Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tìm hiểu về mô hình và phần mềm đánh giá tác động của các nhân phóng xạ tới môi trường

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:33

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài có cấu trúc gồm 3 chương trình bày về mục đích, cở sở của phương pháp và các mô hình trong phần mềm ERICA; phần mềm ERICA và cách sử dụng phần mềm cho tính toán rủi ro trong môi trường; sử dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của các nhân phóng xạ tới các môi trường tại hai khu vực Drigg và khu vực ở Phú Thọ.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Tìm hiểu về mô hình và phần mềm đánh giá tác động của các nhân phóng xạ tới môi trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Xuân Đến TÌM HIỂU VỀ MÔ HÌNH VÀ PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN PHÓNG XẠ TỚI MÔI TRƢỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội – Năm 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN --------------------- Nguyễn Thị Xuân Đến TÌM HIỂU VỀ MÔ HÌNH VÀ PHẦN MỀM ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN PHÓNG XẠ TỚI CÁC MÔI TRƢỜNG Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử Mã số: 60440106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Nguyễn Hào Quang Hà Nội – Năm 2016
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ................. iv DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN .........................................v CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... vii MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................4 1.1 Mục đích .......................................................................................................5 1.2 Cơ sở của phƣơng pháp trong ERICA ......................................................5 1.2.1 Mô hình dịch chuyển ..................................................................................6 1.2.2 Phép đo liều ................................................................................................9 1.2.2.1 Hệ số chuyển đổi liều .............................................................................9 1.2.2.2 Tính toán suất liều ...............................................................................10 1.2.3 Các tiêu chuẩn đánh giá tác động của bức xạ tới môi trƣờng. ............11 1.2.3.1 Các tiêu chuẩn dựa trên phân bố độ nhạy cảm của các loài ( SSD) 12 1.2.3.2 Các tiêu chuẩn dựa trên phƣơng pháp hệ số an toàn (SF) ..............13 1.2.3.3 Tác động của phóng xạ tới hệ sinh thái: động vật, thực vật ............17 1.2.4 Mô hình SRS-19 .......................................................................................18 CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU-PHẦN MỀM ERICA ...........................................................................................................21 2.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................21 2.1.1 Các nhân phóng xạ ...................................................................................21 i
2.1.2 Các sinh vật tham chiếu ...........................................................................23 2.2 Chi tiết về phƣơng pháp đánh giá theo từng mức trong phần mềm ERICA. ...................................................................................................................24 2.2.1 Mức 1 .......................................................................................................27 2.2.2 Mức 2 .......................................................................................................29 2.1.3 Mức 3 .......................................................................................................32 2.3 Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm ERICA ....................................................35 2.3.1 Thêm các đồng vị phóng xạ......................................................................36 2.3.2 Mô tả tên, chi tiết các sinh vật. ................................................................36 CHƢƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM ERICA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA NHÂN PHÓNG XẠ TỚI MÔI TRƢỜNG. ...........................................................38 