Μελέτη της συγκέντρωσης φυσικών και τεχνητών ραδιενεργών ισοτόπων στα διάφορα κοκκομετρικά κλάσματα του επιφανειακού χώματος - Μήτσιος, Ιάσων (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Πυρηνικής Τεχνολογίας, 2016)
Η κατανομή των ραδιενεργών ισοτόπων στο χώμα επηρεάζεται από πολλούς και πολύπλοκους παράγοντες, όπως η χημεία του εδάφους και η προέλευση των ραδιενεργών ισοτόπων. Επιπροσθέτως, μπορεί να τροποποιηθεί από διάφορους μηχανισμούς εξαρτώμενους από παραμέτρους όπως είναι ο παράγοντας του νερού, η κλίση του εδάφους, η ένταση του ανέμου καθώς και η βλάστηση. Σε προηγούμενη έρευνα παρατηρήθηκε ότι μεταβολές στη συγκέντρωση ραδιενέργειας των ραδιενεργών ισοτόπων υπάρχουν όχι μόνο μεταξύ διαφορετικών σημείων και βαθών δειγματοληψίας, αλλά και μεταξύ διαφορετικών κοκκομετρικών κλασμάτων μέσα στο ίδιο το δείγμα. Συγκεκριμένα, πολλά ραδιενεργά ισότοπα ανιχνεύθηκαν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις στα λεπτόκοκκα σωματίδια του χώματος σε σχέση με τα χονδρόκοκκα. Στην παρούσα εργασία, γίνεται περαιτέρω έρευνα με σκοπό την εξέταση και απόκτηση επιπρόσθετων αποτελεσμάτων για τη συγκεκριμένη αυτή τάση, συμπεριλαμβάνοντας στη μελέτη και φυσικά και τεχνητά ραδιενεργά ισότοπα. Για το σκοπό αυτό, νέα δείγματα χώματος συλλέχθηκαν από μία περιοχή στην Πολυτεχνειούπολη του Ε.Μ.Π. όπου είχε προηγουμένως ανιχνευθεί ρύπανση από Am-241, οφειλόμενη στην αστοχία ενός αλεξικέραυνου που το περιείχε. Τα δείγματα χωρίστηκαν σε κοκκομετρικά κλάσματα με τη μέθοδο της ξηρής κοσκίνισης, χρησιμοποιώντας μια διάταξη κοσκίνισης με κόσκινα στο εύρος των 45μm – 2mm. Τα κλάσματα συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν με τη μέθοδο της γ-φασματοσκοπίας χρησιμοποιώντας έναν Χαμηλών Ενεργειών Ανιχνευτή Γερμανίου (LEGe) με παράθυρο από Be, με σκοπό τον προσδιορισμό των Pb-210, Am-241, Th-234,Ra- 228,Th- 228, Ra-226, Be-7, Cs-137 και K-40. Για όλα τα ραδιενεργά ισότοπα βρέθηκε ότι οι συγκεντρώσεις της ραδιενέργειας διέφεραν μεταξύ των διάφορων κοκκομετρικών κλασμάτων, όπως ήταν αναμενόμενο. Το Αμερίκιο-241, το οποίο δεν είχε προηγουμένως αναλυθεί με αυτό τον τρόπο, βρέθηκε ότι συγκεντρώνεται στα λεπτόκοκκα κλάσματα του χώματος, όμοια με το Pb-210 και το Cs-137. Μια μικρή αύξηση στη συγκέντρωση της ραδιενέργειας βρέθηκε στο κλάσμα των 1-2mm. Για τη μελέτη της παρατήρησης αυτής, το συλλεχθέν κλάσμα των 1-2mm για ένα από τα δύο δείγματα χώματος αναλύθηκε περαιτέρω με τη μέθοδο της υγρής κοσκίνισης. Τα καινούρια κλάσματα συλλέχθηκαν και αναλύθηκαν με τη μέθοδο της γ – φασματοσκοπίας, χρησιμοποιώντας μια ειδικά αναπτυγμένη γεωμετρία μικρού όγκου, και ομοίως βρέθηκαν με μεταβαλλόμενες συγκεντρώσεις ραδιενέργειας. Το γεγονός αυτό υποδηλώνει ότι υλικό που συλλέχθηκε από την αρχική ξηρή κοσκίνιση αποτελείται πιθανότατα από συσσωματώματα μικρότερων σωματιδίων παρά από αυτούσια σωματίδια 1-2mm. Τα αποτελέσματα αυτά απαιτούν περαιτέρω διερεύνηση και πρέπει να λαμβάνοντα υπόψη στο σχεδιασμό και την ερμηνεία των αποτελεσμάτων από εκστρατείες δειγματοληψίας χώματος για τον προσδιορισμό της συγκέντρωσης ραδιενεργών ισοτόπων. Επιπροσθέτως, το υγρό δείγμα, που συλλέχθηκε κατά τη διαδικασία της υγρής κοσκίνισης, περάστηκε από φίλτρα και εξατμίστηκε, με σκοπό τον εντοπισμό πιθανών σωματιδίων που μεταφέρουν μαζί τους ραδιενεργά ισότοπα και μπορούν να περάσουν μέσα από τα φίλτρα. Μετά την εξάτμιση του υγρού δείγματος, το ίζημα που συλλέχθηκε ξηράνθηκε, συσκευάστηκε σε ειδική γεωμετρία μικρού όγκου, και αναλύθηκε με τη μέθοδο της γ-φασματοσκοπίας. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης αυτής έδειξαν ότι το K-40, και με ισχυρές ενδείξεις για το Am-241, πέρασαν μέσα από τα διηθητικά φίλτρα, γεγονός που σημαίνει ότι το υγρό στοιχείο επιδρά σημαντικά στην κατανομή των ραδιενεργών ισοτόπων στα σωματίδια του χώματος, όχι μόνο διαλύοντας τα συσσωματώματα και παρασέρνοντας τα μικρά σε μέγεθος σωματίδια, αλλά ανακατανέμοντας και ραδιενεργά σωματίδια παρασέρνοντάς τα από σωματίδια στα οποία έχουν αρχικά εναποτεθεί.