تأثیر آن بر رستنی ها

فهرست مطالب

عنوان                                                                           صفحه

چكیده…………………………………………………………… 1

فصل اول: مقدمه و كلیات

مقدمه…………………………………………………………… 4

کلیات…………………………………………………………… 6

1-1 بیان مسئله………………………………………………. 6

1-2 اهداف پژوهش……………………………………………… 6

1-3 فرضیه پژوهش……………………………………………… 7

1-4 ماهیت پرتوزایی…………………………………………. 7

1-4-1 پرتوزایی آلفا……………………………………….. 8

1-4-2 پرتوزایی بتا…………………………………………. 8

1-4-3 شکافت خودبخودی………………………………………. 9

1-4-4 تابش گاما……………………………………………… 9

1-5 واحدهای اندازه گیری………………………………….. 9

1-5-1 بکرل…………………………………………………….. 9

1-5-2 گری…………………………………………………….. 10

1-5-3 سیورت………………………………………………….. 10

1-5-4 نیمه عمر……………………………………………… 10

1-6 راکتورهای هسته ای……………………………………. 10

1-7 انواع راکتورهای هسته ای…………………………… 12

1-8 راکتور تحقیقاتی تهران……………………………… 13

1-9 عملیات چرخه سوخت…………………………………….. 15

1-10 رادیواکتیویته محیطی……………………………….. 18

1-11 مسیرهای انتشار پسماندهای رادیواکتیو…………. 18

1-11-1 رهاسازی شاره های رادیواکتیو در اتمسفر……. 19

1-11-1-1 راه های پرتوگیری از هوا…………………….. 20

عنوان                                                                     صفحه

1-11-2 تخلیه پسماندهای رادیواکتیو در هیدروسفر….. 21

1-11-2-1 مسیرهای بحرانی پرتوگیری از آب……………. 22

1-11-3- مسیرهای پرتوگیری از خاک……………………… 23

1-12 رفتار عناصر رادیواکتیو در محیط زیست…………. 23

1-12-1 رفتار عناصر رادیواکتیو در خاک………………. 23

1-12-2 رفتار عناصر رادیواکتیو در حیوانات و گیاهان 25

1-13 پایش پسماندهای منتشر شده در محیط……………… 26

1-13-1 پایش اتمسفر………………………………………… 27

1-13-2 پایش محیط های آبی……………………………….. 28

1-13-2-1 پایش محیط های آبی سطحی……………………… 28

1-13-2-2 پایش سفره های آب زیرزمینی………………….. 29

1-13-3 پایش گیاهان………………………………………… 30

1-14 ارزیابی داده های خام پایش……………………….. 31

1-15 اقدامات پیشگیرانه حفاظت محیط زیست……………. 31

فصل دوم: پیشینه تحقیق

2-1 سوابق داخل کشور………………………………………. 34

2-2 سوابق خارج از کشور………………………………….. 36

فصل سوم: مواد و روش ها

3-1 منطقه مطالعاتی……………………………………….. 42

3-2 نمونه برداری هوا از دودکش راکتور………………. 44

3-3 شبیه سازی آلودگی هوای رهاسازی شده در اتمسفر.. 45

3-3-1 اطلاعات نقطه تخلیه اتمسفری……………………… 46

3-3-2 مدت زمان تأثیرپذیری فرد………………………… 46

3-3-3 میزان تخلیه اتمسفری………………………………. 46

3-3-4 انتخاب مسیرهای در معرض قرار گرفتن فرد توسط پخش اتمسفری  47

3-3-5 موقعیت مکانی فرد گیرنده………………………… 47

عنوان                                                                                صفحه

3-3-6 اطلاعات هواشناسی منطقه…………………………… 47

3-3-7 اطلاعات مصرف مواد غذایی………………………….. 49

3-3-8 میزان حضور فرد در منطقه و میزان استنشاق….. 49

3-3-9 اجرای نرم افزار و گرفتن خروجی………………… 50

3-4 زیست ردیابی عناصر رادیواکتیو انسانساخت………. 50

3-4-1 روش نمونه برداری، آماده سازی…………………. 53

3-4-2 آنالیز دستگاهی نمونه ها………………………… 53

فصل چهارم: نتایج

4-1 نتایج حاصل از نمونه برداری هوا و آنالیز فیلترها  55

4-2 نتایج شبیه سازی آلودگی هوای رهاسازی شده در اتمسفر      59

4-3 نتایج حاصل از زیست ردیابی عناصر رادیواکتیو انسانساخت 64

فصل پنجم: بحث و نتیجه گیری

5-1 شبیه سازی دز مؤثر فردی دریافت شده توسط انسان 67

5-2 زیست ردیابی عناصر پرتوزای انسان ساخت در برگ در خت کاج       68

5-3 نتیجه گیری……………………………………………… 69

منابع………………………………………………………….. 70

پیوست………………………………………………………….. 74

چكیدة انگلیسی………………………………………………. 81

فهرست جداول

عنوان                                                                      صفحه

جدول 3-1 طبقات پایداری هوا…………………………….. 48

جدول 3-2 نحوه به دست آوردن طبقات پایداری هوا بر اساس گرادیان حرارتی و سرعت باد…………………………………………. 48

