تعداد نشریات | 50 |
تعداد شمارهها | 2,232 |
تعداد مقالات | 20,475 |
تعداد مشاهده مقاله | 25,241,738 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 22,893,406 |
نقشه پراکنش عناصر پرتوزا و ارزیابی دز جذبی و آلودگی هسته ای در شبه جزیره میانکاله، شمال ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
علوم و تکنولوژی محیط زیست | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
دوره 24، شماره 11 - شماره پیاپی 126، بهمن 1401، صفحه 71-81 اصل مقاله (731.26 K) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30495/jest.2023.69296.5743 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
رضا پورایمانی 1؛ سید محسن مرتضوی شاهرودی2؛ روشنک قربانی3 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1دانشیار فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران. *( مسوول مکاتبات) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2دکتری فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3کارشناس ارشد فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
زمینه و هدف: در این پژوهش بهمنظور ارزیابی میزان تابش محیطی و بهدست آوردن میزان تاثیرات گسترش صنایع از جمله پتروشیمی بر ایجاد آلودگی هستهای، فعالیت ویژه عناصر پرتوزا و میزان دز جذبی در شبهجزیره میانکاله در شمال ایران در جنوب شرقی دریای خزر اندازهگیری شد. روش بررسی: 43 نمونه شامل 13 نمونه آب و 30 نمونه رسوب از سواحل شمالی و جنوبی شبهجزیره میانکاله جمعآوری و فعالیت ویژه عناصر پرتوزا در نمونهها با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی اندازهگیری شد. نقشه توزیع فعالیت عناصر پرتوزا با استفاده از نرمافزار GIS ترسیم شد. نمونه برداری در تابستان 1400 انجام شد. یافتهها: میانگین فعالیت ویژه Ra226، Th232، K40 و Cs137 در نمونههای رسوبی به ترتیب 62/1±17/18، 36/1±21/16، 45/9±28/266 و 27/0±61/2 و میانگین فعالیت ویژه Ra226، Th232 و K40 در نمونههای آبی به ترتیب 12/0±78/0، 75/0±39/5 و 79/1±89/17 بکرلبر کیلوگرم بهدست آمد. میانگین دز جذبی نیز 91/1±73/28 نانوگری برساعت محاسبه شد. بحث و نتیجهگیری: فعالیت هستههای پرتوزای طبیعی کمتر از مقدار میانگین جهانی بود. مقدار دز جذبی در این منطقه در حد مجاز است. میانگین غلظت عناصر پرتوزا در نمونههای آب ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله بیشتر از ساحل شمالی آن که در مجاورت دریای خزر است میباشد. اما غلظت Ra226، Th232 و K40 در رسوبات ساحل شمالی بیشتر از ساحل جنوبی است. غلظت Cs137 در ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله که در ناحیه خشک قرار دارد به علت نبود جریان آب از بقیه نقاط بیشتر است. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
شبهجزیره میانکاله؛ تابش محیطی؛ آشکارساز HPGe؛ فعالیت ویژه؛ صنعت پتروشیمی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله پژوهشی
علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره بیست و چهارم، شماره یازده، بهمن ماه 1401(81-71)
نقشه پراکنش عناصر پرتوزا و ارزیابی دز جذبی و آلودگی هسته ای در شبه جزیره میانکاله، شمال ایران
رضا پورایمانی [1]* سید محسن مرتضوی شاهرودی [2] روشنک قربانی [3]
