткізгіштіктің шамалы төмендеуіне, сондай-ақ тыйым салынған аймақтың енінің 3.32 эВ- ден 3.78-3.81 эВ-ге дейін ұлғаюына әкеледі. Алынған экрандау сипаттамаларына сәйкес TWBO-4 және TWBO-5 үлгілері ең жоғары экрандаушы тиімділікке ие, олар үшін гамма-кванттардың қарқындылығының төмендеуі байқалады, сәйкесінше 50%-дан (1270 кэВ энергиясы бар гамма-кванттар үшін) 75% - ға дейін және 660 кэВ және 130 кэВ энергиясы бар гамма-кванттар үшін 96% - ға дейін. 1270 кэВ энергиясы бар гамма-кванттарды экрандау жағдайында TWBO-4 және TWBO-5 үлгілері үшін экрандау тиімділігінің шамасы 50%-дан жоғары, нәтижесінде пайда болған электрон-позитрон жұптарының қосымша сіңірілуіне әкелетін қосымша электронды тұзақтар мен сіңіру жолақтарының болуына байланысты. Алынған нәтижелерді одан әрі өнеркәсіптік масштабта қорғаныс әйнектерін жасау технологиясын жасау үшін пайдалануға болады. Экрандау салыстырмалы сипаттамаларын зерттеу барысында қалыңдығы 0.3-0.4 мм синтезделген керамика ұқсас қалыңдықтағы қорғасын пленкалары сияқты салыстырмалы экрандаушы тиімділікке ие екендігі анықталды. Бұл оларды иондаушы сәулеленуден қорғайтын материалдар ретінде қолданудың тиімділігін көрсетеді. Сонымен қатар, қорғасыннан айырмашылығы, синтезделген керамика қоршаған ортаға улы емес. Алынған нәтижелердің жаңалығы мен маңыздылығын сипаттау Рентгендік фазалық талдау арқылы 300 – 800°C диапазонындағы күйдіру температурасының өзгеруі WO3/Bi2Te4O11 → WO3/Bi2Te2W3O16 → Bi2Te2W3O16 → аморфты шыны түрінің фазалық өзгеруіне әкелетіні анықталды. Алынған нәтижелер бұдан әрі өнеркәсіптік масштабта қорғаныс әйнектерін жасау технологиясын әзірлеу кезінде пайдаланылуы мүмкін. Bi2o3 теллуридті шыныларды легирлеу әсері бойынша нәтижелер радиациялық-қорғаныш материалдарын жасаудың іргелі теориясына елеулі үлес қосуға мүмкіндік берді. Керамика тығыздығының жоғарылауы, сондай-ақ Bi2Te2W3O16 фазасының қалыптасуына байланысты фазалық құрамның өзгеруі электронды сәулеленудің экрандау тиімділігінің 20-30 % - ға артуына әкелетіні анықталды. Bi2O3-WO3-TeO2 керамикасының құрамдас бөлігінің концентрациясының өзгеруі олардың скринингтік сипаттамаларының өзгеруіне ғана емес, сонымен қатар Bi2O3 концентрациясының өзгеруіне байланысты жабдықталу әсердің арқасында қатаюына әкелетіні көрсетілген. Ғылымның даму бағыттарына немесе мемлекеттік бағдарламаларға сәйкестігі Бұл диссертациялық жұмыс AP09562301 " Bi2O3-WO3-TeO2 композиттік керамикаларымен электронды және гамма-сәулеленуді экрандау тиімділігін зерттеу" (2021 ж.) және BR11765580 "ядролық энергетика және иондаушы сәулеленуден қорғау үшін құрылымдық материалдардың жаңа түрлерін жасау технологияларын әзірлеу" тақырыбы бойынша гранттық қаржыландыру міндеттерін іске асыру шеңберінде орындалды (2022-2023 жж.). Ізденушінің әрбір жарияланымды дайындауға қосқан үлесінің сипаттамасы Өтініш берушінің жеке үлесі алынған үлгілердің әртүрлі температураларында термиялық бірігуімен біріктірілген механикалық- химиялық қатты фазалы синтез әдісін қолдана отырып, композиттік шыны тәрізді Bi2O3-WO3-TeO2 керамикасын алу режимдерін пысықтауға, олардың оптикалық және құрылымдық сипаттамаларын сипаттауға байланысты эксперименттік жұмыстарды жүргізу болып табылады Алынған үлгілерді синтездеуге және сипаттауға байланысты эксперименттік жұмыстар Л.Н. Гумилев атындағы Еуразия ұлттық университеті КЕ АҚ-ның инженерлік бейіндегі зертхана базасында орындалды. Гамма-және электрондық сәулелену қарқындылығын төмендетудің экрандау параметрлері мен тиімділігін анықтауға байланысты жұмыстар ҚР ЭМ Ядролық физика институтының Астана филиалының қатты дене физикасы зертханасының қызметкерлерімен бірлесіп орындалды. Зерттеудің мақсаттары мен міндеттерін қоюды талқылау, сондай-ақ негізгі тұжырымдар мен ережелерді тұжырымдау PhD ғылыми кеңесшілерімен, профессор Қ.Ш. Жумадиловпен және ф.-м.ғ.д., доцент А. В. Трухановпен бірлесіп орындалды.. Диссертациялық зерттеудің нәтижелері Web of Science Core Collection және Scopus дерекқорларында индекстелген журналдардағы 3 мақалада, сондай-ақ КОКСНВО ұсынған тізімнен журналдағы 1 мақалада халықаралық конференциялар жинақтарындағы баяндамалардың 3 тезисінде жарияланды. Жұмыс нәтижелері келесі ғылыми конференцияларда баяндамалар түрінде ұсынылды: 1. "Ядролық ғылым және технологиялар" III Халықаралық ғылыми форумы (2021, Алматы, Қазақстан). 2. Зарядталған бөлшектердің кристалдармен өзара әрекеттесу физикасы бойынша 50-ші Халықаралық Тулинов конференциясы (2021, Мәскеу, Ресей). 3. Ұлы ғалым Қ.И. Сәтбаевтың 125 жылдығына арналған "GYLYM JANE BILIM-2024" (2024, Астана, Қазақстан).
Зерттеулерді этикалық бағалау жөніндегі комиссияның қорытындысы
Диссертациялық кеңестің шешімі
Диссертация қорғауының бейнежазбасы: https://youtu.be/YXaKiDsf_i4?si=uGSO867L797PEjQf
