Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application properties and microscopic analysis of elastomer samples cross-linked by gamma radiation

Bonato Jasminka

Zeszyty Naukowe Politechniki Morskiej w Szczecinie

|

2024

|

nr 78 (150)

15--21

EN

Natural rubber is an important industrial material derived from caoutchouc trees (Hevea Brasiliensis). By chemical composition, it is a polymer material that is mostly cis-1,4-polyisoprene. It falls into the category of elastomers, which enables its wide usage due to its specific characteristics. Polymer materials include plastic, rubber, and glue and are the most important technical materials. Rubbers are used in the production of conveyor belts, shock absorbers, coatings, fenders, engines, and device parts. They are also used in composite materials such as threads, particles, and matrix materials. By analyzing the properties of natural rubber, the subject of the research is defined, i.e., the characterization of natural rubber samples and their connection with macroscopic properties. In accordance with the subject of the research, in this paper, tests are carried out on samples of natural rubber, which are obtained in the form of thin films from latex and cross-linked by gamma radiation. A total dose of 300 kGy is applied to the samples in the state of uniaxial deformation. In this sense, a hypothesis is put forward that involves examining the influence of radiation dose on the morphology of natural rubber samples using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectrometry (EDX). The investigation aims to emphasize the importance of the method in acquiring a comprehensive characterization of the material samples, which are used both in maritime areas and in other fields of application.

2

CBRN threats to Ukraine during the russian aggression: mitigating gamma radiation hazards-innovative countermeasures and decontamination strategies in the context of potential destruction of the Zaporizhzhia Nuclear Power Plant

Szklarski Łukasz

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2023

|

Nr 87

143--164

EN

Abstract This paper investigates potential countermeasures to mitigate the disastrous effects of gamma radiation exposure in the event of a possible destruction of the Zaporizhzhia Nuclear Power Plant, Ukraine’s largest nuclear facility, due to escalating conflicts. The potential destruction could result in an unparalleled release of gamma radiation, posing significant threats to human health and the environment. By examining the radiological dangers of gamma radiation, past case studies of radiation exposure, current countermeasures, as well as the limitations and challenges of these strategies, we may provide a comprehensive overview of the multidimensional nature of this potential crisis. The paper also explores innovative approaches in decontamination under resource constraints, focusing on dry decontamination, the use of alternative fluids, and the effective management of decontamination effluents.

PL

Niniejsza praca bada środki zaradcze mające na celu złagodzenie skutków ekspozycji na promieniowanie gamma w przypadku ewentualnego zniszczenia Elektrowni Jądrowej w Zaporożu, największej instalacji jądrowej na Ukrainie. Potencjalne zniszczenie mogłoby skutkować uwolnieniem promieniowania gamma, stanowiąc znaczące zagrożenie dla zdrowia ludzkiego i środowiska. Badając radiologiczne zagrożenia promieniowaniem gamma, przeszłe przypadki ekspozycji na promieniowanie, obecne środki zaradcze oraz ograniczenia i wyzwania związane z tymi strategiami, dostarczamy kompleksowy przegląd wielowymiarowej natury tego potencjalnego kryzysu. Praca analizuje również innowacyjne podejścia do dekontaminacji przy ograniczonych zasobach, koncentrując się na dekontaminacji suchej, użyciu alternatywnych płynów oraz efektywnym zarządzaniu zanieczyszczeniami powstałymi w wyniku dekontaminacji.

3

Od radiacyjnej sterylizacji do modyfikacji polimerów

Głuszewski Wojciech

Postępy Techniki Jądrowej

|

2023

|

z. 3

21--27

PL

Zapotrzebowanie na tzw. zimne metody sterylizacji spowodowało, że opłacalne stało się projektowanie i budowa źródeł promieniowania jonizującego dużej mocy. Technologie radiacyjne pozwalają wyjaławiać wyroby w: dowolnej temperaturze, krótkim czasie oraz całej objętości (opakowaniu indywidulanym i zbiorczym). Działanie wiązki elektronów (EB), promieniowania gamma (γ) oraz hamowania nie pozostawia szkodliwych zanieczyszczeń. W artykule opisano, jak poszukiwania odpornych radiacyjnie tworzyw sztucznych dla zastosowań medycznych dały początek chemii radiacyjnej polimerów. Kolejnym przełomem było odkrycie zjawiska radiacyjnego sieciowania polietylenu, które współcześnie wykorzystuje się np. w: produkcji opon samochodowych, kabli elektrycznych i materiałów z tzw. pamięcią kształtu. Technologie radiacyjne rozwinęły się w kierunku bardzo zaawansowanych rozwiązań w zakresie naturalnych i syntetycznych polimerów. Przykładowo wymieniono badania nad: sieciowaniem materiałów komórkowych w produkcji wałków dylatacyjnych, modyfikację kompozytów polimerowych polipropylen(PP)/włókna konopne(HF) oraz PP/ścier drzewny.

EN

The demand for the so-called cold sterilization methods made it profitable to design and build high-power ionizing radiation sources. Radiation technologies allow sterilization of products at: any temperature, short time and the entire volume (individual and collective packaging). The action of electron beam (EB), gamma radiation (γ) and bremsstrahlung no harmful contaminants. The article describes how the search for radiation-resistant plastics for medical applications gave rise to the radiation chemistry of polymers. Another breakthrough was the discovery of the phenomenon of radiation cross-linking of polyethylene, which is currently used, for example, in the production of car tires, electric cables and materials from the so-called shape memory. Radiation technologies have developed into very advanced solutions in the field of natural and synthetic polymers. Examples include research on: cross-linking of cellular materials in the production of expansion rolls, modification of polymer composites polypropylene (PP) / hemp fibers (HF) and PP / wood pulp.

