[논문 리뷰] Radioassay for Naturally Occurring Radioactive Materials (NORM) Measurements at Wadi Arar, Saudi Arabia

Mohammed A. M. Alghamdi|arXiv (Cornell University)|2017. 10. 17.

Radioactivity and Radon Measurements인용 수 3

한 줄 요약

이 연구는 사우디아라비아 와디 아라르 지역의 토양 샘플에서 자연 발생 방사성 물질(NORM)을 감마분광법을 사용하여 측정하여 방사선 위험을 평가하였다. 라듐-226의 활동 농도는 19.8–26.2 Bq/kg, 토륨-232는 8.56–20.12 Bq/kg, 칼륨-40는 132.89–305.96 Bq/kg로 측정되었으며, 라adium 당량 값(42.27–73.71 Bq/kg)과 외부 방사선 위험 지수(0.11–0.20)는 건축 자재 사용에 안전한 수준을 나타내었다.

ABSTRACT

The natural radionuclide (Ra^222, Th^232, and 40K) contents were determined for seven locations over the whole Wadi Arar at north of Saudi Arabia, using gamma-spectrometry analysis. The range of activity concentrations of Ra^226, Th^232, and 40 K in the soil varies from 19.8 up to 26.2 Bq/Kg, 8.56 up to 20.12 Bq/Kg and 132.89 up to 305.96 Bq/Kg respectively. The range of consumed measurement rates from 19.64 to 34.77 nGyh^-1 for selected area. The range from the radium equivalent (Req) extends from 42.27 to 73.71 Bq/kg the external hazard index (Hex) range from 0.11 to 0.20 which is safe as construction material. The radium equivalent was from for the selected areas, respectively. The Geomorphological structure of the silty sand, soil and its correlation with the gradient concentration of natural radioactivity (norm) in Wadi Arar was discussed.

연구 동기 및 목표

• 사우디아라비아 와디 아라르 지역의 토양 샘플에서 라듐-226, 토륨-232, 칼륨-40의 자연 방사능 수준을 평가하기 위해.
• 이 지역의 자연 발생 방사성 물질(NORM)과 관련된 방사선 위험을 평가하기 위해.
• 모래성 모래와 토양 구성과 같은 지형지질적 특성과 자연 방사능의 공간적 변동 간의 상관관계를 분석하기 위해.
• 측정된 방사능 수준이 인간 건강 또는 환경 노출에 위험을 초래하는지 확인하기 위해.
• 건축 자재 안전 평가에 활용 가능한 라adium 당량 활동 및 외부 방사선 위험 지수에 대한 자료를 제공하기 위해.

제안 방법

• 감마분광법 분석을 통해 와디 아라르 전역의 7개 위치에서 채취한 토양 샘플에서 라듐-226, 토륨-232, 칼륨-40의 활동 농도를 측정하였다.
• 자연 방사능의 공간적 변동성을 평가하기 위해 다양한 지형지질 구역에서 토양 샘플을 채취하였다.
• 라adium 당량 활동(Req)은 표준 공식을 사용하여 계산되었다: Req = 3.23 × A_Ra + 0.243 × A_Th + 0.070 × A_K.
• 외부 방사선 위험 지수(Hex)는 다음과 같이 계산되었다: Hex = (A_Ra / 375) + (A_Th / 258) + (A_K / 4810), 안전 기준과 비교하였다.
• 활동 농도를 기반으로 공기 중 흡수선량률을 계산하여 효과적 선량률을 추정하였다.
• 토양 구성(모래성 모래, 토양 질감 등)과 방사성 nuclide 농도 간의 상관관계를 분석하여 지질학적 영향을 이해하고자 하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 사우디아라비아 와디 아라르 지역에서 라듐-226, 토륨-232, 칼륨-40의 활동 농도에 대한 공간적 변동은 어떠한가?
• RQ2 라adium 당량 및 외부 방사선 위험 지수로 나타난 측정된 NORM 수준이 토양에서 유발하는 방사선 위험 수준은 어떠한가?
• RQ3 지형지질적 및 토양 구성 요소는 이 지역의 자연 방사능 기울기와 어떻게 상관관계가 있는가?
• RQ4 국제 안전 기준에 기반하여 측정된 토양의 방사능 수준이 건축 자재 사용에 안전한가?
• RQ5 와디 아라르 지역에서 자연 방사성 nuclide로 인한 공기 중 흡수선량률의 범위는 무엇인가?

주요 결과

• 7개 측정 지점에서 라듐-226의 활동 농도는 19.8에서 26.2 Bq/kg로 변동하였다.
• 토륨-232의 농도는 8.56에서 20.12 Bq/kg로 변동하였으며, 일부 지역에서는 중간에서 높은 수준을 나타내었다.
• 칼륨-40의 활동 농도가 가장 높았으며, 132.89에서 305.96 Bq/kg로 변동하였고 배경 방사선에 크게 기여하였다.
• 공기 중 흡수선량률은 19.64에서 34.77 nGy/h로 변동하였으며, 모래성 모래 성분이 많은 지역에서 높은 값을 보였다.
• 라adium 당량 활동(Req)은 42.27에서 73.71 Bq/kg로 변동하였으며, 건축 자재 사용에 안전한 수준인 370 Bq/kg 이하로 낮았다.
• 외부 방사선 위험 지수(Hex)는 0.11에서 0.20로 변동하였으며, 낮은 방사선 위험 수준을 나타내고 안전 기준을 충족함을 시사하였다.