ارزیابی آهنگ تولید گرمای حاصل از واپاشی هسته های پرتوزا در ماگماهای بستر چشمه‌های آب گرم محلات، ایران

ارزیابی آهنگ تولید گرمای حاصل از واپاشی هسته­های پرتوزا در ماگماهای بستر چشمه‌های آب ­گرم محلات، ایران

رضا پورایمانی1، محمد زاهدی‌نژاد2 و محمود میرزایی1

تاریخ دریافت:  26/ 04/ 1395                                             تاریخ پذیرش: 11/ 08/ 1395

چکیده

در این پژوهش ماگما­های(سنگ­های آذرین) دربرگیرنده منطقه آب­گرم محلات در استان­ مرکزی با گسترش 300 هکتار مطالعه شد. 20 نمونه مغز سنگ از ماگماهای بیرون ­زده شده تهیه شد. برای تهیه نمونه­ های همگن و یکنواخت بخشی از نمونه­ ها به وسیله آسیاب­ های فکی و گلوله­ ای تبدیل به پودر ریزدانه شدند و پس از خشک­ کردن و عبور دادن از مش شماره 40 در ظروف نگین بسته­ بندی و آب­بندی شدند. از همه نمونه­ های سطحی مقطع نازک تهیه و در آزمایشگاه کانی­ شناسی، کانی­ های موجود در آنها تعیین شد. با استفاده از روش طیف­ نگاری گاما و آشکارساز فوق خالص ژرمانیومی (HPGe) وسامانه الکترونیکی مربوط، مقدار فعالیت ویژه ‏هسته ­های پرتوزای 226Ra،232Thو 40K در نمونه ­ها تعیین شد. فعالیت ویژه‏ هسته­ های پرتوزای یاد شده در نمونه‌ها به ترتیب در محدوده 1.34± 22.15 تا  3.76±62.68، 1.43±10.69 تا 2.15± 40.55 و 5.07 ± 59.99 تا 17.48±1467.30 برحسب Bq/kg به دست­ آمد. همچنین آهنگ گرمای تولید­شده در نتیجه واپاشی ویژه ‏هسته­های پرتوزا برای نمونه ­ها در محدوده 0.69 تا 1.86 برحسب Wm-3μ به دست آمد. مقدار گرمای میانگین تولیدی در حجم ده کیلومتر مکعب ماگما 13.60 کیلو­وات است و برای افزایش دمای آب چشمه با دبی 35.5 لیتر بر ثانیه از 15 درجه به 100 درجه­ سانتی ­گراد 12.7 کیلو­وات انرژی مورد نیاز است. بنابراین با توجه به سطح پرتوزایی ماگماهای این منطقه و گسترش آن در ژرفای زمین به‌صورت مخروطی و عمر به نسبت طولانی آنها به نظر می­رسد تأمین گرمای چشمه­ های آب­گرم، از راه واپاشی زنجیره­ های واپاشان  238U،  235Uو Th232 و هسته 40K صورت می­ گیرد.

کلیدواژه ها: چشمه ­های آب­گرم، ماگما، هسته­ های پرتوزا، آشکارساز HPGe، آهنگ تولیدگرما.

1دانشیار، گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران

2کارشناسی ارشد، گروه فیزیک، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، اراک، ایران

نویسنده مسئول: رضا پورایمانی؛ E-mail:r-pourimani@araku.ac.ir