4

Mechanical design of the gamma blockers for the high-energy beam transport region of the European Spallation Source

Wojciechowski Marcin, Szymczyk Karol, Wronka Sławomir

Nukleonika

|

2023

|

Vol. 68, No. 3

77--80

EN

The European Spallation Source (ESS) is a collaboration of 13 European countries to build the world’s most powerful neutron source for research. The project, situated in the south of Sweden, is approaching the end of the construction phase, and the fi rst scientifi c results are planned for 2023. This paper gives an overview of mechanical design of the gamma blockers (GBs) in the accelerator to target (A2T) and dump line (DmpL) sections. The presence of GBs in the beam line should limit the gamma radiation emitted from the activated tungsten target and beam dump to allow the safe access of the staff to the machine. The presented design allows for effi cient operation and the same shutting time independently of the vacuum status.

5

Gamma radiation calculations and gamma blocker design for the high-energy beam transport region of the European Spallation Source

Szymczyk Karol S., Wronka Sławomir

Nukleonika

|

2021

|

Vol. 66, No. 3

99--102

EN

The purpose of this paper is to present the Monte-Carlo calculations performed to design a special element called gamma blocker (GB), necessary to stop the gamma radiation in the Accelerator-to-Target (A2T) section of European Spallation Source (ESS) linac. Very high levels of gamma radiation emitted backward from the activated target through the beam pipe could effectively block any human intervention close to the beam transport system. The residual dose rate in the linac tunnel was calculated without and with different GBs as a function of time. The fi nal GB material and dimensions are proposed.

6

Radiacyjna modyfikacja tworzyw polimerowych stosowanych w medycynie

Głuszewski Wojciech

Inżynier i Fizyk Medyczny

|

2020

|

Vol. 9, nr 3

163--167

PL

Za pomocą promieniowania jonizującego można korzystnie modyfikować właściwości materiałów polimerowych. Planując wykorzystanie naturalnych i syntetycznych polimerów w wyrobach medycznych i implantach chirurgicznych, należy pamiętać, że powinny być one wolne od wegetatywnych, przetrwalnikowych oraz zarodnikowych form mikroorganizmów. Techniki radiacyjne są unikatowymi metodami sterylizacji pozwalającymi w krótkim czasie wyjaławiać materiał w całej objętości, w dowolnej temperaturze (również warunkach kriogenicznych), w opakowaniu jednostkowym i zbiorczym. Co istotne, w odróżnieniu od tradycyjnych metod chemicznych (gazowych) działanie promieniowania jonizującego nie pozostawia szkodliwych zanieczyszczeń. Temat jest stale aktualny w związku z postępem w dziedzinie konstrukcji źródeł promieniowania jonizującego oraz pojawianiem się nowych tworzyw sztucznych. W szczególności zwrócono uwagę na radiolizę znajdujących coraz więcej zastosowań tworzyw biodegradowalnych. Jako przykład omówiono materiały komórkowe (pianki) na bazie polilaktydu (PLA) i polikaprolaktonu (PCL). W tym przypadku wielkością dawki pochłoniętej promieniowania można kontrolować (skracać) czas ich biowchłanialności. Wspomniano również o badaniach nad nowymi kompozytami typu polimer/metal wykorzystywanymi w ochronie radiologicznej, radiacyjnej polimeryzacji, którą można prowadzić bez inicjatorów i/lub katalizatorów oraz o modyfikacji powierzchni polimerów.

EN

Ionizing radiation can advantageously modify the properties of polymeric materials. When planning the use of natural and synthetic polymers in medical devices and surgical implants, it should be remembered that they should be free of vegetative, spore and spore forms of microorganisms. Radiation techniques are unique sterilization methods that quickly sterilize the material in its entire volume at any temperature (including cryogenic conditions), in unit and collective packaging. Importantly, unlike traditional chemical (gas) methods, ionizing radiation does not leave harmful contaminants. The topic is constantly relevant in connection with the progress in the field of construction of ionizing radiation sources and the emergence of new plastics. In particular, attention has been paid to the radiolysis of more and more applications of biodegradable plastics. As an example, cell materials (foams) based on polylactide (PLA) and polycaprolactone (PCL) are discussed. In this case, the amount of radiation absorbed dose can be controlled (shortened) their biosorbability time. The following were also mentioned – the research on new polymer/metal composites used in radiation protection, radiation polymerization that can be carried out without initiators and/or catalysts, and modification of polymer surfaces by tacking.

