Isparta il toprak örneklerinde doğal radyoaktivite ölçümleri
Natural radıoactıvıty measurements ın soıl samples at Isparta provınce
- Tez No: 849131
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ERTAN KÜRKÇÜOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Süleyman Demirel Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 173
Özet
Canlılar, yaşamları boyunca çevrelerindeki yapay ve/veya doğal kaynaklardan gelen iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmaktadır. Alınan yıllık etkin dozun %80'ninden fazlası, doğal kaynaklı iyonlaştırıcı radyasyon nedeniyle oluşmaktadır. Topraktaki radyoaktif maddeler, insan sağlığı üzerinde ciddi etkilere neden olabilir. Topraktaki radyoaktivite seviyelerinin belirlenmesi; insan sağlığı, tarımsal üretim, çevre koruması ve nükleer güvenlik açısından büyük bir öneme sahiptir. Düzenli takip ve değerlendirme ise, olası risklerin ortaya çıkarılabilmesi ve en uygun önlemlerin alınabilmesi bakımından gereklidir. Bu tez çalışmasında, Isparta il merkezindeki gama doz hızı düzeyleri ile bina içi atmosferik radon (222Rn) konsantrasyonlarının ülke ve dünya ortalamalarının üzerinde olduğuna yönelik literatür bilgisinden yola çıkılarak söz konusu bölgenin radyolojik olarak araştırılması amaçlanmıştır. Tez çalışmamız kapsamında ilk olarak, Isparta il merkezi ve 12 ilçesindeki 72 ölçüm noktasından alınan toprak numuneleri için 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyonüklitlerinin aktivite konsantrasyonu ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçümler için yüksek saflıkta germanyum (HPGe) dedektörlü bir gama spektrometresi kullanılmıştır. İncelenen toprak numunelerindeki aktivite konsantrasyonu düzeylerinin sırasıyla; 226Ra için 4,08±0,39 Bqkg-1 ile 69,84±1,43 Bqkg-1 aralığında, 232Th için 2,63±0,28 Bqkg-1 ile 65,66±1,41 Bqkg-1 arasında, 40K için 44,48±3,17 Bqkg-1 ile 452,38±9,65 Bqkg-1 aralığında ve 137Cs için 0,28±0,18 Bqkg-1 ile 19,10±0,61 Bqkg-1 değerleri arasında değiştiği tespit edilmiştir. 72 numuneye ait il ortalaması; 226Ra için 15,69±0,72 Bqkg-1, 232Th için 15,40±0,78 Bqkg-1, 40K için 210,60±6,22 Bqkg-1 ve 137Cs için 3,44±0,31 Bqkg-1 olarak bulunmuştur. Isparta merkez ilçe toprak numunelerindeki 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu ortalamaları ise sırasıyla; 47,55±1,22 Bqkg-1, 44,35±1,24 Bqkg-1, 407,67±8,85 Bqkg-1 ve 2,02±0,43 Bqkg-1 olarak belirlenmiştir. İl genelindeki ortalama değerlerin; Türkiye ve dünya ortalamalarının altında olduğu gözlemlenmiş ancak merkez ilçe topraklarındaki 226Ra ve 232Th aktivite konsantrasyonu düzeylerinin ülke ve dünya ortalamalarını aştığı tespit edilmiştir. 13 ilçe için elde edilen 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu ölçüm verilerinin istatistiksel analizi, SPSS (Sosyal Bilimler için İstatistik Programı) 29.0 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İlçe ölçümlerine ait veri sayıları 50'den küçük olduğu için Shapiro-Wilk testi uygulanmış ve p-değeri 0,05'ten büyük olduğundan, verilerin normal dağılıma sahip olduğu sonucuna varılmıştır. One-way ANOVA testi kullanılarak yapılan analizde, 226Ra, 232Th, 40K radyonüklitleri için ilçe ölçümleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu (p0,05 olduğundan, ilçe ölçümleri arasında istatistiksel olarak bir farklılık bulunamamıştır. 226Ra, 232Th, 40K ölçümleri için Post-Hoc testi kullanılarak varyansların homojenliği Tukey testi ile değerlendirilmiştir. 226Ra ve 232Th verileri için merkez ilçe ölçümleri ile diğer tüm ilçe ölçümleri arasında anlamlı bir farklılık olduğu bulunmuş, merkez haricindeki ilçeler arasında ise istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık olmadığı ortaya çıkarılmıştır. 40K aktivite konsantrasyonlarına ait ölçüm verileri değerlendirildiğinde, merkez ilçe ölçümleri ile Yalvaç ilçesi ölçümleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmadığı (p0,05) anlaşılmıştır. Topraktaki doğal radyonüklitlere ait aktivitelerin belirlenmesinin ardından; soğurulan gama doz hızı (D), radyum eşdeğer aktivitesi (Raeq), yıllık etkin doz eşdeğeri (AEDE), erkek yaşam boyu kanser riski (LCRe), kadın yaşam boyu kanser riski (LCRk) ve dış tehlike indeksi (Hex) gibi radyolojik parametreler de hesaplanmıştır. Isparta il geneli için soğurulan gama doz hızı ortalaması 25,34 nGyh-1 olarak tespit edilmiştir. Merkez ilçe için bu değer 65,76 nGyh-1 olarak