Luận văn Thạc sĩ Vật lí: Khảo sát độ phóng xạ trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH ------------------------------------------ LƯU HỮU NGUYÊN KHẢO SÁT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG ĐÁ ỐP LÁT DÙNG LÀM VẬT LIỆU XÂY DỰNG KHU VỰC THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao Mã số: 60 44 05

LUẬN VĂN THẠC SĨ VẬT LÍ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. TRẦN VĂN LUYẾN

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2010

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình hoàn thành luận văn, tôi đã nhận được rất nhiều sự quan

tâm, động viên, giúp đỡ của quý thầy cô, gia đình và bạn bè.

Xin cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đến:

TS. Trần Văn Luyến, người thầy đã truyền cho tôi nhiệt tình nghiên cứu

khoa học, những kiến thức chuyên môn sâu, những chỉ bảo tận tình trong thực

nghiệm, trong đánh giá kết quả.

TS. Thái Khắc Định, người thầy đã giới thiệu tôi lựa chọn đề tài, tận tâm

giảng dạy và truyền niềm đam mê nghiên cứu khoa học, góp ý chân thành và bổ ích

cho tôi.

TS. Đỗ Xuân Hội, TS. Nguyễn Văn Hoa, TS. Huỳnh Quang Linh, TSKH.

Nguyễn Văn Hoàng, TS. Nguyễn Văn Hùng, TS. Nguyễn Quang Miên, TS. Bùi

Văn Loát, TS. Nguyễn Đông Sơn, TS. Võ Thanh Cương và tất cả quý thầy cô đã tận

tâm giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích, giúp tôi vững tin khi bước vào

đời.

Ks. Đào Văn Hoàng luôn khuyến khích, động viên và hết lòng giúp đỡ tôi.

Thầy cô phản biện và Hội đồng Khoa học đã dành nhiều thời gian đọc và

góp ý cho luận văn của tôi.

Ban Giám đốc Trung tâm Kỹ thuật Hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, các

anh chị phòng An toàn Bức xạ và Môi trường đã tạo điều kiện thuận lợi về tinh thần

và cơ sở vật chất cho tôi trong quá trình thực nghiệm tại Trung tâm.

Các bạn lớp Cao học Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao K18 đã

luôn sát cánh và giúp đỡ mình trong những giai đoạn khó khăn nhất.

Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ đã luôn ủng hộ, tạo mọi điều kiện tốt

nhất cho con hoàn thành luận án.

BẢNG KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT VÀ CÁC ĐƠN VỊ ĐO

Ước số và bội số đơn vị đo

Tên gọi Kí hiệu

atto (a)

femto (f)

pico (p)

Thang đo 10-18 = 10-15 = 10-12 = 10-9 = nano (n)

micro ()

milli (m)

kilo (k)

mega (M)

giga (G)

tera (T)

peta (P)

exa (E) 10-6 = 10-3 = 10+3 = 10+6 = 10+9 = 10+12 = 10+15 = 10+18 =

Năng lượng bức xạ

1 Gray (Gy) = 1 J/kg

1 rad = 10mGy = 1E-7 J hấp thụ trong 1 gram vật chất.

1 Sievert (Sv) = 100 rem; 1 mSv = 0.1 rem. 1 Curie (Ci) = 3.7.1010 Becquerel (Bq) = hoạt độ phóng xạ của 1 gram Radi 1 EBq = 1018Bq

1 gray = 100 rad

1 rem = 0.01 sievert

1 rad = 1000 millirad = 0.01 gray

1 Roengten (R) = 0.876 rad (in air)

Chữ viết tắt

Ge Germani – Nguyên tố germani.

GPS Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu.

FWHF Full width Half Maximum – Bề rộng ở nửa giá trị cực đại.

HPGe High Pure Germani: germani siêu tinh khiết.

IAEA International Atomic Energy Agency – Cơ quan năng lượng nguyên

tử quốc tế.

ICRP International Commision for Radiological Protection - Ủy ban an toàn

phóng xạ quốc tế.

OED Oranization for Europe Cooperration and Development – Tổ chức hợp

tác và phát triển Châu Âu.

PGs Phó giáo sư.

SNAP System for Nuclear Auxiliary Power – Hệ thống năng lượng hạt nhân

phụ trợ trong vệ tinh hoặc tàu vũ trụ.

Chu kì bán hủy – Nửa thời gian sống của một đồng vị phóng xạ. T1/2

Ttvt Tương tác vũ trụ.

UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic

Radiation – Hội đồng tư vấn khoa học của Liên Hiệp Quốc về ảnh hưởng của bức

xạ nguyên tử.

UTM Universal Transverse Mercator – Hệ thống biến đổi tọa độ toàn cầu.

WGS World Geometrical System – Hệ thống đo đạc toàn cầu.

NCRP National Council on Radiation Protection and Measuremens.

TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh.

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.

LHDTBHN Liều hiệu dụng trung bình hằng năm.

- 1 -

PHẦN MỞ ĐẦU

Trái đất được hình hành từ nhiều nguyên tố khác nhau trong đó có các

nguyên tố phóng xạ, các nguyên tố này phân bố rộng khắp các quyển của trái đất

như thạch quyển, địa quyển, thủy quyển, khí quyển và sinh quyển. Nguyên tố phóng

xạ tự nhiên có từ thời hồng hoang, cùng tuổi với vũ trụ. Nó bao gồm rất nhiều hạt

nhân phóng xạ nguyên thủy tạo thành các chuỗi phóng xạ uranium (U), thorium

(Th) và hạt nhân kali-40 (K-40).

Khi con người ở trong ngôi nhà thì ngôi nhà trở thành một “lô cốt” chắn

gần hết các tia bức xạ từ không gian bên ngoài chiếu vào nhà. Do đó liều chiếu

ngoài và chiếu trong đối với con người chủ yếu do vật liệu xây dựng từ nền nhà,

tường nhà, và trần nhà gây nên. Các loại vật liệu xây dựng này phần lớn được chế

tạo từ đất, đá lấy ở bề mặt trái đất, do đó nó cũng chứa một lượng phóng xạ tự nhiên

nhất định. Mặt khác, trong chu kỳ 24 giờ, con người sống làm việc và sinh hoạt bên

trong ngôi nhà của mình nhiều hơn bên ngoài khoảng 80%. Vấn đề cần quan tâm là

mức phóng xạ nào trong loại vật liệu xây dựng nào là nguy hiểm, ảnh hưởng đến

sức khỏe của con người? Điều này thế giới nghiên cứu đã nhiều, nhưng ở Việt Nam

vấn đề này còn khá mới mẻ và cho mãi đến năm 2006, vấn đề này mới thực sự được

quan tâm và đi sâu vào nghiên cứu. Tiếp theo đó năm 2007, Bộ xây dựng đã có

quyết định về việc ban hành tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 397:2007

“Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng. Mức an toàn trong sử dụng và

phương pháp thử”. Phóng xạ trong vật liệu xây dựng chủ yếu là kali, uranium,

thorium và các nhân được tạo thành từ chuỗi phân rã phóng xạ của chúng, trong đó

quan trọng nhất là radium (Ra-226). Sự có mặt của Ra-226 trong vật liệu xây dựng

gây nên một liều chiếu cho những người sống trong nhà bởi việc hít thở khí radon

phân rã từ radium và thoát ra từ vật liệu xây dựng vào không khí trong nhà. Sự tác

động này gây nên những ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người, đặc

biệt là làm gia tăng tỷ lệ ung thư phổi [16].

- 2 -

Dựa vào lý do này mà tôi thực hiện luận văn “Khảo sát độ phóng xạ trong

đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh” nhằm:

+ Khảo sát hoạt độ phóng xạ tự nhiên trong đá ốp lát trong vật liệu xây

dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cho việc giám sát kỹ thuật theo

TCXDVN 397: 2007.

+ Tìm nguyên nhân mẫu đá ốp lát trong vật liệu xây dựng có hoạt độ phóng

xạ cao.

+ Đưa ra các khuyến cáo cần thiết cho nhà sản xuất và người tiêu dùng.

Mục đích của luận văn là xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên của đá ốp lát

dùng làm vật liệu xây dựng bằng phổ kế gamma phông thấp tại Trung tâm Hạt nhân

TP. Hồ Chí Minh và tìm nguyên nhân mẫu đá ốp lát có phóng xạ cao.

Đề tài: “Khảo sát độ phóng xạ trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh” được thực hiện với 61 mẫu đá ốp lát

khác nhau được thu thập và phân tích phóng xạ. Sau đó đánh giá các chỉ số Index

phóng xạ, liều hấp thụ trung bình hàng năm, hoạt độ Ra tương đương…

Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Do phóng xạ tự nhiên ảnh hưởng đến sức khỏe của con người xuất phát chủ

yếu từ vật liệu xây dựng trong đó đá ốp lát là vật liệu hiện nay con người tiếp xúc

trực tiếp thường xuyên cho nên đối tượng nghiên cứu của luận án này là đá ốp lát

được thu thập tại các cửa hàng vật liệu xây dựng ở TP. Hồ Chí Minh.

Phương pháp nghiên cứu là dùng hệ phổ kế gamma phông thấp tại Trung

tâm Hạt nhân TP. Hồ Chí Minh trên cơ sở lý thuyết về tương tác của tia gamma với

vật chất.

Bố cục của luận án

Luận án đuợc trình bày theo 3 chương:

Chương 1 trình bày tổng quan về vấn đề nghiên cứu: nguồn gốc phóng xạ,

- 3 -

những ảnh hưởng của radon đến sức khỏe con người, radon trong vật liệu xây dựng

và tổng quan tình hình nghiên cứu trong nước ngoài nước.

Chương 2 là phần thực nghiệm: nêu các phương pháp nghiên cứu và lí do

chọn phương pháp dùng hệ phổ kế gamma phông thấp; trình bày về cấu tạo, những

đặc trưng của hệ phổ kế gamma phông thấp của Trung tâm Hạt nhân TP. HCM và

các đồng vị phóng xạ quan tâm; trình bày về quá trình thu thập, xử lý, đo mẫu và

tính toán hoạt độ các nhân phóng xạ quan tâm trong mẫu sao cho khoa học và chính

xác nhất.

Chương 3 là phần kết quả nghiên cứu: trình bày các kết quả định tính và

định lượng hoạt độ phóng xạ của 61 mẫu đá ốp lát thông qua việc xử lý phổ gamma;

giải thích nguyên nhân những mẫu có hoạt độ phóng xạ cao; so sánh kết quả này

với một số kết quả của các nghiên cứu khác trên thế giới.

Phần kết luận đưa ra những nhận xét tổng quát rút ra từ kết quả của quá

trình nghiên cứu cùng đề xuất của tác giả về một số nguyên tắc bảo vệ an toàn

phóng xạ có liên quan đến phóng xạ tự nhiên trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng.

- 4 -

Chương 1

TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Vài nét về hiện tượng phóng xạ

Phóng xạ là một hiện tượng tự nhiên xuất hiện từ thuở khai thiên lập địa,

nhưng đã bị bỏ quên cho đến năm 1896 khi Henri Becquerel tình cờ phát hiện các

bức xạ từ muối của uranium. Sau đó, năm 1899 Pierre và Marrie Curie tìm ra hai

chất phóng xạ mới là polonium và radium. Năm 1934, Frederic Jiolot và Iren Curie

tạo ra các đồng vị phóng xạ nhân tạo của phospho và nitrogen. Phát minh này đã mở

ra một kỷ nguyên của phóng xạ nhân tạo.

Theo định nghĩa [5], phóng xạ là biến đổi tự xảy ra của hạt nhân nguyên tử,

đưa đến sự thay đổi trạng thái hoặc bậc số nguyên tử hoặc số khối của hạt nhân. Khi

chỉ có sự thay đổi trạng thái xảy ra, hạt nhân sẽ phát ra tia gamma mà không biến

đổi thành hạt nhân khác; khi bậc số nguyên tử thay đổi sẽ biến hạt nhân này thành

hạt nhân của nguyên tử khác; khi chỉ có số khối thay đổi, hạt nhân sẽ biến thành

đồng vị khác của nó.

Các công trình nghiên cứu thực nghiệm về hiện tượng phóng xạ đã xác

nhận sản phẩm phân rã phóng xạ của hạt nhân gồm:

+ Tia alpha: là chùm các hạt tích điện dương, bị lệch trong điện trường và

từ trường, dễ bị các lớp vật chất mỏng hấp thụ. Về bản chất, tia alpha là chùm các

4

hạt nhân của nguyên tử helium ( He2 ).

+ Tia beta: cũng bị lệch trong điện trường và từ trường, có khả năng xuyên

 ) và các positron (

 ).

sâu hơn tia alpha. Về bản chất, tia beta là các electron (

+ Tia gamma: không chịu tác dụng của điện trường và từ trường, có khả

năng xuyên sâu vào vật chất. Về bản chất, tia gamma là các photon có năng lượng

cao.

- 5 -

+ Neutron: có sức xuyên mạnh hơn tia gamma và chỉ có thể bị ngăn chặn lại

bởi tường bê tông dày, bởi nước hoặc tấm chắn paraphin.

1.2. Nguồn gốc phóng xạ

Mọi người và mọi vật đều cấu tạo từ nguyên tử. Một người lớn trung bình là tập hợp của khoảng 4.1027 nguyên tử oxy, hydro, cacbon, nitơ, phospho và các

nguyên tố khác. Khối lượng nguyên tử tập trung ở phần hạt nhân nguyên tử mà độ

lớn của nó chỉ bằng một phần tỉ của nguyên tử. Xung quanh hạt nhân hầu như là

khoảng trống, ngoại trừ những phần tử rất nhỏ mang điện tích âm quay xung quanh

hạt nhân được gọi là electron. Các electron quyết định tính chất hoá học của một

chất nhất định. Nó không liên quan gì với hoạt độ phóng xạ. Hoạt độ phóng xạ chỉ

phụ thuộc vào cấu trúc hạt nhân. Một nguyên tố được xác định bởi số lượng proton

trong hạt nhân. Hydro có 1 proton, heli có 2, liti có 3, berili có 4, bo có 5 và cacbon

có 6 proton. Số lượng proton nhiều hơn thì hạt nhân nặng hơn. Thori có 90 proton,

protatini có 91 và urani có 92 proton được xem là những nguyên tố siêu urani. Số

lượng các neutron quyết định hạt nhân có mang tính phóng xạ hay không. Để các

hạt nhân ổn định, số lượng neutron trong hầu hết mọi trường hợp đều phải lớn hơn

số lượng proton một ít. Ở các hạt nhân ổn định proton và neutron liên kết với nhau

bởi lực hút rất mạnh của hạt nhân mà không phần tử nào thoát ra ngoài. Trong

trường hợp như vậy, hạt nhân sẽ tồn tại bền vững. Tuy nhiên, mọi việc sẽ khác đi

nếu số lượng neutron vượt khỏi mức cân bằng. Trong trường hợp này, hạt nhân sẽ

có năng lượng dư và đơn giản là sẽ không liên kết được với nhau. Sớm hay muộn

nó cũng phải xả phần năng lượng dư thừa đó. Hạt nhân khác nhau thì việc giải thoát

năng lượng dư cũng khác nhau, dưới dạng các sóng điện từ và các loại hạt khác: ,

, n, p. Năng lượng đó được gọi là bức xạ.

Z

100

S =0p

Z=N

80

Caùc haït nhaân +  phoùng xaï

60

S =0n

Caùc haït nhaân beàn

40

-

Caùc haït nhaân phoùng xaï

20

0

20

40

60

80

100

120

140

160 N

- 6 -

Hình 1.1. [6] Giản đồ Z-N phân biệt các hạt nhân bền và không bền.

Mặt phẳng (Z,N) chứa tất cả các hạt nhân bền đối với phân rã nucleon, giới

hạn bởi các đường cong Sp = 0 và Sn = 0 (Sp và Sn là các năng lượng tách proton và

. Vùng gạch chéo phía trên gồm các hạt nhân phân rã

 còn vùng gạch chéo

neutron ra khỏi hạt nhân). Dải hẹp gạch ca rô gồm các hạt nhân bền đối với phân rã



phía dưới gồm các hạt nhân phân rã

Quá trình mà nguyên tử không bền giải thoát năng lượng dư của nó gọi là

sự phân rã phóng xạ. Tính phóng xạ phụ thuộc vào hai nhân tố: thứ nhất là tính

không bền vững của hạt nhân do tỉ số N/Z quá cao hoặc quá thấp so với đường cong

trên hình 1.1 và thứ hai là quan hệ khối lượng giữa hạt nhân mẹ (hạt nhân trước

phân rã), hạt nhân con (hạt nhân sau phân rã) và hạt được phát ra. Tính phóng xạ

không phụ thuộc vào các tính chất hoá học và vật lý của hạt nhân đồng vị và vì vậy

không thể thay đổi bằng bất cứ cách gì. Hạt nhân nhẹ, với ít proton và neutron trở

nên ổn định sau một lần phân rã. Khi một nhân nặng như radi hay urani phân rã,

những hạt nhân mới được tạo ra có thể vẫn không ổn định, mà giai đoạn ổn định

cuối cùng chỉ đạt được sau một số lần phân rã.

Ví dụ: urani 238 có 92 proton và 146 neutron luôn mất đi 2 proton và 2

neutron khi phân rã. Số lượng proton còn lại sau một lần urani phân rã là 90, nhưng

- 7 -

hạt nhân có số lượng proton 90 lại là thori, vì vậy urani 238 sau một lần phân rã sẽ

làm sinh ra thori 234 cũng không ổn định và sẽ trở thành protactini sau một lần

phân rã nữa. Hạt nhân ổn định cuối cùng là chì chỉ được sinh ra sau lần phân rã thứ

14. Quá trình phân rã này xảy ra đối với nhiều hạt nhân phóng xạ có ở trong môi

trường.

Hoạt độ phóng xạ chỉ khả năng phát ra bức xạ của một chất. Hoạt độ không

có nghĩa là cường độ của bức xạ được phát ra hay những rủi ro có thể xảy ra đối với

sức khoẻ con người. Nó được quy định bằng đơn vị hoạt độ Becquerel (Bq), phỏng

theo tên một nhà vật lý người Pháp, Henri Becquerel. Hoạt độ phóng xạ (a) của một

a

tập hợp các hạt nhân phóng xạ được tính bởi số các phân rã trong nó trong một đơn

 

dN dt

t

a

N e 

N

   



vị thời gian theo công thức sau , trong đó N là số hạt nhân chưa bị phân rã

0

N = N0. Như vậy, , là hằng số phân rã có giá trị xác định đối với

mỗi đồng vị phóng xạ.

Nếu số lượng phân rã là 1/1 giây, hoạt độ của chất đó được tính là 1 Bq.

Hoạt độ không liên quan gì đến kích thước hay khối lượng của một chất. Nếu số

lượng phân rã xảy ra ở một lượng nhỏ của một chất là 1000/1 giây, hoạt độ của chất

đó lớn hơn 100 lần so với một số lượng lớn chất chỉ có 10 phân rã xảy ra trong 1

giây.

Tốc độ phân rã được mô tả bằng chu kỳ bán rã, đó là thời gian mà 1/2 số

hạt nhân không bền của một chất nào đó phân rã. Chu kỳ bán rã là đơn nhất và

không thay đổi cho từng hạt nhân phóng xạ và có thể là từ một phần giây đến hàng

tỷ năm. Chu kỳ bán rã của radon Rn – 219 là 4 giây, của Rn - 220 là 55 giây, của Rn

– 222 là 3,5 ngày, của sulfua S-38 là 2 giờ 52 phút, của radi Ra-223 là 11,43 ngày,

và cacbon C-14 là 5.730 năm. Trong các chu kỳ bán rã liên tiếp, hoạt độ chất phóng

xạ giảm bởi phân rã từ 1/2, 1/4, 1/8, 1/16… so với hoạt độ ban đầu theo công thức

N 0 . Điều đó cho phép tính hoạt độ còn lại của bất cứ chất nào tại một thời n 2

sau N =

điểm bất kỳ trong tương lai.

- 8 -

Bức xạ có khắp nơi trong môi trường: trong đất, nước, không khí, thực

phẩm, vật liệu xây dựng, kể cả con người - một sản phẩm của môi trường. Hầu hết

các chất phóng xạ có đời sống dài đều sinh ra trước khi có trái đất, vì vậy một lượng

phóng xạ luôn tồn tại là điều bình thường không thể tránh khỏi. Trong thế kỷ vừa

qua, phông phóng xạ đã tăng lên không ngừng do các hoạt động như thử vũ khí hạt

nhân và phát điện hạt nhân. Mức độ phóng xạ phụ thuộc vào nhiều yếu tố: địa điểm,

thành phần của đất, vật liệu xây dựng, mùa, vĩ độ, và mức độ nào đấy nữa là điều

kiện thời tiết: mưa, tuyết, áp suất, hướng gió… tất cả đều ảnh hưởng đến phông bức

xạ. Bức xạ được xem là tự nhiên hay nhân tạo là do nguồn gốc sinh ra của nó. Từ đó

nguồn phóng xạ được chia làm hai loại: nguồn phóng xạ tự nhiên và nguồn phóng

xạ nhân tạo. Nguồn phóng xạ tự nhiên là các chất đồng vị phóng xạ có mặt trên trái

đất, trong nước hay trong bầu khí quyển. Nguồn phóng xạ nhân tạo do con người

chế tạo bằng cách chiếu các chất trong lò phản ứng hạt nhân hay máy gia tốc.

1.2.1. Các nguồn phóng xạ tự nhiên:

Nguồn phóng xạ tự nhiên gồm hai nhóm sau: nhóm thứ nhất là nhóm các

đồng vị phóng xạ nguyên thủy có từ khi tạo thành trái đất, vũ trụ. Nhóm thứ hai là

nhóm đồng vị phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ - được tia vũ trụ tạo ra. Các đồng vị

235

238

232

phóng xạ tự nhiên gồm cỡ 70 đồng vị, trong đó quan trọng nhất là các đồng vị

92U ,

92U ,

90Th

cùng các đồng vị con cháu trong các dãy phân rã của chúng

* Nhóm đồng vị phóng xạ nguyên thủy

Phông phóng xạ trên trái đất gồm các nhân phóng xạ tồn tại cả trước và khi

trái đất được hình thành. Chúng có chu kỳ bán rã ít nhất khoảng vài triệu năm, gồm

có uranium, thorium và con cháu của chúng, cùng với một số nguyên tố phóng xạ khác tạo thành bốn họ phóng xạ cơ bản: họ thorium Th232 (4n); họ uranium U238 (4n+2); họ actinium U235 (4n+3) và họ phóng xạ nhân tạo neptunium Np241 (4n+1).

Các đặc điểm của 3 họ phóng xạ tự nhiên:

- Thành viên thứ nhất là đồng vị phóng xạ sống lâu với thời gian bán rã rất

lớn và thường được dùng để định tuổi địa chất.

- 9 -

- Mỗi họ đều có một thành viên dưới dạng khí phóng xạ đây là một trong

các lý do chính gây nên phông phóng xạ của môi trường. Chúng là các đồng vị khác nhau của nguyên tố radon: trong họ uranium là 86Rn222 (radon), trong họ thorium là 86Rn220 (thoron), trong họ actinium là 86Rn219 (actinon). Trong họ phóng xạ nhân tạo

neptunium không có thành viên khí phóng xạ.

- Sản phẩm cuối cùng trong mỗi họ phóng xạ tự nhiên đều là chì: Pb206 trong họ uranium, Pb207 trong họ actinium và Pb208 trong họ thorium. Trong họ phóng xạ nhân tạo neptunium, thành viên cuối cùng là Bi209.

Hình 1.2. Họ thorium (4n)

Hình 1.3. Họ actinium (4n+3)

- 10 -

Hình 1.4. Họ uranium (4n+2)

Ngoài các đồng vị phóng xạ trong 4 họ phóng xạ cơ bản trên, trong tự nhiên

còn tồn tại một số đồng vị phóng xạ với số nguyên tử thấp. Các đồng vị phóng xạ

quan trọng nhất được dẫn ra trong bảng 1.1.

Một trong các đồng vị phóng xạ tự nhiên là K40, rất phổ biến trong môi

trường (hàm lượng K trong đất đá là 27g/kg và trong đại dương ~ 380 mg/lít), trong

thực vật, động vật và cơ thể người (hàm lượng K trung bình trong cơ thể người

khoảng 1,7g/kg).

Bảng 1.1. [11] Đặc trưng của 40K và các nhân chính của 3 họ phóng xạ.

