بخشی از مقاله
مقدمه
انسان همواره در معرض پرتوهای یون ساز حاصل از منابع پرتوزای طبیعی قراردارد و این یک امر مداوم و غیر قابل اجتناب زندگی در روی کره زمین است. منابع پرتوزایی طبیعی شامل هستههای پرتوزایی که در اثر برهمکنش پرتوهای کیهانی با اتمسفر زمین بوجود میآیند و همچنین رادیونوکلئیدهای نخستین در برگیرنده رادیوایزوتوپهای منفرد مانند 40K و سریهای واپاشی 235U، 238U و 232Th و دختران آنها که به علت داشتن نیمه عمرهای طولانی قابل ملاحظه با عمر کره زمین تا به امروز دوام آوردهاند میباشند. عناصر اورانیوم و توریم با غلظتهای مختلف در پوسته زمین یافت میشوند این زنجیرههای واپاشی شامل رادیوم((226Ra، رادن((222Rn و بیسموت((214Bi از محصولات واپاشی سری 238U و دیگر نوکلئیدهای رادیواکتیو مانند 228Ac، 212Bi و 212Pb متعلق به زنجیرهی واپاشی سری 232Th هستند.[1] مطالعات انجام شده نشان میدهد که گرانیتها یک غلظت بالایی از عناصر U و Th را در مقایسه با فراوانی خیلی کم این عناصر در پوستههای قارهای دارند
. زمین شناسان اعتقاد دارند که ذوب بخشی و تبلور تفریقی ماگما باعث میشود که اورانیوم و توریم در فاز ماگمایی غلیظ و در نهایت وارد محصولات غنی از سیلیس شوند و به این دلیل ترکیبات گرانیتی سنگهای آذرین غنی از عناصر U و Th میباشند(بطور میانگین مقدار 5ppm برای U و 15ppm برای (Th، در مقایسه با پوستههای زمینی (بطور میانگین مقدار 1,8 ppmبرای U و 7,2 ppm برای .[2] (Th مقدار اورانیوم، توریم و پتاسیم سنگهای گرانیت اساساً به ترکیبات کانیشناسی و ویژگیهای پترولوژی سنگهای گرانیت( تاًثیرات
465
آب و هوایی) بستگی دارد.[3] پرتوهای حاصل از وجود عناصر پرتوزا در مصالح ساختمانی میتوانند باعث پرتوگیری داخلی و خارجی افراد گردند .[4] هدف از این مطالعه تعیین نوع و مقدار فعالیت ویژه هسته های پرتوزا در نمونه مورد مطالعه است .
روش کار
توده پلوتونیک الوند یک کمپلکس آذرین با کشیدگی شمال غربی- جنوب شرقی میباشد که در غرب ایران با وسعت تقریبی 400 کیلومتر مربع بر روی کمربند دگرگونی- پلوتونیک در شمال غربی زون سنندج-سیرجان قرار گرفته است.[5] از این منطقه 6 نمونه سنگ آذرین نمونه برداری و از آنها مقطع نازک میکروسکوپی تهیه شد. در جدول((1 نام علمی، مناطق نمونه برداری و ترکیب کانیشناسی سنگهای مورد مطالعه وارد شده است. نمونه سنگهای جمع آوری شده پس از آسیاب کردن و عبور دادن از مش 50 به منظور حصول به یک نمونه همگن در ظرفهای استاندارد نگین به مقدار 293 گرم بسته بندی و آب بندی گردیدند. این کار به جهت جلوگیری از خروج گاز رادن حاصل از واپاشی زنجیرهی اورانیوم و توریم و رسیدن به تعادل ضروری میباشد. طیف نگاری از نمونهها بعد از مدت 50 روز انجام شد. برای طیف نگاری پرتوهای گاما از سیستم اسپکترومتری HPGe با بازدهی نسبی %38/5 ،در برگیرنده