bulunmuştur. Isparta genelindeki toprak numuneleri için hesaplanan radyum eşdeğer aktivite ortalaması 53,94 Bqkg-1 iken merkez ilçe için bu değer 142,36 Bqkg-1 olarak saptanmıştır. Yıllık etkin doz eşdeğeri ortalaması il genelinde 31,07 µSvy-1 düzeyinde iken merkez ilçe toprak numunelerine ait ortalamanın 80,64 µSvy-1 düzeyinde olduğu bulunmuştur. Erkek ve kadın yaşam boyu kanser riski ortalamaları Isparta geneli için sırasıyla 0,13×10-3 ve 0,14×10-3 olarak hesaplanmış, merkez ilçe için ise bu değerler yine sırasıyla 0,35×10-3 ve 0,37×10-3 olarak elde edilmiştir. Dış tehlike indeksi ortalaması Isparta geneli için 0,15 olarak bulunmuş, merkez ilçe için bu değer 0,38 olarak tespit edilmiştir. İl geneline ait ortalama radyolojik parametre değerlerinin dünya ve ülke ortalamalarından daha düşük olduğu, ancak merkez ilçe için hesaplanan ortalamaların (dış tehlike indeksi ve radyum eşdeğer aktivitesi dışında) Türkiye ve dünya ortalamalarından daha yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında ayrıca, Haziran 2022 ile Ağustos 2022 tarihleri arasında, toprak numunelerinin alındığı ölçüm noktalarının 65'inden buğday numuneleri de toplanarak un haline getirilmiş ve bu numunelerdeki 226Ra,232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu düzeyleri ölçülmüştür. Isparta için ilk defa araştırılan buğday numunelerindeki aktivite konsantrasyonu düzeyleri; 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyonüklitleri için sırasıyla; 0,45 Bqkg-1, 0,46 Bqkg-1, 57,40 Bqkg-1 ve 0,08 Bqkg-1 olarak tespit edilmiştir. Bu ortalamaların, buğday için literatürde bildirilen değerlerle uyumlu olduğu söylenebilir. Topraktaki bu radyonüklitlerin buğday metabolizmasına geçişini temsil eden transfer faktörünün; 226Ra için 0,01 ile 0,27 aralığında, 232Th için 0,01 ile 0,15 aralığında, 40K için 0,12 ile 0,87 aralığında ve 137Cs için ise 0,01 ile 0,27 aralığında değerler aldığı bulunmuştur
Özet (Çeviri)
Living things are exposed to ionizing radiation from artificial and/or natural sources in their environment throughout their lives. More than 80% of the annual effective dose received is due to ionizing radiation of natural origin. Radioactive substances in soil can cause serious effects on human health. Determining radioactivity levels in soil is of great importance for human health, agricultural production, environmental protection and nuclear safety. Regular monitoring and evaluation are necessary to reveal possible risks and take the most appropriate precautions. In this study, it was aimed to radiologically investigate the Isparta region in question, based on literature information that gamma dose rate levels and indoor atmospheric radon (222Rn) concentrations in the city center of Isparta are above the country and world averages. Within the scope of this thesis, firstly, activity concentration measurements of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs radionuclides were performed for soil samples taken from 72 measurement points in Isparta city center and 12 districts. A gamma spectrometer with a high-purity germanium (HPGe) detector was used for the measurements. It was found that the activity concentration levels in the soil samples ranged from 4.08±0.39 Bqkg-1 to 69.84±1.50 Bqkg-1 for 226Ra, ranged from 2.63±0.28 Bqkg-1 to 65.66±1.49 Bqkg-1 for 232Th, ranged from 4.48±3.17 Bqkg-1 to 452.38±9.67 Bqkg-1 for 40K and ranged from 0.28±0.16 Bqkg-1 to 19.10±0.66 Bqkg-1 for 137Cs. The provincial averages were; 15.69±0.72 Bqkg-1 for 226Ra, 15.40±0.78 Bqkg-1 for 232Th, 210.60±6.22 Bqkg-1 for 40K and 3.44±0.31 Bqkg-1 for 137Cs. On the other hand, the activity concentration averages of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs in Isparta city center were; 47.55±1.22 Bqkg-1, 44.35±1.24 Bqkg-1, 407.67±8.85 Bqkg-1 and 2.02±0,43 Bqkg-1, respectively. It was revealed that the average values for the province were below the national and world averages, but the 226Ra and 232Th activity concentration levels in the soil of the central district exceeded the country and world averages. Statistical analyses of the data for 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs activity concentrations obtained from 13 districts were performed using SPSS (Statistical Package for the Social Sciences) 29.0 program. Since the number of data was less than 50 for each district measurement, the