Nhân Chu kỳ bán hủy Hàm lượng/ Hoạt độ tự nhiên

235U

0,72% uran tự nhiên. 7,04 x 108 năm

238U

99,2745% uran tự nhiên, 0,5-0,7 ppm uran trong đá. 4,47 x 109 năm

232Th

1,6-20 ppm trong đá vôi, trung bình 10,7 ppm. 1,41 x 1010 năm

226Ra

16 Bq/kg trong đá vôi, 48 Bq/kg trong đá nóng chảy. 1,6 x 103 năm

222Rn

3,82 ngày 0,6 – 28 Bq/m3 trong không khí.

40K

Đất: 37-1000 Bq/kg. 1,28 x 1010 năm

- 11 -

* Nhóm các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ:

Đồng vị phóng xạ tự nhiên quan trọng khác là C14 với chu kỳ bán rã 5600 năm. C14 là kết quả của biến đổi hạt nhân do các tia vũ trụ bắn phá hạt nhân N14. Trước khi xuất hiện bom hạt nhân, hàm lượng tổng cộng của C14 trong khí quyển khoảng 1,5.1011MBq, trong thực vật khoảng 4,8.1011 MBq, trong đại dương khoảng 9.1012 MBq. Việc thử nghiệm vũ khí hạt nhân làm tăng đáng kể hàm lượng C14. Cho

đến năm 1960, tất cả các vụ thử nghiệm vũ khí hạt nhân đã thải ra khí quyển khoảng 1,1.1011 MBq. Cacbon phóng xạ tồn tại trong khí quyển dưới dạng khí CO2, đi vào

cơ thể động vật qua quá trình hô hấp và vào thực vật qua quá trình quang hợp nên

được sử dụng để đánh giá tuổi các mẫu khảo cổ vật liệu hữu cơ thông qua các số liệu hoạt độ riêng C14 của chúng.

Các đồng vị phóng xạ được tạo thành từ tia vũ trụ:

Bức xạ vũ trụ lan khắp không gian, chúng tồn tại chủ yếu ngoài hệ mặt trời

của chúng ta. Bức xạ có nhiều dạng, từ những hạt nặng có vận tốc rất lớn đến các

photon năng lượng cao và các hạt muyon (). Tầng trên của khí quyển trái đất tác

dụng với nhiều loại tia vũ trụ và làm sinh ra các nhân phóng xạ. Phần lớn các nhân

phóng xạ này có thời gian bán rã ngắn hơn các nhân phóng xạ tự nhiên có trên trái

đất. Bảng 1.2 trình bày các nhân phóng xạ chính có nguồn gốc từ vũ trụ.

Bảng1.2. [11] Các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ

Nguồn Hoạt độ Nhân T1/2

14C

220 Bq/kg trong vật liệu hữu cơ 5730 năm Ttvt 14N(n,p)14C

3H

12,3 năm 1,2 x 10-3 Bq/kg Ttvt N và O 6Li(n, )3H

7Be

53,28 ngày 0,01 Bq/kg Ttvt với N và O

Ttvt: Tương tác vũ trụ

Các nhân phóng xạ vũ trụ khác là Be10, Al26, Cl36, Kr80, C14, Si32, Ar39, Na22,

S35, Ar37, P32, P33, Mg38, Na24, S38, F18, Cl38, Cl34m.

- 12 -

Bức xạ vũ trụ:

Cùng với các nhân phóng xạ tạo nên khi tia vũ trụ tương tác với lớp khí

quyển, bản thân các tia vũ trụ cũng góp phần vào tổng liều hấp thụ của con người.

Bức xạ vũ trụ được chia làm hai loại là bức xạ sơ cấp và bức xạ thứ cấp.

Bức xạ vũ trụ sơ cấp được tạo nên bởi các hạt có năng lượng cực kỳ cao (lên đến 108 eV), đa phần là proton cùng với một số hạt khác nặng hơn. Phần lớn

các tia vũ trụ sơ cấp đến từ bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta và chúng cũng đã

được tìm thấy trong không gian vũ trụ. Một số ít bắt nguồn từ mặt trời do quá trình

cháy sáng của mặt trời.

Một số nhỏ bức xạ vũ trụ sơ cấp xuyên xuống bề mặt trái đất còn phần lớn

chúng tương tác với khí quyển. Khi tương tác với khí quyển, chúng sinh ra các bức

xạ vũ trụ thứ cấp hoặc ánh sáng mà ta có thể nhìn thấy trên mặt đất. Những phản

ứng này làm sinh ra các bức xạ có năng lượng thấp hơn, bao gồm việc hình thành

các photon ánh sáng, các electron, các neutron và các hạt muyon rơi xuống mặt đất.

Lớp khí quyển và từ trường trái đất có tác dụng như một lớp vỏ bọc che

chắn các tia vũ trụ, làm giảm số lượng của chúng có thể đến được bề mặt của trái

đất. Như vậy, liều bức xạ con người nhận được sẽ phụ thuộc vào độ cao mà người

ấy đang ở: từ bức xạ vũ trụ, hàng năm con người có thể nhận một liều cỡ 0,27 mSv

và sẽ tăng lên gấp đôi nếu độ cao tăng 2000 m.

Suất liều điển hình của bức xạ vũ trụ như sau: 0,04 µGy/h trên bề mặt trái

đất, 0,2µGy/h ở độ cao 5000m và 3 µGy/h ở độ cao 20000 m.

Lượng bức xạ vũ trụ trên mặt biển chỉ giảm 10% từ vùng cực tới xích đạo

nhưng tại độ cao khoảng 20000 m thì mức giảm này là 75%. Rõ ràng là có sự ảnh

hưởng từ địa từ trường của trái đất và từ trường của mặt trời lên các bức xạ vũ trụ

sơ cấp.

1.2.2. Các nguồn phóng xạ nhân tạo

Những hoạt động của con người cũng tạo ra các chất phóng xạ được tìm

thấy trong môi trường và cơ thể trong hơn 100 năm trở lại đây và qua đó bổ sung

- 13 -

vào nguồn phóng xạ tự nhiên những sản phẩm của con người. Chúng chỉ là một

lượng rất nhỏ so với lượng phóng xạ có sẵn trong tự nhiên. Vì chu kỳ bán rã của

chúng ngắn nên hoạt độ của chúng đã giảm đáng kể từ khi ngừng thử vũ khí hạt

nhân trên trái đất. Một số chất đã được thải vào khí quyển do các vụ thử vũ khí hạt

nhân và phần nhỏ hơn nhiều là các nhà máy điện hạt nhân. Những giới hạn phát thải

được phép đối với nhà máy điện hạt nhân bảo đảm chúng không gây tác hại gì. Hầu

hết các chất phóng xạ sinh ra từ phân hạch hạt nhân nằm trong chất thải phóng xạ

và được lưu giữ cách biệt với môi trường. Có khoảng 2000 đồng vị phóng xạ nhân

tạo trong đó:

Vũ khí hạt nhân

Rơi lắng từ các vụ thử vũ khí hạt nhân là nguồn phóng xạ nhân tạo lớn nhất trong môi trường. Dấu hiệu của bom hạt nhân là các sản phẩm phân hạch của 235U và 239Pu. Dấu hiệu của phản ứng nhiệt hạch là triti đi kèm các phản ứng phân hạch thứ cấp khi neutron nhanh tương tác với 238U ở lớp vỏ bọc ngoài. Các đồng vị

phóng xạ khác cũng được tạo ra do kết quả của việc bắt neutron với các vật liệu làm bom và không khí xung quanh. Một trong những sản phẩm quan trọng nhất là 14C được tạo ra do phản ứng 14N (n,p) 14C làm cho hàm lượng 14C trong khí quyển tăng

gấp đôi vào giữa những năm 1960.

Từ khí quyển, các đồng vị phóng xạ sẽ lắng đọng trên địa cầu dưới dạng rơi

lắng tại chỗ (12%), nằm trên tầng đối lưu (10%) và tầng bình lưu (78%). Rơi lắng ở

tầng bình lưu là rơi lắng toàn cầu và sẽ gây nhiễm bẩn toàn cầu với hoạt độ thấp. Trong khi hầu hết các đồng vị phóng xạ nằm trên bề mặt trái đất thì 3H và 14C đi

vào các chu trình khí quyển, thủy quyển và sinh quyển toàn cầu. Tổng lượng phóng xạ đã đưa vào khí quyển qua các vụ thử vũ khí hạt nhân là 3.107 Sv/người với 70% là 14C; các đồng vị khác 137Cs, 90Sr, 95Zr và 106Ru chiếm phần còn lại.

Điện hạt nhân

Chương trình hạt nhân dân sự bắt đầu từ lò phản ứng Calder Hall tây bắc

nước Anh năm 1956. Số các lò phản ứng hạt nhân tăng nhanh, cho đến cuối năm

- 14 -

2002, theo thống kê của IAEA, điện hạt nhân đã chiếm 16% sản lượng điện toàn thế

giới và đang có chiều hướng gia tăng. Các đồng vị phóng xạ thải vào môi trường

đều từ các chu trình nhiên liệu hạt nhân như khai thác mỏ, nghiền uran, sản xuất và

tái chế các thanh nhiên liệu. Việc thải các chất phóng xạ từ các nhà máy điện có thể

lên đến cỡ TBq/năm hoặc nhỏ hơn. Suất liều đối với các nhóm dân tiêu chuẩn có

bậc cỡSv / năm.

Tai nạn hạt nhân

Khoảng 150 tai nạn lớn nhỏ của ngành hạt nhân đã xảy ra, lớn nhất là tai

nạn Chernobyl, Ucraina 1986 gây nên sự nhiễm bẩn phóng xạ bởi các chất thải rắn

và lỏng là hỗn hợp các hợp chất hóa học và các đồng vị phóng xạ.

Ngoài ra, một số nhân phóng xạ nhân tạo còn được tạo thành từ các khu

chứa chất thải phóng xạ, các chất thải rắn hay đồng vị phóng xạ nhân tạo đánh dấu.

1.3. Ảnh hưởng của các loại bức xạ đến con người

Bức xạ sinh ra dưới nhiều hình thức, các dạng quan trọng nhất là các dạng

có thể xuyên qua vật chất và làm cho nó bị điện tích hóa hay ion hóa ảnh hưởng đến

sức khỏe con người. Nếu bức xạ ion hóa thấm vào các mô sống, các ion được tạo ra

đôi khi ảnh hưởng đến quá trình sinh học bình thường. Tiếp xúc với bất kỳ loại nào

trong số các loại bức xạ ion hóa, bức xạ alpha, beta, các tia gamma, tia X và

neutron, đều có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ.

1.3.1. Bức xạ alpha

Hạt alpha là hạt nhân 2He4. Phân rã alpha xảy ra khi hạt nhân phóng xạ có tỉ

số N/Z quá thấp. Bức xạ alpha được phát ra bởi các nguyên tử của các nguyên tố

nặng như uran, radi, radon và plutoni.

226

222

4

Ra

Rn

He





Hạt alpha phát ra với năng lượng cố định. Hình 1.5 trình bày quá trình phân

2

86

88

rã , gồm hai nhánh phát alpha: nhánh thứ nhất với hạt

alpha năng lượng 4,591 MeV và nhánh thứ hai với hạt alpha năng lượng 4,777

- 15 -

MeV. Hạt nhân Rn222 sau phân rã theo nhánh thứ nhất nằm ở trạng thái kích thích và tiếp tục phân rã gamma để chuyển về trạng thái cơ bản. Hạt nhân Rn222 sau phân

rã theo nhánh thứ hai nằm ở trạng thái cơ bản.

Ra226

 4,591 MeV 5.7%

 4,777 MeV 94,3%

 0,186 MeV (35% -) Rn222

  86Rn222 + 2He4

Hình 1.5. Sơ đồ phân rã 88Ra226

Hạt alpha bị hấp thụ rất mạnh khi đi qua vật chất, do đó quãng đường đi của

nó rất ngắn. Lớp da chết ở mặt da đủ dày để hấp thụ tất cả bức xạ alpha từ một

nguồn phóng xạ. Kết quả là, bức xạ alpha từ nguồn bên ngoài chiếu vào cơ thể

không gây nên nguy hiểm. Tuy nhiên, khi hạt nhân phóng xạ alpha lọt vào trong cơ

thể qua đường tiêu hoá hoặc hô hấp, không bị cản lại bởi lớp da chết, năng lượng

bức xạ alpha sẽ truyền cho các tế bào cơ thể. Ví dụ trong phổi, nó có thể tạo ra liều

chiếu trong đối với các mô nhạy cảm, mà các mô này thì không có lớp bảo vệ bên

ngoài giống như da. Vì vậy, các đồng vị phóng xạ alpha rất độc khi chúng có mặt

bên trong cơ thể.

- 16 -

Hình 1.6. Các con đường bức xạ và chất phóng xạ đi vào cơ thể.

- 17 -

Bê tông

Nước

Giấy

Hình 1.7. Mức độ đâm xuyên của bức xạ.

1.3.2. Bức xạ beta

 ) và các positron (

 ). Phân rã 

Hạt beta gồm hai hạt: các electron (

xảy ra khi hạt nhân phóng xạ thừa neutron, tức là tỉ số N/Z quá cao, còn phân rã 

xảy ra khi hạt nhân có tỉ số N/Z quá thấp so với đường cong bền của hạt nhân (hình

1.1).

Bức xạ beta bao gồm các hạt nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó

có thể đâm xuyên lớn hơn hạt alpha, phụ thuộc vào năng lượng của nó, do đó nó

nguy hiểm khi chiếu xạ ngoài. Nó có thể làm tổn thương lớp da bảo vệ. Trong vụ tai

nạn ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986, các tia beta mạnh đã làm cháy

da những người cứu hoả. Nếu các bức xạ beta phát ra trong cơ thể, nó có thể chiếu

xạ trong các mô trong đó. Bất cứ đồng vị phóng xạ nào phát beta mà lọt vào bên

trong cơ thể với một lượng vượt quá giới hạn cho phép đều nguy hiểm cả.

1.3.3. Bức xạ gamma

Cả hai phân rã alpha và beta thường kèm theo phân rã gamma vì sau khi

phân rã alpha và beta hạt nhân phóng xạ mẹ biến thành hạt nhân con thường nằm ở

trạng thái kích thích. Khi hạt nhân con chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái

cơ bản nó có thể phát ra một số tia gamma.

- 18 -

Bức xạ gamma là năng lượng sóng điện từ song có tần số hay năng lượng

rất lớn. Khi tia gamma bắt đầu đi vào vật chất, cường độ của nó cũng bắt đầu giảm.

Trong quá trình xuyên vào vật chất, tia gamma va chạm với các nguyên tử. Các va

chạm đó với tế bào của cơ thể sẽ làm tổn hại cho da và các mô ở bên trong. Các vật

liệu đặc như chì, bê tông là tấm chắn lý tưởng đối với tia gamma.

Tia gamma là bức xạ điện từ đơn năng giống như tia X, song có năng lượng

lớn hơn và có khả năng đâm xuyên lớn hơn. Do đó tia gamma gây nguy hiểm bức

xạ chủ yếu trong trường hợp chiếu xạ ngoài.

1.3.4. Bức xạ tia X

Bức xạ tia X tương tự như bức xạ gamma, nhưng bức xạ gamma được phát

ra bởi hạt nhân nguyên tử, còn tia X do con người tạo ra trong một ống tia X mà bản

thân nó không có tính phóng xạ. Vì ống tia X hoạt động bằng điện, nên việc phát tia

X có thể bật, tắt bằng công tắc.

1.3.5. Bức xạ neutron

Bức xạ neutron được tạo ra trong quá trình phát điện hạt nhân, bản thân nó

không phải là bức xạ ion hoá, nhưng nếu va chạm với các hạt nhân khác, nó có thể

kích hoạt các hạt nhân hoặc gây ra tia gamma hay các hạt điện tích thứ cấp gián tiếp

gây ra bức xạ ion hoá. Neutron có sức xuyên mạnh hơn tia gamma và chỉ có thể bị

ngăn chặn lại bởi tường bê tông dày, bởi nước hoặc tấm chắn paraphin. May mắn

thay, bức xạ neutron không tồn tại ở đâu, trừ lò phản ứng hạt nhân và nhiên liệu hạt

nhân.

1.3.6. Quá trình biến hoán nội

Quá trình biến hoán nội xảy ra đối với hạt nhân phóng xạ phát gamma. Tia

gamma từ hạt nhân phát ra tương tác với electron liên kết mạnh ở lớp K hay lớp L

của nguyên tử, truyền toàn bộ năng lượng cho electron này để nó bay ra khỏi

nguyên tử. Có thể nói, quá trình biến hoán nội là hiệu ứng quang điện nội, do tia

gamma của hạt nhân nguyên tử gây hiệu ứng quang điện đối với electron của chính

nguyên tử đó.

- 19 -

Về quan hệ năng lượng, quá trình biến hoán nội thỏa mãn điều kiện sau

đây:

E = Ee + EB

Trong đó E và Ee tương ứng là năng lượng của tia gamma và electron còn

EB là năng lượng liên kết của electron. Electron phát ra có năng lượng đơn năng nên

trên phổ năng lượng liên tục của electron trong phân rã beta có các vạch năng lượng

của các electron biến hoán nội lớp K và lớp L. Thí dụ phổ năng lượng của electron từ phân rã beta và biến hoán nội của hạt nhân Cs137. Hạt nhân phóng xạ này phân rã beta biến đổi thành hạt nhân Ba137 ở trạng thái kích thích. Hạt nhân Ba137 chuyển về

trạng thái cơ bản bằng phân rã gamma, trong đó có 11% tia gamma tham gia vào





quá trình biến hoán nội. Hệ số biến hoán nội được xác định bằng tỉ số giữa số

N e N



electron biến hoán nội Ne so với số photon N phát ra:

Đối với hạt nhân Cs137 thì  = 0,11. Sau quá trình biến hoán nội xuất hiện

một lỗ trống trên lớp K hay lớp L do electron bị bắn ra và một electron ở lớp vỏ cao

hơn chuyển về chiếm vị trí lỗ hổng này, phát ra tia X đặc trưng. Đến lượt mình, tia

X đặc trưng này lại bị hấp thụ, gây ra hiệu ứng quang điện nội mới, làm bắn ra

electron liên kết khác ra ngoài nguyên tử. Electron phát ra lần này được gọi là

electron Auger (Auger electron).

1.4. Radon – mối nguy hiểm vô hình từ không gian quanh ta

Một phần của phông phóng xạ là bức xạ vũ trụ đến từ không gian. Chúng

hầu hết bị cản lại bởi khí quyển bao quanh trái đất, chỉ một phần nhỏ tới được trái

đất. Trên đỉnh núi cao hoặc bên ngoài máy bay, độ phóng xạ lớn hơn nhiều so với ở

mặt biển. Các phi hành đoàn làm việc chủ yếu ở độ cao có bức xạ vũ trụ lớn hơn

mức bình thường ở mặt đất khoảng 20 lần. Các chất phóng xạ có đời sống dài có

trong thiên nhiên thường ở dạng các chất bẩn trong nhiên liệu hóa thạch. Trong lòng

- 20 -

đất, các chất như vậy không làm ai bị chiếu xạ, nhưng khi bị đốt cháy, chúng được

thải vào khí quyển rồi sau đó khuếch tán vào đất, làm tăng dần phông phóng xạ.

Nguyên nhân chung nhất của sự tăng phông phóng xạ là radon, một chất khí

sinh ra khi radi kim loại phân rã. Các chất phóng xạ khác được tạo thành trong quá

trình phân rã tồn tại tại chỗ trong lòng đất, nhưng radon thì bay lên khỏi mặt đất.

Nếu nó lan toả rộng và hòa tan đi thì không gây ra nguy hại gì, nhưng nếu một ngôi

nhà xây dựng tại nơi có radon bay lên tới mặt đất thì radon có thể tập trung trong

nhà đó, nhất là khi các hệ thống thông khí không thích hợp. Radon tập trung trong

nhà có thể lớn hơn hàng trăm lần, có khi hàng ngàn lần so với bên ngoài. Loại trừ

khí radon, bức xạ tự nhiên không có hại đối với sức khoẻ. Nó là một phần của tự

nhiên và các chất phóng xạ có trong cơ thể con người cũng là một phần của tạo hoá.

Radon là một đồng vị phóng xạ thuộc các chuỗi phóng xạ tự nhiên. Radon-

222(radon) của chuỗi uranium-238, radon-220(thoron) của chuỗi thorium-232 và

radon-219(actinon) của chuỗi uranium-235. Radon và thoron là các khí trơ, chúng

không tham gia vào bất kỳ hợp chất hóa học nào. So với radon-220 và radon-219,

độ nguy hiểm phóng xạ của radon-222 rất cao do chu kỳ bán hủy bởi phân rã phóng

xạ là 3,5 ngày trong khi chu kỳ bán hủy của thoron là 55 giây và của radon-219 là 4

giây. Radon là tác nhân gây nguy cơ ung thư hàng đầu trong các chất gây ung thư

phổi. Trong không khí, radon và thoron ở dạng nguyên tử tự do, sau khi thoát ra từ

vật liệu xây dựng, đất, đá và những khoáng vật khác, chúng phân rã thành chuỗi các

đồng vị phóng xạ con cháu mà nguy hiểm nhất là polonium-218. Polonium-218

phân rã alpha với chu kỳ bán hủy 3,05 phút, đủ cho một vài chu trình thở trong hệ

thống hô hấp của con người. Polonium-218 bay trà trộn cùng với các hạt bụi có kích

cỡ nanomet và micromet tạo thành các sol khí phóng xạ. Các sol khí phóng xạ này

có kích thước khoảng vài chục micromet nên có thể được hít vào qua đường thở và

tai hại hơn, chúng có thể bị lưu giữ tại phế nang. Tại phế nang, polonium-218 phân rã alpha phát ra các hạt nhân heli-hạt alpha có điện tích 2e-, khối lượng nguyên tử là

4. Các hạt alpha có năng lượng rất cao sẽ bắn phá nhân tế bào phế nang gây ra các

sai hỏng nhiễm sắc thể, tác động tiêu cực đến cơ chế phân chia tế bào. Một phần

- 21 -

năng lượng phân rã hạt nhân truyền cho hạt nhân phân rã, làm các hạt nhân này bị

giật lùi. Năng lượng giật lùi của các hạt nhân radon có thể đủ để phá vỡ các phân tử

protein trong tế bào phế nang. Kết quả là xác suất gây ung thư do radon khá cao.

Như vậy, việc xác định hàm lượng sol khí phóng xạ gây ra bởi radon - tức xác định

radon rất quan trọng với mục đích giám sát cảnh báo nguy cơ ung thư phổi trong

đời sống cộng đồng, trong các khu hầm mỏ, trong nhà ở và đặc biệt trong phòng

ngủ và phòng làm việc. Theo luật môi trường Mỹ, mức cho phép khí radon trong nhà ở là < 4 pCi/l/năm tương đương 0,148 Bq/l/năm hay 148 Bq/m3/năm. Theo tiêu

chuẩn an toàn bức xạ của cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA), nồng độ

khí radon trong nhà ở của dân chúng không được vượt quá dải từ 200 đến 600 Bq/m3/năm nghĩa là từ 0,6 đến 1,7 Bq/m3/ngày. Theo luật phóng xạ 944/92 của

trung tâm phóng xạ và an toàn hạt nhân Phần Lan [26], giới hạn liều radon đối với tòa nhà đang ở là 400 Bq/m3/năm và tòa nhà mới thiết kế là 200 Bq/m3/năm.

1.5. Radon trong vật liệu xây dựng

Tất cả các loại vật liệu xây dựng đều chứa một lượng lớn các nhân phóng

xạ tự nhiên, chủ yếu là urani, thori và các đồng vị phóng xạ của kali. Sự chiếu xạ từ

vật liệu xây dựng có thể chia làm hai loại: chiếu ngoài và chiếu trong. Nguyên nhân

của sự chiếu ngoài là do các tia gamma trực tiếp. Sự chiếu trong là kết quả của việc hít thở khí radon (222Rn), thoron (220Rn) và những sản phẩm phân rã có thời gian sống ngắn của chúng. 222Rn là một phần của chuỗi phân rã của uranium - nhân

phóng xạ có trong các loại vật liệu xây dựng. Vì là một khí trơ nên radon có thể dễ

dàng di chuyển trong khoảng không gian rất nhỏ hẹp giữa những phân tử của đất,

đá…đi đến bề mặt và thâm nhập vào không khí, gây đến 50% liều hấp thụ hàng

năm của chúng ta [1], [6], [16], [17], [24].

