آشکارسازی پرتوهای یون‌ساز ساطع شده از چشمه‌های سزیم-137 و کبالت-60 با استفاده از حسگر الکتروشیمیایی آنیون سوپراکسید در محیط آبی

نویسندگان

1 دانشگاه کاشان

2 دانشگاه کاشان

3 دانشگاه کاشان

doi
10.22052/8.3.35
چکیده

در این پژوهش، برای آشکارسازی چشمه‌های ساطع‌کننده پرتوهای یون‌ساز در مجاورت محیط‌های آبی، حسگر الکتروشیمیایی مبتنی بر الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح‌شده با نانوکامپوزیت حاوی نانولوله‌های کربنی کربوکسیل‌دار- نانوذرات نقره طراحی شده است. این حسگر می‌تواند آنیون سوپراکسید تولید شده طی فرآیند رادیولیز محیط آبی تحت تابش این پرتوها را شناسایی کند. به این منظور، سطح الکترود کربن شیشه‌ای ابتدا با نانولوله‌های کربنی کربوکسیل‌دار شده و سپس با ترسیب الکتروشیمیایی نانوذرات نقره اصلاح شد. از طیف‌سنجی‌های مرئی- فرابنفش (UV-Vis) و فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) و همچنین تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) برای مشخصه‌یابی نانولوله‌های کربنی کربوکسیل‌دار، نانوذرات نقره و بررسی روند اصلاح سطح الکترود کربن شیشه‌ای با این نانوساختارها استفاده شد. در ادامه با استفاده از روش ولتامتری چرخه‌ای فرآیند کاهش سوپراکسید تولید شده از محلول دی‌متیل‌سولفوکسید حاوی پتاسیم‌سوپراکسید، در سطح الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین با انجام مطالعات کرونوآمپرومتری دو محدوده پاسخ خطی برای سوپراکسید در غلظت‌های پایین (5/1 تا 43 میکرومولار) و غلظت‌های بالا (136 تا 323 میکرومولار) و حد تشخیص 39/0 میکرومولار به‌دست آمد. در پایان، از الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح‌شده با نانوکامپوزیت حاوی نانولوله‌های کربنی کربوکسیل‌دار- نانوذرات نقره برای آشکارسازی پرتوهای یون‌ساز چشمه‌های سزیم-137و کبالت-60 استفاده شد. تفاوت مشاهده شده در پاسخ الکتروشیمیایی الکترود مذکور در محیط آبی، قبل و بعد از تابش چشمه‌ها، نشان دهنده عملکرد مطلوب حسگر طراحی شده در شناسایی سوپراکسید ناشی از تابش چشمه‌های رادیواکتیو است.