Bài giảng Sơ lược về phóng xạ và phương pháp kiểm nghiệm tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong mẫu nước

Chia sẻ: ViPoseidon2711 ViPoseidon2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:39

Thêm vào BST

Báo xấu

24
lượt xem 0
download

Bài giảng Sơ lược về phóng xạ và phương pháp kiểm nghiệm tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong mẫu nước

Mô tả tài liệu

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng Sơ lược về phóng xạ và phương pháp kiểm nghiệm tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong mẫu nước trình bày các nội dung chính sau: Hiện tượng phóng xạ, các loại bức xạ thường gặp, đơn vị đo lường phóng xạ, khả năng ion hóa của các loại bức xạ, các loại nguồn phóng xạ, các ngành nghề trực tiếp tiếp xúc với phóng xạ,... Mời các bạn cùng tham khảo để nắm nội dung chi tiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Sơ lược về phóng xạ và phương pháp kiểm nghiệm tổng hoạt độ phóng xạ alpha/beta trong mẫu nước

BÁO CÁO SINH HOẠT KHOA HỌC www.ihph.org.vn SƠ LƯỢC VỀ PHÓNG XẠ VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM TỔNG HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ ALPHA/ BETA TRONG MẪU NƯỚC Người trình bày: Ths. Phan Long Hồ Cn. Lê Đình Hùng KHOA XÉT NGHIỆM
www.ihph.org.vn NỘI DUNG BÁO CÁO I. Hiện tượng phóng xạ II. Các loại bức xạ thường gặp III. Đơn vị đo lường phóng xạ IV. Khả năng ion hóa của các loại bức xạ V. Các loại nguồn phóng xạ VI. Các ngành nghề trực tiếp tiếp xúc với phóng xạ VII. Sự lan truyền ô nhiễm phóng xạ trong môi trường VIII. Sự chiếu xạ lên con người IX. Các qui định hoạt độ phóng xạ alpha – beta trong mẫu nước X. Các phương pháp kiểm nghiệm tổng alpha – beta trong nước
www.ihph.org.vn NỘI DUNG BÁO CÁO XI. Thiết bị ghi đo tổng hoạt độ phóng xạ alpha – beta XII. Triển khai qui trình kiểm nghiệm 1. Xác định thông số đặc trưng của thiết bị 2. Quy trình kiểm nghiệm mẫu XIII. Tính toán kết quả XIV. Đánh giá tay nghề nhân viên XV. Một số kết quả trên mẫu thật XVI. Một số kết quả của các nghiên cứu khác XVII. Tài liệu tham khảo
www.ihph.org.vn I. HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ Hiện tượng phân rã phóng xạ (radioactive decay) là hiện tượng mà một hạt nhân đồng vị này chuyển thành hạt nhân đồng vị khác thông qua việc phóng ra các hạt , ,  và neutron (n). Phân rã  xảy ra khi một đồng vị phóng xạ ở trạng thái kích thích cao chuyển về trạng thái cơ bản hoặc trạng thái kích thích thấp hơn. Tính phóng xạ phụ thuộc vào 2 nhân tố: Một là, tính không bền vững của hạt nhân do số Neutron (N) quá cao hoặc quá thấp so với số Proton (Z). Hai là, quan hệ giữa khối lượng giữa hạt nhân mẹ (hạt nhân trước phân rã) hạt nhân con (hạt nhân sau phân rã) và hạt nhân được phát ra.