جدول 3-3 درصد حضور افراد در داخل ساختمان…………. 50

جدول 3-4 میزان استنشاق هوا توسط یک فرد در سال….. 50

جدول 4-1 نتایج آنالیز فیلتر نمونه برداری هوا توسط دتکتور هایپرژرمانیوم با راندمان 40%………………………….. 56

جدول 4-2 نتایج آنالیز فیلتر نمونه برداری هوا توسط دتکتور هایپرژرمانیوم با راندمان نامعلوم……………………. 58

جدول 4-3 نتایج آنالیز فیلتر نمونه برداری هوا توسط دتکتور سنتیلاتور با راندمان نامعلوم……………………………………….. 58

جدول 4-4 درصد تأثیر مسیرهای مختلف بر دز مؤثر فردی جذب شده       59

جدول 4-5 میزان دز مؤثر فردی دریافت شده طی 1 سال.. 61

جدول 4-6 میزان دز مؤثر فردی دریافت شده طی 5 سال.. 62

جدول 4-7 میزان دز مؤثر فردی دریافت شده طی 50 سال. 63

جدول 4-8 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 1……………………………………………. 64

جدول 4-9 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 2……………………………………………. 64

جدول 4-10 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 3……………………………………………. 64

جدول 4-11 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 4……………………………………………. 65

جدول 4-12 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 5……………………………………………. 65

جدول 4-13 غلظت عناصر رادیواکتیو یافت شده در نمونه های گیاهی ایستگاه شماره 6……………………………………………. 65

فهرست نمودارها

عنوان                                                                                      صفحه

نمودار 3-1 فراوانی وزش باد بر اساس اطلاعات هواشناسی سال 2007 الی 2011….. 52

نمودار 4-1 درصد تأثیر مسیرهای مختلف بر دز مؤثر جذب شده     59

فهرست تصاویر

عنوان                                                                       صفحه

تصویر 1-1 راکتور تحقیقاتی تهران……………………… 14

تصویر 1-2 عملیات چرخه سوخت برای راکتور آب سبک….. 15

تصویر 1-3 چرخه پرتوگیری عموم مردم از تأسیسات هسته ای 21

تصویر 3-1 موقعیت سایت و راکتور تحقیقاتی تهران….. 43

تصویر 3-2 نمونه فیلتر فایبر گلاس……………………… 44

تصویر 3-3 نمونه فیلتر چارکل…………………………… 45

تصویر 3-4 سطح مقطع تنه درخت کاج تهران، واقع در سایت تهران جهت تعیین سن….. 51

تصویر 3-5 موقعیت راکتور تهران و ایستگاه های انتخاب شده جهت نمونه برداری گیاهی….. 52

تصویر 4-1 فایل هواشناسی ساخته شده جهت ورود به نرم افزار   60

تصویر الف -1 صفحه نخست بخش پخش اتمسفری نرم افزار PC-CREAM 75

تصویر الف -2 وارد کردن ارتفاع دودکش در نرم افزار 75

تصویر الف -3 مدت زمان تأثیرپذیری فرد………………. 76

تصویر الف -4 میزان اکتیویته خروجی از دودکش بر حسب بکرل در سال 76

تصویر الف -5 تعیین گروه های سنی هدف و مسیرهای انتقال آلودگی   77

تصویر الف -6 مشخصات نقطه هدف………………………….. 77

تصویر الف-7 انتخاب فایل هواشناسی ساخته شده با بهره گرفتن از مشخصه های هواشناسی منطقه……………………………………….. 78