Mặc dù hầu như tất cả các loại đất, đá đều chứa một lượng uranium nhất

định nhưng lượng trung bình cao hơn cả được tìm thấy trong các mẫu đất, đá chứa

granite, phosphate và những loại đá phiến sét [4], [9]. Vì thế hàm lượng radon phụ

thuộc rất mạnh vào vật liệu: những vật liệu xây dựng có nguồn gốc granite sẽ cho

- 22 -

hàm lượng radon cao nhất, riêng lớp tráng men của gạch với thành phần chủ yếu là

zirconi góp phần cũng gây nên phóng xạ đáng kể; các vật liệu gốm sét, gạch xỉ than,

cũng là vật liệu chứa nhiều radon. Các loại khoáng sản có nguồn gốc trầm tích như

ilmenhite, rutile, zircon, monazite rất giàu phóng xạ và là các nguồn phát radon.

Đối với các phần nhà ở tiếp xúc trực tiếp với mặt đất, một lượng lớn khí

radon trong nhà có nguồn gốc từ lớp đất nằm bên dưới ngôi nhà bên cạnh lượng

radon phát ra từ vật liệu xây dựng. Đối với những căn hộ ở tầng cao thì lượng khí

radon trong nhà có nguồn gốc chủ yếu từ vật liệu xây dựng.

Vật liệu xây dựng cũng là nguồn quan trọng nhất của khí thoron (220Rn)

trong nhà. Tuy nhiên, thoron thường tập trung ở mức độ thấp hơn. Khí thoron trong

nhà có thể là một nguồn quan trọng của sự chiếu trong trong một vài điều kiện hiếm

hoi khi mà có một lượng lớn thorium tập trung trong vật liệu xây dựng.

1.6. Tổng quan tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

1.6.1. Ngoài nước

Việc nghiên cứu về phóng xạ trong vật liệu xây dựng bắt đầu từ những năm

60 của thế kỉ 20 tại một vài quốc gia châu Âu và Bắc Mỹ khi thống kê tỷ lệ ung thư

phổi của các nhóm cư dân sống trong các căn hộ được xây dựng từ vật liệu xỉ than

cao một cách bất thường. Nguyên nhân chính của vấn đề này là hàm lượng các nhân

phóng xạ tự nhiên tồn tại ở dạng khí trơ như radon và thoron trong xỉ than rất cao.

Đến nay, vấn đề phóng xạ trong vật liệu xây dựng đã nhận được sự quan tâm của

không những cộng đồng khoa học mà còn của các cơ quan quản lý tại rất nhiều

quốc gia trên thế giới. Bằng chứng là các công trình nghiên cứu của các nhà khoa

học tại các quốc gia: Ai cập, Ả Rập Xê Út, Canada, Trung Quốc và nhiều nước

khác.

- 23 -

Hình 1.8. Liều chiếu trung bình hàng năm do nguồn phóng xạ tự nhiên ở

một số nước.

Giới khoa học đã phát hiện ra Radon chiếm phần lớn vào suất liều trung

bình hàng năm.

Hình 1.9. Các nguồn đóng góp vào suất liều trung bình hàng năm.

Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều nước đã và đang nghiên cứu về

phóng xạ trong vật liệu xây dựng.

- 24 -

Kết quả đo đạc vận tốc xạ khí radon trong vật liệu xây dựng ở Ai Cập từ bài

báo khoa học đời sống và phóng xạ [25] bằng phương pháp CR-39, đầu dò vết bằng plastic được đặt trong hộp hàn kín đối với gạch xi măng là 197 mBq m-2 h-1 và vữa trát tường bằng xỉ xi măng 907 mBq m-2 h-1. Bài báo khuyến cáo không nên sử dụng

vữa trát tường và việc thay thế gạch đất sét cho gạch xi măng để đảm bảo sức khỏe

cho cộng đồng.

A.F. Hafez, A.S. Hussein và N.M. Rasheed (Ai Cập) [13] đo tốc độ xạ khí radon và thoron, hoạt độ riêng của 226Ra, 224Ra, các thuộc tính vật lý: hệ số phát xạ,

hệ số khuếch tán khí radon của một số mẫu vật liệu xây dựng bằng các đầu dò vết

hạt nhân bằng polime LR-115, CR-39. Xác định hàm lượng Ra thu được bởi

phương pháp tự chụp bằng tia phóng xạ alpha.

M.I.Al-Jarallah, F.Abu-Jarad và Fazal-ur-Rehman (Ả rập Xê Út) [24], đo

tốc độ xả khí radon bằng phương pháp chủ động và thụ động trong những mẫu

granit, marble, gạch men. Với phương pháp chủ động, dùng một máy tính nối với

một máy phân tích nguồn phóng xạ chứa trong bình kín. Còn phương pháp thụ động

dùng một detecter vết hạt nhân PM-355 với kỹ thuật hàn kín container nhốt mẫu

trong 180 ngày. So sánh tốc độ xạ khí đo bằng hai phương pháp trên thấy có một

mối liên quan tuyến tính với hệ số là 0,7. Vận tốc xạ khí radon trong mẫu granit là 0,7 Bqm-2h-1 cao hơn gấp đôi so với marble và gạch men.

Lubomir Zikovsky (Canada) [23] đã đo tốc độ xạ khí radon trong 11 loại

vật liệu xây dựng (55 mẫu khác nhau) phổ biến, thu được kết quả như sau: tốc độ xạ khí từ < 0,1 nBqg-1s-1 tới 19 nBq g-1s-1 (hay từ < 0,1 nBq cm-2 s-1 tới 22 nBq cm-2 s-1).

Xinwei Lu và Xiaolan Zhang (Trung Quốc) [31] đã xác định hoạt độ phóng xạ của 226Ra, 40K, 232Th của 7 loại vật liệu xây dựng phổ biến và những sản phẩm

của nhà máy nhiệt điện từ Baoji, phía tây Trung Quốc bằng hệ phổ kế gamma với

detector NaI(Tl). Giá trị hoạt độ riêng thay đổi từ 23,0 tới 112,2; 20,2 tới 147,5; từ 113,2 tới 890,8 Bq/kg lần lượt đối với 226Ra, 232Th, 40K.

- 25 -

Phóng xạ tự nhiên mà nguyên nhân do sự có mặt của 226Ra, 232Th, 40K trong

vật liệu xây dựng ở Jordan được J.Al-Jundi, W.Salah,M.S.Bawa’aneh và F. Afaneh

[20] đo bằng hệ phổ kế gamma với detector germani siêu tinh khiết. Hoạt độ trung bình tương ứng của 226Ra, 232Th, 40K trong các mẫu vật liệu khác nhau thay đổi từ

27,7 ±7,5 tới 70,4±2,8; 5,9±0,67 tới 32,9±3,9 và 30,8 ±0,87 tới 58,5±1,5. Hoạt độ

Ra tương đương nhỏ hơn giới hạn tiêu chuẩn 370 Bq/kg. Chỉ số Index nhỏ hơn 1.

Liều hiệu dụng trung bình hàng năm là 198 Sv/năm. Kết quả cho thấy các mẫu vật

liệu xây dựng này khá an toàn.

Lu Xinwei (Trung Quốc) [21] phân tích phóng xạ trong đá marble bằng hệ phổ kế gamma với detector NaI(TI) thu được hoạt độ của 226Ra, 232Th, 40K tương

ứng là 8,4 tới 157,4; từ 5,6 tới 165,5 và 44,1 tới 1352,7 Bq/kg. Hàm lượng nhân phóng xạ còn thay đổi theo màu sắc và vị trí của marble: hoạt độ của 226Ra, 232Th, 40K trong đá marble màu trắng, xám, đen, xanh và vàng nhỏ hơn trong đá marble

nâu và đỏ. Hoạt độ Ra tương đương, liều chiếu trong và liều chiếu ngoài trung bình

hằng năm cũng được tính toán và so sánh với giá trị quốc tế.

Đá Malaysia [32] do nhóm Yasir MS, Ab Majid A và Yahaya R nghiên

cứu; vật liệu xây dựng ở Cameroon [28] do nhóm Ngachin M, Garavaglia M,

Giovani nghiên cứu. Ra tương đương đều có giá trị nhỏ hơn 370 Bq/kg [27] theo

tiêu chuẩn an toàn bức xạ của OECD, tổ chức hợp tác và phát triển kinh tế.

1.6.2. Trong nước

Vào những năm 1970, Gs.Trần Thanh Minh đã nghiên cứu phóng xạ trong

môi trường nói chung và trong vật liệu xây dựng đối với gạch xỉ than nói riêng. Vào

những năm 1980-1990, trong chương trình khoa học công nghệ cấp nhà nước 50-01

có vài nghiên cứu nhỏ lẻ nhưng chưa có công trình nào được công bố.

Tuy Việt Nam chưa thực hiện nghiên cứu một cách có hệ thống để xác định

hàm lượng của các nhân phóng xạ trong vật liệu xây dựng và đánh giá những ảnh

hưởng của chúng đến sức khỏe của con người nhưng đã có một số công trình nghiên

- 26 -

cứu xác định hàm lượng phóng xạ lấy đối tượng là các loại đất, đá [7], [8], [11],

[12], [18].

Đến năm 2006, nghiên cứu đầu tiên về phóng xạ trong vật liệu xây dựng là

luận án tốt nghiệp của Phùng Thị Cẩm Tú [8]. Luận án đã xác định hoạt độ phóng

xạ trong một số vật liệu xây dựng thông dụng. Tuy những phát hiện ban đầu có tính

cảnh báo nhưng đó mới chỉ là những số liệu sơ bộ cho nhiều loại vật liệu xây dựng

khác nhau.

Sau khi bài báo “ Gạch men có phóng xạ “ của Ts.Trần Văn Luyến xuất

hiện trên Vietnam net [41] ngày 04/06/2006, mối quan tâm của xã hội và dân chúng

Việt Nam đã tăng cao. Vào ngày 06/07/2007, Bộ khoa học và công nghệ cùng Bộ

xây dựng bắt tay vào nghiên cứu dự thảo tiêu chuẩn Việt Nam: TCXDVN

397:2007. Việc nghiên cứu chủ yếu là dựa vào tiêu chuẩn TCXDVN 397:2007:

“Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng – Mức an toàn trong sử dụng và

phương pháp thử” được bộ Xây dựng ban hành theo quyết định số 24/2007/ QĐ-

BXD. Tiêu chuẩn này quy định mức hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây

dựng vô cơ, phi kim từ nguồn gốc tự nhiên (đá, sỏi, cát, đất,…) hoặc nhân tạo

(gạch, ngói, tấm lợp, tấm ốp, lát, trang trí, xi măng, vữa,...) khi đưa vào công trình

xây dựng để bảo đảm sức khỏe cho người dân, an toàn cho người sử dụng công

trình được trình bày ở phụ lục 1.

Vấn đề hiện nay cần quan tâm là việc giám sát độ an toàn bức xạ trong vật

liệu xây dựng theo tiêu chuẩn TCXDVN 397:2007 cần những hỗ trợ kỹ thuật nào và

được tiến hành ra sao? Cần phải có một bộ số liệu nền về hoạt độ phóng xạ của các

loại nguyên vật liệu tự nhiên khác nhau. So sánh với các tiêu chuẩn về an toàn bức

xạ, chúng ta mới có các khuyến cáo các nhà sản xuất và người tiêu dùng.

- 27-

Chương 2

THỰC NGHIỆM

2.1. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng của đề tài là đá ốp lát dùng trong vật liệu xây dựng. Đá ốp lát

dùng trong vật liệu xây dựng bao gồm đá granit, đá marble, đá bazan. Đá ốp lát

được chọn nghiên cứu với lí do có thể hoạt độ phóng xạ trong các mẫu này vượt

tiêu chuẩn Việt Nam. Phương pháp nghiên cứu là đo phổ gamma phông thấp rồi

tính hoạt độ phóng xạ các nhân trong mẫu tại Trung tâm Hạt nhân Tp.HCM.

Đá ốp lát dùng trong vật liệu xây dựng bao gồm đá bazan, đá marble và đá

granit. Đá bazan là loại đá đẹp nhất trong ba loại đá ốp lát nhưng đá bazan rất cứng,

giòn nên dễ vỡ, rất khó chế tác. Do đó giá thành đá bazan rất cao nên rất ít được sử

dụng để ốp lát trong xây dựng. Đá marble đẹp hơn đá granit, mềm và rất dễ chế tác

nhưng đá marble lại dễ bị trầy xướt, tạo cảm giác không an tâm đối với người tiêu

dùng. Khác với đá bazan và đá marble, đá granit khá đẹp và có độ cứng vừa phải,

không giòn nên bền và rất dễ chế tác. Do đó đá granit là loại đá ốp lát thông dụng

nhất trong xây dựng. Vì vậy, trong 61 mẫu đá ốp lát được khảo sát thì phần lớn là

mẫu đá granit và một số mẫu đá marble; đặc biệt không có mẫu đá bazan.

Đá granit

Granit là loại đá nóng chảy xâm nhập (được kết tinh ở sâu dưới mặt đất),

với thành phần đá felsic (giàu silica và chứa hơn 10% khoáng chất felsic) và

phanerit, kết cấu subeuhedral (khoáng chất mà tinh thể có thể nhìn thấy bằng mắt

thường và một trong số chúng vẫn giữ nguyên được hình dáng tinh thể nguyên

thủy). Granit là loại đá xâm nhập phổ biến nhất có thể tìm thấy ở các châu lục.

- 28-

Đá granit là loại đá đa công dụng vì nó có thể dùng để ốp tường phía ngoài

của căn nhà, làm bậc tam cấp, cầu thang, mặt kệ bếp, phòng tắm…tạo sự sang trọng

cho ngôi nhà.

Đá granit có thành phần chủ yếu là thạch anh, feldspar và một ít mica, khối lượng riêng lớn 2600 – 2700 kg/m3, cường độ nén rất lớn 1200 – 2500 kg/cm2. Đá

granit được xẻ trên dây chuyền hiện đại, qua nhiều công đoạn cắt gọt và mài dũa

nhiều lần để lộ vân đá và độ bóng của sản phẩm, độ dày chuẩn của granit ốp lát từ

2~3 cm. [4], [35].

Giả thuyết về sự thành tạo granit

Tất cả các giả thuyết về nguồn gốc đá granit có thể nhóm thành hai hướng

sau:

Nguồn gốc macma của granit:

+ Macma granit nguyên sinh.

+ Macma granit là kết quả phân dị macma bazơ.

+ Macma granit tái nóng chảy [3], [4].

Sự thành tạo granit bằng con đường trao đổi biến chất

Granit hóa là quá trình mà trong đó những đá ở trạng thái cứng biến thành

đá granit mà không trải qua giai đoạn macma. Những người thuộc trường phái này

cho rằng granit có thể được thành tạo từ các đá nguyên thủy khác do các quá trình

trao đổi biến chất. Trong quá trình granit hóa nó thu nhận oxit K2O, Na2O và SiO2

và thải CaO, MgO và FeO để biến những đá ban đầu không phải granit thành granit.

Người ta phân biệt hai phương thức granit hóa:

+ Khuếch tán vật chất qua màng mỏng giữa các hạt

+ Khuếch tán vào môi trường cứng.

Hiện nay đa số cho rằng granit được thành tạo do khuếch tán vật chất qua

màng mỏng, ở đó không có mối liên kết ion đồng nhất. Granit hóa xảy ra ban đầu

- 29-

do sự phá hủy khoáng vật màu của đá nguyên thủy và thành tạo plagioclas bị thay

thế bởi feldspar kali tạo kiến trúc gậm mòn. Cuối cùng nó thu nhận SiO2 làm cho

các đá giàu thạch anh.

Nói tóm lại đa số các nhà nghiên cứu đều thừa nhận có hai cách thành tạo

các đá có thành phần granit: Do kết tinh từ macma granit và do trao đổi biến chất.

Hiện nay một số nhà nghiên cứu cho rằng granit hóa liên quan tới macma granit,

một số khác lại coi granit hóa xảy ra dưới ảnh hưởng của dòng xuyên macma và dần

dần làm nóng chảy thành macma [3], [4].

Thành phần khoáng vật

Thành phần khoáng vật của granit được trình bày ở bảng 2.1. Hàm lượng

khoáng vật trong nhóm như sau: plagioclas axit - 30%, feldspar kali – 30%, thạch

anh – 30%, 10% là biotite và khoáng vật phụ. Vì vậy chỉ số màu của granit bằng

10%. Granit có chỉ số màu thấp hoặc cao ứng với granit sáng màu và granit sẫm

màu.

Plagioclas trong granit là anbit-oligoclas N0 10-25, đôi khi chúng có cấu tạo

đối với nhân có thành phần andezin. Khoáng vật thứ sinh phát triển theo plagioclas

axit là serixit, còn phần nhân có andezin sẽ bị tập hợp xuotxuarit thay thế.

Feldspar kali-natri trong granitoid có thể khác nhau, thành phần của chúng

phụ thuộc vào điều kiện thành tạo và tuổi của khối đá xâm nhập, thường gặp là

octoclas và microcline có độ trật tự cao, mạng song tinh. Trong các đá có tuổi trẻ

hơn (granit kainozoi) thì feldspar thường là kiểu nhiệt độ cao – sanidine và

anoctoclas.

Trong granit thường gặp sự phân hủy pectit, chỉ trừ những đá trẻ vẫn bảo

tồn sanidine và anoctoclas cấu trúc đồng nhất.

Biotite là loại chứa nhiều sắt, màu nâu, đa sắc rõ, bị thay thế bởi clorit, đôi

khi muscovite.

Hornblende trong granit có màu lục hoặc nâu bị clorit và actinolit thay thế.

- 30-

Pyroxen trong granit là hypersthen sắt, hiếm hơn có pyroxen một xiên –

ogit.

Điểm đặc trưng của granit là lượng khoáng vật phụ nhiều và thành phần của

nó cao (bảng 2.1).

Theo nghiên cứu [22], [29] độ phóng xạ tiềm tàng trong mẫu đá granit ốp

lát được chứa trong các khoáng vật phụ sau: Titanite, Zircon, Apatite, Fluorite,

Allanite, Monazite, Pyrite, Hematite, Ilmenite.

Granit có thành phần khoáng vật như đã mô tả ở trên, được chia ra các thể

tùy theo thành phần khoáng vật màu. Phổ biến nhất là granit biotite. Đó là đá có hạt

kết tinh hoàn toàn có màu xám sáng. Khi bị biến đổi hoặc bị phong hóa thì có màu

phớt hồng, vì feldspar kali bị nhuốm màu khi biến đổi và thành phớt hồng do phân

tán mịn của oxit sắt, có trong thành phần của đá dưới dạng tạp chất. Đôi khi granit

biến đổi có màu phớt lục hoặc phớt nâu do có xuất hiện epidote và hydroxit sắt

trong đá. Hiếm hơn còn gặp granit muscovite. Nếu trong granit có cả hai loại mica

thì gọi là granit hai mica. Cuối cùng còn gặp granit hornblende và granit

hornblende-biotite.

Rapakivi là granit hornblende-biotite được phân biệt bởi kiến trúc ovoit –

tinh thể feldspar kali kích thước lớn (đến vài centimet) màu hồng bị bao quanh bởi

riềm oligoclas màu lục.

Bảng 2.1. Khoáng vật tạo đá của granit.[4]

Khoáng vật Nhóm khoáng vật

Nguyên sinh Thứ sinh

Plagioclas axit Serixit

Feldspar kali Kaolinit Chính Thạch anh

Biotite Clorit

- 31-

Bảng 2.1. Khoáng vật tạo đá của granit (tiếp theo và hết).[4]

Khoáng vật Nhóm khoáng vật

Nguyên sinh Thứ sinh

Hornblende Actinolit, clorit

Pyroxen thoi Secpentin Thứ yếu Pyroxen một xiên Actinolit,clorit

Muscovite

Apatite

Zircon

Titanite Phụ Octit

Rutin

Manhetit

Thành phần hóa học

Hàm lượng oxit kim loại kiềm trong granit chiếm gần 8% trong đó kali trội

hơn natri. (bảng 2.2)

Bảng 2.2. Thành phần hóa học của granit.[4]

Thành phần % Thành phần % Oxit Oxit

69,21 CaO 2,19 SiO2

0,41 3,48 Na2O TiO2

14,41 4,23 K2O Al2O3

1,98 0,30 P2O5 Fe2O3

1,67 FeO 0,85 H2O

0,12 MnO 1,15 MgO

Tổng 100

- 32-

Granit là một nguồn bức xạ của môi trường tự nhiên thông thường nhất,

granit chứa 10 ~ 20 ppm U (tương đương 120~ 240 Bq/kg). Do vậy khi granit được

sử dụng trong xây dựng thì cần phải đánh giá độ an toàn về mặt phóng xạ của

chúng.

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Các phương pháp phân tích phóng xạ

Muốn đo hoạt độ phóng xạ của các mẫu kích hoạt cần lựa chọn bức xạ,

detector và kỹ thuật đo. Mục đích của sự lựa chọn là làm tăng hiệu suất ghi, tăng

khả năng chọn lọc bức xạ và tăng diện tích của đỉnh phổ trên phông.

Có nhiều phương pháp phân tích phóng xạ như phương pháp đo hóa phóng

xạ, phương pháp phân tích kích hoạt neutron, phương pháp đo tổng alpha và beta,

phương pháp đo phổ alpha, phương pháp đo phổ gamma phông thấp.

Các phương pháp đo hóa phóng xạ được dùng để xác định cho các nguồn

phát alpha, beta và các đồng vị phóng xạ tự nhiên mức dưới 103pg/g.

Phương pháp phân tích kích hoạt neutron dùng để phân tích các đồng vị

phóng xạ tự nhiên nhưng không thuận lợi vì cần phải có nguồn neutron (lò phản

ứng hạt nhân, máy phát neutron, nguồn neutron đồng vị). Hơn nữa, phương pháp này lại không thể xác định được Cs137 và Ra226.

Phương pháp đo tổng alpha và beta chỉ cho phép xác định hoạt độ tổng

cộng mà không cho phép xác định hoạt độ các nhân phóng xạ quan tâm trong mẫu

cần đo.

Phương pháp đo phổ alpha cũng cho phép xác định hoạt độ của các nhân

đồng vị trong dãy uranium và thorium nhưng quá trình xử lý mẫu rất phức tạp.

Phương pháp đo phổ gamma có khả năng đo trực tiếp các tia gamma do các

nhân phóng xạ trong mẫu phát ra mà không cần tách các nhân phóng xạ ra khỏi chất

nền của mẫu, giúp ta xác định một cách định tính và định lượng các nhân phóng xạ

trong mẫu. Có thể sử dụng nhiều loại detector khác nhau để đo bức xạ gamma

- 33-

nhưng hiện nay phổ biến dùng các detector bán dẫn như Si(Li), Ge(Li) và germani

siêu tinh khiết HPGe. Ưu điểm chính của phương pháp này là có thể dễ dàng xác

định chính xác năng lượng và cường độ của bức xạ gamma; hiệu ứng tự hấp thụ bức

xạ gamma ở trong mẫu có thể bỏ qua hoặc hiệu chỉnh một cách đơn giản và chính

g/g, phương pháp phổ kế gamma phông thấp được sử dụng để phân tích các đồng

xác. Trong điều kiện phòng thí nghiệm và mức hàm lượng nguyên tố trong mẫu cỡ

vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trong các mẫu vật liệu xây dựng vẫn có thể đáp

ứng được nhiều yêu cầu đòi hỏi trong nghiên cứu. Vì lí do này, tôi chọn phương

pháp đo phổ gamma để ghi bức xạ bằng detector bán dẫn.

2.2.2. Phương pháp ghi bức xạ dùng hệ phổ kế gamma phông thấp bằng

detector bán dẫn

2.2.2.1. Cơ sở vật lý của phương pháp

Phương pháp đo hàm lượng các nhân phóng xạ bằng hệ phổ kế gamma

phông thấp dựa trên cơ sở lý thuyết về tương tác của tia gamma với vật chất.

Bức xạ hạt nhân bao gồm các loại hạt mang điện như tia alpha, beta hay các

bức xạ điện từ như tia gamma, tia X có cường độ và năng lượng xác định. Quá trình

phân rã alpha và beta thường kèm theo phân rã gamma vì sau khi phân rã alpha và

beta, hạt nhân phóng xạ mẹ biến thành hạt nhân con thường nằm ở trạng thái kích

thích. Khi hạt nhân con chuyển từ trạng thái kích thích về trạng thái cơ bản nó có

số hay năng lượng rất lớn. Khi phân rã gamma, hạt nhân A thể phát ra một số tia gamma. Tia gamma là một dạng của sóng điện từ song có tần Z X không thay đổi các giá

trị Z và A.

