Συντάχθηκε 25-11-2025 09:10
Τόπος: Μ3 - Κτίριο ΜΗΧΟΠ, Μ3.108, ΔΙΑ ΖΩΣΗΣ
Έναρξη: 05/12/2025 15:00
Λήξη: 05/12/2025 16:00
Τίτλος διπλωματικής εργασίας: «Διερεύνηση της συγκέντρωσης ραδιοϊσοτόπων σε δυνητικά κοιτάσματα σπανίων γαιών από τη Γροιλανδία»
Αγγλικός Τίτλος: «Investigation of natural radionuclides in potential REE-rich ore deposits from Greenland»
Τριμελής εξεταστική επιτροπή:
1.Aναπλ. καθηγητής Δρ. Πλάτων Γκαμαλέτσος, σχολής ΜΗΧΟΠ (Επιβλέπων)
2. Καθηγητής Νικόλαος Καλλίθρακας-Κόντος, σχολής ΜΗΧΟΠ
3.Καθηγητής Στυλιανός Ξανθός, σχολής Μηχανικών Παραγωγής & Διοίκησης, Διεθνές Πανεπιστήμιο Ελλάδος
Περίληψη
Οι σπάνιες γαίες αποτελούν μια ομάδα όμοιων χημικών στοιχείων και χρησιμοποιούνται εκτενώς στην παραγωγή συστημάτων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας τεχνολογιών (πχ. μαγνήτες, ηλιακά πάνελ, ανεμογεννήτριες) και ως κύρια εξαρτήματα για πολλά σύγχρονα υλικά και αντικείμενα (πχ. οθόνες κινητών, υπερμαγνήτες). Η υψηλή ζήτησή τους, σε συνδυασμό με την περιορισμένη διαθεσιμότητά τους, η οποία ελέγχεται κατά 90% από την Κίνα, δημιουργεί οικονομικές εξαρτήσεις και μονοπώλια. Η Ευρώπη έχει εντατικοποιήσει τις προσπάθειες εξεύρεσης οικονομικών κοιτασμάτων σπανίων γαιών εντός την Ευρωπαϊκής Ένωσης, με τις ερευνητικές προσπάθειες να εστιάζονται σε κοιτάσματα στην Σκανδιναβική περιοχή (δηλ. στην Σουηδία, στην Νορβηγία και στην Γροιλανδία), με την κυριότερη δυνητική πηγή σπανίων γαιών (REEs) να θεωρείται όμως το αλκαλικό διεισδυτικό σύμπλεγμα Ilímaussaq στην Νότια Γροιλανδία. Τα κοιτάσματα σπανίων γαιών ανά τον κόσμο φαίνεται πως συνυπάρχουν με ορυκτά που περιέχουν και ακτινίδες, συγκεκριμένα το θόριο (Th) και το ουράνιο (U), δημιουργώντας έντονες περιβαλλοντικές ανησυχίες για τη βιώσιμη εξόρυξή τους και μετέπειτα μεταχείριση των μεταλλευτικών ή/και μεταλλουργικών παραπροϊόντων.
Αφουγκράζοντας τις περιβαλλοντικές ανησυχίες, η διπλωματική εργασία στόχευσε προς τη μελέτη των ραδιοϊσοτόπων που συνυπάρχουν με τις σπάνιες γαίες σε δυνητικά REE-κοιτάσματα από την Γροιλανδία. Προς αυτή την κατεύθυνση, αρχικά προσδιορίστηκε η ορυκτολογική σύσταση σε αντιπροσωπευτικά γεωλογικά δείγματα από το U-REE-Zn-F κοίτασμα (περιοχή Kvanefjeld) και από το Zr-Nb-Ta-REE κοίτασμα (περιοχή Kringlerne) του διεισδυτικού αλκαλικού-πυριτικού συμπλέγματος Ilímaussaq (Νότια Γροιλανδία), καθώς και από ένα αντιπροσωπευτικό δείγμα συμπυκνώματος προερχόμενο από το Zr-Nb-Ta-REE κοίτασμα του Kringlerne με χρήση της περιθλασιμετρίας ακτίνων-Χ κόνεως (powder X-ray diffraction / PXRD). Έπειτα, στα εν λόγω δείγματα, προσδιορίστηκε η χημική σύσταση -συμπεριλαμβανομένων των REEs και των ακτινιδών (Th και U)- με συνδυαστική χρήση φθορισμού ακτίνων-Χ ενεργειακής διασποράς (Energy Dispersive X-ray Fluorescence / ED-XRF) και σωματιδιακής επαγόμενης εκπομπής ακτίνων-Χ (Particle-Induced X-ray Emission / PIXE). Τέλος, δόθηκε έμφαση στη διερεύνηση της συγκέντρωσης των ραδιονουκλιδίων (γνωστά και ως “ραδιονουκλίδια”) και στη μέτρηση της ραδιενέργειας στα δείγματα με φασματοσκοπία ακτίνων γάμμα (φασματοσκοπία γ) με χρήση ημιαγωγικού ανιχνευτή υπερκάθαρου γερμανίου (φασματοσκοπία γ με HPGe).
