Luận văn tốt nghiệp Vật lý: Xác định hoạt độ phóng xạ trong gạch men

BBỘỘ GGIIÁÁOO DDỤỤCC VVÀÀ ĐĐÀÀOO TTẠẠOO TTRRƯƯỜỜNNGG ĐĐẠẠII HHỌỌCC SSƯƯ PPHHẠẠMM TTPP HHCCMM

KKHHOOAA VVAAÄÄTT LLYYÙÙ

-----  -----

NNGGUUYYỄỄNN TTHHỊỊ YYẾẾNN DDUUYYÊÊNN

Ñeà taøi:

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Khóa 30

Ngöôøi höôùng daãn:

TS. TRẦN VĂN LUYẾN

TP. Hồ Chí Minh - Năm 2008 

LỜI CẢM ƠN

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

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

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

TS. Thái Khắc Định, người thầy đã định hướng và tạo điều kiện cho em chọn

đề tài nghiên cúư này để làm luận văn. TS. Trần Văn Luyến, người thầy đã truyền

cho em sự say mê nghiên cứu khoa học, trực tiếp hướng dẫn, dìu dắt em thực hiện

những thao tác thí nghiệm. Em xin cám ơn hai thầy đã truyền đạt cho em những

kiến thức và kinh nghiệm quý báu cùng những lời động viên và chỉ bảo tận tình.

Quý thầy, cô trong khoa Vật Lý trường Đại học Sư phạm TP. HCM đã truyền

đạt cho em những kiến thức bổ ích, giúp em vững tin khi bước vào đời.

Ban giám đốc trung tâm hạt nhân TP. HCM đã tạo mọi điều kiện thuận lợi

cho em hoàn thành luận văn. Các thầy và anh chị phòng An toàn và bức xạ môi

trường đã chỉ dẫn em tận tình.

Các bạn lớp lý IV K30, đặc biệt là bạn Lê Thị Lụa đã luôn sát cánh và giúp

đỡ mình trong những giai đoạn khó khăn nhất.

Xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến ba mẹ và gia đình vì đã luôn ủng hộ, tạo mọi

điều kiện tốt nhất cho con hoàn thành luận văn.

Nguyễn Thị Yến Duyên

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)

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

micro ()

milli (m)

kilo (k)

mega (M)

giga (G)

tera (T)

peta (P)

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

Năng lượng bức xạ

1 Gray (Gy) = 1 J/kg

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

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

1 gray = 100 rad

1 sievert = 100 rem

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

GIS Geological Informatic System – Hệ thống thông tin địa lý

GPS Global Position System – Hệ thống định vị toàn cầu

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

HPGe High Pure Germani: Germani siêu tinh khiết

IAEA International Atomic Energy Agency – Nguyên tử năng quốc tế

ICRP International Commision for Radiological Protection - Ủy ban an

toàn phóng xạ quốc tế

OED Oranization for Europe Cooperration and Development – Tổ chức

hợp tác và phát triển Châu Âu

OECD Oranization for Economic Cooperation and Development – Tổ chức

hợp tác và phát triển kinh tế

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

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.

Tp HCM Thành phố Hồ Chí Minh.

LỜI MỞ ĐẦU

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

nguyên tố phóng xạ. Phóng xạ được phân bố rộng khắp các quyển của trái đất:

thạch quyển, địa quyển, thủy quyển, khí quyển và sinh quyển. Không giống với

các sinh vật khác sống trong môi trường tự nhiên, con người còn sống trong môi

trường nhân tạo: đô thị và làng mạc và môi trường nhân tạo này được xây dựng

từ những vật liệu khác nhau. Những vật liệu này được lấy từ thiên nhiên nên

chúng có chứa các nguyên tố phóng xạ. Trong chu kỳ 24 giờ, con người sống,

sinh hoạt bên trong ngôi nhà của mình nhiều hơn bên ngoài khoảng 80%. Điều

gì sẽ xảy ra nếu các vật liệu cấu trúc nên ngôi nhà có độ phóng xạ cao. Việc

đánh giá liều phóng xạ trong các vật liệu xây dựng do đó trở nên rất quan trọng.

Trên thế giới, vấn đề này đã được nghiên cứu từ những năm 80 của thế kỉ trước

và cũng đã có tiêu chuẩn xây dựng của từng quốc gia. Tại Việt Nam mãi đến

năm 2006, vấn đề này mới thật sự được quan tâm và đi sâu vào nghiên cứu. Đến

năm 2007, Bộ xây dựng đã có quyết định về việc ban hành tiêu chuẩn xây dựng

Việt Nam TCXDVN 397:2007 “Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây

dựng. Mức an toàn trong sử dụng và phương pháp thử”. Phóng xạ trong vật liệu

xây dựng chủ yếu là kali, uranium, thorium và các nhân được tạo thành từ chuỗi

phân rã phóng xạ của chúng, trong đó quan trọng nhất là radium (Ra-226). Sự

có mặt của Ra-226 trong vật liệu xây dựng gây nên một liều chiếu cho những

người sống trong nhà bởi việc hít thở khí radon phân rã từ radium và thoát ra từ

vật liệu xây dựng vào không khí trong nhà. Sự tác động này gây nên những ảnh

hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của con người, đặc biệt là làm gia tăng tỷ lệ

ung thư phổi [30].

Vì những lý do trên, đề tài nghiên cứu của chị Phùng Thị Cẩm Tú, sinh

viên Khoa Lý tốt nghiệp năm 2006 đã tìm thấy trong một số các loại vật liệu

xây dựng như: xi măng, cát, gạch, đá xanh, ngói, đá hoa cương, gạch men … thì

gạch men có độ phóng xạ khá cao? Đây là một câu hỏi cần phải được làm sáng

tỏ. Để đánh giá kỹ càng hơn và làm rõ nghi vấn này. Đề tài: “Xác định hoạt độ

phóng xạ trong gạch men” được thực hiện với khoảng 30 mẫu gạch men ốp, lát

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

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

Bố cục của luận văn:

Luận văn đuợc trình bày theo 4 chương:

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

ảnh hưởng của bức xạ đến con người_mô sống, những ảnh hưởng của radon từ

vật liệu xây dựng đến sức khỏe con người

Chương 2 là phần đối tượng và phương pháp nghiên cứu: trình bày 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.

Chương 3 là phần thực nghiệm: trình bày về quá trình thu thập, xử lý, đo mẫu

và tính toán hoạt độ các nhân phóng xạ quan tâm trong mẫu.

Chương 4 là phần kết quả nghiên cứu: trình bày các kết quả định tính và định

lượng của việc xử lý phổ gamma của mẫu; so sánh kết quả này với một số kết

quả của các nghiên cứu khác trên thế giới.

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

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

xạ có liên quan đến phóng xạ tự nhiên trong gạch men.

Chương 1

TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Nguồn gốc phóng xạ

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

và các nguyên tố khác [29]. Khối lượng nguyên tử tập trung ở phần hạt nhân

nguyên tử mà độ lớn 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

được xem là những nguyên tố siêu urani. Số lượng các nơtron quyết định hạt

nhân có mang tính phóng xạ hay không. Để các hạt nhân ổn định, số lượng

nơtron trong hầu hết mọi trường hợp đều phải lớn hơn số lượng protron một ít.

Ở các hạt nhân ổn định protron và nơtron 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 nơtron

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 sóng điện từ và các dòng phân tử.

Năng lượng đó được gọi là bức xạ.

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

sự phân rã phóng xạ. Hạt nhân nhẹ, với ít proton và nơtron 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 nơtron luôn mất đi 2 proton và 2

nơtron 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 protatini 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 của một tập hợp các hạt nhân phóng xạ được tính bởi số các phân rã

trong nó trong một đơn vị thời gian. 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. Một nguồn phóng xạ có độ lớn bằng điếu thuốc lá

dùng trong một dụng cụ quan trắc phóng xạ có thể có hoạt độ lớn hơn hoạt độ cả

thùng lớn chất thải phóng xạ hàng tỷ lần. 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 - 38 là 2 giờ 52 phút, của radi - 223 là

11,43 ngày, và cacbon - 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 nhân tạo do con người chế tạo bằng

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

1.1.1. Các nguồn phóng xạ tự nhiên: gồm hai nhóm: nhóm các đồng vị

phóng xạ nguyên thủy - có từ khi tạo thành trái đất và vũ trụ và nhóm đồng vị

phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ - được tia vũ trụ tạo ra.

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.

* 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 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 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.

232

230

228

226

224

222

220

218

216

214

212

210

208

Hình 1.1: Họ Thorium (4n)

Ký hiệu: Phân rã Beta

Phân rã Alpha

235

233

231

229

227

225

223

221

219

217

215

213

211

209

207

Hình 1.2: Họ Actinium (4n+3)

238

236

234

232

230

228

226

224

222

220

218

216

214

212

210

208

206

Hình 1.3: 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

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 109năm 1,41 x 1010 năm 1,6 x 103 năm

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

Nhân Chu kỳ bán hủy Hàm lượng/ Hoạt độ tự nhiên 235U 238U 232Th 226Ra 222Rn 40K Đất: 37-1000 Bq/kg 3,82 ngày 1,28 x 1010 năm

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 (4MCi), trong thực vật khoảng 4,8.1011 MBq (13 MCi), trong đại dương khoảng 9.1012 MBq (240 MCi). 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 (3MCi).

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.

Bảng1.2: Các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ

Hoạt độ

5730 năm

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

Nhân T1/2 14C 3H 7Be 0,01 Bq/kg 53,28 ngày Ttvt với N và O

(Ttvt: Tương tác vũ trụ)

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

Na22, S35, Ar37, P32, P33, Mg38, Na24, S38, F18, Cl38, Cl34m.

+ Bức xạ vũ trụ:

Cùng với các nhân phóng xạ tao 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 notron 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 2000m.

/Gy h trên bề mặt

Suất liều điển hình của bức xạ vũ trụ như sau: 0,04

/Gy h ở độ cao 5000m và 3

/Gy h ở độ cao 20 000m.

trái đất, 0,2

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

đạo nhưng tại độ cao khoảng 20 000m thì mức giảm này là 75%. Rõ ràng là có

sự ảnh hưởng của địa từ trường của trái đất và từ trường của mặt trời lên các

bức xạ vũ trụ sơ cấp.

1.2.1. Các nguồn phóng xạ nhân tạo

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

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

sung 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.

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 3.107Sv/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 xạ, các chất thải rắn hay đồng vị phóng xạ nhân tạo đánh

dấu.

1.2. Ảnh hưởng của bức xạ đến con người_mô sống

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 hoá hay ion hoá. 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 hoá, bức xạ alpha, beta, các tia

gamma, tia X và nơtron, đều có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ [29].

Bức xạ alpha

Bao gồm các phần tử nặng mang điện tích dương hoặc các tập hợp gồm

hai proton và hai notron được phát ra bởi các nguyên tử của các nguyên tố nặng

như uran, radi, radon và plutoni. Trong không gian, bức xạ alpha không truyền

xa và bị cản lại toàn bộ bởi một tờ giấy hoặc bởi lớp màng ngoài của da. Tuy

nhiên, nếu một chất phát tia alpha được đưa vào trong cơ thể, nó sẽ phát ra năng

lượng ra các tế bào xung quanh. 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.

Hình1.4: Mức độ đâm xuyên của bức xạ [30]

Bức xạ beta

Bao gồm các electron nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó có thể

thấm sâu hơn. beta có thể bị cản lại bởi tấm kim loại, kính hay quần áo bình

thường và nó có thể xuyên qua được lớp ngoài của da. 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.

