Luận văn Thạc sĩ Vật lý: Khảo sát độ phóng xạ trong xi măng 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 ---------------------------------

NGUYỄN NGỌC PHI KHẢO SÁT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG XI MĂNG 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

“Công cha như núi Thái Sơn, nghĩa mẹ như nước trong nguồn chảy ra”. Con vô cùng biết ơn

Cha Mẹ đã nuôi dưỡng và dạy dỗ con nên người.

Cảm ơn Vợ hiền đã chia sẻ và gánh vác phần khó nhọc để anh yên tâm học tập.

Trong quá trình học tập và thực hiện luận văn, tôi đã nhận được sự giảng dạy và giúp đỡ tận tâm

của quý thầy cô bộ môn Vật lí trường Đại học sư phạm Thành phố Hồ Chí Minh và Phòng An toàn

bức xạ - môi trường thuộc Trung tâm hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh.

Cho phép tôi được bày tỏ lời biết ơn chân thành đến:

 TS. Thái Khắc Định, người thầy đã hướng dẫn tôi chọn đề tài này, tận tâm giảng dạy và góp ý

chân thành bổ ích cho tôi.

 TS. Đỗ Xuân Hội, TS. Nguyễn Văn Hoa, TS. Huỳnh Quang Linh, PGS-TSKH. Lê 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 thụ kiến thức cho tôi

trong suốt thời gian học tập tại trường.

Cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

 TS. Trần Văn Luyến người thầy đã truyền cho tôi niềm đam mê nghiên cứu khoa học, những

kiến thức chuyên môn sâu, những chỉ bảo tận tình trong thực nghiệm và trong đánh giá kết quả.

 Thầy cô phản biện và Hội đồng khoa học đã dành nhiều thời gian đọc và góp ý cho luận văn

của tôi.

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

Xin chân thành cảm ơn đến:

 Ban Giám đốc Trung tâm kỹ thuật hạt nhân Thành phố Hồ Chí Minh, các anh chị Phòng an

toàn bức xạ - môi trường của Trung tâm đã tạo điều kiện thuận lợi về tinh thần và cơ sở vật chất cho

tôi trong quá trình thực nghiệm tại Trung tâm.

 Ban Giám hiệu và các thầy cô giáo trường THPT Tôn Đức Thắng luôn động viên, cổ vũ và

tạo điều kiện về thời gian cho tôi trong suốt quá trình học tập.

 Các bạn Lớp cao học vật lí K18 luôn giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian thực hiện

luận văn.

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)

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

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) = 3.7.1010Becquerel (Bq) 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.

FWHM 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 Commission 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

Tương tác vũ trụ. Ttvt

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.

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

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

NCRP National Council on Radiation Protection and Measurements – Hội đồng quốc gia về

bảo vệ và đo lường bức xạ

TP HCM Thành phố Hồ Chí Minh.

TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam.

LHDTBHN Liều hiệu dụng trung bình hằng năm.

VLXD Vật liệu xây dựng.

MỞ ĐẦU

Trong thời gian gần đây, mọi người đều rất quan tâm đến hoạt độ phóng xạ tự nhiên có

trong các nhóm vật liệu xây dựng. Trong đó xi măng là thành phần chủ yếu và chiếm phần lớn trong

vật liệu dùng để xây dựng. Vậy xi măng được tạo thành từ đâu?

Xi măng phần lớn được chế tạo từ đất, đá lấy từ bề mặt của Trái đất, mà 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 rất sớm, có thể cùng tuổi với vũ trụ. Các chất phóng xạ tự

nhiên này gồm các hạt nhân trong các chuỗi uranium (U), thorium (Th) và các hạt nhân kali–40. Vì

thế mà xi măng cũng chứa một lượng phóng xạ tự nhiên nhất định.

Với nhu cầu cuộc sống của con người ngày càng cao thì vấn đề xây dựng nhà cửa được quan

tâm đúng mức. Khi con người sống trong ngôi nhà thì nó trở thành một “chiếc hộp” chắn phần lớn

các tia bức xạ từ bên ngoài chiếu vào. Nhưng do bản thân vật liệu xây dựng cũng chứa phóng xạ nên

ngôi nhà chúng ta lại chính là một nguồn phóng xạ mà lâu nay chúng ta chưa quan tâm tới. Hơn nữa

thời gian của chúng ta sống trong nhà (ăn, ở, ngủ, làm việc, sinh hoạt) chiếm tới 80% thời lượng 24

giờ của ngày nên ảnh hưởng của phóng xạ do VLXD gây ra cũng cần phải quan tâm hơn. Do đó liều

chiếu ngoài và chiếu trong đối với con người chủ yếu do vật liệu xây dựng gây nên. Vấn đề cần đặt

ra là trong vật liệu dùng để xây dựng mức phóng xạ nào là nguy hiểm, ảnh hưởng đến sức khỏe của

con người? Điều này Thế giới đã nghiên cứu nhiều, nhưng đối với Việt Nam thì vấn đề này còn khá

mới và cho 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 hạt

nhân con 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.

Với lý do trên mà tôi chọn đề tài nghiên cứu cho luận văn của mình là “Khảo sát độ phóng

xạ trong xi măng dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh” nhằm:

+ Xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên trong một vài nhóm xi măng thương mại tại khu vực

thành phố Hồ Chí Minh phục vụ cho việc giám sát về mặt kỹ thuật theo TCXDVN 397: 2007.

+ Đưa ra các kiến nghị cần thiết cho các nhà sản xuất xi măng và người tiêu dùng.

Phương pháp thực hiện luận văn là xác định độ phóng xạ tự nhiên của xi măng bằng phổ kế

gamma và sau đó đánh giá nguyên nhân gây ra độ phóng xạ trong xi măng.

Đề tài: “Khảo sát độ phóng xạ trong xi măng dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành

phố Hồ Chí Minh” được thực hiện với 42 mẫu xi măng khác nhau. 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 xi măng là vật liệu hiện nay con người tiếp xúc trực tiếp nhiều cho nên đối tượng

nghiên cứu của luận văn này là xi măng được thu thập tại các cửa hàng vật liệu xây dựng ở thành

phố Hồ Chí Minh.

Phương pháp nghiên cứu là dùng hệ phổ kế gamma phông thấp tại trung tâm hạt nhân thành

phố Hồ Chí Minh trên cơ sở lý thuyết về tương tác của tia gamma với vật chất.

Bố cục của luận văn

Luận văn đuợc trình bày theo 3 chương:

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

hưởng của radon đến sức khỏe con người, radon trong vật liệu xây dựng và tổng quan tình hình

nghiên cứu trong và ngoài nước.

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

phương pháp dùng hệ phổ kế gamma phông thấp. Bên cạnh đó, còn 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. Đặc biệt, chương này còn trình bày về quá trình thu thập mẩu, xử lí, đo mẩu và tính toán

hoạt độ các nhân phóng xạ quan tâm trong mẫu.

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

lượng hoạt độ phóng xạ của 42 mẫu xi măng thông qua việc xử lý phổ gamma. Biện luận và so

sánh kết quả này với một số kết quả của các nghiên cứu khác.

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 xi măng.

Chương 1

TỔNG QUAN 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, 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 hạt nhân của nguyên tử Helium

). ( He2 4

- Tia beta: cũng bị lệch trong điện trường và từ trường, có khả năng xuyên sâu hơn tia alpha.

 ) và các positron (

 ).

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.

- 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.

- Phân hạch hạt nhân tự phát, các phản ứng hạt nhân được thực hiện trong lò phản ứng hạt

1.2. Nguồn gốc phóng xạ

nhân và trong máy gia tốc còn sinh ra proton.

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, phốt pho và các nguyên tố khác. Khối lượng

nguyên tử tập trung ở phần hạt nhân nguyên tử mà kích thước của nó chỉ bằng một phần tỷ 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, các

nguyên tố có số proton lớn hơn 92 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 protron một ít. Ở các hạt nhân ổn định

protron 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, thì 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

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

sóng điện từ và các loại hạt khác: , , n, p. Năng lượng đó được gọi là bức xạ.

Hình 1.1. 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 neutron ra khỏi hạt

nhân). Dải hẹp gạch ca rô gồm các hạt nhân bền đối với phân rã . Vùng gạch chéo phía trên gồm

 còn vùng gạch chéo phía dưới gồm các hạt nhân phân rã



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 lên 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 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 tập hợp các hạt nhân phóng xạ được tính bởi số các phân

dN dt

t

, trong đó N là số hạt nhân chưa rã trong nó trong một đơn vị thời gian theo công thức sau a = -

N  

, là hằng số phân rã có giá trị xác định đối với mỗi

0N

e- bị phân rã N = N0. Như vậy, a =

đồng vị phóng xạ.

Nếu số lượng phân rã là 1/1 giây, thì 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 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. Điều đó cho phép

tính hoạt độ còn lại của bất cứ chất nào tại một thời điểm bất kỳ trong tương lai.

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 cao, thấp, 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

1.2.1. Các nguồn phóng xạ tự nhiên:

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

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 và vũ trụ. Nhóm thứ hai là nhóm đồng vị phóng xạ có

235

238

232

nguồn gốc từ vũ trụ - được tia vũ trụ tạo ra. Các đồng vị phóng xạ tự nhiên gồm cỡ 70 đồng vị,

92U ,

92U ,

90Th

cùng các đồng vị con cháu trong các trong đó quan trọng nhất là các đồng vị

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 Pu241 (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 vị địa chất.

- Mỗi họ đều có một thành viên dưới dạng khí phóng xạ, 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)

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/lit), 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. Đặc trưng của 40K và các nhân chính của 3 họ phóng xạ.

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

0,72% uran tự nhiên.

99,2745% uran tự nhiên, 0,5-0,7 ppm uran trong đá.

1,6-20 ppm trong đá vôi, trung bình 10,7 ppm.

7,04 x 108 năm 4,47 x 109 năm 1,41 x 1010 năm 1,6 x 103 năm

235U 238U 232Th 226Ra 222Rn 40K

16 Bq/kg trong đá vôi, 48 Bq/kg trong đá nóng chảy. 0,6 – 28 Bq/m3 trong không khí.

3,82 ngày 1,28 x 1010 năm Đất: 37-1000 Bq/kg.

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.

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

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.

Bảng 1.2. Các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ

Hoạt độ T1/2

5730 năm

12,3 năm 220 Bq/kg trong vật liệu hữu cơ 1,2 x 10-3 Bq/kg Nguồn Ttvt 14N(n,p)14C Ttvt N và O 6Li(n, )3H

Ttvt với N và O Nhân 14C 3H 7Be 0,01 Bq/kg 53,28 ngày

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.

