تعیین درجه غلظت تریتیوم در آب سنگین

تریتیوم یکی از ایزوتوپهای ناپایدار هیدروژن با عدد جرمی 3 است. هسته تریتیوم، تریتون نامیده می شود. نام این ایزوتوپ، از لغت یونانی"tritos" که به معنای سومی می باشد، گرفته شده است. تریتیوم با گسیل ذره بتا، به هلیوم-3 تبدیل می شود. نیمه عمر آن 26/12 سال و ماکزیمم انرژی بتای تریتیوم mev 018/0 است. از ترکیب تریتیوم با اکسیژن، آب تریتیوم دار به فرمt2o و hto، تشکیل می گردد. تریتیوم یک گسیلنده خالص بتا با انرژی کم است و زمانی که از طریق استنشاق، غذا، آب و یا از طریق پوست وارد بدن شود، تابش خطرناکی است. تریتیوم در رآکتورهای آب سنگین (hwr) تولید می شود و در طول فرآیند کاری راکتور، مقدار آن افزایش پیدا می کند. متاْسفانه، تریتیوم از hwr در طول عملکرد رآکتور نشت می کند. به گونه ای که، سطح تریتیوم در سیستم خنک کننده رآکتور، از ماکزیمم مقدار مجاز تجاوز می کند. پس می بایست در طول عملکرد رآکتورهای هسته ای، بویژه در فرآیند بازیافت سوخت های هسته ای، نشت یا بازیابی تریتیوم بررسی شود. بنابراین، بررسی اثرات رادیو اکتیویته آن در نمونه های محیطی مهم است. فعالیت تریتیوم عموما بر حسب پارامتر واحد تریتیوم(tu)، بیان می شود. یک tu برابر با bq/l 118/0 می باشد. حد مجاز تریتیوم در آب آشامیدنی، در هر کشور متفاوت است. بعضی از این ارقام در زیر آورده شده اند : • canada: 7,000 (bq/l). • united states: 740 bq/l (safe drinking water act) • world health organization: 10,000 bq/l. • european union: "investigative" limit of 100 bq/l. رایج ترین شیوه برای اندازه گیری تریتیوم، استفاده از شمارنده سوسوزن مایع می باشد. اگرچه با تقطیر کردن نمونه قبل از مخلوط کردن کوکتیل با نمونه آب، ناخالصی ها از بین می رود. ولی این تمیزسازی به طور کامل ناخالصی ها را از بین نخواهد برد. در این تحقیق، با استفاده از یک روش دیگر به جای تقطیر ساده، امکان تعیین غلظت تریتیوم بررسی شد. دریافت شد که، تقطیر آزتروپ می تواند روش جایگزینی برای تقطیر ساده نمونه های آب، قبل از شمارش با سوسوزن مایع باشد. برای شمارش تریتیوم، عاری کردن نمونه آب، از مواد مزاحم و خالص سازی مناسب، لازم است. این روش، بیشتر مواد عامل خاموش سازی را جدا می کند. بنابراین، می توان اندازه گیری تریتیوم موجود در نمونه آب را با صحت بیشتری انجام داد. نتایج حاصله از اندازه گیری ها در این تحقیق نشان می دهد که مقدار تریتیوم از حالت طبیعی منحرف شده است. یعنی در حالت طبیعی، که طبق اندازه گیری گروههای تحقیقاتی پیشین صورت گرفته، می بایست tu 5/3 باشد، در حالی که به طور میانگین در آب سنگین تولید شده در مجتمع آب سنگین خنداب، این مقدار به tu 35 تغییر یافته است (تقریبا ده برابر افزایش). با توجه به اینکه کمترین مقدار حد مجاز قانونی bq/l 100 می باشد و متوسط نتایج حاصــله از اندازه گیری تریتیوم bq/l 2/4 است، می توان به این نتیجه نهایی رسید که مقدار تریتیوم تولیدی در مجتمع آب سنگین خنداب در حال حاضر، کمتر از حد مجاز می باشد. یعنی خطرات زیست محیطی را با تکیه بر ضوابط کمیته قوانین هسته ای(nrc) و حد مجاز (legal limit) بدنبال ندارد.