BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
CHU TẤT TRANG
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2013
1
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn – ThS. Trương
Trường Sơn. Thầy đã tận tình hướng dẫn chuyên môn và tạo điều kiện tốt nhất để
em thực hiện luận văn này. Em cảm thấy mình thật may mắn vì đã được thầy truyền
thụ kiến thức cũng như hướng dẫn thực hiện luận văn nghiệp tốt nghiệp đại học.
Thông qua luận văn, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đối với thầy!
Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí
Minh đã chỉ dạy cho em những kiến thức quý báu, giúp em tự tin thực hiện luận văn
của mình.
Xin cảm ơn tập thể lớp Lý Cử Nhân – K35, những người bạn đã gắn bó và
giúp đỡ em trong suốt khoá học.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình cùng những người bạn thân đã luôn động
viên và hỗ trợ em cả về vật chất lẫn tinh thần để em hoàn thành tốt khoá học!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Chu Tất Trang
2
MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Mục lục
Bảng chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục hình ảnh
MỞ ĐẦU
Chương 1 – HỆ THỐNG KHÁI QUÁT VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO
LƯỜNG TRONG AN TOÀN BỨC XẠ
1.1. Hoạt độ phóng xạ ................................................................................................. 9
1.2. Suất liều bức xạ .................................................................................................... 9
1.3. Liều hấp thụ ........................................................................................................ 11
1.4. Liều tương đương trong cơ quan hoặc trong mô ............................................... 11
1.5. Liều hiệu dụng .................................................................................................... 12
1.6. Liều tích luỹ ....................................................................................................... 13
1.7. Liều chiếu ........................................................................................................... 14
1.8. KERMA ............................................................................................................. 15
1.9. Liều tập thể ......................................................................................................... 15
1.10. Liều hiệu dụng tập thể ...................................................................................... 15
1.11. Mức làm việc .................................................................................................... 15
Chương 2 – TÌM HIỂU CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ
MÔI TRƯỜNG
2.1. Các nguyên tố phóng xạ ..................................................................................... 17
2.1.1. Họ nguyên tố phóng xạ tự nhiên ................................................................. 17
2.1.2. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ ..................................................... 24
2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo ................................................................. 24
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
2.2. Phông phóng xạ môi trường ............................................................................... 27
3
Chương 3 – CÁC TÁC HẠI SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ĐỐI VỚI TẾ BÀO CON
NGƯỜI
3.1. Đôi nét về tế bào con người ............................................................................... 30
3.2. Tác dụng sinh học của bức xạ ............................................................................ 33
3.2.1. Cơ chế tác động của bức xạ lên con người .................................................. 33
3.2.2. Các hiệu ứng bức xạ .................................................................................... 35
Chương 4 – KHẢO SÁT SUẤT LIỀU PHÓNG XẠ MỘT SỐ KHU VỰC Ở TP.
HỒ CHÍ MINH
4.1. Mô tả khu vực khảo sát và cách thu thập số liệu ............................................... 39
4.2. Kết quả đo suất liều và nhận xét ........................................................................ 43
4.2.1. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Bình ....................................................... 43
4.2.2. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Phú ......................................................... 47
4.2.3. Kết quả đo suất liều tại quận 3 .................................................................... 54
KẾT LUẬN ............................................................................................................... 57
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI .................................................................... 58
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 59
4
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
Dạng đầy đủ và nghĩa Acid Deoxyribo Nucleic: Phân tử acid nucleic mang
thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và ADN phát triển của các vật chất hữu cơ bao gồm cả một số
virus.
ARN Acid ribonucleic: Chuỗi các ribonucleic
Adenosine triphosphate: Phân tử mang năng lượng, có
chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết ATP
cho tế bào sử dụng
International Atomic Energy Agency: Cơ quan Năng IAEA lượng nguyên tử Quốc tế
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
International Commission on Radiological Protection: ICRP Ủy ban Quốc tế về An toàn bức xạ
5
DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ .................................... 10
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia ........................................................ 11
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể .................................................... 13
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron ................................... 16 Bảng 2.1. Thông tin các nguyên tố trong họ 232Th ................................................ 19 Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ 238U .................................................. 21 Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ 235U .................................................. 23
Bảng 2.4. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ ............................................... 24 Bảng 2.5. Thông tin các nguyên tố trong họ phóng xạ nhân tạo 237Np.................. 26
Bảng 2.6. Các nguyên tố phóng xạ tạo ra từ tia vũ trụ ........................................... 27
Bảng 2.7. Các nguyên tố phóng xạ chủ yếu trong vỏ Trái đất ............................... 27
Bảng 2.8. Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo quan tâm .......................................... 28
Bảng 3.1. Thành phần cấu tạo tế bào và chức năng của chúng ............................. 31
Bảng 3.2. Phân loại các hiệu ứng bức xạ ............................................................... 36
Bảng 3.3. Các triệu chứng rõ ràng khi chiếu toàn thân .......................................... 37
Bảng 3.4. Các hội chứng bức xạ cấp ...................................................................... 38
Bảng 3.5. Giới hạn liều qua các thời kỳ của ICRP .......................................... 38
Bảng 4.1. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Bình .......................... 44
Bảng 4.2. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Phú ........................... 49
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Bảng 4.3. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận 3 ....................................... 55
6
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Chuỗi phân rã của họ 232Th .................................................................... 18 Hình 2.2. Chuỗi phân rã của họ 238U ...................................................................... 20 Hình 2.3. Chuỗi phân rã của họ 235U ...................................................................... 22 Hình 2.4. Chuỗi phân rã của họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo 237Np .................... 25
Hình 3.1. Cấu tạo tế bào ......................................................................................... 30
Hình 4.1. Máy Gramin Etrex Legend HCx ............................................................ 41
Hình 4.2. Máy đo suất liều Inspector plus ............................................................. 42
Hình 4.3. Vị trí khảo sát tại quận Tân Bình .......................................................... 43
Hình 4.4. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Bình ........................................... 46
Hình 4.5. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú ............................................................. 48
Hình 4.6. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú ............................................................. 48
Hình 4.7. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Phú ............................................. 52
Hình 4.8. Ví trí khảo sát tại quận 3 ........................................................................ 54
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hình 4.9. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận 3 ........................................................ 56
7
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Những năm gần đây, công nghệ bức xạ đã phát triển mạnh mẽ và thu được
những thành tựu nổi bật. Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, công nghệ
bức xạ đã và đang có nhiều những ứng dụng trong thực tế: Chiếu xạ y tế, chiếu xạ
tạo giống trong nông nghiệp, thanh trùng khử trùng, cấy ghép tạo bán dẫn, … Tuy
nhiên vấn đề an toàn bức xạ dường như vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Số
người am hiểu về bức xạ và an toàn bức xạ còn rất hạn chế.
Luận văn “Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh“ trình bày những vấn đề cơ bản về bức xạ và an toàn bức xạ. Nội dung trình
bày như sau:
Chương 1: Hệ thống khái quát về các đại lượng và đơn vị đo lường trong an toàn bức xạ. [1] [2] Chương 2: Tìm hiểu các nguồn phóng xạ và phông phóng xạ môi trường. [1] [3] Chương 3: Các tác hại sinh học của bức xạ đối với tế bào con người. [4] [5]
Chương 4: Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh.
Dựa trên tiêu chuẩn an toàn bức xạ của ICRP và IAEA, luận văn sẽ trình bày
những so sánh, đánh giá kết quả đo thực nghiệm suất liều phóng xạ một số khu vực
ở thành phố Hồ Chí Minh, từ đó đưa ra các khuyến cáo cho dân cư trong vùng khảo
sát.
Phương pháp xạ trình đường bộ thu thập số liệu là suất liều chiếu ngoài tổng
2. Phương pháp nghiên cứu
của mặt đất và tia vũ trụ ở điểm khảo sát bằng máy đo liều cầm tay Inspector plus và máy định vị GPS (để xác định toạ độ của điểm khảo sát). [3]
Xây dựng mạng lưới các vị trí khảo sát trước khi thực hiện đo ngoài hiện
trường. Mục đích là nhằm đảm bảo được độ dày và sự phân bố đồng đều của
các điểm khảo sát, người đo có thể chủ động được lịch trình để tiết kiệm thời
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
gian, công sức trong quá trình thực hiện đề tài.
8
Đánh giá số liệu và đưa ra khuyến cáo dựa trên việc so sánh kết quả đo đạc
với các tiêu chuẩn của Việt Nam cũng như của ICRP, IAEA và giá trị phông
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
phóng xạ môi trường trung bình trên thế giới.
9
Chương 1: HỆ THỐNG KHÁI QUÁT VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO
LƯỜNG TRONG AN TOÀN BỨC XẠ
1.1. Hoạt độ phóng xạ
Định nghĩa: Hoạt độ phóng xạ của một nguồn là số hạt nhân chất phóng xạ
A =
phân rã trong một đơn vị thời gian.
dN dt
Biểu thức định nghĩa:
Trong đó: dN là số hạt nhân chất phóng xạ phân rã trong thời gian dt.
A là hoạt độ phóng xạ của nguồn.
Đơn vị của A là Becquerel (Bq): 1 Bq = 1 phân/giây Đơn vị cũ của hoạt độ phóng xạ A là Curie (Ci) với 1 Ci = 3,7.1010 Bq.
1.2. Suất liều bức xạ
Định nghĩa: Suất liều bức xạ tỉ lệ thuận với hoạt độ phóng xạ và tỉ lệ nghịch
.
KP =
với bình phương khoảng cách.
A 2 r
Biểu thức định nghĩa:
Trong đó: K được gọi là hằng số gamma của nguồn. Giá trị của hằng số K phụ
.
thuộc vào đơn vị đo của suất liều P, hoạt độ phóng xạ A, khoảng cách r.
KP = 1
A 2
r 1
.
K
Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r1 là
P = 2
A 2 r 2
=
Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r2 là
P 1 P 2
2 r 2 2 r 1
Do đó ta có mối liên hệ giữa suất liều và khoảng cách như sau:
2
Từ biểu thức định nghĩa suất liều bức xạ, ta tìm được biểu thức của hằng số gamma
.= PK
r A
k của nguồn
Vì vậy có thể định nghĩa hằng số gamma K của nguồn như sau: Hằng số
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
gamma K là suất liều của một nguồn có hoạt độ một đơn vị gây ra tại một điểm
10
cách nguồn một đơn vị khoảng cách. Giá trị của K phụ thuộc vào đơn vị đo của A,
P, r cho bởi bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ
A r
60Co
137Cs
226Ra
198Au
24Na
22Na
2
P K
R h
. cmR . hmCi
2
13,5 3,2 8,4 2,4 19 12 mCi cm
R h
. mR hmCi .