7

Spektrometryczne pomiary gamma rdzeni wiertniczych o niskiej aktywności

Skupio Rafał, Wolański Krzysztof

Nafta-Gaz

|

2019

|

R. 75, nr 6

324--329

PL

W pracy przedstawiono nową metodykę pomiarową spektrometrii gamma dla rdzeni wiertniczych reprezentowanych przez skały o niskiej aktywności. Opisano w niej części składowe nowo zaprojektowanego spektrometru wraz z dedykowanym oprogramowaniem testowym. Badania prowadzone według zaproponowanej procedury stosowane są głównie do rdzeni formacji piaskowcowych czerwonego spągowca, dla których dotychczas w Polsce nie wykonywano pomiarów gamma. Pierwsze testy na rdzeniach piaskowcowych prowadzono z wykorzystaniem standardowego spektrometru – gamma logger BGO (GL), przy wydłużonym czasie pomiarowym, co pozwoliło uzyskać zaledwie częściowe wyniki dla wybranego odcinka rdzenia. Opracowanie nowego urządzenia wykorzystującego dwa niezależnie mierzące detektory BGO, umieszczone pod kątem 90 stopni w ołowianym tunelu (aparatura GLGT) umożliwiło dwukrotne skrócenie czasu pomiarowego, poprawienie dokładności wyników oraz obniżenie poziomu detekcji dla analizowanych pierwiastków (potas, uran oraz tor). Wstępne badania porównawcze w otworze testowym ukazały różnice pomiędzy aparatem GL i GLGT. Polegały one na poprawie jakości rejestrowanych danych w szczególności dla uranu i toru, które w przypadku standardowych analiz przyjmowały wartości mniejsze od tła pomiarowego. Dodatkowe badania przeprowadzono na wzorcach kalibracyjnych w postaci walca o znanej koncentracji pierwiastków promieniotwórczych, których wyniki posłużyły głównie do oceny rozdzielczości obu metod. Seria pomiarów rdzeni z otworu J-1 pozwoliła otrzymać dokładne wyniki porównawcze z aparatów GL i GLGT, które przedstawiono na tle profilowań geofizyki otworowej oraz badań laboratoryjnych. W przypadku tego testu wyniki z aparatury GLGT wykazały się poprawą dokładności, lepszym dopasowaniem do profilowań oraz poprawą rozdzielczości pionowej w stosunku do geofizyki wiertniczej. Uzyskane wyniki pomiarów spektrometrem GLGT wykorzystano do określenia tła pomiarowego, szacunkowej rozdzielczości oraz określenia dokładnych zawartości potasu, uranu i toru w otworach archiwalnych. Wyniki końcowe przedstawiono w postaci krzywych spektrometrycznego profilowania gamma.

EN

This paper shows a new methodology of gamma spectrometry measurements dedicated to cores represented by rocks of low radioactivity. It describes the components of the newely developed spectrometer and the dedicated testing software. The measurements conducted according to the proposed procedure are mostly applied for Rotliegend formation cores, for which spectral gamma core logging has never been done before in Poland. The first tests on the sandstone cores were conducted using a standard spectrometer – gamma logger BGO (GL) with an extended measurement time, which allowed obtain partial results for chosen core interval. The construction of the new device, which uses two independent BGO detectors placed at a 90-degree angle in lead tunnel shielding (GLGT apparatus), made it possible to twice shorten the measurement time, improve the accuracy of the results, and reduce the detection limit for the analysed elements (potassium, uranium, thorium). Preliminary comparative studies performed on the core from the test borehole showed differences between gamma logger GL and the GLGT device. These differences were visible especially for uranium and thorium data, which in the case of standard (GL) surveys carried values that were lower than the measurement background. Additional measurements were carried out on calibration standards in the form of a cylinder with a known concentration of radioactive elements, the results of which were used for evaluating the core logging resolution of both methods. The series of core measurements from J-1 borehole allowed to obtain accurate comparative results from GL and GLGT devices, which were presented against well logging and laboratory analyses. In the case of this test, the results from GLGT apparatus showed an improvement in measurement accuracy, better fitting to the well logs, and a higher vertical resolution in relation to spectral gamma logs. The results of the measurements performed with a GLGT spectrometer were used to define the measurement background, the estimated resolution, as well as to define the accurate content of potassium, uranium and thorium in the archival boreholes. All the final results were presented as curves of spectral gamma logs.

8

Effect of Gamma Radiation on the Mechanical Properties of Natural Fabric Reinforced Polyester Composites

Motaleb K.Z.M. Abdul, Islam Md Shariful, Milašius Rimvydas

Fibres & Textiles in Eastern Europe

|

2019

|

Vol. 27, no. 4 (136)

88--93

EN

Two types of composites: (1) pineapple fabric reinforced polyester resin (pineapple/PR) and (2) jute fabric reinforced polyester resin (jute/PR) were prepared and the mechanical properties investigated for various gamma radiation doses ranging from 100-500 krad. Properties like tensile strength, Young’s modulus, elongation-at-break, bending strength, bending modulus and impact strength were increased significantly by 19%, 32%, 45%, 32%, 47% and 20%, respectively, at a dose of 300 krad for pineapple/PR, and by 47%, 49%, 42%, 45%, 52% and 65%, respectively, at a dose of 200 krad for the jute/PR composite in comparison to the non-irradiated composite. Gamma radiation improved the mechanical properties, but overdoses of radiation even caused a reduction in them.

PL

W pracy przygotowano dwa rodzaje kompozytów (1) żywica poliestrowa wzmocniona tkaniną ananasową (Pineapple/PR) i (2) żywica poliestrowa wzmocniona tkaniną jutową (Jute/PR), a następnie zbadano wpływ na właściwości mechaniczne kompozytów różnych dawek promieniowania gamma w zakresie od 100-500 krad. Właściwości takie jak wytrzymałość na rozciąganie, moduł Younga, wydłużenie przy zerwaniu, wytrzymałość na zginanie, moduł zginania i wytrzymałość na uderzenia zostały znacznie polepszone odpowiednio o 19%, 32%, 45%, 32%, 47% i 20% w dawce 300 krad dla Pineapple/PR, podczas gdy odpowiednio 47%, 49%, 42%, 45%, 52% i 65% w dawce 200 krad dla kompozytu Jute/PR w porównaniu z kompozytem nienapromieniowanym. Stwierdzono, że promieniowanie gamma poprawia właściwości mechaniczne kompozytów, ale przy zastosowaniu nadmiernych dawek promieniowania właściwości te ulegają pogorszeniu.

