مطالعه مشخصات كمي و كيفي ذرات هوابرد پرتوزا در محفظه ايمني راكتور تحقيقاتي تهران

Quantitative and qualitative study of airborne radioactive particles in the safety chamber of Tehran Research Reactor

زمينه و هدف: سيستم ها و پروسه هاي بسياري باعث انتقال اكتيويته به محيط مي شوند. فعاليت هاي انساني همچون غني سازي سوخت و عمليات راكتور منجر به توليد و رهاسازي راديواكتيويته به محيط مي گردد. توزيع اندازه و اكتيويته آئروسل ها در سه ايستگاه كاري در داخل محفظه ايمني راكتور تحقيقاتي تهران با استفاده از كاسكد ايمپكتور اندرسن مورد سنجش و ارزيابي قرار گرفته است. روش بررسي: غلظت جرمي ذرات هوابرد در محيط محفظه با استفاده از نمونه بردار محيطي كاسكيد ايمپكتور مدل اندرسن تعيين شد. به منظور شناسائي راديو نوكلئيدهاي موجود در ذرات معلق محفظه از فيلتر اليافي استفاده شده است. جهت تعيين عناصر شيميايي و غلظت آنها در نمونه ها از دستگاه ICP-MS و از دستگاه هاي اسپكتروسكوپي گاما و سنتيلاسيون مايع بمنظور شناسائي راديونوكليدها و ميزان پرتوزائي آنها در ذرات معلق هواي داخل محفظه استفاده شد. يافته ها: نتايج تحقيق نشان دادكه مقدار متوسط قطر اكتيويته آئروديناميكي ( AMAD) به ترتيب براي سه ايستگاه كاري µm 2.6، 3، 3.1 و انحراف معيار هندسي براي مكان هاي اول، دوم و سوم به ترتيب برابر µm2.20 2.10، 1.93 بود. همچنين نتايج توزيع سايز-اكتيويته نشان داد كه بيشترين سهم اكتيويته مربوط به ذرات هسته بندي و انبارشي به ويژه در گستره كمتر از dp ≤0/4 μm قرار دارد. اين اندازه ذرات در دامنه مد هسته بندي و انبارشي قرار دارد. نتيجه گيري: بيشترين اكتيويته مربوط به ذرات در ناحيه انبارشي و هسته بندي (ذرات ريز) است. منشا اين ذرات را مي توان لخته شدن ذرات مد «هسته بندي » و همچنين هسته هايي ناشي از رشد تراكم در محدوده مورد مطالعه بيان نمود.

Background and aims: Many systems and processes can cause the introduction of radioactivity into the environment. Human activities in nuclear industry such as nuclear fuel cycle and reactor operation, lead to a significant production and release of radioactivity to the environment. Understanding the physical and chemical nature, including size, chemical composition and radioactivity of aerosol particles in the safety chamber of Tehran research reactor is indispensable for evaluation of exposure level and methods of prevention. The aim of this study was to measure the size distribution of aerosols and their activities, which was determined using an Anderson cascade Impactor (ACI) ACFM model and liquid scintillation respectively. The measurements were performed in three workstations in the safety chamber of Tehran research reactor. Methods: The identification of existing radio nuclides on suspended particles were carried out in the safety chamber by means of environmental sampler and mass size distribution of particles was measured using an Anderson cascade Impactor (ACI). To determine the type and amount of radio nuclides in the aerosol particles the γ-ray spectrometry with a high –purity germanium (HPGe) detector and ultra-low level liquid scintillation spectrometer were used respectively. Results: The results showed that the activities median aerodynamic diameter (AMAD) value for three selected workstations were 2.4, 3.1 and 3μm with geometric standard deviation of 2.3, 2.12 and 2 respectively. Furthermore, the results of particle activity size distribution showed that the most fraction of activity was related to nucleation and accumulation mode, especially particles with the aerodynamic diameter less than 0.4μm. Conclusion: The most activity was related to the number of particles in the accumulation and nucleation mode (fine particles). The origin of these particles can be the coagulation ofparticles in the nucleation mode. The accumulation mode also contains droplets formed by the chemical conversion of gases to vapors that condense.