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 của địa từ trường của trái

1.2.2. Các nguồn phóng xạ nhân tạo

đất và từ trường của mặt trời lên các bức xạ vũ trụ sơ cấp.

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 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 nơtron 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 notron 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 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

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

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

Bức xạ sinh ra dưới nhiều hình thức. Đối với sức khỏe con người, thì 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. Nếu bức xạ ion

hóa thấm vào các mô sống, các iôn 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

1.3.1. Bức xạ alpha

gamma, tia X và neutron, đều có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ.

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 rã

88

2

86

, 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 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

88Ra226

  86Rn222 + 2He4

Hinh 1.5. Sơ đồ phân rã

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.

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

1.3.2. Bức xạ beta

Hình 1.7. Mức độ đâm xuyên của bức xạ.

 ) và các positron (

 ). Phân rã beta xảy ra khi hạt nhân

Hạt beta gồm hai hạt: các electron (

phóng xạ thừa neutron, tức là tỉ số N/Z quá cao, hơn 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

1.3.3. Bức xạ gamma

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

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

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 nơtron

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.

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 electron biến hoán

N e N



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

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

được gọi là electron Auger (Auger electron).

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

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 khuyếch 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 hoà 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 của chuỗi

uranium-238, radon-220 của chuỗi thorium-232 và radon-119 của chuỗi uranium-235, thường được

gọi là các radon và các thoron. Radon và thoron là các khí trơ, chúng không tham gia bất kỳ hợp

chất hóa học nào. So với radon-220 và radon-119, 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 trình bán hủy của thoron là 55 giây

và của radon-119 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 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.

1.5. Radon trong vật liệu xây dựng

Theo luật phóng xạ 944/92 của Trung tâm phóng xạ và an toàn hạt nhân Phần Lan [29] 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.

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 2

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.

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 [8]. Vì thế hàm lượng radon phụ thuộc rất mạnh vào vật liệu: những vật liệu xây dựng có

nguồn gốc granite sẽ cho 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

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

1.6.1. Ngoài nước

trong vật liệu xây dựng.

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.

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

Phần trăm liều hiệu dụng trung bình hàng năm

Điện hạt nhân, 0.10%

Lương thực thực phẩm, 3%

Chụp tia X, 10%

Đất đá, 7%

Y học hạt nhân, 4%

Tia vũ trụ, 8%

Radon, 59%

Cơ thể, 9%

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:

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 [28] 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) [11] 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. Và 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) [27], đo tốc độ xả khí radon

bằng phương pháp chủ động và thụ động, trong những mẫu granit, marble, gạch men. Trong phương

pháp chủ động, dùng một máy tính nối với một máy phân tích nguồn phóng xạ chứa trong bình kín.

Còn trong 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) [25] 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) [38] 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 đối với 226Ra, 232Th, 40K.

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 [22] đo bằng hệ phổ kế gamma với detector gemani siêu tinh khiết. Hoạt độ trung bình của 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 <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) [24] 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 [39], vật liệu xây dựng ở Cameroon [31], Ra tương đương đều có giá trị nhỏ hơn

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

Phương pháp đo tốc độ xạ khí radon chủ động và thụ động ở Ả Rập Xê Út [27], phương pháp

chủ động, được đo bằng nguồn phân tích phóng xạ và nối vào máy tính để lấy tín hiệu, phương pháp

thụ động dùng một detector vết PM-355 chứa trong một hộp kín trong 180 ngày để đạt mức độ cân

1.6.2. Trong nước

bằng thế kỷ. Hai phương pháp này tỉ lệ tuyến tính với nhau một hệ số là 0,7. Kết quả là tốc độ xạ khí radon trong granit là 0,7 Bqm-2h-1 và lớn hơn gấp đôi so với gạch men và đá marble.

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 cứu xác định hàm lượng phóng xạ lấy đối

tượng là các loại đất, đá [20, 5, 7].

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

nghiệp của Phùng Thị Cẩm Tú [7]. Khóa luận 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

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.

Vấn đề hiện nay cần quan tâm là việc giám sát độ an toán bức xạ trong vật liêu xây dựng theo

tiêu chuẩn TCXDVN397/2007 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.

Chương 2

THỰC NGHIỆM

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1. Lịch sử hình thành xi măng

Từ xa xưa, con người đã biết dùng những vật liệu đơn sơ như đất sét, đất bùn nhào rác, dăm

gỗ, cỏ khô băm …để làm gạch, đắp tường, dựng vách cho chỗ trú ngụ của mình. Có thể tóm lược

các bước hình thành xi măng như sau:

- Người Ai Cập đã dùng vôi tôi làm vật liệu chính.

- Người Hy Lạp trôn thêm vào vôi đất núi lửa ở đảo Santorin hỗn hợp này đã được các nhà xây

dựng thời đó ưu ái nhiều năm.

- Người La Mã thêm vào loại tro – đất núi lửa Vésuve miền Puzzolles. Về sau này, phún –

xuất – thạch núi lửa được dùng làm một loại phụ gia hoạt tính chịu cách nhiệt và cách âm, và trở

thành danh từ chung “Pozzolana” (Anh), “Pouzzolane” (Pháp)

- Vào năm 1750, kỹ sư Smeaton người Anh, nhận nhiệm vụ xây dựng ngọn hải đăng

Eddystone vùng Cornuailles. Ông đã thử nghiệm dùng lần lượt các loại vật liệu như thạch cao, đá

vôi, đá phún xuất… Và ông khám phá ra rằng loại tốt nhất đó là hỗn hợp nung giữa đá vôi và đất

sét.

- Hơn 60 năm sau, 1812, một người Pháp tên Louis Vicat hoàn chỉnh điều khám phá của

Smeaton, bằng cách xác định vai trò và tỷ lệ đất sét trong hỗn hợp vôi nung nói trên. Và thành quả

của ông là bước quyết định ra công thức chế tạo xi măng sau này.

- Ít năm sau, 1824, một người Anh tên Joseph Aspdin lấy bằng sáng chế xi măng (bởi từ latinh

Caementum : chất kết dính),trên cơ sở nung một hỗn hợp 3 phần đá vôi + 1 phần đất sét.

- Chưa hết, 20 năm sau, Isaac Charles Johnson đẩy thêm một bước nữa bằng cách nâng cao

nhiệt độ nung tới mức làm nóng chảy một phần nguyên liệu trước khi kết khối thành “clinker”.

- Vào năm 1967 Mông đuyê, một người làm vườn ở Pháp đã lấy dây thép nhỏ quấn quanh

chậu hoa cho khỏi vỡ. Sau đó một thời gian ông này lại lấy dây thép kết thành hình chậu hoa và đổ

xi măng vào, kết quả tuyệt vời hơn. Từ đó ông giành được quyền sáng chế. Đây chính là cội nguồn

của các loại bê tông tấm, xà, ống trong xây dựng và gọi là bê tông ống thép. Từ đây, như chúng ta

biết, đã bùng nổ hằng loạt các nhà máy lớn nhỏ với nhiều kiểu lò nung tính năng khác nhau: xi

măng đã làm một cuộc cách mạng trong lĩnh vực xây dựng.

Trước công nguyên thì người Ai cập cổ dùng mật mía hay nước mía đặc trộn với 1 số chất phụ

gia chống lại sự thèm muốn của các loài côn trùng để xây nhà và các kim tự tháp. Người Trung Hoa

thì dùng mạch nha với thành phần chủ yếu là tinh bột nóng để xây. Một đều thú vị là tuổi thọ của

chúng cao hơn xi măng hiện nay rất nhiều.

Ở nơi cách Tân Calêdonia 40 hải lý về phía Nam có một đảo nhỏ gọi là Baien, từ xưa đến nay

chưa từng có ai cư ngụ ở đó. Nhưng trên hoang đảo nhỏ này lại có khoảng 400 gò đất kỳ quái.

Chúng được xây nên từ cát và đá cao khoảng 2,5-3m, mặt nghiêng khoảng 90m. Trên gò đất không

có bất kỳ một loại thực vật nào sinh trưởng, cảnh vật vô cùng hoang vắng. Những người đã từng

đến đây cho rằng, đó là các di chỉ từ thời cổ đại. Năm 1960, nhà khảo cổ học Cheliwa đến hòn đảo

nhỏ này tiến hành khai quật các di chỉ. Ông đã khám phá một điều ngoài sức tưởng tượng, đó là trên

3 di chỉ cổ ở giữa đều có 1 cột trụ xi măng nằm song song với nhau. Những cột trụ này cao từ 1m

đến 2,5 m, trong xi măng của cột trụ còn lẫn vỏ ốc, vỏ sò vỡ. Cheliwa vô cùng kinh ngạc bởi ông

biết xi măng mới được phát minh từ thế kỷ XIX cho dù là hỗn hợp đất đá xám tương tự như xi măng

cũng chỉ được người La Mã cổ đại tìm ra trong khoảng năm 500 đến 600 trước Công nguyên. Ông

đã mời những nhà nghiên cứu khoa học đến để dùng phóng xạ kiểm tra các cột trụ này. Trắc nghiệm

đã cho thấy, niên đại của những cột trụ xi măng này vào khoảng năm 10950 – 5120 trước Công

nguyên. Cũng có thể nói, những cột trụ xi măng của đảo Baien được xuất hiện từ thời kỳ đồ đá, sớm

hơn rất nhiều so với thời đại La Mã cổ. Theo phán đoán, phương pháp chế tác đương thời là đắp các

gò đất, sau đó rót xi măng vào làm cho đông cứng lại. Nhưng xung quanh những cột xi măng này lại

không hề có bất cứ dấu tích nào về hoạt động của con người. Bởi vậy, người ta vẫn không có

phương pháp nào biết được ai là người chế tạo nên các cột trụ xi măng. Có thể nói, những cột trụ xi

măng này có tác dụng gì vẫn là một trong những điều khó giải thích trong kho tàng bí mật của nhân

loại.

Ở Việt Nam cùng với ngành công nghiệp than, dệt, đường sắt… ngành sản xuất xi măng ở

nước ta đã được hình thành từ rất sớm. Bắt đầu là việc khởi công xây dựng nhà máy xi măng Hải

Phòng vào ngày 25/12/1889, cái nôi đầu tiên của ngành xi măng Việt Nam. Trải qua hơn một thế kỷ

xây dựng và phát triển, đội ngũ những người thợ sản xuất xi măng Việt Nam ngày càng lớn mạnh.