www.ihph.org.vn II. CÁC LOẠI BỨC XẠ a) Bức xạ Alpha (): là chùm hạt 2He4 khả năng đâm xuyên yếu, tránh chiếu trong khi làm việc với nguồn hở. A Z X   4 2 A 4 Z 2 Y b) Bức xạ Beta (): Là bức xạ ion hóa phát ra trong quá trình phân rã của hạt nhân. Có hai loại - và +, khả năng đâm xuyên mạnh hơn , tránh chiếu trong khi làm việc với nguồn hở.
www.ihph.org.vn II. CÁC LOẠI BỨC XẠ (tt) Phân loại: Phân rã -: ZXA  Z+1YA + e- + ν Ví dụ: Phân rã +: ZX A Z-1YA + e+ + ν Ví dụ:
www.ihph.org.vn II. CÁC LOẠI BỨC XẠ (tt) c) Tia X, tia Gamma (): là bức xạ điện từ, khả năng đâm xuyên mạnh, rất nguy hiểm, gây tổn thương cục bộ. Khi phân rã gamma hạt nhân ZXA không thay đổi giá trị Z và A d) Bức xạ Neutron (n): là chùm hạt có khả năng đâm xuyên cực mạnh, rất nguy hiểm có rất nhiều loại neutron (neutron nhanh, neutron nhiệt tuỳ thuộc vào năng lượng của neutron mà người ta phân loại nó). 1D 2 + 4Be9  (5B11)*  5B10 + n
III. ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG PHÓNG XẠ www.ihph.org.vn a) Hoạt độ phóng xạ (radioactivity): là số phân rã của nguồn phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Ký hiệu là A dN  t ln( 2) A  N  N 0 e Trong đó: T1/ 2   dt Đơn vị đo hoạt độ là Becquerel (ký hiệu là Bq). 1 Bq = 1 phân rã/1 giây. Đơn vị thường dùng khác là Curie (ký hiệu là Ci). 1 Ci = 3,7. 1010 Bq b) Nồng độ phóng xạ: là hoạt độ phóng xạ tính cho một đơn vị thể tích (lít) hay khối lượng (kg) của nguồn phóng xạ đó. Đơn vị đo là: Bq/L; Bq/kg hoặc pCi/L
IV. KHẢ NĂNG ION HÓA CỦA CÁC www.ihph.org.vn LOẠI BỨC XẠ - Tia  có khả năng ion hoá cao nhất và cái nguy hiểm của nó là chỉ đi một đoạn đường vài chục micromét là tiêu hết năng lượng của mình cho việc ion hoá cơ thể, nghĩa là mật độ ion hoá rất cao. - Tia  nguy hiểm ít hơn tia  vì khả năng ion hoá thấp hơn, mặt khác nó đi được vài milimét mới tiêu hết năng lượng của mình, tức là mật độ ion hoá trên đường đi bé hơn. - Tia  có khả năng ion hoá thấp nhất và đường đi của nó từ hàng chục cm đến hàng mét nên mật độ ion hoá thấp nhất.
V. CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ www.ihph.org.vn Nguồn phóng xạ chia thành 2 loại: phóng xạ tự nhiên và nhân tạo. - Nguồn tự nhiên gồm: + Phông phóng xạ tự nhiên trong đất: Th232 (T1/2 = 1,39.1010năm), U238(4,49.109năm), K40 (1.3.109) + Bức xạ vũ trụ: C14 (5600 năm), H3 (12,3 năm), Be7 (53,28 ngày) + Trong cơ thể con người: U238, Th232, K40, C14, H3,…
V. CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ (tt) www.ihph.org.vn Nguồn nhân tạo: + Nguồn phóng xạ kín: là nguồn phóng xạ được bọc kín trong vỏ thép không gỉ. Ví dụ: Co60, Cs137, Ir192… + Nguồn phóng xạ hở: được sản xuất dưới dạng dung dịch lỏng, dạng rắn hay dạng bột chứa trong lọ thủy tinh hay plastic mà không có vỏ bọc kín như các nguồn kín. Ví dụ: I131, Cr51, P32, Tc99m.
V. CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ (tt) www.ihph.org.vn Các thiết bị bức xạ: + Máy phát tia X + Máy gia tốc hạt tích điện: là thiết bị sinh ra các hạt tích điện có năng Maùy X-Quang di Maùy CT caét Maùy gia tốc lượng lớn như: electron, ñoäng lôùp proton, alpha, deutron, các ion nặng khác. + Lò phản ứng hạt nhân là thiết bị sản sinh và duy trì các phản ứng phân hạch hạt nhân. Lò phản ứng phân hạch hạt nhân được xây dựng trên cơ sở phản ứng hạt nhân dây chuyền (nhiên liệu thường dùng là U235, Pu239).
VI. CÁC NGÀNH NGHỀ TRỰC TIẾP www.ihph.org.vn TIẾP XÚC BỨC XẠ - Ngành thăm dò địa chất, ngành khai thác dầu khí, ngành khai thác khoáng sản có chứa chất phóng xạ, ngành thủy văn … - Trong công nghiệp: nhà máy điện nguyên tử, lò PỨ.HN, nhà máy tách đồng vị phóng xạ, nhà máy xi măng, nhà máy thủy tinh, nhà máy bia, nhà máy giấy, dùng chất phóng xạ đo độ dày và tỷ trọng …, máy đo khuyết tật xác định cấu trúc vật đặc như gỗ, sắt, bê tông, nhà máy nhiệt điện. - Ngành hàng không, cửa khẩu cũng ứng dụng phóng xạ vào việc kiểm tra hàng hóa, hành lý - Ngành nông nghiệp: sử dụng phóng xạ để bảo quản giống, kích thích sinh trưởng cây trồng, diệt vi khuẩn, nấm mốc, bảo quản thực phẩm … - Ngành y tế: dùng đồng vị phóng xạ trong việc chẩn đoán, điều trị, thăm dò chức năng, sản xuất thuốc chữa bệnh … - Các viện nghiên cứu: Viện Vật lý, Viện NLNT, Viện Địa chất khoáng sản - Ngành quốc phòng: Chế tạo vũ khí.
VII. SỰ LAN TRUYỀN Ô NHIỄM www.ihph.org.vn PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG CHU TRÌNH LAN TRUYỀN SỰ Ô NHIỄM PHÓNG XẠ VÀ TÁC ĐỘNG LÊN CON NGƯỜI  Đường lan truyền ô nhiễm  Đường xâm nhập lên con người
VIII. SỰ CHIẾU XẠ LÊN CON NGƯỜI www.ihph.org.vn Chiếu xạ Chiếu xạ trong ngoài Tia bức xạ Chiếu xạ trong Chiếu xạ ngoài  Rất nguy hiểm Nguy hiểm nhẹ  Nguy hiểm vừa Nguy hiểm vừa  Nguy hiểm nhẹ Rất nguy hiểm
VIII. SỰ CHIẾU XẠ LÊN CON NGƯỜI (tt) www.ihph.org.vn - Theo Tổ chức UNSCEAR (The United Nations Scientific Commitee on Effects of Atomic Radiation) công bố năm 2008 liều bức xạ trung bình từ môi trường trên một người xấp xỉ 3,0 mSv/ năm. Trong đó, chiếu xạ tự nhiên là 2,4 mSv, chẩn đoán y tế là 0,6 mSv và do các nguồn chiếu xạ nhân tạo khác là 0,01 mSv. Nguồn Liều chiếu xạ TB (mSv) Khoảng liều chiếu (mSv) Chiếu ngoài Tia vũ trụ 0,39 0,3 – 1a Từ mặt đất (cả trong và ngoài nhà) 0,48 0,3 – 1b Chiếu trong Hít phải (chủ yếu là radon) 1,26 0,2 – 10c Nuốt phải (thực phẩm và nước uống) 0,29 0,2 – 1d Tổng cộng 2,4 1 – 13 a Khoảng từ mực nước biển đến vùng cao b Từ các đồng vị phóng xạ trong đất và vật liệu xây dựng c Từ sự tích lũy khí radon d Từ các đồng vị phóng xạ nhiễm trong thực phẩm và nước uống