Bức xạ gamma

Bức xạ gamma là năng lượng sóng điện từ. Nó đi được khoảng cách lớn

trong không khí và có độ xuyên mạnh. 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.

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.

Bức xạ nơtron

Bức xạ nơtron 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. Nơtron 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 p

araphin. May mắn thay, bức xạ nơtron không tồn tại ở đâu, trừ lò phản

ứng hạt nhân và nhiên liệu hạt nhân.

1.3. Radon – đồng vị dạng khí trơ, rất nguy hiểm

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 < 4pCi/l/năm tương đương 0,148 Bq/l/năm hay 148 Bq/m3/năm. Theo tiêu chuẩn an toàn bức xạ của cơ

quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) nồng độ khí radon trong nhà ở của dân chúng không được vượt quá dải từ 200 đến 600 Bq/m3/năm nghĩa là từ 0,6 đến 1,7 Bq/m3/ngày. Theo luật phóng xạ 944/92 của Trung tâm phóng xạ và an

toàn hạt nhân Phần Lan [16] 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.

Radon trong vật liệu xây dựng

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

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

xạ từ vật liệu xây dựng có thể chia làm 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

222Rn là một phần của chuỗi phân rã của uranium - nhân phóng xạ có

phân rã có thời gian sống ngắn của chúng.

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, phốt phát và những loại đá phiến sét. 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, 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 cũng là các nguồn phát

radon.

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

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

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

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

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

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

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

kiện hiếm hoi khi mà có một lượng lớn thorium tập trung trong vật liệu xây

dựng.

Mối nguy hiểm từ việc hít thở raron do vật liệu xây dựng gây ra. 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 [7] 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.

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

phóng xạ trong vật liệu xây dựng:

- Phóng xạ trong vật liệu xây dựng ở Israel [8]: hoạt độ radi tương đương 18,8-

158,8 Bq/kg sản phẩm chính; 17,5–74,3 Bq/kg vật liệu gắn kết; 17,7–164,5

Bq/kg vật liệu khối và 241,6–761,4 Bq/kg sản phẩm phụ công nghiệp.

- Phương pháp phổ kế gamma ở Ấn Độ [9], Ai Cập [10], Đông Nam Âu [12]

xác định hoạt độ các nhân phóng xạ Ra-226, Th-232, K-40 với detector Hp-Ge

và U-238, U-234 phổ alpha [11]. Phương pháp đo CR-39, LR-115 để xác định

vận tốc xạ khí radon trong vật liệu xây dựng ở Ai Cập [11].

- Phóng xạ trong vật liệu xây dựng ở Jordanian [19], hoạt độ phóng xạ trung

bình 27,7  7,5 cho đến 70,4  2,8 của Ra-226; 5,9  0,67 cho đến 32,9  3,9

của Th-232 và 30,8  0,87 cho đến 58,5  1,5 của K-40. Hoạt độ Ra tương

đương nhỏ hơn 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.

- Kết quả khảo sát đá marble ở Trung Quốc [20], sử dụng phổ kế gamma NaI

(TI), hoạt độ Ra-226, Th-232, K-40 tương ứng là: 8,4-157,4 Bq/kg; 5,6-165,5

Bq/kg; 44,1-1352,7 Bq/kg. Đá marble trắng, xám, đen, xanh và vàng có hoạt độ

Ra, Th, K nhỏ hơn đá marble nâu và đỏ.

- Đá Mã Lay [21], vật liệu xây dựng ở Cameroon [22], 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

[23], 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 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.

Ở Việt Nam, từ sau năm 2006 mới có nhiều nghiên cứu về phóng xạ

trong vật liệu xây dựng. 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 ngày 7 tháng 6 năm 2007. Tiêu chuẩn này quy

định mức hoạt độ phóng xạ tự nhiên của vật liệu xây dựng vô cơ-phi kim từ

nguồn gốc tự nhiên (đá, sỏi, cát, đất,…) hoặc nhân tạo (gạch, ngói, tấm lợp, tấm

ốp, lát, trang trí, xi măng, vữa,…) khi đưa vào công trình xây dựng để bảo đảm

sức khỏe cho người dân, an toàn cho người sử dụng công trình được trình bày ở

phụ lục 1.

Chương 2

ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Gạch men là đối tượng nghiên cứu chính của luận văn. Phương pháp

nghiên cứu hệ phổ kế gamma phông thấp của Trung tâm Hạt nhân Tp HCM.

2.1. Đối tượng nghiên cứu

2.1.1. Nguyên liệu sản xuất gạch men:

Gạch men được cấu tạo gồm 2 phần: phần xương gốm (hay còn gọi là

phần cốt gạch) và phần men, màu được tráng phủ lên bề mặt xương gốm để làm

tăng tính thẩm mỹ và tính năng cơ, lý, hoá của sản phẩm.

Xương gốm [32] được chế biến từ loại đất sét chịu lửa, đất sét dễ chảy…

Ngoài ra để đảm bảo tính năng sử dụng lâu dài, đạt tiêu chuẩn về thành phần

hóa, tăng khả năng chịu nhiệt, tăng khoảng kết nối của bài xương; chống co và

đảm bảo độ nhạy tốt nhất khi sấy, nung; phù hợp với bài men, màu khi tráng

phủ lên bề mặt sản phẩm về nhiệt độ và hệ số giãn nở nhiệt thì trong thành phần

của xương gốm có phối thêm một hàm lượng hợp lý cao lanh, thạch anh, trường

thạch kali. Trong đó cao lanh (kaolin) là một khoáng sản phi kim được hình

thành do quá trình phong hóa của phenpat chủ yếu là octodaz và anbit. Quá trình

phong hóa trên được gọi là quá trình kaolin hóa. Thành phần hóa học Kaolin:

Al2O3.2SiO2.2H2O. Thạch anh thành phần hoá học chủ yếu là Cacbonnat Canxi.

Công thức hoá học: CaCO3. Phần này chủ yếu là đất sét thì không có phóng xạ.

Phần men, màu (mẫu mã và hình thức của gạch). Men [31] sử dụng trong

sản xuất gạch ốp, lát là loại men frít hóa được phủ nhiều lớp trên bề mặt sản

phẩm, tuy nhiên, có thể chia làm 3 lớp cơ bản: Lớp men lót, lớp men nền (đục,

trong và matt), lớp in hoa trang trí (in từ 1 đến nhiều lần). Lớp men lót là lớp

đệm trung gian giữa xương gốm và men nền, vì vậy nó mang sắc thái của xương

gốm và men, đóng vai trò là lớp chuyển tiếp. Sau lớp men lót là lớp men nền

chiếm tỷ trọng lớn, tiếp theo là lớp in hoa trang trí. Mỗi lớp men có vai trò,

nhiệm vụ riêng, nên thành phần của bài men cũng khác nhau. Chúng khác nhau

về chủng loại frít, tỷ lệ frít và các loại nguyên liệu men (đất sét, cao lanh, trường

thạch, thạch anh, zircon, Al2O3…) tham gia vào bài men. Công thức Seger của

men gồm 3 nhóm chính: ôxít bazơ, ôxít axít và ôxít lưỡng tính. Các nhóm này 19

được sắp xếp theo trình tự sau: 1.RO x.Al2O3 y. SiO2 z.B2O3 Trong đó R là biểu

hiện cho các kim loại sau: Pb, K, Na, Ca, Mg, Ba, Li, Zn. Đối với men màu có

thể là Co, Ni, Cu, Mn, Fe. Ôxít lưỡng tính nằm xen kẽ giữa ôxít bazơ và ôxít

axít, nhóm này chủ yếu là Al2O3. Ôxít axít bao gồm SiO2 là chính, ngoài ra có

thể có thêm B2O3. Các mol thành phần của ôxít axít và ôxít lưỡng tính được tính

quy đổi theo chuẩn của ôxít bazơ. Tổng các mol thành phần của các ôxít bazơ

luôn quy về bằng 1. Nguyên liệu men là một hệ phức tạp gồm nhiều ôxít như

Li2O, Na2O, K2O, PbO, B2O3, CaO, ZnO, MgO, Al2O3, Fe2O3, SiO2... được đưa

vào dưới các dạng sau: Nguyên liệu dẻo (plastic): gồm có cao lanh, đất sét

(clay), bột talc (steatit), betonit...; Nguyên liệu không dẻo (nonplastic) dưới

dạng khoáng: gồm có trường thạch, đôlômít, đá vôi, cát...; Nguyên liệu không

dẻo dưới dạng hóa chất công nghiệp: BaCO3, Na2CO3, K2CO3, borax (dân gian

gọi là hàn the), axít boric, Cr2O3, ZnO... hoặc các loại frit. Ngoài 2 nhân tố

phóng xạ là Pb và K thì trong phần men còn có Zr - ZrO2 - chất làm mờ ziricon -

thành phần giúp làm mờ bề mặt men (tương tự như ôxít thiếc); ZrO - chất biến

đổi bề mặt - những vùng đậm nhạt xen kẽ trên mặt men. Chính thành phần này

có kèm nhiều U, Th tạo nên độ phóng xạ cao trong men.

Như vậy độ phóng xạ của gạch men được tạo nên chủ yếu do lớp men

tráng phủ lên bề mặt sản phẩm.

2.1.2. Quy trình sản xuất gạch men:

Bao gồm 13 công đoạn để thành sản phẩm: Đất sét sau khi khai thác

được đem về cho phối liệu trộn đều và nghiền nhỏ. Sau đó tất cả vật liệu được

trộn ướt trong nước rồi đem đi tách lạnh và xấy dẻo. Đến công đoạn cho vật

liệu đổ khuôn, làm sạch và xấy khô sơ bộ tạo ra gạch. Công đoạn khác là tạo

men, men sau khi đã được trộn và phối liệu thì được cho vào tráng phủ bề mặt

gạch. Phần tiếp theo là tạo hình và màu sắc cho men. Gạch đã phủ men này

được cho đi xấy và nung Tunnel để cuối cùng cho ra thành phẩm gạch men.

Quy trình sản xuất này được vẽ lại bằng sơ đồ sau:

Hình 2.1: Sơ đồ sản xuất gạch men

2.2. Phương pháp nghiên cứu

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.

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

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

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

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

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

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

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

mẫu cần đo.

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

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

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

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

khỏi chất nền của mẫu, giúp ta xác định một cách định tính và định lượng các

nhân phóng xạ trong mẫu. 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.

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

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

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

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

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

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

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

trạng thái cơ bản nó có thể phát ra một số tia gamma. Tia gamma là một dạng

của sóng điện từ song có tần số hay năng lượng rất lớn. Khi phân rã gamma hạt nhân ZAX 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 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.

2.2.1. Hệ phổ kế gamma

Hình 2.2: Phổ kế gamma phông thấp

2.2.1.1. 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.

Hình 2.3: Sơ đồ hệ phổ kế gamma phông thấp

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

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

một vài đặc trưng cơ bản của hệ phổ kế: detector HP Ge Model GC-1518,

Canberra USA có các thông số danh định là: hiệu suất tương đối 15%; độ phân

giải năng lượng: 1,8 Kev; tỉ số đỉnh/compton: 45/1 tại vạch năng lượng 1332 Kev của đồng vị Co60. Detector có đường kính 5,34 cm; chiều cao 3,20 cm; thể tích 71,1 cm3. Detector được nuôi bằng nitơ lỏng và được đặt trong buồng chì

giảm phông.

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

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

độ phóng xạ riêng của mẫu chì này tại trung tâm phân tích và môi trường thuộc Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt cho thấy hoạt độ các đồng vị U238, Th232, K40

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.