3.1 Khu vực Drigg Coast, vƣơng quốc Anh ......................................................38 3.1.1 Tình trạng ..................................................................................................39 3.1.2 Bài toán ......................................................................................................41 3.2 Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ ..53 3.2.1 Tình trạng .................................................................................................53 3.2.2 Bài toán .....................................................................................................53 KẾT LUẬN ..............................................................................................................58 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................60 ii
LỜI CẢM ƠN Để có được bản luận văn này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến T.S Nguyễn Hào Quang -Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ em trong suốt quá trình triển khai, nghiên cứu và hoàn thành Luận văn. Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy cô giáo – Khoa Vật lý, Đại học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức khoa học chuyên ngành bổ ích cho bản thân em trong những năm tháng qua. Em xin ghi nhận công sức và những đóng góp quý báu và nhiệt tình của các bạn trong lớp cao học Vật lý khóa 2014-2016 đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ em trong quá trình làm luận văn này. Để hoàn thành luận văn này, em xin cám ơn nhà trường đã tạo điều kiện hướng dẫn và giúp đỡ em, đặc biệt là sự quan tâm động viên khuyến khích và cảm thông sâu sắc của gia đình. Cuối cùng, em rất mong nhận được sự đóng góp, nhận xét và phê bình của quý Thầy cô và tất cả bạn đọc. Em xin chân thành cảm ơn! iii
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Hình 1.1: Cơ sở đánh giá trong ERICA Hình 1.2: Mô hình hệ sinh thái dƣới biển [4] Hình 1.3: Hàm phân bố độ nhạy loài [7] Hình 2.1: Cấu trúc của phƣơng pháp tích hợp ERICA [5] Hình 3.1: Vị trị lấy mẫu trong Khu vực Drigg Coast, vƣơng quốc Anh [7] Hình 3.2: Kết quả về hiệu ứng ở mức 2 tại khu vực Drigg Coast Hình 3.3: Đồ thị so sánh suất liều trong sinh vật tại mức 2 và mức 3 Hình 3.4: Kết quả hiệu ứng ở mức 3 tại khu vực Drigg Coast Hình 3.5: Kết quả về rủi ro ở mức 2 tại Khu vực xóm Dấu, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ Hình 3.6: Kết quả về hiệu ứng ở mức 2 tại Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ Hình 3.7: Kết quả ở mức 3 tại Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ iv
DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN Bảng 1.1: Phƣơng pháp sàng lọc đối với hệ sinh thái trên cạn [7] Bảng 1.2: Phƣơng pháp sàng lọc đối với hệ sinh thái dƣới nƣớc [7] Bảng 2.1 Các nhân phóng xạ mặc định trong ERICA [4] Bảng 2.2: Các hạt nhân con cháu đƣợc sử dụng trong hệ số chuyển đổi liều [4] Bảng 2.3: Danh sách các sinh vật tham chiếu mặc định trong hệ sinh thái tƣơng ứng của phần mềm ERICA [4]. Bảng 2.4: Đánh giá rủi ro ở mức 2 Bảng 3.1: Số liệu phông phóng xạ - nồng độ hoạt độ trong đất của các nhân phóng xạ [7] Bảng 3.2: Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất tại khu vực Drigg Coast [7] Bảng 3.3: Số liệu về hệ số chiếm cứ, kính thƣớc, khối lƣợng của các sinh vật đại diện cho khu vực Drigg Coast [7] Bảng 3.4: Kết quả rủi ro cho mức 1 tại khu vực Drigg Coast Bảng 3.5: Số liệu đầu vào mức 2 – Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong sinh vật tại khu vực Drigg Coast [7] Bảng 3.6: Kết quả thu đƣợc ở mức 2 tại khu vực Drigg Coast Bảng 3.7: Kết quả suất liều trong sinh vật mức 3 tại khu vực Drigg Coast Bảng 3.8: Kết quả ở mức 1 với phông phóng xạ tự nhiên tại khu vƣc Drigg Coast v
Bảng 3.9: Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất và cây sắn (cây lƣơng thực) tại khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ [1] Bảng 3.10: Kết quả thu đƣợc ở mức 1 tại khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ Bảng 3.11: Kết quả suất liều cho sinh vật ở mức 3 khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ vi
