các đ i l ng và đ n v đo l ngạ ượ ơ ị ườ
trong an toàn b c xứ ạ
Đ hi u v gi i h n li u b c x , chúng ta hãy đ nh nghĩa các đ i l ng v li u b c xể ể ề ớ ạ ề ứ ạ ị ạ ượ ề ề ứ ạ
và đ n v đo chúng, m i quan h gi a đ n v cũ và đ n v m i.ơ ị ố ệ ữ ơ ị ơ ị ớ
I. Ho t đ phóng x .ạ ộ ạ
- Đ nh nghĩa: ho t đ phóng x c a m t ngu n là s h t nhân phân rã trong 1 đ n vị ạ ộ ạ ủ ộ ồ ố ạ ơ ị
th i gianờ
dN là s h t nhân phân rã trong th i gian dt.ố ạ ờ
Đ n v đo: Becquerel: 1 Bq = 1 phân rã trong 1 giâyơ ị
Đ n v cũ là Curie:ơ ị 1 Ci = 3,7.1010 Bq.
II. Su t li u b c x .ấ ề ứ ạ
- Đ nh nghĩa: Su t li u b c x t l thu n v i ho t đ b c x và t l ngh ch v i bìnhị ấ ề ứ ạ ỷ ệ ậ ớ ạ ộ ứ ạ ỷ ệ ị ớ
ph ng kho ng cách.ươ ả
K là h s t l và đ c g i là h ng s gamma c a ngu n. Giá tr c a K ph thu c vào đ n vệ ố ỷ ệ ượ ọ ằ ố ủ ồ ị ủ ụ ộ ơ ị
đo P, A, r và đ c cho b ng d i đây.ượ ở ả ướ
T i đi m cách ngu n 1 đo n r1 ta có su t li u P1 = K x A/rạ ể ồ ạ ấ ề 12
T i đi m cách ngu n 1 đo n r2 ta có su t li u P2 = K x A/rạ ể ồ ạ ấ ề 22
T đó ta có:ừ
dt
dN
A
=
2
r
A
KP
×=
2
1
2
2
r
r
P
P
2
1
=
M i quan h gi ã ho t đ , su t li u, kho ng cáchố ệ ư ạ ộ ấ ề ả
đ i ố
M i quan h gi ã ho t đ , su t li u, kho ng cách đ iố ệ ư ạ ộ ấ ề ả ố
v i ớ
ngu n Ir-192ồ
H ng s gamma (k) c a ngu nằ ố ủ ồ
1. Đ nh nghĩaị: K là su t li u chi u c a 1 ngu n phóng x có ho t đ là 1 đ n v gây ra kho ng cách là 1 đ n v kho ng cách.ấ ề ế ủ ồ ạ ạ ộ ơ ị ở ả ơ ị ả
A
V y n u ngu n có ho t đ là A thì su t li u t i kho ng cách là r s là: P = K . -------ậ ế ồ ạ ộ ấ ề ạ ả ẽ
r2
2. Giá tr và đ n v đoị ơ ị : Tuỳ theo đ n v đo c a A, r, P thì K s có các giá tr và th nguyên khác nhau.ơ ị ủ ẽ ị ứ
A r P KγCo-60 Cs -137 Ra
-226
Au -
198
Na -
24
Na -
22
K -42 I -
125
I - 131 Ir -192 Tc -
99m
Thulium
170 Công th c áp d ngứ ụ
mCi cm
R
-------
h
R . cm2
--------------
mCi . h
13,5 3,2 8,4 2,4 19 12 1,4 0,7 2,2 4,8
K.A [ mCi ]
P [R/h] =
---------------
r2 [ cm ]
Ci m
R
-------
h
R . m2
--------------
Ci . h
1,35 0,32 0,84 0,24 1,9 1,2 0,14 0,07 0,22 0,48
K . A [ Ci ]
P [R/h] =
---------------
r2 [ m ]
MBq m
C
-------
Kg.h
C . m2
------------ x 10-9
MBq.Kg. h
9,19 2,3 5,75 1,6 12,8 8,36 1,39 4,87 1,35 3,34
K . A
[MBq]
P [C/h] =
---------------
r2 [ m ]
GBq m mSv/h mSv . m2
------------
GBq . h
0,351 0,081 0,13 0,022 0,034
K . A[GBq]
P[mSv/h] = ------------
r2 [ m ]
* Su t li u chi uấ ề ế R: Roentgen 1 Ci = 37 GBq 1 Inch = 2,54 cm
** Su t li u hi u d ngấ ề ệ ụ C: Coulomb 1 R = 1 rad = 1 rem = 10 mSv 1 Foot = 30,48 cm
2