2
−
9
10.
Ci m 1,35 0,32 0,84 0,24 1,9 1,2
C . hKg
mR . . MBq hkg .
2
MBq m 9,19 2,3 5,75 1,6 12,8 8,36
mmSv . hGBq .
mSv h
GBq m 0,351 0,081
A r P K
42K
125I
131I
192Ir
99mTc
170Tl
2
R h
. cmR hmCi .
2
1,4 0,7 2,2 4,8 mCi cm
R h
. mR hmCi .
2
−
9
10.
0,14 0,07 0,22 0,48 Ci m
C . hKg
. mR . . MBq hkg
2
1,39 4,87 1,35 3,34 MBq m
. mmSv . hGBq
mSv h
0,13 0,022 0,034 GBq m
Với các chú ý sau:
R: Roentgen C: Coulomb
1 Ci = 37 GBq. 1 R = 1 rad = 1 rem = 10mSv.
Khi nguồn gamma không đơn năng (tức nguồn phát gamma với nhiều năng
K
.∑= i nK i
lượng khác nhau) thì hằng số K gamma của nguồn được xác định theo biểu thức
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Ki là hệ số gamma đối với tia gamma có năng lượng Ei.
11
Ni là số tia gamma có năng lượng Ei phát ra trong một phân rã.
1.3. Liều hấp thụ
Định nghĩa: Liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối lượng
D =
vật chất mà bức xạ đi qua.
dE dm
Biểu thức định nghĩa:
Trong đó dE là năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi vật chất có khối lượng là dm.
Đơn vị đo liều hấp thụ: J/Kg. Trong an toàn bức xạ sử dụng đơn vị Gy (Gray).
Đơn vị cũ là rad: 1 Gy = 100 rad.
Suất liều hấp thụ
Định nghĩa: Suất liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối
* =
D
lượng vật chất mà bức xạ đi qua trong một đơn vị thời gian.
dE . dt dm
Biểu thức định nghĩa:
Đơn vị đo suất liều hấp thụ: Gy/s
1.4. Liều tương đương trong cơ quan hoặc trong mô
Về mặt sinh học phóng xạ thì không những chỉ độ lớn của liều hấp thụ là quan
trọng mà cả loại bức xạ cũng rất quan trọng. Cùng những liều hấp thụ như nhau
nhưng sẽ gây ra các hiệu ứng sinh học khác nhau nếu bị chiếu xạ bởi các bức xạ
khác nhau. Để đặc trưng cho mức độ khác nhau này của các loại bức xạ, người ta
đưa ra hệ số có tên là trọng số bức xạ WR.
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia
Loại bức xạ và khoảng năng lượng STT WR
Tia gamma và điện tử với mọi năng lượng (trừ electron Auger) 1 1
Proton và các proton giật lùi có năng lượng > 2MeV 2 5
3 Alpha, mảnh phân hạch, hạt nhân nặng 20
Năng lượng < 10 KeV 5
4 Neutron Năng lượng từ 10 KeV đến 100 KeV 10
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Năng lượng từ 100 KeV đến 2 MeV 20
12
Năng lượng từ 2 MeV đến 20 MeV 10
E 6/2)2(ln
+
e−
5
.17
Năng lượng > 20 MeV 5
Đối với neutron thì WR là một hàm của năng lượng: WR =
Định nghĩa: Liều tương đương HT,R trong mô hoặc cơ quan T do bức xạ R
gây ra là liều hấp thụ trong mô hoặc cơ quan đó nhân với trọng số của bức xạ
=
H
D
tác dụng lên mô hoặc cơ quan đó.
W.RT R ,
RT ,
Biểu thức định nghĩa:
Đơn vị đo: Vì trọng số WR không có thứ nguyên nên đơn vị đo của liều hấp
thụ DT,R cũng là đơn vị đo của liều tương đương HT,R: J/Kg.
Trong an toàn bức xạ sử dụng đơn vị riêng là Sievert (Sv).
Đơn vị cũ là rem: 1 Sv = 100 rem.
Trong trường hợp có nhiều loại bức xạ và mỗi loại bức xạ lại có nhiều năng
lượng khác nhau thì để tính liều tương đương cho một mô T nào đó ta phải tính
riêng cho từng loại bức xạ theo từng khoảng năng lượng, sau đó mới tính tổng của
=
H
H
T
. RT
., WD RT
R
chúng lại:
∑
∑=
R
H
TH
T
Liều tương đương cho toàn cơ thể do đó là: ∑=
T
Suất liều tương đương: Là liều tương đương tính trong một đơn vị thời gian.
* H = T
dH dt
Biểu thức suất liều tương đương:
Đơn vị của suất liều tương đương: Sv/s.
1.5. Liều hiệu dụng
Các mô khác nhau khi nhận cùng một liều bức xạ như nhau thì tổn thất sinh
học cũng khác nhau. Để đặc trưng cho tính chất này của từng mô hoặc từng cơ
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
quan, người ta đưa ra một đại lượng có tên là trọng số mô WT.
13
Các trọng số mô đặc trưng trong cơ thể người được cho ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể
Cơ quan (mô) Cơ quan (mô)
Thận WT 0,20 Vú WT 0,05
Tuỷ xương 0,12 Gan 0,05
Phổi 0,12 Tuyến giáp 0,05
Dạ dày 0,12 Da 0,01
Ruột kết 0,12 Mặt xương 0,01
Thực quản 0,05 Còn lại 0,005
Bọng đái 0,05
Định nghĩa: Liều hiệu dụng ET trong mô hoặc cơ quan T do bức xạ R gây ra
là liều tương đương trong mô hoặc cơ quan đó nhân với trọng số mô (cơ
=
E
quan) của nó.
T
. WH T T
Biểu thức định nghĩa:
Đơn vị đo: Do trọng số mô WT không có thứ nguyên nên liều hiệu dụng ET và liều
E
TE
tương đương HT có cùng đơn vị đo là Sievert (Sv).
T
Liều hiệu dụng cho toàn cơ thể khi đó sẽ là ∑=
E =*
Suất liều hiệu dụng: Là liều hiệu dụng tính trong một đơn vị thời gian.
dE dt
Biểu thức định nghĩa suất liều hiệu dụng:
Đơn vị đo của suất liều hiệu dụng: Sv/s.
1.6. Liều tích luỹ
Chất phóng xạ xâm nhập vào cơ thể thông qua đường tiêu hoá, đường hô hấp
và da; nhưng chủ yếu là qua đường tiêu hoá và đường hô hấp. Do đó, nó gây ra sự
chiếu xạ bên trong cơ thể.
Chất phóng xạ khi xâm nhập vào cơ thể sẽ chiếu xạ các cơ quan trong cơ thể
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
trong một thời gian lâu dài cho đến khi chúng bị bài tiết ra ngoài (chu kỳ phân rã
14
sinh học) hoặc phân rã (chu kỳ phân rã vật lý) hoặc một sự hỗn hộp nào đó giữa hai
quá trình trên. Vì vậy kể từ khi xâm nhập vào cơ thể người và chưa bị thải ra ngoài
hay chưa bị phân rã hết thì chất phóng xạ sẽ gây ra một liều bức xạ cho cơ thể. Liều
bức xạ này được gọi là liều tích luỹ.
Thời gian làm việc của một nhân viên bức xạ là khoảng 50 năm. Nên khi tính
liều cho một cơ quan hay mô nào đó ta phải lấy tổng (lấy tích phân) suất liều gây ra
cho mô hay cơ quan đó trong thời gian 50 năm.
Giả sử liều tương đương cho mô T tại thời điểm t là HT(t) thì liều tương đương
H
)50(
dt
T
tH )( T
tích luỹ cho mô T của nhân viên bức xạ làm việc trong thời gian 50 năm là:
∫=
50
HT(50) là liều tương đương tích luỹ cho mô T trong 50 năm thì liều hiệu dụng tích
luỹ cho mô T trong thời gian 50 sẽ là:
ET(50)= WT. HT(50)
Nếu lấy tổng liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm của tất cả các mô trong cơ thể thì
E
)50(
)50(
TE
ta sẽ được liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm làm việc của nhân viên bức xạ
∑=
T
Đây là đại lượng thường được cho trong các bảng quy định các giới hạn liều.
1.7. Liều chiếu
Định nghĩa: Liều chiếu của tia X và tia gamma là phần năng lượng của nó
mất đi để biến đổi thành động năng của các hạt mang điện trong một đơn vị
khối lượng của không khí, khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn. Kí hiệu là Dch.
Dch =
dQ dm
Biểu thức định nghĩa:
Đơn vị đo của liều chiếu: C/Kg.
Chú ý rằng: 1 C/Kg = 34 Sv
D
Suất liều chiếu là liều chiếu trong một đơn vị thời gian.
ch =*
dD ch dt
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Biểu thức của suất liều chiếu:
15
Đơn vị đo của suất liều chiếu: C/Kg.s
=
K
1.8. KERMA
dE tr dm
Biểu thức định nghĩa:
dEtr là tổng động năng ban đầu của tất cả các hạt điện tích được giải phóng
bởi hạt ion hoá không mang điện trong vật liệu khối lượng là dm.
Đơn vị đo của KERMA là J/Kg hay còn được gọi là Gray.
1.9. Liều tập thể
Liều tập thể là sự biểu thị toàn bộ bức xạ mà dân chúng phải chịu.
Liều tập thể được định nghĩa như là tích của số người bị chiếu bởi nguồn
phóng xạ với liều bức xạ trung bình của họ.
Đơn vị đo là: Man-Sievernt (Sv.Man).
1.10. Liều hiệu dụng tập thể
Để tính liều hiệu dụng tập thể của một vùng dân cư bị chiếu xạ (do một tai nạn
bức xạ nào đó chẳng hạn), ta chia số dân cư này ra làm nhiều nhóm phụ với tiêu chí
là mỗi nhóm phụ có liều hiệu dụng cá nhân xấp xỉ bằng nhau.
Ta tính liều hiệu dụng tập thể cho từng nhóm phụ sau đó lấy tổng cho tất cả các
nhóm.
Gọi Ni là số người trong nhóm thứ i.
S
. i NH
i
Hi là liều hiệu dụng trung bình của một cá nhân trong nhóm thứ i thì liều
i
hiệu dụng tập thể cho nhóm thứ i là: Ni.Hi Liều hiệu dụng cho toàn bộ dân cư khi đó sẽ là: ∑=
1.11. Mức làm việc
Mức làm việc (working level) được kí hiệu là WL.
