اندازه گیری ایزوتوپ های پرتوزای چشمه های آب گرم زیرزمینی
چکیده
چشمه های آب گرم زیرزمینی برای بسیاری از مردم چه از نظر خواص درمانی چه از دیدگاه جاذبه های توریستی اهمیت زیادی دارند. با توجه به فضای بسته اطراف حوضچه ها، برای مردمی که مدت زیادی در حوضچه های آب گرم معدنی با اکتیویته زیاد سپری می کنند باید تمهیدات مناسب در برابر خطرات ناشی از تابش های رادیونوکلید موجود در آب اندیشیده شود. سنجش رادیونوکلیدهای موجود در آب و تعیین میزان اکتیویته آنها توسط بسیاری از پژوهشگران با راهکارهای مختلف اندازه گیری هسته ای در تمام نقاط دنیا در حال انجام است.رادیونوکلئیدها بخصوص در شرایطی که از راه بلع و تنفس به درون بدن برده می شوند با توجه به نحوه توزیع آنها در بدن، طول مدت زمانی که در بدن حفظ می شوند و نوع انرژی تابشی گسیلی، می توانند صدمات جبران ناپذیری همانند سرطان (سرطان استخوان و سرطان خون)، اثرات ژنتیکی، صدمه به عروق خونی یا القاء آب مروارید عدسی های چشم و ناباروری را ایجاد کنند.در این پژوهش ایزوتوپ های پرتوزای 14 چشمه آب گرم زیرزمینی در جاده هراز با روش طیف سنجی پرتو گاما تعیین واکتیویته آنان اندازه گیری شده است. چشمه های اندازه گیری شده در زیر فهرست شده اند. آب گرم لاریجان،استراباکو- آمل،هرمس-اسک ،چشمه عمارت آمل، اسک- آمل،آبعلی - هراز،آب البرز - آبعلی،چشمه اعلا - دماوند،آب آهن - لاریجان،قلعه دختر - هراز، زاغ چشمه – اسک آمل، استل سر - لاریجان،ماکلین سر - لاریجان،رامسر نمونه برداری و آماده سازی نمونه: در ابتدا بطری های 5/1 لیتری آب معدنی با اسید نیتریک رقیق شستشو و سپس با آب مقطر آب کشی شده است. با مراجعه به سرچشمه های ذکر شده از هر کدام دو بطری آب مورد نظر پر شد و دمای نمونه در محل اندازه گیری شده است. سپس نمونه ها برای اندازه گیری به آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای منتقل شده است. برای طیف سنجی پرتو گاما به ترتیب از نمونه های موجود هر بار یک لیتر از نمونه مایع چشمه آبگرم مشخص به ظرف مارینلی یک لیتری (ظرف مارینلی با هندسه خاص سبب می شود که نمونه مورداندازه گیری حول ماده فعال آشکارسازی قرار گیرد تا بهره آشکارسازی افزایش یابد) منتقل شده و برای جلوگیری از نشت بخوبی آببندی شده است. برای شمارش کافی و کاهش خطای آماری شمارش، طیف سنجی پرتو گاما برای هر نمونه به مدت 30000 ثانیه انجام شده است. طیف سنجی پرتو گامای نمونه های آبگرم زیرزمینی: برای انجام اندازه گیری از ابزار اندازه گیری هسته ایی شامل آشکارساز hpge، تقویت کننده، تحلیل گر بس کانال استفاده شده است. قدرت تفکیک آشکارساز در انرژی kev 1400 برابر kev2 اندازه گیری شده است. برای کاهش تابش زمینه ناشی از پرتو های کیهانی، محفظه برهم کنش به شکل مکعب مستطیل مورد استفاده از جنس سرب به ضخامت mm5 بوده که برای کاهش پرتو های ایکس حاصل از سرب، لایه داخلی آن با صفحه مسی ضخیم پوشش داده شده است. داده های جمع آوری شده با استفاده از نرم افزار های مناسب آنالیز پرتو گاما تحلیل شده است. برای تحلیل مناسب داده های طیف سنجی پرتو گاما، اندازه گیری بازدهی آشکارساز هسته ای برای انرژی های مختلف مورد نیاز است. برای این منظور از چشمه استاندارد مایع با تنوع مناسب چشمه رادیواکتیو با مقادیر مشخص اکتیویته مرکز حفاظت در برابر