بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق 20 نمونه سنگ آذرین به صورت مغز سنگ از منطقه اطراف ماگماهای چشمههای آبگرم محلات با استفاده از روش نمونه برداری تجربی مورد بررسی قرار گرفت. نمونهها از منطقهای به وسعت 300 هکتار از محیط پیرامونی ماگماهای گسترده شده به صورت رخنمون جمع آوری گردید. ویژه فعالیت هستههای پرتوزای طبیعی به روش اسپکترومتری گاما با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی - HPGe - با بازدهی نسبی %30 تعیین شد. ویژه فعالیت 226Ra، 232Th ، 40K برحسب Bqkg-1 در این نمونهها به ترتیب از 25/45 0/83 تا 2105/30 29/95، 19/28 0/97 تا 488/62 20 و63/08 4/76 تا 1779/3 60/20 تغییر میکنند. ضریب همبستگی بین تغییرات رادیوم و توریم برای سنگهای آذرین به مقدار0/75 محاسبه گردید که نشانگر همبستگی خوبی بین دو سری واپاشان اورانیم و توریم میباشد.
مقدمه
انسانها همواره در معرض پرتوهای یونساز قرار دارند. قسمتی از این پرتوها از پرتوزایی طبیعی شامل سریهای واپاشان توریم، اکتینیوم و اورانیوم و ویژه هستههایی مانند پتاسیم 40 گسیل میشوند. این ویژه هستههای پرتوزا از بدو تشکیل کره زمین وجود داشتهاند که به علت داشتن نیمه عمرهای طولانی در مقایسه با عمر کره زمین تا به امروز دوام آوردهاند.
بهطور کلی هستههای پرتوزا در محیط اطراف ما به صورت طبیعی و مصنوعی وجود داشته و مقدار آنها در محیط بستگی به نوع خاک، سنگ و شرایط جغرافیایی دارد. در اطراف چشمههای آبگرم محلات یک لایه ماگمایی در منطقه وسیعی به صورت سنگ بستر گسترده شده است و در قسمتهای مختلف از زمین بیرون زدهاند و شامل انواع گرانیت میباشد. این منطقه هرساله مورد بازدید زیادی ازگردشگران قرار میگیرد و تعیین میزان پرتوزایی محیطی آن از اهمیت زیادی برخوردار است. طیف سنجی اشعه گاما از چشمه- های آبگرم و سنگهای اطراف این محیط از دید زمین شناسان و رادیولوژیستها بسیار مهم می باشد.
اساس تخمین دوز موجود در محیط زیست وابسته به میزان رادیوایزوتوپها و نوع چشمه-های تابش کننده آنهاست. یکی از اصلیترین چشمههای خارجی تابش به بدن انسان، تابشهای ناشی از پرتوهای گاما میباشد.
رادیوایزوتوپهای طبیعی موجود در محیط زیست نظیر سریهای واپاشان 238U، 235U و 232Th و هستههای منفرد نظیر 40K از مهمترین منابع تابش گاما هستند.
نمودار همبستگی، روند تغییرات بین مقدار هستههای پرتوزای 226Ra و 232Th را نشان میدهد. تلاشهای زیادی در زمینه به دست آوردن مقدار ضریب این همبستگی انجام شده است که در بعضی از مناطق مورد مطالعه، این همبستگی مطلوب بوده و در بعضی از مناطق همبستگی ضعیفی را نشان میدهد. یکی از دلایل همبستگی ضعیف میتواند هوازدگی باشد. سری اورانیوم وقتی در معرض هوای موجود در آب قرار میگیرند اکسید شده و همچنین در اثر فعل و انفعالات شیمیایی نمکهای رادیوم تشکیل میشوند. این نمکها و اکسیدها در آب حل شده و با حرکت آب، از منطقه مورد مطالعه خارج میگردند. به همین دلیل در نواحی که چشمه-های آب گرم وجود دارد مقدار رادیوم در رسوبات دهانه خروجی چشمههای آبگرم بسیار زیاد میباشد.