Định nghĩa: Mức làm việc là đại lượng để đo năng luợng tiềm tàng của hạt
alpha phát ra bởi con cháu của radon hoặc thoron có trong một đơn vị thể tích
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
không khí khi chúng phân rã hoàn toàn. 1 WL = 2,1.10-5 J/m3 = 1,3.105 MeV/l
16
Đánh giá mức độ nguy hiểm của radon hoặc thoron
Nếu không khí chứa 1 Bq/m3 có nghĩa là trung bình trong 1m3 không khí, mỗi
giây sẽ có một phân rã của nguyên tử radon hoặc thoron. Ước tính rằng nếu 1 triệu người sống trong môi trường này (Rn có nồng độ 1 Bq/m3) thì sẽ có từ 1 – 2 người chết vì ung thư phổi (Nhà ở Australia có nồng độ cỡ 12 Bq/m3).
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron[4]
WL Bq/m3 pCi/l So sánh các mức chiếu So sánh các mức rủi ro Số người chết vì ung thư phổi trên 1000 người
1 7400 200 440 – 770
0,5 3700 100 270 – 630 1000 lần mức ngoài trời 100 lần mức trong nhà
0,2 1480 40 120 – 380 Hút 4 bao thuốc lá / ngày 20000 lần chụp X quang / năm
0,1 740 20 60 – 210
0,05 370 10 30 – 120 100 lần mức ngoài trời 10 lần mức trong nhà Hút 2 bao thuốc lá / ngày
0,02 148 4 13 – 50
0,01 74 2 7 – 30
0,005 37 1 3 – 13
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
0,001 7,4 0,2 1 – 3 10 lần mức ngoài trời Mức trung bình trong nhà Mức trung bình ngoài trời 20 lần chụp X quang / năm
17
Chương 2: TÌM HIỂU CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG
2.1. Các nguyên tố phóng xạ
2.1.1. Họ nguyên tố phóng xạ tự nhiên
Năm 1896 nhà bác học người Pháp, Becquerel phát hiện ra chất phóng xạ tự
nhiên, đó là uranium và con cháu của nó. Đến nay người ta biết các chất phóng xạ
trên trái đất gồm các nguyên tố uranium, thorium và con cháu của chúng, cùng một
số nguyên tố phóng xạ khác. uranium, thorium và con cháu của chúng tạo nên ba họ
phóng xạ tự nhiên:
Họ Thorium (232Th) Họ Uranium (238U) Họ Actinium (235U)
Đặc điểm chung của ba họ phóng xạ tự nhiên
Thành viên thứ nhất của mỗi họ đều là đồng vị phóng xạ sống lâu, với thời
gian bán rã được đo theo các đơn 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 trường hợp họ uranium, khí 222Rn được gọi là radon; trong họ thorium, khí 220Rn được gọi là thoron, còn trong họ actinium thì khí 219Rn được gọi là actinon.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Thành viên cuối cùng của mỗi họ đều là đồng vị bền.
18
h T
2 3 2
ọ h a ủ c ã r n â h p i ỗ u h C
. 1 . 2 h n ì H
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
19
Bảng 2.1, Thông tin các nguyên tố trong họ 232Th
Kiểu phân rã Sản phẩm phân rã Kí hiệu nguyên tố Chu kỳ bán rã
Năng lượng giải phóng (MeV) 61,181 α
α 5,162
2,645 y 3,4.105 y 8.107 y α 4,589
14,1 h 0,39
1,032 h β− β− 2,2
α 51,683
α 4,494
6561 y 2,3.107 y 1,405.1010 y 4,081
5,75 y 0,046
6,25 h α β− β− 2,124
1,9116 y α 5,520
252Cf 248Cm 244Pu 240U 240Np 240Pu 236U 232Th 228Ra 228Ac 228Th 224Ra
248Cm 244Pu 240U 240Np 240Pu 236U 232Th 228Ra 228Ac 228Th 224Ra 220Rn
3,6319 d α 5,789
220Rn
216Po
55,6 s α 6,404
0,145 s 6,906
216Po 212Pb
10,64 h 0,570
212Bi
2,252 α β− β−64.06% 60,55 min α 35.94% 6,208
299 ns 8,955
212Pb 212Bi 212Po 208Tl 208Pb 208Pb
212Po 208Tl 208Pb
3,053 min α β− 4,999
stable . . .
Với các ký hiệu sau:
y: năm d: ngày
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
min: phút s: giây h: giờ ns: 10-9 giây
20
U
8 3 2
ọ h a ủ c ã r n â h p i ỗ u h C
. 2 . 2 h n ì H
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
21
Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ 238U
Kiểu phân rã Sản phẩm phân rã Kí hiệu nguyên tố Chu kỳ bán rã Năng lượng giải phóng (MeV)
238U 234Th
4,468.109 y 24,10 d
234mPa
1,16 min
234Pa 234U 230Th 226Ra 222Rn
6,70 h 245500 y 75380 y 1602 y 3,8235 d
218Po
3,10 min
218At
1,5 s
218Rn 214Pb
35 ms 26,8 min
214Bi
19,9 min
214Po 210Tl 210Pb
0,1643 ms 1,30 min 22,3 y
210Bi
5,013 d
210Po 206Tl 206Pb
234Th 234Pa 234U 234Pa 234U 230Th 226Ra 222Rn 218Po 214Pb 218At 214Bi 218Rn 214Po 214Bi 214Po 210Tl 210Pb 210Pb 210Bi 210Po 206Tl 206Pb 206Pb -
138,376 d 4,199 min stable α β− β− 99.84% IT 0.16% β− α α α α α 99.98% β− 0.02% α 99.90% β− 0.10% α β− β− 99.98% α 0.02% α β− β− β− 99.9987% α 0.0013% α β− - 4,270 0,273 2,271 0,074 2,197 4,859 4,770 4,871 5,590 6,115 0,265 6,874 2,883 7,263 1,024 3,272 5,617 7,883 5,484 0,064 1,426 5,982 5,407 1,533 -
Với các ký hiệu sau:
y: năm d: ngày
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
min: phút s: giây h: giờ ms: 10-3 giây
22
U
5 3 2
ọ h a ủ c ã r n â h p i ỗ u h C
. 3 . 2 h n ì H
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
23
Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ 235U
Kiểu phân rã Kí hiệu nguyên tố Chu kỳ bán rã Sản phẩm phân rã
Năng lượng giải phóng (MeV) 5,244 α
α 4,678
2,41.104 y 7,04.108 y 25,52 h β− 0,391
239Pu 235U 231Th 231Pa
32760 y 5,150
227Ac
0,045 21,772 y α β− 98.62% α 1.38% 5,042
227Th
18,68 d 6,147
223Fr
1,149 22,00 min α β− 99.994% α 0.006% 5,340
223Ra
α 11,43 d 5,979
219At
6,275 56 s 1,700
3,96 s 6,946
219Rn 215Bi
7,6 min 2,250
215Po
7,527 1,781 ms 0,715
0,1 ms 8,178
215At 211Pb
36,1 min 1,367
211Bi
6,751 2,14 min 0,575
516 ms 7,595
4,77 min 1,418
211Po 207Tl 207Pb
235U 231Th 231Pa 227Ac 227Th 223Fr 223Ra 223Ra 219At 219Rn 215Bi 219Rn 215Po 215Po 211Pb 215At 211Bi 211Bi 207Tl 211Po 207Pb 207Pb .
Với các ký hiệu sau:
stable α 97.00% β− 3.00% α β− α 99.99977% β− 0.00023% α β− α 99.724% β− 0.276% α β− . .
y: năm d: ngày
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
min: phút s: giây h: giờ ms: 10-3 giây
24
2.1.2. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ
Trong các loại đất, đá trong lòng Trái đất cũng có một số những nguyên tố
phóng xạ khác, không nằm trong ba họ phóng xạ nêu trên. Các nguyên tố này có
thời gian sống khá dài.
Bảng 2.4. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ
Các loại hạt bức xạ Tên nguyên tố Ký hiệu Chu kỳ bán rã
α β γ
40K
Kali + + 1,3.109 năm
50V
Vanadi + + 6.1014 năm
87Rb
Rubidi + 4,8.1010 năm
115In
Indi + 6.1014 năm
138La
Lantan + + 1,1.1011 năm
147Sm
Samari + 1,05.1011 năm
176Lu
Luteti + + 2,2.1010 năm
Hoạt độ của các đồng vị phóng xạ này phụ thuộc vào thành phần đất, đá cụ thể.
Hoạt độ của các nhân phóng xạ trong các loại đá có nguồn gốc từ núi lửa như đá
granit…. thường cao hơn ở các đá có nguồn gốc từ phù sa như đá vôi, đá cuội…
2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo
237 93
Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo có tên là họ neptuni. Đứng đầu họ là Np .
Chuỗi phân rã của neptuni sinh ra các đồng vị phóng xạ con cháu của nó. Kết thúc
205 81
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
chuỗi phân rã cho ta đồng vị bền là Tl
25
p N
7 3 2
o ạ t n â h n ạ x g n ó h p ố t n ê y u g n ọ h a ủ c ã r n â h p i ỗ u h C
. 4 . 2 h n ì H
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
26
Bảng 2.5. Thông tin các nguyên tố trong họ phóng xạ nhân tạo 237Np
Kí hiệu nguyên tố Kiểu phân rã Chu kỳ bán rã Sản phẩm phân rã Năng lượng giải phóng (MeV)
249Cf
245Cm
351 y 5,813+0,388 α
245Cm
241Pu
8500 y 5,362+0,175 α
241Pu
241Am
14,4 y β− 0,021
241Am
237Np
432,7 y α 5,638
237Np
233Pa
2,14.106 y α 4,959
233Pa
233U
27,0 d β− 0,571
233U
229Th
1,592.105 y α 4,909
229Th
225Ra
7340 y α 5,168
225Ra
225Ac
14,9 d β− 0.36
225Ac
221Fr
10,0 d α 5,935
221Fr
217At
4,8 min α 6,3
217At
213Bi
213Po
32 ms α 7
213Bi
209Tl
1.423 β− 97.80% 46.5 min α 2.20% 5,87
213Po
209Pb
3,72 μs α 8,536
209Tl
209Pb
2,2 min β− 3,99
209Pb
209Bi
3,25 h β− 0,644
209Bi
205Tl
1,9.1019 y α 3,137
205Tl
stable . . .
