بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله، روش نوین جداسازي رادیوم - 226Ra - 226 – در آبهایی که منشاﺀ زیرزمینی دارند، توسط جاذبی با نام - HEDULAT - و مورد بررسی قرار گرفته و بالا ترین بازده جداسازي آن، مشخص گردیده است. در این تحقیق در مرحله اول بازده جداسازي رزین جاذب تعیین گردید. سپس تعداد ده نمونه آب، که منشاء زیرزمینی داشته از منطقه ساغند یزد نمونه برداري گردید. پس ازانتقال نمونه ها به آزمایشگاه و انجام مراحل نمونه سازي بر روي نمونه ها طبق استاندارد ASTM -1، از ستون حاوي رزین - - HEDULAT جاذب رادیوم، موجودي رادیونوکلئید 226Ra جداسازي شده اند. جهت شمارش میزان غلظت پرتوزایی از سیستم اسپکترومتري گاما مجهز به آشکار ساز - HPGe - استفاده گردید. مقادیر محاسبه شده، کمترین حد پرتوزایی قابل آشکار سازي - LLD - را براي این سیستم شمارش معادل 0/5 بکرل بر لیتر نشان می دهد. همچنین میانگین بازده جداسازي براي جاذب فوق برابر%72 و خطاي محاسبه نتایج بین -0/47 - ۵١ - 0/ بدست آمده است.
مقدمه
رادیونوکلئید رادیوم - - 226Ra - 226 از سري واپاشی طبیعی اورانیوم - - 238 U - 238 با نیمه عمر 1600سال ساطع کننده ذره آلفا بوده و خواص مشابه کلسیم را در بدن انسان دارد، دختر این رادیویزوتوپ گاز رادون - 222 Rn - 222- با نیمه عمر 3/85روز نیز موجب پرتوگیري داخلی ازطریق مصرف آبهاي آشامیدنی توسط افراد جامعه می گردد.[1] البته روشهاي مختلفی جهت سنجش میزان پرتوزایی 226Ra وجود دارد کهمعمولاً روشهاي جداسازي شیمیایی را در بر می گیرند. [2]
ولی در این پزوهش، جداسازي توسط رزین جاذب که متفاوت با روشهاي جداسازي شیمیایی معمول بوده، انجام گرفته است. در اجراي این پژوهش، جهت تعیین بالاترین بازده جداسازي، بر حسب شار جریان عبوري نمونه و مقدار رزین جاذب، با مقادیر مختلف شار جریان و رزین انجام گرفت و بالا ترین بازده مشخص گردید. سپس طبق دستورالعمل-ASTM 1، تعداد10عدد نمونه آب زیرزمینی در حجمهاي4 لیتري نمونه برداري شده و پس از اضافه نمودن اسیدنیتریک و تنظیم pH≈2 و انجام مراحل نمونه سازي، نمونه ها به صورت همگن آماده گردید. [3] مرحله جداسازي با انتخاب مقدار بهینه رزین، با استفاده از ستون کروماتوگرافی حاوي رزین مبادله کننده آنیونی - HEDULAT - صورت گرفت. سپس نمونه ها در ژئومتري مخصوص قرارگرفته وجهت تعادل 226Ra با 214Bi به مدت 21 روز نگهداري شدند.[4] براي شمارش نمونه ها از سیستم اسپکترومتري گاما - HPGe - موجود درآزمایشگاه آنالیز هسته اي بخش جابربن حیان استفاده گردید.
روش کار
جهت تعیین راندمان جداسازي رزین - HEDULAT - جاذب رادیوم یک نمونه به عنوان نشانگر - Tracer - با استفاده از محلول استاندارد 226Ra نیز به یکی از نمونه ها اضافه گردید. پوسترها: فیزیک هستهاي جهت تعیین بالاترین بازده جدا سازي، مقدار رزین جاذب نسبت به شار جریان آب عبوري از رزین به مقدار هاي پنچ گرم، ده گرم و پانزده گرم از رزین برداشته ودر داخل ستون کارماتوگرافی ریخته شد، نمونه استاندارد با شارهاي مختلف از رزین عبور داده شد.