روش کار
شهر محلات بین 33 درجه و 38 دقیقه تا 34 درجه و 18 دقیقه عرض شمالی و 50 درجه و 12دقیقه و 50 درجه و 29 دقیقه طول شرقی واقع شده است. شهرستان محلات در فاصله 362 کیلومتری تهران واقع شده است. راه آسفالت دلیجان- محلات- خمین و گلپایگان و جادههای درجه 2و 3 از راههای ارتباطی محدوده مورد مطالعه هستند که دسترسی به روستاها و شهرستانهای پیرامون را به آسانی امکانپذیر میکنند
در این تحقیق تعداد 20 نمونه سنگ آذرین به صورت مغزسنگ هر کدام به وزن تقریبی 2 کیلوگرم و به طور تجربی و تصادفی از نقاط مختلف منطقه در سطح 300 هکتار جمعآوری گردید. این منطقه شامل ماگماهای اولیه میباشد که در زیر چشمههای آب گرم گسترده شده است.
تمام نمونهها به آزمایشگاه کانیشناسی دانشگاه صنعتی اراک منتقل گردید و در آنجا شناسایی نوع کانی و کدبندی آنها انجام شد. در جدول 1 نتایج کانیشناسی نمونههای مورد مطالعه درج شده است.
این نمونهها پس از خردشدن و آسیاب شدن با استفاده از دو نوع آسیاب فکی و گلولهای، به منظور تهیه نمونه یکنواخت از مش شماره 50 عبور داده شدند. پودرهای آماده شده در کورهای بادمای 200 درجه سانتیگراد به مدت 6 ساعت خشک گردیدند.سپس نمونهها در ظروف استاندارد نگین با وزن خالص 293 گرم بستهبندی و به منظور جلوگیری از خروج گاز رادون، حاصل از واپاشی زنجیره اورانیوم و توریم، آب بندی گردیدند.[6] ظروف نگین دارای حجم 300سی سی، قطر خارجی 9/6 سانتیمتر، قطر داخلی 8/6 سانتیمتر و ارتفاع داخلی 7 سانتیمتر و ارتفاع خارجی 8/5 سانتی متر است.
جدول.1 نتایج کانی شناسی نمونههای مورد مطالعه
به منظور برقراری تعادل بین هسته مادر - 226Ra - و هسته دختر - 222Rn - ، نمونهها به مدت 50 روز نگهداری شدند. طیفگیری با استفاده از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی - HPGe - از نوع هم محور مدل GCD30195 ساخت شرکت Baltic Science Instrument با بازدهی نسبی%30 و با استفاده از نرم افزار Lsrmbsi محصول شرکت مذکور به عمل آمد. ویژه فعالیت رادیوایزوتوپها با استفاده از نرم افزار Gamma Vision 32, EG & G Ortec Software محاسبه گردید.به منظور گوسی شدن شکل پیک ها و بالا رفتن دقت محاسبات از کلیه نمونههادقیقاً به مدت یک شبانه روز 86400 - ثانیه - طیفگیری به عمل آمد .در شکل1 محلهای نمونهبرداری در اطراف ماگماهای منطقه آبگرم محلات نشان داده شده است.
شکل.1 نقشه مناطق نمونهبرداری شده از منطقه آبگرم محلات
نتایج و بحث
نتایج اندازهگیری ویژه فعالیت هستههای پرتوزا در نمونههای مورد مطالعه، در جدول 2 درج شده است. باتوجه به جدول 2 و مقادیر فعالیت ویژه 226Ra و 232Th در نمونههای مورد مطالعه، میتوان مقدارهمبستگی بین مقادیر فعالیت ویژه 226Ra و232 Th را برمبنای رابطه پیرسون بدست آورد، که این رابطه به شکل زیر تعریف می- گردد.
که در این رابطه n تعداد نمونه و xi ، yi، به ترتیب مقدار فعالیت ویژه و میانگین فعالیت ویژه رادیوم و توریم در نمونهها میباشد.
جدول.2 مقدار ویژه فعالیت هسته های پرتوزا در نمونه های مورد مطالعه
مقدار ضریب همبستگی با استفاده از رابطه پیرسون 0/18 بدست آمد، که نشانگر همبستگی ضعیفی در ناحیه مثبت میباشد. در صورتی که نمونه G1 را به علت فاصله زیاد از میانگین حذف نماییم، در این صورت مقدار R=0/75 بدست میآید.
برای نمونه مقدار ضریب همبستگی برای کشورهای ترکیه، ایتالیا و منطقه الوند همدان به ترتیب برابر 0/98 ، ./99 و ./92 گزارش شده است . که از مقادیر به دست آمده در این پژوهش بیشتر است و این ممکن است به دلیل هوازدگی برخی از نمونهها باشد.
