دراسات نووية بيئية للنشاط اﻹشعاعى الطبيعى والصناعى بمنطقتى نجرس وسكيت جنوب الصحراء الشرقية بمصر

للنشاط اﻹشعاعى الطبيعى والصناعى بمنطقتى نجرس وسكيت جنوب الصحراء الشرقية بمصر .

تهدف هذه الرسالة إلى قياس مستويات النشاط الإشعاعى الطبيعى فى موقعين مختارين هما منطقنى نجرس وسكيت جنوب صحراء مصر الشرقية باستخدام كاشف الجرمانيوم عالى النقاوة ذو الحساسية العالية فى القياس حيث محاط بدرع حديث متعدد الطبقات من الرصاص والكاديوم والنحاس لزيادة الحساسية ودقة القياس وهى متصلة بالدائرة الإلكترونية الخاصة بهذا النظام وأيضاً استخدام برنامج الحاسب الآلى لمعالجة النتائج التى يتم الحصول عليها لتقدير وتحديد نسب تركيز المواد المشعة الطبيعية فى العينات تحت الدراسة وحسب معدل الجرعة الإشعاعية لها وأيضاً تم استخدام كاشف الصوديوم حيث الجهاز يستخدم لتحديد أربع عناصر مشعه وتكون من

 Bicron Scintillation detector NaI (Tl) 76x 76 mm  أفقياً محكم الإغلاق ومحاط بـ Photomultiplier tube in aluminum housing   .

الجهاز محاط بطبقة من اسطوانة النحاس لحمايته سمكها 0.6 الكاشف موصل بمكبر موديل NE,4658 وموصل بحهد عالى موديل TC 952 .

وتمثل هذه الدراسة أهمية بالغة حيث أنها ترتبط بالنشاط الاشعاعى لبعض الصخور التى تستخدم فى بناء المنازل وتأثيرها على بعض العاملين فى هذه المنطقة وأثر ذلك على عمال مناجم الزمرد فى العصور الفرعونية والرومانية قبل ذلك.

وتنقسم هذه الرسالة إلى أربع فصول رئيسية :

الفصل الأول:- ويتضمن مقدمة عن الإشعاعية وأيضاً القاء الضوء على مصادر الإشعاع الطبيعى والصناعى كما يتضمن سلاسل الإنحلال الطبيعى للعناصر المشعة ذات الوجود الطبيعى مثل اليورانيوم – 238 , اليورانيوم – 235 والثوريوم – 232  وكذلك أنواع الإنحلال الإشعاعى ألفا وبيتا وجاما .

 الفصل الثانى:- يتضمن التعرف على المنطقة محل الدراسة كما يحتوى على توضيح للمعادلات المستخدمة فى الحسابات وتشمل حساب تركيزات لليورانيوم – 238 والثوريوم – 232  والبوتاسيوم – 40  فى جميع العينات وتقدير الاضرار الناتجة عن النشاط الإشعاعى الكلى ( الناتج من مختلف النظائر المشعة ) فى عينات الدراسة بعدة طرق منها :

(1)          حساب نشاط الراديوم المكافئ ( Raeq ) لجميع العينات

(2)          أيضا حساب معامل الاخطار الخارجى ( Hex ) والذى يعكس مستوى التعرض الخارجى.

(3)          وأيضاً حساب معامل مستوى الإشعاع ( I  ) وذلك لتقدير مستوى إشعاع جاما المرتبط بالنويدات المشعة فى العينات المدروسة.

وكذلك معادلات الجرعة الإشعاعية التى يتعرض لها الإنسان فى البيئة.

