diş ve kemik Örneklerinin lüminesans tekniklerde …lumidoz4/sunular/26.pdfdi ve kemik...

Diş ve Kemik Örneklerinin Lüminesans Tekniklerde

Geriye dönük ( Retrospektif ) Dozimetre Olarak

Kullanımının Geliştirilmesi

Doktora tezi

Ülkü Rabia YÜCE

Danışman : Yrd. Doç. Dr. Niyazi MERİÇ

Ankara Üniversitesi

Fizik Mühendisliği

Mayıs 2010 1

http://www.ankara.edu.tr/index.php

İÇERİK

1.2 TL ve OSL Teknikleri İle Geriye Dönük (Retrospektif) Dozimetri

Uygulamaları

1. GİRİŞ

2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR ve ARAŞTIRMA BULGULARI

2.1 Antropolojik İnsan Kemikleri Üzerine Yapışmış Toprak Örneklerinin

IRSL Tarihlendirmesi

2.2 Deproteinize Edilmiş Antropolojik Diş ve Kemiklerin Lüminesans

Ölçümleri

2.3 Deproteinize Edilmiş Taze (Genç) Diş minesi Örneklerinin

Lüminesans Ölçümleri

3. SONUÇLAR

1.1 Termolüminesans (TL) ve Optik Uyarmalı Lüminesans (OSL)

1.3 Diş ve Kemik Örneklerinin Lüminesans Tekniklerde Kullanımı

2


3

0

20000

40000

60000

80000

100000

0 50 100

Zaman (sn)

OS

L ş

idd

et (

a.u

)


4

5

500 μm

FELDSPAT

250 μm

KUVARS

800-900nm, IRSL 420-550nm, OSL, BLSL


KAZA DOZU = Eşdeğer doz (De) –

Taban seviye dozu (B)

YAŞ = Eşdeğer doz (De) / Yıllık doz (Da)


Uygulamaları

6


Uygulamaları

Di

Li

Di

Li

doğal

doğal

MAAD SAR

7

DİŞ ve KEMİK YAPISI

8


Kemik Dentin Mine

Kalsiyum (Ca) 37,44 36,80 37,70

Fosfor(P) 16,7 17,62 17,80

Ca/P oranı 1.74 1,62 1,64

Potasyum (K) 0,03 0,05 0,08

Karbonat CO3 6,60 5,8 3,60

Toplam inorganik65,0 70 97,0

Toplam organik 25,0 20 1,5

Su 10 10 1,5

Hidroksiapatit :{Ca9[(PO4)4.5(CO3)1.5](OH)1.5}


Jasinka ve Niewiadomski (1970): Fosil kemiklerinin TL tekniği ile analizi

Christodoulide ve Fremlin (1971): Fosil kemiklerinin TL tekniği ile analizi

Kolberg ve Prydz (1974): Sodyum hidroksit ile deproteinize edilmiş insan

dişleri ve hayvan kemiklerinin TL analizi

Driver (1979): Etilendiamin ile deproteinize edilmiş mercan iskeletleri ve deniz

kabuklarının TL analizi.

Benkö ve Koszorus (1980): Antropolojik insan diş minesi örneklerinin TL

tarihlendirme çalışmalarına uygunluğunun araştırılması

Godfrey -Smith ve Pass (1997): Sodyum hidrokisit ile deproteinize edilmiş

taze (genç) diş minesinde kızılötesi (IR) ve yeşil ışık uyarma altında OSL

analizi.

Yukihara vd. (2007),Godfrey-Smith (2008): İşlem görmemiş taze (genç) diş

minesinin mavi ışıkla uyarma altında OSL analizi.

Mc Cutcheon (1996) : Yanmış kemiklerde TL analizi

9

1.3 Diş ve Kemik Örneklerinin Lüminesans Tekniklerde

Kullanımı

10

2. DENEYSEL ÇALIŞMALAR

2.1 Antropolojik İnsan Kemikleri Üzerine Yapışmış Toprak Örneklerinin IRSL

Tarihlendirmesi

MARDİN

11

Kemiğin üzerine

yapışmış toprak

örnekleri üzerindeki

eşdeğer doz, SAR ile

belirlendi.

• Orjinden doz sinyaline kadar interpolasyon

yapılarak doğal sinyale karşılık gelen doz

belirlenir.