2.2.1.2. Phông ngoài buồng chì

Bảng 2.1: So sánh các giá trị phông ngoài buồng chì trong phòng phổ kế

E (KeV)

gamma

N2/h(vị trí 2) 282,5 19,7  1870, 4 20,6  594,1 13,7  1063,8 14,9  486, 4 12,6  586,9 12,0  393, 4 9,0 634,6 9,5 2960,6 20,7  N1/h(vị trí 1) 408,8 32,5  2700,1±32,4 864,5 21,1  1525,1 18,3  770,6 20,8  1274, 4 17,8  667,1 26,7  940,11 15,0  4340, 2 30, 4  185 238 609 352 511 583 661 911 1461

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

hai tường gỗ. Dùng hệ phổ kế ổn định đo phông ngoài buồng chì thực hiện với

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

Kết quả đo được trình bày trên bảng đối với các đỉnh năng lượng của U238(185 keV, 352 keV, 609 keV), Th232(238 keV, 538 keV), Cs137(661 keV), K40(1461 keV) và đỉnh 511 keV. Các đỉnh nêu trên thường được sử dụng trong

các phép đo đạc năng lượng sau này.

Bảng 2.1 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 U238,Th232, K40. Giá trị trung bình của chúng là 0,69 0,01

keV. Các đỉnh 611 keV của

Cs137 và đỉnh 511 keV cho các hệ số không trùng với giá trị nêu trên do U238, Th232, K40 có cùng nguồn phông thiên nhiên còn Cs137có nguồn phông thiên

nhiên và nguồn phông từ phòng thí nghiệm khác. 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.

Hạt nhân U238 Th232 U238 U238 Annhilation Th232 Cs137 Th232 K40 Trung bình N2/N1 0,69 0,69 0,70 0,70 0,63 0,67 0,59 0,68 0,68 0,69

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 25

2.2.1.3. Phông trong buồng chì

phổ phông gamma bên trong buồng chì. Bảng 6 trình bày kết quả đo phông

trong buồng chì theo các lần khác nhau.

Qua bảng 2.2 ta thấy phông trong buồng chì rất sạch và ổn định, đặc biệt

là sau khi lót thêm một lớp thiếc vào tháng 1/99 và lớp farafin vào tháng 5/99.

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.

2/99

1/98

5/98

Ngày đo 4/96 12/96 8/97

88,6

99 TGđo(h) 8,03 E(keV) N/h N/h N/h N/h N/h N/h N/h

1,31 2,11

1,35 4,03

27,61 29,31 33,22 28,81 29,71 21,91 13,42 13,91 13,02 13,42 1,63 1,78 2,23 3,97 3,06 2,84 39,01 39,21 39,32 38,31 39,12 4,39 3,72 4,51 3,24 3,13 4,97 0 0 0 0,73 0,92 0 2,18 1,38 2,93 6,57 6,08 6,49

185 238 296 352 511 583 609 661 911 1001 1461

4,03 2,94 0 1,16 2,63 6,65

4,12 2,12 0 0,61 1,68 7,10

99 N/h 26,9 26,91 26,61 9,21 9,22 9,35 1,31 1,30 1,31 2,84 2,81 2,82 36,3 22,13 22,11 3,72 3,72 3,14 2,01 2,01 1,67 0 0 0 0,91 0,91 0,93 1,01 1,01 2,15 4,11 4,11 4,11 Tổng/sec 0,952 0,985 0,963 0,970 0,961 0,919 0,909 0,909

5/99 5/2003 Tỷ số N0/Ntb 9,61 139,11 364,21 394,11 12,44 195,81 316,21 12,31 452,7 165

Bảng 2.2: So sánh các giá trị phông trong buồng chì theo các lần đo khác nhau

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 2.1.

2.2.2. Các đặc trưng của hệ phổ kế gamma

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.

2.2.2.1. Độ phân giải năng lượng (energy resolution)

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

tả theo %.

dH dN

Độ phân giải năng lượng

FWHM

R =

H 0

y/2

FWHM

Hình 2.4: Định nghĩa của độ phân giải của detector.Đối với những đỉnh có

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.

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

Hình 2.5: Hàm đáp ứng đối với những detector có độ phân giải tương đối tốt và

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.

độ phân giải tương đối xấu.

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:

(1)

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

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

vật lý của detector theo chiều bức xạ tới. Sự phụ thuộc nhỏ vào khoảng cách

giữa nguồn và detector vẫn còn vì quãng đường trung bình của bức xạ xuyên

qua detector sẽ thay đổi một ít theo khoảng cách này.

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

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

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

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

được giả thiết trình bày trong hình 2.6 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 28

2.2.2.2. Hiệu suất ghi (detection efficiency)

được ghi. Trong phân bố độ cao xung vi phân, những bức xạ mang năng lượng

toàn phần này được thể hiện bởi đỉnh mà xuất hiện ở phần cuối cao nhất của

phổ. Những bức xạ chỉ mang một phần năng lượng của bức xạ tới khi đó sẽ xuất

hiện ở phía xa bên trái trong phổ. Số bức xạ có năng lượng tổng có thể thu được

bằng tích phân diện tích dưới đỉnh (phần gạch chéo trong hình). Hiệu suất toàn

phần và hiệu suất đỉnh được liên hệ bởi tỉ số “đỉnh-tổng” (peak to total) r

peak



(2)

 

total

dH dN

Đỉnh năng lượng đầy đủ

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%.

Hình 2.6: Đỉnh năng lượng toàn phần trong phổ độ cao xung vi phân

Theo tài liệu của IAEA Tech doc 564 [27], việc tính tỷ số đỉnh/compton thực hiện đối với đỉnh 1332 keV (60Co), phần compton lấy trong miền năng

lượng từ 1040 keV đến 1096 keV.

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

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

keV bằng 15106, do đó số đếm trung bình trên 1 kênh là 53,7 và tỷ số

đỉnh/Compton =2527/53,7 = 47/1.

2.2.2.3 Tỷ số đỉnh/compton

2.2.1.4. Giới hạn phát hiện dưới LD và giới hạn dò AD

E (KeV)

Giới hạn phát hiện (Bq)

Đồng vị 238U 232Th 226Ra 137Cs 40K

186 238; 583 186; 295; 352; 609 661 1461

0,35 0,08 0,08 0,05 1,50

Bảng 2.1: Giới hạn phát hiện của phổ kế gamma khi chưa che thiếc và farafin

Bảng 2.4: Giới hạn phát hiện của phổ kế gamma khi che thêm thiếc và farafin

E (KeV)

Giới hạn phát hiện(Bq)

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

46,6 63,3 1001 238 583 186 295 352 609 795 661 1461

0,01305 0,03485 0,16217 0,00155 0,00054 0,04222 0,00065 0,00265 0,00091 0,00512 0,03512 0,02874

(3)



2,71 4,65 

Giới hạn phát hiện dưới LD :

 B

(4)

Giới hạn phát hiện

T Bq (

)

AD L C 

* / * * 



Trong đó:

 : sai số tại phông của đỉnh quan tâm, T là thời gian đo, 

là hiệu suất ghi của phổ kế tại đỉnh quan tâm, p là cường độ chùm tia gamma

*   e 

quan tâm,

: diện tích đỉnh (5)

 



* / (1 

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 2.3, 2.4.

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.

vào buồng chì

2.2.3. Các đồng vị phóng xạ quan tâm

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

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

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 Thori (hình 1.1) có một số đồng vị đạt cân bằng với 232Th và phát ra các tia gamma năng lượng thích hợp để đo 232Th. Hai đồng vị thường được sử dụng là 212Pb (238 keV, 42,60%), 208Tl (583,2 keV,

84,50%).

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

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

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

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

nó.

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

Bảng 2.5: Các đồng vị được xác định bằng hệ phổ kế gamma phông thấp

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 chuỗi phân rã của 238U (hình 1.2) 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 kỉ 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 năng lượng 63,3 keV (4,49%) và 92,6 keV (5,16%) còn 234mPa

phát các tia gamma năng lượng 766,6 keV (0,21%) và 1001,2 keV (0,59%). Tia

1001,2 keV có cường độ yếu; tia 92,6 keV bị trùng với tia X của thori (93,3 keV ) còn tia 766,6 keV bị trùng với tia 768,4 keV của 214Bi. Do đó chỉ còn lại tia

63,3 keV có thể sử dụng để phân tích. Đối với các mẫu môi trường có hàm lượng 238U không vượt quá 20 ppm (240 Bq/kg), muốn phân tích chúng cần khối

lượng mẫu lớn. Khi đó, việc đo tia gamma 63,3 keV gặp phải hai khó khăn: Thứ

nhất, đỉnh 63,3 keV nằm trên nền phông cao của phổ gamma trong miền năng

lượng thấp. Thứ hai, tia gamma 63,3 keV bị hấp thụ mạnh trong mẫu đo có thể

tích lớn. Nhiều công trình nghiên cứu đã được tiến hành để khắc phục hai khó

khăn trên bằng nhiều cách tiếp cận khác nhau, cả lý thuyết lẫn thực nghiệm.

Buồng chì của hệ phổ kế gamma của trung tâm hạt nhân TP HCM đã được cải

tạo bằng cách lót thêm thiếc, farafin và đồng vào bên trong để tạo nên phông

thấp, giảm mạnh các đỉnh năng lượng trong miền gamma mềm dưới 100 keV,

nhờ đó đỉnh năng lượng 63,3 keV vượt hẳn lên trên nền phông và cho phép xác

định diện tích đỉnh 63,3 keV với sai số thống kê dưới 5%. Hiệu ứng hình học và

hiệu ứng tự hấp thụ tia gamma 63,3 keV trong mẫu khi mẫu có thể tích lớn cũng đã được hiệu chỉnh. Nhờ đó việc phân tích 238U bằng đỉnh 63,3 keV khá thuận

lợi với kết quả có độ tin cậy cao.

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

định các đồng vị phóng xạ trong gạch men.

Chương 3

THỰC NGHIỆM

3.1. Chuẩn bị mẫu

3.1.1. Thu thập mẫu

Các mẫu gạch men được chọn mua ở các cửa hàng vật liệu xây dựng với

mức độ nhẵn bóng khác nhau. Mẫu lấy có khối lượng từ 1.5kg-2 kg, đánh dấu

ký hiệu từ G1 đến G30 và sau đó được vận chuyển về phòng thí nghiệm.

G10

G11

G12

G13

G14

G15

G16

G17

G18

G19

G20

G21

G22

G23

G24

G25

G26

G27

G28

G29

G30

Hình 31: Các mẫu vật liệu xây dựng

3.1.2. Xử lý mẫu

Các mẫu gạch men được rửa sạch bẩn và để khô ở nhiệt độ phòng. Sau

đó được đập vụn rồi nghiền nhỏ bằng máy nghiền li tâm của trung tâm hạt nhân

Tp. Hồ Chí Minh: Cho mẫu vào 2 cối đựng, sau đó cho thêm từ 5 đến 7 viên bi

zircon vào mỗi cối rồi đậy kín, lắp cối vào máy. Mỗi mẫu được nghiền trong 5

phút. Khi máy quay, các viên bi zircon sẽ nghiền nát mẫu thành các hạt mịn và

đảm bảo không làm bẩn mẫu vì các viên bi này rất cứng. Sau mỗi lần nghiền bi

thường bị các hạt mẫu mịn bám vào do hiệu ứng tĩnh điện trong quá trình ma sát

với mẫu tạo ra. Để các mẫu nghiền sau không bị bẩn ta phải rửa cối và bi: sau

khi đã lấy hết mẫu ra, cho các viên bi bị bẩn vào cối rồi đổ đầy cối “cát rửa

cối”(là zercon ZrSiO4 khô, cứng, mịn) sau đó cho máy chạy trong 5 phút (bằng

thời gian nghiền mẫu), cát này sẽ làm sạch hoàn toàn cối và bi.

