Gölcük/Isparta ve yakın çevresinde yeralan kayaçların doğal radyoaktivite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radioactivity properties of rocks occuring in the vicinity of Gölcük/Isparta
Yazar: OSMAN ÇOBAN
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA NURİ DOLMAZ
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Isparta-Gölcük = Isparta-Gölcük ; Potasyum = Potassium ; Toryum = Thorium ; Uranyum = Uranium ; Volkan = Volcano

Özet:
Yer kürenin iç ısıl yapısını anlayabilmenin yolarından birisi doğal radyoaktivitenin incelenmesidir. Bu tez çalışması kapsamında Güneybatı Anadolu'da Isparta Büklümü olarak bilinen bölgede Gölcük Kaldera alanı çalışma alanı olarak seçilmiş ve bölgedeki kayaçların doğal radyoaktivite özellikleri incelenmiştir. Bu bağlamda seçilen bölgede yüzeylenen kayaçların radyoaktif element (Uranyum, Toryum ve Potasyum) etkileri Gamma-Ray spektrometresi ile ölçülmüştür. Ölçülen değerlerin grafiklenip, haritalanması ve diğer jeolojik-tektonik durum ile birlikte değerlendirilmesi ile bölgede Gölcük volkanizmasının yarattığı etkilerin kayaçlar üzerindeki izleri araştırılmıştır. Ölçümler, tefro-fonolit, trakit kubbesi, pomzalar, piroklastik lavlar, tortullar gibi farklı jeolojik birimlerden alınmıştır. Bu tez çalışması kapsamında 452 noktada yerinde ölçüm tekniği kullanılarak ölçümler alınmıştır. Ölçümler mümkün olduğunca ve arazi şartları el verdiği ölçüde eşit aralıklı şekilde gerçekleştirilmiştir. Gölcük volkanizmasında Kaldera öncesi aşamadaki oluşumlardan biri olan trakit kubbesinde yüksek radyonüklid konsantrasyonları ölçülmüştür. Kaldera sonrası evre volkanizmasında ise piroklastik birimlerde meydana gelen tefro-fonolit birimleri, trakit birimlerinden biraz daha düşük konsantrasyon değerleri gösterir. Ayrıca bölgede bulunan tortul birimler en düşük konsantrasyon değerine sahiptir. Bölgede Uranyum değerleri 13,35-456,57 Bq/kg arasında değişirken ortalama değer 210,12 Bq/kg olarak elde edilmiştir. En yüksek Uranyum değeri bölgedeki (∼320 Bq/kg) Gölcük volkanitlerinde ölçülmüştür. Toryum değerleri 5,28-466,90 Bq/kg arasında değişirken ortalama değer 196,80 Bq/kg olarak elde edilmiştir. En yüksek Toryum değeri (∼400 Bq/kg) Gölcük volkanitlerinde ölçülmüştür. Potasyum değerleri 68,86-2219,17 Bq/kg arasında değişirken ortalama değer 1218,19 Bq/kg olarak elde edilmiştir. Bölgedeki en yüksek Potasyum değerleri tefro-fonolit kayaçlarında ölçülmüştür. Elde edilen Ternary diyagramına göre bölgede radyojenik ısı üretiminin esas olarak Toryum miktarına bağlı olarak geliştiği söylenebilir. Havada absorbe edilen doz oranı ise jeolojik birimlere göre Gölcük volkanitlerinde ∼480 nGy/h, Gölcük piroklastiklerinde ∼250 nGy/h ve sedimanter birimlerde ∼180 nGy/h olarak hesaplanmıştır. Gölcük volkanitleri için elde edilen değer UNSCEAR (2000) tarafından tanımlanan dünya ortalamasına (55nGy/h) kıyasla emilen doz oranı 8 kat yüksektir. Bu açıdan Gölcük volkanik alanında toprak ve kayaçlardan yayılan doğal radyasyonun canlı sağlığında risk oluşturabileceği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
One of the ways to understand the internal thermal structure of the earth is the study of natural radioactivity. Within the scope of this thesis, Gölcük Caldera area in the region known as Isparta Bend in Southwestern Anatolia was selected as the study area and the natural radioactivity properties of the rocks in the region were analyzed. In this context, the radioactive element (Uranium, Thorium and Potassium) effects of the rocks surfaced in the selected region were measured by Gamma-Ray spectrometer. By graphing and mapping the measured values and evaluating them together with other geological-tectonic conditions, the traces of the effects of Gölcük volcanism on the rocks in the region were investigated. Measurements were taken from different geologic units such as tefro-phonolite, trachyte dome, pumice, pyroclastic lavas and sediments. Within the scope of this thesis, measurements were taken at 452 points using in-situ measurement technique. The measurements were made at equal intervals as much as possible and as far as the field conditions permitted. In Gölcük volcanism, high radionuclide concentrations were measured in the trachyte dome, one of the formations in the pre-Caldera stage. In the post-caldera stage volcanism, tefro-phonolite units formed in pyroclastic units show slightly lower concentration values than trachyte units. In addition, sedimentary units in the region have the lowest concentration values. Uranium values in the region vary between 13.35-456.57 Bq/kg with an average value of 210.12 Bq/kg. The highest Uranium value in the region (∼320 Bq/kg) was measured in Gölcük volcanites. Thorium values ranged between 5.28-466.90 Bq/kg with an average value of 196.80 Bq/kg. The highest thorium value (∼400 Bq/kg) was measured in Gölcük volcanites. Potassium values ranged between 68.86-2219.17 Bq/kg with an average value of 1218.19 Bq/kg. The highest potassium values in the region were measured in tefro-phonolite rocks. According to the obtained Ternary diagram, it can be said that radiogenic heat production in the region is mainly dependent on the amount of Thorium. The absorbed dose rate in air was calculated as ∼480 nGy/h in Gölcük volcanites, ∼250 nGy/h in Gölcük pyroclastics and ∼180 nGy/h in sedimentary units. The absorbed dose rate for Gölcük volcanites is 8 times higher than the world average (55nGy/h) defined by UNSCEAR (2000). In this respect, it is concluded that natural radiation emitted from soils and rocks in the Gölcük volcanic area may pose a risk to living health.