نوع مقاله : مقاله های پژوهشی
نویسندگان
1
استاد، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
2
استادیار، گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
3
کارشناس ارشد، گروه فیزیک و مهندسی پزشکی، دانشکده‌ی پزشکی، دانشگاه علوم پزشکی اصفهان، اصفهان، ایران
4
کارشناسی ارشد، گروه مهندسی هسته‌ای، دانشکده علوم و فناوری‌های نوین، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
5
کارشناس ارشد، گروه فیزیک، دانشکده‌ی علوم، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده
مقدمه: محیط زندگی و مصالح به کار رفته در ساختار ساختمان‌های مسکونی دارای مقادیر مختلفی از عناصر رادیواکتیو می‌باشد. آگاهی از توزیع و سطح تشعشعات در محیط برای ارزیابی تأثیرات پرتوزا در محیط زندگی انسان بسیار مهم است. در این مطالعه، میزان فعالیت هسته‌های پرتوزا در سنگهای گرانیت با توجه به نوع رنگ هر سنگ ارزیابی گردید. روش‌ها: جهت تعیین پرتوزایی طبیعی سنگهای گرانیت، 13 نوع از سنگهای گرانیتی مورد استفاده در شهر اصفهان انتخاب شد و پرتوزایی طبیعی نمونه‌ها به روش بیناب‌نمایی پرتوی گاما تعیین گردید. برای انجام کار نمونه‌برداری و کلیه‌ی مراحل کار، دستورالعمل آژانس بین‌المللی انرژی اتمی رعایت شد؛ به این ترتیب که شستشو ظروف نمونه‌برداری با آب مقطر و الکل انجام شد. سپس نمونه‌ها پودر شدند و در ظروف مارینلی بسته‌بندی و مهر و موم گردیدند. ظروف مارینلی قبل از طیف سنجی به مدت 5 هفته برای به تعادل رسیدن دختر هسته‌های اورانیوم و توریوم موجود در نمونه‌ها نگهداری شدند. پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، بیناب پرتوی گامای هر یک از آن‌ها به وسیله‌ی آشکارساز ژرمانیوم فوق خالص (High-purity germanium یا HPGe) به مدت 12 ساعت جمع‌آوری گردید. بعد از آن هر بیناب مقیاس‌بندی انرژی شد. در نهایت فعالیت ویژهی هسته‌های پرتوزای موجود در هر نمونه به دست آمد. یافته‌ها: اندازهگیری پرتوزایی طبیعی شامل اندازهگیری اکتیویته‌ی هسته‌های U238 (اورانیوم 238)، Th232 (توریوم 232) و K40 (پتاسیم 40) بر حسب بکرل به ازای هر کیلوگرم (Becquerel / kilogram یا Bq/Kg) انجام شد. برای هر سه هسته‌ی پرتوزای مورد مطالعه، کمترین مقدار میانگین اکتیویته‌ی ویژهی کمتر از MDA (Minimum detectable activity) برای سنگهای گرانیت سبز و بیشترین مقدار میانگین اکتیویته ویژه برای سنگهای گرانیت سفید بود. نتیجه‌گیری: اکتیویته‌ی ویژهی سنگهای گرانیتی که به رنگ سفید متمایل هستند، بیشترین مقادیر را برای هر سه هسته‌ی پرتوزا داشت. پس از آن سنگهای با رنگ قرمز قرار داشت و در نهایت کمترین مقدار اکتیویته برای هر سه هسته‌ی پرتوزا برای سنگهای سبز به دست آمد. واژگان کلیدی: High-purity germanium، رنگ، سنگ گرانیت، طیف‌سنجی گاما، رادیونوکلئیدهای طبیعی
عنوان مقاله [English]
The Effect of the Color of Granite on its Natural Radioactivity
نویسندگان [English]
-
Mohammad Bagher Tavakoli
1
-
Mohammad Reza Abdi
2
-
Hadi Nakhzari Moghadam
3
-
Golzadeh Hajialiani
4
-
Seyyed Ali Mousavi
5
1
Professor, Department of Physics and Medical Engineering, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
2
Assistant Professor, Department of Physics, School of Science, University of Isfahan, Isfahan, Iran
3
Department of Physics and Medical Engineering, School of Medicine, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran
4
Department of Nuclear Engineering, School of Modern Sciences and Technologies, University of Isfahan, Isfahan, Iran
5
Department of Physics, School of Science, University of Isfahan, Isfahan, Iran
چکیده [English]
Background: Living environment and applied building materials in dwellings contain various amounts of radioactive elements. Knowing about the distribution and the level of radiation in the environment is very important to evaluate the effects of radiation on the human. In this study, the level of radioactive nuclei in the granite was assessed according to the color of the stone. Methods: 13 different types of granite used in city of Isfahan (Iran) dwellings were selected, turned to powder, packaged in Marinli dishes and sealed accordingly. The International Atomic Energy Commission instructions were applied for sampling and all other steps of the survey. The dishes were kept for 5 weeks before spectroscopy, to obtain equivalent amount of uranium and thorium nuclides. Then, the gamma-spectroscopy of each sample was collected by HPGe (high purity germanium detector) for 12 hours and categorized based on its energy level. Finally, the special activity of the radiating nuclides in each sample was obtained. Measuring natural radioactivity, including nucleus radioactivity of 238U, 232Th, 40K based on Bq/kg unit, was done. The specific average radioactivity concentration of each radiating nuclei was evaluated, too. Findings: The reported special activities for 238U were less than malondialdehydc (MDA) level for green, 65.72 Bq/Kg for white, 57.26 Bq/kg for red, and 24.31 Bq/kg for black granites. The measured special activities for 232Th were 113.36, 84.31, and 34.28 Bq/kg, and less than MDA level for white, red, black and green granites, respectively. Besides, the measured special activities for 40K were 53.16, 525.82, 897.37, and 1243.28 Bq/kg for green, black, red, and white granites, respectively. Conclusion: White granite sample has the highest special activity for the three nuclides, 238U, 232Th, and 40K. Also, the lowest special activity for these nuclides was found in green stones and the red granite had an intermediate activity. Keywords: High-purity germanium detector (HPGe), Color, Granite, Gamma spectroscopy, Natural radionuclides
)