Τα αποτελέσματα φανέρωσαν ότι το κοίτασμα του Kvanefjeld περιέχει σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ραδιονουκλιδίων σε σχέση με εκείνες του κοιτάσματος στην περιοχή Kringlerne. Πιο συγκεκριμένα, η εκπεμπόμενη ραδιενέργεια είναι συγκριτικά ανεβασμένη, ενώ η ετήσια ενεργός δόση είναι πολλαπλάσια όχι μόνον σε σύγκριση με την αντίστοιχη δόση του κοιτάσματος Kringlerne. οι συγκεντρώσεις ενεργότητας είναι συγκριτικά ανεβασμένες, ενώ η ετήσια ενεργός δόση είναι πολλαπλάσια -όχι μόνον σε σύγκριση με την αντίστοιχη δόση του κοιτάσματος Kringlerne- της μέσης παγκόσμιας τιμής.
ΑΓΓΛΙΚΑ:
Rare earth elements are a group of similar chemical elements used extensively in the production of renewable energy systems (e.g. magnets, wind turbines, solar panels and as main components for many modern materials and products (e.g. mobile phone screens, super magnets). Their necessity has created an excessive demand over the existing supply, while China controls 90% of the world's rare earth production, creating strong economic dependencies. Europe, having started intensive efforts to discover economic rare earths deposits within the European Union, is now focusing its research efforts on deposits in Sweden and Norway, with the main source of rare earth elements being the Ilímaussaq alkaline intrusive complex in South Greenland. Rare earth deposits around the globe contain minerals that host actinides, namely thorium (Th) and uranium (U), creating great environmental issues for their handling and mining.
In this diploma thesis the whole-rock chemical composition of major/minor and trace elements, including rare earth elements and actinides, in representative geological samples from the U-REE-Zn-F deposit (Kvanefjeld) and the Zr-Nb-Ta-REE deposit (Kringlerne) of South Greenland -including one concentrate sample from the Kringlerne deposit- was measured using a combination of Energy Dispersive X-ray Fluorescence (ED-XRF) and Particle-Induced X-ray Emission (PIXE). The investigated samples were subjected to mineral characterization using the powder X-ray diffraction (PXRD) method. The radioactivity emitted by the radionuclides was investigated by means of Gamma-Ray spectroscopy equipped with high Purity Germanium (HPGe) detector.
Results revealed that the U-REE-Zn-F deposit of Kvanefjeld contains significantly higher concentration of radionuclides. The annual effective dose-rate is much more elevated when it is compared to the dose-rate of the Zr-Nb-Ta-REE deposit (Kringlerne) of South Greenland.
Λέξεις κλειδιά (Ελληνικά): Σπάνιες γαίες, Ακτινίδες, Θόριο, Ουράνιο, U-REE-Zn-F κοίτασμα Kvanefjeld, Zr-Nb-Ta-REE κοίτασμα Kringlerne, Γροιλανδία, Ραδιοϊσότοπα, Ραδιονουκλίδια, Γάμμα φασματοσκοπία, φασματοσκοπία ακτίνων γάμμα, φασματοσκοπία γ με high purity germanium / HPGe, ραδιενέργεια, απορροφούμενη ραδιενεργή δόση, ενεργός δόση, ρυθμός απορροφούμενης δόσης, ρυθμός ενεργού δόσης, φθορισμός ακτίνων-Χ ενεργειακής διασποράς (ED-XRF), σωματιδιακά επαγόμενη εκπομπή ακτίνων-Χ (PIXE).
Keywords (Αγγλικά): Rare Earth Elements, Actinides, Thorium, Uranium, U-REE-Zn-F deposit Kvanefjeld, Zr-Nb-Ta-REE deposit Kringlerne, Greenland, Radionuclides, Gamma-Ray spectroscopy, high Purity Germanium (HPGe) detector (HPGE), Radioactivity, Total dose-rate, Absorption dose-rate, Effective dose-rate, Energy Dispersive X-ray Fluorescence (ED-XRF), Particle-Induced X-ray Emission (PIXE).