Khi bức xạ đi vào môi trường vật chất bên trong của một detector ghi bức

xạ, các tương tác vật lý xuất hiện. Do tia gamma là sóng điện từ nên nó tham gia

tương tác yếu nghĩa là trên những điện tử của nguyên tử và trường Coulomb của hạt

nhân. Do đó, tương tác của tia gamma với vật chất không gây hiện tượng ion hóa

trực tiếp như hạt tích điện mà nó làm bứt electron quỹ đạo ra khỏi nguyên tử hay

sinh ra các cặp electron – positron. Các electron này gây ion hóa và đó là cơ chế cơ

- 34-

bản mà hạt gamma năng lượng cao có thể ghi đo và nhờ đó chúng có thể gây nên

hiệu ứng sinh học phóng xạ. Có 3 dạng tương tác của gamma với nguyên tử đó là

hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton và hiệu ứng tạo cặp.

Khi bức xạ đi vào môi trường vật chất bên trong của một detector ghi bức

xạ nó sinh ra một tín hiệu điện. Đây là cơ sở vật lý của việc ghi nhận bức xạ. Tín

hiệu ban đầu rất bé, sau một loạt các quá trình biến đổi và khuyếch đại trong các

thiết bị điện tử, tín hiệu thu được có thể hiện trên màn hình dạng xung (số đếm).

Các máy phân tích phóng xạ đều sử dụng nguyên lý này để ghi phóng xạ. Hệ phổ kế

gamma là thiết bị ghi nhận và phân tích phóng xạ hiện đại nhất.

2.2.2.2. Các đặc trưng của hệ phổ kế gamma

Độ phân giải năng lượng (energy resolution)

Độ phân giải năng lượng của detector là tỷ số của FWHM và vị trí đỉnh Ho.

Trong đó: FWHM (full width half maximum) là bề rộng ở một nửa giá trị cực đại

được định nghĩa là bề rộng của phân bố tại tọa độ bằng một nửa độ cao cực đại của

đỉnh với điều kiện tất cả phông nền đã được loại bỏ.

Độ phân giải năng lượng là đại lượng không có thứ nguyên và được diễn tả

theo %.

Detector có độ phân giải năng lượng càng nhỏ thì càng có khả năng phân

biệt tốt giữa hai bức xạ có năng lượng gần nhau. Trong sự phân bố chiều cao xung

vi phân được tạo ra bởi detector, detector có độ phân giải tốt sẽ cho ra phổ có bề

rộng của đường cong phân bố nhỏ, đỉnh phổ nhô cao lên, nhọn và sắc nét.

Độ phân giải năng lượng của detector với bề rộng ở một nửa giá trị cực đại

của đỉnh 1,33 MeV của 60Co có giá trị trong khoảng 18 keV–22 keV.

dH dN

y

Độ phân giải năng lượng

FWHM

R =

H 0

y/2

- 35-

FWHM

H

H0

Hình 2.1. Định nghĩa của độ phân giải của detector. Đối với những đỉnh có

dạng Gauss, độ lệch tiêu chuẩn thì FWHM là 2,35.

Hình 2.2. Hàm đáp ứng đối với những detector có độ phân giải tương đối

tốt và độ phân giải tương đối xấu.

Hiệu suất ghi (detection efficiency)

Về nguyên tắc, tất cả detector sẽ cho xung ra khi có bức xạ tương tác với

đầu dò. Đối với các bức xạ không mang điện như gamma hoặc neutron thì khi đi

vào detector chúng phải qua nhiều quá trình tương tác thứ cấp trước khi có thể được

ghi nhận vì những bức xạ này có thể truyền qua khoảng cách lớn giữa hai lần tương

tác và như thế chúng có thể thoát ra ngoài vùng làm việc của detector. Vì vậy hiệu

- 36-

suất của detector là nhỏ hơn 100%. Lúc này, hiệu suất của detector rất cần thiết để

liên hệ số xung đếm được với số photon hoặc neutron tới detector. Hiệu suất đếm

của detector được chia làm hai loại: hiệu suất tuyệt đối (absolute effect) và hiệu

suất nội (intrinsic effect). Hiệu suất thường dùng cho detector bức xạ gamma là hiệu

suất đỉnh nội (intrinsic peak efficiency).

Trong đó, hiệu suất nội được định nghĩa:

(1)

Hiệu suất nội không phụ thuộc vào yếu tố hình học giữa detector với nguồn

mà chỉ phụ thuộc vào vật liệu detector, năng lượng bức xạ tới và bề dày vật lý của

detector theo chiều bức xạ tới. Sự phụ thuộc nhỏ vào khoảng cách giữa nguồn và

detector vẫn còn vì quãng đường trung bình của bức xạ xuyên qua detector sẽ thay

đổi một ít theo khoảng cách này.

Hiệu suất đếm cũng được phân loại theo bản chất của bức xạ được ghi

nhận. Nếu chúng ta ghi nhận tất cả xung từ detector, khi đó cần sử dụng hiệu suất

tổng (total efficiency). Trong trường hợp này tất cả các tương tác dù có năng lượng

thấp cũng giả sử được ghi nhận, sự phân bố chiều cao xung vi phân được giả thiết

trình bày trong hình 2.3., trong đó diện tích toàn phần dưới đỉnh phổ là tổng tất cả

các xung không để ý đến biên độ được ghi nhận. Trong thực tế, bất kỳ hệ đo nào

cũng đòi hỏi các xung được ghi nhận phải lớn hơn một mức ngưỡng xác định nào

đó được đặt ra nhằm loại các nhiễu do thiết bị tạo ra. Như thế, chúng ta chỉ có thể

tiến tới thu được hiệu suất toàn phần lý tưởng bởi việc đặt mức ngưỡng này càng

thấp càng tốt. Hiệu suất đỉnh (peak efficiency) được giả sử chỉ có những tương tác

mà làm mất hết toàn bộ năng lượng của bức xạ tới được ghi. Trong phân bố độ cao

xung vi phân, những bức xạ mang năng lượng toàn phần này được thể hiện bởi đỉnh

mà xuất hiện ở phần cuối cao nhất của phổ. Những bức xạ chỉ mang một phần năng

lượng của bức xạ tới khi đó sẽ xuất hiện ở phía xa bên trái trong phổ. Số bức xạ có

năng lượng tổng có thể thu được bằng tích phân diện tích dưới đỉnh (phần gạch

- 37-

chéo trong hình). Hiệu suất toàn phần và hiệu suất đỉnh được liên hệ bởi tỉ số “đỉnh-

peak

r



tổng” (peak to total) r.

 

total

dH dN

Đỉnh năng lượng đầy đủ

H

(2)

Hình 2.3. Đỉnh năng lượng toàn phần trong phổ độ cao xung vi phân.

Hiệu suất detector germanium là tỷ số diện tích đỉnh 1332 keV (60Co) của

detector germanium với diện tích đỉnh đó khi đo bằng detector nhấp nháy NaI (Tl)

hình trụ, kích thước 7.62 cm x 7.62 cm, cả hai detector đặt cách nguồn 25 cm.

Detector gemanium có hiệu suất trong khoảng 10% đến 100%.

Tỷ số đỉnh/compton

Theo tài liệu của IAEA (Tecdoc 564) [32], việc tính tỷ số đỉnh/compton thực hiện đối với đỉnh 1332 keV (60Co), phần compton lấy trong miền năng lượng

từ 1040 keV đến 1096 keV.

Thực nghiệm: Phổ gamma của 60Co được đo trong 5 phút, thời gian chết

1%. Số đếm tại đỉnh 1332 keV bằng 2527. Tổng số đếm từ 1040 keV đến 1096 keV

bằng 15106, do đó số đếm trung bình trên một kênh là 53,7 và tỷ số đỉnh/Compton

= 2527/53,7 = 47/1.

- 38-

Giới hạn phát hiện dưới LD và giới hạn dò AD

Bảng 2.3. Giới hạn phát hiện của phổ kế gamma.

E (KeV)

Giới hạn phát hiện(Bq) Đồng vị

210Pb

46,6 0,01305

238U

63,3 0,03485

238U

1001 0,16217

232Th

238 0,00155

232Th

583 0,00054

226Ra

186 0,04222

226Ra

295 0,00065

226Ra

352 0,00265

226Ra

609 0,00091

134Cs

795 0,00512

137Cs

661 0,03512

226Ra

L

1461 0,02874



2,71 4,65 

D

 B

(3) Giới hạn phát hiện dưới LD :

p

T Bq (

)

AD L C 

* / * * 



D

(4) Giới hạn phát hiện

 là sai số tại phông của đỉnh quan tâm.

B

T là thời gian đo.

 là hiệu suất ghi của phổ kế tại đỉnh quan tâm.

Trong đó:

p là cường độ chùm tia gamma quan tâm.

C

T

*   e 

)T

- 39-

 



* / (1 

là diện tích đỉnh. (5)

Đối với phổ kế gamma của trung tâm hạt nhân TP HCM, các giá trị giới hạn

phát hiện đối với một số đồng vị phóng xạ được cho trong bảng 2.1. Buồng chì có khả năng đo được các tia gamma mềm như 46.6 keV của 210Pb và 63.3 keV của 234Th.

2.2.3. Hệ phổ kế gamma

Hình 2.4. Phổ kế gamma phông thấp.

2.2.3.1. Cấu tạo

Hệ phổ kế gamma phông thấp bao gồm detector germanium siêu tinh khiết

để thu nhận các bức xạ photon, gamma phát ra từ mẫu vật cần đo rồi chuyển chúng

thành các tín hiệu điện để có thể xử lý được bằng các thiết bị điện tử. Tín hiệu điện

từ detector được khuếch đại sơ bộ qua tiền khuếch đại và được đưa vào bộ khuếch

đại tuyến tính. Sau khi tín hiệu được khuyếch đại, chúng được đưa qua bộ phận

phân tích đa kênh rồi được đưa ra trên màn hình máy tính ở dạng phổ năng lượng

gamma.

- 40-

Hình 2.5. Sơ đồ hệ phổ kế gamma phông thấp.

Toàn bộ quá trình từ thu nhận tín hiệu đến khi hiển thị trên màn hình được

điều khiển bằng chương trình Accuspect-A của hãng Canberra. Sau đây là một vài

đặc trưng cơ bản của hệ phổ kế: detector HP Ge Model GC-1518, Canberra USA có

các thông số danh định là: hiệu suất tương đối 15%; độ phân giải năng lượng 1,8 keV; tỉ số đỉnh/compton: 45/1 tại vạch năng lượng 1332 keV của đồng vị Co60. Detector có đường kính 5,34 cm; chiều cao 3,20 cm; thể tích 71,1 cm3. Detector được nuôi bằng nitơ lỏng (-196oC) và được đặt trong buồng chì giảm phông.

+ Buồng chì được thiết kế theo kích thước buồng chì của hãng Canberra

USA và Ortec USA. Chì được dùng là chì thỏi của Liên Xô. Các phép đo hoạt độ

phóng xạ riêng của mẫu chì này tại trung tâm phân tích và môi trường thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt cho thấy hoạt độ các đồng vị 238U, 232Th, 40K của mẫu

chì này giống các mẫu chì tốt, có thể tạo nên buồng chì phông thấp. Buồng chì có

dạng hình trụ với đường kính trong Din= 30 cm, đường kính ngoài Dout = 50 cm,

chiều cao trong hin = 30 cm, chiều cao ngoài hout= 50 cm. Chì có bề dày d = 10 cm.

Buồng chì được cấu tạo bởi 17 tấm chì, mỗi tấm dày cỡ 3 cm đặt chồng khít lên

nhau và tựa vào nhau không cần khung sắt chịu lực. Các mặt trên và dưới của mỗi

- 41-

tấm được gia công thành 2 bậc và hai tấm liền nhau được đặt khít lên nhau để tránh

các bức xạ phông vào buồng chì theo phương nằm ngang. Dưới đáy buồng chì có

một nút chì di động có dạng hình trụ, nửa trên có đường kính ngoài 14 cm và nửa

dưới có đường kính ngoài 10 cm. Phía trong nút chì là một hình trụ rỗng có đường

kính bằng đường kính ngoài của detector (khoảng 7 cm). Như vậy nút chì giúp thao

tác dễ dàng khi lắp detector và đảm bảo độ khít. Dưới đáy dewar chứa nitơ lỏng có

lót 6 cm chì để giảm phông gamma từ mặt đất hướng lên. Buồng chì được mở từ

nắp bằng cách đẩy nắp này chuyển động trên một hệ bánh xe. Trong buồng chì có

lót một lớp thiếc sạch phóng xạ dày 10 mm, ba lớp đồng lá dày 2 mm dọc theo

thành và các mặt dưới, mặt trên (hình 2.5.)

+ Bình nitơ lỏng gồm những bộ phận chính như: nơi chứa detector, nắp

chụp, vòng kim loại, đường hút chân không, đầu nối thiết bị điện tử, vòng đệm, ống

bơm nitơ, ống miệng, dewar, lớp cách nhiệt, ống đỡ, thanh làm lạnh, phần cách

nhiệt. Bình nitơ lỏng có tác dụng làm lạnh detector nhằm hạn chế tối đa dao động

nhiệt của các tâm dao động trong tinh thể chất bán dẫn, làm tăng điện trở suất của

chất bán dẫn; từ đó hạn chế được các tác động gây nhiễu, giảm tiếng ồn và tạo ra

khả năng làm việc tốt nhất cho detector.

+ Dây đất: đây là một yếu tố quan trọng làm giảm nhiễu điện từ của bên

ngoài vào hệ phổ kế. Dây đất tốt có điện trở dưới 0,25  .

2.2.3.2. Phông ngoài buồng chì

Sơ đồ phòng thí nghiệm và các vị trí khảo sát phông ngoài buồng chì được

thể hiện trong hình 2.6.

Phòng thí nghiệm có kích thước khoảng 4 m x 4 m có hai tường gạch và hai

tường gỗ. Dùng hệ phổ kế ổn định xác định phông ngoài buồng chì đối với hai điểm

đo (vị trí 1: cạnh hai tường gạch, vị trí 2: cạnh hai tường gỗ).

- 42-

Bảng 2.4. So sánh các giá trị phông ngoài buồng chì trong phòng phổ kế

gamma.

E (keV)

Hạt nhân N1/h (vị trí 1) N2/h (vị trí 2) N2/N1

185 408,8  32,5 282,5  9,7 0,69 U238

238 2700,1  32,4 1870,4  20,6 0,69 Th232

296 846,5  21,1 594,1  13,7 0,70 U238

352 1525,1  18,3 1063,8  14,9 0,70 U238

511 770,6  20,8 486,4  2,6 0,63 Annhilation

583 1274,4  17,8 586,9  12,0 0,67 Th232

661 667,1  26,7 393,4  9,0 0,59 Cs137

911 940,11  15,0 634,6  9,5 0,68 Th232

K40 1461 4340,2  30,4 2960,6  20,7 0,68

0,69 Trung bình

Kết quả đo được trình bày trên bảng 2.4. đối với các đỉnh năng lượng của các nhân 238U (185 keV, 352 keV, 609 keV), 232Th (238 keV, 583 keV), 137Cs (661 keV), 40K (1461 keV) và đỉnh 511 keV. Các đỉnh nêu trên thường được sử dụng

trong các phép đo đạc năng lượng sau này.

Hình 2.6. Các vị trí khảo sát phông ngoài buồng chì.

- 43-

Bảng 2.4. trình bày các diện tích đỉnh trong thời gian một giờ (các số đếm).

Ta nhận thấy rằng số đếm của các đỉnh ở vị trí 2 đều nhỏ hơn vị trí 1 với hệ số N2/N1 trùng nhau trong phạm vi sai số đối với các đỉnh của 238U, 232Th và 40K. Giá trị trung bình của chúng là 0,69  0,01 keV. Các đỉnh 661 keV của 137Cs và đỉnh 511 keV cho các hệ số không trùng với giá trị nêu trên do 238U, 232Th và 40K có cùng nguồn phông thiên nhiên còn 137Cs có nguồn phông thiên nhiên và nguồn phông từ

phòng thí nghiệm khác nhau.

Ta nhận thấy phông ở vị trí 2 bằng 69% phông ở vị trí 1 do detector đứng

xa tường gạch, do đó việc chọn vị trí 2 để đặt buồng chì và detector là hợp lý.

2.2.3.3. Phông trong buồng chì

Phông trong buồng chì là một đặc trưng quan trọng của hệ phổ kế gamma

phông thấp và được đo định kỳ để đánh giá độ sạch phóng xạ và sự ổn định của phổ

phông gamma bên trong buồng chì. Bảng 2.5. trình bày kết quả đo phông trong

buồng chì theo các lần khác nhau, ta thấy phông trong buồng chì rất sạch và ổn

định, đặc biệt là sau khi lót thêm một lớp thiếc vào tháng 1/1999 và lớp farafin vào

tháng 5/1999. Sau khi lót thiếc và đồng, các tia X đã giảm hẳn và nền phông vùng

năng lượng thấp hầu như chỉ còn đỉnh 63,3 keV và 93 keV. Riêng việc lót farafin đã

làm đỉnh 511 keV giảm 40%, điều này cũng góp phần hạn chế tán xạ compton ở

miền năng lượng gamma thấp. Ngoài ra, thiếc, farafin và đồng không làm giảm các

đỉnh 63,3 keV và 93 keV. Điều này có thể giải thích là các đỉnh này xuất phát từ

phông uranium và thorium trong vật liệu cấu trúc của detector cũng như các vật liệu

lót thêm trong buồng chì. Nhờ kết cấu mới này, phông buồng chì giảm rõ rệt trong

vùng năng lượng thấp. Chất lượng phông buồng chì này cho phép đo các mẫu

phóng xạ môi trường vì hoạt độ các đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trong

các mẫu môi trường là rất thấp.

- 44-

Bảng 2.5. So sánh các giá trị phông trong buồng chì theo các lần đo khác

nhau

Ngày đo 4/96 12/96 8/97 1/98 5/98 2/99 5/99 5/2003 Tỷ số

N0/Ntb

TG đo (h) 8,03 70 71 99 88,6 99 99 99

E (keV) N/h N/h N/h N/h N/h N/h N/h N/h

185 27,61 29,31 33,22 28,81 29,71 26,9 26,91 26,61 9,61

238 21,91 13,42 13,91 13,02 13,42 9,35 9,22 9,21 139,11

2,23 1,31 1,78 1,35 1,63 1,31 1,30 1,31 364,21 296

3,97 2,11 2,84 4,03 3,06 2,84 2,82 2,81 394,11 352

511 39,01 39,21 39,32 38,31 39,12 36,3 22,13 22,11 12,44

4,51 4,12 3,72 4,03 4,39 3,14 3,72 3,72 195,81 583

4,97 2,12 3,13 2,94 3,24 1,67 2,01 2,01 316,21 609

0 0 0 0 0 0 0 0 661

0 0,61 0,92 1,16 0,73 0,93 0,91 0,91 911

1001 2,93 1,68 1,38 2,63 2,18 2,15 1,01 1,01 12,31

1461 6,49 7,10 6,08 6,65 6,57 4,11 4,11 4,11 452,7

Tổng/sec 0,952 0,985 0,963 0,970 0,961 0,919 0,909 0,909 165

Ghi chú: N/h là diện tích đỉnh trong một giờ, N0/Ntb là tỷ số diện tích đỉnh

trong và ngoài buồng chì lấy giá trị phông tại vị trí 2 của bảng 2.4.

- 45-

2.2.4. Các đồng vị phóng xạ quan tâm

Đặc điểm của các đồng vị phóng xạ xác định bằng hệ phổ kế gamma của

Trung tâm hạt nhân TP HCM được cho trong bảng sau:

Bảng 2.6. Các đồng vị được xác định bằng hệ phổ kế gamma phông thấp.

Nguyên tố Đồng vị dùng để phân tích Năng lượng gamma (keV)

234Th

63,3 U(238U)

214Pb, 214Bi

295, 352, 609 Ra(226Ra)

212Pb, 208Tl, 228Ac

238, 583 Th(232Th)

40K

1461 K(40K)

Đối với đồng vị 40K, việc phân tích tương đối đơn giản vì nó phát ra tia

gamma đơn năng 1461 keV.

Đồng vị 232Th phát ra tia gamma năng lượng 63,8 keV (0,27%). Tia này có

cường độ quá thấp và hiệu suất phân rã kém nên không sử dụng để đo trực tiếp 232Th. Trong chuỗi phân rã của thorium có một số đồng vị đạt cân bằng với 232Th và phát ra các tia gamma năng lượng thích hợp để đo 232Th. Hai đồng vị thường được sử dụng là 212Pb (238 keV; 42,60%), 208Tl (583,2 keV; 84,50%).

Việc phân tích nguyên tố uran gặp nhiều khó khăn do chuỗi phân rã có vấn đề về cân bằng thế kỷ. Có hai cách xác định uran là xác định bằng 235U và xác định bằng 238U.

Việc xác định uran bằng đồng vị 235U được thực hiện qua việc đo vận tốc

đếm của tia gamma tại đỉnh 185,7 keV nhưng tại đỉnh năng lượng này phổ gamma gặp tia gamma 186,21 keV của đồng vị 226Ra. Hai đỉnh này trùng nhau, dù phổ kế

gamma có hiện đại nhất cũng không tách được. Do đó phải loại trừ phần đóng góp của 226Ra. Ra được xác định thông qua các con cháu 214Pb và 214Bi của nó.

Nhân 226Ra (T1/2 = 1600 năm) phân rã ra 222Rn (T1/2 = 3,8 ngày) là một khí trơ rất dễ khuếch tán ra khỏi mẫu. Nhốt mẫu 40 ngày (10 chu kỳ bán rã của 222Rn)

- 46-

để Ra-Rn cân bằng thế kỷ. 222Rn phân rã thành 218Po, sau đó thành 214Pb và 214Bi. Sau khi nhốt mẫu, quá trình phân rã từ 222Rn đến 214Pb và 214Bi là cân bằng. Có thể sử dụng đỉnh 351,93 keV của 214Pb nhưng phải hiệu chỉnh phần đóng góp của 214Bi.

Như vậy, phương pháp phân tích uran bằng 235U có quá nhiều hiệu chỉnh.

Khó khăn đáng kể nhất là xác định chính xác hiệu suất ghi của các tia gamma này trên mẫu thực. Mặt khác, trong các điều kiện địa hóa nhất định 226Ra có thể di

chuyển đến hoặc đi khỏi mẫu và sẽ làm sai lệch kết quả phân tích. Chính vì thế phương pháp thông dụng để xác định uran là thông qua 238U.

Bản thân 238U phát ra các tia gamma năng lượng 49,66 keV (0,076%) và 110,0 keV (0,029%) nhưng trong thực tế không thể sử dụng để phân tích 238U vì các tia này có cường độ yếu trên nền phông cao của phổ gamma. Trong họ uranium 238U

có một số đồng vị phát nhiều tia gamma với năng lượng thích hợp để đo, nhưng khi đó phải chứng minh sự cân bằng giữa các đồng vị này với đồng vị 238U. Hai đồng vị thường được sử dụng là 214Pb (T1/2 = 26,8 phút) và 214Bi (T1/2 = 19,9 phút), trong đó 214Pb phát ra các tia gamma năng lượng 241,9 keV (7,46%); 295,2 keV (19,2%) và 351,9 keV (37,1%) còn 214Bi phát ra các tia gamma năng lượng 609,3 keV (46,1%);

768,4 keV (4,88%); 1120,4 keV (15,0%) và 1764,6 keV (15,9%). Khi phân tích 238U người ta thường sử dụng các tia 295,2 keV; 351,9 keV và 609,3 keV vì chúng có cường độ lớn. 214Bi và 214Pb là con cháu của 222Rn - chất khí trơ với thời gian bán rã 3,8 ngày. Sau khi tạo thành từ đồng vị mẹ 226Ra, 222Rn thoát ra ngoài một phần do phát xạ và một phần do khuếch tán, do đó làm 226Ra và 222Rn mất cân bằng. Như vậy hàm lượng đo được theo phổ gamma của 214Pb và 214Bi không phải là hàm lượng của 226Ra. Có thể nhốt mẫu nhằm mục đích cân bằng 226Ra và 222Rn. Tuy nhiên, hàm lượng 226Ra cũng chưa được coi là hàm lượng 238U vì giữa hai đồng vị

này cũng bị mất cân bằng do các quá trình biến đổi địa hóa.