چکیده زمینه و هدف: در این پژوهش بهمنظور ارزیابی میزان تابش محیطی و بهدست آوردن میزان تاثیرات گسترش صنایع از جمله پتروشیمی بر ایجاد آلودگی هستهای، فعالیت ویژه عناصر پرتوزا و میزان دز جذبی در شبهجزیره میانکاله در شمال ایران در جنوب شرقی دریای خزر اندازهگیری شد. روش بررسی: 43 نمونه شامل 13 نمونه آب و 30 نمونه رسوب از سواحل شمالی و جنوبی شبهجزیره میانکاله جمعآوری و فعالیت ویژه عناصر پرتوزا در نمونهها با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی اندازهگیری شد. نقشه توزیع فعالیت عناصر پرتوزا با استفاده از نرمافزار GIS ترسیم شد. نمونه برداری در تابستان 1400 انجام شد. یافتهها: میانگین فعالیت ویژه Ra226، Th232، K40 و Cs137 در نمونههای رسوبی به ترتیب 62/1±17/18، 36/1±21/16، 45/9±28/266 و 27/0±61/2 و میانگین فعالیت ویژه Ra226، Th232 و K40 در نمونههای آبی به ترتیب 12/0±78/0، 75/0±39/5 و 79/1±89/17 بکرلبر کیلوگرم بهدست آمد. میانگین دز جذبی نیز 91/1±73/28 نانوگری برساعت محاسبه شد. بحث و نتیجهگیری: فعالیت هستههای پرتوزای طبیعی کمتر از مقدار میانگین جهانی بود. مقدار دز جذبی در این منطقه در حد مجاز است. میانگین غلظت عناصر پرتوزا در نمونههای آب ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله بیشتر از ساحل شمالی آن که در مجاورت دریای خزر است میباشد. اما غلظت Ra226، Th232 و K40 در رسوبات ساحل شمالی بیشتر از ساحل جنوبی است. غلظت Cs137 در ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله که در ناحیه خشک قرار دارد به علت نبود جریان آب از بقیه نقاط بیشتر است. واژههای کلیدی: شبهجزیره میانکاله، تابش محیطی، آشکارساز HPGe، فعالیت ویژه، صنعت پتروشیمی.
Map of radionuclide distribution and assessment of absorbed dose and nuclear contamination on the Miankala Peninsula in the north of Iran
Reza Pourimani [4] * Seyed Mohsen Mortazavi Shahroudi [5] Roshanak Ghorbani [6]
Abstract Background and objective: The study, to assess the level of environmental radiation and to obtain the impact of the development of industry, including petrochemicals, on the formation of nuclear pollution, the specific activity of radionuclides, and the amount of absorbed dose were measured in the Miankaleh peninsula in the north of Iran, south-east of the Caspian Sea. Material and Methodology: 43 samples were collected from the north and south coasts of the Miankala peninsula, including 13 bottles of water and 30 bags of sediments, and the specific activities of radionuclides in the samples were determined using a high-purity germanium detector. The distribution map of radioactive elements was made using GIS software. Findings: The average specific activity of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs in sediment samples were 18.17±1.62, 16.21±1.36, 266.28±9.45, and 2.61±0.27 Bqkg-1, respectively, and the average specific activity of 226Ra, 232Th and 40K in water samples was 0.78±0.12, 5.39±0.75 and 17.89±1.79 Bqkg-1, respectively. The average absorbed dose rate in air was calculated as 28.73±1.91 nGyh-1. Discussion and Conclusion: The specific activity of natural radionuclides was calculated to be lower than the global average. The amount of dose absorbed in this area is within the permissible limit. The average radioactive concentration in the water samples of the southern shores of the Miankala peninsula is higher than its northern shores, which are adjacent to the Caspian Sea. However, the concentration of 226Ra, 232Th, and 40K in the northern coastal sediments is higher than that of the southern coasts. The concentration of 137Cs is higher on the southern coast of the Miankala peninsula, which located in a dry area, due to the lack of water flow.
Keywords: Miankaleh Peninsula; environmental radiation; HPGe detector; specific activity; petrochemical industry.
