اندازه گیری غلظت هسته های پرتوزای طبیعی و مصنوعی در کناره های دریای عمان و بررسی پخش آن ها در آب های سطحی این دریا با استفاده از مدل swan

اهمیت روش آشکارسازی با استفاده از آشکارسازهای فوق خالص ژرمانیومی ( hpge )، در تحلیل کمّی اورانیوم، توریم و دیگر محصولات واپاشی در نمونه های محیطی است. یکی از هدف های استفاده از این روش، تهیه ی نقشه ی پرتوزائی، با هدف دست یابی به مبنای پرتوزائی می باشد. تهیه ی این نقشه می تواند به عنوان اطلاعات مرجع، در ارزیابی هر نوع تغییر و تحول در پرتوزائی زمینه ی مناطق مورد نظر به کار گرفته شود. این تغییر و تحول ممکن است ناشی از فرآیندهای مختلف زمین شناسی و یا هر عامل مصنوعی موثر بر محیط این مناطق، از جمله تاسیسات هسته ای روسیه و یا حادثه فوکوشیما باشد. یکی از این مناطق پراهمیت و استراتژیک در ایران، سواحل شمالی دریای عمان (اتصال دهنده خلیج فارس به اقیانوس هند) است که با توجه به فعالیت های گسترده صورت گرفته در خلیج فارس، پایش محیطی این سواحل از اهمیت بالائی برخوردار است. منطقه ی مورد مطالعه، سواحل شمالی دریای عمان، از تنگه هرمز تا مرز پاکستان (منتهاالیه بندر گواتر) است. به منظور تعیین نقاط نمونه برداری از آب و رسوب این سواحل، از نرم افزار vsp استفاده شده است. با استفاده از شناور اقیانوس پیمای کاویان، از 36 نقطه در طول این ساحل نمونه آب (حجم تقریبی نمونه 100 لیتر) و رسوب (حدود 2 کیلوگرم نمونه) جمع آوری شده است. در کلیه ی نقاط نمونه برداری، میزان دز محیطی و ویژگی های فیزیکی آب نیز اندازه گیری شدند. آماده سازی نمونه های رسوب با هدف اندازه گیری هسته های پرتوزای موجود در آن ها، با خشک کردن نمونه ها در هوای آزاد و سپس در کوره، آسیاب کردن نمونه ها، عبور از غربال استاندارد با نمره ی 50، همگن سازی، توزین در ظروف مارینلی و نشت بندی آن ها انجام پذیرفت. پس از گذشت 4 هفته از زمان نشت بندی، نمونه های رسوب با استفاده از دو آشکارساز ژرمانیومی فوق خالص هم محور از نوع p با بازدهی های نسبی 5/38 و 55 درصد بررسی و ارزیابی کمی شدند. مقیاس بندی بازدهی آشکارسازهای مورد نظر نیز طی چند مرحله و در نهایت، با ساخت چشمه های استاندارد تک انرژی تعیین و بهینه شد. براساس اندازه گیری های انجام شده، مقادیر غلظت میانگین در رسوب سواحل شمالی دریای عمان برای u235 ، ra226 ، th232 ، k40 و cs137 ، به ترتیب، 08/0 ± 98/1، 4/0 ± 96/14، 5/0 ± 61/17، 5/13 ± 59/361 و 1/0 ± 79/0 بکرل بر کیلو گرم می باشند. مقایسه ی آماری این مقادیر با مقادیر میانگین ایران و جهان، گویای پایین تر بودن این مقادیر نسبت به مقادیر میانگین ایران و جهان است. به منظور اندازه گیری نمونه های آبی با حجم بالا، از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی قابل حمل، هم محور از نوع p و با بازدهی نسبی 3/41 درصد استفاده شده است. به کارگیری آشکارساز hpge قابل حمل برای تحلیل نمونه های آبی با حجم بالا، یک شیوه ی جدیدی است و در این پایان نامه مورد استفاده قرار گرفته است. مقیاس بندی بازدهی این آشکارساز نیز با توجه به ساخت نمونه های استاندارد، برای اولین بار و با تلفیقی از روش تجربی و شبیه سازی انجام پذیرفته است. براساس اندازه گیری های انجام شده، مقادیر غلظت میانگین در آب های سواحل شمالی دریای عمان برای ra226 ، th232 و k40 ، به ترتیب، 1/0 ± 49/2، 2/0 ± 9/1 و 28/2 ± 48/141 بکرل بر لیتر می باشند. حدود این غلظت cs137، در همه ی نقاط نمونه برداری، پایین تر از حد تشخیص سامانه ی آشکارسازی بود. نتایج حاصل از غلظت هسته های پرتوزا در نمونه های آب های سطحی دریای عمان قابل مقایسه با داده های مربوط به نمونه های آبی سایر نقاط جهان می باشند. پس از تعیین غلظت هسته های پرتوزا در آب های سطحی سواحل شمالی دریای عمان، با هدف بررسی پخش تصادفی مواد پرتوزا در آب های سطحی این سواحل در هنگام وقوع یک رخداد هسته ای، از مدل موج نسل سومی سوآن استفاده شد. برای همین منظور، منطقه جغرافیائی تحت مطالعه به 9 شبکه منظم تقسیم شده و پارامترهای موج در این شبکه ها، با استفاده از این مدل مشخص شدند. تلفیق نتایج مدل سوآن، با لحاظ کردن جهت جریان های مونسون تابستانی در آن، و نتایج تحلیل نمونه های آب های سطحی، به الگوئی تبدیل می گردد که رد هسته های پرتوزای طبیعی و حتی غیر طبیعی پخش شده در آب های سطحی این سواحل را دنبال می کند. این فرآیند، راه کاری جهت تسریع عملیات نمونه برداری در شرائط بحران بوده و سبب کاهش تعداد نمونه های جمع آوری شده در طول فرآیند نمونه برداری و در نهایت، کاهش هزینه نمونه برداری در شرایط بعد از رخدادهای پخش مواد پرتوزا می گردد. نتایج به دست آمده حاکی از این است که غلظت هسته های پرتوزای طبیعی در فاصله بین شبکه های 8600 تا 8604، در شبکه 8600 تجمع داشته و در فاصله بین شبکه های 8605 تا شبکه 8608، به سمت بخش میانی دریای عمان سوق می یابند.