CÁC CHỮ VIẾT TẮT AW Ash weight - Khối lƣợng tro CR Concentration Ratio - Tỉ lệ nồng độ DCC Dose Conversion Coefficient - Hệ số chuyển đổi liều DW Dry weight -Khối lƣợng khô EC European Commission - Ủy bản châu Âu EIA Environmental Impact Assessment - Đánh giá tác động môi trƣờng EMCL Environmental Media Concentration Limits - Giới hạn nồng độ hoạt độ môi trƣờng ERA Ecological Risk Assessment -Đánh giá rủi ro sinh thái ERICA Environmental Risk from Ionising Contaminants: Assessment and Management -Quản lý và đánh giá tác động của nhân phóng xạ tới môi trƣờng EAEC European Atomic Energy Community - Cộng đồng Năng lƣợng nguyên tử châu Âu EU European Union- Liên minh châu Âu FASSET Framework for Assessment of Environmental Impact - Quy trình đánh giá tác động môi trƣờng FW Fresh weight –Khối lƣợng tƣơi HDR Hazardous Dose Rate -Suất liều ảnh hƣởng độc hại HNED(R) The highest no effect dose or dose rate- Suất liều cao nhất mà không có ảnh hƣởng sinh học vii
IAEA International Atomic Energy Agency - Cơ quan năng lƣợng nguyên tử quốc tế ICRP International Commission on Radiological Protection - Ủy ban quốc tế về bảo vệ phóng xạ MB Morbidity - Mắc bệnh MT Mortality - Tử vong MUT Mutation - Đột biến PCC Pearson Correlation Coefficient - Hệ số tƣơng quan Pearson pdf Probability distribution function - Hàm phân bố xác suất PNEC Predicted No-Effect Concentration – Giá trị nồng độ hoạt độ dự đoán không ảnh hƣởng PNED(R) Predicted No-Effect Dose (Rate) – giá trị suất liều dự đoán không ảnh hƣởng RC Reproductive Capacity - Sinh sản RQ Risk Quotient - Mức rủi ro SCC Spearman Rank Correlation Coefficient - Hệ số tƣơng quan Spearman SF Safety factor - Hệ sốan toàn SRS-19 Safety Report Series no 19 – Mô hình SRS-19 SSD Species Sensitivity Distribution - Phân bố độ nhạy cảm loài UF Uncertainty factor - Hệ số sai số viii
UNSCEAR The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation - Ủy ban khoa học của Liên hợp quốc về ảnh hƣởng của bức xạ nguyên tử. USDOE United States Department of Energy - Bộ năng lƣợng Hoa Kỳ ix
MỞ ĐẦU Ngày nay, các nhà máy điện hạt nhân đã và đang tạo ra nguồn năng lượng rất lớn phục vụ cho nhu cầu của con người. Nhiều nhà máy điện hạt nhân và lò phản ứng được xây dựng làm tăng ô nhiễm phóng xạ do rò rỉ phóng xạ, đặc biệt là các sự cố nổ lò phản ứng hạt nhân (Chenobyl (Nga), Fukushima Daiichi (Nhật Bản), Three Mile Island (Mỹ), Windscale (Anh)…) đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với môi trường và tác động xấu đến cuộc sống của con người. Các chất thải chứa chất phóng xạ chưa qua xử lí được thải trực tiếp ra môi trường xung quanh làm tăng hoạt độ chất phóng xạ trong môi trường. Việc khai thác, chế biến đất hiếm có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường cao do trong quặng đất hiếm có khoáng chất như urani, thori… mang tính phóng xạ với cường độ cao gây ô nhiễm phóng xạ và phương pháp chế biến đất hiếm cần sử dụng nhiều hóa chất ảnh hưởng đến môi trường. - Bức xạ tự nhiên 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 chất phóng xạ có đời sống dài có trong thiên nhiên thường ở dạng các chất bẩn trong nhiên liệu hoá 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. 1
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. - Bức xạ nhân tạo Những hoạt động của con người cũng tạo ra các chất phóng xạ được tìm thấy trong môi trường và cơ thể. 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. Do đó việc xác định và đánh giá liều lượng phóng xạ mà sinh vật nhận được là khá quan trọng để kiểm soát mức độ ảnh hưởng của môi trường đối với sinh vật và cuộc sống của con người. Phương pháp phổ biến và chính xác nhất để xác định liều mà sinh vật nhận được do các đồng vị phóng xạ gây ra là lấy mẫu và phân tích trong phòng thí nghiệm. Tuy nhiên công việc này cần kết hợp với việc sử dụng các mô hình mô tả quá trình xâm nhập của các nhân phóng xạ vào trong các cấu phần của hệ sinh thái để có thể đánh giá các tác động xấu của các nhân phóng xạ tới môi trường một cách nhanh và hiệu quả hơn. ERICA là một phương pháp hiệu quả để tính toán suất liều và xem xét ảnh hưởng xấu của chúng tới sinh vật dựa trên sự phân chia hệ sinh thái thành các cấu phần nhỏ là hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh sinh thái biển. Luận văn “Tìm hiểu về mô hình và phần mềm đánh giá tác động của nhân phóng xạ tới môi trƣờng” giới thiệu về phần mềm tính toán liều phóng xạ trong môi trường ERICA và sử dụng nó để phân tích và đánh giá tác động của các nhân phóng xạ tới các môi trường tại hai khu vực Drigg Coast, vương quốc Anh và khu vực Phú Thọ, Việt Nam. Luận văn được trình bày trong ba chương: 2