IX. CÁC QUI ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ www.ihph.org.vn ALPHA – BETA TRONG MẪU NƯỚC - Theo khuyến cáo của WHO (World Health Organization năm 2011, Guidelines for Drinking – water Quality, Fourth Edition). Tổng Hoạt độ Alpha  0,5 Bq/L; Tổng Beta  1 Bq/L. -Quy định của Mỹ: Tổng Alpha  3 pCi/L; Tổng Beta  30 pCi/L. - Hiện tại Việt Nam có 7 quy định cụ thể: MỨC TỐI (Bq/ L) QUY CHUẨN ÁP DỤNG LOẠI MẪU Alpha Beta QCVN 08: 2008/BTNMT Nước mặt 0,1 1 QCVN 09: 2008/BTNMT Nước ngầm 0,1 1 QCVN 10: 2008/BTNMT Nước ven bờ 0,1 1 QCVN 01: 2009/BYT Nước ăn uống 0,11 (*) 1,11 (**) QCVN 28: 2010/BTNMT Nước thải y tế 0,1 1 QCVN 6-1: 2010/BYT Nước đóng chai 0,5 1 QCVN 40: 2011/BTNMT Nước thải công nghiệp 0,1 1 (*): Giá trị giới hạn 3 pCi/L =0,11 Bq/L; (**):Giá trị giới hạn 30 pCi/L =1,11 Bq/L.
X. CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM www.ihph.org.vn TỔNG ALPHA – BETA TRONG MẪU NƯỚC PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM MLOD LOẠI MẪU NƯỚC NGOÀI 0,02 – 0,1 Bq/ L ISO 9696 : 2007,  Nước ngầm với ISO 9697 : 2007,  TDS  0,1 g/L ISO 10704 : 2009,  &  APHA 2005, EPA900.0  &  0,02 Bq/L Nước mặt, nước ngầm VIỆT NAM TCVN 6053 : 2011 (ISO 9696 : 2007),  Nước không mặn TCVN 6219 : 2011 (ISO 9697 : 2007),  TCVN 8879: 2011 (ISO 10704 : 2009)  &  Chúng tôi lựa chọn phương pháp kiểm nghiệm theo TCVN 8879 : 2011 để triển khai tại Labo Vật lý Môi trường
XI. THIẾT BỊ ĐO TỔNG ALPHA/ BETA www.ihph.org.vn - Máy đo tổng hoạt độ alpha - beta - Model: WPC – 1050. - Số Serries (S/N): 1248123. -Hãng/ nước SX: Protean Instrument, Mỹ. Thông số (Parameter) Đặc tính kỹ thuật (specification) Chế độ đo (Counter mode) Tự động (Automatic) Hệ vận chuyển mẫu (sample transport) 50 mẫu Loại Detector (Detector type) Tỷ lệ dòng khí (Gas flow) Hỗn hợp khí 90% Ar + 10% CH4 Cửa sổ Detector (Detector Window) 80g Phông Alpha (Alpha Background) 0,05 – 0,1 CPM Phông Beta (Beta Background) 0,7 – 0,9 CPM Hiệu suất đếm Alpha (Alpha Eff.)  40% (với nguồn Am241) Hiệu suất đếm Beta (Beta Efficiency)  55 % (với nguồn Sr90) Môi trường vận hành (Operating) t0: 10 – 400C; Hr%: 20 – 90%
XII. TRIỂN KHAI QUI TRÌNH KIỂM NGHIỆM 1. XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ ĐẶC TRƯNG CỦA THIẾT BỊ www.ihph.org.vn 1.1. Xác định điện thế làm việc của hệ đo: Thực hiện bằng cách dùng nguồn 90Sr hoạt độ ~ 370 Bq đo trên hệ đo ở các ngưỡng điện thế khác nhau để xây dựng đường Plateau, quá trình này hệ đo tự động xác định Kết quả xác định như sau: + Điện thế làm việc khi đo tổng beta: 1515 Volts + Điện thế làm việc khi đo Alpha: 795 Volts