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

در این پژوهش ماگما های (سنگ های آذرین) دربرگیرنده منطقه آب گرم محلات در استان  مرکزی با گسترش ۳۰۰ هکتار مطالعه شد. ۲۰ نمونه مغز سنگ از ماگماهای بیرون زده 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 ۴۰ در ظروف نگین بسته بندی و آب بندی 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) و سامانه الکترونیکی مربوط، مقدار فعالیت ویژههسته های پرتوزای ۲۲۶Ra  ، ۲۳۲Th و ۴۰K در نمونه ها تعیین شد. فعالیت ویژههسته های پرتوزای یاد شده در نمونه ها به ترتیب در محدوده ۳۴/۱± ۱۵/۲۲ تا  ۷۶/۳±۶۸/۶۲، ۴۳/۱± ۶۹/۱۰ تا ۱۵/۲± ۵۵/۴۰ و ۰۷/۵ ± ۹۹/۵۹ تا ۴۸/۱۷±۳۰/۱۴۶۷ برحسب Bq/kg به دست آمد. همچنین آهنگ گرمای تولید  شده در نتیجه واپاشی ویژههسته های پرتوزا برای نمونه ها در محدوده ۶۹/۰ تا ۸۶/۱ برحسب μWm-۳ به دست آمد. مقدار گرمای میانگین تولیدی در حجم ده کیلومتر مکعب ماگما ۶۰/۱۳ کیلو وات است و برای افزایش دمای آب چشمه با دبی ۵/۳۵ لیتر بر ثانیه از ۱۵ درجه به ۱۰۰ درجه  سانتی گراد ۷/۱۲ کیلو وات انرژی مورد نیاز است. بنابراین با توجه به سطح پرتوزایی ماگماهای این منطقه و گسترش آن در ژرفای زمین به صورت مخروطی و عمر به نسبت طولانی آنها به نظر می رسد تامین گرمای چشمه های آب گرم، از راه واپاشی زنجیره های واپاشان ۲۳۸U ،۲۳۵U  و Th ۲۳۲  و هسته ۴۰K صورت می گیرد.

کلیدواژه ها:

چشمه های آب گرم ، ماگما ، هسته های پرتوزا ، آشکارساز HPGe ، آهنگ تولیدگرما