0 2 4 6 8 100

1x104

2x104

3x104

4x104

Stimulation Time (s)

Ph

oto

ns

(/s

)

OSL Signal (Natural)

0 2 4 6 8 100

1x104

2x104

3x104

4x104


Ph

oto

ns

(/s

)

OSL Signal (Natural)

0 2 4 6 8 100

2x104

4x104

6x104

8x104


Ph

oto

ns (

/s)

OSL Signal (Regenerated)

0 2 4 6 8 100

2x104

4x104

6x104

8x104


Ph

oto

ns (

/s)

OSL Signal (Regenerated)

0 30 60 90 120 150 1800

2x104

4x104

6x104

8x104

Dose Response Curve

OS

L In

ten

sit

y

Dose (Gy)0 30 60 90 120 150 180

0

2x104

4x104

6x104

8x104

Dose Response Curve

OS

L In

ten

sit

y

Dose (Gy)0 30 60 90 120 150 180

0

2x104

4x104

6x104

8x104

Dose Response Curve

OS

L In

ten

sit

y

Dose (Gy)0 30 60 90 120 150 180

0

2x104

4x104

6x104

8x104

OSL Data

Dose Response Curve

OS

L In

ten

sit

y

Dose (Gy)

• Örnek uyarılarak doğal sinyali ölçülür.

• Örnek dozlanır.

• Örnek uyarılır ve doz sinyali ölçülür.

OSL sinyali

Uyarma zamanı (sn)

SAR: Tek tablet yineleme yöntemi

12

OSL sinyali

Doz (Gy)

8.82 0.44 Gy

Doz (Gy) Doz (Gy)

Doz (Gy)

8.67 0.43 Gy

8.42 0.42 Gy


Tarihlendirmesi

13

Yıllık Doz (Gy/yıl)


Tarihlendirmesi

14

Örnek Teknik Eşdeğer Doz (Gy) Yıllık Doz (mGy/yıl) Yaş (yıl)

NSB1 TL 7.98 0.40 3.42 0.18 2333 169

IRSL 7.55 0.38 3.42 0.18 2208 160

NSB2 TL 9.58 0.48 3.73 0.20 2568 187

NSB3 TL 7.74 0.39 3.24 0.17 2389 172

NSB4 IRSL 8.64 0.43 3.55 0.17 2440 170

Tablo 2.1 İnsan kemikleri üzerine yapışmış toprak örnekleri ile aynı mezardan çıkarılmış

çanak çömlek örneklerinin IRSL ve TL yaşları.


Tarihlendirmesi

15


Tarihlendirmesi

Meriç vd. 2009 16


Ölçümleri

Hidroklorik asit (HCl) + Hidrojen peroksit

(H2O2) ile deproteinize edilerek IRSL

analizleri yapıldı.

17

2.2.1 Hidroklorik asit ve hidrojen peroksit ile deproteinize edilmiş domuz dişi ve

insan kemiklerinin lüminesans ölçümleri

a: Kemiğin dış kısmı

b:Kemiğin iç kısmı

c: Domuz dişi

18

20,40 ve 80 Gy



a: Kemiğin dış kısmı

b:Kemiğin iç kısmı

c: Domuz dişi

19

Element Boyut İnsan kemiği Toprak

Na2O % 0.25 0.08

MgO % 0.056 6.785

Al2O3 % 0.019 2.256

SiO2 % 0.459 16.19

P205 % 32.68 4.807

Cl % 2.726 0.02498

MnO % 0.00085 0.01459

Fe2O3 % 0.0655 1.423

Ni ppm 2.4 32.8

As ppm 1.4 7.3

Rb2O ppm 0.8 15

Y ppm 0.6 4.8

Sn ppm 108.6 15

Ba ppm 5.4 81.1

V2O5 % 0.0027 0.0165

Tablo 2.2 HCl ve H202 asitleri ile deproteinize edilen kemik örneklerinin ve işlem

görmemiş toprak örneklerinin XRF sonuçları



20

Meric vd. 2008



21


Ölçümleri

Hidrazin (N2H4) ve Etilendiamin (H2NCH2CH2NH2)

kimyasalları ile deproteinize edilerek OSL analizleri

yapıldı

22

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

0 10 20 30 40

Fo

ton

sa

yım

/ 0

.16

sn

Zaman (sn)

0

10

20

30

40

50

60

70

0 10 20 30 40

Zaman (sn)

Fo

ton

sa

yın

/ 0

.16

sn

0

50

100

150

200

250

300

0 10 20 30 40

Zaman (sn)

Fot

on s

ayım

/ 0.

