Zonguldak Yöresi Kömür Madenlerinde Doğal Radyoaktivitenin Kalitatif Ve Kantitaif Analizi

Abstract

Bu tez çalışmasında, kömür işçilerinin maruz kaldıkları doğal radyonüklid kaynaklı ışınımın olası etkilerinin minimize edilmesi için, işçilerin çalıştığı bölgelerden toplanan numunelerdeki doğal radyonüklid konsantrasyonları belirlenmiştir. Bu çalışmada yapı malzemesi olarak düşünülen ve Zonguldak ilinde bulunan üç farklı kömür işletmesinden toplanan taşkömürü numunelerinin doğal radyonüklid konsantrasyonları pasif gama spektroskopisi metodu ile belirlenmiştir. Bu değer kullanılarak radyum aktivite eşdeğeri, havada soğurulan doz hızı, yıllık ortalama doz eşdeğeri ve risk faktörleri hesaplanmıştır. Numunelerin, sağlığa zararlılık belirteçleri göz önüne alındığında iki bölgenin, 0.97 ve 1.63 değerleri ile radyolojik bakımdan risk değerlerinde veya yakın olduğu belirlenmiştir. Detektörün verim hesabı, tez çalışmaları esnasında geliştirilen bir metot ile yapılmıştır. Bu metotta standart kaynaklar kullanılarak elde edilen deneysel kalibrasyon verisi ve teorik model aynı anda kullanılmış ve 20 ile 1770 keV enerji aralığındaki geniş bir bölgede verim eğrisinin oluşturulması mümkün olmuştur. Nötron aktivasyon analizi tekniğinin numunelere uygulanmasıyla kömür numuneleri içindeki, (n,) reaksiyonlarına uygun (eser miktarda da olsa) elementlerin kalitatif ve kantitatif analizi yapılmıştır. İTÜ Enerji Enstitüsünde bulunan TRIGA-MARK II reaktörünün akısı tayin edilmiş ve doğruluğunun testi için, içeriği bilinen sertifikalı malzemeler ışınlanıp analiz edilerek bulunan değerler sertifika verileri ile karşılaştırılmıştır. Numunelerimizde 25 farklı elementin konsantrasyonu (gramdaki mikrogram olarak) tayin edilmiştir. Numunelerin toplandığı bölgelere radon detektörleri yerleştirilerek, sözkonusu yerlerdeki radon ölçümleri yapılmıştır.

This thesis was aim to determine the activity concentrations of natural radionuclides of the bituminous coal samples for minimizing the radiological risk factors of the coal miners. We assume the coal samples as building materials for the underground miners and we determine the natural radionuclide concentrations of bituminous coal samples collected from three coal establishments in Zonguldak city, Turkey. The measurements were performed using gamma ray spectroscopy. Radium equivalent activity, absorbed dose in air, annual effective dose equivalent and risk factor of each sample were calculated using the concentration values. Regarding the health hazard index, two regions of interest were found to be in the limit of the risk with the values of 0.97 and 1.63. The efficiency calibration of the Germanium detector was performed by the new developed method. In this method, the experimental data from the standard reference sources and the theoretical model were used simultaneously and the efficiency calibration curve of the detector was determined between 20 and 1770 keV. The qualitative and quantitative analysis of the coal samples also performed with the neutron activation analysis technique for the elements (including the trace elements) that are suitable for (n,) reactions. The neutron flux of the TRIGA-MARK II reactor at İTU Institute of Energy was determined and verified by the NAA analysis of the irradiated standard materials. 25 elements were determined with the neutron activation analysis in the samples. The radon detectors were located to determine the radon concentration of the work places where the samples were collected.