أما الفصل الثالث :- يحتوى على وصف لبعض أنواع الكواشف الإشعاعية مثل الكاشف الشبه موصل ( Semiconductor Detectors  ) وأنواع كاشف الجيرمانيوم عالى النقاوة (Hyper Pure Germanium) وأيضا الكاشف الوميضى ( Scintillation Detector ) كما يحتوى الفصل على وصف دقيق لكواشف الجيرمانيوم بالغة النقاوة ذات الكفاءة العالية والدائرة الإلكترونية المتصلة بها والنقاط الأساسية لاعداد المطياف الجامى للعمل وهى كالآتى :

1-            معايرة المطياف الجامى بالنسبة للطاقات الجامية باستخدام اشعاعات الجاما الصادرة عن المصادر المشعة التالية : ( 60Co, 241Am and 226Ra ) .

2-            معايرة المطياف الجامى بالنسبة للكفاءة باستخدام محلول Kcl فى وعاء سعته 250 ملى بتركيز 50 جم/ لتر .

أما الفصل الرابع:- من هذه الرسالة يشتمل على طريقة اعداد العينات للدراسة وذلك بطحنها وتجفيفها ثم تعبئتها فى عبوات سعته  250 cm3 لمدة شهر ليحصل توازن بين  226Ra الناتج عن اليورانيوم – 238 ونواتجه وقد تم جمع 27 عينة للدراسة : 13 عينة من وادى سيكيت و 14 عينة من وادى نجرس من صخور مختلفة استخدمت فيما سبق فى اعمال البناء لاماكن الايواء لعمال المناجم ( الزمرد) فى كلاً من العصر الفرعونى للاسرة الثامنة عشر والعصر الرومانى وقد وجد أن هذه العينات تحتوى على الأنوية المشعه لسلاسل اليورانيوم –238  واليورانيوم – 235 والثوريوم – 232 وكذلك نواتج اضمحلاها الذاتى مثل الراديوم – 226 والبوتاسيوم – 40

وقد أوضحت الدراسة الأتى:-

أولاً: مدينة سكيت

1- بحساب تركيزات اليورانيوم – 238 والثوريوم – 232 والبوتاسيوم- 40 وقد وجد أن التركيزات لمنطقة سكيت تتراوح بين ( 80.7 – 17.1 ) و ( 4.5 – 56 ) و ( 313.3  1310 ) بيكريل / كجم على التوالى وبمقارنة هذه النتائج بالمستويات العالمية للإشعاع وهى ( 35 بيكريل/  كجم لسلسة اليورانيوم – 238 و 35 بيكريل / كجم لسلسلة الثوريوم – 232 و 370 بيكريل / كجم للبوتاسيوم – 40 ) نجد أن جميع العينات فى المستوى المسموح ماعدا العينات رقم ( 4 ، 9 ، 10 ، 11 ، 12 ) لسلسلة اليورانيوم – 238 والعينات ( 11 ، 12 ) لسلسلة الثوريوم – 232  أما بالنسبة للبوتاسيوم – 40  أعلى من المستوى المسموح ماعدا العينات رقم ( 1 ، 4 ، 12 ) كما تم حساب قيمة ( Clark's Value ) لهذه المنطقة ووجد أنها غنية باليورانيوم – 238 وفقيرة فى الثوريوم -232 . ما عدا منطقة (3) فهى غنية بالثوريوم- 232 .

2- بحساب نشاط الراديوم المكافئ Raeq   لجميع العينات وجد أنه أقل من المستوى المسموح به وهو 370 بيكريل / كجم وأيضا تم حساب Hex  الذى يعكس مستوى التعرض الخارجى فوجد أن جميع القيم أقل من الواحد الصحيح وهو الحد المسموح به . كما تم حساب الجرعات الاشعاعية نتيجة التعرض الخارجى لجاما وجد أن جميع العينات أعلى من المسموح به  55 نانو جراى/  ساعة ماعدا العينات رقم (2 ، 13 )

3- بتقدير معامل مستوى الاشعاع I  فوجد أن جميع العينات أقل من الواحد الصحيح وهذا يعنى أنه ذو نشاط اشعاعى فى حدود المسموح به ماعدا العينات 4 ومن (  9إلى  ) أعلى من الواحد الصحيح وهذا يعنى أن لها تأثير على صحة العاملين فى هذه المناطق .

