ERÜ’den savunma sanayisine yerli radyasyon dedektörleri

Erciyes Üniversitesi (ERÜ) Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş, Erciyes Nötrino Araştırma Grubu olarak uluslararası nötrino deneylerinde çalışmalar yürüttüklerini belirterek, savunma sanayisinin ihtiyaçlarına yönelik hem düşük voltajda hem de yüksek voltajda çalışan gama ve nötron dedektörleri geliştirdiklerini söyledi. TÜBİTAK destekli projeyle geliştirilen dedektörün ulusal patentinin onaylandığını, uluslararası patent sürecinin ise devam ettiğini kaydeden Tıraş, yerli radyasyon dedektörü teknolojilerinin Türkiye’de geliştirilmesinin önemine dikkat çekti.

ERÜ Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş; Erciyes Nötrino Araştırma Grubu’nun uluslararası bilimsel deneylerde yer aldığını ve radyasyon dedektörleri alanında yerli teknoloji geliştirmek için çalışmalarını sürdürdüğünü ifade etti. Nötrino parçacıklarının uzayın derinliklerindeki nükleer tepkimeler, Güneş’teki füzyon süreçleri, yıldızlar ve süpernova patlamaları hakkında önemli bilgiler taşıdığını belirten Tıraş, bu parçacıkların özelliklerini anlamak amacıyla uluslararası iş birlikleri yürüttüklerini dile getirdi. Araştırma grubunun ABD’deki Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı bünyesinde yürütülen ANNIE, NOvA ve DUNE deneyleriyle ortak çalışmalar gerçekleştirdiğini belirten Tıraş, California Berkeley Üniversitesi’nde bulunan EOS hibrit nötrino dedektörü üzerinde de çalışmalarının devam ettiğini kaydetti. Nötrino parçacıklarının türlerini, kütlelerini ve etkileşimlerini anlamaya odaklandıklarını aktaran Tıraş, veri analizleri ve yapay zekâ modellerinin geliştirilmesinin de araştırmaların önemli bir bölümünü oluşturduğunu söyledi. Tıraş, nötrinoların türleri arasındaki dönüşümler olarak bilinen nötrino salınımlarının da incelendiğini belirtti.

Geliştirdikleri ilk dedektörün elektronik kartlarını da kendileri geliştirdi

Uluslararası bilimsel çalışmaların yanı sıra Türkiye’de radyasyon dedektörleri geliştirdiklerini belirten Tıraş, Erciyes Üniversitesi bünyesindeki Erciyes Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (ERNAM) ve Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (TAUM) gibi merkezlerin altyapılarını da kullanarak çalışmalar yürüttüklerini söyledi. Geliştirdikleri ilk radyasyon dedektörünün ikincil iyonizasyon dedektörü olduğunu kaydeden Tıraş, "Bu dedektörle elektron gibi yüklü parçacıkların radyasyon etkilerini, elektromanyetik ve hadronik etkileşimlerini incelemeye yönelik çalışmalar gerçekleştirdik. Dedektörü kendi laboratuvarımızda geliştirdik. Elektronik kartlarını kendimiz tasarladık ve sisteme entegre ettik. Çalışmalarımızı alanın saygın bilimsel dergilerinde yayımladık. Bu dedektöre yönelik patent çalışmalarımız da devam ediyor" dedi.

Araştırma grubunun ikinci önemli çalışma alanının düşük voltajda çalışan gama ve nötron dedektörleri olduğunu belirten Tıraş, silikon tabanlı sistemler üzerinde geliştirdikleri projenin TÜBİTAK tarafından desteklendiğini söyledi. Silikon tabanlı sistemler üzerine farklı elementleri katmanlar halinde yerleştirerek gama ve nötron parçacıklarının tespit edilmesine yönelik bir dedektör geliştirdiklerini ifade eden Tıraş, "Bu dedektörümüzün ulusal patenti onaylandı. Uluslararası patent başvurumuz ise değerlendirme aşamasında. Projemizi hem ulusal hem de uluslararası laboratuvarlarla iş birlikleri kapsamında gerçekleştiriyoruz" diye konuştu.