Với lực lượng cán bộ, công nhân gần 50.000 người, ngành sản xuất xi măng Việt Nam đã làm nên

những thành tựu to lớn, đóng góp quan trọng vào sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội của đất

nước. Một thế kỷ trước đây xi măng Việt Nam mới chỉ có một thương hiệu con Rồng nhưng đã nổi

tiếng ở trong nước và một số vùng Viễn Đông, Vlađivostoc (LB Nga), JAWA (Inđônêxia),

Xingapo, Hoa Nam (Trung Quốc)… Sau năm 1975 lại có thêm thương hiệu xi măng Hà Tiên, đến

nay ngành xi măng nước ta đã có thêm hàng loạt những thương hiệu nổi tiếng như: Xi măng Bỉm

Sơn nhãn hiệu Con Voi, xi măng Hoàng Thạch nhãn hiệu con Sư Tử, xi măng Hà Tiên I,II, Bút Sơn,

2.1.2. Thành phần hóa học của xi măng

Hoàng Mai, Tam Điệp, Nghi Sơn, Chinh Phong…

Xi măng là một loại vật liệu xây dựng, ở dạng bột min, màu lục xám được tạo thành chủ yếu

từ hỗn hợp các canxi silicat (Ca3SiO5, Ca2SiO4), aluminat ([Ca3(AlO3)2]), ngoài ra còn có ferat sắt.

Khi đã nhào trộn với nước, xi măng sẽ đông cứng sau vài giờ. Khác hẳn với quá trình đông

cứng của vôi, quá trình đông cứng của xi măng chủ yếu là do sự hidrat hóa của những hợp chất có

trong xi măng, tạo ra hidrat tinh thể:

Ca3SiO5 + 5H2O → Ca2SiO4 + 4H2O + Ca(OH)2

Ca2SiO4 + 4H2O → Ca2SiO4 . 4H2O

Ca3(AlO3)2 + 6H2O → Ca3(Al03)2 . 6H2O

Sau thời gian đông cứng ban đầu, quá trình đông cứng còn tiếp tục tăng do sự hidrat hoá còn

lan sâu vào bên trong hạt xi măng. Với xi măng để làm chất kết dính trong xây dựng, người ta

thường trộn xi măng với cát, (1 phần xi măng với 2 phần cát) hoặc với cát và vôi. Xi măng được

dùng phổ biến để đúc bêtông. Ngoài ra hỗn hợp của xi măng và amiăng (20%) được ép thành tấm

2.1.3. Phân loại xi măng

dùng để lợp nhà gọi là fibro xi măng.

Có nhiều loại xi măng như: xi măng Pooclăng (Portland), xi măng aluminat, xi măng

pouzoland. Chúng khác nhau chủ yếu là thành phần khoáng vật. Trong đó xi măng Pooclăng là phổ

biến nhất.

2.1.3.1. Nguồn gốc của xi măng Portland

Portland là tên một bán đảo ở miền Nam nước Anh. Đất đá miền này sau khi nghiền mịn thì

trở thành một chất kết dính xây dựng tự nhiên có màu xám xanh mà không phải qua pha chế nung

luyện gì cả. Tại vùng này xưa kia có nhiều núi lửa, và đất đá ở đây chính là sản phẩm từ việc nung

luyện xi măng tự nhiên từ xa xưa. Tuy nhiên, xi măng tự nhiên này không được cứng chắc như xi

măng ngày nay do lẫn nhiều tạp chất và sự nung luyện của núi lửa không phải là một qui trình kỹ

thuật hoàn chỉnh. Do nguồn gốc đó mà xi măng ngày nay thường được gọi là xi măng Portland.

2.1.3.2. Cấu tạo, công thức hóa học của xi măng Portland

Xi măng Portland là một hỗn hợp nghiền mịn của clinker, thạch cao có thể có hay không có

đá phụ gia. Tùy theo hàm lượng đá phụ gia nghiền mà thành phần các oxit chính trong xi măng thay

đổi trong khoảng sau:

CaO: 50-60 %; SiO2 : 20-30 %; Fe2O3: 3-15 %; Al2O3: 5 - 20 %; SO3: 2- 4 %. Clinker là sản

phẩm nung thiêu kết của đá vôi – đất sét ở 1450 độ C. Chất lượng của clinker sẽ quyết định tính

chất của xi măng. Thành phần tổng quát của clinker như sau: CaO: 62-68 %; SiO2: 21- 24 %; Al2O3:

4- 8 %; Fe2O3: 2- 5%.

Ngòai ra còn có một số các oxit khác ở hàm lượng nhỏ:

- MgO, Na2O, K2O (hàm lượng MgO<=5%, tổng hàm lượng kiềm không vượt quá 2%).

- Các oxit trên không tồn tại ở dạng tự do trong clinker, trong quá trình nung thiêu kết sẽ hình

thành 04 khoáng chính trong clinker đó là C3S; C2S; C3A; C4AF. Các khóang này có cấu trúc tinh

thể khác nhau và quyết định đến tính chất của clinker.

2.1.3.3. Nguồn gốc phóng xạ của xi măng

Xi măng có chứa phóng xạ là do các yếu tố sau:

- Xi măng làm từ đá vôi (CaCO3) và đất sét (Soi).

- Trong các vật liệu xây dựng cũng có phóng xạ ở trước phông.

- Một vài dạng xi măng còn thêm phụ gia là xỉ than, bột tro bay, thạch anh của các nhà máy

nhiệt điện, mà xỉ tro bay là lượng thiêu kết của than đá, chúng chứa phóng xạ của than đá và đã

2.2. Phương pháp nghiên cứu

2.2.1. Các phương pháp phân tích phóng xạ.

được làm giàu lên hang trăm lần do quá trình cháy.

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

phổ alpha, nhấp nháy lỏng và khối phổ kế, phương pháp phân tích kích hoạt neutron, phương pháp

đo phổ gamma phông thấp. Theo tiêu chuẩn Việt nam TCXDVN 397/2007 (xem phụ lục 1) có

nhiều phương pháp khác nhau để xác định độ phóng xạ trong các mẫu vật liệu xây dựng, tôi chọn

phương pháp phổ kế gamma.

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 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. Trong điều kiện phòng thí nghiệm

và mức hàm lượng nguyên tố trong mẫu cỡ g/g, phương pháp phổ kế gamma phông thấp được sử

dụng để phân tích các đồng 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

2.2.2. Phương pháp phổ kế gamma.

phổ gamma để ghi bức xạ bằng detetor 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

có tần số hay năng lượng rất lớn. Khi phân rã gamma, hạt nhân A trạng thái cơ bản nó có thể phát ra một số tia gamma. Tia gamma là một dạng của sóng điện từ song 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 với 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 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 %. (hình 2.1).

dH dN

y

Đ ộ phân giải năng lượng

FWHM

R =

H 0

y/2

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.

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, (hình 2.2).

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

giải tương đối xấu.

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.

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 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:

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

số “đỉnh-tổng” (peak to total), (hình 2.3). Hiệu suất detector Gemanium là tỷ số diện tích đỉnh 1332 keV (60Co) của detector Gemanium 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 Tech doc 564 [30], 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.và như

công thức (*).

peak

r



(*)

 

total

dH dN

Đỉnh năng lượng đầy đủ

H

Hình 2.3. Đỉnh năng lượng toàn phần trong phổ độ cao xung vi phân được ghi bằng phổ kế

nhấp nháy NaI(Tl).

Thực nghiệm: Phổ gamma của 60Co được đo trong 5 phút, thời gian chết 1% cho tỷ số

đỉnh/Compton =2527/53,7 = 47/1.

L



 2, 71 4, 65

Giới hạn phát hiện dưới LD và giới hạn dò AD

D

 B

Giới hạn phát hiện dưới LD :

 AD L C

 * / * *

p



T Bq (

)

D

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

 * / (1



  * e 

)T

là diện tích đỉnh.

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. Như vậy, sau khi lót thêm thiếc và farafin vào

bên trong, chất lượng buồng chì đã được cải thiện đáng kể. Điều này sẽ làm cho buồng chì có khả năng đo được các tia gamma mềm như 46.6 keV của 210Pb và 63.3 keV của 234Th

Bảng 2.1. Giới hạn phát hiện của phổ kế gamma.

E (KeV)

Đồng vị Giới hạn phát hiện(Bq)

46,6 0,01305

63,3 0,03485

1001 0,16217

238 0,00155

583 0,00054

186 0,04222

295 0,00065

352 0,00265

609 0,00091

795 0,00512

210Pb 238U 238U 232Th 232Th 226Ra 226Ra 226Ra 226Ra 134Cs 137Cs 226Ra

661 0,03512

1461 0,02874

2.2.3. Hệ phổ kế gamma

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. 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.

Hình 2.4. Phổ kế gamma phông thấp

+ 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 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. Sơ đồ hệ phổ kế gamma phông thấp

+ 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 Ohm.

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).

Bảng 2.2. So sánh các giá trị phông ngoài buồng chì ở 2 vị trí.

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

238 2700,1  32,4 1870,4  20,6 0,69

U238 Th232 U238 296 846,5  21,1 594,1  13,7 0,70

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

770,6  20,8 486,4  2,6 0,63

583 1274,4  17,8 586,9  12,0 0,67

661 667,1  26,7 393,4  9,0 0,59

911 940,11  15,0 634,6  9,5 0,68

Annhilation 511 Th232 Cs137 Th232 K40 1461 4340,2  30,4 2960,6  20,7 0,68

Trung bình 0,69

Kết quả đo được trình bày trên bảng 7 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.

Bảng 2.2 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.

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

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 2.3. So sánh các giá trị phông trong buồng chì theo các lần đo

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

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

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

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

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

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

661 0 0 0 0 0 0 0 0

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

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

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

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 2.2.

Bảng 2.3 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 việc 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.

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 2.4.

Bảng 2.4. Các đồng vị được xác định bằng hệ phổ kế gamma phông thấp.

Năng lượng gamma (keV)

63,3

295, 352, 609

238, 583

Nguyên tố U(238U) Ra(226Ra) Th(232Th) K(40K) Đồng vị dùng để phân tích 234Th 214Pb, 214Bi 212Pb, 208Tl, 228Ac 40K 1461

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 bằng 235U và 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 nó gặp tia gamma

186,21 keV của đồng vị. Hai đỉnh này trùng nhau, dù phổ kế gamma có hiện đại nhất cũng không tách được. Việc quan trọng là phải tính được phần đóng góp của 226Ra trong phổ gamma tổng. 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) 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 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 vật liệu xây dựng có hàm lượng 238U khá lớn (gạch men, đá granit, và quá

nhỏ xi măng và gạch xây) 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 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

2.3. Quy trình lấy mẫu và xử lý mẫu

2.3.1. Thu thập mẫu

xạ trong xi măng.