Máy nghiền mẫu

Cối, bi, mẫu đá và rây 1/10mm

Bi và cối bị bẩn sau khi nghiền mẫu Bi đã được làm sạch

Hình 3.2: Quá trình nghiền mẫu

Các mẫu sau khi được nghiền nhỏ cùng với cát, xi măng (đã mịn sẵn)

được rây 1 lần nữa qua rây 1/10mm để chọn các hạt mẫu có kích cỡ đồng đều,

tiện cho việc đo đạc.

Tất cả các mẫu được đem cân, lấy khoảng 450g-650g. Thực hiện việc

“nhốt mẫu” từ ngày 01/03/08: 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.

Mẫu ban đầu Mẫu nhốt đã đánh dấu ký hiệu

Sơ đồ xử lý mẫu:

MẪU

Để khô tại nhiệt độ phòng

Nghiền và rây 1/10 mm

Phần nhỏ hơn 1/10 mm

Loại bỏ phầ

Trộn đều đóng hộp nhốt

hơn 1/10 m

n lớn m

Đo mẫu

Hình 3.3: Hộp đựng mẫu 3π

Hình 3.4: Lưu đồ xử lý mẫu

Ký hiệu, tên, khối lượng cụ thể của từng mẫu được trình bày trong bảng sau:

Ngày đo

STT Ký hiệu

Nhãn hiệu

WDD20(1) 25507(2) 5007(3) NY 4127G(5) HL 2403(3) HT 2502(3) 2507(4) HT2503(3) T4092(4) 4111(5) 2532(3)

G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 WGT67 DPG(1) G13 WKCA DPG(1) G14 G15 G16 G17 G18 G19 G20 G21 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G28 G29 G30

4109G(5) 3824K(6) 3054(6) 3054 BK(9) 8302(8) W07LH(7) Y08LH(7) AD2505(3) 3285(8) 3005(8) 3023(8) 3275(8) 3208(8) 3106(8) 3128(8) BK 4006(9) 4003G8

Khối lượng (g) 600 550 600 650 600 650 600 600 625 625 610 500 590 600 730 610 625 560 600 490 550 620 600 650 680 650 600 625 600 600

07/05/08 21/04/08 29/02/08 02/04/08 04/03/08 13/03/08 02/03/08 30/03/08 26/04/08 24/04/08 29/03/08 05/04/08 06/05/08 05/04/08 12/03/08 09/04/08 26/04/08 23/04/08 05/03/08 25/04/08 29/03/08 08/03/08 04/04/08 12/03/08 07/03/08 28/03/08 06/03/08 03/04/08 04/04/08 01/03/08

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Thời gian đo (giây) 36000 36000 36000 30600 36000 36000 36000 36000 31871 36000 33125 36000 36000 27345 36000 18960 36000 36000 26527 36000 36000 36000 36000 36000 36000 18000 36000 62142 19800 36000

(7) Prime Group (8) Ý Nga (9) Vicera

(4) Taroma (5) Nhà Ý (6) Hải Hà

(1) American Home (2) Thanh Thanh (3) Vitaly

Bảng 3.1: Ký hiệu, tên, khối lượng 30 mẫu gạch men

3.2. ĐO MẪU

Việc đo phóng xạ các mẫu gạch men được thực hiện trên phổ kế gamma

phông thấp trong thời gian 10 giờ để lấy đủ thống kê diện tích đỉnh của các

đồng vị quan tâm.

3.2.2. Chuẩn phóng xạ

Để xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ trong các mẫu gạch men 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 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 là uran IAEA (740g), kali IAEA (825g), thori

IAEA (690g), cesi IAEA375 (760g) nhốt ngày 14/3/2008 đựng trong hộp nhựa

cùng kiểu với hộp nhựa đựng mẫu và được đo trong 10 giờ.

3.2.3. Phương pháp tính toán hoạt độ của mẫu

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

)) /

thức:

(6)

*exp( 0.693( t 



t c

C c

T i

N Mm c * m Nc Mm

Trong đó:

Cm: hoạt độ phóng xạ của mẫu (Bq/kg) Cc: hoạt độ phóng xạ của chuẩn Nm: vận tốc đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích trong mẫu Nc: vận tốc đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích trong chuẩn Mm: khối lượng của mẫu cần phân tích Mc: khối lượng của chuẩn tm: thời gian đo mẫu tc: thời gian đo chuẩn Ti: chu kỳ bán rã của đồng vị cần đo

3.2.4. Sai số của phương pháp đo

Việc đánh giá sai số trong kết quả phân tích phụ thuộc vào các tham số

như sai số diện tích đỉnh gamma của mẫu chuẩn, sai số diện tích đỉnh của mẫu

3.2.1. Cách đo

đo, sai số khối lượng của mẫu đo và mẫu chuẩn, sai số do nhiễm bẩn trong quá

trình xử lý mẫu…

Sai số tương đối của phương pháp được xác định theo công thức sau:



(7)

 N N

 M M

 C C

   

   

   

   

   

   

   

   

   

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:

(8)

A Dm

  Cm

Trong đó:  là độ lệch chuẩn của các giá trị tương ứng ở công thức 6.

DA (%) là sai số diện tích đỉnh của mẫu đo, tra từ phụ lục 2.

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:





[17] (9)

1 

300

200

3000

C Ra BqKg

C Th BqKg

C K BqKg

3.2.5. Công thức tính chỉ số Index

3.2.6. Công thức tính hoạt độ Ra tương đương

Raeq = CRa+ 1,43 CTh+ 0,077CK [25] (10)

Kích thước căn phòng

Bề dày và khối lựong riêng của vật liệu

Thời gian sinh hoạt trong nhà/năm

Hệ số chuyển đổi

4m x 5m x 2,8m 20 cm, 2350 kg m-3 (bê tông) 7000 h 0,7 Sv Gy-1 50 nGy h-1

3.2.7. Công thức tính liều hiệu dụng trung bình hàng năm [17]

Phông Suất liều hiệu dụng cho từng đồng vị (nGy h-1)/ Bq kg-1 Các cấu trúc gây ra liều bức xạ trong nhà

Sàn, trần, tường (toàn bộ căn phòng)

Ra226 0,92

Th232 1,1

K40 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 4

KẾT QUẢ

Xử lý phổ gamma

Quá trình xử lý phổ gamma và tính toán kết quả được thể hiện qua sơ đồ sau: 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 4.1: Quá trình xử lý phổ gamma

4.1. 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 được trình bày ở hình 4.2, 4.3 đặc trưng cho mẫu gạch men có số

đếm nhỏ nhất và lớn nhất, các phổ còn lại phụ lục 2.

4.2. Phân tích định lượng hoạt độ phóng xạ

Diện tích đỉnh phổ được tính toán một cách tự động bằng chương trình

GAMMAW nhờ việc chuyển dữ liệu từ phổ MCA vào GAMMAW bằng

chương trình SPECDAC.

Khi đã có các số liệu về diện tích đỉnh phổ, sử dụng công thức (6) để tính

toán hoạt độ của các nhân phóng xạ quan tâm đã được trình bày trong bảng 2.5

cùng với đỉnh năng lượng tương ứng bằng các chương trình chuyên dụng.

Bảng 4.1 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 gạch men đối với căn phòng 4mx5mx2,8m loại 1

(tường, trần và sàn đều lát men), loại 2 (trần và tường), loại 3 (chỉ sàn), loại 4 (4

bức tường). Trong đó, hoạt độ của nhân Ra-226 được lấy trung bình từ hoạt độ

của nhân này tính cho ba đỉnh năng lượng tương ứng là 295, 352 và 609 keV;

tương tự cho Th-232 từ 2 đỉnh 238 và 583 keV; U-238 đỉnh 63.3 kev; K-40 đỉnh

1461 kev.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. 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.

2. Nguyễn Văn Đỗ, (2006). Các phương pháp phân tích hạt nhân. NXB ĐH

Quốc gia Hà Nội.

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

4. 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.

5. Trần Văn Luyến, (2005). Nghiên cứu nền phông phóng xạ vùng lãnh thổ

nam Việt Nam. Luận án Tiến sĩ Vật lý. Đại học khoa học tự nhiên, đại học

quốc gia Tp HCM.

6. Châu Văn Tạo, (2006). Liều lượng bức xạ ion hóa. NXB ĐH Quốc gia TP

Hồ Chí Minh.

7. 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.

8. K. Kovler, G. Haquin, V. Manasherov, E. Ne’eman, N.Lavi, (2002). Natural

radionuclides in building materials available in Israel. Building and

Environment, pp. 531-537.

9. Viresh Kumar, T. V. Ramachandran and Rajendra Prasad, (1999). Natural

raioactivity of Indian building materials and by-products. Applied Radiation

and Isotopes, pp.93-96.

10. 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.

11. A. F. Hafex, 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, pp. 291-298.

12. 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.

13. L. Xinwei, (2007). Radioactivity level in Chinese building ceramic tile.

Radiation Protection Dosimetry Advance Access published online on

October 6, 2007.

14. Tạp chí Xây dựng, số 7-2007.

15. 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.

16. Mika Markkanen, (1995). Radiation dose assessments for materials with

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

17. 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.

18. EPA (United states Environmental protection Agency), (2003). EPA

Assessment of risks from radon in home.

19. J.Al-Jundi, W. Salah, M.S.Bawa’aneh, F. Afaneh, (2005). Exposure to

radiation from the natural radioactivity in Jodanian building materials.

20. Lu Xinwei, (2007). Radiometric analysis and radiological hazards of

Chinese commercial marble. Radiation Effects and Defects in Solids,

pp.455-462.

21. 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.

22. Ngachin M, Garavaglia M, Giovani, (2007). Assessment of natural

radioactivity and associated radiation hazards in some Cameroonian

building materials. Radiation Measurements, pp. 61-67.

23. 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.

24. N. Q. Huy, Tran Van Luyen, (2005). Study on external exposure doses from

terrestrial radioactivity in Southern Viet nam. Radiation Protection

Dosimetry Advance Access published.

25. Beretka J, Mathew P J, (1985). Natural radioactivity of Australian building

materials, industrial wates and by-product. Heath, Phys, pp.87-95.

26. www.radon.com

27. www.IAEA.org

28. www.EPA.gov

29. www.varansa.org.vn

30. www.uic.com.au/ral.htm

31. vi.wikipedia.org/wiki/Men_gốm

32. www.moc.gov.vn/Vietnam//Management/Building_materials/30492006031

01029000/

Phụ lục 1

tiªu chuÈn x©y dùng viÖt nam

tcxdvn 397:2007

ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng - Møc an toμn trong sö dông vμ ph−¬ng ph¸p thö Natural radioactivity of building materials (cid:31) levels of safety and test methods

Hμ Néi, 2007

Lêi nãi ®Çu

Tiªu chuÈn TCXDVN 397:2007 "Ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng - Møc an toμn trong sö dông vμ ph−¬ng ph¸p thö " ®−îc Bé X©y dùng ban hμnh theo

QuyÕt ®Þnh sè 24/ 2007/ Q§-BXD ngμy.7.th¸ng..6.n¨m 2007. tiªu chuÈn x©y dùng viÖt nam TCXDVN

397:2007

Ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng (cid:31)

Møc an toμn trong sö dông vμ ph−¬ng ph¸p Thö

Natural radioactivity of building materials – levels of safety and test

methods

1. Ph¹m vi ¸p dông:

Tiªu chuÈn nμy quy ®Þnh møc ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng v« c¬-phi kim tõ

nguån gèc tù nhiªn (®¸, sái, c¸t, ®Êt,(cid:31)) hoÆc nh©n t¹o (g¹ch, ngãi, tÊm lîp, tÊm èp, l¸t, trang trÝ, xi

m¨ng, v÷a,(cid:31)) khi ®−a vμo c«ng tr×nh x©y dùng ®Ó b¶o ®¶m søc khoÎ, an toμn cho ng−êi sö dông

c«ng tr×nh.

