محیط اطراف مارا مقدار نسبتا کمی از رادیوهسته های پرتوزای اولیه یا با منشا کیهانی با نیمه عمر بسیار بلند دربر می گیرد. این رادیوهسته ها و محصولات واپاشی آن ها مهم ترین منبع تابش رادیواکتیو در زمین محسوب می شوند. در این تحقیق میزان حضور رادیوهسته های طبیعی را در آب و خاک رود کارون بررسی شده است. روش کار شامل: نمونه برداری، آماده سازی نمونه، طیف گیری از نمونه مجهول و مقایسه آن با نمونه استاندارد است. معروفترین این رادیوهسته ها عبارتند از: 238u، 232th و 40k. اورانیوم به دخترهسته های بسیاری واپاشی می کند. بررسی میزان حضور اورانیوم به خاطر پرتوزایی نیست، بلکه به خاطر سمی بودن و خطر ایجاد سرطان در انسان است. دیگر عناصر پرتوزا مثل پتاسیم و توریم در انسان ایجاد سرطان می کنند. از آنجایی که در تحقیقی دیگر میزان حضور رادیوهسته های پرتوزای طبیعی در ساحل خلیج فارس بررسی شده است و مقدار زیادی 137cs در دهانه ورودی اروندرود وجود داشته است. لذا یکی از اهداف این تحقیق بررسی منبع سزیم در منطقه می باشد. نتایج نشان داد که میزان متوسط حضور 40k، 232th و 226ra در آب به ترتیب برابر با 80، 3.75 و 2.67 بکرل بر لیتر و متوسط میزان حضور این عناصر در خاک به ترتیب برابر با 383، 29.4 و 43.2 بکرل بر کیلوگرم بود. متوسط میزان حضور 137cs برابر با 5.5 بکرل بر کیلوگرم اندازه گیری شد.

دریاچه ارومیه در 18 کیلومتری شرق ارومیه قرار دارد. در این تحقیق غلظت 9 فلز سنگین (cdوpb,zn,cu,fe,v,ni,co,cr) در 28 نمونه رسوب تعیین و بر اساس این داده ها نمودار فراوانی و q-q عناصر سنگین نشان دهنده توزیع غیر عادی این عناصر در نمونه های رسوب می باشد، با توجه به نتایج بدست آمده از تجزیه و تحلیل داده های اکتشافی مرحله اول، میزان غلظت سرب در جنوب غرب ساحل دریاچه ارومیه روند افزایشی نشان می دهد، به همین منظور در مرحله دوم سعی شد از رودخانه های فصلی و دائمی غرب ساحل دریاچه و منطقه شمال اشنویه نمونه برداری شود تا میزان سرب و روی به طور دقیق تر بررسی شود و این نتیجه حاصل شد که در منطقه شمال اشنویه به دلیل ویژگی های خاص زمین شناسی از جمله وجود واحدهای افیولیتی، نفوذ توده های گرانیتی متعدد، کنتاکت این گرانیت ها با سنگ های آهکی پرمین، وجود افق های لاتریتی در رسوبات پرمین و غیره از نظر احتمال وجود ذخایر معدنی از اهمیت زیادی برخوردار است. پس از بررسی های به عمل آمده آثاری از کانه زایی در منطقه مذکور تعیین شد که یکی از مهم ترین آن ها اندیس تنگستن دوربه است. اندیس تنگستن دوربه در استان آذربایجان غربی، 63 کیلومتری جنوب شهرستان ارومیه و 15 کیلومتری شمال شهرستان اشنویه واقع شده است. بر اساس مطالعه سیالات درگیر این تیپ از ذخایر معمولاً شوری بیشتر از 5 درصد وزنی، دمای همگن شدگی بین 140 تا 230 درجه سانتی گراد که بیشتر دمایی بین 140 تا 150 درجه سانتی گراد عمومیت دارد و چگالی آن ها نیز همیشه کمتر ازg/cm3 1 می باشد، دامنه تغیرات دما و شوری در حد ناچیزی بوده است و احتمالاً یک نوع سیال اولیه در تشکیل کانسار نقش داشته است، بنابر شواهد و مطالعات صحرایی اندیس تنگستن دوربه اشنویه از نوع اپی ترمال محسوب می شود. همچنین بر اساس این داده ها میزان آلودگی رسوبات در ساحل دریاچه تعیین شد. نتایج حاصل از اندازه گیری غلظت کل فلزات سنگین به روشaas و شاخص تعیین آلودگی محیط، نظیر ضرایب غنی شدگی و شاخص زمین تجمعی نشان می دهد که عناصر سرب، نیکل،کبالت و کادمیوم در همه نمونه ها نسبت به بقیه عناصر غنی شدگی بیشتری دارند. همچنین شاخص زمین انباشتگی مولر در مورد عناصری مانند روی، مس، آهن، وانادیوم، نیکل، کبالت و کروم آلودگی خاصی نشان نمی دهند، اما عنصر سرب در 7 ایستگاه در رده غیرآلوده تا کمی آلوده و عنصر کادمیوم بیش ترین شاخص مولر را به خود اختصاص داده و مقدار آن در رده کمی آلوده تا شدیداً آلوده قرار دارد. فلزات سرب، نیکل وکادمیوم خاستگاه طبیعی و انسانی داشته و سایر فلزات منشاء طبیعی دارند.