مقدمه
آگاهی از میزان و نحوه توزیع عناصر پرتوزا و میزان تابشهای هستهای موجود در محیط برای ارزیابی میزان آلودگی هستهای و تاثیرات آن بر سلامت بشر بسیار مهم است (1). پرتوگیری از پرتوهای یونساز میتواند باعث سرطان یا اختلالات ژنتیکی شود. پرتوهای گسیل شده از هستهی پرتوزا طی واپاشی ممکن است انرژی کافی برای یونیزه کردن یک اتم پایدار و تولید رادیکالهای آزاد در طول فرآیندهای خاص، از جمله تجزیه رادیویی مولکولهای آب در سلولهای بدن را داشته باشد (2). این رادیکالها در سلول منجر به تولید هیدروژن پراکسید (2O2H) میشود که به میتواند رشتههای DNA را از بین ببرد و اطلاعات سلولی را تغییر دهد. این تغییرات ممکن است باعث مرگ سلول یا تبدیل شدن به سلولهای سرطانی شود یا در سلولهای جنسی میتواند باعث اختلالات ژنتیکی در نسلهای بعدی شود (3، 4). پرتوزایی طبیعی عمدتاً به ویژگیهای زمینشناسی و جغرافیایی منطقه بستگی دارد و به مقدار متفاوت در خاک هر منطقه از جهان وجود دارد (1). هستههای پرتوزای طبیعی ([7]NORMs) در محیط ناشی از ریزشهای جوی و عمدتاً از فرسایش سنگهای حاوی هستههای پرتوزا به دست می آیند. فعالیت های انسانی مانند استفاده از کودهای شیمیایی برای مصارف کشاورزی یا صنایعی مانند پتروشیمی و همچنین حوادث هسته ای، عوامل اصلی آلودگی هستهای محیط زیست هستند. این آلایندهها می توانند به محیط زیست منتقل شده و باعث افزایش تابشهای محیطی و افزایش سطح شاخصهای خطرپذیری شوند (5). هسته پرتوزای Cs137 به عنوان یکی از محصولات شکافتی که وارد محیط زیست شده است، به دلیل فرّار بودن و دارا بودن نیمهعمر طولانی، از اهمیت بالایی برخوردار است (6). این ویژههسته از طریق آزمایشهای تسلیحات هستهای و همچنین حوادث هستهای مانند حوادث چرنوبیل و فوکوشیما دایچی در طبیعت رها شدند. ویژههسته Cs137 میتواند به طور مستقیم به اقیانوس، خاک و آب زیرزمینی راه یابد و همچنین می تواند به عنوان بخشی از گرد و غبار حاوی عناصر پرتوزا در محیط منتشر شود و از طریق ریزش جوی به محیط آبی منتقل گردد (7). سپس این هسته به سرعت توسط ذرات گل موجود در خاک و ذرات معلق در محیط آبی جذب میشود و در مدت زمان کوتاهی تهنشین شده و بر بستر محیط آبی رسوب میکند (8، 9). این مطالعه با هدف تعیین نقشه توزیع عناصر پرتوزای طبیعی و مصنوعی و همچنین ارزیابی خطرات ناشی از تابش محیطی بر اساس تعیین فعالیت ویژه عناصر پرتوزا در سرتاسر شبه جزیره میانکاله با طیف سنجی اشعه گاما با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیمی ([8]HPGe) انجام شد. نقشههای توزیع فعالیت عناصر پرتوزا با استفاده از نرمافزار 3/10[9]GIS رسم گردید (10). همچنین میزان دز جذبی ([10]D) محاسبه و مورد بررسی قرار گرفت.
