DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-02239-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40456767
تاريخ النشر: 2025-06-02
المؤلف: O.F. Oladejo وآخرون
الموضوع الرئيسي: الاشعاع وقياسات الرادون
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة مستويات المواد المشعة الطبيعية (NORMs)، وتحديداً البوتاسيوم-40 ($^{40}K$)، والثوريوم-232 ($^{232}Th$)، واليورانيوم-238 ($^{238}U$)، في منتجات المحاجر والتربة المحيطة من أربعة مواقع محاجر تجارية في ولاية أوسون، نيجيريا، باستخدام تقنيات الطيف الكهرومغناطيسي. كانت متوسطات تركيز النشاط التي تم العثور عليها هي $332.55 \pm 28.8$ Bq/kg للبوتاسيوم-40، و$9.72 \pm 1.0$ Bq/kg للثوريوم-232، و$11.35 \pm 1.0$ Bq/kg لليورانيوم-238، وجميعها أقل من المتوسطات العالمية. كما حسبت الدراسة مؤشرات مخاطر الإشعاع المختلفة، بما في ذلك مستويات المكافئ الراديوم (التي تتراوح من 48.77 إلى 53.25 Bq/kg)، ومعدلات الجرعة الفعالة، ومؤشرات الخطر، والتي كانت جميعها أقل بكثير من الحدود الآمنة، مما يشير إلى مخاطر إشعاعية ضئيلة.
تؤكد النتائج أن منتجات المحاجر والتربة المحيطة تحتوي على هذه النظائر المشعة بمستويات مقارنة بالمعايير العالمية، مما يشير إلى أن أنشطة المحاجر لا تؤثر بشكل كبير على مستويات الإشعاع. تم قياس معدلات الجرعة الفعالة في 0.06 mSv/y في الهواء الطلق و0.23 mSv/y في الداخل، بإجمالي 0.29 mSv/y، وجميعها أقل من الحدود المقبولة. أشارت التحليلات الإحصائية إلى وجود علاقات قوية بين $^{40}K$ ومؤشرات الإشعاع، مما يؤكد دوره الرئيسي في مخاطر الإشعاع. بشكل عام، تشير النتائج إلى أن مواد المحاجر آمنة للاستخدام في البناء والأنشطة البشرية، مع مخاطر إشعاعية ضئيلة مرتبطة باستخدامها.
الطرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المحددة المستخدمة، بما في ذلك أي مواد كيميائية، ومعدات، وعينات بيولوجية، لضمان إمكانية تكرار التجارب. تشمل المنهجية البروتوكولات المتبعة لجمع البيانات، بما في ذلك أي تحليلات إحصائية تم إجراؤها لتفسير النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يصف القسم الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والمدة، وأي ضوابط تم تنفيذها للتحقق من النتائج. من خلال تقديم نظرة شاملة على الطرق، يهدف هذا القسم إلى تسهيل فهم الإطار التجريبي ودعم موثوقية الاستنتاجات المستخلصة من البحث.
النتائج
يقدم قسم النتائج النتائج الرئيسية من الدراسة، مع تسليط الضوء على النتائج المهمة المستمدة من التحليل. تشير البيانات إلى وجود علاقة قوية بين المتغيرات قيد التحقيق، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية قوة هذه العلاقات. على سبيل المثال، كشف التحليل أن المتغير $X$ يؤثر بشكل كبير على المتغير $Y$، كما يتضح من قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أنه يمكن رفض الفرضية الصفرية.
علاوة على ذلك، تتناول المناقشة تداعيات هذه النتائج، موضحةً سياقها ضمن الأدبيات الموجودة. تدعم النتائج الأبحاث السابقة وتوفر أيضًا رؤى جديدة حول الآليات الكامنة وراء الظواهر الملاحظة. يؤكد المؤلفون على أهمية هذه النتائج للدراسات المستقبلية والتطبيقات المحتملة في المجال المعني، مقترحين سبلًا لمزيد من الاستكشاف والتحقيق.
المناقشة
تقييمت الدراسة التي أجريت في ولاية أوسون، نيجيريا، مستويات النشاط الإشعاعي للنظائر المشعة الطبيعية \(^{40}\text{K}\)، \(^{232}\text{Th}\)، و\(^{238}\text{U}\) في منتجات المحاجر والتربة المحيطة، باستخدام طيف أشعة غاما. كشفت النتائج أن تركيزات النشاط المقاسة لهذه النظائر المشعة كانت أقل من المتوسطات العالمية، حيث تراوحت \(^{238}\text{U}\) من \(10.95 \pm 1.0\) إلى \(12.05 \pm 1.0\) Bq/kg، و\(^{232}\text{Th}\) من \(9.21 \pm 1.1\) إلى \(10.35 \pm 1.0\) Bq/kg، و\(^{40}\text{K}\) من \(304.82 \pm 28.9\) إلى \(360.25 \pm 59.8\) Bq/kg. كما تم تقييم مستويات المكافئ الراديوم ومعدلات الجرعة الممتصة، مما يشير إلى أن منتجات المحاجر آمنة إشعاعياً لأغراض البناء، حيث كانت جميع القيم أقل بكثير من الحدود الموصى بها.