Các mẫu xi măng được lấy từ đầu ra của nhà máy: Hà tiên (Kiên Lương và Thủ Đức),

Lafage (Nhơn Trạch), và mua tại các đại lý lớn ở TP HCM. Mẫu lấy có khối lượng từ 1kg - 2kg,

đánh dấu ký hiệu từ XM1 đến XM42, sau đó được vận chuyển về phòng thí nghiệm.

2.3.2. Xử lý mẫu

Hình 2.7. Các mẫu xi măng

Các mẫu xi măng được để khô ở nhiệt độ phòng. Sau đó các mẫu 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 700g. Thực hiện việc “nhốt mẫu” từ ngày 24/01/2010: 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 2.8 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.

Hộp đựng mẫu ban đầu

Hình 2.8. Hộp đựng mẫu 3π

Quá trình xử lý mẫu được thể hiện qua lưu đồ trong hình 2.9 sau:

MẪU

Để khô tại nhiệt độ phòng

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 2.9. Lưu đồ xử lý mẫu

Ký hiệu, khối lượng, thời gian đo cụ thể của từng mẫu được trình bày trong bảng 2.5.

Bảng 2.5. Ký hiệu, khối lượng, thời gian đo của 42 mẫu xi măng.

STT Ký hiệu Khối lượng (g) Thời gian đo(giây)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 XM1 XM2 XM3 XM4 XM5 XM6 XM7 XM8 XM9 XM10 XM11 XM12 XM13 XM14 XM15 XM16 XM17 XM18 600 550 600 650 600 650 600 600 625 625 610 500 590 600 730 610 625 560 36000 36000 36000 36600 36000 36000 36000 36000 35871 36000 35125 36000 36000 36345 36000 35960 36000 36000

19 20 21 22 23 XM19 XM20 XM21 XM22 XM23 600 490 550 620 600 36527 36000 36000 36000 36000

24 25 XM24 XM25 650 680 36000 36000

26 XM26 650 38000

27 28 29 30 XM27 XM28 XM29 XM30 600 625 600 600 36000 34142 35800 36000

STT Ký hiệu Khối lượng (g) Thời gian đo(giây)

2.4. Đo mẫu

2.4.1. Cách đo

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 XM31 XM32 XM33 XM34 XM35 XM36 XM37 XM38 XM39 XM40 XM41 XM42 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 700 36100 36000 36000 36000 36000 35637 36000 36000 36000 36146 36000 35437

Việc đo phóng xạ các mẫu xi măng 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.

2.4.2. Chuẩn phóng xạ

Để xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong các mẫu xi măng 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 04/01/2010 đựng trong hộp nhựa cùng kiểu với hộp nhựa đựng mẫu và

2.4.3. Phương pháp tính toán hoạt độ của mẫu

được đo trong 10 giờ.

So sánh với mẫu chuẩn đã biết trước hoạt độ phóng xạ, ta áp dụng công thức:

*

 *exp( 0.693(

)) /

C



C c

 t t m c

T i

N Mm c * m Nc Mm

(1)

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

2.4.4. Sai số của phương pháp đo

Ti: chu kỳ bán rã của đồng vị cần 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

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

(2)

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

  Cm

(3)

Trong đó:  là độ lệch chuẩn của các giá trị tương ứng ở công thức (1).

DA (%) là sai số diện tích đỉnh của mẫu đo, tra từ phụ lục 1.

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 số index được tính

theo công thức sau:







I

 1

 1

 1

200

300

3000

C Ra BqKg

C Th BqKg

C K BqKg

2.4.6. Công thức tính hoạt độ Ra tương đương

[37] (4)

2.4.7. Công thức tính liều hiệu dụng trung bình hàng năm [37]

(5) Raeq = CRa+ 1,43 CTh+ 0,077CK [37]

Kích thước căn phòng

Bề dày và khối lựong riêng của vật liệu 4m x 5m x 2,8m 20 cm, 2350 kg m-3 (bê tông)

Thời gian sinh hoạt trong nhà/năm

Hệ số chuyển đổi

Phông 7000 h 0,7 Sv Gy-1 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

0,12 0,14 0,0096

Vật liệu trang trí: gạch , đá ốp lát trên tất cả các bức tường (dày 3cm, mật độ 2600 kg m-3)

Chương 3

KẾT QUẢ VÀ BIỆN LUẬN

Quá trình xử lý phổ gamma và tính toán kết quả được thể hiện qua sơ đồ sau:

Xử lý phổ gamma Tính chỉ số Index, hoạt độ Raeq, LHDTBHN 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

Hình 3.1: Quá trình xử lý phổ gamm

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

3.2. Phân tích định lượng hoạt độ phóng xạ

trưng cho mỗi mẫu xi măng được trình bày ở hình 3.2, 3.3 và phụ lục 2.

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.

Khi đã có các số liệu về diện tích đỉnh phổ, sử dụng công thức (1) 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 xi măng

đối với căn phòng 4m x 5m x 2,8m loại 1 (tường, trần và sàn), 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 k

Bảng 3.1.Kết quả đo đạc và tính toán hoạt độ phóng xạ trong mẫu xi măng.

Mẫu

Cs-137 (Bq/kg)

U-238 (Bq/kg) 23,84 ±2,38 48,78 ±4,88 23,01 ±2,30 9,10 ±0,91 25,94 ±2,59 33,20 ±3,32 20,76 ±2,08 27,51 ±2,75 38,96 ±3,90 20,74 ±2,07 23,79 ±2,38 9,45 ±0,95 24,33 ±2,43 28,27 ±2,83 27,09 ±2,71 52,03 ±5,20 26,26 ±2,63 12,35 ±1,23

Th-232 (Bq/kg) 20,49 ±2,05 23,74 ±2,37 19,32 ±1,93 15,50 ±1,55 19,54 ±1,95 15,70 ±1,57 21,53 ±2,15 20,85 ±2,09 24,73 ±2,47 18,50 ±1,85 21,80 ±2,18 17,86 ±1,79 15,47 ±1,55 21,33 ±2,13 22,84 ±2,28 26,09 ±2,61 21,67 ±2,17 17,85 ±1,78

K-40 (Bq/kg) 181,89 ±18,19 216,08 ±21,61 158,84 ±15,88 123,27 ±12,33 167,29 ±16,73 139,75 ±13,98 170,42 ±17,04 184,11 ±18,41 189,11 ±18,91 145,93 ±14,59 202,76 ±20,28 140,16 ±14,02 166,99 ±16,70 186,10 ±18,61 203,34 ±20,33 237,53 ±23,75 180,29 ±18,03 144,72 ±14,47

0,00 0,39 0,21 0,00 0,10 0,16 0,10 0,09 0,00 0,32 0,00 0,00 0,00 0,12 0,00 0,31 0,00 0,13

±0,00 ±0,04 ±0,02 ±0,00 ±0,01 ±0,02 ±0,01 ±0,01 ±0,00 ±0,03 ±0,00 ±0,00 ±0,00 ±0,01 ±0,00 ±0,03 ±0,00 ±0,01

Ra-226 (Bq/kg) 20,54 ±2,05 44,42 ±4,44 25,29 ±2,53 20,44 ±2,04 28,43 ±2,84 22,50 ±2,25 25,75 ±2,58 32,93 ±3,29 30,80 ±3,08 26,78 ±2,68 26,89 ±2,69 17,40 ±1,74 29,68 ±2,97 31,77 ±3,18 21,92 ±2,19 45,80 ±4,58 26,67 ±2,67 21,82 ±2,18

XM1 XM2 XM3 XM4 XM5 XM6 XM7 XM8 XM9 XM10 XM11 XM12 XM13 XM14 XM15 XM16 XM17 XM18

Mẫu

K-40 (Bq/kg)

Cs-137 (Bq/kg)

±0,00 ±0,01 ±0,01 ±0,01 ±0,00 ±0,00 ±0,00 ±0,00 ±0,00 ±0,03 ±0,00 ±0,04 ±0,00 ±0,00 ±0,02 ±0,02 ±0,02 ±0,01 ±0,00 ±0,00 ±0,01 ±0,00 ±0,00 ±0,02

U-238 (Bq/kg) 29,19 ±2,92 36,45 ±3,64 24,01 ±2,40 30,76 ±3,08 42,21 ±4,22 23,99 ±2,40 27,04 ±2,70 12,70 ±1,27 27,58 ±2,76 31,52 ±3,15 27,19 ±2,72 53,03 ±5,30 25,26 ±2,53 12,54 ±1,25 28,19 ±2,82 34,45 ±3,44 24,11 ±2,41 30,70 ±3,07 41,22 ±4,12 24,09 ±2,41 27,41 ±2,74 11,70 ±1,17 28,58 ±2,86 30,26 ±3,03

188,74 ±18,87 161,20 ±16,12 191,87 ±19,19 205,56 ±20,56 210,56 ±21,06 167,38 ±16,74 224,21 ±22,42 161,61 ±16,16 188,44 ±18,84 207,55 ±20,76 200,34 ±20,03 227,53 ±22,75 183,29 ±18,33 154,72 ±15,47 198,04 ±19,80 151,20 ±15,12 189,87 ±18,99 204,06 ±20,41 220,56 ±22,06 147,48 ±14,75 221,11 ±22,11 171,61 ±17,16 178,44 ±17,84 206,05 ±20,61 183,33 237,53 123,27

0,00 0,11 0,10 0,09 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,32 0,00 0,37 0,00 0,00 0,20 0,17 0,20 0,05 0,00 0,00 0,14 0,00 0,00 0,22 0,09 0,39 0,00

Ra-226 (Bq/kg) 29,81 ±2,98 23,88 ±2,39 27,13 ±2,71 34,31 ±3,43 32,18 ±3,22 28,16 ±2,82 28,27 ±2,83 18,78 ±1,88 31,06 ±3,11 33,15 ±3,32 21,72 ±2,17 43,80 ±4,38 28,61 ±2,86 20,92 ±2,09 25,80 ±2,58 22,08 ±2,21 29,13 ±2,91 34,39 ±3,44 35,18 ±3,52 28,06 ±2,81 24,27 ±2,43 18,80 ±1,88 31,96 ±3,20 34,11 ±3,41 28,22 45,80 17,40

XM19 XM20 XM21 XM22 XM23 XM24 XM25 XM26 XM27 XM28 XM29 XM30 XM31 XM32 XM33 XM34 XM35 XM36 XM37 XM38 XM39 XM40 XM41 XM42 T.Bình 27,61 53,03 Max Min 10,25

Th-232 (Bq/kg) 21,89 ±2,19 18,05 ±1,81 23,88 ±2,39 23,20 ±2,32 27,08 ±2,71 20,85 ±2,09 24,15 ±2,42 20,21 ±2,02 17,82 ±1,78 23,68 ±2,37 24,84 ±2,48 22,09 ±2,21 21,99 ±2,20 14,85 ±1,48 25,89 ±2,59 18,54 ±1,85 13,88 ±1,39 24,03 ±2,40 17,84 ±1,78 26,85 ±2,69 22,53 ±2,25 24,06 ±2,41 19,21 ±1,92 20,68 ±2,07 21,02 27,08 13,88

3,36

27,40

0,12

6,64

STDEV 10,17

Bảng 3.2. Hoạt độ Ra tương đương, chỉ số Index, liều hiệu dụng trung bình hàng năm của

các mẫu xi măng.