Savunma sanayisinde kullanılması hedefleniyor

Geliştirilen dedektörün özellikle savunma sanayisinde kullanılmasının hedeflendiğini vurgulayan Tıraş, insansız hava araçları (İHA), silahlı insansız hava araçları (SİHA) ve kargo uçaklarının uçuş sırasında maruz kaldıkları radyasyonun ölçülmesinin kritik öneme sahip olduğunu belirtti. Mevcut radyasyon dedektörlerinin bir bölümünün yüksek voltajla çalıştığını ve bunun ciddi bir enerji ihtiyacı gerektirdiğini kaydeden Tıraş, düşük voltajla çalışan sistemlerin özellikle hava araçlarında önemli avantaj sağlayabileceğini dile getirdi. Tıraş, "Yüksek voltajla çalışan radyasyon dedektörlerinde yaklaşık 1800-2000 volt seviyelerine ihtiyaç duyulabiliyor. İnsansız hava araçları gibi sistemlerde enerji tüketimi önemli bir konudur. Bu nedenle yaklaşık 28, 30 veya 35 volt seviyelerinde çalışabilecek silikon tabanlı MOSFET yapılarıyla üretilen dedektörler üzerinde AR-GE çalışmalarımızı sürdürüyoruz. RadFET olarak adlandırdığımız bu yapıların savunma sanayisi başta olmak üzere farklı alanlarda kullanılmasını hedefliyoruz" ifadelerini kullandı.

Kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer tehditleri kapsayan KBRN alanında radyasyonun etkin biçimde ölçülmesinin önemine değinen Tıraş, bölgesel radyasyon seviyelerinin izlenmesi ve doz ölçümlerinin yapılabilmesi için farklı dedektör ve dozimetre sistemlerine ihtiyaç duyulduğunu söyledi. Bu sistemlerin Türkiye’de geliştirilmesinin stratejik önem taşıdığını belirten Tıraş, araştırma grubu olarak özellikle nötron etkileşimi ve nötron yakalanmasına odaklandıklarını, ülkenin ihtiyaç duyduğu kategorilerde radyasyon dedektörleri geliştirmek için çalışmalar yürüttüklerini ifade etti.

Türkiye’nin savunma sanayisinde elde ettiği gelişmelerin farklı kritik teknolojilerde de ilerlemeyi gerekli kıldığını belirten Tıraş, yarı iletken ve çip teknolojileri, kuantum sensörler, kuantum yazılımları, kuantum bilgisayarların donanımları ve nükleer teknolojilerin stratejik alanlar arasında bulunduğunu kaydetti. Bu alanlarda yerli üretim kapasitesinin artırılması gerektiğini vurgulayan Tıraş, Türkiye Enerji, Nükleer ve Maden Araştırma Kurumu (TENMAK) başta olmak üzere farklı kurumların çalışmalarının önemine işaret etti. Erciyes Nötrino Araştırma Grubu olarak kendi laboratuvarlarında donanımsal üretimden elektronik kartların geliştirilmesine, veri toplama sistemlerinden yazılımlara kadar bütünleşik bir altyapı oluşturmayı hedeflediklerini anlatan Tıraş, temiz oda şartlarında yürütülen çalışmalarla yerli radyasyon dedektörü teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlamaya çalıştıklarını söyledi. Doç. Dr. Tıraş, "Ülkemizin ihtiyaç duyduğu radyasyon dedektörlerini ve bu alandaki teknolojileri geliştirmek istiyoruz. Farklı kurumlarda ve ulusal laboratuvarlarda bu alanda çalışmalar yürütülmektedir. Biz de özellikle nötron etkileşimine ve nötron yakalanmasına odaklanıyoruz. İhtiyaç duyulan alanlarda radyasyon dedektörlerini ülkemizde üreteceğiz. Bu teknolojileri genç araştırmacılarımızla birlikte geliştirmek için çalışmalarımızı sürdürüyoruz" dedi.

Araştırma Grubu Üyesi İbrahim Koca ise, nükleer fizik alanında, nükleer reaktör fiziği alanında çalıştıklarını, daha çok Monte Carlo simülasyonları, yazılım geliştirme alanında nükleer fizik uygulamaları yaptıklarını kaydetti. Bir diğer grup üyesi olan Erciyes Üniversitesi Yapay Zekâ ve Büyük Veri Uygulama ve Araştırma Merkezi Öğretim Görevlisi Dr. Merve Taş da, nötrino fiziği ve parçacık fiziğinde yapay zekâ uygulamaları alanında çalıştıklarını; bu alanda çözülmesi zor problemlerdeki verileri, parçacık fiziğindeki verileri yapay zeka yöntemleri kullanarak analiz etmeye çalıştıklarını kaydetti.