Vol.48, Special : pp. 221-228, Octo

Vol.48, Special : pp. 221-228, October 2005
ISSN 1516-8913 Printed in Brazil
Analysis of the
40
BRAZILIAN ARCHIVES OF
BIOLOGY AND TECHNOLOGY
AN INTERNATIONAL JOURNAL
K Levels in Soil using Gamma
Spectrometry
José Araújo dos Santos Júnior
1*
, Jorge João Ricardo Ferreira Cardoso
, Cleomacio
Miguel da Silva
1
1
, Suêldo Vita Silveira
1
and Romilton dos Santos Amaral
Brazilian Archives of Biology and Technology
1
Grupo de Estudos em Radioproteção e Radioecologia (GERAR); Department of Nuclear Energy; Federal University
of Pernambuco; Av. Prof. Luiz Freire, 1000; Cidade Universitária; 50740-540; [e-mail]; Recife - PE - Brasil.
2
Department of Geology; Federal University of Pernambuco; Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n; Cidade Universitária;
50740-530; [e-mail]; Recife - PE - Brasil
Potassium-40 was determined in soil in an area with 40,000 m
ABSTRACT
2
situated in the western State of Pernambuco, Brazil.
For radiometric measurements, the gamma spectrometry method with a high purity germanium (HPGe) detector
was used. Sampling of 78 soil samples has been performed at intervals of 25 m. The specific activities of
K were
calculated based on the photopeak of 1.46 MeV. Values from 541 to 3,572 Bq kg
-1
were obtained (mean of 1,827 Bq
kg
-1
). These values allowed the determination of the elemental concentrations as well as the absorbed dose rates in
air, 1 m above the ground. The values varied from 1.7 to 11.5% (mean of 6%) and from 23.4 to 154.3 nGy h
(mean
of 79 nGy h
Key words:
-1
), respectively.
40
K in soil;
INTRODUCTION
40
K gamma spectrometry;
The brazilian Northeast region, despite its
interesting geological structure (Malanca et al.,
1993), has not been sufficiently explored in terms
of environmental radiological studies. Since 1974,
the Brazilian Nuclear Enterprise (NUCLEBRAS)
performed geological and radiometric mapping
studies in that region, where a small anomalous
area of uranium was discovered in the Pernambuco
sylvan. The first radiometric-geological studies
occurred after an accord between NUCLEBRAS
and the Federal University of Pernambuco (UFPE)
in 1975 (Magalhães, 1977).
Natural environment radionuclides are responsible
for the most of the external exposures of gamma
radiation. This contribution is mainly due to the

*
Author for correspondence
40
K in environmental radiological protection.
radionuclides of the natural series
232
Th, followed by
40
1,2
238
U,
K, universally present in the
Earth (Shenber, 1997; Tzortzis; Tsertos, 2004).
The world mean specific concentration of
K
(activity per unit soil mass) is 370 Bq kg
from 100 to 700 Bqkg
-1
(Mcaulay; Moran, 1988).
Radioactivity levels of the environment depend on
geological aspects, mainly on rocks and soil,
where they are found in varying concentrations
(Tzortzis; Tsertos, 2004).
The average absorbed dose rate in air at a 1 m
distance from the
40
40
235
-1
-1
221
U, and
40
, varying
K source is 15.54 nGy h
(Selvasekarapandian et al., 2000). The United
Nations Scientific Committee on the Effects of
Atomic Radiation, UNSCEAR (1993), establish
that, the world mean dose from natural radiation
sources of normal areas is estimated to be 2.4
-1
222
mSva
-1
, while that for all man-made sources,
including medical exposure, is about 0.8 mSv.a
(Ghiassi-Nejad et al., 2001). Thus, 75% of the
radiation dose received by humanity is come from
natural radiation sources. Based on these radiation
levels, one can certify that the knowledge of
primordial radionuclides, such
87
238
U,
232
Th,
Rb, is an important pre-requisite for evaluation
of the rate of exposure and the absorbed dose by
the population (Kannan et al., 2002). This
knowledge ensures radiological control, since a
predominant part of the environmental radiation is
found in the upper soil layer (Kannan et al., 2002).
Potassium is an essential element of human
metabolism and can be found in all living cells,
mainly in the muscular tissue. Natural potassium is
composed of three isotopes:
39
K,
40
K and
K, of
which only
40
K is radioactive. This radionuclide
occurs at the approximate abundance of 0.012% in
relation to the whole mass of potassium (Pires,
1995).
40
K has a half-life of 1.28 x 10
9
years and is
a beta and gamma emitter (89% and 11% of its
radiation, respectively) with respective energies of
1.3 MeV and 1.46 MeV (Peixoto et al., 1995;
Erdtmann; Soyka, 1979).
The relevance of the
potassium-40 study is mainly due to its long halflife,
its
importance
for
living
organisms
with
a
uniform
distribution,
and
because
it
is
responsible
for
98%
of
the
gamma
emission
of
the
primordial
radionuclides
present
in
the
earth.

