KAPADOKYA VOLKANĠK KOMPLEKSĠNDEKĠ MĠNERALLERĠN OPTĠK VE TERMAL UYARIMLI LÜMĠNESANS ÖZELLĠKLERĠ

Transkript

1 KAPADOKYA VOLKANĠK KOMPLEKSĠNDEKĠ MĠNERALLERĠN OPTĠK VE TERMAL UYARIMLI LÜMĠNESANS ÖZELLĠKLERĠ B. KOZANLILAR 1, ġ. KAYA 1, E. KÖSE 1, H.Y. GÖKSU 2, Y.K. KADIOĞLU 3, Ç.TARIMCI 4, Y.MOĞULKOÇ 4 1 AÜ, Nükleer Bilimler Enstitüsü, Ankara, TR, 2 Adıyaman Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Adıyaman, TR 3 AÜ, Yerbilimleri Uygulama ve AraĢtırma Merkezi, Ankara, Türkiye 4 AÜ, Fizik Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye 1

2 GĠRĠġ Kapadokya bölgesindeki Tuzköy, Karain ve Sarıhıdır köylerinde yaygın olarak akciğer zarı ve akciğer kanserlerinin gözlenmesinin nedenleri: Volkanik kayaçların ayrışması sonunda oluşan eriyonitlerin solunumu? Genetik yatkınlık? Bölgedeki kaya evlerindeki toron solunumu? AMAÇ; Sarıhıdır köyündeki bir mağaradan topladığımız, volkanik kayaçların ayrışması sonunda oluşan iğne, yaprağımsı ve pamuk görünümlü mineraller ile evlerden toplanan toz örneklerinin lüminesans özellikleri ile benzerliklerinin saptanması. 2

3 KAPADOKYA BÖLGESĠ ÇALIġMA BÖLGELERĠ

4 Sarıhıdır Köyü Karain Köyü Tuzköy Mustafa PaĢa 4

5 Örneklerin alındığı mağara Eriyonit (köpük) Eriyonit (iğne) ZeolitleĢmiĢ tüf Eriyonit (yaprak) 5

6 TL şiddeti IRSL Termolüminesans Sıcaklık o C Optik Uyarmalı Luminesans (OSL) süre (sn) Işıma eğrilerinin incelenmesi; Frekans faktörü, s TL tuzaklarının aktivasyon enerjisi E TL sürecinin kinetik mertebesi, b Tuzaklar ve yeniden birleşme merkezleri için yakalama kesiti Tuzak ve merkezlerin konsantrasyonudur.

7 lüminesans lüminesans Toplam EĢdeğer Doz (ED): OSL veya TL sinyal şiddetinin soğurulan dozla ile orantılı artması, toplam eşdeğer doz değerinden mineralin oluşum yaşının elde edilmesi mümkündür. Oluşum Yaşı= ED(Gy)/ Yıllık Doz ( mgy) Toplam eşdeğer dozu ( ED) saptama yöntemleri Ġlave doz Yeniden oluşturma Ġlave doz yöntemi Yeniden oluģturma yöntemleri Laboratuar dozu (Gy) Laboratuar dozu (Gy) 7

8 TL şiddeti Yaprak, köpük, iğne yapılı minerallerin TL özellikleri ve ED ve oluģum yaģının saptanması Sıcaklık o C 5,4 (iğne) 5,3 (yaprak) 5,2 (köpük) köpük yaprak iğne 8

9 (1-26) C int alan TL şiddeti TL ıģımalarının kararlılığı: Tekrarlanan ısıtmalarda TL Ģiddetinin değiģimi 3 İğne yapılı kristal Sıcaklık C N 7 Gy 14 Gy 21 Gy Tekrarlanan ısıtmaların sayısı

10 Ġğne yapılı kristallerin tuzak parametrelerinin hesap edilmesi Isıtma Hızına Bağlı Olarak Tepe Noktalarının Sıcaklıklarının (Tmax ) DeğiĢimine Dayalı Yöntem kt E a 2 M s.exp E kt a M ln T 2 M E k a 1 T M ln sk E a 1

11 Pik tepe sıcaklığı C Ea (ev) S (1/sn) 43 1,72 1,3 x ,33 1,4 x ,99 2,7 x ,27 5 x

12 Ġğne, yaprak, köpük yapılı kristallerin gün ıģığında solma özellikleri 8 saat ıģık gören örnekler köpük % 5 yaprak % 47 iğne % 5 Karanlıkta bekleyen örnekler

13 IRSL (1.1) s int. alan ĠĞNE, YAPRAK, KÖPÜK YAPILI KRĠSTALLERĠN ĠNFRARED UYARIMLI LÜMĠNESANS ÖZELLĠKLERĠ IR-OSL sinyalleri var mı? IR-OSL Verimi uyarma sıcaklığına bağlı mı? (iğne) 5.3 (yaprak 5.2 (köpük) süre (s) IR uyarma sıcaklığı o C EN YÜKSEK IR- OSL VERĠMĠ 25 C DE ELDE EDĠLDĠ IR-OSL eğrileri 7 Gy doz verilerek elde edilmiştir.

