[论文解读] Radioassay for Naturally Occurring Radioactive Materials (NORM) Measurements at Wadi Arar, Saudi Arabia

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

Radioactivity and Radon Measurements被引用 3

一句话总结

本研究使用伽马谱仪法测量了沙特阿拉伯瓦迪阿拉尔地区土壤样品中天然存在的放射性核素（NORM）的含量，以评估放射性风险。Ra-226的活度浓度范围为19.8–26.2 Bq/kg，Th-232为8.56–20.12 Bq/kg，K-40为132.89–305.96 Bq/kg，镭当量活度（42.27–73.71 Bq/kg）和外部危害指数（0.11–0.20）表明其作为建筑材料时处于安全水平。

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.

研究动机与目标

• 评估沙特阿拉伯瓦迪阿拉尔地区土壤样品中Ra-226、Th-232和K-40的天然放射性水平。
• 评估该地区天然存在的放射性物质（NORM）相关的放射性危害。
• 将地貌特征（如粉砂质砂土）和土壤组成与天然放射性水平的空间变化相关联。
• 确定所测得的放射性水平是否对人类健康或环境暴露构成风险。
• 提供镭当量活度和外部危害指数的数据，以供未来建筑材料安全评估使用。

提出的方法

• 采用伽马谱仪分析法测量了在瓦迪阿拉尔七个采样点采集的土壤样品中Ra-226、Th-232和K-40的活度浓度。
• 从不同地貌区域采集土壤样品，以评估天然放射性水平的空间变异性。
• 使用标准公式计算镭当量活度（Req）：Req = 3.23 × A_Ra + 0.243 × A_Th + 0.070 × A_K。
• 外部危害指数（Hex）的计算公式为：Hex = (A_Ra / 375) + (A_Th / 258) + (A_K / 4810)，其值与安全阈值进行比较。
• 根据活度浓度计算空气中吸收剂量率，并用于估算有效剂量率。
• 分析土壤组成（粉砂质砂土、质地）与放射性核素浓度之间的相关性，以理解地质因素的影响。

实验结果

研究问题

• RQ1 沙特阿拉伯瓦迪阿拉尔地区Ra-226、Th-232和K-40的活度浓度在空间上如何变化？
• RQ2 根据镭当量和外部危害指数，所测得的NORM水平对土壤造成的放射性危害程度如何？
• RQ3 地貌和土壤组成因素如何与该地区天然放射性梯度相关联？
• RQ4 根据国际安全标准，所测得的土壤中放射性水平是否适合用作建筑材料？
• RQ5 瓦迪阿拉尔地区天然放射性核素在空气中吸收剂量率的范围是多少？

主要发现

• 七个采样点的土壤中Ra-226活度浓度范围为19.8至26.2 Bq/kg。
• Th-232浓度在8.56至20.12 Bq/kg之间变化，表明某些区域存在中等至偏高水平。
• K-40的活度浓度最高，范围为132.89至305.96 Bq/kg，对本底辐射有显著贡献。
• 空气中吸收剂量率范围为19.64至34.77 nGy/h，粉砂质砂土含量较高的区域观测到更高值。
• 镭当量活度（Req）在42.27至73.71 Bq/kg之间变化，远低于建筑材料安全使用标准的370 Bq/kg限值。
• 外部危害指数（Hex）在0.11至0.20之间，表明放射性风险较低，符合建筑材料的安全标准。