Radioactivity Levels of Feldspar Reserves in Turkey

Abstract

Feldspar, which constitutes 60% of the earth's crust, is one of the most important mineral groups. Feldspar zones and deposits are formed by cooling and crystallization of these minerals in different shapes in different parts of magma. Feldspar reserves in many sectors of an important raw material in especiaaly ceramic, porcelain and glass industries including about 14% are in Turkey. In this sense, Turkey, is located in the rich world feldspar category in terms of reserves and has a significant share of exports. Although the evaluation of reserve resources is a priority issue of mining in the country, it is very important to know the radioactivity levels of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs isotopes contained in the raw material used in the construction of residential and business buildings. To this end, Turkey's most important zones (Aydın, Muğla, Manisa and Kırşehir)  of feldspar mine using samples obtained from the bed where radioactivity analyzes were performed. As a result of the analyzes using gamma spectrometric method, the mean activity concentrations of 226Ra, 232Th, 40K and 137Cs radioisotopes were 11.94 ± 3.8, 4.28 ± 1.7, 879.26 ± 56.3 and 1.9 ± 0.7 Bqkg-1, respectively. And than Radiological risk analysis was performed.

Keywords

• K-feldspar,Na-Feldspar,Radioactivity,Gamma spectrometer,Radium equivalent activity,Internal and external hazard indices

Türkiye’deki Feldspat Rezervlerinde Radyoaktivite Düzeyleri

Abstract

Yer kabuğunun %60’ını oluşturan feldspat, en önemli mineral gruplarındandır. Magmanın farklı kısımlarında değişik şekillerde bulunan bu minerallerin soğuyup kristalleşmesiyle feldspat zonları ve yatakları oluşmuştur. Özellikle seramik, porselen ve cam sanayinde olmak üzere birçok sektörde önemli bir ham madde olan feldspat rezervinin yaklaşık %14 ‘ü Türkiye’dedir.  Bu anlamda Türkiye, dünya feldspat rezervi açısından zengin kategorisinde yer almaktadır ve önemli bir ihracat payına sahiptir. Feldspat minerali yer kabuğu kökenli olup magmatik, metamorfik ve sedimenter kayaçların yapısında bulunur ve doğal radyasyon ihtiva eder. Rezerv kaynaklarının değerlendirilmesi ülke madenciliğinin öncelikli konularından olsa da konut ve iş yeri binalarının yapımında kullanılan ham maddenin içerdiği ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K ve ¹³⁷Cs izotoplarının radyoaktivite düzeylerinin bilinmesi insan sağlığı bakımından oldukça önemlidir. Bu amaçla Türkiye’nin en önemli feldspat zonlarının bulunduğu maden yataklarından (Aydın, Muğla, Manisa ve Kırşehir) alınan örneklerde radyoaktivite analizleri yapıldı. Gama Spektrometre Sistemi kullanılarak yapılan analizler neticesinde ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K ve ¹³⁷Cs radyoizotoplarına ait ortalama aktivite konsantrasyonlarının sırasıyla 11.94±3.8, 4.28±1.7, 879.26±56.3 ve 1.9±0.7 Bqkg^-1 olduğu tespit edildi. Bu aktivitelerden kaynaklanan radyolojik risk analizi yapıldı.

Keywords

• K-Feldspat,Na-Feldspat,Radyoaktivite,Gama spektrometre,Radyum eşdeğer aktivite,İç ve dış tehlike indisleri

References

1. [1] Kulaksız, S., Özçelik, Y. 1997. Türkiye ve ve Dünyada Feldspat Üretimi –Fiyat Değişimi ve Politikası, 2. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, 40-50.
2. [2] Turhan, Ş., Temirci , A,T., Kurnaz, A., Altıkulaç, A., Gören, E., Karataşlı, M., Kırışık, R., Hançerlioğulları, A. 2018. Natural Radiation Exposure and Radon Exhalation Rate of Building Materials Used in Turkey. Nuclear Technology and Radiaiton Protection, 33(2) 159-166.
3. [3] Akkurt, I., Akyildirim, H., Mavi, B., Kilincarslan, S., Basyigit, C., 2010. Gamma-ray shielding properties of concrete including barite at different energies. Progress in Nuclear Energy, 52(7), 620-623.
4. [4] Mavi, B., Akkurt, I., 2010. Natural radioactivity and radiation hazards in some building materials used in Isparta, Turkey. Radiation Physics and Chemistry, 79(9), 933-937.
5. [5] Günoğlu, K., Akkurt, I., 2011, December. Radiation Shielding Properties of Some Marbles in Turkey. In AIP Conference Proceedings 1400(1), 502-507.
6. [6] Uyanık, N.A., Uyanık, O., Gür, F., Aydın, İ., 2013. Natural radioactivity of bricks and brick material in the Salihli-Turgutlu area of Turkey. Environmental earth sciences, 68(2), 499-506.
7. [7] Tufan, M.Ç., Dişci, T., 2013. Natural radioactivity measurements in building materials used in Samsun, Turkey. Radiation protection dosimetry, 156(1), 87-92.
8. [8] Turhan, Ş., Arıkan, I.H., Demirel, H., Güngör, N., 2011. Radiometric analysis of raw materials and end products in the Turkish ceramics industry. Radiation Physics and Chemistry, 80(5), 620-625.