پرتو سازمان انرژی اتمی ایران استفاده شده است. در شکل 1 منحنی بازده آشکارساز hpge تعیین شده با چشمه های رادیواکتیو استاندارد مایع نشان داده شده است. برای تعیین اکتیویته مطلق هر نمونه طیف سنجی پرتو گامای ناشی ازتابش زمینه در محفظه مخصوص اندازه گیری نیز ضروری است و به این دلیل طیف زمینه در بازه زمانی نظیر طیف سنجی پرتو گامای نمونه ها انجام شده است. -روش های آزمایشگاهی نمونه برداری و آماده سازی نمونه در ابتدا بطری های 5/1 لیتری آب معدنی با اسید نیتریک رقیق شستشو و سپس با آب مقطر آب کشی شده است. با مراجعه به سرچشمه های ذکر شده در جدول 1 از هر کدام دو بطری آب مورد نظر پر شد و دمای نمونه در محل اندازه گیری شده است. سپس نمونه ها برای اندازه گیری به آزمایشگاه واندوگراف پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای منتقل شده است. برای طیف سنجی پرتو گاما به ترتیب از نمونه های موجود هر بار یک لیتر از نمونه مایع چشمه آبگرم مشخص به ظرف مارینلی یک لیتری (ظرف مارینلی با هندسه خاص سبب می شود که نمونه مورداندازه گیری حول ماده فعال آشکارسازی قرار گیرد تا بهره آشکارسازی افزایش یابد) منتقل شده و برای جلوگیری از نشت بخوبی آببندی شده است. برای شمارش کافی و کاهش خطای آماری شمارش، طیف سنجی پرتو گاما برای هر نمونه به مدت 30000 ثانیه انجام شده است. طیف سنجی پرتو گامای نمونه های آبگرم زیرزمینی برای انجام اندازه گیری از ابزار اندازه گیری هسته ایی شامل آشکارساز hpge، تقویت کننده، تحلیل گر بس کانال استفاده شده است. قدرت تفکیک آشکارساز در انرژی kev 1400 برابر kev2 اندازه گیری شده است. برای کاهش تابش زمینه ناشی از پرتو های کیهانی، محفظه برهم کنش به شکل مکعب مستطیل مورد استفاده از جنس سرب به ضخامت mm5 بوده که برای کاهش پرتو های ایکس حاصل از سرب، لایه داخلی آن با صفحه مسی ضخیم پوشش داده شده است. داده های جمع آوری شده با استفاده از نرم افزار های مناسب آنالیز پرتو گاما تحلیل شده است. برای تحلیل مناسب داده های طیف سنجی پرتو گاما، اندازه گیری بازدهی آشکارساز هسته ای برای انرژی های مختلف مورد نیاز است. برای این منظور از چشمه استاندارد مایع با تنوع مناسب چشمه رادیواکتیو با مقادیر مشخص اکتیویته مرکز حفاظت در برابر پرتو سازمان انرژی اتمی ایران استفاده شده است. برای تعیین اکتیویته مطلق هر نمونه طیف سنجی پرتو گامای ناشی ازتابش زمینه در محفظه مخصوص اندازه گیری نیز ضروری است و به این دلیل طیف زمینه در بازه زمانی نظیر طیف سنجی پرتو گامای نمونه ها انجام شده است. برای تعیین اکتیویته مطلق ضروری است که اکتیویته زمینه در محیط اندازه گیری نمونه از اکتیویته نمونه آب کسر شود. با در نظر گرفتن ملاحظات فوق اکتیویته 14 نمونه موردنظر در بازه زمانی 30000 ثانیه ثبت شده است. با توجه به مطالعات جامع انجام شده در رابطه با اکتیویته نمونه چشمه آب گرم رامسر و اندازه گیری آهنگ دوز ?gyh-1 50-2 در این منطقه( که به همراه دو منطقه دیگر در برزیل و هند از مناطق با اکتیویته زیاد بشمار می آیند) اکتیویته اندازه گیری شده نمونه ها با اکتیویته نمونه آب رامسر نرمالیزه شد. مقایسه اکتیویته نمونه های گزارش شده نسبت به نمونه رامسر مقدار زیاد اکتیویته را در شمار زیادی از نمونه ها نشان می دهد که توجه به این نکته ضروری است.