روش بررسی
شبهجزیره میانکاله در کرانه جنوب شرقی دریای خزر در استانهای گلستان و مازندران و در منطقه معتدل و مرطوب قرار دارد. مساحت آن بیش از شصتوهشت هزار هکتار و ارتفاع آن از سطح دریاهای آزاد بین ۱۵ تا ۲۸ متر پایینتر است. میانکاله از سال ۱۳۴۸ به دلیل اهمیت آن به عنوان پناهگاه حیات وحش عنوان جزء مناطق حفاظت شده کشور قرار گرفت. یکی از دلایل اهمیت میانکاله این است که با توجه به حفاظتهای انجامشده در وضعیتی نسبتاً بکر باقی مانده است، در حالیکه تمامی سواحل دیگر بهطور گسترده با ساختوسازهای انسانی همچون جاده، شهر و روستا و کارخانهها از وضعیت طبیعی اولیه خارج شده اند. این منطقه اهمیت بسیاری در حفظ سلامتی کل دریای خزر دارد. سلامتی نسبی میانکاله موجب شده تا تالابها و سواحل این منطقه افزونبر پرندگان مهاجر، محل تخمگذاری و زیستگاه اصلی بسیاری از ماهیان دریای خزر نیز باشد و تقریبا پنجاه درصد از خاویار تولیدی ایران از آبهای این منطقه تامین میگردد. این شبه جزیره منطقه ای محافظت شده در ضلع جنوب شرقی دریای خزر و در استانهای گلستان و مازندران است که مکانی بکر دارای حیات وحشی استثنایی و فاقد هرگونه آلاینده محیطی میباشد و هر ساله میزبان پرندگان مهاجر از جمله فلامینگوها است. امروزه با طرح توسعه صنعت پتروشیمی به نام مجتمع پتروشیمی میانکاله نگرانی برای افزایش آلودگی محیطی و از بین رفتن محیط زیست و حیات وحش برای این منطقه ایجاد شده است. میتوان پس از طی مدت چند سال دوباره با ارزیابی تابش محیطی در این منطقه به میزان افزایش آلودگی هستهای ناشی از توسعه صنایع دست یافت. منطقه مورد مطالعه و نقاط نمونه برداری در شکل 1 نشان داده شده است.
شکل 1- منطقه مورد مطالعه و نقاط نمونه برداری از شبهجزیره میانکاله، شمال ایران. Figure1. Study area and sampling points of Miankaleh Peninsula, North of Iran.
وضعیت رسوبات در سواحل شمالی و جنوبی شبه جزیره میانکاله به لحاظ برخورد امواج و جریانهای پرقدرت دارای بلوغ بافتی مناسبی هستند و ذرات ریز دانه خود را از دست داده و کاملاً جور شده هستند، لذا بافت غالب آنها ماسهای، ماسهسیلتی و بعضاً سیلتی میباشد. بافت رسوبات ساحلی شمالی جزیره کاملاً ماسهای است، لیکن رسوبات ساحل جنوبی به لحاظ تداخل با رسوبات ریزدانه، دامنهای از بافت های ماسهگلی، گلماسهای و ماسهای دارد (11).
43 نمونه شامل 18 نمونه رسوبی و 7 نمونه آب از قسمت جنوب شبه جزیره میانکاله، 12 نمونه رسوبی و 6 نمونه آب از ساحل شمالی این شبه جزیره (ساحل جنوب شرقی دریای خزر) برداشت شد. قسمت غربی تالاب میانکاله (جنوب غربی شبه جزیره میانکاله) به سبب عقبنشینی آب تالاب کاملا خشک شده است. این رسوبات پس از نمونهبرداری کدگذاری شدند، نمونه برداری در فصل تابستان 1400 در چند مرحله انجام گردید. مختصات جغرافیایی، عمق و کد نمونهها در جدول 1 ارائه و در شکل 1 نشان داده شده است.
جدول 1- مشخصات جغرافیایی، نوع و کد تمامی نمونهها. Table1. Geographical specifications, type and code of all samples.