تحلیل گر 4096 کاناله استفاده گردید. برای کاهش اثرات تابش زمینه، آشکارساز در یک حفاظ سربی با ضخامت 10 cm و شامل دو لایه نازک از کادمیوم به ضخامتmm 1/5 برای جذب نوترونهای حرارتی و مس به ضخامت mm 2/5 برای جذب اشعه x گسیل شده از حفاظ سربی قرار گرفته است. با این حفاظ نرخ شمارش زمینه تا حد 2,5 1CPS کاهش مییابد. کالیبراسیون انرژی با استفاده از چشمههای 241Am و 226Ra در بازه انرژی بین59/54 keV تا 2000 keV کالیبره گردید. بازده مطلق آشکارساز به روش تجربی و با استفاده از نمونههای استاندارد نگین حاوی چشمههای 241Am، 109Cd، 133Ba، 137Cs، 57Co و 60Co با مقادیر اکتیویته مشخص تعیین گردید. برای داشتن شمارشهای کافی و کاهش خطای آماری شمارش، طیف سنجی پرتو گاما برای هر نمونه بین 22 تا 48 ساعت، توسط نرم افزار AKWIN انجام گرفت و با استفاده از نرمافزار OMNIGAM سطح خالص زیر قلههای فوتوپیک طیفها مشخص شد. فعالیت ویژه 226Ra در نمونهها از پرتوهای گاما با انرژی 295/22keV و (214Pb) 351/93 و انرژیهای 609/31 keV و (214Bi) 1120/28، فعالیت ویژه 232Th از پرتوهای گاما با انرژی 338/32 keV، 911/2 و (228Ac) 968/97، فعالیت ویژه 40K از پرتو گاما با انرژی 1461 keV، فعالیت ویژه 235U از گامای 143/76keV و برای تعیین فعالیت ویژه 137Cs در نمونهها از پرتو گاما با انرژی661/66 keV استفاده گردید. بدنبال آنالیز طیف، فعالیت ویژه هر نمونه طبق فرمول (1) بر حسب Bq/kg محاسبه شده است.[6]
1 )Count Per Second
466
کد
نمونه
(1)
E N A
P(E)tm E
E
که در این رابطه :AE فعالیت ویژه نمونه بر حسب Bq/kg ، :NE سطح زیر قله با انرژی E، :ϵE بازدهی آشکارساز در انرژی E، :P (E) احتمال تابش گاما با انرژی E، :t زمان شمارش، :m جرم نمونه اندازهگیری شده
بر حسب kg است.
جدول((1 نام علمی و ترکیب کانیشناسی سنگهای گرانیت مورد مطالعه کانی فرعی کانی اصلی منطقه نوع نمونه نام سنگ
برداری
Granitoid
Or+Ms+Chl+Ap Qtz+Pl دره واریزه Leucogranite LOD
+ Zrn+Bt+ Ep
مرادبیک
Mc+Zrn+Tur+A Qtz+Or+Bt+Pl+Ms گنجنامه رخنمون Monzogranite MOG
p
Or+Ap+Zrn Qtz+Bt+Pl+Ms گنجنامه رخنمون Tonalite TNG
Ap+Zrn+Grt Qtz+Pl+Or+Bt+Ms تاریک دره واریزه Granodiorite GRT
Acidic rock
Zrn Qtz+Pl+Or+ Ms + تاریک دره واریزه Quartz syenite QST
Ru + Prh
Intermediate rock
Bt Pl+Amp+Spn+Ap+C گنجنامه رخنمون Monzodiorite MOD
hl
نام اختصاری کانیها: کوارتزQtz، اورتوکلازOr، پلاژیوکلازPl، بیوتیتBt، موسکویتMs، میکروکلینMc، آمفیبولAmp، زیرکنZrn، اسفنSpn، آپاتیتAp، اپیدوتEp، روتیلRu، کلریتChl، پرهنیت Prh، گارنت Grt، کانی اوپک Opqu، تورمالین .Tur خلاصه نام کانیها [7]
نتایج
نتایج محاسبات مقدار فعالیت ویژه 226Ra، 232Th، 40K، 235U و 137Cs در نمونه سنگهای مختلف آذرین در جدول((2 ارائه شده است.
