الفهرس يوجد فقط 14 صفحة متاحة للعرض العام
 |  | from | 204 |  |  |
| | | from | 204 | | |
المستخلص
يشكل التلوث الاشعاعى خطورة جسيمة تهدد صحة الإنسان، ومن الأخطار التي قد تؤثر على صحة الإنسان وبيئته هي تسرب بعض النظائر المشعة إلى البيئة إما من خلال الحوادث النووية أو نتيجة لتشغيل مفاعلات القوى والبحوث النووية أو نتيجة لاستخدامات النظائر المشعة في المجالات المختلفة مثل الطب والصناعة والزراعة ...... الخ. لذا فان معالجة محاليل المخلفات المشعة الناتجة عن تلك الأنشطة تلقى اهتماماً خاصاً بهدف حماية الإنسان والبيئة من المخاطر الإشعاعية.
وتعتبر نويدات السيزيوم والكوبالت والاسترانشيوم محل الدراسة من أهم الملوثات في مياه النفايات المشعة وهذه العناصر قد تتواجد في دوائر مياه التبريد للمفاعلات الذرية ويصنف تواجدها في مياه النفايات من قبل هيئات الأمان النووي ضمن النفايات ذات المستوى الاشعاعى الذي يجب إزالة تلوثها قبل تصريفها الآمن إلى البيئة.
وتتطلب الإدارة الآمنة للنفايات المشعة سلسلة من الخطوات بداية من إنتاجها وحتى تصريفها، وأحد هذه الخطوات هى إحتواء النفايات لتحويلها إلى أشكال صلبة وثابتة مناسبة للتخزين والنقل وأخيراً للدفن.
وحيث أن تداول هذه المواد يزيد من فرصة تعرض العاملين بهذه الصناعات والمستخدمين لمنتجاتها الى جرعات زائدة من الاشعاع. لذلك فإن هذه الدراسة تتناول كيفية حساب الجرعات الاشعاعية الناتجة عن بعض الاسطح الملوثة ببعض المعامل المرخص لها بالتعامل مع المواد للمشعة. وقد تم حساب الجرعة الاشعاعية الناتجة عن الاماكن الملوثة للعاملين بها خلال عام عن طريق تطبيق برنامج إزالة التلوث والتكهين فى حساب الجرعة الإشعاعية المكافئة الكلية للإنسان نتيجة الطرق المختلفة للتعرض الإشعاعي ( التعرض الخارجي أو الداخلي). والذى يساعد السلطة الرقابية فى اتخاذ بعض القرارات من حيث ازالة التلوث للمنشاة أوتكهينها.
يهدف هذا العمل إلى: انتخاب بعض المواد الطبيعية ذات القدرة الامتزازية العالية وتكلفة اقتصادية منخفضة لاستخدامها في معالجة محاليل المخلفات المشعة. وفي هذا الإطار تم اختيار مواد طبيعية مثل البنتونيت الطبيعي وقش الارز لاستخدامهم في إزالة تلوث محاليل المخلفات من بعض النويدات المشعة مثل السيزيوم-134 والكوبالت-60 والاسترانشيوم-89 وقد استخدمت طريقة الخلط (Batch Technique) وكذلك طريقة العمود(Column Technique).
وحيث أن التداول الآمن للمواد المشعة يمكن ان ينتج عنه تلوث بعض أماكن العمل مما يؤدى الى زيادة فرص تعرض العاملين الى جرعات زائدة من الاشعاع. لذا فقد تم حساب الجرعة الناتجة عن تلوث أسطح العمل ودراسة علاقتها بعمليات ازالة التلوث .
وتتضمن الرسالة خمسة فصول كما يلي:-
الفصل الأول: المقدمة:
يتضمن هذا الفصل بعض جوانب مصادر النفايات المشعة وكيفية إدارتها، ويشمل ذلك المعالجة والإحتواء للنفايات المشعة السائلة المنخفضة المستوى الاشعاعي بطرق مختلفة . واهم الطرق المتبعة لتصليد هذه النفايات المشعة والمواد التى تستخدم فى عملية التصليد، والتصرف الآمن للنفايات المشعة. كذلك تم عرض أهم طرق الفصل المستخدمة لازالة العناصر المشعة من محاليل المخلفات. لذا فان هذا الفصل تضمن شرح لمفهوم ظاهرة الامتزاز من حيث الامتزاز الفيزيائي والكيميائي والالكتروستاتيكى. واستعرض في هذا الفصل الطرق المختلفة لتقييم الامتزاز. وأخيراً ذيل هذا الفصل ببعض مصادر حدوث التلوث وكذلك بعض برامج المسح الاشعاعى للاماكن الملوثة.
الفصل الثانى: الأبحاث المنشورة:
فى هذا الفصل تم تغطية ملخصات معظم الأبحاث العلمية الحديثة التى تم نشرها فى مجال موضوع الرسالة.