Khi ngu n gamma không đ n năng (phát nhi u ồ ơ ề γ năng l ng khác nhau) thì ượ
Kγ = ΣKγi .nγi , trong đó:
Kγi là h s ệ ố γ đ i v i tia ố ớ γ có năng l ng Eượ γi
nγi là s h t ố ạ γ có năng l ng Eượ γi phát ra trong m t phân rã.ộ
Thí dụ: v i ngu n Co-60 thì m t phân rã phát ra 2 tia gamma v i năng l ng khác nhau nên:ớ ồ ộ ớ ượ
nγi = 1 Eγi = 1,172 MeV
nγi = 1 Eγi = 1,332 MeV
D a vào 2 năng l ng này ta tra ự ượ
đ th Kồ ị γi = F(Eγ) ta đ c:ượ
Kγ1 = 6,4 và Kγ2 = 7,1
V y:ậ
Kγ = 1x 6,4 + 1x7,1 = 13,5
Ghi chú:
1- Ngoài ra đ tính su t li u m t kho ng cách nào đó v i ho t đ ngu n đã cho,ể ấ ề ở ộ ả ớ ạ ộ ồ
ng i ta cho su t li u cách ngu n 1m v i ho t đ là 1 GBq (ho c 1 Ci) v i 1 sườ ấ ề ồ ớ ạ ộ ặ ớ ố
ngu n thông th ng nh sau:ồ ườ ư
Nguyên tốµSv/h/GBq/m
(Manual_ IAEA)
R/h/Ci/m
(Health Physics)
I-192 130 0,48
Co-60 351 1,32
Cs-137 81 0,33
I-131 ---- 0,22
Tc-99m 22 ----
Ra-226 ---- 0,825
Thí d 1: Ngu n Ir-192 có ho t đ 250 GBq. Hãy tính su t li u cách nó 20m. Bi t h ng sụ ồ ạ ộ ấ ề ế ằ ố
Gamma c a Ir-192 là 130 ủµSv/h/ GBq/m ho c 0,48 R/h/Ci/m.ặ
Gi i: ả
1 GBq cách 1m cho su t li u 130 ấ ề µSv/h
250 GBq cách 20m cho su t li u b ng (130 x 250)/ (20 x 20) = 81,25 ấ ề ằ µSv/h
Thí d 2: Nguôn Ir-192 có ho t đ 80 Ci. Tính su t li u cách nó 10 m ?ụ ạ ộ ấ ề
Gi i:ả 1 Ci cách 1m cho su t li u 0,48 R/h.ấ ề
80 Ci cách 10 m cho su t li u (0,48 x 80)/ (10 x 10) = 0,384 R/hấ ề
5,27 năm
0,306 MeV
1,172 MeV
1,332 MeV
Co
60
27
Ni
60
28
3
2- Đ tính nhanh kho ng cách an toàn đ i v i 1 s ngu n ng i ta s d ng công th cể ả ố ớ ố ồ ườ ử ụ ứ
th c nghi m sau (M c nhiên đã công nh n su t li u cho phép: P = 1 mr/h = 10ự ệ ặ ậ ấ ề
µSv/h)
Đ i v i ngu n Ir-192: ố ớ ồ
Đ i v i ngu n Co-60:ố ớ ồ
Đ i v i ngu n Cs-137:ố ớ ồ
3- Công th c th c nghi m đ n gi n đ tính su t li u c a 1 ngu n phóng x phát tiaứ ự ệ ơ ả ể ấ ề ủ ồ ạ
Gamma:
P là su t li u (ấ ề µSv/h )
A là ho t đ ngu n (MBq)ạ ộ ồ
E là năng l ng tia Gamma trong m t phân rã (MeV)ượ ộ
r là kho ng cách t ngu n (m)ả ừ ồ
Thí dụ: Tính su t li u cách 2 m t m t ngu n Co- 60 có ho t đ 240 MBq. ấ ề ừ ộ ồ ạ ộ Co-60
phát 2 tia Gamma trong 1 phân rã v i năng l ng là 1,17 MeV và 1,33 MeV.ớ ượ
L i gi i:ờ ả
4. M i liên h gi a kh i l ng m(g), ho t đ phóng x a (Ci), s kh i l ng A và th iố ệ ử ố ượ ạ ộ ạ ố ố ượ ờ
gian bán rã T1/2 (sec) c a 1 ch t phóng x đ c cho nh sau:ủ ấ ạ ượ ư
m = 8,86.10-14.a.A.T1/2
Thí d :ụ Hãy tính ho t đ c a 1g ch t phóng x Radium (Ra) có A = 226 và Tạ ộ ủ ấ ạ 1/2 = 1620
năm.