- Chương 1 trình bày về mục đích, cở sở của phương pháp và các mô hình trong phần mềm ERICA; - Chương 2 trình bày chi tiết về phần mềm ERICA và cách sử dụng phần mềm cho tính toán rủi ro trong môi trường; - Chương 3 sử dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của các nhân phóng xạ tới các môi trường tại hai khu vực Drigg và khu vực ở Phú Thọ. Một vài kết luận và kiến nghị của tác giả được trình bày ở cuối luận văn. 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN ERICA là dự án được tài trợ bởi Cộng đồng nguyên tử châu Âu (EURATOM), bao gồm 15 tổ chức trong 7 nước Châu Âu (Anh, Pháp, Đức, Tây Ban Nha, Wale, Ai-len, Thụy Điển) tham gia vào dự án này. Dự án được thực hiện từ năm 2004 tới 2007 với mục đích hỗ trợ, giúp đỡ các nước châu Âu đánh giá tác động của bức xạ ion hóa tới môi trường và bảo vệ môi trường khỏi các ảnh hưởng xấu của chất phóng xạ [2]. Hiện nay, ngoài các nước trong khu vực châu Âu thì một số quốc gia khác cũng sử dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của các nhân phóng xạ trong môi trường như: Nhật, Nga (ứng dụng vào đánh giá trong sự cố nhà máy điện hạt nhân), Úc (đánh giá tác động của phóng xạ xung quanh khu vực lưu trữ chất thải phóng xạ, nước cộng hòa Komi (đánh giá ảnh hưởng xấu của phóng xạ tự nhiên tới sinh vật)… Phương pháp tích hợp ERICA là phương pháp bảo vệ môi trường khỏi các tác động xấu của phóng xạ bao gồm các yếu tố về đánh giá, đặc điểm rủi ro và quản lý. Phương pháp hướng dẫn người dùng cách xây dựng vấn đề và thực hiện các đánh giá tác động. Đánh giá trong ERICA được chia thành ba mức là: mức sàng lọc chung, mức sàng lọc riêng và mức phân tích chi tiết, được dựa trên các khái niệm sinh vật tham chiếu liên quan tới liều chiếu, liều ảnh hưởng và các nhóm động thực vật tương thích với phương pháp đánh giá của ICRP [2]. ERICA là một phần mềm tính toán linh hoạt có cấu trúc dựa theo phương pháp tích hợp ERICA để đánh giá rủi ro sinh học trong sinh vật. Phần mềm cũng liên kết với cơ sở dữ liệu hiệu ứng bức xạ trong FREDERICA-được biên soạn qua các tài liệu khoa học, thí nghiệm tác dụng bức xạ và các nghiên cứu thực địa, xung quanh các nhóm động vật hoang dã khác nhau với hầu hết dữ liệu và phân loại rộng rãi theo hiệu ứng sinh học, bao gồm bốn loại hiệu ứng chính: mắc bệnh, tử vong, sinh sản và đột biến. Trong đó, cơ sở dữ liệu được xây dựng dựa trên các sinh vật tham chiếu, mỗi sinh vật tham chiếu có quy định riêng về hình học, khối lượng và chúng đại diện cho các sinh vật trên đất liền, trong nước ngọt và hệ sinh thái biển. 4
1.1 Mục đích Áp dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của nhân phóng xạ tới môi trường, bảo vệ sinh vât, môi trường khỏi tác động xấu của phóng xạ. Trên thực tế, các đánh giá để xác định liều phóng xạ và ước tính ảnh hưởng của chúng tới con người là rõ ràng, chi tiết và phát triển hơn so với hệ sinh thái. Tuy nhiên, khi đề cập tới sinh vật, người ta cho rằng mức độ an toàn bức xạ đối với con người cũng sẽ là đủ để bảo vệ môi trường tự nhiên. Theo Ủy ban Quốc tế về an toàn bức xạ (ICRP) đã tuyên bố năm 1977: “Các nguyên tắc hướng tới mục tiêu an toàn bức xạ là phù hợp, hiệu quả và duy trì điều kiện an toàn cho các nồng độ hoạt độ liên quan tới con người. Mức độ an toàn được yêu cầu để bảo vệ con người là phù hợp để bảo vệ các loài khác” [2]. Năm 1990, ICRP quan tâm tới hướng di chuyển phóng xạ trong môi trường và cho rằng: Các tiêu chuẩn để kiểm soát môi trường để bảo vệ con người ở mức độ hiện nay được cho rằng sẽ đảm bảo an toàn cho các sinh vật khác tránh khỏi các rủi ro. Con đường chiếu phóng xạ tới con người và sinh vật rất khác nhau kể cả khi sinh sống trong cùng một môi trường, do đó, suất liều nhận được cũng khác nhau. Ví dụ, trong hệ sinh thái biển, liều mà sinh vật đáy nhận được rất cao, trong khi liều mà con người nhận được lại ở dưới ngưỡng phát hiện. Do vậy, rủi ro mà con người nhận được sẽ khác so với rủi ro mà môi trường nhận được và đánh giá rủi ro sinh học được sử dụng để đánh giá các ảnh hưởng xấu có thể gây ra cho sinh vật do bị chiếu xạ [2]. 1.2 Cơ sở của phƣơng pháp trong ERICA Cơ sở của phương pháp ERICA là dựa vào các mô hình dịch chuyển, phép đo liều, các tiêu chuẩn và hiệu ứng sinh học trong các sinh vật tham chiếu. Trong trường hợp, số liệu về nồng độ hoạt độ môi trường bị thiếu thì phần mềm ERICA cung cấp cho người dùng mô hình phát tán để ước lượng nồng độ hoạt độ môi trường. 5