The
present
work
is
important
because
there
is
no
reference
regarding
the
area
concerning
the

K
concentrations in the soil, which were found to be
high.
MATERIALS AND METHODS
Sampling and preparation
The soil samples were collected in an area of
approximately 40,000 m
2
, located in the Sylvan
reg

Kết quả (Việt) 1:

Vol.48, đặc biệt: tr. 221-228, tháng 10 năm 2005ISSN 1516 8913 người in ở BrazilPhân tích các 40BRAZIL VĂN THƯ LƯU TRỮSINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆMỘT TẠP CHÍ QUỐC TẾMức độ K trong đất bằng cách sử dụng GammaSpectrometryJosé Araújo dos Santos Júnior1 *, Jorge João Ricardo Ferreira Cardoso, CleomacioMiguel da Silva11, Suêldo Vita Silveira1 và Romilton dos Santos AmaralCác lưu trữ Brazil của sinh học và công nghệ1Grupo de Estudos em Radioproteção e Radioecologia (GERAR); Bộ năng lượng hạt nhân; Đại học liên bangcủa Pernambuco; Av. Prof. Luiz Freire, 1000; Cidade Universitária; 50740-540; [e-mail]; Recife - PE - Brasil.2Vùng địa chất; Đại học liên bang Pernambuco; Av. Acadêmico Hélio Ramos, s/n; Cidade Universitária;50740-530; [e-mail]; Recife - PE - BrazilKali-40 đã được xác định trong đất ở diện tích 40.000 mTÓM TẮT2 nằm ở tiểu bang Tây Pernambuco, Bra-xin.Cho các phép đo định, phương pháp spectrometry gamma với một máy dò tinh khiết gecmani (HPGe)được sử dụng. Mẫu của 78 mẫu đất đã được thực hiện tại các khoảng 25 m. Các hoạt động cụ thể của Ktính toán dựa trên photopeak 1.46 MeV. Giá từ 541 đến 3,572 Bq kg-1 đã thu được (trung bình của 1,827 Bqkg-1). Những giá trị này cho phép xác định nồng độ nguyên tố cũng như giá liều hấp thụMáy 1 m so với mặt đất. Các giá trị đa dạng từ 1,7 đến 11,5% (có nghĩa là 6%) và từ 23.4 đến 154.3 nGy h (có nghĩa là79 nGy hTừ khóa: -1), tương ứng.40K trong đất; GIỚI THIỆU40K gamma spectrometry; Vùng đông bắc Brazil, mặc dù của nóthú vị địa chất cấu trúc (Malanca et al.,năm 1993), không có được đủ khám phá trong các điều khoảnCác nghiên cứu bức xạ môi trường. Kể từ năm 1974,doanh nghiệp hạt nhân Brazil (NUCLEBRAS)thực hiện lập bản đồ địa chất và địnhnghiên cứu trong khu vực đó, nơi mà một nhỏ bất thườngcác khu vực của urani được phát hiện ở tỉnh PernambucoSylvan. Các nghiên cứu định địa chất đầu tiênxảy ra sau khi một hiệp định giữa NUCLEBRASvà đại học liên bang Pernambuco (UFPE)năm 1975 (Magalhães, 1977).Hạt nhân phóng xạ tự nhiên môi trường có trách nhiệmĐối với hầu hết các tiếp xúc bên ngoài của gammabức xạ. Sự đóng góp này là chủ yếu là do các * Tác giả cho thư40K trong bảo vệ bức xạ môi