Trong chuỗi phân rã của 238U có đồng vị con trực tiếp là 234Th (T1/2 = 24,1 ngày) và đồng vị con của nó là 234mPa (T1/2 = 1,17 phút). Như vậy 234Th và 238U có

- 47-

thể đạt cân bằng thế kỷ trong 160 ngày còn đồng vị con của 234Th là 234mPa luôn luôn cân bằng thế kỷ với 234Th và 238U. Vì vậy nếu ta phân tích được 234Th hoặc 234mPa thì ta sẽ biết được hàm lượng của 238U. Đồng vị 234Th phát các tia gamma có năng lượng 63,3 keV (4,49%) và 92,6 keV (5,16%) còn 234mPa phát các tia gamma

năng lượng 766,6 keV (0,21%) và 1001,2 keV (0,59%). Tia 1001,2 keV có cường

độ yếu; tia 92,6 keV bị trùng với tia X của thori (93,3 keV) còn tia 766,6 keV bị trùng với tia 768,4 keV của 214Bi. Do đó chỉ còn lại tia 63,3 keV có thể sử dụng để

phân tích.

Đối với các mẫu môi trường có hàm lượng 238U không vượt quá 20 ppm

(240 Bq/kg), muốn phân tích chúng cần khối lượng mẫu lớn. Khi đó, việc đo tia

gamma 63,3 keV gặp phải hai khó khăn. Thứ nhất, đỉnh 63,3 keV nằm trên nền

phông cao của phổ gamma trong miền năng lượng thấp. Thứ hai, tia gamma 63,3

keV bị hấp thụ mạnh trong mẫu đo có thể tích lớn. Nhiều công trình nghiên cứu đã

được tiến hành để khắc phục hai khó khăn trên bằng nhiều cách tiếp cận khác nhau,

cả lý thuyết lẫn thực nghiệm. Buồng chì của hệ phổ kế gamma của Trung tâm hạt

nhân TP HCM đã được cải tạo bằng cách lót thêm thiếc, farafin và đồng vào bên

trong để tạo nên phông thấp, giảm mạnh các đỉnh năng lượng trong miền gamma

mềm dưới 100 keV, nhờ đó đỉnh năng lượng 63,3 keV vượt hẳn lên trên nền phông

và cho phép xác định diện tích đỉnh 63,3 keV với sai số thống kê dưới 5%. Hiệu

ứng hình học và hiệu ứng tự hấp thụ tia gamma 63,3 keV trong mẫu khi mẫu có thể tích lớn cũng đã được hiệu chỉnh. Nhờ đó việc phân tích 238 U bằng đỉnh 63,3 keV khá thuận lợi với kết quả có độ tin cậy cao. Do đó việc phân tích 226Ra có thể được hiệu chỉnh chính xác hơn. Việc đo 226Ra được thực hiện bằng cách nhốt mẫu sau 10 chu kì bán huỷ của 222Rn khoảng 40 ngày để đạt cân bằng Ra-Rn. Việc xác định các đồng vị phóng xạ khác như 40K và 232Th khá đơn giản .

Như vậy hệ phổ kế gamma của Trung tâm hạt nhân có thể dùng để xác định

các đồng vị phóng xạ trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 48 -

2.3. Quy trình lấy và xử lý mẫu

2.3.1. Thu thập mẫu

Khi tiến hành thu mẫu, mẫu thu là mẫu đại diện, xuất xứ từ các nước khác

nhau. Các mẫu đá ốp lát được mua ở các cửa hàng vật liệu xây dựng. Mẫu lấy có

trọng lượng từ 0.2 kg đến 1 kg được đựng trong các túi nilon chụp hình mẫu, đánh

ký hiệu HC 1 đến HC 24 và HCM 1 đến HCM 1 đến HCM 32, sau đó được vận

chuyển về phòng thí nghiệm. Hình 2.7. là các ví dụ về mẫu đá hoa cương.

Hình 2.7. Các ví dụ về mẫu đá hoa cương

Các hình mẫu đá ốp lát – đá hoa cương khác được trình bày ở phụ lục 3.

- 49 -

2.3.2. Xử lý mẫu

Các mẫu đá ốp lát được rửa sạch bẩn và để khô ở nhiệt độ phòng. Sau đó

được đập vụn rồi nghiền nhỏ bằng máy nghiền li tâm của trung tâm hạt nhân TP Hồ

Chí Minh: Cho mẫu vào 2 cối đựng, sau đó cho thêm từ 5 đến 7 viên bi zircon vào

mỗi cối rồi đậy kín, lắp cối vào máy. Mỗi mẫu được nghiền trong 5 phút. Khi máy

quay, các viên bi zircon sẽ nghiền nát mẫu thành các hạt mịn và đảm bảo không làm

bẩn mẫu vì các viên bi này rất cứng. Sau mỗi lần nghiền bi thường bị các hạt mẫu

mịn bám vào do hiệu ứng tĩnh điện trong quá trình ma sát với mẫu tạo ra. Để các

mẫu nghiền sau không bị bẩn ta phải rửa cối và bi: sau khi đã lấy hết mẫu ra, cho

các viên bi bị bẩn vào cối rồi đổ đầy cối “cát rửa cối”(là ZrSiO4 khô, cứng, mịn) sau

đó cho máy chạy trong 5 phút (bằng thời gian nghiền mẫu), cát này sẽ làm sạch

hoàn toàn cối và bi.

Cối, bi, mẫu đá và rây 1/10mm Máy nghiền mẫu

Hình 2.8. Máy nghiền mẫu, cối, bi và rây 1/10mm

- 50 -

Bi đã được làm sạch Bi và cối bị bẩn sau khi nghiền mẫu

Hình 2.9. Bi, cối sau khi nghiền mẫu và bi đã được làm sạch

Quá trình nghiền mẫu: Các mẫu sau khi được nghiền nhỏ cùng với cát, xi

măng (đã mịn sẵn) được rây 1 lần nữa qua rây 1/10mm để chọn các hạt mẫu có kích

cỡ đồng đều, tiện cho việc đo đạc. Tất cả các mẫu được đem cân, lấy khoảng 200g-

700g. Thực hiện việc “nhốt mẫu”: các mẫu được đựng trong hộp nhựa, đậy kín và

dán kỹ bằng băng keo trong rồi để vào nơi khô thoáng nhằm giúp các đồng vị cân

bằng thế kỷ để các kết quả đo đạc về sau được chính xác.

Hộp đựng mẫu: Hộp đựng mẫu đo như hình 2.10. cho phép tăng khối

lượng mẫu đo, với hình học mẫu đo là 3 làm hiệu suất ghi của hệ phổ kế tăng đáng kể. Và chính những cải tiến này làm giảm thời gian đo mẫu từ 24h/mẫu xuống 10h/mẫu. Vì thế sẽ thúc đẩy tiến độ đề tài trong thời gian sớm nhất.

- 51 -

Hộp đựng mẫu ban đầu

Mẫu nhốt đã đánh dấu ký hiệu

Hình 2.10. Hộp đựng mẫu 3π.

MẪU

Quá trình xử lý mẫu được thể hiện qua lưu đồ trong hình 2.11. sau:

Để khô tại nhiệt độ phòng

Nghiền và rây 1/10 mm

Phần nhỏ hơn 1/10 mm Loại bỏ phần lớn hơn 1/10 mm

Trộn đều đóng hộp nhốt

Đo mẫu

Hình 2.11. Lưu đồ xử lý mẫu.

- 52 -

Ký hiệu, khối lượng, nhãn hiệu và thời gian đo 61 mẫu đá ốp lát – đá hoa

cương được trình bày ở bảng sau:

Bảng 2.7. Ký hiệu, khối lượng, nhãn hiệu và thời gian đo 61 mẫu đá ốp lát

– đá hoa cương.

STT Ký hiệu Nhãn hiệu

Hoa cương đen kim sa Hoa cương xanh vân trắng Hoa cương hồng Gia Lai Hoa cương vàng Bình Định

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 HC10s HC11s HC24s HCM3 HCM18 Hoa cương pink spring HCM20 Hoa cương đen sông Kôn HCM25 Hoa cương trắng Hoa Tân HCM26 Hoa cương đỏ Ấn Độ HCM27 Hoa cương đen ánh bạc HCM33 Hoa cương trắng vân đỏ HCM-1 Hoa cương vàng nhạt HCM-2 Hoa cương vàng bông nhỏ HCM-3 Hoa cương vàng bông lớn HCM-21 Hoa cương trắng Bình Định HCM-29 Hoa cương tím HCM-30 Hoa cương Leopard HCM-31 Hoa cương xanh đại dương HCM-34 Hoa cương đen đốm HCM-35 Hoa cương trắng Hoa cương xanh HC-1 Hoa cương đen nhuộm HC-2 Hoa cương tím Mông Cổ HC-3 HC-4 Hoa cương vàng chanh HC-4A Hoa cương vàng chanh Hoa cương trắng mảng HC-5 Hoa cương trắng loang HC-6 Hoa cương trắng vân tím HC-7 Hoa cương tím bông nhỏ HC-8 Hoa cương tím bông lớn HC-9 Hoa cương vàng HC-10 HC-11A Hoa cương xanh vân trắng Hoa cương tím Khánh Hòa HC-12 Hoa cương xanh đen vân trắng HC-13 Hoa cương Gold star HC-15 Khối lượng (gam) 800 750 750 800 200 200 200 700 200 800 800 800 800 800 800 800 800 800 700 800 750 625 200 200 535 610 470 800 590 480 200 750 200 200 Thời gian đo (giây) 36000 36000 36000 72000 36000 36000 36000 19124 72000 72000 72000 72000 72000 72000 59400 73800 36000 72000 72000 36000 36000 30047 5795 36000 36000 36000 36000 36000 36000 36000 25293 36000 36000 36000

- 53 -

Bảng 2.7. Ký hiệu, khối lượng và thời gian đo 61 mẫu đá ốp lát – đá hoa

cương (tiếp theo và hết).

Nhãn hiệu STT Ký hiệu

35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 Hoa cương xám trắng HC-16 Hoa cương tím sa mạc HC-17 Hoa cương nâu đen Kashmir HC-18 Hoa cương Twilight Juparana HC-20 Hoa cương đen Phú Yên HC-21 Hoa cương trắng suối Lau HC-22 Hoa cương vàng đậm HC-23 Hoa cương hồng Gia Lai HC-24 Hoa cương black Labrador HCM4 Grantie trắng đốm Kashmir HCM5 Hoa cương đen Bình Định HCM6 Hoa cương xà cừ trắng HCM7 Hoa cương xám da hổ HCM8 Hoa cương trắng vân mây HCM9 Hoa cương đỏ Ruby HCM10 Hoa cương Tan Brown HCM11 Hoa cương tím Tân Dân HCM12 HCM13A Hoa cương đỏ Bình Định HCM13B Hoa cương đỏ Bình Định HCM14 HCM15 HCM22 HCM17 HCM19 HCM24 HCM28 HCM32 Hoa cương đen Huế Hoa cương xanh Phan Rang Hoa cương tím phù cát Hoa cương xám Hoa cương Emerald pearl Hoa cương hồng Camry Hoa cương Khánh Hòa Mahogany Hoa cương đen Khối lượng (gam) 200 200 600 200 200 200 200 700 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 200 Thời gian đo (giây) 36000 36000 72000 28518 36000 36000 36000 18180 72000 72000 33360 72000 29040 38765 72000 71100 72000 72000 30660 72000 29100 72000 72000 36000 36000 36000 35479

2.4. ĐO MẪU

2.4.1. Cách đo

Việc đo phóng xạ các mẫu đá ốp lát được thực hiện trên hệ phổ kế gamma

phông thấp trong thời gian từ 10 giờ đến 24 giờ để lấy đủ thống kê diện tích đỉnh

của các đồng vị quan tâm.

- 54 -

2.4.2. Chuẩn phóng xạ

Để xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong các mẫu đá ốp lát ta

phải dựa vào mẫu chuẩn. Mẫu được chọn làm mẫu chuẩn phải có các đặc điểm

giống như mẫu phân tích: mẫu chuẩn phải cùng loại, chứa các đồng vị phóng xạ

quan tâm như mẫu phân tích, có mật độ khối xấp xỉ với mẫu phân tích và được tiến

hành đo trong điều kiện như mẫu phân tích.

Mẫu chuẩn phóng xạ bao gồm uran IAEA (740g), kali IAEA (825g), thori

IAEA (690g), cesi IAEA375 (760g) nhốt ngày 14/3/2008 đựng trong hộp nhựa cùng

kiểu với hộp nhựa đựng mẫu và được đo trong 10 giờ.

2.4.3. Phương pháp tính toán hoạt độ của mẫu

*

)) /

C

So sánh với mẫu chuẩn đã biết trước hoạt độ phóng xạ, ta áp dụng công

*exp( 0.693( t 



C c

t  m c

T i

N Mm c * m Nc Mm

thức: (6)

Trong đó:

Cm: hoạt độ phóng xạ của mẫu (Bq/kg).

Cc: hoạt độ phóng xạ của chuẩn.

Nm: vận tốc đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân

tích trong mẫu.

Nc: vận tốc đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích

trong chuẩn.

Mm: khối lượng của mẫu cần phân tích.

Mc: khối lượng của chuẩn.

tm: thời gian đo mẫu.

tc: thời gian đo chuẩn.

Ti: chu kỳ bán rã của đồng vị cần đo.

- 55 -

2.4.4. Sai số của phương pháp đo

Việc đánh giá sai số trong kết quả phân tích phụ thuộc vào các tham số như

sai số diện tích đỉnh gamma của mẫu chuẩn, sai số diện tích đỉnh của mẫu đo, sai số

khối lượng của mẫu đo và mẫu chuẩn, sai số do nhiễm bẩn trong quá trình xử lý

mẫu…

2

2

2

2

m

m

c

m

c

c



Sai số tương đối của phương pháp được xác định theo công thức sau:

 N N

 N N

 M M

 M M

 C C

 C C

m

c

m

c

c

m

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

(7)

Thực tế, với cách xác định hoạt độ theo phương pháp này thì sai số lớn nhất

đến từ sai số diện tích đỉnh gamma của mẫu đo. Do vậy, các sai số ở phần thực

nghiệm đã được xác định theo công thức sau:

DA

*C m

(8)   Cm

Trong đó:  là độ lệch chuẩn của các giá trị tương ứng ở công thức 6.

DA (%) là sai số diện tích đỉnh của mẫu đo.

2.4.5. Công thức tính chỉ số Index

Theo cơ quan môi trường, an toàn hạt nhân và bảo vệ dân sự Châu Âu, chỉ

I







số Index được tính theo công thức sau:

1 

1 

1 

C Ra BqKg

C Th BqKg

C K BqKg

200

300

3000

[17] (9)

2.4.6. Công thức tính hoạt độ Ra tương đương

Raeq = CRa+ 1,43 CTh+ 0,077CK [14], [17] (10)

- 56 -

2.4.7. Công thức tính liều hiệu dụng trung bình hàng năm [17]

Kích thước căn phòng 4m x 5m x 2,8m

Bề dày và khối lựong riêng của vật liệu 20 cm, 2350 kg m-3 (bê tông)

Thời gian sinh hoạt trong nhà/năm 7000 h

Hệ số chuyển đổi 0,7 Sv Gy-1

Phông 50 nGy h-1

Suất liều hiệu dụng cho từng đồng vị (nGy h-1)/ Bq kg-1

Các cấu trúc gây ra liều bức xạ trong nhà Ra226 Th232 K40

Sàn, trần, tường (toàn bộ căn phòng) 0,92 1,1 0,08

Sàn, tường (trần bằng gỗ ) 0,67 0,78 0,057

Sàn (căn phòng bằng gỗ với sàn bê tông) 0,24 0,28 0,02

Vật liệu trang trí: gạch , đá ốp lát trên tất cả các 0,12 0,14 0,0096

bức tường (dày 3cm, mật độ 2600 kg m-3)

- 57 -

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Quá trình xử lý phổ gamma và tính toán kết quả được thể hiện qua sơ đồ

Tính chỉ số Index, hoạt độ Raeq, LHDTBHN

Xử lý phổ gamma

Tính hoạt độ các nhân phóng xạ

Thu nhận bức xạ bằng hệ phổ kế gamma

Xác định các nhân phóng xạ có trong mẫu

sau:

Hình 3.1. Quá trình xử lý phổ gamma

3.1. Phân tích định tính

Phổ gamma của các mẫu đo được hiển thị trong chương trình MCA chạy

trên máy vi tính nối với hệ phổ kế gamma phông thấp. Sử dụng chương trình AXIL

để chuyển định dạng phổ sang ASCII, sau đó thể hiện phổ trên chương trình

Microsoft Excel dưới dạng các đồ thị.

Các đỉnh phổ được dò năng lượng để xác định tên các nhân phóng xạ tương

ứng và đặc trưng cho mỗi mẫu đá ốp lát có số đếm nhỏ nhất và lớn nhất được trình

bày ở phụ lục.

3.2. Phân tích định lượng hoạt độ phóng xạ

Diện tích đỉnh phổ được tính toán một cách tự động bằng chương trình

GAMMAW nhờ việc chuyển dữ liệu từ phổ MCA vào GAMMAW bằng chương

trình SPECDAC.

- 58 -

Khi đã có các số liệu về diện tích đỉnh phổ, sử dụng công thức (6) để tính

toán hoạt độ của các nhân phóng xạ quan tâm đã được trình bày trong bảng 2.4 cùng

với đỉnh năng lượng tương ứng bằng các chương trình chuyên dụng.

Bảng 3.1., 3.2. trình bày hoạt độ của các nhân U-238, Ra-226, Th-232 và K-

40, chỉ số Index, hoạt độ Ra tương đương, liều hiệu dụng trung bình hàng năm

(LHDTBHN) trong các mẫu đá ốp lát đối với căn phòng 4mx5mx2,8m loại 1

(tường, trần và sàn đều lát men), loại 2 (trần và tường), loại 3 (chỉ sàn), loại 4 (4

bức tường). Trong đó, hoạt độ của nhân Ra-226 được lấy trung bình từ hoạt độ của

nhân này tính cho ba đỉnh năng lượng tương ứng là 295, 352 và 609 keV; tương tự

cho Th-232 từ 2 đỉnh 238 và 583 keV; U-238 đỉnh 63.3 keV; K-40 đỉnh 1461 keV.

Phổ gamma của HC-20

1800

Pb-212 (238,6 keV)

1600

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

1400

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

1200

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

1000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ

Pb-214 (295,2 keV)

ố S

800

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

600

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

400

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

200

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Hình 3.2. Kết quả phân tích định tính phổ gamma của mẫu HC-20.

- 59 -

Phổ gamma của HCM9

3000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

2500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

K-40 (1160,8 keV)

1500

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

1000

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

500

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Hình 3.3. Kết quả phân tích định tính phổ gamma của mẫu HCM9.

- 60 -

Phổ gamma của HCM-35

3000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

2500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

1500

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

1000

Tl-208 (860,6 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Hình 3.4. Kết quả phân tích định tính phổ gamma của mẫu HCM-35.

- 61 -

- 62 -

Bảng 3.1. Kết quả đo đạc và tính toán hoạt độ phóng xạ trong các mẫu đá

ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

Mẫu U-238 (Bq/Kg) Th-232 (Bq/Kg) K-40 (Bq/Kg) Cs-137 (Bq/Kg) Ra-226 (Bq/Kg)

0,00 ± 0,00 HC10s 0,20 ± 0,02 HC11s 27,00 ± 2,75 HC24s 65,86 ± 3,75 HCM3 128,32 ± 11,04 HCM18 2,37 ± 0,25 HCM20 48,63 ± 4,91 HCM25 76,05 ± 6,01 HCM26 0,00 ± 0,00 HCM27 0,00 ± 0,00 HCM33 51,44 ± 3,29 HCM-1 0,06 ± 0,00 HCM-2 HCM-3 60,01 ± 3,18 HCM-21 108,97 ± 5,01 38,13 ± 2,67 HCM-29 0,00 ± 0,00 HCM-30 7,46 ± 0,88 HCM-31 2,54 ± 0,22 HCM-34 28,78 ± 1,58 HCM-35 0,00 ± 0,00 HC-1 2,99 ± 0,35 HC-2 52,26 ± 5,49 HC-3 0,00 ± 0,00 HC-4 0,89 ± 0,09 HC-4A 8,23 ± 0,72 HC-5 7,22 ± 0,64 HC-6 3,75 ± 0,38 HC-7 37,70 ± 3,77 HC-8 134,20 ± 7,65 HC-9 0,26 ± 0,03 HC-10 20,56 ± 2,30 HC-11A 92,71 ± 6,12 HC-12 0,00 ± 0,00 HC-13 46,34 ± 4,59 HC-15 54,37 ± 5,55 HC-16

4,13 ± 0,45 6,92 ± 0,26 41,64 ± 0,63 109,25 ± 0,69 189,04 ± 3,20 6,18 ± 0,44 138,31 ± 1,97 66,08 ± 2,16 4,80 ± 0,32 1,26 ± 0,08 100,74 ± 0,88 0,36 ± 0,22 88,52 ± 0,64 264,90 ± 1,09 71,12 ± 0,91 1,00 ± 0,14 14,51 ± 0,36 2,90 ± 0,17 21,70 ± 0,33 0,11 ± 0,03 3,09 ± 0,17 87,97 ± 1,11 0,04 ± 0,06 0,24 ± 0,33 1,99 ± 0,17 1,74 ± 0,15 0,32 ± 0,12 78,01 ± 0,98 188,37 ± 1,49 6,51 ± 0,31 19,42 ± 0,90 137,13 ± 1,12 0,32 ± 0,45 79,07 ± 1,50 80,05 ± 1,51

143,55 ± 3,30 94,86 ± 2,75 805,19 ± 8,05 1305,10 ± 6,53 1314,60 ± 17,09 128,36 ± 5,39 1230,60 ± 17,23 390,57 ± 7,03 224,08 ± 5,60 16,57 ± 0,73 1216,00 ± 7,30 5,96 ± 0,40 1088,60 ± 6,53 1272,20 ± 6,36 1225,70 ± 7,35 9,41 ± 0,53 327,71 ± 4,92 132,78 ± 2,26 169,71 ± 2,72 0,00 ± 0,00 61,37 ± 2,15 1119,90 ± 11,20 0,00 ± 0,00 2,46 ± 0,40 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 7,77 ± 0,82 964,77 ± 8,68 1268,90 ± 11,42 256,89 ± 5,65 280,51 ± 9,54 1153,00 ± 9,22 0,00 ± 0,00 1104,00 ± 15,46 1140,40 ± 15,97

2,74 ± 0,33 0,00 ±0,00 5,42 ± 0,24 0,25 ±0,07 35,46 ± 0,60 0,00 ±0,00 50,73 ± 0,64 0,00 ±0,00 92,69 ± 2,57 0,00 ±0,00 4,73 ± 0,41 0,00 ±0,00 72,90 ± 3,92 0,00 ±0,00 62,58 ± 0,99 0,00 ±0,00 3,68 ± 0,31 0,00 ±0,00 1,13 ± 0,20 0,06 ±0,03 54,92 ± 0,54 0,00 ±0,00 4,52 ± 0,38 0,00 ±0,00 42,06 ± 0,45 0,00 ±0,00 96,86 ± 1,14 0,00 ±0,00 27,81 ± 0,92 0,14 ±0,11 2,20 ± 0,28 0,00 ±0,00 11,62 ± 0,33 0,00 ±0,00 2,50 ± 0,24 0,00 ±0,00 27,70 ± 0,38 0,20 ±0,08 2,65 ± 0,19 0,00 ±0,00 2,65 ± 0,27 0,00 ±0,00 41,78 ± 1,69 0,00 ±0,00 9,41 ± 1,33 0,00 ±0,00 8,44 ± 0,66 0,00 ±0,00 10,10 ± 0,37 0,16 ±0,07 8,86 ± 0,32 0,14 ±0,06 5,72 ± 0,43 0,00 ±0,00 24,43 ± 0,50 0,00 ±0,00 0,00 ±0,00 131,54 ± 2,11 4,79 ± 0,82 0,00 ±0,00 17,08 ± 0,88 0,00 ±0,00 72,20 ± 0,85 0,00 ±0,00 1,32 ± 0,57 0,00 ±0,00 29,38 ± 1,00 0,00 ±0,00 75,36 ± 2,10 0,00 ±0,00

- 63 -

Bảng 3.1. Kết quả đo đạc và tính toán hoạt độ phóng xạ trong các mẫu đá

ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng (tiếp theo và hết).