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm Mẫu

Chỉ số Index

Hoạt độ Ra tương đương

0,23 0,34 0,23 0,19

Đúc sàn (mSv) Trát tường (mSv)

0,07 0,11 0,07 0,06

0,03 0,05 0,04 0,03

0,25 0,20 0,25 0,28

0,08 0,06 0,08 0,09

0,04 0,03 0,04 0,04

0,30 0,24 0,30 0,33

0,21 0,17 0,21 0,24

0,29 0,23 0,27 0,19

0,09 0,07 0,08 0,06

0,04 0,04 0,04 0,03

0,35 0,28 0,32 0,23

0,25 0,20 0,23 0,16

0,23 0,27 0,26 036

0,07 0,08 0,08 0,11

0,04 0,04 0,04 0,06

0,28 0,33 0,30 0,44

0,20 0,24 0,22 0,32

0,26 0,21 0,27 0,22

0,08 0,06 0,08 0,07

0,04 0,03 0,04 0,03

0,31 0,25 0,33 0,27

0,22 0,18 0,23 0,19

0,27 0,30 0,31 0,25

0,08 0,09 0,10 0,08

0,04 0,05 0,05 0,04

0,33 0,36 0,37 0,30

0,23 0,26 0,27 0,22

0,29 0,22 0,26 0,30

0,09 0,07 0,08 0,09

0,04 0,03 0,04 0,05

0,35 0,26 0,31 0,36

0,25 0,18 0,22 0,26

0,26 0,33 0,27 0,20

0,08 0,10 0,08 0,06

0,04 0,05 0,04 0,03

0,31 0,41 0,32 0,23

0,22 0,29 0,23 0,17

0,28

0,09

0,04

0,33

0,24

63,84 95,00 65,15 52,09 69,26 55,71 69,66 76,93 80,73 64,48 73,68 53,73 64,66 76,60 70,23 101,39 71,54 58,48 75,65 62,11 76,05 83,32 87,12 70,87 80,07 60,12 71,05 82,99 72,66 92,90 74,17 54,06 78,08 Chỉ số Hoạt độ

Xây tường, trần, đúc sàn (mSv) 0,27 0,41 0,28 0,22 Xây tường, đúc sàn (mSv) 0,20 0,30 0,20 0,16

XM1 XM2 XM3 XM4 XM5 XM6 XM7 XM8 XM9 XM10 XM11 XM12 XM13 XM14 XM15 XM16 XM17 XM18 XM19 XM20 XM21 XM22 XM23 XM24 XM25 XM26 XM27 XM28 XM29 XM30 XM31 XM32 XM33 Mẫu

Liều hiệu dụng trung bình hằng năm

0,22 0,23 0,30 0,28 0,28 0,27 0,24 0,26 0,29 0,26 0,36 0,19 0,04

60,23 63,60 84,47 77,67 77,82 73,51 66,42 73,17 79,54 72,40 101,39 52,09 11,12

Trát tường (mSv) Index Ra tương đương Đúc sàn (mSv)

0,07 0,07 0,09 0,09 0,08 0,08 0,07 0,08 0,09 0,08 0,11 0,06 0,01

0,03 0,04 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,06 0,03 0,01

XM34 XM35 XM36 XM37 XM38 XM39 XM40 XM41 XM42 Tr. Bình Max Min STDEV

U-238 (Bq/kg)

60

50

40

Giá trị trung bình: 27,61(Bq/kg)

30

g k / q B

20

10

0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Xây tường, trần, đúc sàn (mSv) 0,26 0,28 0,36 0,34 0,33 0,32 0,28 0,32 0,35 0,31 0,44 0,22 0,05 Xây tường, đúc sàn (mSv) 0,19 0,20 0,26 0,25 0,24 0,23 0,20 0,23 0,25 0,22 0,32 0,16 0,03

Hình 3.4. Biểu đồ hoạt độ U-238 trong các mẫu xi măng.

Th-232 (Bp/kg)

Giá trị trung bình của Thế giới: 50(Bq/kg) [22]

50

40

30

Giá trị trung bình: 21,02(Bq/kg)

g k / q B

20

10

0

4 M X

7 M X

1 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

K-40 (Bq/kg)

Giá trị trung bình của Thế giới: 500(Bq/kg) [22]

500

400

300

g k / q B

Giá trị trung bình: 183,33(Bq/kg)

..

200

100

0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Hình 3.5. Biểu đồ hoạt độ Th-232 trong các mẫu xi măng.

Hình 3.6. Biểu đồ hoạt độ K-40 trong các mẫu xi măng.

Cs-137 (Bq/kg)

0.45

0.40

0.35

0.30

0.25

g k / q B

0.20

0.15

Giá trị trung bình: 0,09(Bq/kg)

0.10

0.05

0.00

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Ra-226 (Bq/kg)

Giá trị trung bình của Thế giới: 50(Bq/kg) [22]

50

40

Giá trị trung bình: 28,22(Bq/kg)

30

g k / q B

20

10

0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Hình 3.7. Biểu đồ hoạt độ Cs-137 trong các mẫu xi măng.

Hình 3.8. Biểu đồ hoạt độ Ra-226 trong các mẫu xi măng.

Hoạt độ Ra tương đương

400

Hoạt độ phóng xạ an toàn: 370 (Bq/kg)

350

300

250

200

g k / q B

Giá trị trung bình của Thế giới: 160(Bq/kg) [22]

Giá trị trung bình: 72,40(Bq/kg)

0

7 M X

4 M X

1 M X

6 1 M X

3 1 M X

2 2 M X

9 1 M X

0 1 M X

1 3 M X

8 2 M X

4 3 M X

5 2 M X

7 3 M X

0 4 M X

Mẫu

Chỉ số Index (Bq/kg)

Tiêu chuẩn Việt Nam cho việc lát tường

6.0

5.5

5.0

4.5

4.0

3.5

3.0

d h - I

2.5

2.0

Radiation protection principles of natural radioactivity in building materials-112 EC

1.5

1.0

0.5

0.0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

6 1 M X

3 1 M X

0 4 M X

9 1 M X

8 2 M X

2 2 M X

1 3 M X

5 2 M X

4 3 M X

7 3 M X

Mẫu

150 100 50 Hình 3.9. Biểu đồ hoạt độ Ra tương đương trong các mẫu xi măng.

Hình 3.10. Biểu đồ chỉ số Index trong các mẫu xi măng.

Liều hiệu dụng trung bình hàng năm (mSv) khi dùng VLXD khối xây tường, sàn, trần

1.4

1.2

1mSv / năm

) v S m

(

1.0

0.8

0.6

Giá trị trung bình 0,31mSv / năm

0.4

m ă n g n à h h n ì b g n u r t g n ụ d u ệ i h u ề i L

0.2

0.0

1 M X

4 M X

7 M X

2 2 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

Mẫu

Liều hiệu dụng trung bình hàng năm (mSv) khi dùng VLXD khối xây tường, đúc sàn

1.4

1.2

1mSv / năm

) v S m

(

1.0

m ă n

g n à h

0.8

0.6

h n ì b g n u r t

0.4

g n ụ d u ệ i h

Giá trị trung bình 0,22mSv / năm

u ề i L

0.2

0.0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Hình 3.11. Biểu đồ liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu xi măng để xây tường, trần và sàn.

Hình 3.12. Biểu đồ liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu xi măng để xây tường, đúc sàn

Liều hiệu dụng trung bình hàng năm (mSv) khi dùng VLXD khối đúc sàn

1.4

1.2

1mSv / năm

) v S m

(

1.0

0.8

0.6

0.4

m ă n g n à h h n ì b g n u r t g n ụ d u ệ i h u ề i

L

0.2

Giá trị trung bình 0,08mSv / năm

0.0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

Hình 3.13. Biểu đồ liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu xi măng để

Liều hiệu dụng trung bình hàng năm (mSv) khi dùng VLXD trát tường

1.2

1mSv / năm

1.0

) v S m

(

m ă n

0.8

0.6

0.4

g n à h h n ì b g n u r t g n ụ d u ệ i h

u ề i L

0.2

Giá trị trung bình 0,04mSv / năm

0.0

1 M X

4 M X

7 M X

0 1 M X

3 1 M X

6 1 M X

9 1 M X

5 2 M X

8 2 M X

1 3 M X

4 3 M X

7 3 M X

0 4 M X

2 2 M X

Mẫu

đúc sàn.

Hình 3.14. Biểu đồ liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu xi măng trát

tường.

Theo tiêu chuẩn đối với vật liệu khối và vật liệu lát bề mặt thì hai tiêu chuẩn này đều xuất

phát từ mô hình nhà chuẩn, là mô hình an toàn nhất về phương diện an toàn bức xạ. Tuy nhiên có

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 và tường như gạch tráng men, đá ốp lát, …

- Thứ hai là ngôi nhà thực không giống ngôi nhà chuẩn, nghĩa các bức tường không phải dày

vô hạn mà chỉ dày khoảng 20 cm.