trường.hạt nhân phóng xạ tự nhiên loạt 232Th, tiếp theo 401,2238U, K, phổ biến hiện nay trong cácTrái đất (Shenber, năm 1997; Tzortzis; Tsertos, 2004).Tập trung cụ thể có nghĩa là thế giới của K(hoạt động cho một đơn vị khối lượng đất) là 370 Bq kgtừ 100 đến 700 Bqkg-1 (Mcaulay; Moran, 1988).Mức độ phóng xạ của môi trường phụ thuộc vàokhía cạnh địa chất, chủ yếu là trên đá và đất,nơi họ được tìm thấy ở nồng độ khác nhau(Tzortzis; Tsertos, 2004). Tỷ lệ liều trung bình hấp thụ trong không khí ở 1 mkhoảng cách từ các 4040235-1-1221U, và40, khác nhauK nguồn là 15.54 nGy h(Selvasekarapandian et al., 2000). Các đoànỦy ban Liên hiệp khoa học về tác động củaPhóng xạ nguyên tử, UNSCEAR (1993), thiết lậpđó, thế giới có nghĩa là liều bức xạ tự nhiêntrong số các nguồn khu vực bình thường được ước tính là 2,4-1222mSva-1, trong khi đó cho tất cả các nguồn nhân tạo,bao gồm y tế tiếp xúc, là về cách 0.8 mSv.a(Ghiassi-Nejad et al., 2001). Vì thế, 75% của cácbức xạ liều nhận của nhân loại đến từnguồn phóng xạ tự nhiên. Dựa trên bức xạcấp, ai có thể xác nhận rằng các kiến thức vềhạt nhân phóng xạ nguyên thủy, như vậy 87238U, 232Th, RB, là một điều kiện tiên quyết trước quan trọng để đánh giátốc độ tiếp xúc và liều hấp thụ bởidân số (Kannan et al., 2002). Điều nàykiến thức đảm bảo kiểm soát bức xạ, kể từ khi mộtphần chủ yếu của bức xạ môi trườngtìm thấy trong các lớp đất phía trên (Kannan et al., 2002).Kali là một yếu tố thiết yếu của con ngườisự trao đổi chất và có thể được tìm thấy trong tất cả các tế bào sống,chủ yếu ở các mô cơ bắp. Kali tự nhiên làbao gồm ba đồng vị: 39K, 40K và K, củamà chỉ 40K là phóng xạ. Radionuclide nàyxảy ra vào sự phong phú tương đối của 0.012% trongliên quan đến khối lượng toàn bộ của kali (Pires,năm 1995). 40K có chu kỳ bán rã 1,28 x 109 tuổi và làmột phiên bản beta và gamma emitter (89% và 11% của nóbức xạ, tương ứng) với các năng lượng tương ứng của1.3 meV và 1.46 MeV (Peixoto et al., 1995;Erdtmann; Soyka, 1979). Sự liên quan của cáckali-40 học là chủ yếu là do nó halflife dài,của nótầm quan trọngchocuộc sốngsinh vậtvớimộtđồng phục quân độiphân phối,vàbởi vìnólàchịu trách nhiệmcho98%củaCácGammakhí thảicủaCácnguyên thủyhạt nhân phóng xạhiện nayởCáctrái đất.Cáchiện naycông việclàquan trọngbởi vìcólàKhôngtài liệu tham khảoliên quan đếnCáckhu vựcliên quan đếnCácKnồng độ trong đất, đã được tìm thấy đượccao.VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPLấy mẫu và chuẩn bịMẫu đất đã được thu thập trong một diện tíchkhoảng 40,000 m2, ở Sylvanreg

