PROMPT GAMMA ANALYSIS OF SOIL AND WATER SAMPLES FOR ENVIRONMENTAL STUDIES. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF e-print.pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه الدراسة، تم استخدام أشعة غاما الفورية لتحليل محتوى العناصر في عينات المياه الملوثة بالزئبق والكروميوم والنيكل والبورون والكادميوم والكلور وعينات التربة الملوثة بالمشتقات النفطية. تم تحليل محتوى هذه العناصر السامة وكذلك الهيدروكربونات الناتجة عن المشتقات النفطية بسبب تأثيرها الضار على البيئة. تم تحليل محتوى العناصر عن طريق اشعة غاما الفورية المنبعثة من العينات نتيجة اصطياد النيوترونات الحرارية (350 كيلوالكترون فولت) والاستطارة اللامرنة للنيوترونات الساقطة بطاقة مقدارها 14 ميجا الكترون فولت. أجريت الدراسة باستخدام مسارع جامعة الملك فهد للبترول والمعادن ومولّد النيوترونات المحمول كما تم استخدام ثلاثة أنواع من كواشف أشعة غاما؛ "لنثانوم برومايد" و "لنثانوم كلورايد" و "بزموث جرمانيت". تم تحليل محتوى الزئبق والكروميوم والنيكل والبورون والكادميوم والكلور في عينات المياه ليكون 0.15 ± 0.05 نسبة مئوية بالوزن، 1.03 ± 0.31 إلى 2.98 ± 0.91 نسبة مئوية بالوزن، 1.98 ± 0.60 إلى 3.88 ± 1.18 نسبة مئوية بالوزن، 24.4 ± 7.43 جزء في المليون، 95.6 ± 29.1 جزء في المليون ، 1.47 ± 0.45 إلى 4.20 ± 1.28 نسبة مئوية بالوزن على التوالي. في تحليل عينات التربة الملوثة بالبمشتقات النفطية، تم تحديد تركيز الكربون والسليكون والهيدروجين والأكسجين في عينات التربة الملوثة بالنفط. لقد لوحظ خلال هذه الدراسة اعتماد شدة اشعة غاما الفورية على رطوبة العينات وعلى محتوى المشتقات النفطية فيها. فبالنسبة لعينات التربة ذات تركيز سيليكون ثابت، كانت شدة أشعة غاما الفورية تتناقص مع زيادة الرطوبة وتركيز المشتقات النفطية في عينات التربة. ولقد تم استخدام طريقة "مونتي كارلو" للمحاكاة لدراسة هذه العلاقة ولقد كانت نتيجة هذه المحاكاة النظرية متوافقة تماما مع النتائج المخبرية.

English Abstract

In this study, prompt gamma analysis of Mercury, Chromium, Nickel, Boron, Cadmium and Chlorine-contaminated water samples along with petroleum-contaminated soil samples was carried out. The toxic elements and petroleum hydrocarbons (PHCs)- contaminated samples were analyzed due to their significant adverse effect on the environment. The samples were analyzed using Thermal Neutron Capture (TNC) and 14 MeV neutrons inelastic scattering (NIS)-based Prompt Gamma-ray Neutron Activation Analysis (PGNAA) techniques. The study was undertaken at KFUPM 350 keV accelerator and MP320 portable neutron generator laboratories using LaBr3:Ce, CeBr3 and BGO gamma ray detectors. For toxic element analysis in water samples, the minimum detection limit (MDC) of Hg, Cr, Ni, B, Cd and Cl in water samples were measured to be 0.15±0.05 wt.%, 1.03 ± 0.31 to 2.98 ± 0.91 wt.%, 1.98 ± 0.60 to 3.88 ± 1.18 wt.%, 24.4±7.43 ppm, 95.6±29.1 ppm and 1.47 ± 0.45 to 4.20 ± 1.28 wt.% respectively. In the analysis of petroleum contaminated soil samples, carbon, silicon, hydrogen and oxygen concentrations were determined in benzene-contaminated soil samples. 14 MeV neutron beam moderation effects from moisture and petroleum (benzene) contents in the soil sample were quite significant. For a soil sample with fixed silicon concentration, the intensity of silicon prompt gamma ray was decreasing with increasing moisture and petroleum concentration in the soil samples. This trend was validated through Monte Carlo simulation of the reaction. There is excellent agreement between experimental results and results of the Monte Carlo simulations.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Physics
Department:	College of Engineering and Physics > Physics
Committee Advisor:	Akhtar, Abbas Naqvi
Committee Members:	Fatah, Z. Khiari and Watheq, Ahmed Al-Basheer
Depositing User:	Fatai Ayofe Liadi /g201405000
Date Deposited:	12 Jun 2017 09:50
Last Modified:	30 Dec 2020 11:55
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140367