V. INTERNATIONAL HALICH CONGRESS ON MULTIDISCIPLINARY SCIENTIFIC RESEARCH, İstanbul, Turkey, 15 - 16 January 2023, pp.1053-1062
As a result of developing technology, increase in welfare and modern life conditions, the use
of electrical and electronic devices in our daily lives is increasing day by day. Some of these
devices are used for diagnosis and treatment in medicine and dentistry. Even with seemingly
insignificant dental radiography films, people face the risks of deadly cancer from the
radiation emitted from these devices. Especially in pediatric age groups, since the thyroid
glands are still in development, they are very sensitive to radiation and are damaged.
Therefore, it is very important to use thyroid protectors in dental radiography films,
especially in pediatric age groups. However, orthodontic films and panoramic radiographs
used in routine controls, the use of existing lead collars is not considered appropriate because
it obscures the view. In addition, considering the hard use of lead due to its heavy nature and
the harm to humans and the environment due to its toxic effect, it is thought that it is
necessary to search for alternative materials that can be used instead of existing lead
protectors. Therefore, within the scope of this study, high density polyethylene HDPE
composite materials with different ratios (20-30-40%) of celestite (strontium sulfate-SrSO4)
powder added for radiation shielding were obtained. Firstly, a twin screw extruder was used
to mix celestite powder in different proportions homogeneously. After the homogeneous
mixture was obtained, the composite granules were pressed under high pressure in the
relevant standard test sample geometries in the polymer injection device. Besides the
radiological analysis of the printed samples, SEM, XRD, TGA analyzes and mechanical
properties were examined. The results showed that HDPE composite materials containing
40% by weight of celestite from the prepared composites showed good radiation shielding
against 24.2 keV gamma rays as well as the best mechanical properties. Therefore, it was
determined that the addition of celestite powder improves the gamma ray shielding properties
of the material in HDPE composites. This shows that these composites are a potential
candidate as a better lead-free shielding material against high-energy gamma rays, especially
in thyroid protective collar design.
Gelişen teknoloji, refah düzeyindeki artış ve modern hayat şartlarının sonucu olarak günlük
hayatımızda elektrikli ve elektronik cihazların kullanımı gün geçtikçe artmaktadır. Bu
cihazlardan bazıları tıpta ve diş hekimliğinde teşhis ve tedavi amacı ile kullanılmaktadır.
Önemsiz gibi görünen diş radyografi filmlerinde bile insanlar bu cihazlardan salınan
radyasyon kaynaklı ölümcül kanser riskleri ile karşı karşıya kalmaktadır. Özellikle pediatrik
yaş gruplarında tiroid bezleri henüz gelişme çağında olduğundan radyasyona karşı oldukça
hassastır ve zarar görür. Bundan dolayı dental radyografi filmlerinde özellikle pediatrik yaş
gruplarında tiroid koruyucularının kullanılması oldukça önem arz etmektedir. Fakat
ortodontik amaçla çekilen filmler ve rutin kontrollerde kullanılan panoramik grafilerin çekimi
esnasında, var olan kurşun boyunlukların kullanılması görüntüyü kapatmasından dolayı
uygun görülmemektedir. Bunun yanında kurşunun ağır oluşundan kaynaklı kullanımının zor
olması, toksik etkisinden dolayı insan ve çevreye olan zararı göz önüne alındığında mevcut
kurşun koruyucuların yerine kullanılabilecek alternatif malzeme arayışının gerekli olduğu
düşünülmüştür. Bu sebeple, bu çalışma kapsamında radyasyon zırhlama amaçlı farklı
oranlarda (%20-30-40) selestit (stronsiyum sülfat-SrSO4) tozu katkılı yüksek yoğunluklu
polietilen YYPE kompozit malzemeler elde edilmiştir. İlk olarak farklı oranlardaki selestit
tozunun homojen olarak karıştırılması için çift vidalı bir ekstrüder kullanılmıştır. Homojen
karışım elde edildikten sonra kompozit granüller polimer enjeksiyon cihazında ilgili standart
test numune geometrilerinde yüksek basınç altında basılmıştır. Basılan numunelerin
radyolojik analizlerinin yanında SEM, XRD, TGA analizleri ve mekanik özellikleri
incelenmiştir. Sonuçlar, hazırlanan kompozitlerden ağırlıkça %40 selestit içeren YYPE
kompozit malzemeleri, en iyi mekanik özelliklerinin yanı sıra 24,2 keV gama ışınlarına karşı
iyi bir radyasyon zırhlama özelliği göstermiştir. Bu nedenle, selestit tozu ilavesinin, YYPE kompozitlerinde malzemenin gama ışını koruma özelliklerini geliştirdiği belirlenmiştir. Bu
durum özellikle tiroid koruyucu boyunluk tasarımında düşük enerjili gama ışınlarına karşı
daha iyi bir kurşunsuz koruyucu malzeme olarak bu kompozitlerin potansiyel bir aday
olduğunu göstermiştir