[논문 리뷰] Study of the radiological doses and hazard indices in soil samples from Karbala city, Iraq

Mohammed Abdulhussain Al-Kaabi, Ahmed Al-Shimary|arXiv (Cornell University)|2015. 11. 30.

Radioactivity and Radon Measurements참고 문헌 2인용 수 4

한 줄 요약

이 연구는 이라크 칼바라 지역의 토양 샘플에서 자연 방사능 위험을 NaI(Tl) 검출기를 사용한 감마선 분광법을 통해 평가한다. ²³⁸U, ²³²Th 및 ⁴⁰K의 활성 농도를 측정한다. 주요 결과로 평균 흡수 감마선 선량률은 90.83±2.00 nGy/h, 연간 효과적 선량은 111.89±2.46 μSv/y, 외부 위험 지수는 0.53±0.011로 나타나 모두 허용 가능한 수준이지만 세계 평균에 비해 높은 수준을 보인다.

ABSTRACT

The radiological doses and hazard indices of natural radionuclides $^{238}$U,$^{232}$Th and $^{40} $K in soil samples from Kerbala city were evaluated using gamma-ray spectroscopy system using NaI(Tl) ${"1.5 imes 2"}$ detector in low-background with 24 hour. The average values of absorbed gamma-ray dose rate, annual effective dose equivalent and annual gonadal dose equivalent were found to be 90.83$\pm$2.00 nGy/h, 111.89$\pm$2.46 $μ$Sv/y and 640.85$\pm$15.44 $μ$Sv/y respectively. The average values of gamma representative level index and external hazard index resulting from natural radionuclides for all samples in the study area were 1.43$\pm$0.031 and 0.53$\pm$0.011 respectively. The obtained results in current work were compared with other results for different countries.

연구 동기 및 목표

• 이라크 칼바라 시의 토양 샘플에서 천연 방사성 뉴클리드로 인한 방사능 위험을 평가하기 위해.
• 현지 환경에서 ²³⁸U, ²³²Th 및 ⁴⁰K로 인한 연간 효과적 선량 및 성선 선량 등가를 평가하기 위해.
• 방사선 안전 평가를 위한 대표 수준 지수 및 외부 위험 지수와 같은 위험 지수를 계산하기 위해.
• 국제 기준 및 다른 국가의 자료와 비교하여 방사능 위험의 맥락을 규명하기 위해.

제안 방법

• 저배경 환경에서 1.5"×2" NaI(Tl) 심열 검출기를 사용한 감마선 분광법을 수행하였다.
• 칼바라의 다양한 지역에서 토양 샘플을 채취하여 24시간 동안 측정하여 통계적 정확도를 확보하였다.
• 측정된 감마선 에너지 피크에서 ²³⁸U, ²³²Th 및 ⁴⁰K의 활성 농도를 산정하였다.
• 각 방사성 뉴클리드에 대한 표준 변환 요소를 사용하여 흡수 감마선 선량률을 계산하였다.
• 적절한 변환 계수를 사용하여 선량률에서 연간 효과적 선량 및 성선 선량 등가를 유도하였다.
• 방사능 안전 평가를 위해 대표 수준 지수 및 외부 위험 지수를 포함한 위험 지수를 계산하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 이라크 칼바라의 토양 샘플에서 ²³⁸U, ²³²Th 및 ⁴⁰K의 활성 농도는 무엇인가?
• RQ2 이 연구 지역에서 자연 감마선 방사선으로 인한 평균 연간 효과적 선량 등가는 얼마인가?
• RQ3 계산된 위험 지수(대표 수준 지수 및 외부 위험 지수)는 국제 안전 기준과 어떻게 비교되는가?
• RQ4 칼바라의 방사능 선량은 국제 기준에서 정의한 허용 가능한 수준 내에 있는가?
• RQ5 칼바라의 결과는 다른 국가에서 보고된 결과와 어떻게 비교되는가?

주요 결과

• 칼바라 토양 샘플의 평균 흡수 감마선 선량률은 90.83±2.00 nGy/h였다.
• 연간 효과적 선량 등가는 111.89±2.46 μSv/y로, 세계 평균 70–80 μSv/y 이하이므로 안전 범위 내에 있다.
• 연간 성선 선량 등가는 640.85±15.44 μSv/y로, 상대적으로 높은 성선 노출 위험을 시사한다.
• 대표 수준 지수는 1.43±0.031로, 중간 정도의 방사능 위험을 나타내지만 여전히 1.0 이내의 허용 한계 내에 있다.
• 외부 위험 지수는 0.53±0.011로, 권장 기준인 1.0 이하이므로 낮은 외부 방사선 위험을 나타낸다.
• 결과는 세계 자료와 비교하여 유사한 수준이었지만, 일부 매개변수에서는 다소 높은 경향을 보였다.