Mẫu U-238 (Bq/Kg) Th-232 (Bq/Kg) K-40 (Bq/Kg) Cs-137 (Bq/Kg) Ra-226 (Bq/Kg)

92,27 ± 7,29 82,96 ± 4,40 18,65 ± 2,59 4,83 ± 0,72 18,75 ± 2,48 0,00 ± 0,00 51,22 ± 5,43 47,41 ± 3,08 31,55 ± 2,24 0,00 ± 0,00 4,36 ± 0,33 1,62 ± 0,24 32,66 ± 2,25 12,64 ± 1,09 7,12 ± 0,63 38,42 ± 4,07 41,62 ± 2,91 0,00 ± 0,00 0,00 ± 0,00 17,30 ± 1,50 52,42 ± 3,35 32,94 ± 2,73 63,00 ± 5,17 57,10 ± 6,51 75,85 ± 7,28 47,54 ± 4,37 31,80 34,35 134,20 0,00

83,68 ± 1,54 97,30 ± 0,77 95,67 ± 1,87 50,23 ± 1,22 63,53 ± 1,91 3,43 ± 0,33 45,07 ± 0,97 74,00 ± 1,05 57,69 ± 0,92 4,37 ± 0,39 22,83 ± 0,81 39,54 ± 1,20 67,60 ± 1,01 65,34 ± 0,97 52,38 ± 0,88 90,00 ± 3,27 106,02 ± 1,85 108,31 ± 1,94 2,77 ± 0,28 47,83 ± 1,16 99,92 ± 1,20 79,93 ± 1,09 67,53 ± 1,38 181,07 ± 6,51 177,06 ± 2,24 72,25 ± 1,43 60,21 58,79 264,90 0,04

1210,70 ± 16,95 1288,00 ± 7,73 1187,10 ± 18,99 1461,30 ± 19,00 1304,40 ± 16,96 219,21 ± 7,01 858,75 ± 12,02 1052,40 ± 11,58 893,11 ± 9,82 86,26 ± 4,66 520,31 ± 7,80 788,91 ± 14,99 1435,00 ± 12,92 1140,40 ± 11,40 1070,90 ± 10,71 1295,40 ± 18,14 1386,00 ± 12,47 1414,10 ± 19,80 138,80 ± 5,41 501,14 ± 7,52 1028,70 ± 11,32 1119,30 ± 11,19 0,00 ± 0,00 1270,90 ± 17,79 1420,20 ± 18,46 996,45 ± 14,95 713,92 544,02 1461,30 0,00

67,82 ± 1,79 0,00 ±0,00 63,00 ± 0,79 0,00 ±0,00 22,51 ± 8,01 0,00 ±0,00 35,41 ± 1,48 0,17 ±0,21 17,57 ± 1,45 0,00 ±0,00 3,56 ± 0,53 0,00 ±0,00 37,32 ± 1,05 0,00 ±0,00 67,14 ± 1,01 0,00 ±0,00 31,64 ± 0,82 0,00 ±0,00 2,81 ± 0,35 0,61 ±0,21 12,46 ± 0,61 0,21 ±0,11 25,34 ± 1,17 0,33 ±0,22 43,38 ± 1,62 0,00 ±0,00 42,20 ± 1,04 0,00 ±0,00 23,64 ± 1,17 0,00 ±0,00 60,40 ± 1,51 0,00 ±0,00 55,67 ± 1,03 0,00 ±0,00 53,25 ± 1,43 0,00 ±0,00 1,58 ± 1,37 0,00 ±0,00 33,38 ± 0,88 0,00 ±0,00 81,06 ± 1,51 0,14 ±0,16 48,53 ± 1,38 0,00 ±0,00 0,36 ±0,34 63,95 ± 1,38 0,19 ±0,31 118,63 ± 4,36 81,79 ± 1,60 0,00 ±0,00 67,90 ± 1,81 0,66 ±0,27 36,23 0,06 31,97 0,14 131,54 0,66 1,13 0,00

HC-17 HC-18 HC-20 HC-21 HC-22 HC-23 HC-24 HCM4 HCM5 HCM6 HCM7 HCM8 HCM9 HCM10 HCM11 HCM12 HCM13A HCM13B HCM14 HCM15 HCM22 HCM17 HCM19 HCM24 HCM28 HCM32 Tr- bình STDEV Max Min

- 64 -

Bảng 3.2. Hoạt độ Ra tương đương, chỉ số Index, liều hiệu dụng trung bình

Mẫu

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm

Chỉ số Index

Hoạt độ Ra tương đương

dùng VLXD ốp lát (mSV)

dùng VLXD khối lát sàn (mSV)

dùng VLXD khối xây tường, lát sàn (mSV)

hằng năm của các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

dùng VLXD khối xây tường, trần, lát sàn (mSV) 0,09 0,10 0,70 1,33 1,95 0,10 1,56 0,79 0,13 0,02 1,27 0,02 1,09 2,36 0,99 0,02 0,26 0,08 0,31 0,01 0,05 1,10 0,04 0,04 0,06 0,05 0,03

0,08 0,08 0,59 1,15 1,69 0,09 1,34 0,67 0,11 0,02 1,09 0,02 0,95 2,07 0,86 0,02 0,22 0,07 0,26 0,01 0,04 0,95 0,03 0,03 0,04 0,04 0,02

19,70 22,61 157,01 307,45 464,24 23,45 365,44 187,14 27,80 4,20 292,61 5,50 252,47 573,63 223,89 4,36 57,61 16,87 71,79 2,81 11,80 253,80 9,47 8,97 12,94 11,35 6,77

HC10s HC11s HC24s HCM3 HCM18 HCM20 HCM25 HCM26 HCM27 HCM33 HCM-1 HCM-2 HCM-3 HCM-21 HCM-29 HCM-30 HCM-31 HCM-34 HCM-35 HC-1 HC-2 HC-3 HC-4 HC-4A HC-5 HC-6 HC-7

0,06 0,07 0,50 0,95 1,39 0,08 1,11 0,57 0,09 0,01 0,90 0,02 0,78 1,69 0,71 0,01 0,19 0,06 0,22 0,01 0,04 0,79 0,03 0,03 0,04 0,04 0,02

0,02 0,03 0,18 0,34 0,50 0,03 0,40 0,20 0,03 0,00 0,32 0,01 0,28 0,60 0,25 0,00 0,07 0,02 0,08 0,00 0,01 0,28 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01

0,01 0,01 0,09 0,17 0,25 0,01 0,20 0,10 0,02 0,00 0,16 0,00 0,14 0,30 0,12 0,00 0,03 0,01 0,04 0,00 0,01 0,14 0,01 0,01 0,01 0,01 0,00

- 65 -

Bảng 3.2. Hoạt độ Ra tương đương, chỉ số Index, liều hiệu dụng trung bình

Mẫu

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm

Chỉ số Index

Hoạt độ Ra tương đương

dùng VLXD ốp lát (mSV)

dùng VLXD khối lát sàn (mSV)

dùng VLXD khối xây tường, lát sàn (mSV)

dùng VLXD khối xây tường, trần, lát sàn (mSV) 0,91 2,11 0,16 0,29 1,52 0,01 0,99 1,22 1,23 1,31 1,08 1,00 0,93 0,12 0,75 1,11 0,80 0,07 0,38 0,64 1,12 0,99 0,81 1,27 1,37 1,38 0,08

0,79 1,80 0,13 0,25 1,31 0,01 0,86 1,03 1,05 1,13 0,95 0,86 0,81 0,10 0,64 0,94 0,69 0,06 0,33 0,55 0,96 0,85 0,70 1,08 1,18 1,19 0,07

HC-8 HC-9 HC-10 HC-11A HC-12 HC-13 HC-15 HC-16 HC-17 HC-18 HC-20 HC-21 HC-22 HC-23 HC-24 HCM4 HCM5 HCM6 HCM7 HCM8 HCM9 HCM10 HCM11 HCM12 HCM13A HCM13B HCM14

210,27 498,61 33,88 66,45 357,08 1,78 227,46 277,64 280,71 301,31 250,72 219,76 208,86 25,35 167,90 253,99 182,90 15,69 85,17 142,62 250,54 223,46 181,01 288,83 314,00 317,02 16,23

0,65 1,51 0,11 0,21 1,08 0,01 0,71 0,87 0,88 0,94 0,77 0,72 0,66 0,09 0,53 0,80 0,57 0,05 0,27 0,45 0,80 0,71 0,58 0,90 0,98 0,98 0,05

0,23 0,54 0,04 0,07 0,39 0,00 0,25 0,31 0,31 0,33 0,27 0,25 0,24 0,03 0,19 0,28 0,20 0,02 0,10 0,16 0,28 0,25 0,20 0,32 0,35 0,35 0,02

0,11 0,27 0,02 0,04 0,19 0,00 0,12 0,15 0,15 0,16 0,13 0,12 0,12 0,01 0,09 0,14 0,10 0,01 0,05 0,08 0,14 0,12 0,10 0,16 0,17 0,17 0,01

hằng năm của các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng (tiếp theo).

- 66 -

Bảng 3.2. Hoạt độ Ra tương đương, chỉ số Index, liều hiệu dụng trung bình

Mẫu

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm

Chỉ số Index

Hoạt độ Ra tương đương

dùng VLXD ốp lát (mSV)

dùng VLXD khối lát sàn (mSV)

dùng VLXD khối xây tường, lát sàn (mSV)

hằng năm của các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng (tiếp theo và hết).

dùng VLXD khối xây tường, trần, lát sàn (mSV) 0,60 1,31 1,09 0,65 2,01 1,88 1,09 0,77 0,63 2,36 0,01

0,52 1,11 0,93 0,55 1,72 1,63 0,92 0,66 0,55 2,07 0,01

140,35 303,15 249,02 160,51 475,42 444,34 247,94 177,31 149,25 573,63 1,78

0,43 0,94 0,78 0,47 1,44 1,34 0,78 0,55 0,45 1,69 0,01

0,15 0,33 0,28 0,17 0,51 0,48 0,28 0,20 0,16 0,60 0,00

0,08 0,16 0,14 0,08 0,25 0,24 0,14 0,10 0,08 0,30 0,00

HCM15 HCM22 HCM17 HCM19 HCM24 HCM28 HCM32 Tr- bình STDEV Max Min

U-238 (Bq/kg)

160

140

120

100

80

g K / q B

60

40

20

0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.5. So sánh hoạt độ U – 238 trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 67 -

Th-232 (Bq/kg)

300

250

200

150

g K / q B

100

50

0

2 - C H

4 - C H

5 - C H

7 - C H

9 - C H

3 1 - C H

6 1 - C H

8 1 - C H

1 2 - C H

3 2 - C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

1 - M C H

3 - M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

A 1 1 - C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.6. So sánh hoạt độ Th – 232 trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 68 -

K-40 (Bq/kg)

1600

1400

1200

1000

800

g K / q B

600

400

200

0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.7. So sánh hoạt độ K – 40 trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 69 -

Cs-137 (Bq/kg)

0.7

0.6

0.5

0.4

g K / q B

0.3

0.2

0.1

0.0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.8. So sánh hoạt độ Cs – 137 trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 70 -

Ra-226 (Bq/kg)

140

120

100

80

g K / q B

60

40

20

0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.9. So sánh hoạt độ Ra – 226 trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 71 -

Hoạt độ Ra tương đương

700

600

500

370 Bq/kg

400

300

) g k / q B ( đ t - a R

200

100

0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.10. So sánh hoạt độ Ra tương đương trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 72 -

Chỉ số Index

8

7

Tiêu chuẩn Việt Nam cho việc lát tường

6

5

4

d h - I

3

2

Radiological Protection Princeples of Natural radioactivity in Building M aterials - 112 EC

1

0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.11. So sánh chỉ số Index trong các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

- 73 -

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây tường, trần, lát sàn(mSv)

2.5

2.0

) v S m

(

1.5

m ă n g n ằ h

h n ì b

1 mSv/năm

g n u r t

1.0

g n ụ d u ệ i h

0.5

u ề i L

0.0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.12. So sánh liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng các mẫu đá ốp lát để xây tường, trần và lát sàn.

- 74 -

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây tường, lát sàn(mSv)

1.8

1.6

1.4

) v S m

(

1.2

m ă n

1 mSv/năm

1.0

0.8

0.6

g n ằ h h n ì b g n u r t g n ụ d

0.4

u ệ i h u ề i L

0.2

0.0

2 - C H

4 - C H

5 - C H

7 - C H

9 - C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

3 1 - C H

6 1 - C H

8 1 - C H

1 2 - C H

3 2 - C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

A 1 1 - C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.13. So sánh liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng các mẫu đá ốp lát để xây tường và lát sàn.

- 75 -

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối lát sàn(mSv)

1.2

1 mSv/năm

1.0

) v S m

(

0.8

m ă n g n ằ h

h n ì b

0.6

g n u r t

0.4

g n ụ d u ệ i h

u ề i L

0.2

0.0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.14. So sánh liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng các mẫu đá ốp lát để lát sàn.

- 76 -

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD ốp lát (mSv)

1.2

1 mSv/năm

1.0

) v S m

(

0.8

m ă n g n ằ h

h n ì b

0.6

g n u r t

0.4

g n ụ d u ệ i h

u ề i L

0.2

0.0

2 -

4 -

5 -

7 -

9 -

3 1 -

6 1 -

8 1 -

1 2 -

3 2 -

A 1 1 -

C H

C H

C H

C H

C H

s 0 1 C H

s 4 2 C H

C H

C H

C H

C H

C H

4 M C H

6 M C H

8 M C H

1 - M C H

3 - M C H

8 1 M C H

5 2 M C H

7 2 M C H

0 1 M C H

2 1 M C H

5 1 M C H

7 1 M C H

4 2 M C H

2 3 M C H

C H

9 2 - M C H

1 3 - M C H

5 3 - M C H

B 3 1 M C H

Mẫu

Hình 3.15. So sánh liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng các mẫu đá ốp lát để ốp lát.

- 77 -

- 78 -

Các kết quả trên: hoạt độ của U-238, Th-232, K-40, Cs-137, Ra-226, hoạt

độ Ra tương đương, chỉ số Index và liều hiệu dụng trung bình hằng năm được tóm

tắt trong bảng 3.3 sau:

Bảng 3.3. Bảng tóm tắt kết quả hoạt độ phóng xạ và các chỉ tiêu khác của

61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

Khoảng giá trị Các chỉ tiêu cần tính toán Giá trị TB STDEV (thấp nhất  cao nhất)

Hoạt độ U-238 (Bq/kg) 0,00 – 134,20 31,80 34,35

Hoạt độ Th-232 (Bq/kg) 0,04 – 264,90 60,21 58,79

Hoạt độ K-40 (Bq/kg) 0,00 – 1461,30 713,92 544,02

Hoạt độ Cs-137 (Bq/kg) 0,00 – 0,66 0,06 0,14

Hoạt độ Ra-226 (Bq/kg) 1,13 – 131,54 36,23 31,97

Hoạt độ Ra tương đương 1,78 – 573,63 177,31 149,25

Chỉ số Index 0,01 – 2,07 0,66 0,55

LHDTBHN khi dùng VLXD 0,01 – 2,36 0,77 0,63 xây tường, trần, lát sàn (mSv)

LHDTBHN khi dùng VLXD 0,01 – 1,69 0,55 0,45 xây tường, lát sàn (mSv)

LHDTBHN khi dùng VLXD 0,00 – 0,60 0,20 0,16 lát sàn (mSv)

LHDTBHN khi dùng VLXD 0,00 – 0,30 0,10 0,08 ốp lát (mSv)

Kết quả của chúng tôi có thể so sánh với các nghiên cứu khác cùng đề tài ở

các nước khác nhau:

Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) trung bình của uran, thori và kali trong đá ốp lát

ở Mỹ: 63 Bq/kg, 8Bq/kg, 1184 Bq/kg [9], [34]. Ta thấy hoạt độ trung bình của uran

và kali trong 61 mẫu phân tích nhỏ hơn hoạt độ trung bình của uran, kali ở Mỹ; còn

hoạt độ trung bình của thori thì cao hơn.

- 79 -

Số liệu từ cuộc điều tra về phóng xạ trong vật liệu xây dựng của trung tâm

bảo vệ phóng xạ quốc gia Ba Lan [15] cho ta hoạt độ phóng xạ trong đá ốp lát theo

thứ tự giá trị nhỏ nhất – giá trị trung bình – giá trị lớn nhất: K-40 (Bq/kg) (39-49-

58), Ra-226 (Bq/kg) (1-1-1), Th-232 (Bq/kg) (1-2-2). Ta thấy hoạt độ các nguyên tố

phóng xạ trong đá ốp lát ở Ba Lan nhỏ hơn 61 mẫu đá ốp lát vừa được khảo sát.

Ở Thổ Nhĩ Kì, S Turhan, U N Baykan and K Sen [30] đo phóng xạ tự nhiên

trong vật liệu xây dựng ở Ankara và liều chiếu ngoài của chúng, kết quả về đá ốp lát

được cho ở bảng sau:

Bảng 3.4. Hoạt độ các đồng vị phóng xạ, chỉ số index, hoạt độ Ra tương

đương ở Thổ Nhĩ Kỳ [30].

Giá trị thấp nhất – cao nhất Giá trị trung bình

Hoạt độ Ra (Bq/kg) 3,10  0,02 – 144,9  4,9 67,5  47,6

Hoạt độ Th (Bq/kg) 1,2  0,1 – 166,9  6,6 77,4  53,0

Hoạt độ K (Bq/kg) 19,7  1,4 – 1792,3  60,8 915,3  361,2

Hoạt độ Ra tương đương (Bq/kg) 2,4  0,2 – 488,8  34,9 244,3  153,3

Chỉ số Index 0,01 – 1,80 0,92  0,58

So sánh với kết quả thực nghiệm ở bảng 3.3 ta thấy: hoạt độ trung bình của

các nhân phóng xạ Ra, Th, K ở Thổ Nhĩ Kỳ đều cao hơn hoạt độ trung bình của 61

mẫu đá ốp lát đã phân tích. Tuy nhiên giá trị cao nhất của hoạt độ nhân phóng xạ Th

trong 61 mẫu đá ốp lát đã phân tích cao hơn giá trị tương ứng ở Thổ Nhĩ Kỳ. Hoạt

độ Ra tương đương trung bình trong 61 mẫu phân tích thấp hơn giá trị tương ứng ở

Thổ Nhĩ Kỳ và đều thấp hơn giới hạn tiêu chuẩn 370 Bq/kg [27]. Điều đó chứng tỏ

đa số đá ốp lát an toàn về mặt bức xạ. Tuy nhiên trong đó có các mẫu HCM18,

HCM-21, HC-9, HCM24, HCM28 vượt giới hạn tiêu chuẩn.

Theo TCXDVN 397:2007, giới hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm là

1mSv/năm. Từ kết quả tính toán từ thực nghiệm (bảng 3.2 và bảng 3.3) ta thấy: đối

với một căn phòng có kích thước 4m x 5m x 2,8m thì nếu dùng đá ốp lát chỉ để ốp

trên tường hoặc lát sàn thì toàn bộ các mẫu đá ốp lát đã khảo sát đều an toàn cho

- 80 -

con người về mặt phóng xạ. Nhưng nếu ta dùng khối đá ốp lát để xây tường và lát

sàn căn phòng thì có một số mẫu đá ốp lát vượt qua ngưỡng an toàn: HCM18,

HCM25, HCM-21, HC-9, HC-12, HCM24, HCM28. Nếu ta dùng khối đá ốp lát để

xây tường, trần và lát sàn thì có nhiều mẫu đá ốp lát vượt qua ngưỡng an toàn:

HCM3, HCM4, HCM9, HCM12, HCM13A, HCM13B, HCM17, HCM18, HCM22,

HCM24, HCM25, HCM28, HCM32, HCM-1, HCM-3, HCM-21, HC-3, HC-9, HC-

12, HC-16, HC-17, HC-18, HC-20.

Đối chiếu theo chỉ số Index của TCXDVN 397/2007 ( I  6 đối với vật liệu

sử dụng xây nhà với bề mặt hay khối lượng hạn chế) thì đá ốp lát trong 61 mẫu đã

khảo sát đều nhỏ hơn 6, tức là các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng đã

được khảo sát an toàn về mặt phóng xạ.

Mặc dù các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng ở Việt Nam có hoạt

độ phóng xạ cao hơn so với các nước khác nhưng vẫn đảm bảo nằm trong vùng an

toàn bức xạ nếu ta chỉ dùng để ốp lát trên tường và sàn căn phòng.

3.3. Giải thích nguyên nhân những mẫu có hoạt độ phóng xạ cao

Trong 61 mẫu đá ốp lát, các mẫu có hoạt độ phóng xạ từ cao tới thấp điển

hình là HCM-21, HCM18, HCM24, HCM25, HCM28, HCM-21, HC-9, HC-12, ….

Trong mỗi mẫu đá ốp lát đều chứa một số khoáng vật khác nhau. Phải chăng

nguyên nhân các mẫu có hoạt độ phóng xạ cao chính là do thành phần của các

khoáng vật có trong từng mẫu? Để tìm hiểu nguyên nhân, tôi đã cho phân tích thành

phần khoáng vật của một số mẫu ngẫu nhiên: HCM-3, HCM-21, HC-2, HC-9,

HCM5, HCM6, HCM8, HCM9, HCM10, HCM11, HCM12, HCM13B, HCM15,

HCM18, HCM22, HCM24, HCM25, HCM28.

- 81 -

Sau khi phân tích, trong các mẫu đá ốp lát chứa rất nhiều khoáng vật phụ

như: Zircon, Apatite, Fluorite, Monazite, Pyrite, Hematite, Ilmenite, Sphene… Tuy

nhiên, theo nghiên cứu [22], [29], độ phóng xạ tiềm tàng trong mẫu đá ốp lát chứa

trong các khoáng vật phụ như: Titanite, Zircon, Apatite, Fluorite, Allanite,

Monazite, Pyrite, Hematite, Ilmenite.

Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần khoáng vật phụ của một số mẫu đá

ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.

STT Mẫu

Apatite 0,04 % 0,43 % 0,03 % 0,07 % rất ít 2,28 % 0,41 % rất ít 1,61 % 0,12 % rất ít 0,12 % 0,01 % 1,15 % rất ít 0,24 % 0,25 % rất ít Thành phần khoáng vật phụ Monazite rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít rất ít Sphene rất ít 7,31 % 0,07 % rất ít rất ít 5,48 % rất ít rất ít 5,81 % rất ít 0,77 % 0,05 % 8,44 % rất ít 9,73 % 0, 37 % 0,06 % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 HC – 2 HC – 9 HCM – 3 HCM 5 HCM 6 HCM 8 HCM 9 HCM 10 HCM 11 HCM 12 HCM 13B HCM 15 HCM 18 HCM – 21 HCM 22 HCM 24 HCM 25 HCM 28 Zircon rất ít 0,25 % 0,14 % rất ít rất ít 2,94 % 0,42 % rất ít 2,18 % rất ít rất ít 0,03 % 0,08 % 0,2 % rất ít 0,11 % 0,08 % 0,08 %

Rất ít: < 0,01%

- 82 -

Bảng 3.6. Hoạt độ Ra tương đương của các mẫu đá ốp lát được phân tích

thành phần khoáng vật phụ.

STT Mẫu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 HC – 2 HC – 9 HCM – 3 HCM 5 HCM 6 HCM 8 HCM 9 HCM 10 HCM 11 HCM 12 HCM 13B HCM 15 HCM 18 HCM – 21 HCM 22 HCM 24 HCM 25 HCM 28 Hoạt độ Ra tương đương (Bq/kg) 11,80 498,61 252,47 182,90 15,69 142,62 250,54 223,46 181,01 288,83 317,02 140,35 464,24 573,63 303,15 475,42 365,44 444,34

Tuy nhiên, theo [1], các khoáng vật như Zircon, Monazite, Apatite,

Sphene… có thành phần hóa học, tinh hệ, dạng tinh thể, tính chất vật lí, nguồn gốc

và khoáng sàn khác nhau. Do đó hàm lượng ThO2, UO2 trong các khoáng vật

Apatite, Monazite, Sphene và Zircon là khác nhau. Vì vậy ảnh hưởng của từng

khoáng vật đến hoạt độ phóng xạ của mẫu là khác nhau.

