Measurement of uranium, thorium and potassium activity content in Beylikova-Sivrihisar complex ore site and estimation of dose rates to miners

Abstract

Bu tez çalışmasında, Beylikova-Sivrihisar bölgesinde bulunan, Etimaden nadir toprak elementlerini bulunduran kompleks cevher sahasındaki numuneler üzerinde uranyum (238U) toryum (232Th) ve potasyum (40K) nükleidlerinin aktivite konsantrasyonları n tipi, % 78,5 verim değerine sahip Ge detektörlü, yüksek çözünürlüklü bir gama ışını spektrometresi ile belirlenmiştir. Cevher sahasındaki beş farklı yerden toplam 60 cevher numunesi alınmıştır. Bu beş farklı noktadan biri galeri içerisinde yer almakta olup diğerleri ise maden sahasının ölçeklendirme haritasında gösterilmektedir. Ortalama aktivite değerleri 238U için 2135±35 Bqkg-1 (min: 63±23 max: 4793±54 Bqkg-1), 226Ra için 1749±3 Bqkg-1 (min: 52±1, max: 6030±10 Bqkg-1), 232Th için 3773±5 Bqkg-1 (min: 431±1, max: 6704±13 Bqkg-1), ve 40K için 324±2 Bqkg-1 (min: 43±2, max: 1149±4 Bqkg-1) olarak hesaplandı. Ölçülen aktivite sonuçlarından, maden işçileri için olası iç ve dış gama dozları ve sağlık tehlikesi indisleri hesaplandı. İç galeride, dış sağlık tehlikesi indisi 33,5±0.02, iç sağlık tehlikesi indisi 45,9±0.02 ve halk için birlikten daha az olmalıdır. Galeride 3,1 mSvy-1 ve açık alanda 1,54 mSvy-1, olarak hesaplanan maksimum gama dozu, galeride ortalama 1,85 mSvy-1 ve açık alanda ortalama 0,93 mSvy-1 olarak hesaplandı. Maden işçileri için tahmini dozlar esas olarak 226Ra ve 232Th serisi nüklidlerden kaynaklanmaktadır. Sonuçlar, gerekli radyasyondan korunma önlemleri dikkate alınarak, özellikle radon gazını azaltma teknikleri kullanılarak açık galeri madenciliği yapıldığında sağlık tehlikesi indislerinin önemli ölçüde azaltılabileceğini göstermektedir.

In this thesis, the activity concentrations of uranium (238U), thorium (232Th) and potassium (40K) nuclides in the complex ore samples containing rare earth element (REE) oxides obtained from the region of Beylikova-Sivrihisar ore site of ETİMADEN Corporate were determined by a high resolution gamma-ray spectrometry with a n-type, 78.5% Ge detector. A total of 60 ore samples were taken from five different locations in ore site. One location is inside the gallery and the others are marked in the scaling map of the mine site. The mean activity values were calculated as 2135±35 Bqkg-1 (min: 63±23 to max: 4793±54 Bqkg-1) for 238U, 1749±3 Bqkg-1 (min: 52±1 to max: 6030±10 Bqkg-1) for 226Ra, 3773±5 Bqkg-1 (min: 431±1 to max: 6704±13 Bqkg-1) for 232Th and 324±2 Bqkg-1 (min: 40±2 to max: 1149±4 Bqkg-1) for 40K. From the measured activity results, the possible external and internal gamma doses and health hazard indexes were calculated for mine workers in case it was mining in an open mine gallery. For inside gallery, external health hazard index is estimated to be 33.5±0.02 and internal health hazard index is 45.9±0.02, which are always greater than unity given for public. While the maximum external gamma dose calculated to be 3.1 mSvy-1 in the gallery, and 1.54 mSvy-1 for open area, mean gamma dose values calculated to be 1.85 mSvy-1 in the gallery and 0.93 mSvy-1 for open area. These estimated annual doses for mine workers are due to mainly 226Ra and 232Th decay series nuclides. The results indicate that health hazard indexes can be reduced remarkably when open gallery mining is carried out by considering the necessary radiation protection measures, especially using radon gas reduction techniques.