9

Archival gamma ray logs standardization by nondestructive core measurements of the low‑radioactivity rocks

Skupio Rafał, Kubik Benedyk, Wolański Krzysztof

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 6

1835--1844

EN

The present study analyzes spectral gamma ray data of low-radioactivity rock cores from Rotliegend Basin. The main goal of this research was standardization of archival gamma ray logs measured in counts per minute to American Petroleum Institute units. Selected core intervals, log data, and additional crushed samples covered three different boreholes: J-1, L-7, and K-2 from Zielona Góra Basin, localized in western Poland, where J-1 was a reference borehole. Core measurements were performed on the sandstone and conglomerate formations by Gamma Logger GT spectrometer, which uses two scintillation detectors containing bismuth germanate crystals. In the cores, real concentrations of potassium, uranium, and thorium were acquired what enabled to calculate total content of radioactive elements and total uninfluenced by uranium. Delivered new total GR_GLGT curve from cores allowed accurate standardization of archival GR curves from L-7 and K-2 boreholes. Presented results showed a very good correlation between logs, core data, and laboratory analyses. These data allow precise shale volume reinterpretation.

10

Analysis of influence of environmental conditions and natural gamma radiation for radon concentration measurements

Skupio R., Kowalska S., Jankowski L.

Nafta-Gaz

|

2018

|

R. 74, nr 8

584--591

EN

The influence of environmental conditions and natural gamma radiation of rocks nearby measurement points has been introduced in this paper to radon concentration measurements in soil air. Our studies helped to assess anomalies caused by major tectonic zones that occurring in the Carpathians. These anomalies, can be used for interpretation and location of potential zones for oil and gas industry. Environmental tests had to be conducted because of the introduction of new measurement methodology within evaluation of statistical measurement errors and specific tests conditions. Stationary work was carried out in a limited area nearby Bagrowa st., Krakow, fieldwork was carried out at the Cergowa Mountain–Krosno profile. The conducted research did not show the influence of air humidity, precipitation, air temperature, air pressure and natural radioactive elements (K-40, U-238 and Th232) on the measured radon anomalies. In this study RAD7 spectrometer with a soil probe was used.

PL

W pracy przedstawiono wpływ warunków środowiskowych i naturalnej promieniotwórczości skał występujących w otoczeniu punktów pomiarowych, na wyniki badań koncentracji radonu w powietrzu glebowym. Badania radonu pozwalają na identyfikację anomalii powodowanych występowaniem głównych stref uskokowych w Karpatach, co może pomóc wyznaczyć lokalizację występowania obszarów o potencjale dla poszukiwań przemysłu naftowego. Konieczność przeprowadzenia testów związana jest z opracowaniem nowej metodyki, która wymagała oceny błędów pomiarowych oraz warunków, w jakich należy prowadzić badania. Prace stacjonarne wykonane zostały w obrębie ograniczonej powierzchni w Krakowie przy ul. Bagrowej, prace terenowe przeprowadzono na profilu Góra Cergowa–Krosno. Badania nie ukazały wpływu wilgotności powietrza, opadów atmosferycznych, temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego oraz naturalnych pierwiastków promieniotwórczych (K-40, U-238, Th-232) na mierzone anomalie radonowe. Do przeprowadzenia badań wykorzystano aparaturę badawczą w postaci spektrometru RAD7 wraz z sondą do pomiarów gazu w powietrzu glebowym.

11

Chemia radiacyjna jako źródło unikatowych technologii syntezy i modyfikacji polimerów

Głuszewski W.

Postępy Techniki Jądrowej

|

2017

|

z. 4

21--25

PL

Nawiązując do obchodzonej w tym roku 150. rocznicy urodzin Marii Skłodowskiej-Curie przypominam publikację, która dała początek radiacyjnej sterylizacji wyrobów medycznych jednorazowego użytku. W pracy tej uczona zwróciła również uwagę na heterogoniczny charakter oddziaływania promieniowania jonizującego na materię. Dopiero współcześnie posługując się modelem gniazd jonizacji wyjaśniono otrzymane eksperymentalnie krzywe radiacyjnej inaktywacji. Pierwotne procesy zachodzące w gniazdach jonizacji są nadal obiektem badań. W szczególności dyskutowane są mechanizmy zjawiska ochronnego obserwowanego w chemii radiacyjnej związków organicznych. Tłumaczone jest ono zarówno przeniesieniem wolnego rodnika jak i energii lub ładunku. Prowadzone przy nas badania skłaniają do stwierdzenia, że najbardziej prawdopodobny jest mechanizm wędrówki stanu wzbudzonego (energii). W ten sposób można wytłumaczyć raczej mało prawdopodobne spotkanie się dwóch makrorodników w procesie radiacyjnego sieciowania. Zwracam uwagę na rolę gniazd wielojonizacyjnych w radiolizie tworzyw polimerowych. Również w tym przypadku eksperymentalnie potwierdzono ochronne działanie związków aromatycznych. Benzen i jego pochodne oraz wyższe węglowodory aromatyczne mogą częściowo rozpraszać energię deponowaną w gniazdach o dużym LET (linear energy transfer). Warto podkreślić, że znakomita większość naturalnych i syntetycznych antyoksydantów to związki aromatyczne. Unikatowe cechy obróbki radiacyjnej wynikają ze stosunkowo prostego, wydajnego i łatwego w kontroli sposobu tworzenia wolnych rodników. Z tego powodu relatywnie kosztowne techniki radiacyjne znajdują liczne zastosowania.