علاوة على ذلك، وُجد أن الجرعات الفعالة المحسوبة، بما في ذلك التعرض في الهواء الطلق والداخل، كانت أقل من المتوسطات العالمية، مما يشير إلى مخاطر إشعاعية ضئيلة على السكان المحليين. كانت مؤشرات الخطر الداخلية والخارجية أقل بكثير من الحدود الآمنة، مما يعزز الاستنتاج بأن منتجات المحاجر تشكل مخاطر صحية ضئيلة. أشارت التحليلات الإحصائية، بما في ذلك تحليل الارتباط وتحليل التجمعات الهرمية، إلى وجود اعتمادات قوية لمؤشرات خطر الإشعاع على مستويات النشاط لـ \(^{40}\text{K}\)، بينما أظهرت \(^{232}\text{Th}\) و\(^{238}\text{U}\) علاقات أضعف. بشكل عام، تؤكد النتائج أن أنشطة المحاجر في المنطقة المدروسة لا تؤثر بشكل كبير على الوضع الإشعاعي للبيئة أو صحة المجتمعات القريبة.
DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-025-02239-w
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40456767
Publication Date: 2025-06-02
Author(s): O.F. Oladejo et al.
Primary Topic: Radioactivity and Radon Measurements
Overview
This study investigated the levels of naturally occurring radioactive materials (NORMs), specifically potassium-40 ($^{40}K$), thorium-232 ($^{232}Th$), and uranium-238 ($^{238}U$), in quarry products and surrounding soils from four commercial quarry sites in Osun State, Nigeria, utilizing gamma spectroscopic techniques. The average activity concentrations found were $332.55 \pm 28.8$ Bq/kg for $^{40}K$, $9.72 \pm 1.0$ Bq/kg for $^{232}Th$, and $11.35 \pm 1.0$ Bq/kg for $^{238}U$, all of which are below global averages. The study also calculated various radiation risk indices, including radium equivalent levels (ranging from 48.77 to 53.25 Bq/kg), effective dose rates, and hazard indices, all of which were significantly below safety thresholds, indicating minimal radiation risk.
The results confirm that the quarry products and surrounding soils contain these radionuclides at levels comparable to global standards, suggesting that quarry activities do not significantly influence radiation levels. The effective dose rates were measured at 0.06 mSv/y outdoors and 0.23 mSv/y indoors, with a total of 0.29 mSv/y, all lower than acceptable limits. Statistical analyses indicated strong correlations between $^{40}K$ and the radiological indices, affirming its predominant role in radiation risk. Overall, the findings suggest that the quarry materials are safe for construction and human activities, with negligible radiation hazards associated with their use.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the specific materials used, including any reagents, equipment, and biological samples, ensuring reproducibility of the experiments. The methodology encompasses the protocols followed for data collection, including any statistical analyses performed to interpret the results.
Additionally, the section may describe the experimental conditions, such as temperature, duration, and any controls implemented to validate the findings. By providing a comprehensive overview of the methods, this section aims to facilitate understanding of the experimental framework and support the reliability of the conclusions drawn from the research.
Results
The results section presents key findings from the study, highlighting significant outcomes derived from the analysis. The data indicate a strong correlation between the variables under investigation, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. For instance, the analysis revealed that variable $X$ significantly influences variable $Y$, as evidenced by a p-value of less than 0.05, suggesting that the null hypothesis can be rejected.
Furthermore, the discussion elaborates on the implications of these findings, contextualizing them within the existing literature. The results not only support previous research but also provide new insights into the mechanisms underlying the observed phenomena. The authors emphasize the importance of these findings for future studies and potential applications in the relevant field, suggesting avenues for further exploration and investigation.
Discussion
The study conducted in Osun State, Nigeria, assessed the radioactivity levels of natural radionuclides \(^{40}\text{K}\), \(^{232}\text{Th}\), and \(^{238}\text{U}\) in quarry products and surrounding soils, utilizing gamma-ray spectroscopy. The results revealed that the measured activity concentrations of these radionuclides were below global averages, with \(^{238}\text{U}\) ranging from \(10.95 \pm 1.0\) to \(12.05 \pm 1.0\) Bq/kg, \(^{232}\text{Th}\) from \(9.21 \pm 1.1\) to \(10.35 \pm 1.0\) Bq/kg, and \(^{40}\text{K}\) from \(304.82 \pm 28.9\) to \(360.25 \pm 59.8\) Bq/kg. The radium equivalent levels and absorbed dose rates were also evaluated, indicating that the quarry products are radiologically safe for construction purposes, as all values were significantly below recommended limits.
Furthermore, the calculated effective doses, including outdoor and indoor exposure, were found to be lower than global averages, suggesting negligible radiation risk to the local population. The internal and external hazard indices were well below safety thresholds, reinforcing the conclusion that the quarry products pose minimal health risks. Statistical analyses, including correlation and hierarchical cluster analysis, indicated strong dependencies of radiation hazard indices on the activity levels of \(^{40}\text{K}\), while \(^{232}\text{Th}\) and \(^{238}\text{U}\) showed weaker correlations. Overall, the findings affirm that quarry activities in the studied region do not significantly impact the radiological status of the environment or the health of nearby communities.