تمام نمونهها در دمای 100 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت به منظور ازدست دادن رطوبت احتمالی خشک شدند. برای بهدست آوردن نمونههای همگن، نمونههای خشکشده به صورت پودر ریز آسیاب و از الک 508/0 میلیمتری عبور داده شدند (12). تمام نمونهها در ظروف نگینی با حجم CC300 برای تجزیه و تحلیل طیفسنجی گاما بستهبندی شدند. در این مطالعه هر ظرف حاوی 255 گرم نمونه رسوب میباشد. برای بستهبندی نمونههای آب از ظروف مارینلیبیکر[11] استفاده شد. این ظرف از جنس پلی اتیلن بوده و دارای حجم cm3800 است. قطر خارجی، ارتفاع خارجی، قطر داخلی و ارتفاع داخلی آن به ترتیب 14، 11، 10 و 5/7 سانتیمتر میباشد. برای جلوگیری از جذب عناصر پرتوزا به دیوارههای ظرف نمونهبرداری، به هر 250 میلیلیتر از نمونه آب، بلافاصله 2 میلیلیتر اسید نیتریک (65 درصد) اضافه شد تا pH آن به 5/1 تا 2 برسد (12).رادون یک ویژههسته پرتوزای گازی و فرّار با نیمه عمر کوتاه است، برای ممانعت از خروج گاز رادن ظروف نمونه کاملا آببندی شدند. به منظور رسیدن به تعادل فعالیت بین هستههای Ra226و Rn222 از زنجیره واپاشی U238، بعد از گذشت حداقل 50 روز از هر یک از نمونهها به مدت یک شبانه روز (86400 ثانیه) طیفگیری به عمل آمد (13). همچنین، می توان فرض کرد که پس از گذشت 50 روز، ویژههستههای Ra228، Ac228 و Th228 در تعادل با ویژههسته مادرشان یعنی Ac228 هستند که در این نوع از نمونه های خاک رایج است (14، 15).
طیف نمونهها با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیمی (HPGe) هممحور نوع P مدل BSI30195GCD- ساخت شرکت ((Latvia -005) Baltic Scientific Instrument LTD) BSI با قدرت تفکیک انرژی 95/1 کیلو الکترونولت برای خط گامای 520/1332 کیلو الکترونولت مربوط به Co60 و ولتاژ کاری 3000 ولت ثبت شد. طیفگیری با استفاده از نرمافزار lsrmBSI به عمل آمد. تجزیه وتحلیل طیفهای ثبت شده با استفاده از نرمافزار 32 Maestro II Gamma Visionمحصول شرکت EG&G Ortec انجام گرفت. بهمنظور کاهش اثرات تابش زمینه، آشکارساز در مرکز یک حفاظ سربی به ضخامت 10 سانتیمتر با یک لایه درونی مسی به ضخامت 2 میلیمتر قرار داده شد. پرتوهای نرم کیهانی شامل فوتونهای کمانرژی و الکترونها و اشعه ایکس تولیدی توسط سرب keV 9/73 به وسیله این حفاظ به سطح بسیار پایینی کاهش مییابند (16). تصحیح تابش زمینه با استفاده از طیف ثبت شده برای ظرف خالی در تحت شرایط یکسان صورت گرفت(17). نمونههای مرجع 1RGU-، 1RGTh- و 1RGK- که به عنوان ماده مرجع توسط آژانس بینالمللی انرژی اتمی تهیه شدهاند، در ظروف پلیاتیلنی با هندسه مخروط برش خورده با قطر داخلی قاعده، ،قطر داخلی بالا، ارتفاع و ضخامت به ترتیب 46/76، 80/85، 58/65 و 1 میلیمتر محتوی 255 گرم از هریک از مواد مرجع برای کالیبراسیون انرژی و منحنی بازدهی مورد استفاده قرار گرفتند، مواد مرجع نیز مانند نمونهها بستهبندی و آببندی گردیدند و طیف گامای آنها بعداز گذشت حداقل 50 روز ثبت گردید. بازدهی مطلق آشکارساز (ε) بر حسب درصد با استفاده از رابطه 1 محاسبه شد (12). (1) در این رابطه Ni شمارش خالص زیر قله تمامانرژی متناظر با انرژی Ei، Actفعالیت هستههای پرتوزای