[論文レビュー] Investigations of Natural Radioactivity levels and Assessment of radiological hazard of Tea samples collected from local market in Ethiopia

Tadelech Sisay, Tilahun Tesfaye|arXiv (Cornell University)|Jan 14, 2020

Radioactivity and Radon Measurements被引用数 4

ひとこと要約

本研究では、アディスアベバの市場から調査した6種の茶に対して、HPGeガンマスペクトロスコピーを用いて天然放射能（²³⁸U、²³²Th、⁴⁰K）および人工放射性セシウム-137を測定した。結果として、²³⁸Uの平均活動濃度は3.66 ± 0.47 Bq/kg、²³²Thは18.28 ± 2.4 Bq/kg、⁴⁰Kは582.59 ± 29.64 Bq/kgであった。すべての放射線被曝リスク指標は安全基準を下回っており、エチオピアにおけるお茶の摂取に著しい放射線リスクがないことが示された。

ABSTRACT

In this study, the activity concentration of natural ( 238 U, 232 Th, 40 K) and artificial radionuclides (137 Cs) were measurements in six different brands of tea have been collected from local market in Ethiopia (Addis Ababa city). have been analyzed by a detection system consisting of High Purity Germanium (HPGe) detector and multichannel analyzer. The average activity concentrations were nuclide M D A report 238U, 232Th and 40 K respectively. The mean values were found 3.66$ \\pm$0.47, 18.28$\\pm $2.4 and 582.59$ \\pm $29.64 Bq/kg respectively. The activity concentration of 40K is increasing faster than the other NORM for Tea. In order to evaluate the radiological hazard of the natural radioactivity, radium equivalent (Raeq ), the external hazard index (Hex), internal hazrd index (Hin) , the total absorbed dose rate (D), the annual effective dose equivalent (AEDE) have been calculated and compared with the international acceptable value.

研究の動機と目的

• アディスアベバの市場から採取したお茶のサンプルにおける天然（²³⁸U、²³²Th、⁴⁰K）および人工（¹³⁷Cs）ラジオニクライドの活動濃度を測定すること。
• 標準的な放射線被曝リスク指標を用いて、お茶摂取に伴う放射線被曝リスクを評価すること。
• 測定された活動濃度および被曝リスク指標を国際的安全基準と比較すること。
• 実証データに基づき、エチオピアにおけるお茶摂取の放射線的安全性を評価すること。
• 地域の食物連鎖において、天然または人工放射能がお茶に健康リスクをもたらすかどうかを特定すること。

提案手法

• アディスアベバの地域市場から6種の茶サンプルを採取し、一定質量に達するまで150 °Cで乾燥処理した。
• サンプルを0.5 Lのマリネリビーカーに密封し、30日間の期間を設けて²²⁶Raの崩壊生成物との長期的平衡状態に達させるようにした。
• 高純度ゲルマニウム（HPGe）検出器をマルチチャンネルアナライザーと接続し、Genie 2000ソフトウェアを用いてガンマ線スペクトロスコピーを実施した。
• 活動濃度を、純カウントレート、ガンマ遷移確率、検出器効率、およびサンプル質量を用いた式 A = N / (Pγ × ε × W) により計算した。
• 被曝リスク指標を算出：ラジウム換算活動（Raeq）、外部被曝指数（Hex）、内部被曝指数（Hin）、吸収線量率（D）、および年間効用線量当量（AEDE）。
• 標準式を適用：D = 0.427ARa + 0.623ATh + 0.043AK；AEDE = D × 0.7 Sv/Gy × 0.2 × 8760 h/y；Raeq = ARa + 1.43ATh + 0.077AK。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 アディスアベバの市場から採取したお茶サンプルにおける²³⁸U、²³²Th、⁴⁰K、および¹³⁷Csの活動濃度はそれぞれどれほどか？
• RQ2 測定された被曝リスク指標（Raeq、Hex、Hin）は、国際的安全基準と比較してどの程度か？
• RQ3 お茶摂取に起因する年間効用線量当量はどの程度で、1 mSv/年という基準を超えるか？
• RQ4 異なるお茶ブランド間で放射能濃度に顕著な差異が認められるか？
• RQ5 お茶サンプルにセシウム-137のような人工ラジオニクライドが検出されたか？

主な発見

• お茶サンプルにおける²³⁸Uの平均活動濃度は3.66 ± 0.47 Bq/kgであり、推奨される限度値35 Bq/kgを著しく下回っていた。
• ²³²Thの平均活動濃度は18.28 ± 2.4 Bq/kgであり、許容限度40 Bq/kg未満であった。
• ⁴⁰Kの平均活動濃度は582.59 ± 29.64 Bq/kgであり、世界的な平均値400 Bq/kgを上回っていたが、依然として安全な放射線被曝基準内にあった。
• ラジウム換算活動（Raeq）の平均値は75.53 Bq/kgであり、国際基準の370 Bq/kgを著しく下回っていた。
• 外部被曝指数（Hex）の平均値は0.19、内部被曝指数（Hin）の平均値も0.19であり、いずれも安全基準の1.0を著しく下回っていた。
• 年間効用線量当量（AEDE）は43.43～48.82 μSv/yの範囲にあり、平均は46.62 μSv/yであった。これは1 mSv/年という公衆被曝限度を著しく下回っていた。
• どのお茶サンプルに対しても、人工ラジオニクライド、特に¹³⁷Csは検出されなかった。