Application of in-situ gamma-ray spectrometry in the determination of activity concentrations of ⁴⁰K, ²³⁸U and ²³²Th and mean annual effective dose rate levels in southeastern cities in Nigeria

γ

Radiation and Health Physics Research Laboratory, Department of Physics, University of Ibadan, Ibadan, Nigeria

Accepted: 13 September 2005

Abstract

A low cost in-situ gamma-ray spectrometric method for rapid assessment of radiation exposure, identification of radionuclides and detection of changes in environmental radioactivity has been employed in the determination of the natural gamma radiation dose levels in six major cities of the southeastern region of Nigeria. The soil radioactivity concentrations of the primordial radionuclides; ⁴⁰K, ²³⁸U and ²³²Th were determined and have been related to the γ-dose rates in the cities. The activity concentration of ⁴⁰K across the region ranged between 0.021 and 0.200 kBq kg^–1; ²³⁸U was between 0.001 and 0.066 kBq kg^–1 while that of ²³²Th ranged between 0.015 and 0.103 kBq kg^–1. The total γ-absorbed dose rates in air in the region ranged between 0.016 and 0.090 μGy h^–1 with a mean of 0.039 ± 0.018 μGy h^–1. The mean of the annual outdoor effective dose due to the terrestrial gamma radiation for the region was calculated as 50 μSv y^–1 representing 66% of the world average value.

Résumé

Application de la spectrométrie gamma pour la détermination des concentrations de ⁴⁰K, ²³⁸U et ²³²Th. Niveaux moyens des débits de dose efficace annuels dans les villes du sud-est du Nigéria. Une méthode de spectrométrie gamma in-situ à prix réduit a été utilisée pour l’évaluation rapide de l’exposition à la radioactivité γ dans l’environnement et l’identification des radionucléides dans six villes principales de la région du sud-est du Nigéria. Les concentrations en radioactivité du sol et les débits de doses ont été déterminés pour les radionucléides primordiaux ⁴⁰K, ²³⁸U et ²³²Th. La concentration en activité du ⁴⁰K à travers la région allait de 0,021 et 0,200 kBq kg^–1, de 0,001 et 0,066 kBq kg^–1 pour ²³⁸U et de 0,015 et 0,103 kBq kg^–1 pour ²³²Th. Le débit de dose absorbée dans l’air varie de 0,016 et 0,090 μGy h^–1 dans la région. La valeur moyenne étant de 0,039 ± 0,018 μGy h^–1. La valeur moyenne de la dose efficace extérieure annuelle due au rayonnement gamma terrestre pour la région est estimée à 50 μSv y^–1 ce qui représente 66 % de la valeur moyenne mondiale.