Hình 1.1: Cơ sở đánh giá trong ERICA 1.2.1 Mô hình dịch chuyển Trong mỗi hệ sinh thái (hệ sinh thái trên cạn, nước ngọt và biển) sẽ có mô hình dịch chuyển riêng. Mỗi mô hình dịch chuyển thể hiện mối quan hệ giữa nguồn phát, hướng di chuyển của nhân phóng xạ và sinh vật tham chiếu. Hình 1.2 là ví dụ mô hình đối với hệ sinh thái dưới biển. 6
Hình 1.2: Mô hình hệ sinh thái dƣới biển [4] Chú thích: Là tương tác chắc chắn xảy ra Là tương tác có thể xảy ra; Nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong sinh vật được ước tính từ nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong môi trường sử dụng các tỷ số nồng độ hoạt độ (CR) cho hệ sinh thái trên cạn, hệ số phân bố (Kd) cho hệ sinh thái dưới nước, CR và Kd được định nghĩa theo công thức (1.1), (1.2) và (1.3): Đối với sinh vật tham chiếu trên cạn: (1.1) Trong đó: - ACbio là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong sinh vật (Bq/ kg fw); 7
- ACsoil là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong đất (Bq /kg dw); Trường hợp ngoại lệ cho các nguyên tố H-3, C-14, P-32 và S-35: (1.2) Trong đó: - ACair là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong không khí (Bq/ m3); Đối với hệ sinh thái dưới nước (Kd là hệ số phân bố được sử dụng để mô tả tỉ số nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong trầm tích và trong nước): (1.3) Trong đó: - ACsed là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong trầm tích (Bq /kg dw). - ACwater là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong nước (Bq/ l). Tuy nhiên, người dùng nên ưu tiên các giá trị CR có được từ thực nghiệm. Cơ sở dữ liệu mặc định chứa các giá trị về trung bình toán học cùng với độ lệch chuẩn, các giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, hàm phân bố xác suất (pdf), số lượng dữ liệu đầu vào. Trong trường hợp, nồng độ hoạt độ phóng xạ đang giảm (do ngừng các nồng độ hoạt độ hạt nhân hoặc khắc phục hậu quả tai nạn phóng xạ), giả định về trạng thái cân bằng giữa nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong môi trường và trong các sinh vật (tỉ lệ nồng độ hoạt độ) có thể dẫn đến việc đánh giá thấp liều lượng trong sinh vật. 8
1.2.2 Phép đo liều Chiếu xạ được ước tính bằng suất liều hấp thụ (năng lượng được truyền bởi bức xạ ion hóa qua một đơn vị khối lượng của một sinh vật trong một đơn vị thời gian, đơn vị là μGy/ h, được sử dụng trong phần mềm ERICA). Giá trị suất liều hấp thụ được xác định dựa trên nồng độ hoạt độ trong các hệ sinh thái và sinh vật tham chiếu và hệ số chuyển đổi liều. Ước tính suất liều hấp thụ (μGy /h) trong phần mềm ERICA, cho phép giải thích ảnh hưởng của nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong môi trường và sinh vật. Các nhân phóng xạ có trong môi trường gây ra cả chiếu xạ ngoài và chiếu xạ trong đối với sinh vật. Chiếu xạ trong tăng do sự hấp thụ các nhân phóng xạ vào cơ thể nhờ con đường tiêu hóa hoặc hô hấp và được xác định bởi nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong sinh vật, kích thước của sinh vật, loại và năng lượng của các bức xạ phát ra. Chiếu xạ ngoài phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mức độ ô nhiễm trong môi trường, mối quan hệ hình học giữa nguồn bức xạ và sinh vật tham chiếu, môi trường sống, kích thước cá thể, tính chất của vật liệu che chắn và các tính chất vật lý của nhân phóng xạ. 1.2.2.1 Hệ số chuyển đổi liều Mối quan hệ giữa nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong mỗi sinh vật và suất liều hấp thụ được mô tả bởi hệ số chuyển đổi liều (DCC, đơn vị là (µGy /h)/ (Bq/ kg) fw). Trong trường hợp đơn giản nhất, giả sử sinh vật tồn tại trong môi trường đồng nhất, vô hạn và có phân bố phóng xạ đồng nhất, dưới điều kiện trên, hệ số chuyển đổi liều hấp thụ chiếu trong- DCCint và chiếu ngoài - DCCext cho bức xạ đơn lẻ được định nghĩa như hàm của năng lượng hấp thụ với công thức (1.4) và (1.5): (1.4) (1.5) 9