Do hai lý do này, nếu một loại vật liệu xây dựng nào có liều hiệu dụng chiếu ngoài hoặc chỉ

số hoạt độ chiếu ngoài cao hơn giới hạn thì phải xét tình huống cụ thể đó. Ví dụ khi đo đạc độ

phóng xạ của mẫu đá granite lát nền nhà ở Đài Loan người ta nhận được chỉ số hoạt độ I= 1,57, tức

là lớn gấp 1,57 lần mức cho phép. Người ta đã tiến hành tính toán cho một phòng với kích thước 6

m × 4 m × 3 m với tường dày 20 cm và nền nhà granite dày 2 cm, khi đó granite chỉ chiếm 2,2%

trọng lượng vật liệu xây dựng, thì nhận được I = 0,38. Nếu tăng hoạt độ của granite lên 10 lần thì I =

0,62, vẫn dưới mức cho phép [14]. Người ta cũng tiến hành đo liều gamma trong 85 ngôi nhà ở Đài

Loan có sử dụng granite thì thấy suất liều nằm trong khoảng 0,04 -0,16 µSv/h, tức là không khác

suất liều trong các nhà không sử dụng granite [14]. Tính toán với một số mô hình, người ta đưa tới

tiêu chuẩn đối với chỉ số I [36] được nêu trong bảng 3.3.

Bảng 3.3. Các giới hạn của chỉ số I đối với vật liệu khối và vật liệu lát bề mặt.

Tiêu chuẩn liều 1 mSv/năm

Vật liệu khối, chẳng hạn như gạch I≤ 1

Vật liệu lát nền, lát tường I≤ 6

Như vậy khi xét độ phóng xạ của vật liệu xây dựng phải xem xét vật liệu đó thuộc loại nào.

Cùng với tiêu chuẩn 1 mSv/năm như nhau nhưng vật liệu khối có mức giới hạn I≤ 1 còn vật liệu lát

mặt ngoài thì giới hạn tăng lên 6 lần, tức là I≤ 6.

Vì vậy kết quả cho thấy 42 mẫu xi măng có chỉ số hoạt độ phóng xạ tự nhiên thấp ( I ≤ 1)

3.3. Biện luận

được phép dùng xây dựng nhà, kể cả dùng san nền nhà và nền sân xung quanh nhà.

So với thế giới.

Từ kết quả nghiên cứu cho ta một số so sánh sau:

Trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về độ phóng xạ của các vật liệu xây dựng.

Vật liệu xây dựng có độ phóng xạ cao là vật liệu được làm từ xỉ than, tro bay (chất thải của các lò

đốt bằng than đá), thạch cao phospho (chất thải trong công nghiệp hoá chất sản xuất acid sulfurit),

bùn đỏ (chất thải trong nhà máy sản xuất oxit nhôm từ quặng bauxite), quặng thải từ mỏ urani [32].

Riêng đối với xỉ than, công trình [21] của các tác giả Hungary cho thấy độ phóng xạ của nó khá cao

trong đó chỉ số nguy hiểm bức xạ nằm trong khoảng từ 0,8 đến 9,9 (I = 0,8 – 9,9).

Tại Jordan [22], hoạt độ trung bình của 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.

Ở Ai [28] bằng phương pháp CR-39, suất liều của Radon 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 . Lubomir Zikovsky (Canada) [25] 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) [38] 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 trong khoảng 23,0 - 112,2Bq/kg ; 20,2 - 147,5 Bq/kg; 113,2 - 890,8 Bq/kg đối với 226Ra, 232Th, 40K

tương ứng. So với kết quả của đề tài thì kết quả của Xinwei Lu và Xiaolan Zhang [38] cao hơn.

So với đất đá.

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. Trần Văn Luyến [10] đã xây dựng bản đồ phông phóng xạ vùng Nam bộ Việt Nam bằng việc

phân tích các mẫu đất đá thu thập trong 28 tỉnh Nam bộ Việt Nam. Các số liệu cho thấy hàm lượng

trung bình các nguyên tố phóng xạ trong đất như U-238 khoảng 25 Bq/kg; Th-232 khoảng 40

Bq/kg; K-40 khoảng 300 Bq/kg. Trong khi đó các giá trị này trong đá và đất núi khá là cao: 47; 89;

So với một vài nhóm vật liệu xây dựng khác

900 (Bq/kg), tương ứng.

- Đối với đá granite

Công trình [14] thống kê được 137 mẫu đá granite đã khảo sát ở một số nước, trong đó 23

mẫu có hoạt độ cao nhưng chỉ số Iγ= 0,9 – 1,57.

Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) trung bình của uran, thori và kali trong đá granit ở Mỹ: 63 Bq/kg,

89Bq/kg, 1184 Bq/kg [8]. Ta thấy hoạt độ trung bình của uran và kali trong các mẫu nhỏ hơn hoạt

độ trung bình của uran, kali ở Mỹ; còn hoạt độ trung bình của thori thì cao hơn. Số liệu từ cuộc điều

tra về phóng xạ trong vật liệu xây dựng Ba Lan [12] cho ta hoạt độ phóng xạ trong đá granit theo thứ tự nhỏ nhất – trung bình - lớn nhất: 40K (39-49-58), 226Ra (1-1-1), 232Th (1-2-2) (Bq/kg). Ta

thấy hoạt độ các nguyên tố phóng xạ của đá granit ở Ba Lan nhỏ hơn rất nhiều các mẫu đá granit

vừa được khảo sát. S. Turhan và cộng sự Thổ Nhĩ Kì,[35] có kết quả về đá granit ốp lát được cho ở

bảng 3.4.

Bảng 3.4. Hoạt độ 226Ra, 232Th, 40K, chỉ số index, Ratđ (Bq/kg) theo Turhan [35] và đề tài.

Chỉ số Turhan Đề tài

Min –Max Giá trị TB Min -Max Giá trị TB

3,1– 144,9 17,40-45,80 28,22 Ra - 226

1,2– 166,9 13,88-27,08 21,02 Th - 232

19,7– 1792,3 123,27-237,53 183,33 K - 40

0,01 – 1,8 0,92 0,19-0,36 0,26 Index

2,4– 488,8 244,3 52,09-101,39 72,40 Ratđ

- Đối với gạch men

Chỉ số Index của mẫu gạch men Hy Lạp [33] có giá trị trong khoảng 0,35-1,02. Mẫu của đề tài ở trong khoảng 0,19-0,36, thấp hơn. Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) trung bình của 226Ra, 232Th, 40K

trong gạch men ở Trung Quốc được trình bày trong bảng 3.5 [23].

226Ra

232Th

40K

Bảng 3.5. Hoạt độ phóng xạ trong gạch men Trung Quốc.

Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg)

Gạch men Trung Quốc 63,5-131,4 55,4-106,5 386,7-866,8

So với kết quả của nghiên cứu 17,40-45,80 13,88-27,08 123,27-237,53

Nhìn chung, hoạt độ các nhân phóng xạ của các mẫu nghiên cứu đều thấp hơn hoạt độ các

nhân tương ứng của gạch men ở Trung Quốc.

Kết quả đo và đánh giá họat độ phóng xạ trong vật liệu xây dựng do Viện Khoa học Kỹ thuật

hạt nhân (Viện KHKTHN) và Viện Vật liệu Xây dựng (Viện VLXD) thực hiện thì trong đó có gạch men [8] thì họat độ 40K, 226Ra, 232Th và chỉ số Index có các giá trị được trình bày ở bảng 3.6.

40K (Bq/kg)

226Ra (Bq/kg)

232Th (Bq/kg)

Bảng 3.6. Hoạt độ phóng xạ của gạch men và chỉ số Index ở Viện KHKTHN và Viện VLXD.

Chỉ số Index Mẫu

898 ± 52 131 ± 31 177 ± 12 1,80 M15

609 ± 36 160 ± 12 146 ± 6 1,84 M16

569 ± 42 111 ± 13 140 ± 6 1,35 M20

Kết quả các mẫu nghiên cứu của đề tài là hoạt độ trung bình của 226Ra, 232Th, 40K thay đổi từ

17,40 tới 45,80; 13.88 tới 27,08 và 123,27 tới 237,53. Hoạt độ Ra tương đương 72,40 Bq/kg. Chỉ số

Index 0,26.

Nói chung, các vật liệu xây dựng thông thường như gạch, xi măng, bê tông cốt thép có độ

phóng xạ dưới tiêu chuẩn cho phép vì thành phần chủ yếu của nó là đá vôi và đất sét.

PHẦN KẾT LUẬN

1. TỔNG KẾT NGHIÊN CỨU

Sau thời gian thực hiện đề tài “ Khảo sát độ phóng xạ trong xi măng 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 42 mẫu xi măng thương mại phục vụ cho việc giám

sát về mặt kỹ thuật theo TCXDVN 397: 2007, cụ thể như sau:

+ Trong tất cả các mẫu nghiên cứu có hoạt độ Ra tương đương thấp hơn nhiều so với tiêu

chuẩn an toàn bức xạ (370 Bq/kg ).

+ Chỉ số Index của tất cả các mẫu đều thấp, có giá trị trung bình I=0,26 nằm trong giới hạn

an toàn cho phép I<6 (theo tiêu chuẩn Việt Nam cho việc lát tường).

+ Tất cả các mẫu có liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây tường,

trần, đúc sàn thấp hơn giới hạn cho phép (1mSv/ năm).

+ Tất cả các mẫu có liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối xây tường,

đúc sàn thấp hơn giới hạn cho phép (1mSv/ năm).

+ Tất cả các mẫu có liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi dùng VLXD khối đúc sàn thấp

hơn giới hạn cho phép (1mSv/ năm).

+ Không có mẫu nào trong 42 mẫu vượt quá giới hạn liều hiệu dụng trung bình hằng năm khi

dùng VLXD trát tường (1mSv/ năm).

+ Trong đề tài, tôi cũng đã xác định được hoạt độ của các nhân phóng xạ U-238, Th-232, Ra-

226 và K- 40 của 42 mẫu xi măng.

Tóm lại, 42 mẫu xi măng của đề tài đều đảm bảo an toàn bức xạ khi dùng để xây dựng 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 có 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 và tường như gạch tráng men,

đá ốp lát, … Thứ hai là ngôi nhà thực không giống ngôi nhà chuẩn. Do hai lí do này, nếu một mẫu

xi măng nào có liều hiệu dụng 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 xi măng trong đề tài có hàm lượng phóng xạ thấp, đảm bảo an

toàn theo TCXDVN 397: 2007 .

- 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

2. ĐỀ XUẤT

nghiệm giúp tôi thực tập nghiên cứu khoa học.

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. Cụ thể là xác định nguyên

liệu, nguồn gốc xuất xứ của các loại vật liệu xây dựng cũng như của xi măng (đất, đá, chất phụ gia

dùng làm xi măng). Từ đây, khuyến cáo các nhà sản xuất cân nhắc việc tìm nguyên liệu thay thế tốt

hơn về mặt an toàn bức xạ. Đồng thời khuyến cáo với các nhà chuyên sản xuất xi măng bắt tay vào

việc nghiên cứu để có thể giảm tác hại của các nhân phóng xạ tự nhiên cũng như liều lượng khí

radon thải ra trong xi măng đến mức thấp nhất có thể bằng cách gia giảm các loại vật liệu sử dụng

dùng để sản xuất xi măng và nhất là ở cách phối liệu các vật liệu dùng để tạo sản phẩm cho phù

hợp.