4- بتقدير عينات هذه المنطقة باستخدام الكاشف الوميضى ( (NaI ( Tl  ) وجد أن هذه المنطقة داخل الحد المسموح به طبقا لـ ( ICRP )للعامة وهى  1mSv/Yوخاصة العاملين فى مجال التنجيم .20 mSv/Y

5-وبحساب نسبة  eU/Raوأيضا حساب نسبة 226Ra/214Pb و Pb/214Bi214 وجد أن هذه المنطقة يوجد فيها عدم اتزان لليورانيوم ماعدا العينات رقم ( 2 ، 13 ) مستقرة لليورانيوم بينما باقى العينات فى هذه المنطقة اكتسبت يورانيوم .

ثانياً : وادى نجرس

1- وجد أن تركيزات العينات لليورانيوم – 238 والثوريوم – 232 والبوتاسيوم- 40 بمنطقة نجرس هى ( 12 – 1441.1 ) ، ( 6 – 794.5 ) ( 158.2 – 1260.3

على التوالى . وبمقارنة هذه النتائج بالمستويات العالمية للاشعاع نجد أن هذه المنطقة أعلى من المستوى المسموح به ماعدا العينة رقم (14) داخل المستوى المسموح به لكل من اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم كما نجد بحساب ( Clark's Value ) أن هذه المنطقة غنية باليورانيوم فى العينات ( 15,14 ) من ( 23-18 ) ، (25  - 27 ) وغنية بالثوريوم رقم ( 24,17,16 )

2- بحساب نشاط الراديوم المكافئ ( Raeq ) لجميع العينات وجد أنه أقل من المستوى المسموح 370) بيكريل / كجم) ما عدا العينات رقم ( 15 ، 17 ، 20 ، 22 ، 24 ). وأيضاً تم حساب Hex الذى يعكس مستوى التعرض الخارجى فوجد أن جميع القيم أقل من الواحد الصحيح وهو الحد المسموح به ما عدا العينات رقم ( 15 ، 17 ، 20 ، 22 ، 24 ).

3-            بتقدير الجرعات الإشعاعية نتيجة التعرض الخارجى لجاما وجد أن جميع العينات أعلى من المسموح به 55 نانو جراى / ساعة  ماعدا العينة رقم (14  ) أقل من المسموح به كما تم حساب معامل مستوى الاشعاع I   فوجد أنها أعلى من الواحد الصحيح وهذا يعنى أن لها تأثير سلبى على صحة العاملين هناك ماعدا العينة رقم (14  ) .

4-            كما تم حساب عينات هذه المنطقة باستخدام الكاشف الوميضى ( ( NaI ( Tl ) حيث وجد أن هذه المنطقة أعلى من المستوى المسموح به ( 1 > ) طبقاً لـ ( ICRP ) ماعدا العينات رقم ( 21,18,16,14 )  ( 25 - 27 ) .

5-            وبحساب نسبة eU/Ra وأيضا حساب نسبة 226Ra/214Pb و Pb/214Bi214  وجد أن هـذه المنـطقة يوجـد فيها عدم اتزان لليـورانيوم حيث أن العينة رقم ( 19 ) فقدت يورانيوم بينما باقى العينات اكتسبت يورانيوم .

ثالثاً : الخلاصــة

من هذا العمل نجد أن منطقة نجرس أعلى من منطقة سكيت فى النشاط الاشعاعى لكل من تركيزات اليورانيوم – 238 والثوريوم – 232 والبوتاسيوم – 40 وأيضاً أعلى فى حساب نشاط الراديوم المكافئ والجرعات الاشعاعية نتيجة التعرض الخارجى لجاما وأعلى فى مستوى الإشعاع ولذلك يوصى بعدم إقامة معسكرات بجوار المدينة أو إقامة البدو هناك ولا تستخدم الأحجار فى أعمال البناء للأسباب سالفة الذكر."