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Distribuição de radionuclídeos em um afloramento de sedimentos permianos da formação Iratí na Bacia do Paraná

By Ademar de Oliveira Ferreira

Abstract

Este trabalho tem o objetivo de estudar radionuclídeos naturais em rochassedimentares. A concentração destes reflete a origem dos sedimentos, o ambiente deposicional assim como algumas características mineralógicas da rocha matriz, e também eventos mais recentes como intemperismo e erosão. Utilizando a espectrometria de raios gama de alta resolução, foi calculado o perfil de concentração de atividade dos radionuclídeos naturais 226Ra, 238U, 232Th e 40K em rochas da Formação Irati pertencente à Bacia Sedimentar do Paraná. As amostras foram coletadas em uma mina de calcário abandonada, na cidade de Sapopema, (PR). Foram coletadas 24 amostras, treze do perfil vertical exposto com aproximadamente 5,50 m, cuja estratigrafia é representada por uma alternância entre camadas decimétricas de calcários, folhelhos betuminosos, e algumas camadas de ritmitos (lâminas milimétricas de calcário e folhelho betuminoso), 8 alicotas de uma amostra para estudar a sua variabilidade, e três amostras de rigolitos em estágios seqüenciais de intemperização. Cada amostra foi seca ao sol durante cerca de 48 horas, britada, peneirada em uma peneira de 4 mm e selada em um recipiente cilíndrico. As medidas foram realizadas utilizando um detector de Germânio Hiper Puro (HPGe) com eficiência relativa de 66 %, conectado a uma cadeia eletrônica padrão de espectrometria gama. As concentrações de atividade de 238U medidas foram menores para os calcários (17,80 ± 0,09 Bq.Kg-1), maiores para os folhelhos (125,5 ± 2,6 Bq.Kg-1), com enriquecimento de urânio na amostra (200), 548 ± 16 Bq.Kg-1, topo do paredão, e intermediárias para os ritmitos (23,0 ± 1,3 Bq.Kg-1). A razão eTh/K, medida do perfil estudado tem valores parecidos, indicando características mineralógicas semelhantes para os calcários, folhelhos, ritmitos e rigolitos estudados. Por outro lado a razão eTh / eU mostrou que duas das três amostras de regolitos pertencem a ambientes oxidantes, favorecendo a lixiviação do urânio, o que pode estar causando o enriquecimento da amostra (200), uma vez que estes solos estão acima do paredão. As taxas de doses médias medidas foram de 16 nGy.h-1 para os calcários e ritmitos, 79,5 nGy.h-1 para os folhelhos e 329,5 nGy.h-1 para o folhelho enriquecido do topo do paredão. Estes resultados fornecem dados para a estimativa da contribuição destes produtos para a dose de radiação recebida pelo público em geral, além de banco de dados para estudos mineralógicos e geofísicos da Bacia do Paraná.The objective of this work is to study natural radionuclides in sedimentary rocks. The concentration of them reflects the origin of the sediments, the deposicional environment as well as some mineralogical characteristics of the rock matrix, and also more recent events as weathering and erosion. Using gama ray high resolution spectrometry, the profile of activity concentration of the natural radionuclídeos was assessed for 226Ra, 238U, 232Th e 40K in rocks of the Irati Formation belonging to Paraná Sedimentary Basin. The samples were collected at a limestone abandoned mine, in the city of Sapopema, (PR). 24 samples were collected, eleven from the exposed vertical profile with approximately 5.50 m, whose stratigraphy is represented by an alternation among decimetrics layers of limestones, bituminous shales, and some rhythmits layers (milimetrics sheets of limestone and bituminous shales), 9 repetitions of a sample to study the variability, and three rigolits samples in sequential apprenticeships of weathering. Each sample was dried in the sun during about 48 hours, broken, drizzled in a sieve of 4 mesh and put, in a cylindrical container. The measures were accomplished using a Germanium Hiper Pure detector (HPGe) with relative efficiency of 66%, connected to a standard spectrometry electronic chain. The measured concentrations of activity of 238U were smaller for the limestones (17.80 ± 0.09 Bq.Kg-1), larger for the bituminous shales (125.5 ± 2.6 Bq.Kg-1), with enrichment of uranium in the sample (200), 548 ± 16 Bq.Kg-1, upper part of the column), and intermediate for the rhythmits (23.0 ± 1,3 Bq.Kg-1). The ratio eTh/K obtained for the studied profiles has equivalent values, indicating similar mineralogical characteristics for the limestones, bituminous shales, rhythmits and studied rigolits. On the other hand, to the ratio eTh/eU showed that two of the three regolits samples belong to oxidizer atmospheres, favoring the leaching of uranium, what can be causing the enrichment of the sample (200), once these soils are above the column. The average measured doses were 16 nGy.h-1 for the limestones and rhythmits, 79.5 nGy.h-1 for the bituminous shales and 329.5 nGy.h-1 for the enriched bituminous shales of the top of the column. These results supply data to estimate the contribution of these products for the radiation dose received by the public in general, besides of database for mineralogical and geophysical studies of the Paraná Basin

Topics: Espectrometria de raio gama, Física nuclear, Rochas sedimentares, Meio-ambiente - Radiação, Gamma ray spectrometry, Nuclear physics, Sedimentary rocks, Environment - Radiation
Publisher: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Física.
Year: 2008
OAI identifier: oai:agregador.ibict.br.BDTD_UEL:oai:uel.br:vtls000127892
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