الفصل الثالث: تقدير الجرعة والقوانين:
يشمل هذا الفصل تعريف الجرعة الإشعاعية ووحدات قياس التعرض الإشعاعي والتعريفات المختلفة للجرعات الإشعاعية. تم فى هذا الفصل شرح طرق التعرض الإشعاعي والتأثيرات المتعلقة بهذا التعرض. تم عرض القوانين الدولية التى تتعامل مع خطر التعرض للإشعاعات المؤينة والتى تهتم بوضع جرعات عالمية ومحلية لضبط وحماية العاملين فى هذه الصناعات من خطر التعرض الإشعاعى .وقد تم خلال الفصل شرح لبرنامج تطبيق برنامج إزالة التلوث والتكهين الاصدار الثانى فى حساب الجرعة الكلية المكافئة للإنسان.
و يتلخص هذا البرنامج فى الاتى:-
يتم حساب الجرعة الكلية المكافئة التى يتعرض لها الإنسان إذا حدث تسرب للمواد المشعة نتيجة للتداول الآمن لها وذلك عن طريق حساب الجرعة من مسارات التعرض المختلفة (التعرض المباشر– الإستنشاق والبلع). ويحتوى هذا البرنامج على سناريوهين. الأول: خاص بالمبانى والآخر: خاص بالأفراد ويمكن التمييز بينهما بواسطة مسارات التعرض والأنشطة محل الدراسة. كما تهتم هذه الدراسة بسيناريو التعرض فى المباني والتى تناسب حساب الجرعة الفعالة الكلية التى تصل للإنسان عن طريق ثلاثة مسارات وهى : التعرض المباشر والإستنشاق والبلع. وتستخدم الجرعة الفعالة الكلية لدراسة معايير ازالة التلوث للمناطق الملوثة طبقا لتوصيات الوكالة الدولية للطاقة الذرية لسنة 1997م.
الفصل الرابع: التجارب المعملية:
يتضمن هذا الفصل الجزء العملى الخاص بالرسالة وينقسم الى جزئين:
الجزء الأول : هذا الفصل يتضمن الطرق العلمية المعملية المختلفة وكذلك الكيماويات والأجهزة التي استخدمت في إجراء الجزء العملي لهذه الدراسة. حيث تضمن وصف تفصيلي لتحضير المحاليل . وشرح طرق تعيين كل من الخصائص الطبيعية والكيميائية للعينات محل الدراسة وكذلك تعيين الخصائص المعدنية للعينات باستخدام جهاز الحيود السيني. كما يتناول عرض الطرق العلمية المستخدمة في دراسة امتزاز النويدات المشعة بأي من عينتي البنتونيت أو قش الارز تحت الظروف المعملية المختلفة. وكذلك يتناول شرح العوامل التي تؤثر على عمليات الامتزاز مثل الزمن اللازم للوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي (زمن الخلط) والأيونات المنافسة للعناصر المختارة من حيث نوعها وتركيزها وكذلك تركيز أيون الهيدروجين في الوسط المائي (الأس الهيدروجيني) بالإضافة إلى تركيز الملوث. وقد استخدمت طريقة الخلط (Batch Technique ) في هذه الدراسة, كما استخدمت طريقة العمود (Column Technique) في بعض التجارب لتحديد مدى إمكانية استخدام هذه المواد ميدانيا في التخلص من هذه الملوثات من محاليلها المائية. كما تم ايضاً دراسة عمليات استرجاع الملوثات من العينات محل الدراسة بعد تشبعها.
الجزء الثانى : يتضمن عرض الطرق المعملية التى استخدمت فى اجراء التجارب الخاصة بتقدير التلوث على الاسطح الملوثة ونوعه. كما يعرض الاجهزة المستخدمة فى اجراء القياسات المعملية والطرق العلمية لمعايرة هذه الاجهزة مثل:-
1. جهاز المسح الاشعاعى للتلوث السطحى.
Contamat survey meter model ( FHT 111- M)
وهو صناعة ألمانية ويستخدم لإيجاد مستوى القياسات الأشعاعية الخارجية على الاسطح الملوثة (طريقة مباشرة للقياس) .
2. جهاز التحليل الطيفى الجامى المزود بكاشف الجيرمانيوم عالى النقاوة.
Gamma spectrometer connected with high purity germanium detector
وهو صناعة أمريكى ويستخدم فى التحليل الجامى للعناصر ذات النشاط الأشعاعى (طريقة غير مباشرة للقياس).
الفصل الخامس: النتائج والمناقشة:
هذا الفصل يتضمن النتائج المعملية المتحصل عليها ومناقشتها علمياً في ضوء ما هو منشور سابقا من أبحاث في هذا المجال :
نتائج التجارب التي تم إجراؤها للتعرف على وتحديد الخواص الطبيعية والكيميائية للعينات محل الدراسة (البنتونيت وقش الارز). يمكن تلخيص النتائج المتحصل عليها كالتالي:
- نسبة الرطوبة للعينات البنتونيت وقش الارز كانت 4.50% ,7.79% على الترتيب.
