Gebze bölgesinde kullanılan bazı yapı malzemelerinde doğal radyoaktivite seviyelerinin belirlenmesi, SEM/EDS analizleri, toprak ve suda radon gazı ölçümü

Günlük yaşamın büyük bir bölümünü kapalı alanlarda geçiren bireyler, yapı malzemelerinden kaynaklanan radyasyon enerjisinin sağlık üzerindeki etkilerini deneyimlemektedir. Doğal radyoaktivite, inşaat sektöründe kullanılan malzemelerin içeriğinde bulunan uranyum, toryum, potasyum ve bu elementlerin bozunma ürünleri ile doğrudan bağlantılıdır. Bu malzemelerde var olan uranyum ve toryum, bozunma süreçleri sonucunda radyoaktif gazlar üreterek iç mekanlarda birikme riski oluşturur. Uzun süreli maruz kalma, bireylerin sağlığı üzerinde olumsuz etkiler bırakabilir. Bu araştırmanın hedefi, inşaat malzemelerindeki doğal radyoaktivite seviyelerinin belirlenmesi yöntemlerini çok boyutlu bir şekilde analiz etmek ve bu radyoaktivitenin insan sağlığı üzerindeki muhtemel etkilerini analiz etmektir. Bu çalışmada Kocaeli Gebze (Merkez, Köseler köyü, Tavşanlı köyü, Pelitli Köyü, Çayırova, Dilovası, Hereke) bölgesinin jeolojik ve sanayi yapısı göz önünde bulundurularak, inşaat sektöründe kullanılan çeşitli yapı malzeme örneklerindeki doğal radyonüklid konsantrasyonları (40K, 232Th ve 238U) " 3x3 NaI (TI)" detektörlü gama spektroskopisi kullanılarak belirlenmiştir. Bunun için Gebze ilçesinin 9 ayrı bölgesinden temin edilen 17 (Tuğla, Ateş tuğla, İzolasyon tuğla, Kiremit, Kalsit, Alçı (Saten, Kartonpiyer) , Seramik , Dolamit , Granit , Çimento , Kireç taşı , Sıva , Ytong (gaz beton) ,Mermer , Traventen , Derz) farklı yapı malzemeden oluşan toplam 32 örneğin doğal radyoaktivite seviyeleri 40K için 1460 keV , 232Th için 2610 keV (208Tl) ve 238U için 1760 keV (214Bi) enerji değerlerine sahip gama ışınları kullanılarak Sakarya Üniversitesi laboratuvarında analiz edilmiştir. Ölçümü yapılan yapı malzemesi örneklerinde 40K ,238U ve232Th aktivite konsantrasyonları sırasıyla 32 - 199 Bq.kg-1 , 10,6 - 39 Bq.kg-1 ve 9,8 - 152,3 Bq.kg-1 aralığında ölçülmüştür. Ayrıca çalışmada 40K , 238U ve 232Th aktivite değerlerinin halk sağlığına etkilerini değerlendirmek amacıyla; yapı içerisinde ve dışarısında soğurulan doz oranı (Dout , Din) , yıllık etkin doz eşdeğeri (AED) , radyum eşdeğer aktivitesi(Raeq), gama ineksi (Iɣ) , alfa indeksi (Iα) ve iç ve dış tehlike indeksi (Hex , Hin) için ortalama değerlerde hesaplanmıştır. Ayrıca bazı yapı malzemelerinin yüzey morfolojisi ile elementel bileşimini ortaya koymak amacıyla Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi (EDS) analizleri gerçekleştirilmiştir. SEM görüntüleri ile malzemelerin gözeneklilik düzeyleri, yüzey pürüzlülüğü ve mikroyapı özellikleri değerlendirilirken; EDS analizleri örneklerin elementel kompozisyonları belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, yapı malzemelerinin içerdiği mineral fazları ve radyoaktif elementlerle ilişkili yapısal özelliklerin çok boyutlu analizine olanak sağlamıştır. Yapı malzemesi örneklerinin (granit , mermer , gaz beton , seramik , ateş tuğlası , tuğla , izolasyon tuğla ve kiremit) radyasyon zayıflatma özellikleri , 1173 keV ve 1332 keV enerjili gama ışınları kullanılarak belirlenmiş ve toplam doğrusal zayıflama katsayıları (μ, cm⁻¹) hesaplanmıştır. Ölçümler sonucunda, 1173 keV için zayıflama katsayılarının 0,08 – 0,135 cm⁻¹ ; 1332 keV için ise 0,013 – 0,156 cm⁻¹ aralığında değiştiği belirlenmiştir. İncelenen yapı malzemelerinin zayıflama katsayılarının normal betonlara kıyasla daha düşük olduğu, dolayısıyla gama ışınlarına karşı daha sınırlı bir soğurma kapasitesine sahip oldukları tespit edilmiştir. Ana çalışma, yapı malzemeleri üzerine odaklanmakla birlikte, maden alanlarına yakın bölgelerden alınan toprak örneklerinde radon gazı konsantrasyonu ölçümleri yapılmış, bunun yanı sıra Gebze merkezi ve çevresindeki köylerden alınan su örneklerinde de radon gazının konsantrasyonu incelenmiştir. Bu ölçümler, bölgedeki doğal radyasyon yükünün genel değerlendirmesine katkı sağlamıştır. Çalışmada yapı malzemesi, toprak ve su numuneleri için ulaşılan bulgular literatürdeki benzer sonuçlarla ve dünya ortalama değerleri ile karşılaştırılmış olup çalışmada incelenen tüm örneklerin insan sağlığı açısından radyolojik tehlike oluşturmayacağı görülmüştür.