EN

Referring to the celebrated 150th anniversary of Marii Skłodowskiej-Curie birthday this year, I recall a publication that gave rise to the radiation sterilization of disposable medical devices. In this work, the scholar also drew attention to the heterogeneous nature of the impact of ionizing radiation on matter. Only now, using the model of the ionization spurs, the experiments have been performed on radiation inactivation curves. Primary processes occurring in ionization nests are still subject to investigation. Particularly discussed are the mechanisms of the protective phenomenon observed in the radiation chemistry of organic compounds. It is translated both by the transfer of free radicals and energy or by charge. The research conducted by us suggests that the most likely mechanism is the travel of the excited state (energy). In this way, it is possible to explain the rather unlikely encounter of two radicals in the radiation crosslinking process. I would like to point out the role of multi-ionization spurs in the radiolysis of polymer materials. Also in this case, the protective effect of the aromatic compounds was experimentally confirmed. Benzene and its derivatives and higher aromatic hydrocarbons may partially dissipate the energy deposited in large LET spurs. It is important to note that the vast majority of natural and synthetic antioxidants are aromatic compounds. The unique features of the radiation treatment result from a relatively simple, efficient and easy to control how to create free radicals. For this reason, relatively expensive radiation techniques find many applications.

12

Radiation activities and application of ionizing radiation on cultural heritage at ENEA Calliope gamma facility (Casaccia R.C., Rome, Italy)

Baccaro S., Cemmi A.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 4

261--267

EN

Since the 1980s, research and qualification activities are being carried out at the 60Co gamma Calliope plant, a pool-type irradiation facility located at the Research Centre ENEA-Casaccia (Rome, Italy). The Calliope facility is deeply involved in radiation processing research and on the evaluation and characterization of the effects induced by gamma radiation on materials for different applications (crystals, glasses, optical fibres, polymers and biological systems) and on devices to be used in hostile radiation environment such as nuclear plants, aerospace and high energy physics experiments. All the activities are carried out in the framework of international projects and collaboration with industries and research institutions. In the present work, particular attention will be paid to the cultural heritage activities performed at the Calliope facility, focused on two different aspects: (a) conservation and preservation by bio-deteriogen eradication in archived materials, and (b) consolidation and protection by degraded wooden and stone porous artefacts consolidation.

13

Application of gamma radiation and physicochemical treatment to improve the bioactive properties of chitosan extracted from shrimp shell

Aktar J., Hasan Z., Afroz T., or-Rashid H., Pramanik K.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 4

245--251

EN

The aim of this study is to exploit a suitable chitosan extraction method from the chitin of indigenous shrimp shells by employing different physicochemical treatments and to improve different bioactive properties of this extracted chitosan (CS) by applying gamma radiation. Chitin was prepared from shrimp shell by pretreatment (deproteination, demineralization and oxidation). Chitosan was extracted from chitin by eight different methods varying different physicochemical parameters (reagent concentration, temperature and time) and assessed with respect to the degree of deacetylation, requirement of time and reagents. The method where chitin was repeatedly treated with 121°C for 30 min with 20 M NaOH, produced the highest degree of deacetylation (DD) value (92%) as measured by potentiometric titration, with the least consumption of time and chemicals, and thus, selected as the best suitable extraction method. For further quality improvement, chitosan with highest DD value was irradiated with different doses (i.e., 5, 10, 15, 20 and 50 kGy) of gamma radiation from cobalt-60 gamma irradiator. As the radiation dose was increased, the molecular weight of the wet irradiated chitosan, as measured by the viscosimetric method, decreased from 1.16 × 105 to 1.786 × 103 , 1.518 × 103 , 1.134 × 103 , 1.046 × 103 and 8.23 × 102 dalton, respectively. The radiation treatment of chitosan samples increased the antimicrobial activity signifi cantly in concentration dependent manner on both gram-positive (Staphylococcus aureus) and gram-negative (Escherichia coli) bacteria, as determined by the well-diffusion method. Four to fi ve percent wet chitosan treated with a radiation dose range of 5.0–10.0 kGy rendered the highest antimicrobial activity with least energy and time consumption. Solubility, water binding capacity (WBC) and fat binding capacity (FBC) also improved due to irradiation of chitosan.

14

Pomiar gamma-gamma oraz komputerowa tomografia rentgenowska na rdzeniach wiertniczych skał osadowych

Skupio R., Dohnalik M.

Nafta-Gaz

|

2017

|

R. 73, nr 8

571--582

PL

Metody badawcze wykorzystujące absorpcję promieniowania elektromagnetycznego zostały zastosowane do ciągłych pomiarów gęstości rdzeni wiertniczych pobranych ze skał różniących się litologią oraz właściwościami petrofizycznymi. Pomiary gamma-gamma oraz tomografia komputerowa pozwalają na rejestrację profilu zmian gęstości z dużą rozdzielczością, bez ingerencji w analizowany materiał – metody nieinwazyjne. Zastosowanie badań całych rdzeni pozwoli na wprowadzenie oszczędności w budżetach firm poszukiwawczych, które często ograniczają rdzeniowanie, a przez to pomiary laboratoryjne do minimum. W przypadku występowania w badanych rdzeniach cienkich wkładek skał o odmiennej litologii, szczelin oraz żyłek kalcytowych – analizy wykonane na całym dostępnym materiale znacznie zwiększą możliwości interpretacyjne geofizyki otworowej. Do przeprowadzenia badań wykorzystano spektrometr gamma z aplikacją do pomiarów gęstości elektronowej (gamma logger core density – GLCD) oraz medyczny tomograf komputerowy z aplikacją konwertującą pliki graficzne na ciągły profil zmian gęstości wyrażonej w jednostkach Hounsfielda (computed tomography core density – CTCD). W pracy przedstawiono metodykę rejestracji parametrów oraz interpretację otrzymanych wyników.