نتایج بدست آمده در جدول 1 و نمودار آن در شکل 1 ارائه شده است. جهت اندازه گیري غلظت پرتوزایی 226Ra، ده نمونه آب به حجم چهار لیتر از منطقه ساغند یزد که منشاء زیرزمینی داشته انتخاب گردیدند. نمونه ها پس از انتقال به آزمایشگاه نمونه سازي با استفاده از اسید نیتریک دو مولار رقیق سازي شده تا از چسبیدن رادیونوکلئیدها به دیواره ظرف نمونه برداري و غیره جلوگیري به عمل آید.
سپس نمونه ها ار صافی عبورداده و به صورت یکنواخت در می آیند بالاترین بازده جداسازي براي ده گرم رزین بعد از مرحله جداسازي و خشک شدن رزین حامل 226Ra،بدست آمد. - مطابق جدول-2ونمودار شکل- - 2 با توجه به اینکه پیک گاماي - keV۵١٨ - منتشره از 226Ra با انرژي گاماي 235U موجود در نمونه هاي محیطی تداخل دارد. لذا نمونه ها به مدت حدود 21 روز در ژئومتري دربکاملاً بسته شده نگهداري شدند تا 226Ra با 214Bi به تعادل پرتوزایی برسند.[5] با استفاده از پیک گاماي - keV٠٩۶ - رادیونوکلئید 214Biمورد سنجش قرار گرفتند. غلظت پرتوزایی رادیونوکلئید 226Ra در جدول 2 ارائه گردیده است.
سیستم اندازه گیري
جهت تعیین بازده جداسازي رزین - HEDULAT - و غلظت رادیونوکلئید 226Ra از سیستم اسپکترومتري گاما ژرمانیوم فوق خالص - HPGe - با بازده نسبی %80 با توان تفکیک حدود 2keV استفاده گردید.
نتایج
نتایج بدست آمده براي تعیین بالاترین بازده جذب رادیوم توسط رزین - HEDULAT - با شار عبوري - 10 -15 ml/min - بدست آمد و مقدار آنتقریباً %72 محاسبه گردید. سپس نمونه هاي جدا سازي شده با همان بازده ، توسط سیستم اسپکترومتري گاما مورد شمارش قرار گرفته و پس از تجزیه و تحلیل طیف هاي بدست آمده و با احتساب بازده جداسازي و ضرایب تصحیح، میزان غلظت رادیونوکلئید 226Ra موجود در آن محاسبه گردید. نتایج بدست آمده در جدول- 2و نمودار آن در شکل- 2 ارائه گردیده است. بر اساس مقادیر محاسبه شده، کمترین حد پرتوزایی قابل آشکار سازي - LLD - با این روش در زمان شمارش 80000 ثانیه حدود 0/5 بکرل بر لیتر براي سیستم شمارش بوده است.
بحث و نتیجه گیري
با توجه به نتایج حاصل شده، بیشترین بازده جدا سازي رزینHEDULAT برابر %72 با مقدار رزین ده گرم بوده است. همچنین بیشترین غلظت پرتوزایی مربوط به رادیونوکلید 226Ra در نمونه ها مقادیر بین 11/52 -1/76 بکرل بر لیتر می باشد که کمترین آن در نمونه با کد SAG-2 و بیشترین آن در نمونه با کد AG-8 بوده است. براي نمونه با کد SAG-1 غلظت پرتوزایی کمتر از حد قابل آشکار سازي سیستم شمارش - - LLD≈0.5 Bq/li بدست آمد. در این روش مشخص شد که رزینHEDULAT یکی از مناسب ترین مبادله کننده هاي آنیونی جهت جداسازي رادیونوکلئید هاي 226Ra ، 228Ra می باشد که در این پژوهش 226Ra مورد سنجش قرار گرفته است.
از مزایاي روش فوق عبارتند از:
١- عدم نیاز به انجام مراحل جداسازي شیمیایی طولانی، وقت گیر و پرهزینه است.
-2 یک روش نسبتاً سریع و آسان می باشد و براي مواردي که تعداد زیادي نمونه جهت آنالیز نیاز باشد، مناسب است.
٣- بازدهنسبتاً مطلوب براي جداسازي رادیونوکلئید 226Ra در نمونه هاي آب
-4 انجام مراحل جداسازي در محل نمونه برداري با توجه به اینکه رادیونوکلئید 228Ra ، طیف گاما نداشته لذا بررسی آن در کارهاي آتی انجام خواهد شد.
