Εγκατάσταση και παραμετρική μελέτη εξοπλισμού λειοτρίβισης περιβαλλοντικών δειγμάτων και εφαρμογή στη ραδιοπεριβαλλοντική ανάλυση

Abstract

Κατά την ανάλυση περιβαλλοντικών υλικών με μεθόδους πυρηνικής τεχνολογίας απαιτείται συχνά ένα ή περισσότερα στάδια προετοιμασίας και ομογενοποίησης του υλικού πριν την ανάλυση. Στα πλαίσια της παρούσης Διπλωματικής Εργασίας (ΔΕ) εξετάστηκε η λειοτρίβιση ως μέθοδος προετοιμασίας δειγμάτων από περιβαλλοντικά υλικά. Το ΕΠΤ-ΕΜΠ πρόσφατα προμηθεύτηκε εξοπλισμό λειοτρίβισης ο οποίος περιλαμβάνει θραυστήρα σιαγόνων τύπου BB51 και πλανητικό μύλο τύπου PM100 της εταιρείας Retsch. Οι συσκευές λειοτρίβισης χρησιμοποιήθηκαν για πρώτη φορά στα πλαίσια της παρούσης ΔΕ, όπου πραγματοποιήθηκε σειρά πειραμάτων για την εξοικείωση με τις διατάξεις αλλά και την εξέταση των παραμέτρων λειτουργίας τους. Στα πλαίσια της εργασίας διερευνήθηκε η δυνατότητα χρήσης του εξοπλισμού λειοτρίβισης κατά την προετοιμασία δειγμάτων περιβαλλοντικών υλικών, προκειμένου να ακολουθήσει η ραδιολογική ανάλυσή τους. Συγκεκριμένα, εξετάστηκαν ορισμένα κοινώς χρησιμοποιούμενα στην Ελλάδα οικοδομικά υλικά. Tα υλικά αυτά στο παρελθόν ήταν δύσκολο να αναλυθούν σε συμπαγή μορφή από το ΕΠΤ-ΕΜΠ, χωρίς την προετοιμασία με λειοτρίβιση. Από τις γ-φασματοσκοπικές αναλύσεις των οικοδομικών υλικών προέκυψαν συγκεντρώσεις ραδιοϊσοτόπων μέσα στα αναμενόμενα από τη βιβλιογραφία όρια. Διαπιστώθηκε επίσης ανάγκη για επέκταση της μελέτη των φαινομένων αυταπορρόφησης στην ενεργειακή περιοχή >200 keV ειδικά για υλικά μεγάλης πυκνότητας. Στη συνέχεια μελετήθηκε η πιθανότητα επίδρασης της ανομοιογένειας Ιπτάμενης Τέφρας (ΙΤ) στις αναλύσεις γ-φασματοσκοπίας. Προετοιμάστηκε μια σειρά δειγμάτον ΙΤ προερχόμενης από το λιγνιτικό σταθμό της Μεγαλόπολης, εφαρμόζοντας διαχωρισμό σε κοκκομετρικά κλάσματα με κοσκίνιση. Από τον υπολογισμό ισοζυγίων ραδιενέργειας για τα διάφορα δείγματα, δεν τεκμηριώθηκε σημαντική επίδραση της ανομοιoγένειας στα αποτελέσματα της γ-φασματοσκοπικής ανάλυσης. Προέκυψε επομένως το συμπερασμα ότι η λειοτρίβιση δεν είναι απαραίτητη ως μέθοδος προετοιμασίας δειγμάτων, τουλάχιστον όσον αφορά την ΙΤ. Επισημαίνεται ότι το συμπέρασμα αυτό δεν μπορεί να επεκταθεί σε άλλα υλικά χωρίς σχετική πειραματική διερεύνιση.

Prior to the radiological analysis of environmental materials, one or more treatment steps may be required for the preparation and homogenization of the samples. In the present work, grinding was investigated as a sample preparetion method for environmental materials. The Laboratory of Nuclear Engineering has recently obtained grinding equipment, comprising of one PM100 planetary ball mill and one BB51 jaw crasher, manufactured by Retsch. The grinding equipment was used for the first time in the present work, where a series of experiments was performed in order to investigate its operating parameters. The possibility of using the grinding equipment for the preparation of environmental samples for radiological analysis was investigated. In particular, a selection of building materials commonly used in Greece were examined. Analysing such solid materials at NED-NTUA was not practical in the past, due to the lack of grinding equipment. The concentration of radionuclides in the building materials, as determined by gamma spectrometry, were within expected ranges from the literature. Furthermore, it was found necessary to study the effects of self-absorption phenomena in the energy range >200 keV, particularly for high density materials. Possible inhomogeneity effects on the gamma-spectroscopic analysis of Fly Ash were also investigated. Several samples where prepared from FA originating in the Megalopolis lignite power plant, after size fractionation by sieving. No inhomogeniety effects could be detected in realistic samples by comparing radioactivity balances between fractionated and raw ash samples. It was therefore concluded that homogenization by grinding is not necessary for the preparation of Fly Ash samples. It must however be stressed that this conclusion cannot be exetended to other materials whithout appropriate experimental investigation. Περίληψη (στα Αγγλικά) Αριθμός Σελίδων 149CD/DVD Φυσικό μέσο TXT Τύπος πόρου ΔΕ Πρέντζα v7.pdf Όνομα αρχείου Μέγεθος Αρχείου 6055994Παγκόσμια (ελεύθερη) Πρόσβαση Πολιτική Εξεταστική/Συμβουλευτική επιτροπή