EN

Methods based on electromagnetic radiation absorption were applied to continuous density measurements, on rock cores of diverse lithology and petrophysical properties. Non-destructive techniques such as gamma-gamma and computed tomography measurements, allow for high resolution density core logging. Application of the proposed methods to whole core studies, helps with saving budget of companies, that reduces coring and laboratory measurements to minimum. In case of the occurrence of thin layers with different lithology, fractures or calcium veins, analysis performed on the entire available material will significantly increase the capabilities of well logging interpretation. To perform the tests, gamma spectrometer with bulk density application (gamma logger core density – GLCD) and medical tomography with an application which converts image files to continuous profile of density changes expressed in Hounsfield units (computed tomography core density – CTCD) were used. In this study the measurement method and the results interpretation technique were presented.

15

Needle detector of X-ray and gamma radiation

Domański G., Szabatin R., Brzeski P., Konarzewski B.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2017

|

T. 7, nr 1

121--124

EN

The article presents the developed structure of the novel needle proportional gas detector (NPC – Needle Proportional Counter) used for the detection of X-rays and gamma rays. The advantage of the detector is its simple mechanical construction and the possibility of detection of incident radiation in a direction parallel to the needle. The measured energy spectrum of the isotope Fe-55 by means of the developed detector is presented.

PL

Artykuł przedstawia opracowaną konstrukcję nowego typu gazowego detektora igłowego, służącego do detekcji promieniowania X i gamma. Zaletą detektora jest jego prosta konstrukcja mechaniczna i możliwość detekcji promieniowania w kierunku równoległym do igły. Zmierzono widmo energetyczne izotopu Fe-55 opracowanym detektorem.

16

Microdamage distribution in fatigue fractures of bone allografts following gamma-ray exposure

Presbítero G., Hernandez-Rodríguez M. A. L., Contreras-Hernandez G. R., Vilchez J. F., Susarrey O., Gutiérrez D.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2017

|

Vol. 19, no. 4

43--53

EN

Although clear evidence of significant differences in bone properties have been extensively studied, results vary under the ranges usually used for sterilization purposes (25-35 kGy). Hence, the aim of this work was the study of the mechanical properties and microdamage development of human bones used as allografts following gamma-ray exposure, followed by an extensive statistical analysis of microdamage effects in fatigue behaviour. Methods: Specimens of the cortical region of human femurs were exposed to 15-25 kGy and 26-30 kGy radiation levels, then they were subjected to compression fatigue tests until fracture. The fatigue life was determined in relation to the radiation level, and the evolution of microdamage was assessed through fluorescence microscopy in order to calculate characteristic lengths of microcracks. Results: Significant differences in fatigue life were detected (p < 0.05) between non-radiated (control) and radiated specimens, resulting in a drastic 89.2% fatigue life reduction of the 15-25 kGy group, and 95.3% in the 26-30 kGy group in comparison to the control. Microdamage analysis showed a considerable increase in microcrack lengths when bone was exposed to gamma radiation, which may indicate that bones used as allografts could fracture at some point when subjected to in vivo loading conditions. Conclusions: The results of our research indicate that, even if a range of 15-25 kGy is suggested to sterilize bone allografts, such practice needs to be reconsidered. In addition, with use of Weibull distribution, this work describes the conditions in which microcracks grow towards the fracture of bones in relation to the decrease in their mechanical properties.

17

Spectrometric gamma radiation of shale cores applied to sweet spot discrimination in Eastern Pomerania, Poland

Skupio R., Barberes G.

Acta Geophysica

|

2017

|

Vol. 65, no. 6

1219--1227

EN

This paper describes the application and calculation of hydrocarbon anomalies in two different boreholes located in Eastern Pomerania (northern Poland). Spectrometric data from borehole geophysical probe (borehole 1) and portable gamma logger (borehole 2) were used to analyze shale formations. The results from borehole 1 presented a statistically significant, moderate correlation between calculated hydrocarbon anomalies and hydrocarbon saturation data obtained from well log interpretation. Borehole 2 has been analyzed focusing on the gamma radiation of the core samples, and the positive results of borehole 1. Hydrocarbon anomalies calculated from spectral gamma radiation are reliable indicators of sweet spots, based solely on a cursory evaluation of core measurements. These preliminary information acquired from gamma-ray measurements could help increase sampling precision of further geochemical analysis.

18

Zawartość gamma radionuklidów pochodzenia naturalnego i sztucznego w glebach w powiecie puławskim

Isajenko K. A., Łukaszek-Chmielewska A., Bednarek M., Zielicz A., Smolarkiewicz M., Zwęgliński T.

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2016

|

Nr 60 (4)

