Erciyes Üniversitesi Fizik Bölümü Nükleer Fizik Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Doç. Dr. Emrah Tıraş liderliğindeki Erciyes Nötrino Araştırma Grubu, hem uluslararası nötrino deneylerine katılarak hem de ülke ihtiyaçlarına yönelik yerli radyasyon dedektörleri geliştirerek önemli bir teknolojik adım attı. Grup, TÜBİTAK destekli projeler kapsamında geliştirdikleri silikon tabanlı ve ikincil iyonizasyon dedektörleriyle kalite ve entegrasyon odaklı bir çalışma yürütüyor. Geliştirilen dedektörlerden birinin ulusal patentinin onaylandığı, uluslararası patent sürecinin ise halen devam ettiği bildirildi.
uluslararası iş birlikleri ve nötrino çalışmaları:
Araştırma grubu, nötrino fiziği çalışmalarını uluslararası projelerle eş zamanlı sürdürüyor. Doç. Dr. Tıraş, grubun ANNIE, NOvA ve DUNE deneyleri kapsamında ABD Fermi Ulusal Hızlandırıcı Laboratuvarı ile ortak çalışmalar yürüttüğünü, ayrıca California Berkeley Üniversitesi'ndeki EOS hibrit nötrino dedektörü üzerinde de çalışmaların devam ettiğini belirtti. Nötrinoların kaynaklarına ve etkileşimlerine dair veriler, Güneş içi füzyon süreçleri, süpernova patlamaları ve uzayın nükleer reaksiyonları hakkında bilgi veriyor; grup bu verileri anlamak için veri analizi ve yapay zekâ modelleri geliştiriyor.
Araştırmada nötrino salınımları, türleri, kütleleri ve etkileşim mekanizmaları üzerine odaklanılıyor. Bu doğrultuda geliştirilen analiz yöntemleri, hem temel fizik sorularına katkı sağlıyor hem de dedektör teknolojilerinin sahada daha verimli kullanılmasına imkân tanıyor.
yerli dedektör geliştirme, patent süreçleri ve teknik detaylar:
Erciyes üniversitesi bünyesindeki Erciyes Nanoteknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (ERNAM) ile Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (TAUM) altyapıları kullanılarak yürütülen çalışmalarda, grubun geliştirdiği ilk cihaz ikincil iyonizasyon dedektörü olarak öne çıkıyor. Bu dedektör, elektron gibi yüklü parçacıkların radyasyon etkilerini ve elektromanyetik ile hadronik etkileşimlerini incelemeye yönelik tasarlandı. Grup dedektörün elektronik kartlarını kendi laboratuvarlarında tasarlayıp entegre etti ve sonuçlarını alanın bilimsel dergilerinde yayımladı; bu dedektöre yönelik patent çalışmalarının da sürdüğü kaydedildi.
Ayrıca silikon tabanlı sistemler üzerinde yürütülen projede, farklı elementlerin katmanlar halinde yerleştirilmesiyle gama ve nötron parçacıklarının tespitine yönelik bir yapı geliştirildi. Bu çalışmanın TÜBİTAK tarafından desteklendiği ve söz konusu dedektörün ulusal patentinin onaylandığı, uluslararası patent başvurusunun ise değerlendirme aşamasında olduğu açıklandı.
savunma sanayisi uygulamaları ve enerji verimliliği:
Geliştirilen dedektörlerin öncelikli hedeflerinden biri savunma sanayisi kullanımına uygunlaşmak. Doç. Dr. Tıraş, insansız hava araçları (İHA), silahlı insansız hava araçları (SİHA) ve kargo uçakları gibi platformlarda uçuş sırasında maruz kalınan radyasyonun ölçülmesinin kritik önem taşıdığını vurguladı. Mevcut bazı radyasyon dedektörlerinin yüksek voltaj gereksinimi bulunduğunu belirten Tıraş, yüksek voltajlı dedektörlerde yaklaşık 1800-2000 volt seviyelerine ihtiyaç duyulabildiğini ifade etti. Buna karşın grup, hava aracı uygulamaları için enerji verimliliği sağlayacak düşük voltajlı çözümler geliştiriyor.
Bu bağlamda silikon tabanlı MOSFET yapıları kullanılarak yaklaşık 28, 30 veya 35 volt seviyelerinde çalışabilecek RadFET tipi dedektörler üzerinde AR-GE devam ediyor. Bu yaklaşımın özellikle enerji kısıtlı platformlarda konvansiyonel yüksek voltajlı sistemlere göre avantaj sağlayacağı belirtildi.
stratejik önemi, altyapı ve ekip:
Tıraş, KBRN (kimyasal, biyolojik, radyolojik ve nükleer) tehditleri kapsamında radyasyonun etkin biçimde ölçülmesinin önemine dikkat çekti ve bölgesel radyasyon seviyelerinin izlenmesi ile doz ölçümlerinin yapılabilmesi için farklı dedektör ve dozimetre sistemlerine ihtiyaç olduğunu söyledi. Türkiye'nin savunma sanayisinde elde ettiği ilerlemenin yarı iletken ve çip teknolojileri, kuantum sensörler ve nükleer teknolojiler gibi alanlarda da yerli üretim kapasitesini artırmayı zorunlu kıldığını belirtti ve TENMAK başta olmak üzere kurumların çalışmalarına işaret etti.
Erciyes Nötrino Araştırma Grubu, kendi laboratuvarlarında donanımsal üretimden elektronik kartların geliştirilmesine, veri toplama sistemlerinden yazılıma kadar bütünleşik bir altyapı kurmayı hedefliyor. Grup, temiz oda şartlarında yürütülen çalışmalarıyla yerli radyasyon dedektörü teknolojilerinin geliştirilmesine katkı sağlamayı ve bu teknolojileri genç araştırmacılarla birlikte üretmeyi amaçlıyor. Doç. Dr. Tıraş, ülkenin ihtiyaç duyduğu kategorilerde özellikle nötron etkileşimi ve nötron yakalanmasına odaklandıklarını vurguladı.
Araştırma grubu üyelerinden İbrahim Koca, nükleer reaktör fiziği ve Monte Carlo simülasyonları üzerinde çalıştıklarını, yazılım geliştirme ve nükleer fizik uygulamalarına yoğunlaştıklarını söyledi. Grubun bir diğer üyesi Dr. Merve Taş ise nötrino ve parçacık fiziğinde yapay zekâ uygulamalarıyla zorlu veri setlerini analiz ettiklerini belirtti. Bu ekip yapısı, hem deneysel hem de hesaplamalı yetenekleri bir araya getirerek yerli dedektör teknolojilerinin saha uygulamalarına hazır hale getirilmesine odaklanıyor.
ERÜ’den savunma sanayisine yerli radyasyon dedektörleri