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 như việc ghi hoạt độ phóng xạ cho từng loại, lô

hàng vật liệu xây dựng nói chung và xi măng nói riêng để người tiêu dùng có những lựa chọn thích

hợp nhằm đảm sức khỏe cho chính họ.

Cuối cùng, 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.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt

1. Châu Văn Tạo, (2004). An toàn bức xạ ion hóa. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

2. Châu Văn Tạo, (2006). Liều lượng bức xạ ion hóa. NXB ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh.

3. Ngô Quang Huy, (2004). An toàn bức xạ ion hóa. NXB Khoa học kỹ thuật.

4. Ngô Quang Huy, (2006). Cơ sở vật lí hạt nhân. NXB Khoa học kỹ thuật.

5. Ngô Quang Huy, Trần Văn Luyến, Nguyễn Văn Mai, (1999). Khảo sát nền 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

6. Nguyễn Văn Đỗ (2006). Các phương pháp phân tích hạt nhân. NXB ĐH Quốc Gia Hà Nội.

7. Phùng Thị Cẩm Tú,(2006). Xác định hoạt độ phóng xạ trong vật liệu xây dựng. Khoá luận tốt

nghiệp. Đại học Sư Phạm, khoa Vật lý

8. Tạp chí Xây dựng, số 7-2007.

9. 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.

10. Trần Văn Luyến, (2005). Nghiên cứu nền phông phóng xạ vùng nam bộ Việt Nam. Luận án

Tiếng Anh

Tiến sĩ Vật lý. Đại học khoa học tự nhiên, đại học quốc gia Tp HCM.

11. 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

12. Central laboratory for radiological protection, (2004). Investigation of radioactivity of raw

and building materials

13. Chi-Chang Liu, Tieh-Chi Chu, Pei-Huo Lin, Ching-Jiang Chen, (1999). Dose assessment for

natural radioactive nuclides in tile as decorative building material.

14. Ching-Jiang Chen and Yu-Ming Lin. (1996).Assessment of building materials for

compliance with regulations of ROC. Environmental International, Vol. 22, Suppl., 221-226

15. D. Krstic, D. Nikezic, N. Stevanovic, D. Vucic, (2007). Radioactivity of some domestic and

imported building from South Eastern Europe. Radiation Measurements, pp. 1731-1736.

16. EPA (United states Environmental protection Agency), (2003). EPA Assessment of risks

from radon in home.

17. European Commission, (1999). Radiological Protection Principles concerning the natural

radioactivity of building materials

18. F. Steger and K. Grun. Radioactivity in building materials- ONORM S 5200: A standard in

Austria to limit natural radioactivity in building materials (revised and definite version),

Radon in the living environment, 19-23 April 1999, Athens, Greece (1999).

19. F. Steger, B. Kunsch, I. Buchner. ONORM S 5200: Radioactivity in building materials (a

standard in Austria to limit natural radioactivity in building materials), Radiation Protection

Dosimetry, 45, 721-722 (1992).

20. 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

21. J. Somlai, V. Jobbagy, C. Nemeth, Z. Gorjanacz, N. Kavasi, T. Kovacs. Radiation dose from

coal slag used as bulding material in the Transdanubian region of Hungary. Radiation

Protection Dosimetry, 118, 82-87 (2006).

22. 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

23. L. Xinwei, (2007). Radioactivity level in Chinese building ceramic tile. Radiation Protection

Dosimetry Advance Access published online on October 6, 2007.

24. Lu Xinwei, (2007). Radiometric analysis and radiological hazards of Chinese commercial

marble. Radiation Effects and Defects in Solids, pp.455-462.

25. 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

26. Luigi Bruzzi, Maurizio Baroni, Giorgio Mazzotti, Renato Mele, Serena Righi. Radioactivity

in raw materials and end products in the Italian ceramics industry. Journal of Environmental

radioactivity, 47, 171-181 (2000).

27. 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.

28. 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.

29. Mika Markkanen, (1995). Radiation dose assessments for materials with elevated natural

radioactivity. Stuk-B-Sto 32, Helsinki, 25p. + app. 13 p.

30. NEA-OECD ,(1979). Exposue to radiation from natural radioactivity in building materials

Report by Group of Experts of the OECD Nuclear Energy Agency (NEA) Paris..

31. Ngachin M, Garavaglia M, Giovani, (2007). Assessment of natural radioactivity and

associated radiation hazards in some Cameroonian building materials. Radiation

Measurements, pp. 61-67.

32. OECD/NEA (Nuclear Energy Agency, Organization for Economic Co-operation and

Development). (1979) Exposure to radiation from the natural radioactivity in building

materials. Report by an NEA Group of Experts, Paris, OECD/NEA .

33. 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.

34. R. H. Higgy, M. S. El-Tahawy,A. T. Abdel-Fattah, A. Al-Akabawy, (2000). Radionuclide

content of building materials and associated gamma dose rates in Egyptian dwellings.

Journal of Environmental Radioacrivity, pp. 253-261.

35. 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

36. Serena Righi, Luigi Gruzzi. Natural radioactivity and radon exhalation in building

materials used in Italian dwellings. Journal of environmental radioactivity, 88, 158170

(2006).

37. Tổng giám đốc cơ quan môi trường, an toàn hạt nhân và bảo vệ dân sự Châu Âu, (1999).

Radiological protection principles concerning the natural radioactivity of building materials.

Radiation protection 112.

38. 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

39. 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.

40. http://www.EPA.gov

41. http://www. IAEA.org

42. http:/interiorhcmc.edu.vn

43. http://www.moc.gov.vn/Vietnam//Management/Building_materials/3049200603101029000/

44. http://www.physics.isu.edu/radinf/natural.htm

45. http://www.radon.com

46. http://www.uic.com.au

47. http://www.varansa.org.vn

48. http://www.VietNamNet.com

PHỤ LỤC

1. Phụ lục 1

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

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 TCXDVN 397:2007

HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN CỦA VẬT LIỆU XÂY DỰNG –

MỨC AN TOÀN TRONG SỬ DỤNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỬ

1. Phạm vi áp dụng:

Natural radioactivity of building materials – levels of safety and test methods

Tiêu chuẩn này quy định mức hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng vụ cơ-phi kim từ

nguồn gốc tự nhiên (đá , sỏi, cỏt, 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 khoẻ, an toàn cho người sử dụng

2. Tài liệu viện dẫn:

công trình.

TCVN 6398 -10:2000 (ISO 31-10:1992) Đại lượng và đơn vị đo – Phần 10: Phản ứng hạt nhân và

bức xạ ion hoá.

TCVN 6866:2001 Antoàn bức xạ - Giới hạn liều đối với nhân viờn 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

3.Thuật ngữ, định nghĩa

3.1. Hoạt độ phóng xạ (A):

toàn phóng xạ 112, Uỷ ban châu Âu, 1999.

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 trong thời gian ngắn (dt) của một lượng hạt nhân, trong một đơn vị thờii gian:

3.2. Hoạt độ phóng xạ riêng (Cj) của hạt nhân phóng xạ j :

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).

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

3.3. Chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I):

của các hạt nhân phóng xạ Radi, Thori và Kali (CRa , C Th và C K ).

Là chỉ số phản ánh hoạt độ phóng xạ tổng hợp của các hoạt độ phóng xạ tự nhiên riêng CRa , CTh và

C K 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

E

. T HW

T



T

sống, theo TCVN 6866:2001 được tính theo công thức:

Trong đó: WT là trọng số mục T và HT là liều tương đương của mụcT.

Đơn vị của liều hiệu dụng là J/kg và được gọi là Sievert (Sv). Trong thực tế cũng sử dụng đơn vị

nhỏ hơn là mili Sievert (mSv).

4. Quy định mức hoạt độ phóng xạ của vật liệu xây dựng.

TCXDVN 397:2007

Các hạt nhân phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây dựng chủ yếu gồm các hạt 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 gâyra không vượt quỏ 1

mSv/năm, thông qua chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn (I), không tính khí Radon, không tính tới sự

đó ng 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 , I3)

I1  1 I1=CRa/300 +CTh/200 + CK/3000 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3

I1  6

I2  1

4.2 4.2.1 Dựng xây nhà Sản phẩm vật liệu xây dựng khối lượng lớn dựng xây nhà Vật liệu san lấp nền nhà và nền gần nhà Vật liệu sử dụng xây nhà với bề mặt hay khối lượng hạn chế (ví dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường) Xây dựng các công trình ngoài nhà Vật liệu sử dụng khối lượng lớn trong xây dựng công trình giao I2=CRa/700 +CTh/500 + CK/8000

4.2.2 I2  1,5

I3  1 I3=CRa/2000+CTh/1500+ CK/20000

4.3 4.3.1 4.3.2 I3 >1

thụng, thuỷ lợi… Khi được sử dụng như vật liệu ốp, lát công trình Dựng cho san lấp Vật liệu dựng cho san lấp (không thuộc mục 4.1) Vật liệu không dựng cho san lấp, cần được tồn chứa

Chú thích : CRa , C Th, C K là các hoạt độ phóng xạ riêng của các hạt nhân phóng xạ tương ứng Radi-226, Thori-232 và Kali-40 của vật liệu xây dựng.

5. Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của vật liệu

5.1 . Nguyên tắc:

TCXDVN 397:2007

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 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

5.2. Thiết bị đo phổ kế gamma:

so chúng với mẫu chuẩn của máy đo, từ đó xác định hoạt độ phóng xạ riêng của chúng .

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 thớch hợp để

xác định chỉ số hoạt độ phóng xạ là phổ kế gamma sử dụng đầu dò nhấp nháy NaI(Tl) hoặc các loại

đầu dò khác có độ phân giải năng lượng tốt hơn. Đầu đo (1) là đầu dò nhấp nháy NaI(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 đo (1) ghi nhận và được biến đổi thành tín hiệu điện. Tín hiệu này được khuếch đại ở khối tiền

khuếch đại và khuyếch đại (3). Tiếp đó tín hiệu sẽ được khuyếch 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

5

1 1

4

2

5.2.2.yêu cầu đối với thiết bị:

Hệ phổ kế gamma phải bảo đảm các yêu cầu sau:

- Dải năng lượng bức xạ gamma ghi nhận từ 0,1 đến 3 MeV (Mega electron volt);

TCXDVN 397:2007

- Bộ các mẫu chuẩn hoạt độ phóng xạ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên Ra-226, Th-232 và K-40

đó được đăng kiểm quốc gia hoặc quốc tế.

