Türkiye'de farklı sektörlerde katkı ham maddesi olarak kullanılan bentonit mineralinin kimyasal ve radyometrik karakterizasyonu

Abstract

Bentonit minerali; alüminyum, sodyum ve potasyum açısından zengin, yumuşak, gözenekli ve kolay şekillendirilebilen ve soğurucu (emici) bir malzemedir. Bentonitler, çeşitli endüstrilerde (seramik, kozmetik, boya, tekstil, döküm, inşaat vb.) sondaj çamuru, cevher peletleme, absorban, adsorban, ağartma maddesi, su empedansı, kaplama, ham madde veya dolgu malzemesi olarak kullanılmaktır. Bentonitlerin bu sektörlerde etkin ve verimli kullanımı, kimyasal bileşenlerine bağlıdır. Bu çalışmada, Türkiye'nin farklı coğrafi bölgelerinde bulunan yirmi bir ocaktan toplanan bentonit örnekleri; bentonit ocaklarının doğal radyonüklit, majör ve minör element dağılımlarını belirlemek amacıyla analize tabi tutuldu. Bentonitlerin, inşaat sektöründe ham madde olarak kullanılmasına eşlik eden ve ocaklarda çalışanların maruz kalabileceği radyolojik riskler; aktivite derişim indisi (I), açık ortamda soğurulan gama doz hızı (DRI) ve karşılık gelen yıllık etkin radyasyon dozu (EI); kapalı ortamda soğurulan gama doz hızı (DRO) ve karşılık gelen yıllık etkin radyasyon dozu (EO) ve yaşam boyu kanser riski (CR) hesaplanarak değerlendirildi. Bentonit örneklerinde gama-ışını spektrometrik yöntemi kullanılarak ölçülen 226Ra, 232Th ve 40K radyonüklitinin ortalama aktivite derişimi, sırasıyla 50,3 ± 4,7 Bq/kg, 76,2 ± 3,9 Bq/kg ve 372,8 ± 18,6 Bq/kg olarak bulundu. 226Ra, 232Th ve 40K'ın en büyük aktivite derişim değerleri, sırasıyla Konya, Edirne ve Tokat ilindeki ocaklarda ölçüldü. Bentonit örneklerinde, enerji dağılımlı X-ışını floresans spektrometrik yöntem ile analiz edilen SiO2, Al2O3, CaO, Fe2O3, MgO, Na2O, K2O, TiO2, SO3, P2O5 ve MnO oksidinin ortalama derişimi, sırasıyla %54,12; %15,24; %4,65; %4,36; %3,25; %2,78; %1,40; %0,58; %0,35; %0,20 ve %0,10 olarak bulundu. En yüksek SiO2 ve Fe2O3 derişimi Ordu ve Çorum’da, en yüksek K2O, SO3, Na2O ve CaO derişimleri Trabzon’da, en yüksek TiO2 derişimi Çankırı’da ve en yüksek Al2O3, MgO, P2O5 ve MnO derişimleri ise Konya’da bulunan bentonit ocaklarında analiz edildi. Her bir bentonit örneği için hesaplanan I, DRI, DRO, EI , EO ve CR’nin ortalama değerleri, sırasıyla 0,7; 159,1 nGy/h, 84,8 nGy/h, 0,2 mSv/y, 0,8 mSv/y ve 7,0 x 10-4 olarak bulundu. Radyolojik değerlendirme sonuçları, incelenen bentonitlerin yapı malzemelerinde ham madde olarak güvenle kullanılabileceğini ve bentonit ocaklarında çalışan işçiler için düşük seviyede radyolojik risk olduğunu ortaya koymaktadır.