تصویر الف -8 میزان مصرف مواد غذایی…………………. 78

تصویر الف -9 میزان مصرف مواد غذایی از محصولات بومی منطقه   79

تصویر الف -10 میزان حضور فرد در منطقه و میزان استنشاق در سال  79

تصویر الف -11 اجرای نرم افزار و گرفتن خروجی…….. 80

چکیده

راکتور تحقیقاتی تهران، یک راکتور آب سبک با قدرت اسمی 5 مگاوات می باشد که با سوخت غنی سازی شدۀ 20 درصد در بافت شهری تهران و منطقه مسکونی امیر آباد در حال فعالیت است. کارکرد این راکتور درطول سال به صورت تمام وقت نبوده و فعالیت آن به طور میانگین یک هفته در ماه می باشد. این پژوهش به بررسی آلودگی هوای ناشی از کارکرد نرمال راکتور در سال 1391، با بهره گیری از دو روش شبیه سازی پخش اتمسفری و زیست ردیابی پرداخته است. جهت تعیین میزان خروجی دودکش راکتور از روش نمونه برداری هوا از پمپ مانیتورینگ دودکش، با بهره گیری از فیلترهای فایبرگلاس و چارکل و آنالیز آنها با روش اسپکترومتری گاما  استفاده شده است. فیلتر فایبرگلاس وظیفه به دام انداختن ذرات معلق بزرگتر از 1 میکرون و فیلتر چارکل وظیفه گیراندازی بخارات رادیواکتیو با نیمه عمر کوتاه را بر عهده داشته و شبیه سازی خروجی دودکش این راکتور با بهره گرفتن از نرم افزار PC-CREAM صورت گرفته است. در استفاده از این نرم افزار با وارد کردن اطلاعات حاصل از آنالیز فیلترها، آمار هواشناسی منطقه در فواصل سال های 2011-2007، تعیین گروه های سنی هدف، میزان استنشاق گروه های سنی مختلف، میزان مصرف مواد غذایی تولید شدۀ بومی توسط گروه های سنی مختلف، میزان حضور فرد در منطقه و مدت زمانی که فرد در درون ساختمان به سر می برد، میزان دز مؤثر فردی جذب شده در فواصل 300، 500، 750، 1000، 2000 متری، در جهات 30، 60، 90، 120، 150، 180، 210، 240، 270، 300، 330، 360 درجه و برای گروه های سنی نوزادان 1 ساله، کودکان 10 ساله، بالغان و بالغان شاغل در بیرون از ساختمان، شبیه سازی و محاسبه گردیده است.

نتایج حاصله بیانگر این مطلب است که بیشترین دز مؤثر دریافت شدۀ فردی 14-10×3/1 میکرو سیورت در فاصله 300 متری و در جهات 150 و 180 درجه می باشد و این میزان بسیار پایینتر از استانداردهای ملی و بین المللی است. در بحث زیست ردیابی از برگ درخت کاج تهران (Pinus eldarica) به عنوان گونۀ درختی غالب و کهنسال منطقه، استفاده شده است. در این راستا نمونه برداری از برگ درختان در 6 ایستگاه منطبق بر باد غالب منطقه، در شعاع 300 متری از راکتور و در دو مرحله زمانی اوایل تیر و اواخر مهر ماه صورت گرفت. آنالیز این نمونه ها با روش اسپکترومتری گاما و بهره گیری از آشکارساز هایپرژرمانیوم اجرا شده و نتایج آنالیز نمونه های گیاهی نشان می دهد که تنها عناصر رادیواکتیو موجود در آنها 40K و 7Be بوده که جزء عناصر رادیواکتیو طبیعی محسوب می شوند و به بیان دیگر این نمونه ها فاقد عناصر رادیواکتیو مصنوعی هستند.

در کل با مشاهده نتایج به دست آمده از هر دو روش می توان این طور نتیجه گیری کرد که کارکرد نرمال راکتور تحقیقاتی تهران برای ساکنین اطراف و به طور کل محیط زیست پیرامون (در شعاع 300 متری و بیشتر) ایمن می باشد.

کلمات کلیدی:

راکتور تحقیقاتی تهران، آلودگی هوا، عناصر رادیواکتیو، شبیه سازی، زیست ردیابی، نرم افزار PC-CREAM ، درخت کاج تهران Pinus eldarica .

فصل اول

کلیات تحقیق

مقدمه

محیط زیست پیرامونمان دارای رادیواکتیویته طبیعی است. این رادیواکتیویته توزیع یکنواختی درتمام نقاط زمین نداشته و تابعی از ساختار زمین شناسی منطقه ای است. فعالیت های انسانی در صنعت هسته ای شامل: تولید سوخت هسته ای، ساخت چشمه های هسته ای، داروئی و استفاده از آنها، نیروگاه های تولید برق هسته ای و غیره، باعث توزیع مجدد و افزایش موضعی رادیواکتیویته در سطح کره زمین و در نتیجه موجب افزایش احتمال مواجهه و تماس شده است. رادیواکتیویته حاصل از فعالیت های انسانی، بعد از سال 1940 در مرحله اول با سلاح های هسته ای و بعدها از طریق کاربرد پرتوها درتمام عرصه زندگی بشر، به رادیواکتیویته طبیعی اضافه شده است.