Shapiro-Wilk test was applied for the normality test. Since the p-values were greater than 0.05 for each group, it was concluded that the data had a normal distribution. In the analyses performed using the one-way ANOVA test, it was determined for the 226Ra, 232Th and 40K data that there was a statistically significant difference (p0.05). Additionally, it was also found that there was no statistically significant difference among the remaining 11 districts (p>0.05). After the determination of the activities of natural radionuclides in soil, the radiological parameters such as absorbed gamma dose rate (D), radium equivalent activity (Raeq), annual effective dose equivalent (AEDE), male lifetime cancer risk (LCRm), female lifetime cancer risk (LCRf) and external hazard index (Hex) were also calculated. The average absorbed gamma dose rate for Isparta province was determined as 25.34 nGyh-1. It was 65.76 nGyh-1 for the city center. While the average radium equivalent activity calculated for soil samples in the province was 53.94 Bqkg-1, it was determined as 142.36 Bqkg-1 for the city center. The annual effective dose equivalent average was 31.07 µSvy-1 across the province, while the mean for the central district was 80.64 µSvy-1. The average lifetime cancer risks for men and women in the Isparta province were calculated as 0.13×10-3 and 0.14×10-3, respectively. For the central district, these values were obtained as 0.35×10-3 and 0.37×10-3, respectively. The average external hazard index was found to be 0.15 for the province, and it was 0.38 for the city center. It was concluded that the average radiological parameter values for the province were lower than the world and country averages, but the averages calculated for the city center (except for the Hex and Raeq values) were higher than the national and world averages. Within the scope of this thesis, between June and August 2022, wheat samples were also collected from 65 of the sampling points where soil samples were taken. After the wheat samples were ground into flour, the activity concentration levels of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs in these specimens were measured. Activity concentration levels in wheat samples were investigated for the first time in Isparta and were determined as 0.45 Bqkg-1, 0.46 Bqkg-1, 57.40 Bqkg-1 and 0.08 Bqkg-1 for the 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs radionuclides, respectively. It can be stated that these averages are consistent with the values reported in the literature for wheat samples. The transfer factor values indicate how much of the radionuclides in the soil are absorbed by wheat metabolism. For 226Ra the transfer factor values ranged from 0.01 to 0.27, for 232Th it ranged from 0.01 to 0.15, for 40K it ranged from 0.12 to 0.87, and for 137Cs it ranged from 0.01 to 0.27.
Benzer Tezler
- Atık Floresan Lambalardan Nadir Toprak Elementlerinin Ekstraksiyonu
Extraction of Rare Earth Elements from Waste Fluorescent Lamps
AYKUT GÜNCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÖKHAN CİVELEKOĞLU
- Isparta ormanlarındaki maden işletmelerinin orman koruma açısından incelenmesi
Investigation of mining enterprises in Isparta in respect to forest protection
BORA ATEŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Ormancılık ve Orman MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AVCI
- Ortaokul öğrencilerinin bitkilerin beslenmesine ilişkin algıları
Secondary school students' perceptions about plant nutrition
CEMİLE MERVE ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Eğitim ve ÖğretimSüleyman Demirel ÜniversitesiMatematik ve Fen Bilimleri Eğitimi Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FEYZİ OSMAN PEKEL
- Küçük Aksu Çayı'nda coğrafi bilgi sistemleri tabanlı hidrolik model ile taşkın risk analizi
Flood risk analysis using hydraulic model based on geographical information systems in Kucuk Aksu Creek
TAHSİN BAYKAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZLEM TERZİ
- Isparta yöresinde arazi kullanımına ilişkin sorunlar (Senirkent örneği)
Land use problems in the vicinity of Isparta (a case study of Senirkent)
AHMET ALPER BABALIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
Ormancılık ve Orman Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiOrman Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NECDET ÖZYUVACI