Bảng 3.7. Hàm lượng ThO2, UO2 trong các khoáng vật phụ Apatite,

Monazite, Sphene và Zircon [19]

% ThO2 0,001 – 0,1 10 0,001 – 0,1 0,01 – 1 % UO2/ppmU 5 – 200ppm 100 – 20000 ppm 10 – 500 ppm 5 % Khoáng vật Apatite Monazite Sphene Zircon Công thức hóa học Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) (REE,Th)PO4 CaTiSiO5 ZrSiO4

Đối với khoáng vật phụ Monazite và một số khoáng vật phụ khác như

Titanite, Fluorite, Allanite, Pyrite, Hematite, Ilmenite… ta thấy hàm lượng

Monazite giống như các khoáng vật khác (không nêu lên trong bảng 3.6) rất nhỏ,

- 83 -

chỉ xuất hiện trong một số mẫu với hàm lượng nhỏ hơn 0,01% hoặc không có trong

mẫu nên tôi không nhận xét được sự ảnh hưởng của các khoáng phụ vật này đến

hoạt độ phóng xạ của các mẫu. Do đó, tôi đặc biệt quan tâm 3 khoáng vật phụ có

hàm lượng tương đối trong các mẫu là Apatite, Sphene và Zircon.

Từ bảng 3.5 và bảng 3.6, ta thấy nhìn chung những mẫu có hoạt độ phóng

xạ cao như HCM-21, HC-9, HCM24… thì có hàm lượng các khoáng vật phụ trong

mẫu tương đối cao so với các mẫu khác. Đối với mẫu HCM-21, hàm lượng Apatite

là 1,15 %; hàm lượng Sphene là 8,44 %; hàm lượng Zircon 0,2 %. Đối với mẫu HC-

9, hàm lượng Apatite là 0,43 %; hàm lượng Sphene là 7,31 %; hàm lượng Zircon

0,25 %. Các mẫu có hoạt độ phóng xạ thấp như HC-2, HCM6… thì hàm lượng

khoáng vật phụ trong mẫu là rất ít. Nhìn chung, hoạt độ phóng xạ của các mẫu chịu

ảnh hưởng từ hàm lượng của các khoáng vật trong mẫu: mẫu có hàm lượng khoáng

vật cao thì hoạt độ phóng xạ cao, mẫu có hàm lượng khoáng vật thấp thì hoạt độ

phóng xạ thấp. Tuy nhiên vẫn có một số trường hợp ngoại lệ như mẫu HCM8 có

hàm lượng khoáng vật rất cao (Apatite 2,28%, Sphene 5,48%, Zircon 2,94%) nhưng

hoạt độ phóng xạ của mẫu HCM8 tương đối thấp (142,62 Bq/kg); mẫu HCM13B,

HCM22 có hàm lượng khoáng vật rất thấp (<0,01%) nhưng hoạt độ phóng xạ lại

tương đối cao.

Khi so sánh hàm lượng của khoáng vật phụ Zircon trong các mẫu đi phân

tích, ta thấy hầu hết các mẫu có hoạt độ cao như HCM-21, HC-9, HCM24, HCM18,

HCM28…có hàm lượng Zircon tương đối cao so với các mẫu khác. Tuy nhiên, vẫn

có một số trường hợp ngoại lệ như đối với mẫu HCM-3 (hàm lượng Zircon 0,14%),

HCM9 (hàm lượng Zircon 0,42%) nhưng có hoạt độ phóng xạ không cao (HCM-3

là 252,47 Bq/kg, HCM9 là 250,54%). Đặc biệt, hàm lượng Zircon của hai mẫu

HCM11 (2,18%), HCM8 (2,94%) lớn nhất trong các mẫu được phân tích nhưng lại

có hoạt độ phóng xạ tương đối thấp.

Đối với khoáng vật phụ Apatite, hàm lượng ThO2 trong khoáng vật này

trong khoảng 0,001 – 0,1 %; hàm lượng UO2 trong khoáng vật này trong khoảng 5 –

- 84 -

200pm [19]. Như vậy khoáng vật phụ Apatite cũng có ảnh hưởng nhất định tới hoạt

độ phóng xạ của mẫu. Hàm lượng Apatite trong các mẫu nhìn chung là rất thấp,

thường nhỏ hơn 1%. Tuy nhiên, hàm lượng Apatite trong 3 mẫu HCM-21 (1,15%),

HCM11 (1,61%), HCM8(2,28 %) là tương đối lớn so với các mẫu khác. Đối với

mẫu HCM-21, hàm lượng Apatite trong mẫu khá cao cũng ảnh hưởng tới hoạt độ

phóng xạ của mẫu; nhưng đối với hai mẫu HCM11 và HCM8 ta thấy có sự mâu

thuẫn. Hàm lượng Apatite cũng như hàm lượng Zircon của hai mẫu này là cao nhất

trong 18 mẫu phân tích; đặc biệt mẫu HCM8 lại có hàm lượng khoáng vật Sphene

cao; nhưng hoạt độ phóng xạ hai mẫu là khá thấp.

Đối với khoáng vật phụ Sphene, hàm lượng Sphene trong các mẫu phân

tích có sự khác nhau tương đối lớn. Đa số các mẫu có hàm lượng Sphene cao thì

hoạt độ phóng xạ của mẫu đó cao. Tuy nhiên, cũng giống như khi phân tích sự ảnh

hưởng của hai khoáng vật Zircon và Apatite, mẫu HCM12 và HCM8 có hàm lượng

Sphene tương đối cao nhưng hoạt độ phóng xạ tương đối thấp. Đặc biệt, đối với

mẫu HCM8 là có sự mâu thuẫn rõ ràng nhất. Hàm lượng khoáng vật phụ trong mẫu

HCM8 rất cao; hàm lượng Zircon và Apatite trong mẫu HCM8 là cao nhất, kèm

theo đó hàm lượng Sphene của mẫu HCM8 cũng khá cao nhưng hoạt độ phóng xạ

của mẫu HCM8 rất thấp (142,62 Bq/kg).

Theo [1] và [19], khoáng vật phụ Monazite là khoáng vật có độ phóng xạ

tiềm tàng cao nhất, hàm lượng ThO2 trong khoáng vật phụ Monazite là 10%; hàm

lượng UO2 trong khoáng vật phụ Monazite trong khoảng 100 – 20000 ppm. Mặt

khác hàm lượng ThO2 có vai trò quan trọng nhất trong việc đóng góp vào hoạt độ

phóng xạ của mẫu. Ngoài ra, theo bảng 3.7, hàm lượng ThO2 trong Monazite là lớn

nhất. Do đó sự ảnh hưởng của khoáng vật phụ Monazite tới hoạt độ phóng xạ của

mẫu là rất cao. Mẫu HCM8 có hàm lượng các khoáng vật phụ Zircon, Apatite,

Sphene cao nhưng lại không có khoáng vật phụ Monazite; điều này giải thích vì sao

hoạt độ phóng xạ của mẫu HCM8 thấp. Mẫu HCM13B, HCM 22 có hàm lượng các

khoáng vật phụ rất thấp, nhưng trong hai mẫu này lại có khoáng vật phụ Monazite

- 85 -

nên hoạt độ phóng xạ tương đối cao. Từ những trường hợp này có thể nhận thấy sự

đóng góp không nhỏ của khoáng vật phụ Monazite vào hoạt độ phóng xạ của mẫu.

Kết luận: mỗi khoáng vật phụ có sự ảnh hưởng khác nhau tới hoạt độ phóng

xạ của mẫu. Nguyên nhân các mẫu có hoạt độ phóng xạ cao là do các mẫu mang

hàm lượng các khoáng vật phụ có độ phóng xạ tiềm tàng cao như khoáng vật phụ

Zircon, Apatite, Sphene, Monazatie…, đặc biệt là khoáng vật phụ Monazite. Từ đây

ta có thể mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo cụ thể là ảnh hưởng của các khoáng vật

phụ lên hoạt độ như thế nào nhằm giải thích nguyên nhân các mẫu đá ốp lát dùng

làm vật liệu xây dựng có hoạt độ phóng xạ cao trong thời gian tới.

- 86 -

PHẦN KẾT LUẬN

1. Tổng kết nghiên cứu

Sau khi thời gian thực hiện, đề tài “Khảo sát độ phóng xạ trong đá ốp lát

dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh” đã hoàn thành các mục tiêu đề ra và thu được những kết quả sau:

- Xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên của 61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật

liệu xây dựng bất kỳ phục vụ cho việc giám sát về mặt kỹ thuật theo TCXDVN

397:2007, cụ thể như sau:

Trong đề tài, tôi đã xác định được hoạt độ của các nhân phóng xạ 

U-238, Th-232, K-40, Cs-137, Ra-226 của 61 mẫu đá ốp lát dùng làm

vật liệu xây dựng.

Trong đề tài, tôi đã xác định hoạt độ Ra tương đương, chỉ số 

Index, liều hiệu dụng trung bình hằng năm do 61 mẫu đá ốp lát dùng

làm vật liệu xây dựng gây ra.

Trong tất cả các 61 mẫu nghiên cứu có 5 mẫu có hoạt độ Ra 

tương đương vượt quá giá trị ngưỡng trên và cao hơn tiêu chuẩn an

toàn bức xạ (>370 Bq/kg ).

 Chỉ số Index của tất cả 61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng vẫn nằm trong giới hạn an toàn cho phép I < 6 (theo tiêu chuẩn

Việt Nam).

 Có 23/61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng vượt quá giới

hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây

tường, trần, lát sàn (> 1mSv/năm).

- 87 -

 Có 7/61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng vượt quá giới

hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây

tường, lát sàn (> 1mSv/năm).

 Không có mẫu nào trong 61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng vượt quá hơn giới hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi

dùng VLXD khối lát sàn (> 1mSv/ năm).

 Không có mẫu nào trong 61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng vượt quá giới hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng

VLXD ốp lát (> 1mSv/ năm).

Tóm lại, 61 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng của đề tài 

đều đảm bảo an toàn bức xạ khi dùng để ốp trên tường hoặc lát sàn

đối với ngôi nhà chuẩn – mô hình an toàn nhất về phương diện an toàn

bức xạ. TCXDVN 397:2007 được xây dựng từ mô hình nhà chuẩn.

Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại hai vấn đề cần xem xét: Thứ nhất là 

vật liệu xây dựng trong nhà được phân thành hai loại gồm vật liệu

khối tức là vật liệu của cả bức tường hay trần nhà, như bê tông, gạch,

xỉ than, … và vật liệu mỏng dùng để lát nền tường như đá ốp lát, gạch

tráng men … Thứ hai là ngôi nhà thực không giống ngôi nhà chuẩn.

 Do hai lí do này, nếu một đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng có

hoạt độ chiếu ngoài hoặc chỉ số hoạt độ chiếu ngoài cao hơn giới hạn

thì phải xét tình huống cụ thể như kết cấu vật liệu, kiến trúc, độ thông

thoáng cụ thể và đồng thời tính đến cả thời lượng con người sống thực

trong đó mỗi ngày v.v....

- Các kết quả được luận giải và so sánh với những nghiên cứu khác ở trong

và ngoài nước liên quan đến đề tài. Tất cả các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây

dựng trong đề tài có hàm lượng phóng xạ khá cao so với các loại đá ốp lát được sử

dụng ở các nước khác nhưng vẫn đảm bảo an toàn theo TCXDVN 397:2007 cho

- 88 -

ngôi nhà dùng đá ốp lát để ốp trên tường hoặc lát sàn và ở mức trung bình của thế

giới.

- So sánh các thành phần khoáng vật phụ của một số mẫu đá ốp lát dùng

làm vật liệu xây dựng với hoạt độ Ra tương đương của 18 mẫu đá ốp lát ngẫu nhiên.

Kết quả cho thấy, các mẫu có hoạt độ phóng xạ cao ngoài nguyên nhân do hàm

lượng các thành phần khoáng vật phụ còn do nhiều nguyên nhân khác mà trong đề

tài này chưa nghiên cứu.

- Quá trình thực hiện đề tài giúp tôi nắm được phương pháp thực nghiệm

như: xử lý mẫu, đo mẫu cùng với việc phân tích mẫu trên hệ phổ kế gamma phông

thấp, việc xử lý phổ năng lượng, tính toán hoạt độ phóng xạ … Tất cả đã cung cấp

cho tôi những kiến thức lý thuyết cũng như thực nghiệm giúp tôi thực tập nghiên

cứu khoa học.

Kết luận:

- Các kết quả được luận giải và hoàn toàn phù hợp với những nghiên cứu

khác ở trong và ngoài nước liên quan đến đề tài. Vì vậy, phương pháp phân tích

hoạt độ phóng xạ tự nhiên bằng hệ phổ kế gamma phông thấp với detector Germani

siêu tinh khiết có độ chính xác cao, có khả năng áp dụng vào thực tiễn nghiên cứu

khoa học.

- Tất cả 61 mẫu đá ốp lát trong đề tài nghiên cứu đều có hoạt độ phóng xạ

nhưng vẫn đảm bảo an toàn theo TCXDVN 397:2007 khi dùng đá ốp lát dùng để ốp

trên tường hoặc lát sàn.

- Do thời gian nghiên cứu không nhiều, đề tài mới khảo sát 61 mẫu đá ốp

lát khu vực thành phồ Hồ Chí Minh nên chưa thể đánh giá chính xác tất cả vật liệu

xây dựng có đảm bảo an toàn theo TCXDVN 397:2007. Vì vậy, việc khảo sát hoạt

độ phóng xạ của tất cả vật liệu xây nên ngôi nhà cần được tiến hành với quy mô lớn

hơn, đồng thời các số liệu cần được sử dụng cho các nghiên cứu sâu hơn về phóng

xạ môi trường, sinh thái phóng xạ, định tuổi địa chất .v.v.

- 89 -

2. Đề xuất

Khí radon thoát ra từ Ra có mặt trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng

và những vật liệu xây dựng khác, sẽ tồn tại trong nhà đó, con người sinh hoạt trong

nhà hít khí radon. Lượng radon mà con người hít vào hàng ngày phụ thuộc chủ yếu

vào vật liệu xây dựng, sự thông thoáng ngôi nhà cùng một số yếu tố phụ khác như

thời tiết, mùa, áp suất và nhiệt độ trong phòng- ngoài trời…Điều đầu tiên có thể

thực hiện để giảm lượng phóng xạ mà con người phải hấp thụ là hãy chọn những

loại vật liệu xây dựng có hàm lượng các nhân phóng xạ thấp cho các công trình xây

dựng của mình. Nếu vì lý do trang trí, các loại vật liệu có hàm lượng phóng xạ cao

có thể được sử dụng một cách hạn chế chỉ ở các phần mặt tiền của công trình mà

không được sử dụng trong các phòng ở, đặc biệt là phòng ngủ. Nhưng nếu đã lỡ làm

nhà bằng các vật liệu có phóng xạ cao mà không có điều kiện phá bỏ thì ta có thể

tiến hành một số phương pháp hạn chế như sau: các phòng ở nên được xây thoáng,

có cửa sổ hoặc hệ thống thông gió để đảm bảo sự trao đổi khí với môi trường ngoài.

Trong các phòng có sử dụng máy lạnh cần sử dụng thêm quạt để tránh không khí bị

“quẩn” dẫn đến việc tập trung phóng xạ ở một vị trí nhất định trong phòng.

Nước ta cũng cần tiến hành một nghiên cứu có hệ thống với quy mô lớn

nhằm xác định hoạt độ phóng xạ trong các loại vật liệu, định chuẩn về an toàn bức

xạ, từ đó đưa ra sự kiểm soát phóng xạ nhất định đối với các loại vật liệu được sử

dụng làm vật liệu xây dựng nhằm hạn chế sự ảnh hưởng của phóng xạ từ vật liệu

xây dựng đến sức khỏe người dân. Cụ thể là xác định nguyên liệu, nguồn gốc xuất

xứ của các loại vật liệu xây dựng cũng như của đá ốp lát. Đồng thời khuyến cáo các

nhà chuyên sản xuất vật liệu xây dựng nói chung và đá ốp lát nói riêng bắt tay vào

việc nghiên cứu để có thể làm giảm tác hại của các nhân phóng xạ tự nhiên cũng

như liều lượng khí radon thải ra trong vật liệu xây dựng đến mức an toàn có thể.

Đây cũng chính là tinh thần của nguyên tắc ALARA nổi tiếng: liều bức xạ

trong môi trường càng thấp bao nhiêu càng tốt bấy nhiêu, trong sự cân nhắc các lợi

ích kinh tế xã hội khác. Các nhà sản suất nên ghi nhãn mác nguồn gốc xuất xứ cũng

- 90 -

như việc ghi hoạt độ phóng xạ cho từng loại, lô hàng vật liệu xây dựng nói chung và

đá ốp lát nói riêng để người tiêu dùng có những lựa chọn thích hợp nhằm đảm bảo

sức khỏe cho chính họ.

Cần có một công trình nghiên cứu về nguyên nhân gây ra hàm lượng phóng

xạ cao trong đá granit bằng cách phân tích các tinh khoáng (các khoáng vật chứa

nguyên tố phóng xạ: U,Th, Ra, K).

Hiện nay, ở nước ta đã có quy định cụ thể về mức an toàn bức xạ trong vật

liệu xây dựng TCXDVN 397:2007 và qua kết quả đề tài nghiên cứu này cho thấy

việc sử dụng đá ốp lát để ốp trên tường, lát sàn …vẫn an toàn cho sức khỏe. Tuy

nhiên để có thể đảm bảo cho sức khỏe lâu dài thì chúng ta chẳng những nên chọn và

xây cho mình một ngôi nhà đẹp mà phải chọn cho mình một ngôi nhà an toàn nhất

hạn chế lượng radon tối đa mà gia đình ta phải hít vào hàng ngày. Nó phụ thuộc chủ

yếu vào loại vật liệu trang trí, sự thông thoáng của ngôi nhà cùng một số yếu tố phụ

khác như thời tiết, mùa, áp suất và nhiệt độ trong phòng - ngoài trời…Để giảm

lượng phóng xạ mà con người phải hấp thụ thì việc lựa chọn loại gạch men nào an

toàn nhất trên thị trường hiện nay thật không dễ, vì thế chúng ta chỉ còn cách là xây

dựng các phòng ở sao cho thật thoáng, có cửa sổ hoặc hệ thống thông gió đảm bảo

sự trao đổi khí với môi trường bên ngoài.

Cuối cùng, thiết nghĩ việc khảo sát hoạt độ phóng xạ của tất cả vật liệu xây

nên ngôi nhà cần được tiến hành với quy mô lớn hơn, đồng thời các số liệu cần

được sử dụng cho các nghiên cứu sâu hơn về phóng xạ môi trường, sinh thái phóng

xạ, định tuổi địa chất .v.v. Đây là một hướng nghiên cứu rất mới mẻ tại Việt Nam.

- 91 -

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Châu Văn Tạo, (2006). Liều lượng bức xạ ion hóa. NXB ĐH Quốc gia TP

Hồ Chí Minh.

2. Hoàng Trọng Mai (1970), Khoáng Vật Học. NXB ĐH và Trung học Chuyên

nghiệp Hà Nội.

3. Kuznhexov Iu.A, (1981). Các kiểu hình thành hệ macma chính. Nhà xuất

bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội

La Thị Chích, (2001). Thạch học. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh. 4.

Ngô Quang Huy, (2004). An toàn bức xạ ion hóa. NXB Khoa học kỹ thuật. 5.

6. Ngô Quang Huy, (2006). Cơ sở vật lý hạt nhân. NXB Khoa học kỹ thuật.

Ngô Quang Huy, Trần Văn Luyến, Nguyễn Văn Mai, (1999). Khảo sát nền 7.

phông phóng xạ đối với một số đối tượng môi trường tại TP HCM. Báo cáo kết quả

đề tài nghiên cứu cấp bộ các năm 1996-1999.

8. Phùng Thị Cẩm Tú,(2006). Xác định hoạt độ phóng xạ trong vật liệu xây

dựng. Khoá luận tốt nghiệp. Khoa Vật lý, Đại học Sư Phạm TP Hồ Chí Minh.

9. Tạp chí Xây dựng, tháng 7-2007.

10. Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương, (2005). Phương pháp

ghi bức xạ ion hóa. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

11. Trần Văn Luyến, (2005). Nghiên cứu nền phông phóng xạ vùng nam bộ Việt

Nam. Luận án Tiến sĩ Vật lý. Đại học khoa học tự nhiên, đại học quốc gia Tp HCM

12. Trần Võ Trung, (2005). Ứng dụng phương pháp phân tích kích hoạt nơtron

để lập bản đồ phân bố Asen vùng Đông Nam Bộ. Khóa luận tốt nghiệp.

- 92 -

Tiếng Anh

13. A.F. Hafez, A.S. Hussein and N.M. Rasheed, (2001). A study of radon and

thoron release from Egyptian Building materials using polymeric nuclear track

detectors. Applied Radiation and Isotopes, volume 54, page 291-298.

14. Beretka J and Mathew P J ,(1985). Natural radioactivity of Australian

building materrials,industrial wastes and by- produc Heath. Phys. 48 87-95

15. Central laboratory for radiological protection, (2004). Investigation of

radioactivity of raw and building materials.

16. EPA (United states Environmental protection Agency), (2003). EPA

Assessment of risks from radon in home.

17. European Commission, Radiation protection 112, (1999). Radiological

protection principles concerning the natural radioactivity of building materials.

18. Huy. N.Q., Luyen T.V., (2006). Study of external exposure doses from

terrestrial radioacivity in Southern Viet Nam, Radiation protection dosimetry, vol

118, no.3, pages 331-336.

19. IAEA (International Atomic Energy Agency) – TECDOC – 1363, (2003).

Guidelines for radioelement mapping using gamma ray spectrometry data, pages

114-136.

20. J.Al-Jundi, W.Salah,M.S.Bawa’aneh and F. Afaneh,(2005). Expore to

radiation from the natural radioactivity in Jordanian buikdingmaterials. Radiation

protection dosimetry, vol 118(1), pages 93-96.

21. L. Xinwei, (2007). Radioactivity level in Chinese building ceramic tile.

Radiation Protection Dosimetry Advance Access published online on October 6,

2007.

22. Lu Xinwei, (2007). Radiometric analysis and radiological hazards of

Chinese commercial marble. Radiation Effects and Defects in Solids, pp.455-462.

- 93 -

23. Lubomir Zikovsky, (1992). Determination of radon exhalation rates from

canadaian building materials with an in ternal proportional. International Journal

of Radiation Applications and instrumentation. Part D. Nuclear Tracks and

Radiation Measurements, volume 20, pages 525-527.

24. M. I. Al-Jarallah, F. Abu-Jarad, Fazal-ur-Rehman, (2001). Determination of

radon exhalation rates from tiles using active anh passive techniques. Radiation

Measurements, pp. 491-495.

25. M. Sharal, M.Mansy, A.El Sayed, E. Abbas, (1999). Natural radioactivity

and radon exhalation rates in building materials used in Egypt. Dosimetry, life

science, pp. 491-495.

26. Mika Markkanen, (1995). Radiation dose assessments for materials with

elevated natural radioactivity. Stuk-B-Sto 32, Helsinki, 25p. + app. 13 p.

27. NEA-OECD (Nuclear Energy Agency, Organization for Economic Co-

operation and Development), (1979). Exposue to radiation from natural

radioactivity in building materials Report by Group of Experts of the OECD

Nuclear Energy Agency (NEA) Paris..

28. Ngachin M, Garavaglia M, Giovani, (2007). Assessment of natural

radioactivity and associated radiation hazards in some Cameroonian building

materials. Radiation Measurements, pp. 61-67.

29. Pavlidou, Koroneos, Papastefanou, Christofides, Stoulos, and Vavelides,

(2006). Natural radioactivity of granites used as building material in Greece.

Environmental radioactivity, vol.89, No.01, p.46-60.

30. S Turhan, U N Baykan and K Sen, (2008). Measurement of the natural

radioactivity in building materials used in Ankara and assessment of external doses.

Journal of radiological protection , vol 28, pages 83-91.

31. Xinwei Lu and Xiaolan Zhang, (2006). Radionuclide content and associated

radiation hazards of building materials and by-producs in Baoji, West China.

Radiation protection dosimetry, doi:10.1093/rpd/ncm428.

- 94 -

32. Yasir MS, Ab Majid A, Yahaya R, (2007). Study of natural radionuclides

and its radiation hazard index in Malaysian building materials. Journal of

Radioanalytical and Nuclear Chemistry, pp.539-541.