Kết quả (Việt) 2:

Vol.48, đặc biệt: pp. 221-228, tháng 10 năm 2005
ISSN 1516-8913 In tại Brazil
Phân tích của
40
lưu trữ BRAZILIAN HÀNH
SINH HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
AN QUỐC TẾ JOURNAL
Levels K trong đất sử dụng Gamma
Spectrometry
José Araújo dos Santos Júnior
1 *
, Jorge João Ricardo Ferreira Cardoso
, Cleomacio
Miguel da Silva
1
1
, Suêldo Vita Silveira
1
và Romilton dos Santos Amaral
Brazil Archives of Sinh học và Công nghệ
1
Grupo de Estudos em Radioproteção e Radioecologia (Ghê-ra); Bộ Năng lượng hạt nhân; Đại học Liên bang
Pernambuco; Av. GS Luiz Freire, 1000; Cidade Universitaria; 50740-540; [e-mail]; Brasil Recife - - PE.
2
Cục Địa chất; Đại học Liên bang Pernambuco; Av. Acadêmico Hélio Ramos, s / n; Cidade Universitaria;
50740-530; [e-mail]; Recife - PE - Brasil
Kali-40 đã được xác định trong đất trong một khu vực với 40.000 m
TÓM TẮT
2
nằm ở bang phía tây của Pernambuco, Brazil.
Đối với các phép đo phóng xạ, phương pháp đo phổ gamma với một máy dò cao độ tinh khiết germanium (HPGe)
đã được sử dụng. Lấy mẫu của 78 mẫu đất đã được thực hiện trong khoảng thời gian 25 m. Các hoạt động cụ thể của
K được
tính toán dựa trên quang đỉnh 1,46 MeV. Giá trị từ 541 tới 3.572 Bq kg
-1
thu được (nghĩa của 1.827 Bq
kg
-1
). Những giá trị này cho phép xác định nồng độ các nguyên tố cũng như liều lượng hấp thụ trong
không khí, 1 m so với mặt đất. Các giá trị khác nhau 1,7-11,5% (trung bình 6%) và 23,4-154,3 nGy h
(có nghĩa
là 79 nGy h
Từ khóa:
-1
)., Tương ứng
40
K trong đất;
GIỚI THIỆU
40
K đo phổ gamma;
Các Brazil Đông Bắc khu vực, mặc dù nó
cấu trúc địa chất thú vị (Malanca et al.,
1993), chưa được khám phá đầy đủ về
các nghiên cứu phóng xạ môi trường. Từ năm 1974,
các doanh nghiệp hạt nhân Brazil (NUCLEBRAS)
thực hiện lập bản đồ địa chất và phóng xạ
nghiên cứu trong khu vực đó, nơi một bất thường nhỏ
diện tích uranium được phát hiện ở Pernambuco
đồng quê. Các nghiên cứu phóng xạ địa chất đầu tiên
xảy ra sau khi một hiệp ước giữa NUCLEBRAS
và Đại học Liên bang Pernambuco (UFPE)
năm 1975 (Magalhães, 1977).
Nuclit phóng xạ môi trường tự nhiên là chịu trách nhiệm
cho hầu hết các tiếp xúc bên ngoài của gamma
bức xạ. Đóng góp này chủ yếu là do các * Tác giả cho thư từ 40 K trong việc bảo vệ phóng xạ môi trường. Nuclit phóng xạ của loạt tự nhiên 232 Th, tiếp theo là 40 1,2 238 U, K, hiện nay phổ trong Trái Đất (Shenber, 1997; Tzortzis; Tsertos ., 2004) thế giới có nghĩa là tập trung cụ thể của K (hoạt động mỗi khối đất đơn vị) là 370 Bq kg 100-700 Bqkg -1 (Mcaulay; Moran, 1988). mức độ phóng xạ của môi trường phụ thuộc vào các khía cạnh địa chất, chủ yếu là trên đá và đất, nơi chúng được tìm thấy ở nồng độ khác nhau . (Tzortzis; Tsertos, 2004) trung bình hấp thụ tỷ lệ liều lượng trong không khí với 1 m khoảng cách từ 40 40 235 -1 -1 221 U, và 40 , thay đổi mã nguồn K là 15.54 nGy h (Selvasekarapandian et al., 2000). Hợp đồng khoa học quốc về những ảnh hưởng của nguyên tử bức xạ, UNSCEAR (1993), thiết lập rằng, trên thế giới có nghĩa là liều bức xạ tự nhiên từ nguồn của khu vực bình thường được ước tính là 2,4 -1 222 mSva -1 , trong khi đó cho tất cả con người tạo ra nguồn, bao gồm tiếp xúc y tế, là khoảng 0,8 mSv.a (Ghiassi-Nejad et al., 2001). Như vậy, 75% của liều bức xạ nhận được bởi con người là đến từ các nguồn bức xạ tự nhiên. Dựa trên những bức xạ cấp, người ta có thể xác nhận rằng các kiến thức về hạt nhân phóng xạ nguyên thủy, chẳng hạn 87 238 U, 232 Th, Rb, là một điều kiện tiên quyết quan trọng để đánh giá về tỷ lệ phơi nhiễm và liều hấp thụ bởi dân số (Kannan et al ., 2002). Đây kiến thức đảm bảo kiểm soát bức xạ, kể từ khi một phần chủ yếu của các bức xạ môi trường được tìm thấy trong các lớp đất phía trên (Kannan et al., 2002). Kali là một yếu tố thiết yếu của con người trao đổi chất và có thể được tìm thấy trong tất cả các tế bào sống, chủ yếu ở các mô cơ bắp. Kali tự nhiên gồm ba đồng vị: 39 K, 40 K và K, trong đó chỉ có 40 K có tính phóng xạ. Hạt nhân phóng xạ này xảy ra ở sự phong phú tương đối của 0.012% trong tương quan với toàn bộ khối lượng của kali (Pires, 1995). 40 K có chu kỳ bán rã 1,28 x 10 9 năm và là một phiên bản beta và gamma phát (89% và 11% của nó bức xạ, tương ứng) với năng lượng tương ứng của 1,3 MeV và 1,46 MeV (Peixoto et al, 1995;. Erdtmann;. Soyka, 1979) sự phù hợp của các nghiên cứu kali-40 chủ yếu là do lâu dài của nó trong đất, đã được tìm thấy là cao. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Lấy mẫu và chuẩn bị các mẫu đất được thu thập trong một diện tích khoảng 40.000 m 2 , tọa lạc tại Sylvan reg