41--57

PL

Środowisko przyrodnicze ulega zanieczyszczeniom chemicznym, w tym także pierwiastkami promieniotwórczymi. Pewna grupa pierwiastków obecna jest w skorupie ziemskiej od momentu jej powstania i towarzyszy nam do dnia dzisiejszego. Pierwiastki te stanowią grupę naturalnych izotopów promieniotwórczych, do których zalicza się m.in. 40K, 238U, 235U i 232Th. Oprócz tego typu pierwiastków promieniotwórczych, środowisko przyrodnicze może ulegać skażeniom radioizotopami, takimi jak: 137Cs, 134Cs, 90Sr, 239+240 Pu lub 241Am itp., powstającymi wskutek działalności człowieka. Głównym źródłem ich obecności są awarie reaktorów jądrowych, przeróbka i składowanie paliwa jądrowego oraz zastosowanie metod jądrowych w przemyśle i medycynie. Zanieczyszczenia antropogeniczne środowiska przyrodniczego są jednym z głównych zagrożeń gleb Polski, ponieważ gleba pełni rolę buforu gromadzącego substancje chemiczne zarówno pochodzenia naturalnego, jak i antropogenicznego. Jak wynika z danych przedstawionych w Raporcie Rocznym z 2011 roku, przygotowanym przez Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR) średnie stężenie 137Cs w powierzchniowej warstwie gleby w Polsce jest ciągle podwyższone (powyżej 1 kBq/m2) i wynosi 1,93 kBq/m2 w związku z powyższym wymaga stałego monitorowania. W artykule przedstawiono zachowanie się radionuklidów naturalnych i sztucznych w glebach w okolicy Zakładów Azotowych Puławy. Do tej pory gleby na tym obszarze badane były pod kątem skażeń chemicznych, a nie radiologicznych. Omówiono również koncentracje radionuklidów naturalnych i sztucznych takich jak: 210Pb, 137Cs, 40K, 228Ac w pionowym profilu glebowym, metodą spektrometrii promieniowania gamma przy użyciu detektora germanowego. Na podstawie przeprowadzonych pomiarów stwierdzono, że stężenie sztucznego izotopu 137Cs w glebie jest niższe od zawartości naturalnych izotopów 40K czy 210Pb.

EN

The natural environment is exposed to pollution with chemical substances including radioactive elements. Certain class of elements has been in the earth’s crust since its formation and they have been up to this day. These elements form a group of natural radioactive isotopes which include 40K, 238U, 235U and 232Th. In addition to this type of radioactive elements the natural environment can be polluted with radioisotopes such as 137Cs, 134Cs, 90Sr, 239+240Pu or 241Am, which are released as a consequence of human activity. The main source of these elements are nuclear reactor incidents, processing and storing nuclear fuels as well as the use of nuclear methods in the industry and in medicine. The pollution due to human activity is one of the main hazards to the soil in Poland, because soil serves as a buffer which stores chemical substances both of natural origin and of anthropogenic origin. The data in the Annual Report from year 2011 prepared by the Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej (CLOR, Central Laboratory for Radiological Protection) shows that the average concentration of 137Cs in the surface layer of soil in Poland is still elevated (over 1 kBq/m2) and equal 1,93 kBq/m2 thus requiring constant monitoring. That is why the paper describes the behavior of radionuclides of natural origin and of anthropogenic origin in the soil surrounding the Zakłady Azotowe Puławy (factory of nitrogen derivatives near Puławy, Poland). So far the soil in this area has been examined in terms of chemical pollution but not in terms of radiological pollution. In this article we present the results about the concentration of radionuclides of natural and anthropogenic origin such as 210Pb, 137Cs, 40K, 228Ac in the vertical soil structure using the method of gamma radiation spectroscopy and a germanium detector. Our data has shown that the concentration of the artificial isotope 137Cs in the examined soil is lower than the concentration of the natural isotopes 40K or 210Pb.

19

Natural background gamma radiation in the urban space of Walbrzych

Nowak K.

Proceedings of ECOpole

|

2016

|

Vol. 10, No. 1

47--56

EN

Walbrzych is the second most populous city of dolnoslaskie voivodeship, with the population of over 117 000 inhabitants. It is one of the largest cities within the Sudety Mountains with the area of approximately 85 km2. From the geological point of view it is situated at the junction of three units: the Gory Sowie Massif, the Swiebodzice Basin and the Intra-Sudetic Basin. Each of this unit consists of various rocks which are characterised by various natural radionuclides content, resulting in various gamma dose rates in air within Walbrzych area. The landscape of the city largely is formed by an anthropogenic activity, mainly coal mining. Within the city there are thirty two heaps of wastes after the coal mining. The gamma spectrometric research of natural background gamma radiation in the urban space of Walbrzych was carried out. In situ measurements were performed by means of portable gamma spectrometer RS 230 with a BGO detector and dimensions of 259 mm × 81 mm × 96 mm. The device displays potassium K [%], equivalent uranium eU [ppm] and equivalent thorium eTh [ppm] contents, as well as absorbed gamma dose rate in air at the height of 1 meter generated by these radionuclides [in nGy/h]. The investigations were divided into two stages. In the first one, the content of K, eU and eTh in various types of rocks was examined. Measurements were performed on 14 outcrops of various aged rocks within all the three units (from Proterozoic gneisses of the Gory Sowie Massif to Pleistocene sands and gravels covering the Swiebodzice Basin) and on a heap. In the second stage the spatial distribution of natural radionuclides and gamma dose rate within the city was examined. Forty measurements were performed in the nodes of regular grid with the mesh size of 1.5 km. Taking into account that gamma dose rate in air mostly is formed by radionuclides present in the top 30-centimetres ground surface, the type of material covering the ground in measurement points was noted. Performed investigations showed that among rocks occurring within Walbrzych city, late Carboniferous trachyandesites, outcropping in the old quarry in Podgorze II district (the Intra-Sudetic Basin), were the most radioactive. The mean content of K, eU and eTh was 3.8%, 4.0 and 18.3 ppm, respectively which generated absorbed gamma dose rate equal to 121.2 nGy/h. Late Carboniferous conglomerates and sandstones of the Glinik Formation (the Intra-Sudetic Basin) are characterised by the lowest radioactivity. The mean content of K, eU and eTh was 0.6%, 1.5 and 5.1 ppm, respectively which generated absorbed gamma dose rate equal to 29.6 nGy/h. The analysis of spatial distribution of absorbed gamma dose rate showed that Srodmiescie district and the vicinity of Ksiaz Castle are characterised by the highest natural background gamma radiation. Absorbed dose rates with values of over 100 nGy/h were noted in places where the ground was covered by granite cobblestone. The lowest natural background gamma radiation was observed in points situated on the outskirts of the city, in places with relatively natural soils.