اهمیت روش آشکارسازی با استفاده از آشکارسازهای فوق خالص ژرمانیومی ( hpge )، در تحلیل کمّی اورانیوم، توریم و دیگر محصولات واپاشی در نمونه های محیطی است. یکی از هدف های استفاده از این روش، تهیه ی نقشه ی پرتوزائی، با هدف دست یابی به مبنای پرتوزائی می باشد. تهیه ی این نقشه می تواند به عنوان اطلاعات مرجع، در ارزیابی هر نوع تغییر و تحول در پرتوزائی زمینه ی مناطق مورد نظر به کار گرفته شود. این تغییر و تحول ممکن است ناشی از فرآیندهای مختلف زمین شناسی و یا هر عامل مصنوعی موثر بر محیط این مناطق، از جمله تاسیسات هسته ای روسیه و یا حادثه فوکوشیما باشد. یکی از این مناطق پراهمیت و استراتژیک در ایران، سواحل شمالی دریای عمان (اتصال دهنده خلیج فارس به اقیانوس هند) است که با توجه به فعالیت های گسترده صورت گرفته در خلیج فارس، پایش محیطی این سواحل از اهمیت بالائی برخوردار است. منطقه ی مورد مطالعه، سواحل شمالی دریای عمان، از تنگه هرمز تا مرز پاکستان (منتهاالیه بندر گواتر) است. به منظور تعیین نقاط نمونه برداری از آب و رسوب این سواحل، از نرم افزار vsp استفاده شده است. با استفاده از شناور اقیانوس پیمای کاویان، از 36 نقطه در طول این ساحل نمونه آب (حجم تقریبی نمونه 100 لیتر) و رسوب (حدود 2 کیلوگرم نمونه) جمع آوری شده است. در کلیه ی نقاط نمونه برداری، میزان دز محیطی و ویژگی های فیزیکی آب نیز اندازه گیری شدند. آماده سازی نمونه های رسوب با هدف اندازه گیری هسته های پرتوزای موجود در آن ها، با خشک کردن نمونه ها در هوای آزاد و سپس در کوره، آسیاب کردن نمونه ها، عبور از غربال استاندارد با نمره ی 50، همگن سازی، توزین در ظروف مارینلی و نشت بندی آن ها انجام پذیرفت. پس از گذشت 4 هفته از زمان نشت بندی، نمونه های رسوب با استفاده از دو آشکارساز ژرمانیومی فوق خالص هم محور از نوع p با بازدهی های نسبی 5/38 و 55 درصد بررسی و ارزیابی کمی شدند. مقیاس بندی بازدهی آشکارسازهای مورد نظر نیز طی چند مرحله و در نهایت، با ساخت چشمه های استاندارد تک انرژی تعیین و بهینه شد. براساس اندازه گیری های انجام شده، مقادیر غلظت میانگین در رسوب سواحل شمالی دریای عمان برای u235 ، ra226 ، th232 ، k40 و cs137 ، به ترتیب، 08/0 ± 98/1، 4/0 ± 96/14، 5/0 ± 61/17، 5/13 ± 59/361 و 1/0 ± 79/0 بکرل بر کیلو گرم می باشند. مقایسه ی آماری این مقادیر با مقادیر میانگین ایران و جهان، گویای پایین تر بودن این مقادیر نسبت به مقادیر میانگین ایران و جهان است. به منظور اندازه گیری نمونه های آبی با حجم بالا، از آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی قابل حمل، هم محور از نوع p و با بازدهی نسبی 3/41 درصد استفاده شده است. به کارگیری آشکارساز hpge قابل حمل برای تحلیل نمونه های آبی با حجم بالا، یک شیوه ی جدیدی است و در این پایان نامه مورد استفاده قرار گرفته است. مقیاس بندی بازدهی این آشکارساز نیز با توجه به ساخت نمونه های استاندارد، برای اولین بار و با تلفیقی از روش تجربی و شبیه سازی انجام پذیرفته است. براساس اندازه گیری های انجام شده، مقادیر غلظت میانگین در آب های سواحل شمالی دریای عمان برای ra226 ، th232 و k40 ، به ترتیب، 1/0 ± 49/2، 2/0 ± 9/1 و 28/2 ± 48/141 بکرل بر لیتر می باشند. حدود این غلظت cs137، در همه ی نقاط نمونه برداری، پایین تر از حد تشخیص سامانه ی آشکارسازی بود. نتایج حاصل از غلظت هسته های پرتوزا در نمونه های آب های سطحی دریای عمان قابل مقایسه با داده های مربوط به نمونه های آبی سایر نقاط جهان می باشند. پس از تعیین غلظت هسته های پرتوزا در آب های سطحی سواحل شمالی دریای عمان، با هدف بررسی پخش تصادفی مواد پرتوزا در آب های سطحی این سواحل در هنگام وقوع یک رخداد هسته ای، از مدل موج نسل سومی سوآن استفاده شد. برای همین منظور، منطقه جغرافیائی تحت مطالعه به 9 شبکه منظم تقسیم شده و پارامترهای موج در این شبکه ها، با استفاده از این مدل مشخص شدند. تلفیق نتایج مدل سوآن، با لحاظ کردن جهت جریان های مونسون تابستانی در آن، و نتایج تحلیل نمونه های آب های سطحی، به الگوئی تبدیل می گردد که رد هسته های پرتوزای طبیعی و حتی غیر طبیعی پخش شده در آب های سطحی این سواحل را دنبال می کند. این فرآیند، راه کاری جهت تسریع عملیات نمونه برداری در شرائط بحران بوده و سبب کاهش تعداد نمونه های جمع آوری شده در طول فرآیند نمونه برداری و در نهایت، کاهش هزینه نمونه برداری در شرایط بعد از رخدادهای پخش مواد پرتوزا می گردد. نتایج به دست آمده حاکی از این است که غلظت هسته های پرتوزای طبیعی در فاصله بین شبکه های 8600 تا 8604، در شبکه 8600 تجمع داشته و در فاصله بین شبکه های 8605 تا شبکه 8608، به سمت بخش میانی دریای عمان سوق می یابند.