L i gi i:ờ ả
a = 1gRa226 = 1 Ci
Nh v y 1 Ci b ng ho t đ phóng x c a 1 g Ra-226ư ậ ằ ạ ộ ạ ủ
2
.6
.
r
EA
P=
hSv
x
x
P/25
26
)33,117,1(240
2
µ
=
+
=
m 1(g).10+14
a = = = 1 Ci
A.8,86.10-14.T1/2 226.8,86.1260.365.24.3600
)(500)( CiAmr
=
)(350.1)( CiAmr =
)(320)( CiAmr
=
4
III. Li u h p thề ấ ụ
- Đ nh nghĩa: là năng l ng b h p th b i 1 đ n v kh i l ng v t ch t mà b c x điị ượ ị ấ ụ ở ơ ị ố ượ ậ ấ ứ ạ
qua.
dE là năng l ng c a b c x b h p th b i v t ch t có kh i l ng là dm.ượ ủ ứ ạ ị ấ ụ ở ậ ấ ố ượ
- Đ n v đo là J/kg; trong ATBX có tên riêng là Gray (Gy)ơ ị
Đ n v cũ là rad; 1 Gy = 100 radơ ị
Su t li u h p th là năng l ng b c x b h p th b i 1 đ n v kh i l ng trong 1 đ n vấ ề ấ ụ ượ ứ ạ ị ấ ụ ở ơ ị ố ượ ơ ị
th i gian.ờ
Đ n v đo là Gy/sơ ị
IV. Li u t ng đ ng trong c quan ho c trong mô.ề ươ ươ ơ ặ
- V m t sinh h c phóng x thì không nh ng ch đ l n c a li u h p th là quan tr ngề ặ ọ ạ ữ ỉ ộ ớ ủ ề ấ ụ ọ
mà c lo i b c x n a. Cùng nh ng li u h p th nh nhau nh ng s gây ra các hi u ng sinhả ạ ứ ạ ữ ữ ề ấ ụ ư ư ẽ ệ ứ
h c khác nhau n u b chi u b i các b c x khac nhau.ọ ế ị ế ở ứ ạ
Đ đ c tr ng cho m c đ khác nhau này c a các lo i b c x , ng i ta đ a vào 1 h sể ặ ư ứ ộ ủ ạ ứ ạ ườ ư ệ ố
g i là tr ng s b c x Wọ ọ ố ứ ạ R.
Thí d v Wụ ề R đ c cho b ng sau đây.ượ ở ả
Lo i b c x và kho ng năng l ngạ ứ ạ ả ượ WR
1 Tia gamma (photon) và đi n t v i m i năng l ng (tr đi n t Auger)ệ ử ớ ọ ượ ừ ệ ử 1
2 Proton và các proton gi t lùi có năng l ng > 2 Mevậ ượ 5
3 Alpha, m nh phân h ch, h t nhân n ngả ạ ạ ặ 20
4 Neutron: E < 10 KeV
10 - 100 KeV
100 - 2 MeV
2 MeV - 20 MeV
> 20 MeV
5
10
20
10
5
Đ i v i neutron thì Wố ớ R là m t hàm c a năng l ng ộ ủ ượ
dm
dE
D
=
dt.dm
dE
D
=
•
5