Với các ký hiệu sau:
y: năm d: ngày
µs: 10-6 giây
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
min: phút s: giây h: giờ ms: 10-3 giây
27
2.2. Phông phóng xạ môi trường
Phông phóng xạ môi trường được tạo ra bởi các nguồn phóng xạ tự nhiên và
nhân tạo. Nguồn phóng xạ tự nhiên có nguồn gốc từ các tia vũ trụ, trong vỏ Trái
Đất… Chúng thuộc chủ yếu là những nguyên tố của ba họ phóng xạ tự nhiên và các
nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ đã trình bày trước đó. Ngoài ra còn có các nguyên tố khác như 115In, 113Cd, 192Pt, 209Bi, 187Re, 152Gd, 50V, 123Te,… nhưng vì
chúng không phổ biến trong tự nhiên nên không cần quan tâm đến.
Với nguồn phóng xạ tự nhiên, chúng ta chỉ quan tâm tới những nguyên tố được
đề cập trong các bảng 2.6 và 2.7.
Bảng 2.6. Các nguyên tố phóng xạ tạo ra từ tia vũ trụ [3]
Kí hiệu Chu kỳ bán rã Độ phổ biến Tên nguyên tố Phản ứng tạo thành
14C
14N(n,p)14C
Carbon 14 5730 năm 6 pCi/g trong các chất hữu cơ.
3H
0,032 pCi/kg Tritium 12,3 năm
Tương tác giữa tia vũ trụ với N và O; 6Li(n,α)3H.
7Be
Berium 7 53,28 ngày 0,27 pci/kg Tương tác của tia vũ trụ với N và O.
Bảng 2.7. Các nguyên tố phóng xạ chủ yếu trong vỏ Trái đất[3]
Tên nguyên tố Kí hiệu Chu kỳ bán rã Độ phổ biến
235U
Uranium 235 7,04.108 năm Chiếm cỡ 0,711% trong tự nhiên.
238U
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Uranium 238 4,47.109 năm Chiếm khoảng 99,284% trong tự nhiên.
28
232Th
Thorium 232 1,41.1010 năm Hàm lượng khoảng 1,6-20 ppm trong các loại đá thong thường.
226Ra
Radium 226 1,6.103 năm Hàm lượng vào cỡ 0,42 pCi/g trong đá vôi.
222Rn
trong môi Radon 222 3,82 ngày Khá phổ biến trường.
40K
trong đất vào Potasium 40 12,8.109 năm Hàm lượng khoảng 1-3 pCi/g.
Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo chủ yếu được sinh ra từ các vụ thử vũ khí
hạt nhân, các sự cố rò rỉ phóng xạ tại các lò phản ứng, rác thải của các cơ sở hạt
nhân cũng như các trung tâm nghiên cứu có sử dụng nguồn. Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo được quan tâm bao gồm : 137Cs, 90Sr, 139Pu,…Chi tiết các nguyên tố
phóng xạ nhân tạo được thể hiện ở bảng 2.8.
Bảng 2.8. Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo quan tâm[3]
Chu kỳ bán rã Nguồn gốc Tên nguyên tố Kí hiệu
3H
131I
Tritium 12,3 năm Các vụ thử vũ khí hạt nhân.
Iodine 131 8,04 ngày
129I
Sản phẩm phân hạch từ các vụ thử vũ Iodine 129 1,57.107 năm khí hạt nhân và phản ứng dây truyền
137Cs
Cesium 137 30,17 năm trong lò phản ứng.
90Sr
99Te
Strontium 90 28,78 năm
239Pu
2,11.105 năm Sản phẩm phân rã của 99Mo Technetium 99
238U+n239U239Np+β-239Pu+ β-
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
2,41.104 năm Plutonium 239
29
Theo IAEA, suất liều tương đương trung bình của dân chúng toàn cầu là 2,426
mSv/năm. Trong đó nguồn phóng xạ tự nhiên đóng góp khoảng 2,000 mSv/năm với các thông số thành phần sau[3]:
Tia vũ trụ : 0,30 mSv/năm
: 1,37 mSv/năm
Radon 40K : 0,30 mSv/năm
Các nguyên tố khác : 0,03 mSv/năm
Nguồn phóng xạ nhân tạo gây ra 0,426 mSv/năm với các thông số:
Chiếu xạ y tế : 0,400 mSv/năm
Các vụ thử hạt nhân : 0,020 mSv/năm
Điện nguyên tử : 0,001 mSv/năm
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Các sử dụng khác : 0,005 mSv/năm
30
Chương 3: CÁC TÁC HẠI SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ĐỐI VỚI TẾ BÀO
CON NGƯỜI
3.1. Đôi nét về tế bào con người
Tế bào là đơn vị cơ bản của sự sống. Tất cả các cơ thể sống dù hình dạng và
kích thước thế nào thì cũng đều được cấu tạo từ tế bào. Cơ thể người được tạo nên
từ khoảng 100 000 tỷ tế bào gồm cỡ 220 loại tế bào và mô khác nhau.
Xét về cấu tạo, mỗi tế bào gồm ba phần chính là màng tế bào, tế bào chất và
nhân tế bào. Mỗi tế bào đều có bảy đặc tính:
Sự trao đổi vật chất: Tế bào nhận được dinh dưỡng từ máu để tạo năng
lượng, chất nguyên sinh bổ sung, sản xuất chất bài tiết và enzyme.
Hô hấp: Máu mang đến dưỡng khí cho tế bào để dùng trong quá trình dưỡng
hoá chất dinh dưỡng, để sản xuất năng lượng cũng như nhiệt.
Sinh trưởng: Tế bào sau khi trưởng thành sẽ thực hiện quá trình phân bào
giúp cơ thể lớn lên.
Ngoài ra tế bào còn có các đặc tính khác như bài tiết, vận động, cảm ứng và
sinh sản.
Hình 3.1 là hình ảnh về tế bào dưới góc độ cấu tạo.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hình 3.1. Cấu tạo tế bào
31
Chi tiết về các thành phần cấu tạo tế bào cùng chức năng của chúng được mô
tả ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thành phần cấu tạo tế bào và chức năng của chúng
Các Các bào Cấu tạo và chức năng bộ quan phận
Là lớp ngoài của tế bào đặc lại, được cấu tạo từ prôtêin và
Màng sinh chất lipit, có nhiệm vụ thực hiện trao đổi chất với môi trường
quanh tế bào.
Nằm trong màng tế bào, gồm nhiều bào quan và chất phức
tạp, là nơi diễn ra những hoạt động sống của tế bào. Các bào
quan chính là lưới nội chất, ti thể, ribôxôm, bộ máy Gôngi,
trung thể.
Là một hệ thống các xoang và túi dẹp có màng, có thể mang
Lưới nội các ribôxôm (lưới nội chất hạt) hoặc không (lưới nội chất
chất trơn). Đảm bảo mối liên hệ giữa các bào quan, tổng hợp và
vận chuyển các chất.
Gồm hai tiểu đơn vị chứa rARN, đính trên lưới nội chất hạt Ribôxôm Chất hoặc trôi trong bào tương, là nơi diễn ra tổng hợp prôtêin. tế bào Gồm một màng ngoài và màng trong gấp nếp tạo thành mào
Ti thể chứa chất nền, tham gia hoạt động hô hấp giải phóng năng
lượng, tạo ATP.
Là một hệ thống các túi màng dẹt xếp chồng lên nhau, có các Bộ máy nang nảy chồi từ chồng túi, thu nhận, hoàn thiện, phân phối, Gôngi tích trữ sản phẩm.
Là một trung tâm tổ chức các ống vi thể, gồm hai trung tử
Trung thể xếp thẳng góc, xung quanh là chất vô định hình, tham gia vào
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
quá trình phân chia tế bào.
32
Hình bầu dục hoặc hình cầu, bên ngoài có màng nhân bao
bọc, trong nhân có dịch nhân và nhiều nhân con giàu ARN, là
nơi điều khiển mọi hoạt động sống của tế bào.
Chất Nằm trong dịch nhân. Ở một giai đoạn nhất định, khi tập Nhân
nhiễm trung lại làm thành nhiễm sắc thể, chứa ADN đóng vai trò di
sắc truyền của cơ thể.
Nhân con Chứa rARN cấu tạo nên ribôxôm.
Quá trình nguyên phân đối với tế bào sinh dưỡng và giảm phân đối với tế bào
sinh sản là cơ sở giúp cơ thể sinh trưởng phát triển cũng như duy trì được sự ổn
định bộ nhiễm sắc thể đặc trưng ở người qua các thế hệ.
Trong tế bào của con người có 46 nhiễm sắc thể có thể kết xoắn với nhau tạo
thành 23 cặp nhiễm sắc, với 22 cặp đầu là cặp nhiễm sắc bình thường và cặp nhiễm
sắc 23 là cặp nhiễm sắc thể quy định giới tính. Nếu cặp nhiễm sắc giới tính XX thì
là nữ giới, nếu là XY thì sẽ là nam giới. Nữ giới chỉ có thể cho thế hệ con của mình
nhiễm sắc thể X, nhưng nam giới lại có thể cho nhiễm sắc thể X hoặc Y. Sự tổ hợp
các giao tử mang nhiễm sắc thể X hoặc Y trong quá trình thụ tinh sẽ cho thế hệ con
là bé trai hoặc bé gái.
Mỗi nhiễm sắc thể có hai đầu cuối như hai cánh tay. Hai đầu cuối này chính là
đồng hồ sinh học của tế bào. Lúc mới hình thành con người thì hai đầu cuối này có
độ dài nhất định, tức là đồng hồ sinh học đã được lên dây cót. Trong cuộc sống của
con người, tế bào trải qua nhiều quá trình phân bào làm cho hai đầu cuối ở nhiễm
sắc thể ngày càng ngắn lại. Do đó người già có nhiễm sắc thể với hai đầu cuối ngắn
hơn người trẻ. Khi đồng hồ sinh học chạy hết độ dài của dây cót thì cũng là lúc tế
bào tận thế và sinh thể lão hoá. Đó thường là những cái chết rất nhẹ nhành của
những người sống thọ.
Tuy nhiên do tác động thái quá từ bên ngoài của các yếu tố như hoá chất,
phóng xạ,… thì một số tế bào bị ảnh hưởng và sau mỗi lần phân bào thì hai đầu cuối
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
không ngắn lại mà chúng phân chia vô tội vạ khiến cho sinh thể bị ung thư.
33
3.2. Tác dụng sinh học của bức xạ
Bức xạ khi đi vào môi trường sẽ gây ra sự ion hoá trực tiếp hoặc gián tiếp các
phân tử, nguyên tử của môi trường. Nếu phạm vi ion hoá lớn, vượt quá ngưỡng cho
phép thì sẽ huỷ hại môi trường nên rất có hại.
Đối với cơ thể sống thì một số tế bào có thể sẽ bị huỷ diệt, bị tê liệt, sinh ra các
di chứng, mất khả năng sinh sản hoặc di truyền những tổn thương cho thế hệ mai
sau nếu bị bức xạ tác động.