16 s

n

2.2.2 Hidrazin ile deproteinize edilen insan diş ve kemiklerinin lüminesans ölçümleri

76 Gy, tibia

76 Gy,tüm diş

76 Gy, kafatası

23

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 20 40 60

Zaman (sn)

Fo

ton

sa

yım

/ 0

.24

sn

1000

10000

100000

1000000

1 10 100

İnte

gre e

dil

miş

fo

ton

sa

yım

ı (1

-5 s

n)

Doz (Gy)


Deproteinize

edilmiş

İşlem

görmemiş

90 Gy, diş minesi

24

Işınlandıktan Sonra Hidrazin ile Deproteinize Edilen

Antropolojik Diş Minesinin OSL Cevabı

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 20 40 60 80

Fo

tın

sa

yım

/ 0

.24

sn

Zaman (sn)

90 Gy ışınlandıktan sonradeproteinize edilmiş

90 Gy ışınlandıktan sonra

işlem görmemiş

25


0

400

800

1200

1600

2000

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Zaman (sn)

Fo

ton

sa

yım

/ 0

.16

sn

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Zaman(sn)

Fo

ton

şid

det

/ 0

.16

sn

0

100

200

300

400

500

600

0 100 200 300

Zaman (sn)

Foto

n s

ayım

/ 0

.16 s

n

2.2.3 Etilendiamin ile deproteinize edilen insan diş ve kemiklerinin lüminesans ölçümleri

76 Gy,tibia 76 Gy,kafatası

76 Gy,tüm diş

26

OSL

hassasiyetiİnsan bacak

kemiği (tibia)

Domuz dişi

(tüm diş)

İnsan

kafatası

kemiği

İnsan

tüm diş

İnsan diş

minesi

Hidroklorik asit

+ hidrojen

peroksit

x - - -

Hidrazin x - x x

Etilendiamin x - x x x

Tablo 2.3 Kullanılan deproteinizasyon yöntemleri ve antropolojik örnekler üzerindeki

OSL hassasiyeti

2.2 Deproteinize Edilmiş Antropolojik Diş ve Kemiklerin Lüminesans Ölçümleri

27

2.3 Deproteinize Edilmiş Taze (Genç) Diş Minesi Örneklerinin Lüminesans

Ölçümleri

Hidrazin

Etilendiamin

Sodyum hidroksit (NaOH)

Türkiye’nin çeşitli hastane ve muayenehanelerden

toplanan diş örneklerinin mine kısımları diş firezi

kullanılarak 20-125 mikron boyutlarında ayrıldı.

28

2.3.1 Hidrazin ile deproteinize edilen taze (genç) diş minesi örneklerinin

lüminesans ölçümleri

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 20 40 60

Zaman (sn)

Fo

ton

Sa

yım

ı /

0.2

4sn

1,53 Gy

10,71 Gy

22,95 Gy

45,9 Gy

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

0 20 40 60

Zaman(sn)

Fo

ton

sa

yım

ı /

0.2

4 s

n Deproteinize

edilmiş diş minesi

İşlem görmemiş diş

m inesi

29

46 Gy

10

100

1000

10000

100000

0 40 80 120 160

Net fo

to

n s

ay

ım

/ 5

sn

Dose (Gy)

0

5000

10000

15000

20000

25000

0 50 100 150 200

Zaman ( Saaat )

No

rmali

ze e

dil

miş

fo

ton

say

ımla

rı /

5sn



30

46 Gy



Yüce vd.2010

31

Taze (genç) mine örnekleri 90 Gy beta dozlandıktan sonra hidrazin ile

deproteinize edildi. 90 Gy dozlamadan sonra hidrazin ile deproteinize

edilen genç mine örneklerinin OSL okumaları sonucu yüksek

hassasiyette OSL sinyalleri gözlenmedi !!!

