Bergama Sarıcaoğlu bölgesindeki toprak ve kayaçlarda uranyum ve ürünleri arasındaki radyoaktif dengenin saptanması

Gama spektrometresi ile uranyum ölçümleri yapıldığında genelde çalışmalar yüksek enerjili (1.76 MeV) bizmut gaması üzerinde yoğunlaştırılmıştır. Arazideki uranyum ölçümlerinde yüksek enerji gama emisyonunun kullanımı, düşük enerjili radyasyonun zayıf penetre kabiliyeti ve yüksek back-ground akısından dolayı gereklidir. Düşük enerji gama spektrometresi uranyum ölçümlerinde kullanıldığında klasik sistemden farklı olarak iki avantajı beraberinde getirir. Bunlardan bir tanesi uranyum ürünlerini ve uranyum içeriğini ayrı ayrı ölçmesi, ikincisi ise uranyum ile ürünleri arasındaki radyoaktif denge hakkında bilgi vermesidir. Uranyumun düşük enerji gama spektrumunda (0-200 keV) birçok gama ışını ve dönüşüm x-ışını bulunur ve bu ışınlar bozunma zincirindeki denge durumunun saptanması için kullanılabilir. Th-234 (t1/2 = 24.1 gün) uranyumun ilk bozunum ürünüdür ve daima U-238 ile dengededir. Bu nedenle U-238'in düşük enerji gama spektrumunda görülen 63 keV (Th-234) ile yapılan ölçümler direkt olarak uranyum konsantrasyonunu verir. Bu aktivite ile Ra-226 aktivitesinden gidilerek hesaplanan U-238 aktivitesi karşılaştırıldığında örneğin ve alındığı ortamın dengesizlik miktarı saptanmış olur. Ra-226'nın bozunum ürünü Bi-214'ün 1.76 MeV gaması ile eşdeğer uranyum konsantrasyon hesabına gidilebileceği gibi, Pb-210'un (t1/2 = 22 yıl) düşük enerjili 47 keV gamasından gidilerek de bu hesap yapılabilir. U-238'in ilk bozunum ürünü Th-234 ile son bozunum ürünü Pb-210 arasındaki aktivite oranı uranyum ile ürünleri arasındaki denge durumu için bir göstergedir. Özet olarak, Th-234/Pb-210 =1 ise uranyum ile ürünlerinin radyoaktif dengede olduğu söylenebilir. Bu çalışmada, düşük enerji gama spektrometre sistemi kullanılarak örneklerdeki U konsantrasyonunu direkt olarak veren, Th-234 ile diğer ürünlerin katkı oranlarını incelikle belirleyen bir teknik geliştirilmiştir. Sonuçlar, göz önüne alına arazide, Th-234/Pb-210 dengesinin %1 ile %15 arasında değişen oranlarda uranyum (Th-234) lehine bozulduğunu göstermiştir.