موجود در ظرف استاندارد برحسب بکرل، Pn(Ei) احتمال انتشار فوتون گاما با انرژی Ei به ازای هر واپاشی برحسب درصد و t زمان طیفگیری از نمونه برحسب ثانیه است. با اندازهگیری بازدهی آشکارساز برای انرژیهای گامای مختلف، یک معادله ریاضی کالیبراسیون انرژی تعیین شد. بر اساس مقدار بازدهی، فعالیت ویژه هستههای پرتوزا با استفاده از رابطه 2 تعیین گردید (18). (2) در این رابطه،Act فعالیت ویژه نمونه بر حسب بکرل بر کیلوگرم، m جرم نمونه برحسب کیلوگرم، همچنین Ni، Pn(Ei)، ε و t همان کمیتهای ذکر شده در معادله 1 هستند. برای تعیین ویژهفعالیت Ra226 در نمونهها، از پرتوی گامای Pb214 با انرژی keV93/351 و پرتوی گامای Bi214 با انرژی keV 31/609 استفاده شده است. همچنین برای تعیین ویژهفعالیت Th232 از دو خط گامای Ac228، یکی با انرژی keV 21/911 با احتمال واپاشی 6/26 درصد و دیگری با انرژی keV 97/968 با احتمال واپاشی 4/17درصد استفاده شده است. ویژهفعالیتهای K40 و Cs137 با استفاده از خطوط گامای این هستهها به ترتیب با انرژیهای keV 70/1460 و keV66/661 تعیین گردیدند (12).
آهنگ دز جذبی در هوا ناشی از پرتوهای گامای گسیلشده از هستههای پرتوزای موجود در رسوب در ارتفاع یک متر بالاتر از سطح زمین با استفاده از رابطه 3 محاسبه میگردد (19). D (nGyh1-) = 436/0ARa + 599/0ATh +0417/0AK (3)
یافتهها نتایج اندازه گیری فعالیت ویژه عناصر پرتوزا در شکلهای 4-2 نمایش و خلاصه نتایج در جدول 2 درج شده است.
شکل 2- نتایج اندازهگیری غلظت عناصر پرتوزا در نمونههای رسوبی شبهجزیره میانکاله. Figure 2. The concentration of radionuclides in the sediment samples of Miankaleh Peninsula. شکل 3- نتایج اندازهگیری غلظت عناصر پرتوزا در نمونههای آب شبهجزیره میانکاله. Figure 3. The concentration of radionuclides in the water samples of Miankaleh Peninsula. شکل 4- نتایج اندازهگیری دز جذبی در نمونههای رسوبی شبهجزیره میانکاله. Figure 4. The results of measuring the absorbed dose in the sediment samples of Miankaleh Peninsula.
جدول 2- خلاصه نتایج اندازهگیری فعالیت ویژههستههای پرتوزا و دز جذبی در نمونههای مورد مطالعه. Table2. Summary of the results of measuring the specific activity of radionuclides and absorbed dose in the studied samples.
بحث و نتیجه گیری
میانگین فعالیت ویژه Ra226، Th232 و K40 در منطقه مورد مطالعه کمتر از مقدار میانگین جهانی یعنی به ترتیب 35، 40 و 400 1-Bqkg است (1). به شکل کلی غلظت عناصر پرتوزا در نمونههای آب ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله که در مجاورت خلیج آرام گرگان (تالاب میانکاله) است بیشتر از ساحل شمالی آن که در مجاورت دریای خزر است میباشد. در مورد رسوبات این منطقه، غلظت Ra226، Th232 و K40 در رسوبات ساحلی بیشتر از ساحل جنوبی است. در شکل 5 نحوه توزیع عناصر پرتوزا در رسوبات شبهجزیره میانکاله نمایش داده شده است.
شکل 5- توزیع الف: Ra226، ب: Th232، ج: K40 و د: Cs137 در رسوبات شبهجزیره میانکاله Figure 5. Distribution of a. 226Ra, b. 232Th, c. 40K and d. 137Cs in sediments of Miankaleh Peninsula.
