Isparta il toprak örneklerinde doğal radyoaktivite ölçümleri

Canlılar, yaşamları boyunca çevrelerindeki yapay ve/veya doğal kaynaklardan gelen iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmaktadır. Alınan yıllık etkin dozun %80'ninden fazlası, doğal kaynaklı iyonlaştırıcı radyasyon nedeniyle oluşmaktadır. Topraktaki radyoaktif maddeler, insan sağlığı üzerinde ciddi etkilere neden olabilir. Topraktaki radyoaktivite seviyelerinin belirlenmesi; insan sağlığı, tarımsal üretim, çevre koruması ve nükleer güvenlik açısından büyük bir öneme sahiptir. Düzenli takip ve değerlendirme ise, olası risklerin ortaya çıkarılabilmesi ve en uygun önlemlerin alınabilmesi bakımından gereklidir. Bu tez çalışmasında, Isparta il merkezindeki gama doz hızı düzeyleri ile bina içi atmosferik radon (222Rn) konsantrasyonlarının ülke ve dünya ortalamalarının üzerinde olduğuna yönelik literatür bilgisinden yola çıkılarak söz konusu bölgenin radyolojik olarak araştırılması amaçlanmıştır. Tez çalışmamız kapsamında ilk olarak, Isparta il merkezi ve 12 ilçesindeki 72 ölçüm noktasından alınan toprak numuneleri için 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyonüklitlerinin aktivite konsantrasyonu ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Ölçümler için yüksek saflıkta germanyum (HPGe) dedektörlü bir gama spektrometresi kullanılmıştır. İncelenen toprak numunelerindeki aktivite konsantrasyonu düzeylerinin sırasıyla; 226Ra için 4,08±0,39 Bqkg-1 ile 69,84±1,43 Bqkg-1 aralığında, 232Th için 2,63±0,28 Bqkg-1 ile 65,66±1,41 Bqkg-1 arasında, 40K için 44,48±3,17 Bqkg-1 ile 452,38±9,65 Bqkg-1 aralığında ve 137Cs için 0,28±0,18 Bqkg-1 ile 19,10±0,61 Bqkg-1 değerleri arasında değiştiği tespit edilmiştir. 72 numuneye ait il ortalaması; 226Ra için 15,69±0,72 Bqkg-1, 232Th için 15,40±0,78 Bqkg-1, 40K için 210,60±6,22 Bqkg-1 ve 137Cs için 3,44±0,31 Bqkg-1 olarak bulunmuştur. Isparta merkez ilçe toprak numunelerindeki 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu ortalamaları ise sırasıyla; 47,55±1,22 Bqkg-1, 44,35±1,24 Bqkg-1, 407,67±8,85 Bqkg-1 ve 2,02±0,43 Bqkg-1 olarak belirlenmiştir. İl genelindeki ortalama değerlerin; Türkiye ve dünya ortalamalarının altında olduğu gözlemlenmiş ancak merkez ilçe topraklarındaki 226Ra ve 232Th aktivite konsantrasyonu düzeylerinin ülke ve dünya ortalamalarını aştığı tespit edilmiştir. 13 ilçe için elde edilen 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu ölçüm verilerinin istatistiksel analizi, SPSS (Sosyal Bilimler için İstatistik Programı) 29.0 programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İlçe ölçümlerine ait veri sayıları 50'den küçük olduğu için Shapiro-Wilk testi uygulanmış ve p-değeri 0,05'ten büyük olduğundan, verilerin normal dağılıma sahip olduğu sonucuna varılmıştır. One-way ANOVA testi kullanılarak yapılan analizde, 226Ra, 232Th, 40K radyonüklitleri için ilçe ölçümleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir fark olduğu (p<0,05) tespit edilmiştir. 137Cs radyonükliti için anlamlılık değeri p>0,05 olduğundan, ilçe ölçümleri arasında istatistiksel olarak bir farklılık bulunamamıştır. 226Ra, 232Th, 40K ölçümleri için Post-Hoc testi kullanılarak varyansların homojenliği Tukey testi ile değerlendirilmiştir. 226Ra ve 232Th verileri için merkez ilçe ölçümleri ile diğer tüm ilçe ölçümleri arasında anlamlı bir farklılık olduğu bulunmuş, merkez haricindeki ilçeler arasında ise istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık olmadığı ortaya çıkarılmıştır. 40K aktivite konsantrasyonlarına ait ölçüm verileri değerlendirildiğinde, merkez ilçe ölçümleri ile Yalvaç ilçesi ölçümleri arasında istatistiksel olarak anlamlı bir farklılık bulunmadığı (p<0,05), ancak merkez ilçe 40K ölçümleri ile diğer ilçelerdeki ölçümler arasında anlamlı bir farklılık olduğu (p>0,05) anlaşılmıştır. Topraktaki doğal radyonüklitlere ait aktivitelerin belirlenmesinin ardından; soğurulan gama doz hızı (D), radyum eşdeğer aktivitesi (Raeq), yıllık etkin doz eşdeğeri (AEDE), erkek yaşam boyu kanser riski (LCRe), kadın yaşam boyu kanser riski (LCRk) ve dış tehlike indeksi (Hex) gibi radyolojik parametreler de hesaplanmıştır. Isparta il geneli için soğurulan gama doz hızı ortalaması 25,34 nGyh-1 olarak tespit edilmiştir. Merkez ilçe için bu değer 65,76 nGyh-1 olarak bulunmuştur. Isparta genelindeki toprak numuneleri için hesaplanan radyum eşdeğer aktivite ortalaması 53,94 Bqkg-1 iken merkez ilçe için bu değer 142,36 Bqkg-1 olarak saptanmıştır. Yıllık etkin doz eşdeğeri ortalaması il genelinde 31,07 µSvy-1 düzeyinde iken merkez ilçe toprak numunelerine ait ortalamanın 80,64 µSvy-1 düzeyinde olduğu bulunmuştur. Erkek ve kadın yaşam boyu kanser riski ortalamaları Isparta geneli için sırasıyla 0,13×10-3 ve 0,14×10-3 olarak hesaplanmış, merkez ilçe için ise bu değerler yine sırasıyla 0,35×10-3 ve 0,37×10-3 olarak elde edilmiştir. Dış tehlike indeksi ortalaması Isparta geneli için 0,15 olarak bulunmuş, merkez ilçe için bu değer 0,38 olarak tespit edilmiştir. İl geneline ait ortalama radyolojik parametre değerlerinin dünya ve ülke ortalamalarından daha düşük olduğu, ancak merkez ilçe için hesaplanan ortalamaların (dış tehlike indeksi ve radyum eşdeğer aktivitesi dışında) Türkiye ve dünya ortalamalarından daha yüksek olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu tez çalışması kapsamında ayrıca, Haziran 2022 ile Ağustos 2022 tarihleri arasında, toprak numunelerinin alındığı ölçüm noktalarının 65'inden buğday numuneleri de toplanarak un haline getirilmiş ve bu numunelerdeki 226Ra,232Th, 40K ve 137Cs aktivite konsantrasyonu düzeyleri ölçülmüştür. Isparta için ilk defa araştırılan buğday numunelerindeki aktivite konsantrasyonu düzeyleri; 226Ra, 232Th, 40K ve 137Cs radyonüklitleri için sırasıyla; 0,45 Bqkg-1, 0,46 Bqkg-1, 57,40 Bqkg-1 ve 0,08 Bqkg-1 olarak tespit edilmiştir. Bu ortalamaların, buğday için literatürde bildirilen değerlerle uyumlu olduğu söylenebilir. Topraktaki bu radyonüklitlerin buğday metabolizmasına geçişini temsil eden transfer faktörünün; 226Ra için 0,01 ile 0,27 aralığında, 232Th için 0,01 ile 0,15 aralığında, 40K için 0,12 ile 0,87 aralığında ve 137Cs için ise 0,01 ile 0,27 aralığında değerler aldığı bulunmuştur