33. http://www.EPA.gov

34. http://www. IAEA.org

35. http:/interiorhcmc.edu.vn

36. http://www.moc.gov.vn/Vietnam//Management/Building_materials/3049200

603101029000/

37. http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm

38. http://www.radon.com.

39. http://www.uic.com.au/ral.htm

40. http://www.varansa.org.vn

41. http://www.VietNamNet.com

Phụ lục 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 397:2007 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 397:2007

HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG – MỨC AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

Natural radioactivity of building materials – levels of safety and test methods

Hà Nội, 2007

TXCDVN

Lời nói đầu Tiêu chuẩn TCXDVN 397:2007 “Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng – Mức an toàn trong sử dụng và phương pháp thử” được Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 24/2007/QĐ-BXD ngày.7.tháng..6.năm 2007. TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM 397:2007

HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG – MỨC AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ Natural radioactivity of building materials – levels of safety and test methods

1. Phạm vi áp dụng: Tiêu chuẩn này quy định mức hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng vô cơ-phi kim từ nguồn gốc tự nhiên (đá, sỏi, cát, đất,…) hoặc nhân tạo (gạch, ngói, tấm lợp, tấm ốp, lát, trang trí, xi măng, vữa,…) khi đưa vào công trình xây dựng để đảm bảo sức khỏe, an toàn cho người sử dụng công trình. 2. Tài liệu viện dẫn: TCVN 6398 -10:2000 (ISO 31-10:1992) Đại lượng và đơn vị đo (cid:0) Phần 10: Phản ứng hạt nhân và bức xạ ion hóa. TCVN 6866:2001 An toàn bức xạ - Giới hạn liều đối với nhân viên bức xạ và dân chúng. Các nguyên tắc an toàn phóng xạ liên quan hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng – An toàn phóng xạ 112, Ủy ban châu Âu, 1999. 3. Thuật ngữ, định nghĩa 3.1. Hoạt độ phóng xạ (A): Là giá trị kỳ vọng của số dịch chuyển hạt nhân ngẫu nhiên từ một trạng thái năng lượng cụ thể (dN), xảy ra trong một thời gian ngắn (dt) của một lượng hạt nhân, trong một đơn vị thời gian:

A = dN/dt Theo hệ SI, đơn vị của hoạt độ phóng xạ là giây mũ trừ một (s-1), được gọi là Becquerel (Bq). 3.2. Hoạt độ phóng xạ riêng (Cj) của hạt nhân phóng xạ j: Là hoạt độ phóng xạ tự nhiên của hạt nhân phóng xạ j trong mẫu chia cho khối lượng của mẫu đó, đơn vị đo là Bq/kg. Hoạt độ phóng xạ riêng Cj đối với vật liệu xây dựng bao gồm hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ Radi, Thori và Kali (CRa, CTh và CK). 3.3. Chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I): Là chỉ số phản ánh hoạt độ phóng xạ tổng hợp của các hoạt độ phóng xạ tự nhiên riêng CRa, CTh và CK của vật liệu. Chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) là đại lượng không thứ nguyên. 3.4. Liều hiệu dụng (E) Là đại lượng phản ánh ảnh hưởng của phóng xạ lên sinh vật sống, theo TCVN 6866:2001 được tính theo công thức:

E

W H .T

T

 

T

Trong đó: WT là trọng số mô T và HT là liều tương đương của mô T. Đơn vị của liều hiệu dụng là J/kg và được gọi là Sievert (Sv). Trong thực tế còn sử dụng đơn vị nhỏ hơn là mili Sievert (mSv).

TCXDVN 397:2007

4. Quy định mức hoạt độ phóng xạ của vật liệu xây dựng. Các nhân phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây dựng chủ yếu gồm các nhân phóng xạ Rađi-226, Thori-232 và K-40. Căn cứ để xác định mức phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng là mức phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên (Ra-226, Th-232 và K-40) của vật liệu xây dựng được thiết lập trên cơ sở liều hiệu dụng đối với dân chúng do vật liệu xây dựng gây ra không vượt quá 1mSv/năm, thông qua chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I), không tính khí Radon, không tính tới sự đóng góp của phông phóng xạ môi trường. Mức hoạt độ phóng xạ an toàn của vật liệu xây dựng sử dụng được đánh giá thông qua chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) theo quy định ở bảng 1. Bảng 1. Mức hoạt độ phóng xạ an toàn của vật liệu xây dựng

TT Đối tượng áp dụng

Công thức tính chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (theo đối tượng áp dụng được thể hiện là I1, I2 và I3) Giá trị chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I1, I2 và I3)

4.1. Dùng xây nhà

4.1.1 I1 = CRA/300 + CTH/200 + CK/3000

I1  1

4.1.2 Sản phẩm vật liệu xây dựng khối lượng lớn dùng xây nhà Vật liệu san lấp nền nhà và nền gần nhà

4.1.3 I1  6

Vật liệu sử dụng xây nhà với bề mặt hay khối lượng hạn chế (ví dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường)

4.2. Xây dựng các công trình ngoài nhà

4.2.1 I2  1

I2 = CRA/700 + CTH/500 + CK/8000

4.2.2 I2  1,5 Vật liệu sử dụng khối lượng lớn trong xây dựng công trình giao thông, thủy lợi … Khi được sử dụng như vật liệu ốp, lát công trình

4.3. Dùng cho san lấp

4.3.1 I3  1

I3 = CRA/2000 + CTH/1500 + CK/20000

4.3.2 I3 > 1 Vật liệu dùng cho sang lấp (không thuộc mục 4.1) Vật liệu không dùng cho san lấp, cần được tồn chứa

Chú thích: CRA, CTH, CK là các hoạt độ phóng xạ riêng của các hạt nhân phóng xạ tương ứng Ra-226, Thori-232 và K-40 của vật liệu xây dựng.

TCXDVN 397:2007

5. Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của vật liệu 5.1. Nguyên tắc: Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của vật liệu xây dựng là phương pháp phổ kế gamma đo bức xạ gamma tự nhiên theo các mức năng lượng khác nhau để xác định hoạt độ phóng xạ riêng của của các hạt nhân phóng xạ U(Ra), Th và K có trong vật liệu. Hoạt độ phóng xạ của vật liệu xây dựng được xác định dựa trên nguyên tắc đo cường độ các mức năng lượng bức xạ gamma đại diện cho các hạt nhân phóng xạ U(Ra), Th và K có trong vật liệu và so chúng với mẫu chuẩn của máy đo, từ đó xác định hoạt độ phóng xạ riêng của chúng. 5.2. Thiết bị đo phổ kế gamma: 5.2.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: Hình 1 chỉ ra sơ đồ nguyên lý cấu tạo của hệ phổ kế gamma. Hệ phổ kế gamma thích hợp để xác định chỉ số hoạt độ phóng xạ là hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò nhấp nháy Nal(Tl) hoặc các đầu dò khác có độ phân giải năng lượng tốt hơn. Đầu dò (1) là đầu dò nhấp nháy Nal(Tl). Hộp cao áp (2) là nguồn cấp cao áp cho đầu đo. Bức xạ gamma phát ra từ mẫu vật liệu cần đo (5) được đầu dò (1) ghi nhận và được biến đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu này được khuếch đại ở khối tiền khuếch đại và khuếch đại (3). Tiếp đó tín hiệu sẽ được khuếch đại và xử lý bên trong máy để phân

loại vào một trong ba cửa sổ năng lượng đại diện cho nhân phóng xạ U(Ra), Th và K. Sử dụng phương pháp phân tích 3 thành phần để xác định hoạt độ phóng xạ của các nhân phóng xạ U(Ra), Th và K có trong mẫu đo. Kết quả phân tích được hiển thị trong khối phân tích hiện số (4). Kết quả hiện số là hoạt độ phóng xạ của các nhân phóng xạ U(Ra), Th và K (đơn vị Bq/kg).

3 – Khối tiền khuếch đại và khuếch đại 5 – Vật đo 1 – Đầu đo 2 – Hộp cao áp 4 – Khối phân tích hiện số Hình 1. Sơ đồ nguyên lý cấu tạo thiết bị phổ kế gamma

TCXDVN 397:2007

5.2.2. Yêu cầu đối với thiết bị: Hệ phổ kế gamma phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Dải năng lượng bức xạ gamma ghi nhận từ 0,1 đến 3 MeV (Mega electrn volt); - Bộ các mẫu chuẩn hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên Ra-226, Th-232 và K-40 đã được đăng kiểm quốc gia hoặc quốc tế. - Thiết bị đo được kiểm tra đăng kiểm quốc gia phù hợp với Chứng chỉ đo lường quốc gia, có Quy định hướng dẫn thực hiện đo và đánh giá kết quả. 5.3. Tiến hành đo: - Chuẩn bị thiết bị để đo theo Quy định hướng dẫn vận hành thiết bị. Đo kiểm tra hoạt động của thiết bị với mẫu chuẩn, sai số giữa 2 lần đo không vượt quá 5%. - Tiến hành đo hoạt độ phóng xạ tự nhiên theo Quy định hướng dẫn vận hành thiết bị. 5.4. Đo tại hiện trường: 5.4.1. Phạm vi ứng dụng:

Phương pháp hiện trường dùng để đánh giá sơ bộ hoạt độ phóng xạ riêng của

nguyên liệu và sản phẩm vật liệu xây dựng. 5.4.2. Các vị trí đo: 5.4.2.1. Đo vật liệu rời tại kho, bãi, mỏ: - Tại các đống vật liệu hình côn hay đống vật liệu trải dài: đo theo chu vị mặt cắt ngang với khoảng cách không lớn hơn 10m, chiều cao của mặt cắt ngang so với đáy đống không nhỏ hơn 1m. - Tại mỏ: đo ở các điểm cắt lộ tuyến 10x10m. 5.4.2.2. Đo vật liệu xây dựng rời trên các phương tiện vận chuyển:

- Vị trí đo ở khoảng cách không ít hơn 1m cách thành phương tiện vận chuyển, số điểm đo như sau: + Trên các toa đường sắt – không ít hơn 2 điểm/toa; + Trên ôtô – 1 điểm ở giữa thùng xe; + Trên tàu thủy – không ít hơn 2 điểm dọc theo trục tàu. 5.4.2.3. Đo sản phẩm vật liệu xây dựng: - Tạo khối hình hộp đáy 1,2x1,2m cao 0,5m từ các sản phẩm đó hay chọn cụm sản phẩm (palét) có kích thước nêu trên nhưng được xếp đặc xít và đo kiểm tra ở chính giữa mặt trên của đống sản phẩm đó. 5.4.3. Tiến hành đo bằng cách đặt đầu đo của máy đo phóng xạ vào điểm đo trên bề mặt của vật liệu. Bề mặt được coi là phẳng khi kích thước lồi (lõm) không vượt quá đường kính của đầu đo. Lưu ý: + Tại mỗi điểm đo tiến hành không ít hơn 3 lần đo liên tiếp và lấy giá trị trung bình. + Để giảm ảnh hưởng của chiếu xạ bên ngoài đến các kết quả đo cần phải tiến hành đo đối tượng ở cách xa các tòa nhà, kết cấu, khối quặng mỏ, vật liệu và sản phẩm xây dựng khác không ít hơn 20m.

TCXDVN 397:2007

5.4.4. Tính kết quả đo: 5.4.4.1. Xác định giá trị chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) theo công thức ở mục 4, với CRa, CTh và CK là các giá trị hoạt độ phóng xạ riêng của các nhân phóng xạ (Ra- 226, Th-232 và K-40) tương ứng ở điểm đo với sai số đo đánh giá theo phương pháp đo, quy định trong Quy trình hướng dẫn đo thiết bị. 5.4.4.2. Kết quả xác định giá trị chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn I của lô vật liệu là giá trị I cao nhất từ các điểm kiểm tra của lô ấy. 5.4.5. Trình bày kết quả đo:

Hoạt độ phóng xạ của từng nhân phóng xạ tại các điểm đo và các kết quả

tính chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) được ghi theo biểu mẫu trong Phụ lục 1. 5.5. Phương pháp phòng thí nghiệm (phương pháp chuẩn): 5.5.1. Phạm vi ứng dụng: Phương pháp phòng thí nghiệm dùng để xác định hoạt độ phóng xạ của các nhân phóng xạ (Ra-226, Th-232 và K-40) của vật liệu trong phòng thí nghiệm có loại trừ ảnh hưởng của phông phóng xạ môi trường xung quanh. 5.5.2. Thiết bị và dụng cụ: - Máy phổ kế gamma phù hợp với quy định trong mục 5.2. - Bình chì giảm phông phóng xạ kích thước phù hợp thiết bị đo; - Bộ hộp nhựa kích thước quy định phù hợp thiết bị đo, có nắp để đựng mẫu vật liệu; - Máy kẹp hàm để nghiền mẫu; - Sàng có kích thước lỗ 0,5 mm; - Tủ sấy, cho phép sấy đến 1200C; - Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 1g.

5.5.3. Kiểm tra, chuẩn bị và chuẩn thiết bị đo phóng xạ để đo và tiến hành đo theo Bản quy trình hướng dẫn thực hiện đo. 5.5.4. Lấy mẫu, chuẩn bị mẫu thử và tiến hành đo: - Xác định hoạt độ phóng của các nhân phóng xạ (Ra-226, Th-232 và K-40) trong vật liệu với các mẫu chọn từ các mẫu đại diện. - Mẫu đại diện có được bằng cách trộn đều và chia tư không ít hơn 10 mẫu từ các điểm lấy mẫu nêu trong mục 5.4.2. và 5.4.3. - Tùy theo thể tích hộp chứa mẫu của thiết bị đo phóng xạ mà lấy khối lượng mẫu đại diện từ 2,5 kg đến 10kg, mẫu được cho vào 2 bao lớp, giữa 2 lớp đặt phiếu ghi tên vật liệu, tên cơ sở gửi mẫu, vị trí và ngày lấy mẫu.

TCXDVN 397:2007 - Mẫu đại diện được lấy khi nghiệm thu lô sản phẩm phù hợp các quy định hiện hành. Mẫu được chuẩn bị bằng cách đập, nghiền nhỏ vật liệu xây dựng. Cho phép sử dụng các mảnh vụn có được khi sau khi xác định độ bền nén, uốn, kéo sản phẩm hay các mẫu được chuẩn bị riêng. - Mẫu được gia công thành bột có kích thước hạt  0,5mm. Mẫu bột cần phải đựng trong hộp hoặc túi kín. - Các mẫu đại diện đã lấy theo quy định trên được sấy đến khối lượng không đổi, sau đó cho vào các hộp chứa và cân xác định khối lượng. - Các hộp chứa được đậy kín, ghi nhãn và lưu trong phòng trong khoảng thời gian theo bản Quy trình hướng dẫn cách đo hoạt độ phóng xạ đã quy định nhằm có sự ổn định hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ. - Các hộp có mẫu được lần lượt đưa vào thiết bị đo phóng xạ và tiến hành đo theo Quy trình hướng dẫn đo đã được phê duyệt. 5.5.5. Tính kết quả đo. 5.5.5.1. Kết quả đo hoạt độ phóng xạ của các nhân phóng xạ (Ra-226, Th-232 và K- 40) trong mẫu đại diện là giá trị hoạt độ phóng xạ riêng trung bình (Cjtb) của mỗi hạt nhân phóng xạ Cj (CRa, CTh) của ít nhất 3 mẫu:

Cj tb

i

n   1/ n Cji 1 

(3)

n

C



ji

Cj tb

Trong đó i = 1,2,…n là số mẫu và Cj (CRa, CTh, CK) là các số đo hoạt độ phóng xạ riêng của các nhân phóng xạ (Ra-226, Th-232 và K-40) tương ứng. Độ lệch bình phương trung bình (jtb) khi đo được tính theo công thức:



2



i

1 

j   tb

n

1



(4)

Kết quả xác định chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) của vật liệu kiểm tra

Các kết quả kiểm tra vật liệu được lập dưới dạng Phiếu kết quả xác định chỉ theo công thức mục 4, trong đó Cj = Cjtb + jtb. (5) 5.5.6. Trình bày kết quả đo số hoạt độ phóng xạ an toàn của vật liệu nêu trong Phụ lục 1.

TCXDVN 397:2007

Phụ lục 1 Phiếu kết quả xác định chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn của vật liệu theo TCXDVN 397:2007

: : : : : : Cơ quan tiến hành thí nghiệm: Chứng chỉ Cơ quan gửi mẫu Tên mẫu Ngày giao mẫu Ngày đo mẫu Thiết bị đo

Hoạt độ phóng xạ riêng, Bq/kg Kết luận TT

CRa-226 CTh-232 CK-40 Chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I)

Ngày tháng năm

Phụ trách phòng thí nghiệm Thủ trưởng cơ quan

Kết luận về vật liệu Thí nghiệm viên

TCXDVN 397:2007

Phụ lục 2 (Tham khảo) Bảng 1. Khả năng gây liều hiệu dụng vượt qua 0,3 mSv/năm hay 1mSv/năm do sử dụng một số vật liệu xây dựng. Vật liệu xây dựng Bêtông

Khả năng vượt 0,3 mSv/năm*/Điều kiên xảy ra Có thể/ Hầu hết ở mọi nơi khi sử dụng khối lượng lớn

Bêtông bọt, nhẹ Khả năng vượt 1 mSv/năm**/ Điều kiện xảy ra Có thể/ Nếu sử dụng với khối lượng lớn và bêtông có chứa nhiều xỉ lò cao, tro bay hay cát tự nhiên hay đá giàu các hạt nhân phóng xạ tự nhiên Không thể/ Nếu chỉ sử dụng làm tường Có thể/ Nếu dùng xỉ lò cao, tro bay hay vật liệu thiên nhiên giàu các hạt

nhân phóng xạ tự nhiên

Gạch đỏ Có thể/ Nếu sử dụng gạch đỏ giàu

Gạch silicát Không thể/ Nếu chỉ sử dụng làm tường Không thể/ Nếu hoạt độ phóng xạ thấp và chỉ sử dụng làm tường

Đá thiên nhiên Không thể/ Nếu sử dụng hoàn thiện bề mặt, ốp lát

các hạt nhân phóng xạ Không thể/ Nếu hoạt độ phóng xạ thấp, sử dụng khối lượng hạn chế (làm tường) Không thể/ Nếu sử dụng hoàn thiện bề mặt, ốp lát Có thể/ nếu sử dụng khối lượng lớn Có thể/ nếu sử dụng khối lượng

lớn Không thể/ Nếu sử dụng hoàn thiện bề mặt hay sử dụng làm tường Không thể/ Thạch cao thiên nhiên Có thể/ Nếu sử dụng thạch cao nhân tạo giàu Ra

Tấm hay khối thạch cao Chú thích * và ** Chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I) tính theo công thức I1 = CRa/300 + CTh/200 + CK/3000

Khi I1  0,5 đối với: - Sản phẩm vật liệu xây dựng khối lượng lớn dùng xây nhà - Vật liệu san lấp nền nhà và nền gần nhà Khi I1  2 đối với: - Vật liệu sử dụng xây nhà với bề mặt hay khối lượng hạn chế (ví dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường) Khi I1  1 đối với: - Sản phẩm vật liệu xây dựng khối lượng lớn dùng xây nhà - Vật liệu san lấp nền nhà và nền gần nhà Khi I1  6 đối với: - Vật liệu sử dụng xây nhà với bề mặt hay khối lượng hạn chế (ví dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường)

Phụ lục 2: Phổ gamma của 27 mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng

Phổ gamma của HC10s

350

Pb-212 (238,6 keV)

300

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

250

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

K-40 (1160,8 keV)

200

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

150

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

100

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

50

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC11S

450

Pb-212 (238,6 keV)

400

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

350

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

300

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

250

Pb-214 (295,2 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

m ế đ ố S

200

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

150

Th-234 (92,6 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

100

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

50

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC24S

3000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

2500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

1500

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

1000

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-3

4000

Pb-212 (238,6 keV)

3500

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

3000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2500

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

2000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

1500

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

1000

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-8

Pb-212 (238,6 keV)

5000

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

4000

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

3000

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (270,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

2000

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

1000

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-9

10000

Pb-212 (238,6 keV)

9000

Ac-228 (209,3 keV)

8000

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

7000

Ac-228 (129,1 keV)

6000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

5000

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

4000

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

3000

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

2000

Ac-228 (409,5 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

1000

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-12

9000

Pb-212 (238,6 keV)

8000

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

7000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

6000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

5000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

4000

Ac-228 (270,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

3000

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

K-40 (1160,8 keV)

2000

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

1000

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-15

1800

Pb-212 (238,6 keV)

1600

Ac-228 (209,3 keV)

1400

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

1200

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

1000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

800

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

600

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

400

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

200

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-16

1800

Pb-212 (238,6 keV)

1600

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

1400

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

1200

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

1000

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

800

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

600

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

400

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

200

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-18

10000

Pb-212 (238,6 keV)

9000

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

8000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

7000

Th-230 (74,9 keV)

6000

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

5000

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

4000

Tl-208 (583,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

3000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

2000

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

1000

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-20

1800

Pb-212 (238,6 keV)

1600

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

1400

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

1200

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

1000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

800

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

600

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

400

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

200

Bi-214 (1764,6 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HC-24

1600

Pb-212 (238,6 keV)

1400

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

1200

Ac-228 (129,1 keV)

1000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

800

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

600

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

400

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

200

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM 3

16000

Pb-212 (238,6 keV)

14000

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

12000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

10000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

8000

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

6000

Tl-208 (583,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

4000

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

2000

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM4

3500

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

3000

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

2500

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

2000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

1500

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

1000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM9

3000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

2500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

K-40 (1160,8 keV)

1500

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

1000

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM13A

5000

Pb-212 (238,6 keV)

4500

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

4000

U-235 (143,8 keV)

3500

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

3000

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

2500

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

2000

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

1500

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

1000

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

500

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM13B

2000

Pb-212 (238,6 keV)

1800

Ac-228 (209,3 keV)

1600

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

1400

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

1200

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

1000

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

800

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

600

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

400

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

200

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM17

3500

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

3000

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

2500

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

2000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

1500

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

1000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM22

4500

Pb-212 (238,6 keV)

4000

Ac-228 (209,3 keV)

3500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

3000

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

2500

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

2000

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

1500

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

1000

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

500

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM24

4500

4000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

3500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

3000

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

2500

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

2000

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

1500

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

1000

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

500

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM26

3000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

2500

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

1500

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

1000

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

K-40 (1160,8 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM28

4000

Pb-212 (238,6 keV)

3500

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

3000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

2500

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

2000

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

1500

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

1000

Ac-228 (794,9 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM32

1600

Pb-212 (238,6 keV)

1400

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

1200

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

1000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

800

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

600

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

400

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

200

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM-1

14000

Pb-212 (238,6 keV)

Ac-228 (209,3 keV)

12000

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

10000

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

8000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

Pb-214 (295,2 keV)

m ế đ ố S

Bi-214 (609,3 keV)

6000

Ac-228 (270,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

4000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

2000

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM-3

14000

Pb-212 (238,6 keV)

12000

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

10000

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

8000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

6000

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

K-40 (1160,8 keV)

4000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

Bi-212 (727,3 keV)

2000

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM-21

40000

Pb-212 (238,6 keV)

35000

Ac-228 (209,3 keV)

30000

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

Ac-228 (129,1 keV)

25000

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

20000

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

15000

Tl-208 (583,2 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Tl-208 (860,6 keV)

10000

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

K-40 (1160,8 keV)

5000

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của HCM-35

3000

Pb-212 (238,6 keV)

2500

Ac-228 (209,3 keV)

U-235 (185,7 keV)

U-235 (143,8 keV)

2000

Ac-228 (129,1 keV)

Th-230 (74,9 keV)

Pb-214 (351,9 keV)

Th-234 (63,3 keV)

Ac-228 (338,3 keV)

1500

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 keV)

Ac-228 (969,0 keV)

Ac-228 (270,2 keV)

Bi-214 (609,3 keV)

Ac-228 (911,2 keV)

Tl-208 (583,2 keV)

1000

Tl-208 (860,6 keV)

Ac-228 (99,6 keV)

Tl-208 (510,8 keV)

Th-234 (92,6 keV)

Ac-228 (794,9 keV)

Ac-228 (463,0 keV)

Th-228 (87,3 keV)

Bi-214 (768,4 keV)

K-40 (1160,8 keV)

Ac-228 (409,5 keV)

500

Bi-212 (727,3 keV)

Bi-214 (1120,4 keV)

Bi-214 (1764,6 keV)

0

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phụ lục 3: Hình các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng