آشکارسازی پرتوهای یون ساز ساطع شده از چشمه های سزیم-۱۳۷ و کبالت-۶۰ با استفاده از حسگر الکتروشیمیایی آنیون سوپراکسید در محیط آبی

در این پژوهش، برای آشکارسازی چشمه های ساطع کننده پرتوهای یون ساز در مجاورت محیط های آبی، حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت حاوی نانولوله های کربنی کربوکسیل دار- نانوذرات نقره طراحی شده است. این حسگر می تواند آنیون سوپراکسید تولید شده طی فرآیند رادیولیز محیط آبی تحت تابش این پرتوها را شناسایی کند. به این منظور، سطح الکترود کربن شیشه ای ابتدا با نانولوله های کربنی کربوکسیل دار شده و سپس با ترسیب الکتروشیمیایی نانوذرات نقره اصلاح شد. از طیف سنجی های مرئی- فرابنفش (UV-Vis) و فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای مشخصه یابی نانولوله های کربنی کربوکسیل دار، نانوذرات نقره و بررسی روند اصلاح سطح الکترود کربن شیشه ای با این نانوساختارها استفاده شد. در ادامه با استفاده از روش ولتامتری چرخه ای فرآیند کاهش سوپراکسید تولید شده از محلول دی متیل سولفوکسید حاوی پتاسیم سوپراکسید، در سطح الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با انجام مطالعات کرونوآمپرومتری دو محدوده پاسخ خطی برای سوپراکسید در غلظت های پایین (۵/۱ تا ۴۳ میکرومولار) و غلظت های بالا (۱۳۶ تا ۳۲۳ میکرومولار) و حد تشخیص ۳۹/۰ میکرومولار به دست آمد. در پایان، از الکترود کربن شیشه ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت حاوی نانولوله های کربنی کربوکسیل دار- نانوذرات نقره برای آشکارسازی پرتوهای یون ساز چشمه های سزیم-۱۳۷و کبالت-۶۰ استفاده شد. تفاوت مشاهده شده در پاسخ الکتروشیمیایی الکترود مذکور در محیط آبی، قبل و بعد از تابش چشمه ها، نشان دهنده عملکرد مطلوب حسگر طراحی شده در شناسایی سوپراکسید ناشی از تابش چشمه های رادیواکتیو است.  

کلیدواژه ها:

Ionizing radiation ، Superoxide anion ، Carbon nanotubes ، Silver nanoparticles ، Electrochemical sensor ، پرتوهای یون ساز ، آنیون سوپراکسید ، نانولوله های کربنی ، نانوذرات نقره ، حسگر الکتروشیمیایی