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 ۴۰K و سریهای واپاشی ۲۳۵U، ۲۳۸U و ۲۳۲Th 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((۲۲۶Ra، رادن((۲۲۲Rn و بیسموت((۲۱۴Bi از محصولات واپاشی سری ۲۳۸U و دیگر نوکلئیدهای رادیواکتیو مانند ۲۲۸Ac، ۲۱۲Bi و ۲۱۲Pb متعلق به زنجیرهی واپاشی سری ۲۳۲Th هستند.[۱] 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 ۵ppm برای U و ۱۵ppm برای (Th، در مقایسه با پوستههای زمینی (بطور میانگین مقدار ۱,۸ ppmبرای U و ۷,۲ ppm برای .[۲] (Th مقدار اورانیوم، توریم و پتاسیم سنگهای گرانیت اساساً به ترکیبات کانیشناسی و ویژگیهای پترولوژی سنگهای گرانیت( تاًثیرات

۴۶۵

آب و هوایی) بستگی دارد.[۳] پرتوهای حاصل از وجود عناصر پرتوزا در مصالح ساختمانی میتوانند باعث پرتوگیری داخلی و خارجی افراد گردند .[۴] 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 ۴۰۰ کیلومتر مربع بر روی کمربند دگرگونی- پلوتونیک در شمال غربی زون سنندج-سیرجان قرار گرفته است.[۵] از این منطقه ۶ نمونه سنگ آذرین نمونه برداری و از آنها مقطع نازک میکروسکوپی تهیه شد. در جدول((۱ 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 ۵۰ به منظور حصول به یک نمونه همگن در ظرفهای استاندارد نگین به مقدار ۲۹۳ 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 ۵۰ روز انجام شد. برای طیف نگاری پرتوهای گاما از سیستم اسپکترومتری HPGe با بازدهی نسبی %۳۸/۵ ،در برگیرنده تحلیل گر ۴۰۹۶ کاناله استفاده گردید. برای کاهش اثرات تابش زمینه، آشکارساز در یک حفاظ سربی با ضخامت ۱۰ 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 ۲,۵ ۱CPS کاهش مییابد. کالیبراسیون انرژی با استفاده از چشمههای ۲۴۱Am و ۲۲۶Ra در بازه انرژی بین۵۹/۵۴ keV تا ۲۰۰۰ keV کالیبره گردید. بازده مطلق آشکارساز به روش تجربی و با استفاده از نمونههای استاندارد نگین حاوی چشمههای ۲۴۱Am، ۱۰۹Cd، ۱۳۳Ba، ۱۳۷Cs، ۵۷Co و ۶۰Co با مقادیر اکتیویته مشخص تعیین گردید. برای داشتن شمارشهای کافی و کاهش خطای آماری شمارش، طیف سنجی پرتو گاما برای هر نمونه بین ۲۲ تا ۴۸ ساعت، توسط نرم افزار AKWIN انجام گرفت و با استفاده از نرمافزار OMNIGAM سطح خالص زیر قلههای فوتوپیک طیفها مشخص شد. فعالیت ویژه ۲۲۶Ra در نمونهها از پرتوهای گاما با انرژی ۲۹۵/۲۲keV و (۲۱۴Pb) 351/93 و انرژیهای ۶۰۹/۳۱ keV و (۲۱۴Bi) 1120/28، فعالیت ویژه ۲۳۲Th از پرتوهای گاما با انرژی ۳۳۸/۳۲ keV، ۹۱۱/۲ و (۲۲۸Ac) 968/97، فعالیت ویژه ۴۰K از پرتو گاما با انرژی ۱۴۶۱ keV، فعالیت ویژه ۲۳۵U از گامای ۱۴۳/۷۶keV و برای تعیین فعالیت ویژه ۱۳۷Cs در نمونهها از پرتو گاما با انرژی۶۶۱/۶۶ keV استفاده گردید. بدنبال آنالیز طیف، فعالیت ویژه هر نمونه طبق فرمول (۱) بر حسب Bq/kg محاسبه شده است.[۶]

۱ )Count Per Second

۴۶۶

کد
نمونه

(۱)

E N  A

P(E)tm  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، 😛 (E) احتمال تابش گاما با انرژی E، :t زمان شمارش، :m جرم نمونه اندازهگیری شده

بر حسب kg است.

جدول((۱ 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 [۷]

نتایج

نتایج محاسبات مقدار فعالیت ویژه ۲۲۶Ra، ۲۳۲Th، ۴۰K، ۲۳۵U و ۱۳۷Cs در نمونه سنگهای مختلف آذرین در جدول((۲ ارائه شده است.