Kırıkkale'de (Türkiye) doğal radyasyon kaynaklarının belirlenmesi ve gama doz oranlarının değerlendirilmesi
Determination of natural radiation sources and assessment of gamma dose rates in Kırıkkale (Turkey)
Yazar: NESLİ ALBAYRAK
Danışman: YRD. DOÇ. DR. PELİN OTANSEV
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı / Nükleer Fizik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, sınırları içinde aktif faylar bulunan Kırıkkale ilinin doğal radyasyon seviyelerinin belirlenmesi ve radyolojik açıdan incelenmesi amaçlanmıştır. Bu nedenle, tüm Kırıkkale ilini temsil edecek şekilde 84 noktadan toprak örnek, 85 noktadan içme suyu alınmış ve 170 noktada havada gama doz hızı ölçülmüştür. Bölgenin radyasyon haritasının çıkartılması için örnek alınan yerlerin koordinatları küresel konum belirleme (GPS) cihazı kullanılarak belirlenmiş ve kaydedilmiştir.Toprak örnekler, Canberra marka GX5020 model HPGe (High-Purity Germanium, Yüksek Saflıkta Germanyum) dedektör içeren gama spektrometre sayım sistemi kullanılarak analiz edilmiştir. Analiz sonucu toprak örneklerin içerdiği 226Ra, 232Th ve 40K doğal radyoizotopların ve fisyon ürünü olan 137Cs radyoizotopun aktivite konsantrasyonları belirlenmiştir.Bu çalışmada, içme suyu örnekleri EPA 900.0 yöntemi ve SM 7110 C çöktürme yöntemi kullanılarak analize hazır hale getirilmiştir. İçme suyu örneklerinde toplam alfa ve toplam beta aktivitelerini belirlemek için, Berthold marka, LB770 model, 10 kanallı düşük seviyeli gaz akışlı orantılı sayım sistemi kullanılmıştır.Açık alanlarda, gama doz hızlarını belirlemek için 44-10 model NaI(Tl) gama sintilasyon detektörüne bağlı Ludlum marka 2242-2 model taşınabilir dijital cihaz kullanılmıştır. Gama doz hızları, gonad (üreme organları) hizasında toprak yüzeyinden 1 metre yükseklikte, 1 dakika süreyle alınarak µSv/saat olarak kaydedilmiştir.Ev-içi radon aktivite konsantrasyonlarını belirlemek için bölgede belirlenen 150 eve toplam 300 adet ticari adı CR-39 olan plastik pasif radon iz detektörü yerleştirilmiştir. Bu çalışma mevsimsel farklılıkları gözlemleyebilmek amacıyla hem yaz hem de kış mevsimlerinde yapılmıştır. Radon dedektörleri, evlerde yaklaşık 80 gün bekletilmiştir. Bu süre sonunda radon gazına maruz kalan dedektörler toplanarak üzerindeki alfa izlerinin belirgin hale getirilmesi için kimyasal iz kazıma işlemine tabi tutulmuştur. Kimyasal iz kazıma işleminden sonra dedektörler, bilgisayara bağlı gelişmiş bir mikroskop sistemi ve yazılımdan oluşan otomatik radon iz okuma cihazında okunarak radon aktivite konsantrasyonları belirlenmiştir.Ayrıca bu bölgede yaşayan insanların maruz kaldığı yıllık etkin doz eşdeğerleri ve radyolojik riskler de hesaplanmıştır.En son bölümde de elde edilen tüm sonuçlar, Türkiye ve diğer ülkelerde yapılan benzer çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılarak tartışılmıştır.

Abstract:
The aim of this study is to establish and radiologically investigate the background radiation levels of the city of Kırıkkale which contains active faults in its boundaries. For this goal, to represent the whole Kırıkkale, 84 soil and 85 drinking water samples have been collected and gamma radiation doses have been measured at 170 points. The coordinates of the sample points which are chosen to map the radiation levels of the region was found and saved by using a GPS instrument.Soil samples were analyzed by using a Canberra, GX5020 model gamma spectrometer which had HPGe (High purity Germanium) detector. By analyzing the samples, the activity concentration of natural isotopes 226Ra, 232Th, 40K and fission product 137Cs has been found.In this study, water samples were prepared for analysis using EPA 900.0 method and SM 7110 C co-precipitation method. To find gross alpha and gross beta activities in the drinking water samples, a Berthold, LB770 model, 10 channel, low level gas flowing, proportional counter was used.To establish gamma dose rate levels in open field, a Ludlum 2242-2 model mobile digital instrument with a 44-10 model, NaI(Tl) gamma scintillation detector was used. Gamma does rates were measured for one minute intervals at 1 meter above ground around human gonad level and saved in µSv/h units.To determine indoor radon activity concentrations, 300 CR-39 plastic passive radon track detectors were placed at 150 designated houses in the region. This study was done at both summer and winter seasons to observe seasonal changes. Detectors were left for 80 days in the houses. At the end of this time, radon detectors were collected and processed with chemical etching to make alpha tracks on them more distinct. After the chemical etching process, the radon activity concentrations were determined when the detectors were analysized by an automatic radon track reading instrument which includes a computerized advanced microscope and software.Moreover, the yearly effective doses and radiological risks were calculated for the people living in the region.In the last part, the results of this study were discussed and compared with other results from Turkey and foreign countries.