3.2.1. Cơ chế tác động của bức xạ lên con người
Cơ chế trực tiếp: Bức xạ trực tiếp phá vỡ các tế bào (đặc biệt là hạt alpha có
năng lượng lớn), gây ion hoá, làm đứt gãy các mối liên kết trong các gen và các
nhiễm sắc thể của tế bào từ đó làm sai lệch cấu trúc của gen cũng như của nhiễm
sắc thể, gây tổn thương đến chức năng của tế bào.
Cơ chế gián tiếp: Trong cơ thể người, nước chiếm tới 70%. Sự ion hoá gây bởi
bức xạ có thể dẫn tới sự thay đổi phân tử nước tạo ra một loại hoá chất mới làm
thay đổi nhiễm sắc thể, từ đó làm thay đổi cấu trúc và chức năng của thế bào. Trong
cơ thể người, những sự thay đổi này có thể biểu thị ở các triệu chứng lâm sàng như
buồn nôn, đục nhân mắt hoặc ung thư sau một thời gian dài.
Quá trình dẫn tới sự tổn thương do bức xạ gây ra là rất phức tạp nhưng có thể
coi như nó xảy ra trải qua bốn giai đoạn như sau:
Giai đoạn vật lý ban đầu
Giai đoạn này chỉ kéo dài 10-16 giây, năng lượng của bức xạ bị tế bào hấp thụ và
+
→
→
+
e
xuất hiện sự ion hoá. Trong nước, quá trình ion hoá này được biểu thị như sau:
OH 2
OH 2
Bức xạ
Có nghĩa rằng nước đã bị ion hoá thành cation H2O+ và e-.
Giai đoạn lý hoá
+
+→ + H
OH
OH 2
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Giai đoạn này kéo dài 10-6 giây. Trong giai đoạn này, các ion dương H2O+ sẽ phân ly theo sơ đồ:
34
Còn electron sẽ dính vào phân tử nước trung hoà và sau đó lại phân ly, quá trình xảy
−
−
−
→
+ OHe
+→ H
OH
2
OH 2
ra như sau:
Như vậy, các sản phẩm tạo ra của sự tương tác lên phân tử nước sẽ là H+, OH-, H và OH. Trong đó các cation H+ và anion OH- tồn tại trong nước bình thường khá
lâu và khá nhiều. Chúng không gây ra các phản ứng tiếp theo.
Các gốc H và OH là các gốc tự do, có nghĩa là chúng có một điện tử không có
cặp và có hoạt tính hoá học rất cao. Vì vậy OH có thể kết hợp lại với nhau để tạo
OH
→+ OH
2OH
2
thành hợp chất Peroxide H2O2 là hợp chất oxy hoá rất mạnh theo phản ứng:
Giai đoạn hoá học
Giai đoạn này kéo dài vài giây, trong đó các sản phẩm phản ứng tương tác với
các phân tử hữu cơ quan trọng của tế bào. Các gốc tự do và các tác nhân oxy hoá có
thể tấn công các phân tử phức tạp là thành phần của các nhiễm sắc thể. Ví dụ, chúng
có thể tự gắn vào một phân tử hoặc làm đứt gãy các liên kết trong các phân tử dạng
chuỗi dài đó.
Giai đoạn sinh học
Thời gian của giai đoạn này thay đổi rất khác nhau từ vài chục phút đến vài
chục năm, thể hiện ở các triệu chứng cụ thế.
Những tổn thương hoá sinh được đề cập ở các phần trên có thể ảnh hưởng đến tế
bào riêng lẻ theo các cách khác nhau. Ví dụ như:
Giết chết tế bào trong thời gian ngắn.
Ngăn cản hoặc làm chậm trễ sự phân chia tế bào.
Thay đổi vĩnh viễn tế bào và truyền cho các tế bào thế hệ con
cháu.
Ảnh hưởng của bức xạ lên cơ thể người là gây ra sự tổn thất các tế bào riêng lẻ. Sự
ảnh hưởng này có thể chia làm hai loại: Cá thể (somatic) và di truyền (hereditary).
Hiệu ứng Somatic xuất hiện do sự tổn thương của các tế bào bình thường của
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
cơ thể (tế bào sinh dưỡng) và nó chỉ ảnh hưởng lên người bị chiếu xạ.
35
Hiệu ứng hereditary xuất hiện do sự tổn thưởng của các tế bào thuộc cơ quan
sinh sản, các bộ phận sinh dục (tế bào sinh sản). Sự khác nhau ở hiệu ứng
hereditary so với hiệu ứng somatic là các tổn thương của tế bào có thể truyền
cho con cháu và các thế hệ mai sau của người bị chiếu xạ.
Cơ chế tác động của bức xạ lên cơ thể phụ thuộc vào các yếu tố sau:
Năng lượng bức xạ truyền cho cơ thể (liều hấp thụ D).
Đặc tính của từng loại bức xạ (trọng số bức xạ, liều tương đương H).
Đặc tính của mô hay cơ quan bị chiếu xạ (trọng số mô, liều hiệu dụng E).
Cách chiếu: Chiếu liều cao một lần hay nhiều lần.
Chiếu liều thấp.
Chiếu bộ phận hay toàn thân.
3.2.2. Các hiệu ứng bức xạ
Tuỳ theo loại bức xạ, năng lượng bức xạ, thời gian chiếu, liều chiếu và đối
tượng bị chiếu mà xuất hiện các hiệu ứng khác nhau.
Hiệu ứng ngẫu nhiên và hiệu ứng đương nhiên
Trên quan điểm của an toàn bức xạ mà nói thì không thể đặt ra được một
ngưỡng liều bức xạ để nói rằng liều trên ngưỡng đó là nguy hiểm và liều dưới
ngưỡng đó là không nguy hiểm. Nhưng người ta cũng định ra một ngưỡng mà nếu
bị chiếu xạ trên ngưỡng này thì chắc chắn hiệu ứng sẽ xảy ra đối với cơ thể. Người
ta gọi đó là hiệu ứng đương nhiên hay hiệu ứng không ngẫu nhiên.
Nhưng đối với một nhóm người bị chiếu xạ với những liều thấp hơn ngưỡng
thì vẫn có một số người có hiệu ứng. Và người ta cũng không có cách nào để tiên
đoán được những ai trong số những người bị chiếu với liều dưới ngưỡng sẽ có hiệu
ứng. Người ta gọi hiệu ứng xuất hiện trong trường hợp này là hiệu ứng ngẫu nhiên
Hiệu ứng sớm (cấp) và hiệu ứng muộn
Hiệu ứng sớm là do cơ thể bị chiếu xạ liều cao trong một thời gian ngắn (chiếu
xạ bởi tai nạn phóng xạ) và các hiệu ứng sinh học xảy ra ngay sau một thời gian
ngắn của sự chiếu xạ như buồn nôn, chán nản, mệt mỏi, nhiệt độ cơ thể tăng, thay
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
đổi công thức máu và một số thay đổi khác.
36
Hiệu ứng muộn là do cơ thể bị chiếu một liều quá mức quy định, lâu dài, liên
tục hoặc từ bên ngoài, hoặc từ bên trong do hít hoặc ăn phải các đồng vị phóng xạ,
dẫn đến các chất phóng xạ định xứ ở một cơ quan nào đó. Và cơ quan này bị chiếu
xạ liên tục kéo dài. Những triệu chứng lâm sàng không thể hiện ngay lập tức mà sau
một thời gian dài, sinh thể có thể bị ung thư, giảm tuổi thọ, đục nhân mắt,…
Hiệu ứng bản thân và hiệu ứng di truyền
Khi cơ thể bị chiếu xạ với liều quá cao (cả chiếu ngoài và chiếu trong) thì các
tế bào của cơ thể bị chiếu xạ, tuỳ theo loại tế bào và loại mô bị chiếu mà cơ thể có
nhưng hiệu ứng khác nhau. Nếu tế bào sinh sản bị chiếu xạ thì sẽ dẫn tới sự tổn
thương, hư hỏng. Hiệu ứng này có thể di truyền đến vài thế hệ sau và người ta gọi
đó là hiệu ứng di truyền.
Nếu các tế bào khác bị chiếu xạ (tế bào sinh dưỡng) thì sự hư hỏng, tổn thất
của tế bào đó chỉ ảnh hưởng đến sinh thể bị chiếu xạ mà không di truyền sang các
thế hệ sau của sinh thể. Người ta gọi hiệu ứng xảy ra trong trường hợp này là hiệu
ứng bản thân.
Bảng 3.2. Phân loại các hiệu ứng bức xạ[4]
Hiệu ứng sớm Đỏ da, rụng tóc, giảm bạch cầu, vô sinh Hiệu ứng tất nhiên
Đục thuỷ tinh thể, ảnh hưởng bào thai Hiệu ứng somatic Hiệu ứng muộn ung thư
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hiệu ứng ngẫu nhiên Hiệu ứng di truyền
37
Bảng 3.3. Các triệu chứng rõ ràng khi chiếu toàn thân[4]
Liều chiếu Các hiệu ứng
Không có tổn thương rõ ràng. Không ghi được hiệu ứng lâm sàng, 0 ~ 250 mSv có thể không có hiệu ứng muộn.
250 ~ 500 Có thể có thay đổi về máu nhưng không nghiêm trọng. mSv
Có thay đổi nhẹ về máu nhưng không có triệu chứng lâm sàng. Có 500 mSv thể có hiệu ứng muộn, không chắc chắn có hiệu ứng nghiêm trọng.
500 ~1000 Thay đổi về tế bào máu, có vài tổn thương nhưng không ốm đau,
mSv bệnh tật.
Buồn nôn, mệt, có thể mửa. Thay đổi rõ về thành phần máu, bình 1000 mSv phục chậm, giảm thọ.
1000 ~ 2000 Có tổn thương, có khả năng ốm đau, bệnh tật. mSv
Buồn nôn, nôn mửa trong 24 giờ, rụng lông, tóc; suy yếu toàn
thân, có triệu chứng đau họng, ỉa chảy. Một số cá thể có thể bị 2000 mSv chết. Nói chung có khả năng bình phục trừ trường hợp sức khoẻ
vốn đã kém từ trước, dễ bị bệnh truyền nhiễm, tổn thương nặng.