PL

Wałbrzych jest drugim najludniejszym miastem województwa dolnośląskiego, liczącym ponad 117 tys. mieszkańców. Jest jednym z największych miast Sudetów, o powierzchni ok. 85 km2. Pod względem geologicznym leży na styku trzech jednostek geologiczno-strukturalnych: bloku sowiogórskiego, depresji Świebodzic oraz niecki śródsudeckiej. Każdą z tych jednostek budują różnorodne skały, charakteryzujące się zróżnicowaną zawartością naturalnych pierwiastków promieniotwórczych, co sprawia, że moc dawki promieniowania gamma w powietrzu pochodząca od naturalnych radionuklidów rozproszonych w skałach podłoża i glebie waha się w szerokich granicach na terenie Wałbrzycha. Krajobraz miasta w dużej mierze ukształtowany jest przez działalność człowieka. Pozostałością po eksploatacji węgla kamiennego są 32 hałdy. Przeprowadzono gamma spektrometryczne badania naturalnego tła promieniotwórczego w przestrzeni miejskiej Wałbrzycha. Pomiary in situ były wykonywane przy pomocy przenośnego spektrometru gamma RS 230 o wymiarach 259 mm × 81 mm × 96 mm, wyposażonego w detektor BGO. Urządzenie podaje zawartość potasu K [%] oraz równoważne zawartości uranu eU [ppm] i toru eTh [ppm], a także moc dawki pochłoniętej w powietrzu na wysokości 1 metra generowanej przez te radionuklidy [nGy/h]. Badania składały się z dwóch etapów. W pierwszym zbadano zawartość K, eU i eTh w różnych typach skał podłoża, wykonując pomiary na 14 wychodniach różnowiekowych skał w obrębie trzech jednostek geologiczno-strukturalnych (od proterozoicznych gnejsów bloku sowiogórskiego po plejstoceńskie piaski i żwiry pokrywające depresję Świebodzic) oraz na hałdzie odpadów powęglowych. W drugim etapie zbadano przestrzenny rozkład zawartości naturalnych radionuklidów oraz mocy dawki promieniowania gamma na terenie miasta, wykonując 40 pomiarów w węzłach regularnej siatki o wielkości oczek 1,5 km. Uwzględniając fakt, że moc dawki promieniowania gamma w powietrzu kształtują głównie radionuklidy znajdujące się w 30-centymetrowej wierzchniej warstwie podłoża, zanotowano rodzaj pokrycia gruntu w badanych punktach. Przeprowadzone badania wykazały, że wśród skał występujących na terenie Wałbrzycha najbardziej radioaktywne są późnokarbońskie trachyandezyty odsłaniające się w starym kamieniołomie w dzielnicy Podgórze II (niecka śródsudecka). Zawartość K, eU i eTh wynosi średnio 3,8%, 4,0 i 18,3 ppm, odpowiednio, generując moc dawki pochłoniętej w powietrzu równą 121,2 nGy/h. Najniższą radioaktywnością charakteryzują się późnokarbońskie zlepieńce i piaskowce formacji z Glinika (niecka śródsudecka). Zawartość K, eU i eTh wynosi średnio 0,6%, 1,5 i 5,1 ppm, odpowiednio, generując moc dawki pochłoniętej w powietrzu równą 29,6 nGy/h. Analiza przestrzennego rozkładu mocy dawki pochłoniętej wykazała, że najwyższym tłem promieniowania gamma charakteryzuje się dzielnica Śródmieście oraz rejon zamku Książ. Moc dawki pochłoniętej o wartości ponad 100 nGy/h odnotowano w miejscach, w których grunt pokryty został kostką granitową. Najniższe tło promieniowania gamma zaobserwowano natomiast w punktach znajdujących się na obrzeżach miasta, w miejscach występowania względnie naturalnej gleby.

20

Ocena efektywności nowej generacji betonów osłonowych przed promieniowaniem jonizującym w oparciu o pomiary we wzorcowych polach promieniowania

Piotrowski T., Gryziński M. A.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2016

|

z. 63, nr 1/I

141--148

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów właściwości osłonowych przed promieniowaniem jonizującym (gamma i neutronowym) betonów zwykłych i ciężkich, które poddano dodatkowej modyfikacji materiałowej przy użyciu wyselekcjonowanych dodatków. Pomiary wykonywano we wzorcowych polach promieniowania gamma (źródło Cs-137 i Co60) oraz promieniowania neutronowego (źródło Pu-Be). Na podstawie wyznaczonych wartości grubości HVL i TVL potwierdzono skuteczność betonów ciężkich jako osłon przed promieniowaniem gamma oraz dokonano oceny modyfikacji materiałowych w celu poprawy osłonności. Efektywnymi dodatkami zarówno wobec promieniowania gamma jak i neutronowego okazał się zarówno tlenek gadolinu jak i dyspersja polimerowa.

EN

The article presents the results of measurements of the properties of shielding against ionizing radiation (gamma and neutron) of ordinary and heavy-weight concrete, which were subjected to additional material modification with selected additives. Measurements were performed in the standard gamma radiation (source of Cs-137 and Co60) and neutron radiation (source Pu-Be) fields. Based on the determined values of HVL and TVL, the efficiency against gamma radiation of heavy-weight concrete was confirmed, and material modifications in order to improve neutron shielding was evaluated. Effective additions to both for the gamma and neutron radiation was gadolinium oxide and polymer dispersion as well.