- Thiết bị đo được kiểm tra đăng kiểm quốc gia phối hợp với Chứng chỉ đo lường quốc gia, có Quy

5.3. Tiến hành đo:

định hướng dẫn thực hiện đo và đánh giá kết quả.

- 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 5%.

5.4. Đo tại hiện trường:

-Tiến hành đo hoạt độ phóng xạ tự nhiên theo Quy định hướng dẫn vận hành thiết bị.

5.4.1. Phạm vi áp dụng:

Phương pháp hiện trường dựng 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 liệu hình khối hay đống liệu trảI dài: đo theo chu vi 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 ô tô - 1 điểm ở giữa thùng xe;

+ Trên tàu thuỷ – không ít hơn 2 điểm dọc theo trục tàu.

5.4.2.3. Đo sản phẩm vật liệu xây dựng:

- Tạo khối hình hộp đá y 1,2x1,2m cao 0,5m từ các sản phẩm đó hay chọn cụm sản phẩm (palột)

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

phẳng của vật liệu. Bề mặt được coi là phẳng khi kích thước lồi (lõm) không vượt 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 trungbình .

+ 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 toà 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 của thiết bị.

5.4.5.2. Kết quả xác định giá trị chỉ số hoạt độ phóng xạ an toàn I của lụ vật liệu là giá trị I

cao nhất từ các điểm kiểm tra của lụ ấy.

5.4.6. 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

5.5. Phương pháp phòng thí nghiệm (phương pháp chuẩn):

phóng xạ an toàn (I ) được ghi theo biểu mẫu trong Phụ lục 1 .

5.5.1. Phạm vi áp dụng :

Phương pháp phòng thí nghiệm dựng 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 phối hợp với quy định trong mục 5.2.

- Bình chì giảm phông phóng xạ kích thước phối hợp thiết bị đo;

- Bộ hộp nhựa kích thước quy định phối hợp thiết bị đo, có nắp để đựng mẫu vật liệu;

- Máykẹp hàm để nghiền mẫu;

- Sàng có kích thước lỗ 0,5 mm;

- Tủ sấy, cho phép sấy đến 120 C;

- Cân kỹ thuật có độ chính xác đến 1 g.

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 xạ 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.

- Tuỳ theo thể tích hộp chứa mẫu của thiết bị đo phóng xạ mà lấy khối lượng mẫu đại diện từ

2,5 đến 10 kg, mẫu được cho vào bao 2 lớp, giữa 2 lớp đặt phiếu ghi tờn vật liệu, tên cơ sở gửi mẫu,

vị trí và ngày lấy mẫu.

TCXDVN 397:2007

- Mẫu đại diện được lấy khi nghiệm thu lưu sản phẩm phối 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 ≤0,5 mm. Mẫu bột cần phải đựng trong

hộp hoặc tỳi kín .

- Các mẫu đại diện đó 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 đó 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 đó 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 (Cj tb ) của mỗi hạt nhân phóng xạ Cj ( CRa,

CTh, CK ) của ít nhất 3 mẫu:

Cj=1/n (3)

trong đó i = 1,2,…n; 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 lệchbình phương trungbình ( jtb) khi đo được tính theo công thức:

n

C (



Cj

)

ji

tb



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 theo công thức

(5) mục 4, trong đó Cj=Cj tb +jtb

5.5.6. Trình bày kết quả đo

Các kết quả kiểm tra vật liệu được lập dưới dạng Phiếu kết quả xác định chỉ 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 :

Tờn mẫu :

Ngày giao mẫu :

Ngày đo mẫu :

Thiết bị đo :

Hoạt độ phóng xạ riêng, Bq/kg Chỉ số hoạt

TT độ phóng xạ Kết luận CRa-226 CTh-232 CK-40

an toàn (I)

Kết luận về vật liệu:

Ngày tháng năm

thí nghiệm viên Phụ trách phòng thí nghiệm Thủ trưởng cơ quan

TCXDVN 397:2007

Phụ lục 2 (Tham khảo)

Bảng 1. Khả năng gây liều hiệu dụng vượt 0,3 mSv/năm hay 1 mSv/năm do sử dụng

một số vật liệu xây dựng .

Khả năng vượt 0,3 mSv/năm*/Điều kiện xảy ra Vật liệu xây dựng Bờ tường Có thể/ Hầu hết ở mọi nơI khi sử dụng khối lượng lớn

tường Bờ bọt, nhẹ Khả năng vượt 1 mSv/năm**/ Điều kiện xảy ra Có thể/Nếu sử dụng với khối lượng lớn và bờ tường 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

Gạch đá

Gạch silicỏt 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 Có thể/Nếu sử dụng khối lượng lớn Không thể/Nếu sử dụng hoàn thiện bề mặt hay sử dụng làm tường Có thể/ Nếu dựng xỉ lò cao, tro bay hay vật liệu thiên nhiên giàu các hạt nhân phóng xạ tự nhiên Có thể/ Nếu sử dụng gạch đá giàu 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 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 dựng 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 (vớ dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường). Khi I1≥ 1 đối với: - Sản phẩm vật liệu xây dựng khối lượng lớn dựng 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 (vớ dụ tường mỏng hay lát sàn, ốp tường).

2. Phụ lục 2: Kết quả phân tích định tính phổ gamma của một số mẫu xi măng.

Phổ gamma của mẫu XM2

3000

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

2500

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

2000

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

)

Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

m ế đ

Th-234 (92.6 keV)

1500

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-228 (87.3 keV)

ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

1000

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1764.6 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM3

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)

Pb-214 (351.9 keV)

2000

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

)

Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

1500

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

m ế đ ố S

Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

1000

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM4

2500

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

2000

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

1500

Ac-228 (270.2 keV)

)

Bi-214 (609.3 keV) Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

m ế đ

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-228 (87.3 keV)

ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

1000

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lương

Phổ gamma của mẫu XM5

2500

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

2000

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

1500

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

)

Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

m ế đ ố S

Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

1000

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM6

2500

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

U-235 (143.8 keV)

2000

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

Pb-214 (295.2 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (270.2 keV)

1500

Bi-214 (609.3 keV)

)

Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

1000

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM7

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)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

1000

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

)

Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

800

Tl-208 (510.8 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

600

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

400

K-40 (1460.8 keV)

200

Bi-214 (1764.6 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM8

900

Pb-212 (238.6 keV)

800

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

U-235 (143.8 keV)

700

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

600

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

)

Bi-214 (609.3 keV) Tl-208 (583.2 keV)

500

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

400

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

300

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

200

Bi-214 (1764.6 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

100

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM9

3000

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

U-235 (143.8 keV)

2500

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

2000

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

)

Bi-214 (609.3 keV) Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

1500

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

m ế đ ố S

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

1000

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM10

2500

Pb-212 (238.6 keV)

)

Ac-228 (209.3 keV)

U-235 (185.7 keV)

U-235 (143.8 keV)

2000

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (338.3 keV)

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

1500

Bi-214 (609.3 keV) Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

m ế đ ố S

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

1000

Bi-214 (768.4 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM11

3000

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

2500

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

2000

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

1500

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

m ế đ ố S

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

Bi-214 (768.4 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-212 (727.3 keV)

1000

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM12

2500

Pb-212 (238.6 keV)

)

Ac-228 (209.3 keV)

U-235 (185.7 keV)

2000

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

1500

Ac-228 (270.2 keV)

)

Bi-214 (609.3 keV) Tl-208 (583.2 keV)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (969.0 keV)

Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

1000

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

500

K-40 (1460.8 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM14

2500

Pb-212 (238.6 keV) keV)

Ac-228 (209.3 keV)

)

U-235 (185.7 keV)

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

2000

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

1500

Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-234 (92.6 keV) Th-228 (87.3 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

1000

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

500

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM15

2000

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

1800

U-235 (185.7 keV)

)

U-235 (143.8 keV)

1600

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV)

1400

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

1200

Bi-214 (609.3 keV)

Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

1000

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

m ế đ ố S

Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

800

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

600

Bi-212 (727.3 keV)

K-40 (1460.8 keV)

400

Bi-214 (1120.4 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

200

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM16

2500

Pb-212 (238.6 keV) keV)

Ac-228 (209.3 keV)

U-235 (185.7 keV)

)

U-235 (143.8 keV)

2000

Ac-228 (129.1 keV)

Pb-214 (351.9 keV) keV)

Ac-228 (338.3 keV)

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

1500

Pb-214 (295.2 keV) keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Th-234 (92.6 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-228 (87.3 keV)

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

1000

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

500

K-40 (1460.8 keV)

Bi-214 (1764.6 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu XM1

9000

Pb-212 (238.6 keV) keV)

Ac-228 (209.3 keV)

8000

U-235 (185.7 keV)

)

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

7000

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

6000

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

5000

Tl-208 (583.2 keV)

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

m ế đ ố S

Th-228 (87.3 keV)

4000

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

3000

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

2000

K-40 (1460.8 keV)

1000

Bi-214 (1764.6 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Hình 3.2. Kết quả phân tích định tính phổ gamma của mẫu XM1

Phổ gamma của mẫu XM13

900

Pb-212 (238.6 keV)

Ac-228 (209.3 keV)

U-235 (185.7 keV)

800

)

U-235 (143.8 keV)

Ac-228 (129.1 keV)

700

Pb-214 (351.9 keV)

Ac-228 (338.3 keV)

600

V e k 9 . 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (295.2 keV)

Ac-228 (270.2 keV)

Bi-214 (609.3 keV)

Tl-208 (583.2 keV)

500

)

Ac-228 (99.6 keV)

Tl-208 (510.8 keV)

Th-234 (92.6 keV)

Ac-228 (463.0 keV)

Ac-228 (969.0 keV)

Th-228 (87.3 keV)

m ế đ ố S

Ac-228 (409.5 keV)

Ac-228 (911.2 keV)

400

Tl-208 (860.6 keV)

Ac-228 (794.9 keV)

300

V e k 6 . 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768.4 keV)

Bi-212 (727.3 keV)

200

K-40 (1460.8 keV)

Bi-214 (1120.4 keV)

100

Bi-214 (1764.6 keV)

0

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

Năng lượng

Hình 3.3. Kết quả phân tích định tính phổ gamma của mẫu XM13