Estimating Internal Radiation Dose Due to Airborne Radioactive Dust in Kuwait

تنتقل المعلقات الهوائية المشعة جواً لمسافات طويلة وتنتشر في اتجاهات مختلفة. لذلك، فإن حساب النشاط الإشعاعي لهذه الجسيمات ضروري في تقدير الجرعة الفعالة الداخلية الناتجة من استنشاق الهواء. ركز هذا المشروع على قياس العوالق الهوائية في المناطق السكنية المختلفة في الكويت لمدة عام واحد، وتحديد تركيز بعض النويدات المشعة فيها، كما تم تقدير الجرعة الإشعاعية الداخلية وفقًا لمعايير اللجنة الدولية للحماية من الإشعاعات (ICRP). ويمكن الاستفادة من هذه النتائج كمعلومات أساسية في تقدير الجرعات الإشعاعية في حالة حدوث أي تلوث إشعاعي إقليمي. تم تمويل هذا المشروع من قبل مؤسسة التقدم العلمي عقد رقم ( P215-44WE-02) واستمر لمدة 32 شهرًا.تم اختيار خمس مناطق سكنية لأخذ العينات التي تغطي جميع المحافظات. واستند هذا الاختيار إلى معايير تتناسب مع متطلبات الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM D1357, 1995). بدأ تجميع العينات في يناير 2018 بشكل أسبوعي لمدة عام باستخدام أجهزة سحب عينات هوائية ذات أحجام كبيرة (HVAS) مزودة بنظام فصل العوالق الهوائية حسب أقطارها الحركية. تم جمع العينات أسبوعيا لمدة ثلاثة أيام متواصلة بمعدل تدفق قدره 420 لتر / دقيقة حيث كان حجم كل عينة حوالي 1700 م3.تم إعداد فلاتر الهواء لقياسات أشعة جاما وألفا في مختبر القياسات الإشعاعية بمعهد الكويت للأبحاث العلمية. تم تقسيم الفلاتر وفقًا لأقطارها الحركية إلى ثلاث مجموعات أسبوعيًا لكل محطة (أصغر من 0.7 مكم و من0.7 إلى 2 مكم وأكبر من 2.1 مكم). تم قياس تركيز النشاط الإشعاعي لكل من 7Be و40K و 210Pb و Cs137 والنويدات المشعة قصيرة العمر نسبياً المتولدة من عنصري 222Rn و220Rn بواسطة مطيافية جاما ذات خلفية إشعاعية منخفضة. وتم حساب تركيز نشاط كل من Po210 و238U و234U باستخدام عمليات الفصل الكيميائي ومطيافية ألفا. أظهرت النتائج أن هناك اختلافاً في تركيز نشاط النويدات المشعة مع اختلاف أقطارها الحركية، كما أن معدل الجرعة الإشعاعية الكلية الناتجة من استنشاق الهواء في مختلف المناطق هي 21.67 ميكروسيفرت بالسنة وهي قيمة منخفضة جداً مقارنة مع الجرعة الإشعاعية الكلية المسموح بها لعموم الناس.

Radioactive airborne particles travel atmospherically for long distances and spread in different directions. Therefore, estimating the activity of radioactive airborne particles is essential in calculating the inhalation internal effective dose. This project focused on aerosols measurement in different residential areas in Kuwait for one year, and determining the concentrations of selected radionuclides. The internal public dose was modelled based on the recent international commission on radiological protection (ICRP) dose parameters. The obtained results can be used as a baseline in case of any regional nuclear incidents. This project was funded by KFAS (contract # P215-44WE-02) for 32 months. Five residential areas were selected for sampling covering all governorates. This selection was based on the criteria suits the requirements of ASTM D1357 (1995) “standard practice for planning the sampling of the ambient atmosphere. Sampling started in January 2018 on a weekly basis for a year using High Volume Air Sampler equipped with a Cascade Impactor. Samples were collected weekly for three consecutive days at a flow rate of 420 litre/ min and size of each sample was approximately 1700 m3.The air filters were prepared for gamma and alpha measurements in the Radiation Measurements Laboratory in Kuwait Institute for Scientific Research. Filters were divided according to AMAD sizes into three groups per week (AMAD less than 0.7 μm, 0.7 to 2 μm and greater than 2.1 μm). The activity concentrations were measured for 7Be, 40K, 210Pb, 137Cs, and the relatively short-lived radionuclides daughters of both 222Rn and 220Rn by low background HPGe detectors. The activity concentrations of 210Po, 238U, and 234U were analysed by radiochemistry and measured by alpha spectroscopy. Conclusively, differences in the activity concentrations of radionuclides with different AMAD diameters were detected. Additionally, the average of the annual total internal effective dose was 21.67 μSv, which is very low compared to the public dose exposure.