با توجه به شکل 5، برای Th232 و K40 در قسمت شمال شرقی خلیج گرگان در نزدیکی محل اتصال خلیج گرگان به دریای خزر افزایش غلظت را شاهد هستیم که بالاتر بودن غلظت این عناصر در قسمت شمالی شبهجزیره مؤید تاثیر جریانات دریای خزر بر افزایش غلظت این عناصر در قسمت اتصال خلیج به دریا میباشد. اما برای Cs137 میانگین غلظت در ساحل جنوبی بیشتر از ساحل شمالی است، اما در ساحل جنوبی غلظت بالای Cs137 مربوط به قسمت شرقی تالاب میانکاله و در منطقه کاملا خشک شده قرار دارد که به شکل واضح در شکل 5 نمایش داده شده است. سزیم دارای خاصیت حرکتپذیری بالا و نفوذپذیری به لایه های زیرین توسط آبهای فوقانی است اما در این قسمت به علت نبود جریان آب، Cs137 در جای خود ساکن مانده و کمتر به لایههای پایینتر نفوذ کرده و همچنین به مکانهای دیگر نقل مکان نکرده و در نتیجه غلظت آن در این ناحیه بیشتر از نواحی دیگر است. اما به غیر از ضلع جنوب غربی شبه جزیره، میانگین غلظت Cs137 در سواحل جنوبی و شمالی آن تفاوت چندانی ندارد. دز جذبی (D) بین 64/1±69/31 تا 78/2±22/39 با مقدار متوسط 1-nGyh 10/2±59/34 برای ضلع شمالی و بین 62/1±85/18 تا 23/2±05/42 با مقدار متوسط 1-nGyh 79/1±83/24 بهدست آمد. به شکل کلی میزان دز جذبی در ساحل شمالی بیشتر از ساحل جنوبی شبهجزیره میانکاله بهدست آمد که دلیل آن کمتر بودن میزان غلظت عناصر پرتوزا در ساحل جنوبی نسبت به ساحل شمالی میباشد. میانگین دز جذبی برای این منطقه کمتر از میانگین جهانی 55 نانوگری بر ساعت میباشد و نشان میدهد که فعلا در این منطقه سطع تابشهای هستهای در حدی نیست که خطرات پرتوشناختی ساکنین و توریستهای این منطقه را تهدید کند (1). امروزه ثابت شده است که همراه دود های ناشی از احتراق سوختهای فسیلی عناصر پرتوزا نیز در هوا پراکنده میشوند که بعد از سرد شدن بر روی خاکهای منطقه نشست پیدا میکنند و باعث افزایش آلودگیها از جمله آلودگی هستهای شده و سطح تابش هستهای منطقه را بالا میبرد (20). لذا این مطالعه میتواند به عنوان مرجع قبل از استقرار صنایع آلاینده مورد استفاده قرار گیرد. به منظور پی بردن به شدت میزان آلودگی ایجاد شده مجددا پس از چندین سال منطقه مورد مطالعه محیطی مجدد قرار میگیرد. تشکر و قدردانی این تحقیق توسط معاونت پژوهشی دانشگاه اراک تأمین مالی گردیده است بنابراین نویسندگان بر خود لازم میدانند از معاونت مذکور کمال سپاسگزاری را داشته باشند.
References
1- دانشیار فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران. *( مسوول مکاتبات) 2- دکتری فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران 3- کارشناس ارشد فیزیک هستهای دانشگاه اراک، دانشکده علوم پایه، گروه فیزیک، اراک، ایران 1- Associate professor in nuclear physics, Department of Physics, Faculty of Science, Arak University, Arak, Iran. *(Corresponding Author) 2- Ph.D. in nuclear physics, Department of Physics, Faculty of Science, Arak University, Arak, Iran 3- MSc in nuclear physics, Department of Physics, Faculty of Science, Arak University, Arak, Iran 1- Naturally-Occurring Radioactive Materials 2- High Purity Germanium Detector [9]- Geographic Information System [10]- Dose | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 145 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 64 |