2000 ~ 4000 Tổn thương và ốm đau bệnh tật là chắc chắn, có thể chết. mSv
Buồn nôn, nôn mửa trong 1 – 2 giờ, ủ bệnh trong 1 tuần bắt đầu
rụng lông, tóc; mất ngon miệng, suy nhược chung, sốt, khô rát
miệng và họng ở tuần thứ 3, các triệu chứng xanh xao, ỉa chảy, 4000 mSv
chảy máu, suy sụp nhanh vào tuần thứ 4. Khoảng 50% cá thể bị
chết.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Buồn nôn, mửa trong 1 – 2 giờ, ủ bệnh ngắn, ỉa chảy, mửa, rát 6000 mSv miệng và họng, sốt và chết sớm. 100% cá thể chết.
38
Bảng 3.4. Các hội chứng bức xạ cấp[4]
Triệu chứng Liều chiếu ( Sv) Thời gian khởi phát
1 ~ 2 Vài giờ đến 2 ngày Buồn nôn, nôn mửa, biếng ăn, ỉa chảy
Ban đỏ ở da 6 2 ~ 3 tuần
Rụng lông, tóc 3 2 ~ 3 tuần
Sạm da 10 ~ 15 2 ~ 3 tuần
Tróc da ( khô ) 15 2 ~ 4 tuần
Tróc da (ướt) 20 ~ 25 2 ~ 4 tuần
Nhiều tuần - nhiều năm Hoại tử bức xạ 50
Bảng 3.5. Giới hạn liều qua các thời kỳ của ICRP[5]
Năm Nhân viên bức xạ Dân chúng
1925 5200 mSv/năm Chưa quy đinh
1934 3600 mSv/năm Chưa quy đinh
1950 150 mSv/năm 15 mSv/năm
1957 50 mSv/năm 5 mSv/năm
1990 20 mSv/năm 1 mSv/năm
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
1994 20 mSv/năm 1 mSv/năm
39
Chương 4: KHẢO SÁT SUẤT LIỀU PHÓNG XẠ MỘT SỐ KHU VỰC TẠI
TP. HỒ CHÍ MINH
4.1. Mô tả khu vực khảo sát và cách thu thập số liệu
Thành phố Hồ Chí Minh nằm trong toạ độ địa lý khoảng 100 10’ – 100 38 vĩ độ Bắc và 1060 22’ – 106054’ kinh độ Đông. Phía Bắc giáp tỉnh Bình Dương, Tây Bắc
giáp tỉnh Tây Ninh, Đông và Đông Bắc giáp tỉnh Đồng Nai, Đông Nam giáp tỉnh Bà
Rịa -Vũng Tàu, Tây và Tây Nam giáp tỉnh Long An và Tiền Giang.
Nằm trong vùng chuyển tiếp giữa miền Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ, thành
phố Hồ Chí Minh ngày nay bao gồm 19 quận: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, Tân
Bình, Tân Phú, Bình Tân, Gò Vấp, Phú Nhuận, Bình Thạnh, Thủ Đức và 5 huyện:
Nhà Bè, Bình Chánh, Hóc Môn, Củ Chi, Cần Giờ. Tổng diện tích toàn thành phố là
2095,06 km². Theo kết quả điều tra dân số chính thức, vào thời điểm 0 giờ ngày 1
tháng 4 năm 2009 thì dân số thành phố là 7162864 người (chiếm 8,34% dân số
nước ta), mật độ dân số trung bình là 3419 người/km². Đến năm 2011 dân số thành
phố tăng lên đạt con số 7521138 người. Tuy nhiên nếu tính những người cư trú
không đăng ký thì dân số thực tế của thành phố vượt trên 10 triệu người.
Giữ vai trò quan trọng trong nền kinh tế nước ta, thành phố Hồ Chí Minh
chiếm 21,3% tổng sản phẩm (GDP) và 29,38% tổng thu ngân sách của cả nước.
Nhờ điều kiện tự nhiên thuận lợi, thành phố Hồ Chí Minh trở thành một đầu mối
giao thông quan trọng của Việt Nam và Đông Nam Á, bao gồm cả đường bộ, đường
sắt, đường thủy và đường không.
Trong luận văn “Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ
Chí Minh“ có gần 350 vị trí được khảo sát, tập trung ở ba quận là Tân Bình, Tân
Phú và quận 3. Các điểm lấy số liệu được chọn với tiêu chí sao cho phân bố dày và
đồng đều trên khu vực khảo sát để kết quả đạt tính khách quan và độ tin cậy cao.
Tuy nhiên, trong quá trình đo đạc ngoài hiện trường vì một số nguyên nhân khách
quan như: Khu vực sân bay Tân Sơn Nhất thuộc quận Tân Bình, khu Công Nghiệp
Tân Bình nằm trên hai quận Tân Bình và Tân Phú cũng như một số tuyến đường bị
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
chặn thuộc vùng doanh trại quân đội nên không lấy được số liệu mà chỉ có thể khảo
40
sát được ở vùng lân cận. Do đó mức độ đồng đều của các điểm khảo sát vẫn chưa
đạt được như mong muốn lúc lên lưới các vị trí.
Sau khi chọn điểm khảo sát, ta tiến hành đo đạc và ghi nhận số liệu. Việc thu
thập số liệu của tác giả khi thực hiện đề tài gồm hai thao tác: Dùng máy định vị
GPS để xác định toạ độ khảo sát và dùng máy đo suất liều để ghi nhận giá trị suất
liều phóng xạ tại vị trí đó.
Xác định toạ độ điểm khảo sát
Máy GPS được sử dụng là máy Gramin Etrex Legend HCx với các thông số
kỹ thuật như sau:
Màn hình màu, độ phân giải: 176 x 220 Pixel.
Lưu nhớ được 1.000 điểm, mỗi điểm có thể đặt tên, biểu tượng thích hợp.
Thẻ nhớ 1GB có cài sẵn bản đồ.
Số lộ trình: 50 lộ trình có thể đảo chiều.
Lưu lại được trong máy 20 khu vực đo và 500 điểm nhớ trên mỗi khu vực
đo.
Tự động vẽ lưu lại khu vực khảo sát. Tính chu vi và diện tích khu vực đo
trong máy.
Hệ tọa độ: LatLon, UTMUPS, Maidenhead, MGRS, Loran TDs, VN 2000.
Nhận cùng một lúc 12 kênh và sử dụng tối đa 12 vệ tinh để tính toán và cập
nhật vị trí.
Giao diện với phần mềm Mapsources, WorlMap, BlueChart.
Trao đổi dữ liệu với máy tính qua cổng USB.
Anten được thiết kế trong máy, độ thu sóng mạnh, cho tín hiệu tọa độ
khoảng 05 phút.
Độ chính xác từ 3 - 5m.
Vỏ máy đạt tiêu chuẩn chống nước IPX7.
Nguồn điện: sử dụng pin tiểu (02 pin), thời gian sử dụng là 25 giờ.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hàng chính hãng Garmin của Mỹ.
41
Máy Gramin Etrex Legend HCx có nhiều tính năng, trong đề tài ta chỉ dùng nó
để xác định toạ độ của điểm cần đo suất liều. Cần lưu ý rằng, toạ độ hiển thị trên
máy GPS này là toạ độ dạng “mét”. Quá trình đo đạc thực nghiệm thực hiện trên
một khoảng cách tương đối lớn nên sai số về toạ độ từ 3 đến 5m của máy GPS là
chấp nhận được.
Hình 4.1. Máy Gramin Etrex Legend HCx
Các chế độ setup cho máy được thiết lập như sau:
Position Format: UTM.
Map Datụm: User.
Distance/Speed: Meters (m/sec).
Kết quả sau khi đo được hiển thị và lưu vào máy.
Đo suất liều phóng xạ bằng máy Inspector
Thực hiện đo suất liều phóng xạ tại vị trí khảo sát bằng máy đo liều Inspector
xuất xứ từ Mỹ của hãng SE international, với các thông số kỹ thuật của máy như
sau:
mR/hr: 0,001(µR) – 100mR/hr.
µSv/hr: 0,01 – 1.000µSv/hr. Đầu dò: ống đếm GM với cửa sổ mica, mật độ 1.4-2.0mg/cm2. Đường kính
hiệu dụng của cửa sổ là 45mm.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Màn hình tinh thể lỏng hiển thị 4 số. Nhiệt độ: -100 đến 5000C.
42
Khối lượng: 300gr.
Kích thước: 150x80x30mm.
Hình 4.2. Máy đo suất liều Inspector plus
Khi sử dụng máy này để đo liều, ta thao tác chủ yếu trên hai nút
Công tắc mở máy với 3 chế độ
Audio: Khi chọn chế độ này thì máy sẽ phát ra âm thanh khi có tín hiệu vào
máy.
On: Tương tự như nút Audio nhưng không có âm thanh.
Off: tắt máy.
Nút điều chỉnh chế độ làm việc với 3 tuỳ chọn
mR/hr µSv/hr: chế độ đo suất liều.
CPM CPS: đo số đếm trên phút và số đếm trên giây.
Total/Timer: Đo số đếm tổng cộng trong khoảng thời gian đặt trước.
Trong quá trình thực hiện đo đạc thu thập số liệu, công tắc mở máy được đặt ở
chế độ Audio và tuỳ chọn đo suất liều ở nút điều chỉnh chế độ làm việc. Máy được
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
khởi động, sau khoảng thời gian 30 giây và máy báo bằng tín hiệu “bíp“ thì kết quả
43
đo sẽ được máy hiển thị trên màn hình. Ta ghi nhận số liệu hiển thị này. Tại một vị
trí khảo sát sẽ thực hiện năm lần đo liều như trên sau đó lấy giá trị trung bình của
các giá trị này.
4.2. Kết quả đo suất liều và nhận xét
Như đã trình bày trước đó, trong luận văn “ Khảo sát suất liều phóng xạ một số
khu vực ở thành phố Hồ Chí Minh “, tác giả tiến hành đo và lấy số liệu trên gần 350
địa điểm ở ba quận Tân Bình, Tân Phú và quận 3. Kết quả thu thập được từ đo đạc
ngoài hiện trường được xử lý và so sánh với các tiêu chuẩn về an toàn bức xạ của
ICRP, IAEA và mức phông phóng xạ môi trường trung bình trên thế giới để từ đó
đưa ra các khuyến cáo về an toàn bức xạ cho dân cư nằm trong vùng khảo sát nếu
suất liều quá cao.
4.2.1. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Bình
Vị trí các điểm khảo sát trên địa bàn quận Tân Bình được thể hiện trên bản đồ
hình 4.3. Các điểm khảo sát khác được chọn lân cận các điểm nêu trên.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hình 4.3. Vị trí khảo sát tại quận Tân Bình
44
h
Sv /µ
Số liệu ghi nhận được khi đo liều tại quận Tân Bình thể hiện trong bảng 4.1.