14 int. alan int. alan Ġğne Yapılı Kristallerin EĢdeğer Dozunun Saptanması ilave doz 4 3 regen doz doz Gy doz Gy Örnek Paleo doz (Gy) Oluşum yılı IRSL (4-1 µm) iğne yapılı >177 5 >5,6x1⁶ 14

15 TL Ģiddeti ĠĞNE, YAPRAK, KÖPÜK YAPILI KRĠSTALLERĠN ANA KAYASININ VE ZEOLĠTLEġMĠġ TÜF ÖRNEĞĠNĠN ĠNCELENMESĠ Kristallerin ana kayası Zeolitleşmiş tüf Örneklerin Işıma eğrileri birbirine benzese de bunların benzer olduklarını söylemek için tuzak parametrelerine ve eş değer dozlarına bakmak gerekir. sıcaklık 15

16 (3-4) int alan TL şiddeti İğne, Yaprak, köpük Yapılı Kristalleri Taşıyan Ana Kayaca Ait Eş Değer Dozunun Saptanması Sıcaklık o C Örnek boyutu 14< µ <25 µm 4 tane örnek hazırlanmış Ġlave doz, yeniden oluşturma metodu Bu grafikten de görüldüğü gibi örnek doyuma ulaşmıştır bu nedenle eş değer doz hesabı yapılamamıştır N N+36sB N+5 Gy N+72sB N+1 Gy N+18sB N+25 Gy 1doz Gy2 3 Yeniden oluşturma Ġlave doz 16

17 zeolitleģmiģ tüf Tanecik Büyüklüğü (µm) 2-26 C int. alan eģdeğer doz (Gy) 4-1 > 6,5 x > 6,4 x int. alan eģdeğer doz > 3,2 x

18 Örnek hazırlama saf su, seyreltik asit, aseton ile yıkama ve kurutma Farklı boyutlarda parçacıklara ayırmak için eleme. ince tanecik iri tanecik Suda çözünmeyen kısım iğne köpük yaprak iğne Çelik planşetler üzerine aseton içinde madde çökeltilerek 4 < µ < 1 µm aralığınki parçacıklardan oluşan örnekler hazırlandı. 14 < µ < 25 µm boyut aralığındaki parçacıklardan eşit miktarda alınarak örnek hazırlandı. iğne ve köpük yapılı kristallerin HCI ve saf suda çözündüğü gözlemlendi ve örnek kabı içinde bir miktar çökelme olmuģtur. Suda çözünmeyen kısımla ince tanecikli örnekler hazırlandı 18

19 TL şiddeti TL şiddeti TL şiddeti iğne ince tanecik (N) Sıcaklık C N 7 Gy 14 Gy 21 Gy İğne (iri taneler) iğne yapının suda çözünmeyen kısmı (ince tanecik) Sıcaklık C N 7 Gy 14 Gy 21 Gy Sıcaklık C 19

20 Sonuç Ġğne görünümlü minerallerin lüminesans (TL/OSL) özellikleri ve kinetik parametreleri incelenmiş ancak suda çözülmeleri sonunda evlerdeki toz örnekleri ile bir ilişkisi olamayacağı saptanmıştır. Ġğne yapılı minerallerin ezilerek elde edilmesi ile saptanan toplam eşdeğer dozların (ED) çok yüksek olması, bunların yakın zamanda büyüyen iğne yapılı minerallerden ziyade onlara bağlı olarak taşınan kil mineraline ait olduğu kanısına varılmıştır. Çalışmalarımız sürecinde iğnemsi ve pamuk yapılı minerallerin tümünün seyreltik asitte ve saf suda çözüldüğünü gözledikten sonra bunların eriyonit olmadığına sonucuna varıldı. 2

21 SONUÇ Emin olmak için mineralojik ve mikroskobik incelemeler yapıldı: Bunun sonunda iğnemsi minerallerin Epsomit ve yaprağımsı olanların ise Ferronatrit olduğu ve bunların tıbbi jeoloji açıdan zararlı mineral grubuna bağlı olmadığı belirlenmiştir Uranyum, toryum aktiviteleri dünya ortalamasının bir miktar üstünde olmasına rağmen insan sağlığına zararlı etkisinin gözlenebileceği bir seviyede olmadığı belirlendi. Sularda elde edilen aktivite ise olduğu belirlenmiştir. sular için izin verilen sınır değerlerin altında TORON ÖLÇÜMLERĠ DEVAM ETMEKTEDĠR. 21

22 TEġEKKÜR EDERĠM 22

23 ÖLÇÜMLERĠN YAPILDIĞI LABORATUVARLAR X ışını Floresans (XRF ), konfokal Raman spektroskopisi (KRS) ve X ışını kırınımı (XRD) analizleri: Ankara Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi (YEBĠM) Y.K. KADIOĞLU Taramalı Elektron mikroskobisi (SEM) : A. Ü. Fizik mühendisliği bölümü Ç.TARIMCI 4, Y.MOĞULKOÇ 4 Radyoaktivite ölçümleri, Gama-Işını Spektroskopi (GRS): A.Ü. Nükleer Bilimler Enstitümüz de E. KÖSE 1, H. YÜCEL 23

24 Referanslar Doğan U., Doğan M., Hoskins A. 28 Eriyonite serier minerals: mineralogical and carcinogenic properties Environmental Geochemistry and Health, 3/4 Emri S., Demir A., Doğan M., Akay H., Bozkurt B., Carbone M., Barış I. 22 Lung diseases due to environmental exposures to eriotite and asbestos in Turkey PubMed - indexed for MEDLINE Roushdy- Hammady I., Siegel J., Emri S., Testa R. J., Carbone M. 21 Geneticsuspectibility factor and malignant mesothelioma in the Cappadocian region of Turkey The Lancet, Volume 357, Issue 9254, Pages , 1 February 21 Tuğ T., Tuğ E. 25 asbest maruziyeti ve malign mezotelyoma da etiyopatogenez ve epidemiyolojik özellikler; Tümör supresör gen ilişkileri. Turkiye Klinikleri J Med Sci

25 Cappadocia 29 - Decay product concentration Radon [J/m³] Thoron [J/m³] 1,4E-6 1,2E-6 1,E-6 8,E-7 # 6 # 9 6,E-7 # 7 # 7.2 4,E-7 # 8 # 8 # 1 2,E-7 # 5,E