بررسی امکان استفاده از آشکارساز گازی میکرونواری به عنوان آشکارساز رادن جهت پیش‎بینی زلزله

نویسندگان

1 دانشگاه پیام نور

2 دانشگاه آزاد اسلامی

3 دانشگاه صنعتی امیرکبیر

4 دانشگاه تحصیلات تکمیلی صنعتی و فناوری پیشرفته

چکیده

در دهه‎های گذشته، طی مطالعات متعددی به این نتیجه رسیدند که افزایش غلظت گاز رادن در خاک یا آب‎های زیرزمینی می‎تواند نشانه‎ای از زلزله قریب الوقوع باشد. اعتقاد بر این است که در صورت بروز حرکات ناگهانی سنگ‎ها قبل از زلزله این گاز از عمق زمین خارج شده و به سطح می‎رسد. به این ترتیب با اندازه‎گیری میزان تغییرات غلظت این گاز امکان پیش‎بینی زلزله وجود دارد. در اینجا به منظور امکان‎سنجی استفاده از آشکارساز گازی میکرونواری در مونیترینگ تغییرات گاز رادن، در ابتدا  برای راستی‎آزمایی کد، برد ذره آلفای رادن و دختران آن در هوا در شرایط استاندارد بدست آمده است که با نتایج آزمایشگاهی همخوانی دارد سپس هندسه آشکارساز توسط کد MCNPX شبیه‎سازی شده و پس از بررسی میانگین پاسخ آشکارساز به یک واپاشی، خروجی کد با توجه به اطلاعات مربوط به تغییرات رادن در چشمه‎های آبگرم جوشان کالیبره شده است. مشاهده نتایج نشان می‎دهد که پاسخ آشکارساز نسبت به داده‎های تجربی قابل مقایسه است و می‎توان از آن به عنوان پیش‎نشانگر زلزله استفاده کرد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The feasibility of using microstrip gas detector as radon detector for earthquake prediction

نویسندگان [English]

  • parvin dehghanipour 1
  • jamshid soltani-nabipour 2
  • mehdi sohrabi 3
  • mohammadreza Rezaei-Raeini nejad 4
  • Ali Hashemizadeh-aghda 1
چکیده [English]

In the last decade, several studies have concluded that elevated concentrations of radon gas in soil or groundwater could be the sign of an imminent earthquake. It is believed that in case of sudden movement of rocks before earthquake, radon is released from the depth of ground and reached the surface. In this way, by measuring Radon concentration change, earthquake prediction is possible. In this study, for the purpose of the feasibility of using microstrip gas detector in monitoring Radon change, initially for the verification of the code, the range of radon alpha particles and its progeny in the air has been obtained in the standard condition, which is consistent with the experimental results. Then detector geometry has been simulated by MCNPX code and after examining the average of detector response to decay, the output code is calibrated considering the information about the radon changes in Jowshan hot spring. The results have shown that the detector response is comparable to the experimental data and can be used as an earthquake pre-indicator.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Microstrip gas detector
  • Radon
  • earthquake
  • Monte Carlo
  • MCNPX
[1] V.I. Ulomov, B.Z. Mavashev. On forerunner of a strong tectonic earthquake. Dokl. Acad. Sci. USSR 176 (1967) 319-322. [2] U. Koch, J. Heinicke. Radon Behaviour in Mineral Spring Water of Bad Bramburgh in the Temporal Vicinity of the 1992 Rörmond Earthquake. Geologie en Mijnbouw 73 (1994) 399-406. [3] J. Planinic, V. Radolic, D. Culo. Searching for an Earthquake Precursor: temporal variations of radon in soil and water. Fizika B9 (2000) 75-82. [4] L.L. Chyi, T.J. Quick, T.F. Yang, C.H. Chen. Soil gas radon spectra and earthquakes. Terr. Atmos. Ocean. Sci 16 (2005) 763-774. [5] R.G.M. Crockett, G.K. Gillmore. Spectral-decomposition techniques for the identification of radon anomalies temporally associated with earthquakes occurring in the UK in 2002 and 2008. Nat. Hazards Earth Syst. Sci. 10 (2010) 1079-1084. [6] U.S. EPA, Radon Measurement Method Definitions, National Radon Proficiency Program Handbook, (1996) 70-74. [7] G.S. Islam, A.K.F. Haque, Measurement of mixed radon and thoron daughter concentration using alpha and beta activities filtered from air. Radiation Measurements. 23 (1994) 737-742. [8] G Charpak, P Benaben, P. Breuil, E Nappi, P. Martinengo, V. Peskov, Performance of wire-type Rn detectors operated with gas gain in ambient air in view of their possible application to early earthquake predictions (2010) - arxiv.org [9] A. Oed, Position Sensitive Detector with Microstrip Anode for electron Multiplication with Gases. Nucl. Instr. and Meth. A263 (1988) 351. [10] R. Bouclier, G. Million, L. Ropelewski, F. Sauli, Yu.N. Pestov, L.I. Shekhtman, Performance of gas Microstrip chambers on glass substrata with electronic conductivity. Nucl. Instr. and Meth. A332 (1993)100. [11] H. Montazeri, A. Abbasnejadi, A. Negarestani, Continuous radon monitoring in the Jowshan hot spring as an earthquake precursor, SE Iran. Geochemical Journal 45 (2011) 463-472. [12] J. Miyamoto, G.F. Knoll. The statistics of avalanche electrons in micro-strip and micro-gap gas chambers. Nucl. Instr. and Meth. A399 (1997) 85-93. [13] P.F. Manfredi, Radiation detectors and signal processing lectures, (2008). [14] R.J. Magyar, Density Functional Theory of Extreme Environments, Los Alamos National Laboratories, (2015). [15] H. Cember, Introduction to Health Physics, 3rd ed., McGraw-Hill, (1996) 132. [16] M. R. Rezaie, A. Negarestani, M. Sohrabi, S. Mohammadi, D. Afzali, Parameterization of 241Am and 230Th alpha particle energy in dependence on distance traveled in air, J Radioanal Nucl. Chem. 293 (2012) 39-44. [17] R. Banjanac, A. Dragić, B. Grabež, D. Joković, D. Markushev, B. Panić, V. Udovičić, I. Aničin, Indoor Radon Measurements By Nuclear Track Detectors: Applications In Secondary Schools. Physics, Chemistry and Technology V4. (2006) 93 – 100. [18] M. Y.A. Mostafa, M.V. Zhukovsky, Alpha Self-Absorption Evaluation In Radiometric Filter Material For The Natural Range Of Alpha Energy (5-9MeV), RAD Conference Proceedings, V3 (2018) 115–118.