Ghi chú: Suất liều trong bảng 4.1 có đơn vị là
Bảng 4.1. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Bình
Toạ độ Toạ độ STT STT Suất liều Suất liều X Y X Y
1 678638 1194771 0.143 681198 1193353 0.109 60
2 678557 1195146 0.149 681398 1193301 0.138 61
3 678410 1195706 0.101 681499 1193450 0.119 62
4 678290 1196069 0.155 681546 1193643 0.107 63
5 678118 1196619 0.143 681708 1193968 0.096 64
6 678000 1196973 0.112 681794 1194153 0.12 65
7 678175 1197525 0.129 681840 1194320 0.11 66
8 678391 1198003 0.109 682232 1194286 0.132 67
9 678619 1198506 0.106 682509 1194266 0.105 68
10 678625 1198515 0.107 682307 1193767 0.108 69
11 679056 1199336 0.109 682223 1193689 0.115 70
12 678506 1197989 0.123 681955 1193485 0.116 71
13 678775 1197846 0.117 681688 1193571 0.104 72
14 679203 1197692 0.115 681370 1193654 0.074 73
15 679365 1197711 0.113 681143 1194080 0.143 74
16 679531 1198042 0.127 681100 1194315 0.129 75
17 679789 1198605 0.131 680679 1194269 0.132 76
18 680893 1198560 0.119 681012 1194394 0.117 77
19 680980 1198374 0.125 681364 1194611 0.128 78
20 681390 1198034 0.143 681108 1194588 0.089 79
21 681211 1198249 0.133 680731 1194615 0.11 80
22 681511 1197963 0.125 680315 1194651 0.111 81
23 683237 1197494 0.114 680059 1194671 0.102 82
24 683401 1197282 0.148 679927 1194825 0.128 83
25 683327 1196943 0.11 679971 1195377 0.113 84
26 683325 1196646 0.12 679949 1195082 0.119 85
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
27 683321 1196166 0.111 679653 1194706 0.126 86
45
28 683246 1196096 0.106 679287 1194985 0.097 87
29 682925 1196208 0.108 679131 1195283 0.135 88
30 682384 1196110 0.097 679253 1195074 0.123 89
31 682552 1196367 0.13 679181 1194739 0.123 90
32 682157 1196167 0.121 678904 1194826 0.109 91
33 682050 1196246 0.105 678726 1195137 0.121 92
34 681806 1195722 0.109 679128 1195380 0.145 93
35 681698 1194867 0.1 678665 1195154 0.127 94
36 681562 1194647 0.113 678601 1195005 0.099 95
37 681363 1194478 0.115 680191 1191966 0.099 96
38 681171 1194302 0.103 680152 1192205 0.127 97
39 680965 1194100 0.106 679736 1192143 0.117 98
40 680754 1194041 0.14 679680 1192778 0.115 99
41 680497 1193824 0.1 679998 1192562 0.145 100
42 680514 1193718 0.117 680219 1192460 0.101 101
43 680407 1193218 0.129 680293 1192671 0.119 102
44 680327 1192892 0.125 680409 1193226 0.123 103
45 680103 1192929 0.1 680539 1193185 0.105 104
46 679830 1193105 0.129 680707 1192865 0.107 105
47 678288 1194467 0.132 680721 1192552 0.085 106
48 678616 1194762 0.125 680746 1192468 0.109 107
49 678796 1194636 0.124 680766 1192401 0.123 108
50 679047 1194499 0.088 681011 1192512 0.137 109
51 679195 1194420 0.119 681130 1192596 0.125 110
52 679384 1194321 0.101 681411 1192598 0.115 111
53 679564 1194229 0.12 681280 1192549 0.119 112
54 679771 1194083 0.107 681800 1193030 0.119 113
55 680098 1193937 0.094 681896 1192979 0.115 114
56 680352 1193804 0.106 681273 1193185 0.089 115
57 680214 1193879 0.108 681024 1193136 0.107 116
58 680684 1193625 0.119 680866 1193032 0.127 117
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
59 680917 1193500 0.106 680674 1192965 0.179 118
46
Sv /µ
h
Hình 4.4. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Bình
Nhận xét
Quận Tân Bình là quận khá rộng nhưng phần diện tích bị chiếm bởi sân bay
và các doanh trại quân đội cũng tương đối lớn. Đây là những nơi không khảo sát
được. Do đó, số liệu đo đạc vẫn chưa thực sự dày và đồng đều. Giá trị suất liều đo
được tại một số phường giáp với quận Gò Vấp chưa đại diện được cho các khu vực
Sv /µ
h
này.
Giá trị suất liều nhỏ nhất ghi nhận được là 0,074 tương ứng với số thứ tự
Sv /µ
h
73 trong bảng 4.1, tại toạ độ (681370, 1193654) thuộc khu vực bờ kè Nhiêu Lộc
giao với đường Phạm Văn Hai. Giá trị suất liều lớn nhất là 0,179 ứng với số
thứ tự 118, tại toạ độ (680674, 1192965) thuộc khu vực đường Lê Minh Xuân gần
chợ Tân Bình.
Tính toán suất liều phóng xạ môi trường tại quận Tân Bình cho thấy:
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Giá trị suất liều thấp nhất là: 0.074 x 10-3 x 24 x 365 = 0,648 ( mSv/năm ) Giá trị suất liều cao nhất là: 0,179 x 10-3 x 24 x 365 = 1,568 ( mSv/năm )
47
So với liều bức xạ tự nhiên trung bình trên thế giới mà con người nhận được là 2
mSv/năm thì giá trị suất liều cao nhất ghi nhận được tại quận Tân Bình thấp hơn
0,432 mSv/năm, tương đương khoảng 25% liều bức xạ tự nhiên.. Tuy nhiên, nếu
đem so sánh với giới hạn liều đối với dân chúng theo khuyến cáo của ICRP (1
mSv/năm), thì suất liều cao nhất đo được tại quận Tân Bình đã vượt ngưỡng là
0,568 mSv/năm. Đồng nghĩa với điều này là suất liều cao nhất ở quận Tân Bình đã
tăng gần 57% so với giới hạn liều cho dân chúng theo khuyến cáo của ICRP.
Sv /µ
h
Sv /µ
h
Nhìn chung, suất liều khảo sát tại quận Tân Bình chủ yếu trong khoảng từ 0,10
Sv /µ
h
đến 0,14 . Giá trị này nằm trong mức phông tự nhiên trung bình trên
thế giới (từ 0,08 đến 0,15 ), tuy có một số nơi đo được suất liều cao nhưng số
địa điểm không nhiều. Quá trình xử lý số liệu và so sánh với tiêu chuẩn an toàn bức
xạ của ICRP cho thấy, tại quận Tân Bình không có điểm phóng xạ môi trường cao ở
mức đáng lo ngại.
4.2.2. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Phú
Ví trí các điểm khảo sát tại quận Tân Phú thể hiện trên bản đồ bởi các hình 4.5
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
và 4.6. Các vị trí khác được lấy lân cận các điểm nêu trên.
48
Hình 4.5. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú
Hình 4.6. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
49
Số liệu ghi nhận được khi thực hiện đo liều tại quận Tân Phú thể hiện qua bảng 4.2.
Sv /µ
h
Ghi chú: Suất liều trong bảng 4.2 có đơn vị là
Bảng 4.2. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Phú
Toạ độ Toạ độ STT STT Suất liều Suất liều X Y X Y
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 678712 1192698 678675 1192439 678471 1191887 678406 1191773 678371 1191270 678483 1191032 678861 1191035 678937 1191007 679204 1190681 678233 1190892 678293 1190486 678282 1190117 677915 1190335 677377 1190361 677291 1190753 677580 1190793 677270 1190841 677212 1191174 677103 1191543 677428 1191440 677700 1191356 677697 1191130 677702 1190641 677092 1191679 677025 1192051 0.143 0.117 0.095 0.089 0.127 0.077 0.127 0.085 0.133 0.133 0.091 0.111 0.135 0.095 0.089 0.129 0.099 0.117 0.124 0.101 0.083 0.085 0.165 0.113 0.117 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 677260 1194563 676981 1194452 676731 1194351 676548 1194279 676300 1194136 675922 1194954 676105 1195174 678758 1194565 678783 1194214 678035 1193653 678380 1193602 678801 1193536 678863 1193708 678922 1193983 679192 1193985 679271 1194233 679125 1193735 678976 1193806 679083 1193492 679209 1193382 679335 1193705 679440 1194014 679564 1194184 679185 1193190 679287 1192912 0.143 0.109 0.113 0.133 0.147 0.133 0.149 0.101 0.095 0.105 0.115 0.109 0.091 0.085 0.105 0.115 0.107 0.111 0.087 0.113 0.089 0.105 0.105 0.097 0.097
50
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 676967 1192383 676787 1192742 676710 1192941 676614 1193328 676453 1193605 676225 1194088 675998 1194476 675809 1194816 675657 1195120 675599 1195461 675578 1195784 675597 1195879 675899 1196202 676065 1196336 676311 1196462 676478 1196547 676684 1196537 676946 1196469 677223 1196253 676973 1196026 676723 1195889 676600 1195642 676820 1195681 677101 1195913 677426 1196184 677669 1196418 677495 1196478 677202 1196478 677962 1196957 678114 1196498 678301 1195924 678224 1195846 677801 1195772 677567 1195552 0.143 0.129 0.085 0.085 0.099 0.081 0.137 0.141 0.157 0.143 0.127 0.143 0.123 0.133 0.107 0.139 0.131 0.113 0.117 0.187 0.111 0.167 0.129 0.158 0.097 0.101 0.127 0.119 0.141 0.119 0.089 0.105 0.141 0.123 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 679377 1192679 679480 1192410 679780 1191973 680015 1191707 679714 1191726 679515 1191634 679223 1191801 678884 1191856 678690 1191817 678227 1191870 677931 1191964 677563 1192057 677294 1192147 677068 1192227 677369 1191924 677302 1191693 677171 1191613 677780 1191433 677821 1191629 677885 1191870 677783 1191962 677778 1192126 677854 1192101 677655 1192163 677852 1192205 677875 1192306 677922 1191414 677189 1192280 677969 1192036 677715 1192539 677425 1192627 677204 1192697 677147 1192828 677300 1192885 0.119 0.095 0.099 0.095 0.115 0.135 0.125 0.119 0.131 0.139 0.133 0.135 0.113 0.109 0.105 0.147 0.107 0.095 0.151 0.157 0.119 0.209 0.129 0.161 0.137 0.143 0.109 0.135 0.111 0.165 0.131 0.103 0.159 0.103
51
677761 1192774 678120 1192695 678435 1192891 678536 1193051 678179 1193252 677930 1193078 677940 1193522 677617 1193290 677321 1193333 677006 1193419 676962 1193861 676759 1193993 676556 1194070 676897 1194124 677058 1193360 677405 1194005 677672 1193952 678048 1193839 678360 1193733 678502 1193582 678538 1193431 678156 1193491
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 677571 1195187 677339 1195232 677092 1195288 676768 1195370 676914 1195571 676543 1195429 676197 1195555 676251 1195795 676471 1196002 676602 1196215 676748 1196398 676018 1195637 675753 1195773 677302 1195223 677717 1195154 678020 1195090 678305 1194849 679099 1194810 677888 1194861 677903 1194999 677761 1194746 677755 1194988 677541 1194664 0.087 0.133 0.124 0.115 0.145 0.137 0.125 0.137 0.135 0.139 0.131 0.105 0.149 0.121 0.101 0.125 0.127 0.121 0.153 0.141 0.091 0.137 0.089 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 0.127 0.097 0.089 0.105 0.145 0.157 0.117 0.135 0.159 0.097 0.101 0.105 0.117 0.123 0.101 0.109 0.129 0.117 0.113 0.123 0.137 0.139
52
Sv /µ
h
Hình 4.7. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Phú
Nhận xét
Khảo sát qua 163 vị trí trên địa bàn quận Tân Phú cho thấy, suất liều trên địa
bàn quận này biến đổi trong một khoảng tương đối rộng, dù các điểm có suất liều
Sv /µ
h
cao là ít nhưng độ chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và nhỏ nhất của suất liều khá lớn.