32


Ölçümleri



0

200

400

600

800

1000

0 10 20 30 40

Zaman(sn)

Fo

ton

sa

yım

/ 0

.16

sn

2.3.2 Etilendiamin ile deproteinize edilen taze (genç) diş minesi örneklerinin


76 Gy

33

2.3.3 Sodyum Hidroksit ile deproteinize edilen taze (genç) diş minesi örneklerinin


0

500

1000

1500

2000

2500

0 10 20 30 40

Zaman (sn)

Fo

ton

sa

yım

/ 0

.16

sn

15 Gy

7.5 Gy

30 Gy

34

Deproteinizasyon

yöntemi

İnsan diş minesi OSL

hassasiyetiMinimum ölçülebilir doz

Hidrazin1.53 Gy ve üzerindeki

beta dozları

Etilendiamin x -

Sodyum hidroksit7.5 Gy ve üzerindeki

beta dozları

Tablo 2.4 Kullanılan deproteinizasyon yöntemleri ve taze (genç) diş minesi üzerindeki

OSL hassasiyeti


Ölçümleri

35

2.3.4 Taze ve Antropolojik Diş Minesinin TL Ölçümleri

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 100 200 300 400 500 600

Sıcakklık (derece)

TL

şid

det

(a.u

)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

0 100 200 300 400 500 600

Sıcaklık (derece)

TL

şid

det

(a.u

)Taze

mine

Antropolojik

mine

Antropolojik

mine

Taze

mine

36

İşlem görmemiş

90 Gy

0 Gy

0

50

100

150

200

250

0 100 200 300 400 500 600

Sıcaklık(derece)

TL

şid

det

(a.u

)

0

100

200

300

400

500

600

0 200 400 600

TL

şid

de

t(a

.u)

Sıcaklık (derece)

İşlem görmemiş

Deproteinize edilmiş

2.3.4 Taze ve Antropolojik Diş Minesinin TL Ölçümleri

37

Hidrazinden sonra

Taze diş minesiAntropolojik diş minesi

90 Gy 90 Gy

DİŞ ve KEMİK YAPISI

39

Diş ve Kemik Örneklerinin Lüminesans Tekniklerde Geriye dönük (

Retrospektif ) Dozimetre Olarak Kullanımının Geliştirilmesi

Yuce, Ü.R., Meric, N., Atakol, O., Yaşar, F. 2010 Dose response of

hydrazine-deproteinated tooth enamel under blue light

stimulation.Radiation Measurements (basımda).

Meric N., Koşal, M., Atlıhan, M.A,Yüce, Ü.R. 2008 OSL properties of

anthropological bone and tooth. Radiation Physics and Chemistry, 77/6,

685- 689.

Meric N., Koşal, M., Atlıhan, M.A, Yüce, Ü.R., Çınaroğlu, A. 2009.

Infrared stimulated luminescence and thermoluminescence dating of

archaeological samples from Turkey. Geochronometria, 34,25-31.

SONUÇLAR

Bu tez çalışmasının bir kısmı “ OSL ve TL Teknikleri ile İnsan Dişlerinin

Retrospektif Dozimetri Olarak Kullanımının ve Tarihlendirilmesinin Geliştirilmesi

(108T042 - TUBİTAK)’ konulu proje tarafından desteklenmiştir.

40

Işınlandıktan sonra hidroklorik asit ve hidrojen peroksit kimyasalları ile

deproteinize edilen yeterince eski insan tibia kemiklerinin OSL analizi yapılabilir.

Işınlandıktan sonra hidrazin ve sodyum hidroksit kimyasalları ile deproteinize

edilen taze diş minesi örneklerin OSL analizleri literatüre sunulması

planlanmaktadır.

90 Gy den daha düşük beta dozları ile ışınlandıktan veya sistemli bir kazı

çalışmasından çıkarıldıktan sonra hidrazin ile deproteinize edilen yeterince

eski antropolojik diş minesi örneklerinin OSL analizleri yapılabilir.

Planlanan çalışmalar

Diş ve Kemik Örneklerinin Lüminesans Tekniklerde Geriye

dönük ( Retrospektif ) Dozimetre Olarak Kullanımının

Geliştirilmesi

Öneriler

Laboratuvar şartlarında örnekteki OSL hassasiyetini ve kararlılığını koruyacak yeni

örnek hazırlama yöntemleri denenebilir.

Farklı filtre kombinasyonları kullanılarak yeni ölçüm teknikleri araştırılabilir.

Ülkü Rabia YÜCE

Ankara, Mayıs 2010

Teşekkürler

diş ve kemik Örneklerinin lüminesans tekniklerde …lumidoz4/sunular/26.pdfdi ve kemik...

Documents