9. [9] Todorovic, N., Bikit, I., Krmar, M., Mrdja, D., Hansman, J., Nikolov, J., Forkapic, S., Veskovic, M., Bikit, K., Jakonic, I., 2015. Natural radioactivity in raw materials used in building industry in Serbia. International Journal of Environmental Science and Technology, 12(2), 705-716.
10. [10] El-Dine, N.W., El-Shershaby, A., Afifi, S., Sroor, A., Samir, E., 2011. Natural radioactivity and Rare Earth elements in feldspar samples, Central Eastern desert, Egypt. Applied Radiation and Isotopes, 69(5), 803-807.
11. [11] Maden Mühendisleri Odası, 2018 Feldspar Raporu http://www.maden.org.tr/ek.pdf (Erişim tarihi: 15 Ağustos 2018).
12. [12] Hacifazlioglu, H., Kursun, I., Terzi, M., 2012. Beneficiation of low-grade feldspar ore using cyclojet flotation cell, conventional cell and magnetic separator. Physicochemical problems of mineral processing, 48(2), 381-392.
13. [13] Kursun, I., Ipekoglu, B. 1997. Concentration of Potassium Feldspars From Granite and Syenite Rocksi. 5th Southern Hemisphere Meeting on Mineral Technology. 6-9 May, Argentina, 61-64.
14. [14] Kursun I., Ipekoglu B. 2000, Recovery of Potassium Feldspars From Granite and SyeniteRocks in Turkey. The Arabian Journal For Science and Engineering, 25 (2) 205-211.
15. [15] Bayraktar, I., Ersayın, S., Gulsoy, O. Y. 1997. Upgrading Titanium Bearing Na-Feldspar by Flotationusing Sulphonates, Succinamate and Soaps of Vegetable Oils. Minerals Engineering, 1(12), 1363-1374.
16. [16] Lewicka, E. 2010. Conditions of the feldspathic raw materials supply from domestic and foregin sources in Poland. Gospodarka Surowcami Mineralnymi. 26(4), 5-8.
17. [17] Deniz, K., Kadıoğlu, Y.K., 2018. Nefelin siyenitlerin seramik sanayinde kullanılma potansiyeli: Buzlukdağ örneği. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 24(6), 1209-1219.
18. [18] Kursun, I. 2010, Determination of Flocculation, Adsorption DesorptioCharacteristics of Na-Feldspat Concentrate with Different Polymers. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 44, 126-141.
19. [19] Burat, F. 2017. Feldispat Cevherinin Flotasyon ile Zenginleştirilmesinde Tane Boyutu Değişiminin Etkisi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(3), 205-216.
20. [20] Seyrankaya, A., 2003. Muğla–Milas Bölgesi Albit Cevherinden Ağır Minerallerin Flotasyon İle Uzaklaştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 5(3), 171-180.
21. [21] TMMOB. 2007. Stratejik Araştırmalar Merkezi Çalışmaları Feldspat Raporu.
22. [22] Temizel, İ., Yazar, A.E., Arsalan, M., Kaygusuz,A., Aslan, Z. 2018. Gölköy Yöresi (Ordu, KD Türkiye) Eosen Yaşlı I-tipi Şoşonitik Plütonların Mineral Kimyası,Tüm-Kayaç Jeokimyası ve Petrolojisi. Maden Tetkik ve Arama Dergisi. 157, 123-155.
23. [23] Hızal, M. 1997. Potasyum Feldspatların Dünü, Bugünü ve Yarını, 2. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, 31-39.
24. [24] Çelik, MY., Denizhan, T. 2016. Kınık- Dinar (Afyonkarahisar) Trakitlerinin K-Feldspat Potansiyelinin İncelemesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi. 16( 2016), 747-758.
25. [25] IAEA, 1989. Measurement of Radionuclides in Food and Environment; A Guidebook, Technical Reports Series No. 295. Vienna.
26. [26] Akkurt, I., Günoğlu, K., 2014. Natural radioactivity measurements and radiation dose estimation in some sedimentary rock samples in Turkey. Science and Technology of Nuclear Installations, 2014.
27. [27] Beretka, J., Mathew, P. J., 1985. Natural Radioactivity of Australian Building Materials Industrial Wastes and by-Products. Health Physics, 48, 87-95.
28. [28] Markkanen, M., 1995. Radiation Dose Assessments for Materials with Eleveted Natural Radioactivity, Helsinki, ISBN 951,712-079.
29. [29] Krieger, R. 1981. Radioactivity of Construction Materials. Betonwerk Fertigteil Technology, 47, 468-473.
30. [30] Trevisi, R., Risica, S., D’Alessandro, M., Paradiso, D.,. Nuccetelli., C. 2012. Natural Radioactivity in Building Materials in The European Union: a Database and an Estimate of Radiological Significance. Journal of Environmental Radioactivity, 10, 11-20.
31. [31] UNSCEAR 2000 Report, United Nations Scientific Committee on The Effects of Atomic Radiaiton, Sources Effects and Risk of Ionizing Radiations New York.
32. [32] NEA- OECD, 1979. Exposure to radiation from natural radioactivity in building materials. Report by Group of Experts of the OECD Nuclear Energy Agency (NEA), Paris.
33. [33] TAEK 2008, Türkiyede Kullanılan Yapı Malzemelerindeki Doğal Radyoaktiviteden Kaynaklanan Radyasyon Dozunun Değerlendirilmesi, Tenik Rapor.