Giá trị suất liều nhỏ nhất nhận được là 0,077 ứng với điểm khảo sát có số thứ
tự là 6, tại toạ độ (678483, 1191032 ) thuộc khu vực đường Hoà Bình và công viên
Đầm Sen. Giá trị suất liều lớn nhất đo được là 0,209 ứng với điểm đo thứ 129 trong
bảng 4.2, tương ứng với toạ độ (677778, 1192126) nằm trên đường Lê Khôi giao
đường Nguyễn Lý thuộc phường Phú Thạnh.
Tính toán từ suất liều đo được trên địa bàn quận Tân Phú cho thấy: Giá trị nhỏ nhất: 0,077 x 10-3 x 24 x 365 = 0,675 mSv/năm. Giá trị lớn nhất: 0,209 x 10-3 x 24 x 365 = 1,831 mSv/năm.
So với liều phóng xạ tự nhiên trung bình trên thế giới thì liều cao nhất đo được
ở phường Phú Thạnh vẫn còn thấp hơn 0,169 mSv/năm. Nhưng so với liều đối với
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
dân chúng mà ICRP khuyến cáo thì giá trị này đã tăng gần gấp đôi.
53
Như vậy, mặc dù tồn tại những điểm suất liều cao bất thường có sự chênh lệch
Sv /µ
h
khá cao so với giá trị mặt bằng chung của đại đa số các điểm khảo sát nhưng nhìn
Sv /µ
h
chung liều đo được trên địa bàn quận Tân Phú nằm trong khoảng 0,08 –
0,15 ngang bằng với mức phông phóng xạ tự nhiên trên thế giới.
Quá trình đo ngoài hiện trường và xử lý số liệu cho thấy, tại những vị trí có
suất liều cao thường là những nơi khói bụi nhiều, các cửa hàng sắt thép, vật liệu xây
Sv /µ
h
Sv /µ
h
dựng, xưởng làm than hay các công trình xây dựng,…Ghi nhận tại quận Tân Phú,
có một số vị trí đo được suất liều cao “bất thường“ là 0,187 và 0,209 .
Qua lý luận và quan sát thực tế nhận thấy các địa điểm có suất liều cao nêu trên là
tiệm sắt thép, vật liệu xây dựng và xưởng làm than. Chắc chắn rằng hàm lượng các
đồng vị phóng xạ trong than cũng như trong sắt thép vật liệu xây dựng tại hai vị trí
này cao bất thường đã khiến suất liều đo được tăng đột biến. Do đó, tại những vị trí
kể trên thì các gia đình có con nhỏ, trẻ sơ sinh không nên sinh sống, để tránh những
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
ảnh hưởng xấu của phóng xạ về lâu dài cho con em mình.
54
4.2.3. Kết quả đo suất liều tại quận 3
Vị trí các điểm khảo sát tại quận 3 được thể hiện trên hình 4.8. Các điểm khảo
sát khác được lấy lân cận các điểm kể trên.
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Hình 4.8. Ví trí khảo sát tại quận 3
55
Sv /µ
h
Số liệu ghi nhận được khi đo liều tại quận 3 thể hiệu chi tiết dưới bảng 4.3.
Ghi chú: Suất liều trong bảng 4.3 có đơn vị là
Bảng 4.3. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận 3
Toạ độ Toạ độ STT STT X Y
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
682285 1192777 682658 1192561 683257 1192255 683953 1191965 684831 1192831 683600 1191962 682931 1190972 683043 1191186 683280 1191382 683523 1191582 683710 1191821 683804 1191831 683394 1190875 684149 1192156 684280 1192280 684551 1192545 684712 1192701 684140 1192477 685060 1192939 685202 1192768 684994 1192550 684924 1192468 684813 1192346 684697 1192218 684498 1192004 684349 1191845 684241 1191724 682906 1192445 Suất liều 0.095 0.103 0.101 0.091 0.061 0.089 0.119 0.095 0.101 0.091 0.095 0.085 0.125 0.107 0.101 0.105 0.153 0.105 0.101 0.069 0.099 0.103 0.105 0.095 0.099 0.101 0.101 0.145 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 X 683923 683635 684101 683514 683781 683944 684137 684314 684582 684797 685013 685146 685372 685295 684784 684599 684364 683385 684023 683686 683749 683995 683473 683588 683295 683360 683716 Y 1191381 1191068 1191581 1190714 1190777 1190937 1191153 1191344 1191634 1191871 1192113 1192255 1192391 1192712 1193079 1192918 1192710 1192500 1192307 1192112 1192349 1192813 1192738 1192962 1193086 1192600 1192900 Suất liều 0.117 0.097 0.107 0.095 0.121 0.097 0.113 0.131 0.105 0.081 0.131 0.113 0.093 0.101 0.111 0.109 0.114 0.125 0.093 0.099 0.113 0.117 0.083 0.127 0.127 0.155 0.123
56
Sv /µ
h
h
Sv /µ
Hình 4.9. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận 3
Nhận xét
h
Sv /µ
Liều đo được trên các điểm khảo sát ở quận 3 tập chung chủ yếu ở khoảng
Sv /µ
h
0.09 – 0,13 , tuy nhiên sự chênh lệnh giữa liều thấp nhất và cao nhất ghi nhận
được tương đối lớn. Liều thấp nhất tại điểm khảo sát có số thứ tự 5 là 0,061 ,
Sv /µ
h
nằm ở toạ độ (683394, 1190875) trên giao lộ giữa đường Điên Biên Phủ và đường
Pasteur. Liều cao nhất là 0,155 tại điểm đo thứ 54 trong bảng 4.3, ứng với toạ
độ (683360, 1192600) trên đường Trần Văn Đang gần khu vực ga Sài Gòn.
Tính toán suất liều từ số liệu đo được cho thấy:
Giá trị thấp nhất là: 0,061 x 10-3 x 24 x 365 = 0,534 mSv/năm. Giá trị cao nhất là: 0,155 x 10-3 x 24 x 365 = 1,357 mSv/năm.
Như vậy, suất liều cao nhất ở quận 3 nhỏ hơn liều phóng xạ tự nhiên trên thế giới
khoảng 32% (tương đương 0,643 mSv/năm). Nhưng so với liều giới hạn đối với dân
chúng của ICRP thì liều này cao hơn khoảng 36% (tương đương 0,357 mSv/năm).
Nhìn chung, suất liều ghi nhận được tại quận 3 khá thấp. Trong ba quận chọn
để khảo sát thì quận 3 là quận có liều thấp hơn cả. Giá trị suất liều đo được nằm
trong mức phông tự nhiên của thế giới. Kết quả thực nghiệm và theo tiêu chuẩn an
toàn bức xạ của ICRP cho thấy quận này không có vị trí nào có suất liều cao ở mức
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
đáng lo ngại.
57
KẾT LUẬN
Khảo sát ba quận: Tân Bình, Tân Phú, quận 3 trên địa bàn thành phố Hồ Chí
Sv /µ
h
Minh cho thấy mức phông phóng xạ ghi nhận được tương đối ngang bằng với
phông phóng xạ tự nhiên trung bình trên thế giới (từ 0,08 đến 0,015 ). Ở quận
Tân Phú có đo được một số vị trí có liều cao hơn những vị trí khác nhưng qua tính
toán thì những giá trị này là không đáng lo ngại vì so với mức phông phóng xạ tự
nhiên trung bình trên thế giới (2 mSv/năm) và suất liều tương đương trung bình của
dân chúng toàn cầu (2,246 mSv/năm) thì chúng vẫn thấp hơn nhiều. Tuy nhiên để
có kết luận khách quan hơn nữa và đưa ra được những khuyến cáo chính xác cho
các cơ quan chức năng và người dân trong khu vực khảo sát vẫn cần có những đề tài
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
nghiên cứu cấp cao hơn làm cơ sở.
58
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI
Tiếp tục đo các khu vực khác để có bộ số liệu hoàn chỉnh, từ đó xây dựng
bản đồ số về phông phóng xạ tại thành phố Hồ Chí Minh. Trên cơ sở đó mới
đưa ra các khuyến nghị cụ thể về an toàn bức xạ tại thành phố Hồ Chí Minh.
Khảo sát hàm lượng các nhân phóng xạ trong vật liệu xây dựng, đất, đá,
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
nước,…
59
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] TS Nguyễn Văn Hùng (2009), Các bài giảng an toàn bức xạ, Trung tâm
đào tạo,Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt.
[2] PGS TS Ngô Quang Huy (2004), An toàn bức xạ ion hoá, NXB Khoa Học
Kỹ Thuật.
[3] Bùi Minh Lộc (2009), Ứng dụng GIS xây dựng phông phóng xạ môi trường,
Luận văn tốt nghiệp đại học, Trường Đại học Sư Phạm Tp. HCM.
[4] ThS Trương Trường Sơn (2012), Giáo trình và bài giảng an toàn bức xạ
ion hoá, Trường Đại học Sư Phạm Tp. HCM.
[5] Châu Văn Tạo (2004), An toàn bức xạ ion hoá, Trường Đại học Khoa Học
Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn
Tự Nhiên.