- تم تعيين التركيب المعدني للبنتونيت الطبيعي ووجد أن المونتموريلونيت يتواجد بنسبة كبيرة عن باقي العناصر تصل إلى 45.4% ويليه الكوارترز16.3%, الأليت14.0% , الكاولينيت 8.4% , معدن الفلسبار8.4%, الكالسيت 4.3% وأكسيد الحديد3.2% حيث يتواجد بنسبة قليلة في العينة.
- التحليل الكيميائي لعينتي البنتونيت وقش الارز اظهر أن تركيز السيليكون والاكسجين والالومنيوم والحديد يتواجد بنسب ملحوظه في عينة البنتونيت. بينما يتواجد فى عينه قش الارز عناصر الكربون والاكسجين والسيليكون والهيدروجين والبوتاسيوم على الترتيب من الاعلى نسبة الى الاقل نسبة مئوية .
- وباستخدام الاشعة تحت الحمراء تم معرفة بعض المجموعات الفعالة فى قش الارز مثل (OH, C=C, CH, CH2 ) والتى ربما توضح قدرة الماده على تكوين متراكبات مع العناصر محل الدراسة.
وبدراسة سلوك امتزاز السيزيوم والكوبالت والاسترانشيوم من الأوساط المائية بواسطة العينات محل الدراسة تحت الظروف المعملية المختلفة باستخدام طريقة الخلط والعمود اظهرت النتائج ما يلي:-
- بدراسة العلاقة بين حجم المحلول إلى وزن المادة المازة (V/m) وجد ان: أفضل (V/m) لعينات الطفلة هي 30/0.05 مللى لتر/جرام في حالة الايونات المختارة.
تأثير زمن الخلط :
- بدراسة الزمن اللازم للوصول إلى حالة الاتزان الكيميائي (زمن الخلط) بين العناصر المختارة وهذه العينات وجد أن امتزاز النويدات المشعة لأيونات السيزيوم والكوبالت والأسترانشيوم على العينات المنتخبة يصل إلى حالة الاتزان الكيميائي خلال 120 دقيقة.
بدراسة تأثير تركيز الملوث على الكمية الممتصة لهذه المواد وجد ان:
- سعة الامتزاز تزداد مع زيادة تركيز العنصر. حيث أن كمية الامتزاز لكل جرام ((qe تزيد بزيادة تركيز العنصر(Ce). هذا وقد تم تفسير النتائج باستخدام معادلات كل من لانجمير وفرندلش.
- سعه امتزاز المواد المستخدمة لكل من السيزيوم والكوبالت والأسترانشيوم تعتمد على الخواص الكيميائية والفيزيائية لهذه المواد. وقد تم حساب سعة امتزاز العينات للايونات محل الدراسة لمعرفة كفاءة عينة البنتونيت وقش الارز لإزالة الايونات من محاليل المخلفات المشعة.
بدراسة تأثير الأس الهيدروجيني على عملية امتزاز العناصر محل الدراسة وجد ان:
- امتزاز هذه المواد للعناصر محل الدراسة يزداد تدريجيا مع زيادة الأس الهيدروجيني حتى يبلغ قيمة عظمى عند أس هيدروجيني معين ثم يتناقص تدريجيا مع زيادة الأس الهيدروجيني ففى حالة عينة البنتونيت فان الكمية الممتصة من السيزيوم والكوبالت والاسترانشيوم تبلغ قيمة عظمى عند أس هيدروجيني 6.11، 6.64، 5.99 على الترتيب وايضاً اقصى قيمة امتزاز لهذه الايونات على قش الارز يكون عند أس هيدروجيني 6.30، 7.07، 7.00 على الترتيب. ويمكن تفسير هذا السلوك على ضوء خصائص التبادل لايون الهيدروجين وتأثيره على عمليات الامتزاز لكل من البنتونيت وقش الارز. لذلك عند الأس الهيدروجيني المنخفض يتنافس ايون الهيدروجين مع الايونات الأخرى تحت الدراسة ويؤثر سلباً على عمليات الامتزاز للكاتيونات المختلفة. بينما بزيادة الأس الهيدروجيني يقل تركيز ايون الهيدروجين وبالتالي يقل التأثير التنافسي للبروتون لذلك تزداد النسبة المئوية للامتزاز للعناصر المختلفة وتقودنا هذه النتائج إلى أن ميكانيكية الامتزاز لهذه الايونات ليست تبادل أيونى فقط وانه يوجد أكثر من آلية للمساهمة في إتمام عملية الامتزاز لهذه الملوثات على العينات محل الدراسة.
بدراسة وجود ايونات منافسة للايونات المختارة في المحاليل المائية تبين أن.
- امتزاز العناصر محل الدراسة على أسطح البنتونيت وقش الارز في حالة وجود ايونات منافسة في المحلول مثل ايون البوتاسيوم يقلل من امتزاز ايونات السيزيوم والاسترانسيوم ووجود ايون الماغنيسيوم يقلل من الامتزاز لايون الكوبالت ويمكن تفسير ذلك أعتماداً على التكافؤ وأنصاف الأقطار للعناصر محل الدراسة.