2. Tμi liÖu viÖn dÉn:

TCVN 6398 -10:2000 (ISO 31-10:1992) §¹i l−îng vμ ®¬n vÞ ®o (cid:31) PhÇn 10: Ph¶n øng h¹t nh©n vμ

bøc x¹ ion ho¸.

TCVN 6866:2001 Antoμn bøc x¹ - Giíi h¹n liÒu ®èi víi nh©n viªn bøc x¹ vμ d©n chóng.

C¸c nguyªn t¾c an toμn phãng x¹ liªn quan ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng - An

toμn phãng x¹ 112, Uû ban ch©u ¢u, 1999.

3.ThuËt ng÷, ®Þnh nghÜa 3.1. Ho¹t ®é phãng x¹ (A):

Lμ gi¸ trÞ kú väng cña sè dÞch chuyÓn h¹t nh©n ngÉu nhiªn tõ mét tr¹ng th¸I n¨ng l−îng cô thÓ

(dN), x¶y ra trong mét trong thêi gian ng¾n (dt) cña mét l−îng h¹t nh©n, trong mét ®¬n vÞ thêi

gian: A = dN/dt

Theo hÖ SI, ®¬n vÞ cña ho¹t ®é phãng x¹ lμ gi©y mò trõ mét (s-1), ®−îc gäi lμ Becquerel (Bq).

3.2. Ho¹t ®é phãng x¹ riªng (Cj) cña h¹t nh©n phãng x¹ j :

Lμ ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn cña h¹t nh©n phãng x¹ j trong mÉu chia cho khèi l−îng cña mÉu

®ã, ®¬n vÞ ®o lμ Bq/kg. Ho¹t ®é phãng x¹ riªng Cj ®èi víi vËt liÖu x©y dùng bao gåm ho¹t ®é

phãng x¹ cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ Radi, Thori vμ Kali (C Ra , C Th vμ C K ).

3.3. ChØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I): Lμ chØ sè ph¶n ¸nh ho¹t ®é phãng x¹ tæng hîp

cña c¸c ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn riªng C Ra , CTh vμ C K cña vËt liÖu. ChØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an

toμn (I) lμ ®¹i l−îng kh«ng thø nguyªn.

3.4. LiÒu hiÖu dông (E): Lμ ®¹i l−îng ph¶n ¸nh ¶nh h−ëng cña phãng x¹ lªn sinh vËt sèng,

theo TCVN 6866:2001 ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:

W H .T

 

Trong ®ã: WT lμ träng sè m« T vμ HT lμ liÒu t−¬ng ®−¬ng cña m« T.

§¬n vÞ cña liÒu hiÖu dông lμ J/kg vμ ®−îc gäi lμ Sievert (Sv). Trong thùc tÕ cßn sö dông ®¬n vÞ

nhá h¬n lμ mili Sievert (mSv). 4. Quy ®Þnh møc ho¹t ®é phãng x¹ cña vËt liÖu x©y dùng.

C¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn trong vËt liÖu x©y dùng chñ yÕu gåm c¸c h¹t nh©n phãng x¹

Ra®i-226, Thori-232 vμ K-40.

C¨n cø ®Ó x¸c ®Þnh møc phãng x¹ cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn cña vËt liÖu x©y dùng lμ

møc phãng x¹ cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn (Ra-226, Th-232 vμ K-40) cña vËt liÖu x©y

dùng ®−îc thiÕt lËp trªn c¬ së liÒu hiÖu dông ®èi víi d©n chóng do vËt liÖu x©y dùng g©y ra kh«ng

v−ît qu¸ 1 mSv/n¨m, th«ng qua chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I), kh«ng tÝnh khÝ Radon, kh«ng

tÝnh tíi sù ®ãng gãp cña ph«ng phãng x¹ m«i tr−êng.

Møc ho¹t ®é phãng x¹ an toμn cña vËt liÖu x©y dùng sö dông ®−îc ®¸nh gi¸ th«ng qua chØ sè

ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I) theo quy ®Þnh ë b¶ng 1.

B¶ng 1 . Møc ho¹t ®é phãng x¹ an toμn cña vËt liÖu x©y dùng

§èi t−îng ¸p dông

Gi¸ trÞ chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn

C«ng thøc tÝnh chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (theo ®èi t−îng ¸p dông ®−îc thÓ hiÖn lμ I1 , I 2 vμ I 3 )

(I 1 , I2 vμ I3)

4.1 Dïng x©y nhμ

4.1.1

S¶n phÈm vËt liÖu x©y dùng khèi l−îng lín dïng x©y nhμ

I 1  1

VËt liÖu san lÊp nÒn nhμ vμ nÒn gÇn nhμ

+

4.1.2

+C Th/200

I 1=C Ra/300 C K/3000

I 1  6

4.1.3

VËt liÖu sö dông x©y nhμ víi bÒ mÆt hay khèi l−îng h¹n chÕ (vÝ dô t−êng máng hay l¸t sμn, èp t−êng)

4.2 X©y dùng c¸c c«ng tr×nh ngoμi nhμ

VËt liÖu sö dông khèi l−îng lín trong x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng, thuû lîi(cid:31)

I 2  1

+

+C Th/500

I 2=C Ra/700 C K/8000

4.2.1 4.2.2

Khi ®−îc sö dông nh− vËt liÖu èp, l¸t c«ng tr×nh

I 2  1,5

4.3 Dïng cho san lÊp

I 3  1

+

+C Th/1500

I 3=C Ra/2000 C K/20000

I 3 >1

4.3.1 4.3.2

VËt liÖu dïng cho san lÊp (kh«ng thuéc môc 4.1) VËt liÖu kh«ng dïng cho san lÊp, cÇn ®−îc tån chøa

Chó thÝch: CRa , C Th, C K lμ c¸c ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ t−¬ng øng Radi- 226, Thori-232 vμ Kali-40 cña vËt liÖu x©y dùng.

TCXDVN 397:2007

5. Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña vËt liÖu

5.1 . Nguyªn t¾c:

Ph−¬ng ph¸p x¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña vËt liÖu x©y dùng lμ ph−¬ng ph¸p phæ kÕ

gamma ®o bøc x¹ gamma tù nhiªn theo c¸c møc n¨ng l−îng kh¸c nhau ®Ó x¸c ®Þnh ho¹t ®é

phãng x¹ riªng cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ U (Ra), Th vμ K cã trong vËt liÖu.

Ho¹t ®é phãng x¹ cña vËt liÖu x©y dùng ®−îc x¸c ®Þnh dùa trªn nguyªn t¾c ®o c−êng ®é c¸c møc

n¨ng l−îng bøc x¹ gamma ®¹i diÖn cho c¸c h¹t nh©n phãng x¹ U(Ra), Th vμ K cã trong vËt liÖu

vμ so chóng víi mÉu chuÈn cña m¸y ®o, tõ ®ã x¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña chóng.

5.2. ThiÕt bÞ ®o phæ kÕ gamma:

5.2.1. CÊu t¹o, nguyªn lý ho¹t ®éng:

H×nh1 chØ ra s¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o cña hÖ phæ kÕ gamma. HÖ phæ kÕ gamma thÝch hîp

®Ó x¸c ®Þnh chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ lμ phæ kÕ gamma sö dông ®Çu dß nhÊp nh¸y NaI(Tl) hoÆc

c¸c lo¹i ®Çu dß kh¸c cã ®é ph©n gi¶i n¨ng l−îng tèt h¬n. §Çu ®o (1) lμ ®Çu dß nhÊp nh¸y NaI(Tl).

Hép cao ¸p (2) lμ nguån cÊp cao ¸p cho ®Çu ®o. Bøc x¹ gamma ph¸t ra tõ mÉu vËt liÖu cÇn ®o

(5) ®−îc ®Çu ®o (1) ghi nhËn vμ ®−îc biÕn ®æi thμnh tÝn hiÖu ®iÖn. TÝn hiÖu nμy ®−îc khuÕch ®¹i ë

khèi tiÒn khuÕch ®¹i vμ khuyÕch ®¹i (3). TiÕp ®ã tÝn hiÖu sÏ ®−îc khuyÕch ®¹i vμ xö lý bªn trong

m¸y ®Ó ph©n lo¹i vμo mét trong ba cöa sæ n¨ng l−îng ®¹i diÖn cho nh©n phãng x¹ U(Ra), Th vμ

K. Sö dông ph−¬ng ph¸p ph©n tÝch 3 thμnh phÇn ®Ó x¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c nh©n

phãng x¹ U(Ra), Th vμ K cã trong mÉu ®o. KÕt qu¶ ph©n tÝch ®−îc hiÓn thÞ trong khèi ph©n tÝch

hiÖn sè (4). KÕt qu¶ hiÖn sè lμ ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c nh©n phãng x¹ U(Ra), Th vμ K (®¬n vÞ

Bq/kg).

1- §Çu ®o 2- Hép cao ¸p 3- Khèi tiÒn khuÕch ®¹i vμ khuÕch ®¹i

4- Khèi ph©n tÝch hiÖn sè 5- VËt ®o

H×nh 1. S¬ ®å nguyªn lý cÊu t¹o thiÕt bÞ phæ kÕ gamma

TCXDVN 397:2007

5.2.2. Yªu cÇu ®èi víi thiÕt bÞ:

HÖ phæ kÕ gamma ph¶i b¶o ®¶m c¸c yªu cÇu sau:

- D¶i n¨ng l−îng bøc x¹ gamma ghi nhËn tõ 0,1 ®Õn 3 MeV (Mega electron volt);

- Bé c¸c mÉu chuÈn ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn Ra-226, Th-232 vμ K-

40 ®· ®−îc ®¨ng kiÓm quèc gia hoÆc quèc tÕ.

- ThiÕt bÞ ®o ®−îc kiÓm tra ®¨ng kiÓm quèc gia phï hîp víi Chøng chØ ®o l−êng quèc gia, cã Quy

®Þnh h−íng dÉn thùc hiÖn ®o vμ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶.

5.3. TiÕn hμnh ®o:

- ChuÈn bÞ thiÕt bÞ ®Ó ®o theo Quy ®Þnh h−íng dÉn vËn hμnh thiÕt bÞ. §o kiÓm tra ho¹t ®éng cña

thiÕt bÞ víi mÉu chuÈn, sai sè gi÷a 2 lÇn ®o kh«ng v−ît 5%.

-TiÕn hμnh ®o ho¹t ®é phãng x¹ tù nhiªn theo Quy ®Þnh h−íng dÉn vËn hμnh thiÕt bÞ.

5.4. §o t¹i hiÖn tr−êng:

5.4.1. Ph¹m vi ¸p dông:

Ph−¬ng ph¸p hiÖn tr−êng dïng ®Ó ®¸nh gi¸ s¬ bé ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña nguyªn liÖu vμ s¶n

phÈm vËt liÖu x©y dùng.

5.4.2. C¸c vÞ trÝ ®o:

5.4.2.1. §o vËt liÖu rêi t¹i kho, b·I, má:

- T¹i c¸c ®èng liÖu h×nh c«n hay ®èng liÖu tr¶I dμi: ®o theo chu vi mÆt c¾t ngang víi kho¶ng c¸ch

kh«ng lín h¬n 10m, chiÒu cao cña mÆt c¾t ngang so víi ®¸y ®èng kh«ng nhá h¬n 1m.

- T¹i má: ®o ë c¸c ®iÓm c¾t lé tuyÕn 10x10m.

5.4.2.2. §o vËt liÖu x©y dùng rêi trªn c¸c ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn:

- VÞ trÝ ®o ë kho¶ng c¸ch kh«ng Ýt h¬n 1m c¸ch thμnh ph−¬ng tiÖn vËn chuyÓn, sè ®iÓm ®o nh−

+ Trªn c¸c toa ®−êng s¾t- kh«ng Ýt h¬n 2 ®iÓm/toa;

+ Trªn «t« - 1 ®iÓm ë gi÷a thïng xe;

+ Trªn tμu thuû (cid:31) kh«ng Ýt h¬n 2 ®iÓm däc theo trôc tμu.

5.4.2.3. §o s¶n phÈm vËt liÖu x©y dùng:

- T¹o khèi h×nh hép ®¸y 1,2x1,2m cao 0,5m tõ c¸c s¶n phÈm ®ã hay chän côm s¶n phÈm (palÐt)

cã kÝch th−íc nªu trªn nh−ng ®−îc xÕp ®Æc xÝt vμ ®o kiÓm tra ë chÝnh gi÷a mÆt trªn cña ®èng s¶n

phÈm ®ã.

5.4.3.TiÕn hμnh ®o b»ng c¸ch ®Æt ®Çu ®o cña m¸y ®o phãng x¹ vμo ®iÓm ®o trªn bÒ mÆt ph¼ng

cña vËt liÖu. BÒ mÆt ®−îc coi lμ ph¼ng khi kÝch th−íc låi (lâm) kh«ng v−ît ®−êng kÝnh cña ®Çu ®o.

L−u ý: + T¹i mçi ®iÓm ®o tiÕn hμnh kh«ng Ýt h¬n 3 lÇn ®o liªn tiÕp vμ lÊy gi¸ trÞ trung b×nh.

+ §Ó gi¶m ¶nh h−ëng cña chiÕu x¹ bªn ngoμi ®Õn c¸c kÕt qu¶ ®o cÇn ph¶i tiÕn hμnh ®o

®èi t−îng ë c¸ch xa c¸c toμ nhμ, kÕt cÊu, khèi quÆng má, vËt liÖu vμ s¶n phÈm x©y dùng kh¸c

kh«ng Ýt h¬n 20m.

TCXDVN 397:2007

5.4.4. TÝnh kÕt qu¶ ®o:

5.4.4.1. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I) theo c«ng thøc ë môc 4, víi CRa,

CTh, vμ CK, lμ c¸c gi¸ trÞ ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña c¸c nh©n phãng x¹ (Ra-226, Th-232 vμ K-

40) t−¬ng øng ë ®iÓm ®o víi sai sè ®o ®¸nh gi¸ theo ph−¬ng ph¸p ®o, quy ®Þnh trong Quy tr×nh

h−íng dÉn ®o cña thiÕt bÞ.

5.4.5.2. KÕt qu¶ x¸c ®Þnh gi¸ trÞ chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn I cña l« vËt liÖu lμ gi¸ trÞ I cao

nhÊt tõ c¸c ®iÓm kiÓm tra cña l« Êy.

5.4.6. Tr×nh bμy kÕt qu¶ ®o:

Ho¹t ®é phãng x¹ cña tõng nh©n phãng x¹ t¹i c¸c ®iÓm ®o vμ c¸c kÕt qu¶ tÝnh chØ sè ho¹t

®é phãng x¹ an toμn (I ) ®−îc ghi theo biÓu mÉu trong Phô lôc 1 .

5.5. Ph−¬ng ph¸p phßng thÝ nghiÖm (ph−¬ng ph¸p chuÈn):

5.5.1. Ph¹m vi ¸p dông :

Ph−¬ng ph¸p phßng thÝ nghiÖm dïng ®Ó x¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c nh©n phãng

x¹ (Ra-226, Th-232 vμ K-40) cña vËt liÖu trong phßng thÝ nghiÖm cã lo¹i trõ ¶nh h−ëng cña ph«ng

phãng x¹ m«i tr−êng xung quanh.

5.5.2. ThiÕt bÞ vμ dông cô:

- M¸y phæ kÕ gamma phï hîp víi quy ®Þnh trong môc 5.2.

- B×nh ch× gi¶m ph«ng phãng x¹ kÝch th−íc phï hîp thiÕt bÞ ®o;

- Bé hép nhùa kÝch th−íc quy ®Þnh phï hîp thiÕt bÞ ®o, cã n¾p ®Ó ®ùng mÉu vËt liÖu;

- M¸y kÑp hμm ®Ó nghiÒn mÉu;

- Sμng cã kÝch th−íc lç 0,5 mm;

- Tñ sÊy, cho phÐp sÊy ®Õn 120 C;

- C©n kü thuËt cã ®é chÝnh x¸c ®Õn 1 g.

5.5.3. KiÓm tra, chuÈn bÞ vμ chuÈn thiÕt bÞ ®o phãng x¹ ®Ó ®o vμ tiÕn hμnh ®o theo B¶n quy

tr×nh h−íng dÉn thùc hiÖn ®o.

5.5.4. LÊy mÉu, chuÈn bÞ mÉu thö vμ tiÕn hμnh ®o:

- X¸c ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c nh©n phãng x¹ (Ra-226, Th-232 vμ K-40) trong vËt liÖu víi

c¸c mÉu chän tõ c¸c mÉu ®¹i diÖn.

- MÉu ®¹i diÖn cã ®−îc b»ng c¸ch trén ®Òu vμ chia t− kh«ng Ýt h¬n 10 mÉu tõ c¸c ®iÓm lÊy mÉu

nªu trong môc 5.4.2 vμ 5.4.3.

- Tuú theo thÓ tÝch hép chøa mÉu cña thiÕt bÞ ®o phãng x¹ mμ lÊy khèi l−îng mÉu ®¹i diÖn tõ 2,5

®Õn 10 kg, mÉu ®−îc cho vμo bao 2 líp, gi÷a 2 líp ®Æt phiÕu ghi tªn vËt liÖu, tªn c¬ së göi mÉu, vÞ

trÝ vμ ngμy lÊy mÉu.

- MÉu ®¹i diÖn ®−îc lÊy khi nghiÖm thu l« s¶n phÈm phï hîp c¸c quy ®Þnh hiÖn hμnh. MÉu ®−îc

chuÈn bÞ b»ng c¸ch ®Ëp, nghiÒn nhá vËt liÖu x©y dùng. Cho phÐp sö dông c¸c m¶nh vôn cã ®−îc

khi sau khi x¸c ®Þnh ®é bÒn nÐn, uèn, kÐo s¶n phÈm hay c¸c mÉu ®−îc chuÈn bÞ riªng.

- MÉu ®−îc gia c«ng thμnh bét cã kÝch th−íc h¹t ≤0,5 mm. MÉu bét cÇn ph¶i ®ùng trong hép hoÆc

tói kÝn.

- C¸c mÉu ®¹i diÖn ®· lÊy theo quy ®Þnh trªn ®−îc sÊy ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi, sau ®ã cho vμo

c¸c hép chøa vμ c©n x¸c ®Þnh khèi l−îng.

- C¸c hép chøa ®−îc ®Ëy kÝn, ghi nh·n vμ l−u trong phßng trong kho¶ng thêi gian theo b¶n Quy

tr×nh h−íng dÉn c¸ch ®o ho¹t ®é phãng x¹ ®· quy ®Þnh nh»m cã sù æn ®Þnh ho¹t ®é phãng x¹ cña

c¸c h¹t nh©n phãng x¹.

- C¸c hép cã mÉu ®−îc lÇn l−ît ®−a vμo thiÕt bÞ ®o phãng x¹ vμ tiÕn hμnh ®o theo Quy tr×nh

h−íng dÉn ®o ®· ®−îc phª duyÖt.

TCXDVN 397:2007

5.5.5. TÝnh kÕt qu¶ ®o.

5.5.5.1. KÕt qu¶ ®o ho¹t ®é phãng x¹ cña c¸c nh©n phãng x¹ (Ra-226, Th-232, vμ K-40) trong

mÉu ®¹i diÖn lμ gi¸ trÞ ho¹t ®é phãng x¹ riªng trung b×nh (Cj

) cña mçi h¹t nh©n phãng x¹ Cj (

CRa, CTh, CK ) cña Ýt nhÊt 3 mÉu:

Cj =1/n

(3)

Cji

n  1 i 

trong ®ã i = 1,2,(cid:31)n; n lμ sè mÉu vμ Cj ( CRa, CTh , CK) lμ c¸c sè ®o ho¹t ®é phãng x¹ riªng cña

c¸c nh©n phãng x¹ (Ra-226, Th-232, vμ K-40) t−¬ng øng.

§é lÖch b×nh ph−¬ng trung b×nh ( jtb) khi ®o ®−îc tÝnh theo c«ng thøc:



  C

1 



(4)

jtb tb =

KÕt qu¶ x¸c ®Þnh chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I) cña vËt liÖu kiÓm tra theo c«ng thøc

(5)

môc 4, trong ®ã Cj = Cj + j

tb tb

5.5.6. Tr×nh bμy kÕt qu¶ ®o

C¸c kÕt qu¶ kiÓm tra vËt liÖu ®−îc lËp d−íi d¹ng PhiÕu kÕt qu¶ x¸c ®Þnh chØ sè ho¹t ®é

phãng x¹ an toμn cña vËt liÖu nªu trong Phô lôc 1.

TCXDVN 397:2007

Phô lôc 1

PhiÕu kÕt qu¶ x¸c ®Þnh chØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn cña vËt liÖu theo TCXDVN 397:2007

: : : : : :

C¬ quan tiÕn hμnh thÝ nghiÖm: Chøng chØ C¬ quan göi mÉu Tªn mÉu Ngμy giao mÉu Ngμy ®o mÉu ThiÕt bÞ ®o

KÕt luËn

Ho¹t ®é phãng x¹ riªng, Bq/kg CK-40 Th-232

CRa-226 C

ChØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn (I)

KÕt luËn vÒ vËt liÖu:

Phô tr¸ch phßng thÝ nghiÖm

Thñ tr−ëng c¬

Ngμy th¸ng n¨m ThÝ nghiÖm viªn quan

TCXDVN 397:2007

Phô lôc 2 (Tham kh¶o)

B¶ng 1. Kh¶ n¨ng g©y liÒu hiÖu dông v−ît 0,3 mSv/n¨m hay 1 mSv/n¨m do sö

dông mét sè vËt liÖu x©y dùng . VËt liÖu x©y dùng Bªt«ng

Kh¶ n¨ng v−ît 0,3 mSv/n¨m*/§iÒu kiÖn x¶y ra Cã thÓ/ HÇu hÕt ë mäi n¬I khi sö dông khèi l−îng lín

Kh¶ n¨ng v−ît 1 mSv/n¨m**/ §iÒu kiÖn x¶y ra Cã thÓ/NÕu sö dông víi khèi l−îng lín vμ bª t«ng cã chøa nhiÒuxØ lß cao, tro bayhay c¸t tù nhiªn hay®¸ giμu c¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn Kh«ng thÓ/NÕu chØ sö dông lμm t−êng

Bªt«ng bät, nhÑ

G¹ch ®á

Kh«ng thÓ/NÕu chØ sö dông lμm t−êng

Cã thÓ/ NÕu dïng xØ lß cao, tro bay hay vËt liÖu thiªn nhiªn giμu c¸c h¹t nh©n phãng x¹ tù nhiªn Cã thÓ/ NÕu sö dông g¹ch ®á giμu c¸c h¹t nh©n phãng x¹

§¸ thiªn nhiªn

hay th¹ch

Kh«ng thÓ/NÕu ho¹t ®é phãng x¹ thÊp vμ chØ sö dông lμm t−êng Kh«ng thÓ/NÕu sö dông hoμn thiÖn bÒ mÆt, èp l¸t Cã thÓ/NÕu sö dông khèi l−îng lín Kh«ng thÓ/NÕu sö dông hoμn thiÖn bÒ mÆt hay sö dông lμm t−êng

G¹ch silic¸t Kh«ng thÓ/ NÕu ho¹t ®é phãng x¹ thÊp, sö dông khèi l−îng h¹n chÕ (lμm t−êng) Kh«ng thÓ/NÕu sö dông hoμn thiÖn bÒ mÆt, èp l¸t Cã thÓ/NÕu sö dông khèi l−îng lín Kh«ng thÓ / Th¹ch cao thiªn nhiªn Cã thÓ/NÕu sö dông th¹ch cao nh©n t¹o giμu Ra

TÊm khèi cao Chó thÝch * vμ **

ChØ sè ho¹t ®é phãng x¹ an toμn ( I) tÝnh theo c«ng thøc I 1=CRa/300 +C Th/200 + CK/3000

Khi I 1≥ 0,5 ®èi víi: - S¶n phÈm vËt liÖu x©y dùng khèi l−îng lín dïng x©y nhμ, - VËt liÖu san lÊp nÒn nhμ vμ nÒn gÇn nhμ.

Khi I 1≥ 1 ®èi víi: - S¶n phÈm vËt liÖu x©y dùng khèi l−îng lín dïng x©y nhμ, - VËt liÖu san lÊp nÒn nhμ vμ nÒn gÇn nhμ.

Khi I 1≥ 2 ®èi víi: -VËt liÖu sö dông x©y nhμ víi bÒ mÆt hay khèi l−îng h¹n chÕ (vÝ dô t−êng máng hay l¸t sμn, èp t−êng).

Khi I 1≥ 6 ®èi víi: -VËt liÖu sö dông x©y nhμ víi bÒ mÆt hay khèi l−îng h¹n chÕ (vÝ dô t−êng máng hay l¸t sμn, èp t−êng).

Phụ lục 2: Kết quả phân tích định tích phổ gamma 28 mẫu gạch men

Phổ gamma của mẫu G1

3500

Pb-212 (238,6 kev)

3000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

2500

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

2000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

1500

Tl-208 (583.2 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

1000

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

500

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G2

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

6000

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

5000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (270,2 kev)

4000

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

3000

Tl-208 (510.8 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

K-40 (1460,8 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

2000

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G3

8000

Pb-212 (238,6 kev)

7000

Ac-228 (209,3 kev)

6000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

5000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

4000

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

3000

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

2000

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 , 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

1600

1700

1800

1900

2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G4

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

7000

6000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

U-235 (143,8 kev)

5000

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

m ế đ ố S

4000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

3000

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G5

8000

Pb-212 (238,6 kev)

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

6000

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

5000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

4000

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

3000

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ của mẫu G6

4000

Pb-212 (238,6 kev)

3500

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

3000

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

2500

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

2000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

1500

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

1000

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

500

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

-500

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G7

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

Ac-228 (209,3 kev)

7000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

6000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

5000

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

4000

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 (969,0 kev)

3000

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G8

7000

Pb-212 (238,6 kev)

6000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

5000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

4000

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

m ế đ ố S

Tl-208 (583.2 kev)

3000

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

2000

Tl-208 (860,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G9

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

6000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

5000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

4000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

3000

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

2000

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G10

18000

Pb-212 (238,6 kev)

16000

14000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

12000

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

10000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

8000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

6000

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Th-228 (87,3 kev)

4000

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

2000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G11

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

7000

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

6000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

5000

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

4000

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

3000

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

) v e k 3 , 3 6 ( 4 3 2 - h T

K-40 (1460,8 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G13

3500

Pb-212 (238,6 kev)

3000

Ac-228 (209,3 kev)

2500

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

2000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

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)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

1000

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

500

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G14

3000

Pb-212 (238,6 kev)

2500

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

2000

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

1500

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

1000

Th-234 (92,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

500

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

-500

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G15

7000

Pb-212 (238,6 kev)

6000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

5000

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

4000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (270,2 kev)

3000

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

2000

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

K-40 (1460,8 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

1000

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G16

3000

Pb-212 (238,6 kev)

2500

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

2000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

1500

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

1000

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

500

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G17

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

6000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

5000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

4000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

3000

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

K-40 (1460,8 kev)

2000

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G18

4500

Pb-212 (238,6 kev)

4000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

3500

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

3000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

2500

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

2000

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

1500

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

1000

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

500

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G19

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

6000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

5000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

m ế đ ố S

4000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

3000

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

K-40 (1460,8 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G20

9000

Pb-212 (238,6 kev)

8000

Ac-228 (209,3 kev)

7000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

6000

Pb-214 (351,9 kev)

5000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

4000

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

3000

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Tl-208 (860,6 kev)

K-40 (1460,8 kev)

2000

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G21

8000

Pb-212 (238,6 kev)

7000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

6000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

5000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

4000

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

3000

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

2000

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G22

12000

Pb-212 (238,6 kev)

10000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

8000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

6000

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (99,6 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

4000

Ac-228 (969,0 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

2000

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G23

10000

Pb-212 (238,6 kev)

9000

Ac-228 (209,3 kev)

8000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

7000

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

6000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

5000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

m ế đ ố S

Tl-208 (583.2 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

4000

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

3000

Th-228 (87,3 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

2000

Bi-214 (768,4 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

1000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G24

4500

Pb-212 (238,6 kev)

4000

Ac-228 (209,3 kev)

3500

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

3000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

2500

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

m ế đ ố S

2000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

1500

Ac-228 (463,0 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

1000

) v e k 3 , 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

500

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G25

12000

Pb-212 (238,6 kev)

10000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

8000

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

6000

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

4000

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

2000

K-40 (1460,8 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G26

3000

Pb-212 (238,6 kev)

2500

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

2000

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

1500

Bi-214 (609.3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

m ế đ ố S

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

1000

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

500

K-40 (1460,8 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

-500

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G27

18000

Pb-212 (238,6 kev)

16000

14000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

12000

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

10000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

8000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

6000

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Th-228 (87,3 kev)

4000

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Bi-214 (768,4 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

2000

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G29

7000

Pb-212 (238,6 kev)

6000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

5000

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

Pb-214 (351,9 kev)

4000

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

3000

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

2000

Ac-228 (409,5 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

1000

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của G30

12000

Pb-212 (238,6 kev)

10000

Ac-228 (209,3 kev)

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Ac-228 (129,1kev)

8000

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

Pb-214 (295,2 kev)

6000

Ac-228 (270,2 kev)

m ế đ ố S

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

4000

Ac-228 (969,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

2000

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Phổ gamma của mẫu G12

2500

Pb-212 (238,6 kev)

Ac-228 (209,3 kev)

2000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

1500

Pb-214 (295,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Ac-228 (270,2 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

m ế đ ố S

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Ac-228 (463,0 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

) v e k 3 , 3 6 ( 4 3 2 - h T

1000

Th-228 (87,3 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

Bi-212 (727,3 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

500

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Hình 4.2: Kết quả phân tích định tính phổ gamma (số đếm nhỏ nhất).

Phổ gamma của mẫu G28

35000

Pb-212 (238,6 kev)

30000

Ac-228 (209,3 kev)

25000

U-235 (185,7 kev)

U-235 (143,8 kev)

Ac-228 (129,1kev)

20000

) v e k 9 , 4 7 ( 0 3 2 - h T

Pb-214 (351,9 kev)

Ac-228 (338,3 kev)

m ế đ ố S

Pb-214 (295,2 kev)

15000

Ac-228 (270,2 kev)

Bi-214 (609.3 kev)

Tl-208 (583.2 kev)

Ac-228 (969,0 kev)

Ac-228 (99,6 kev)

Tl-208 (510.8 kev)

Ac-228 (911,2 kev)

10000

Ac-228 (463,0 kev)

Th-234 (92,6 kev)

Tl-208 (860,6 kev)

Ac-228 (409,5 kev)

Th-228 (87,3 kev)

Ac-228 (794,9 kev)

Bi-214 (768,4 kev)

) v e k 3 3 6 ( 4 3 2 - h T

5000

Bi-212 (727,3 kev)

K-40 (1460,8 kev)

Bi-214 (1120,4 kev)

Bi-214 (1764,6 kev)

100

200

300

400

500

600

700

800

900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000

Năng lượng

Hình 4.3: Kết quả phân tích định tính phổ gamma (Số đếm lớn nhất).

Bảng 4,1: Hoạt độ, chỉ số Index, hoạt độ Ra tương đương, liều hiệu dụng trung bình hàng năm trong các mẫu gạch men

Liều HDTBHN(1) (mSv)

STT Mẫu

Chỉ số Index

Ra tương đương (Bq/kg)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 7 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 G11 G12 G13 G14 G15 G16 G17 G18 G19 G20 G21 G22 G23 G24 G25 G26 G27 G28 G29 G30

Th-232 (Bq/kg) 67,146  0,91 78,26  2,65 70,25  0,89 83,56  1,06 74,80  1,26 67,83  0,86 84,17  1,02 69,25  0,90 79,33  1,71 168,58  1,33 87,09  1,43 59,19  0,94 58,83  1,11 85,20  1,16 63,77  0,77 93,68  2,78 168,58  1,33 91,23  1,21 79,71  1,13 89,53  1,92 79,34  2,32 103,71  1,08 101,64  1,12 38,90  0,65 102,81  1,07 92,27  1,39 173,34  1,40 192,81  1,10 76,05  1,99 108,27  1,13

K-40 (Bq/kg) 576,08  7,49 745,68  8,95 648,44  8,21 810,09  9,72 778,65  8,57 677,06  8,12 632,11  8,22 711,34  8,54 671,50  8,73 1699,35  13,59 741,14  8,89 546,34  8,20 562,12  7,31 836,40  10,87 524,25  6,29 729,93  11,68 1699,35  13,59 565,55  7,92 767,78  9,98 757,70  9,85 636,79  8,28 833,69  9,17 550,73  7,71 358,71  5,74 547,23  7,11 527,77  9,99 817,23  8,99 664,95  5,98 656,04  11,15 307,07  5,53

Ra-226 (Bq/kg) 58,98  1,58 94,45  1,66 56,08  0,83 60,73  0,92 72,92  0,93 66,63  0,97 72,92  0,93 68,17  1,14 65,89  0,93 131,33  1,73 103,69  1,12 97,59  1,68 101,27  1,15 43,21  37,43 47,22  1,45 150,01  1,76 131,33  1,73 163,30  28,40 105,38  1,31 74,38  1,05 88,18  1,48 173,01  1,75 104,49  1,60 33,26  0,62 108,27  1,38 103,04  1,52 109,78  1,18 85,84  74,34 66,95  1,22 141,56  2,23

0,72 0,95 0,75 0,89 0,88 0,79 0,87 0,81 0,84 1,85 1,03 0,80 0,82 0,85 0,65 1,21 1,85 1,19 1,01 0,95 0,90 1,37 1,04 0,42 1,06 0,98 1,51 1,47 0,82 1,12

199,36 263,78 206,47 242,60 239,84 215,76 241,96 221,97 231,04 503,25 285,30 224,30 228,68 229,45 178,78 340,18 503,25 337,31 278,48 260,75 250,67 385,51 292,24 116,51 297,43 275,62 420,58 412,76 226,22 320,03

1(a) 2 0,85 1,14 0,89 1,04 1,04 0,93 1,03 0,96 0,99 2,17 1,23 0,97 0,99 0,98 0,76 1,47 2,17 1,45 1,21 1,11 1,07 1,67 1,23 0,50 1,26 1,17 1,75 1,69 0,97 1,34

(b) 3 0,82 0,63 0,75 0,74 0,67 0,74 0,69 0,71 1,55 0,88 0,70 0,71 0,70 0,55 1,05 1,55 1,04 0,87 0,80 0,77 1,20 0,89 0,36 0,90 0,84 1,25 1,20 0,69 0,96 0,00

(c) 4 0,22 0,29 0,23 0,27 0,26 0,24 0,26 0,24 0,25 0,55 0,31 0,25 0,25 0,25 0,19 0,38 0,55 0,37 0,31 0,28 0,27 0,43 0,32 0,13 0,32 0,30 0,45 0,43 0,25 0,35

(d) 0,11 0,14 0,11 0,13 0,13 0,12 0,13 0,12 0,12 0,27 0,16 0,12 0,13 0,12 0,10 0,19 0,27 0,19 0,15 0,14 0,14 0,21 0,16 0,06 0,16 0,15 0,22 0,21 0,12 0,17

U-238 (Bq/kg) 83,68  6,36 110,50  7,85 52,66  3,90 82,94  7,13 121,95  7,56 76,50  5,13 105,21  6,31 92,95  5,76 70,44  5,42 191,13  8,79 132,31  6,75 112,27  6,62 91,63  5,77 77,17  7,02 42,13  3,24 142,6  9,41 191,13  8,79 156,67  8,30 169,05  9,64 76,35  5,88 98,44  6,20 218,65  8,96 76,77  5,68 31,00  2,82 122,97  7,13 101,29  8,51 206,98  9,93 178,72  7,51 95,07  7,70 201,81  9,49

(d) Phòng tường lát gạch men.

(1 ) Liều HDTBHN: Liều hiệu dụng trung bình hàn năm (msv/năm). (a) Phòng tường, trần và sàn lát gạch men. (c) Phòng sàn lát gạch men. (b) Phòng tường và trần lát gạch men.

HOẠT ĐỘ U-238

250.00

200.00

150.00

) g k / q B

( ộ đ t ạ o H

100.00

50.00

0.00

15 16 Mẫu

Hình 4.4: So sánh hoạt độ U-238 trong các mẫu gạch men.

HOẠT ĐỘ Th-232

250.00

200.00

150.00

) g k / q b ( ộ đ t ạ o H

100.00

50.00

0.00

Mẫu

Hình 4.5: So sánh hoạt độ Th-232 trong các mẫu gạch men.

HOẠT ĐỘ K-40

1800.00

1600.00

1400.00

1200.00

1000.00

) g k / q B

800.00

( ộ đ t ạ o H

600.00

400.00

200.00

0.00

Mẫu

Hình 4.6: So sánh hoạt độ K-40 trong các mẫu gạch men.

HOẠT ĐỘ Ra-226

200.00

180.00

160.00

140.00

120.00

) g k / q B

100.00

( ộ đ t ạ o H

80.00

60.00

40.00

20.00

0.00

15 16 Mẫu

Hình 4.7: So sánh hoạt độ Ra-226 trong các mẫu gạch men.

CHỈ SỐ INDEX

2.00

1.80

1.60

1.40

1.20

1.00

x e d n I ố s ỉ h C

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00

15 16 Mẫu

Hình 4.8: So sánh chỉ số Index trong các mẫu gạch men.

HOẠT ĐỘ RADI TƯƠNG ĐƯƠNG

600.00

500.00

400.00

Giá trị ngưỡng 370 Bq/kg (10 nCi)

) g k / q B

300.00

( ộ đ t ạ o H

200.00

100.00

0.00

Mẫu

Hình 4.9: So sánh hoạt độ Ra tương đương trong các mẫu gạch men.

LIỀU HIỆU DỤNG TRUNG BÌNH HÀNG NĂM CĂN PHÒNG 4m x 5m x 2,8m

2.50

2.00

1.50

) y / v s m

Giá trị ngưỡng an toàn 1 msv/năm

( u ề i L

1.00

0.50

0.00

Mẫu

Hình 4.10: So sánh liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu gạch men để lát tường, trần và sàn.

LIỀU HIỆU DỤNG TRUNG BÌNH HÀNG NĂM CĂN PHÒNG 4m x 5m x 2,8m

1.80

1.60

1.40

1.20

Giá trị ngưỡng an toàn 1 msv/năm

1.00

) y / v s m

( u ề i

0.80

0.60

0.40

0.20

0.00

Mẫu

Hình 4.11: So sánh liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu gạch men để lát tường và trần.

LIỀU HIỆU DỤNG TRUNG BÌNH HÀNG NĂM CĂN PHÒNG 4m x 5m x 2,8m

1.40

1.20

Giá trị ngưỡng an toàn 1 msv/năm

1.00

0.80

) y / v s m

( u ề i L

0.60

0.40

0.20

0.00

Mẫu

Hình 4.12: So sánh liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu gạch men để lát sàn.

LIỀU HIỆU DỤNG TRUNG BÌNH HÀNG NĂM CĂN PHÒNG 4m x 5m x 2,8m

1.40

1.20

Giá trị ngưỡng an toàn 1 msv/năm

1.00

0.80

) y / v s m

( u ề i L

0.60

0.40

0.20

0.00

Mẫu

Hình 4.13: So sánh liều hiệu dụng trung bình hàng năm khi dùng các mẫu gạch men ốp tường.

Giới hạn liều hiệu dụng trung bình hàng năm đối với dân chúng do vật

liệu xậy dựng gây ra trong đó có gạch men theo Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXDVN 397:2007 là không vượt quá 1 msv/năm, thông qua chỉ số hoạt độ

phóng xạ an toàn Index, không tính khí radon, không tính tới sự đóng đóng góp

của phông phóng xạ môi trường. So sánh với bảng kết quả thực nghiệm (bảng

4.1), các hình đối chiếu LHDTBHN (hình 4.8, hình 4.9, hình 4.10, hình 4.11) và

hình cho biết chỉ số Index (hình 4.6). Kết quả cho thấy chỉ số Index trong tất cả

các mẫu gạch men khảo sát đều nhỏ hơn 6, nếu chúng ta dùng gạch men để lát

cho căn phòng loại 3 và loại 4 thì LHDTNHN đạt giá trị cao nhất 0,55 msv/năm

đối với mẫu G10 và G17 còn tất cả các mẫu khác thì giá trị này rất nhỏ so với

TCXDVN 397:2007 cho nên được xem là khá an toàn về mặt phóng xạ. Đối với

căn phòng loại 2 thì tổng số mẫu gạch men có LHDTBHN vượt mức giới hạn là

6/30 mẫu chiếm 20% số lượng mẫu lấy cho nên cách xây dựng nhà loại sẽ

không an toàn về mặt bức xạ. Đối với căn phòng loại 1 thì chỉ có 11 mẫu có

LHDTBHN là dưới mức giới hạn an toàn còn lại là 19 mẫu có giá trị khá lớn và

lớn nhất là mẫu G10 và G17 với 2,17 msv/năm.

Như vậy theo TCXDVN 397:2007 thì việc sử dụng gạch men để ốp lát

tường và sàn là an toàn về mặt bức xạ

Theo nghiên cứu của Trần Văn Luyến và Ngô Quang Huy [24] về các

mẫu đất sét trên các vùng lãnh thổ của Nam Bộ có hoạt độ phóng xạ Ra-266,

Th-232, K-40 trung bình là 28,6 Bq/kg, 50,7 Bq/kg, 292,6 Bq/kg; LHTHN trung bình là 55,1 nGy h-1, hoạt độ Ra tương đương trung bình là 123,6 và chỉ

số Index trung bình là 0,33 là khá thấp so với kết quả đề tài đang nghiên cứu

này. Điều này chứng tỏ phóng xạ chủ yếu sẽ tập trung ở phần men lớp tráng phủ

bề mặt sản phẩm nhiều hơn là phần xương gốm, thành phần chủ yếu của gạch

men.

Tuy nhiên theo TCXDVN 397:2007 thì việc sử dụng gạch men để ốp lát

4.3 So sánh với một số nghiên cứu khác trên thế giới

tường và sàn vẫn là an toàn về mặt bức xạ.

*Ở Hy Lạp [12], chỉ số Index của mẫu gạch men khảo sát có giá trị trong

khoảng 0,35-1,02. Mẫu chúng ta nghiên cứu chỉ số Index trong khoảng 0,42-

1,85, là cao hơn.

*Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) trung bình của Ra-226, Th-232, K-40 trong

gạch men ở Trung Quốc được trình bày trong bảng 4.2 [13].

Bảng 4.2: Hoạt độ phóng xạ trong gạch men ở Trung Quốc

Ra-226 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) K-40 (Bq/kg)

63,5-131,4 55,4-106,5 386,7-866,8

So với kết quả của nghiên cứu:

Ra-226 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) K-40 (Bq/kg)

33,3-173,0 38,9-192,8 307,1-1699,4

Nhìn chung, hoạt độ các nhân phóng xạ đều cao hơn hoạt độ các nhân

tương ứng ở Trung Quốc, hoạt độ K-40 khá lớn ở mẫu G10 và G17, hoạt độ Th-

232 cao nhất ở mẫu G28 còn hoạt độ Ra-226 cao nhất ở mẫu G22. Điều này có

thể cho thấy gạch men chúng ta sử dụng tuy hoạt độ các nhân phóng xạ có cao

hơn nhưng vẫn đảm bảo an toàn về mặt bức xạ như là so với gạch men Trung

Quốc sử dụng.

* Hoạt độ Ra tương đương của gạch men sử dụng ở Trung Quốc có giá

trị nhỏ hơn 370 Bq/kg tương đương 10nCi [13]. Trong số 30 mẫu gạch men

nghiên cứu thì có tới 5 mẫu hạot độ Ra tương đương vượt quá giá trị ngưỡng

trên và cao hơn các mẫu của 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 [14] thì họat độ K-40, Ra-

226, Th-232 và chỉ số Index đều nhỏ hơn các giá trị được trình bày ở bảng 4.3.

Bảng 4.3: Hoạt độ phóng xạ tự nhiên của gạch men và chỉ số Index ở Viện

KHKTHN và Viện VLXD

Mẫu K-40 (Bq/kg) Ra-226 (Bq/kg) Th-232 (Bq/kg) Chỉ số Index

M15 898 ± 52 131 ± 31 177 ± 12 1,80

M16 609 ± 36 160 ± 12 146 ± 6 1,84

M20 569 ± 42 111 ± 13 140 ± 6 1,35

Điều này cho thấy hàm lượng phóng xạ trong gạch men ở mức trung bình

so với các số liệu về hàm lượng phóng xạ của Viện KHKTHN và Viện VLXD

được đánh giá là ở mức trung bình thế giới trên nguyên tắc an toàn bức xạ của

EU-1999 [14].

* Ở Đài Loan [15], với phòng ngủ, phòng khách có kích thước 4m x 4m

lát sàn gạch men; phòng ăn, phòng tolet, nhà bếp rộng 2m x 2m lát sàn và ốp

tường gạch men; tường bằng bê tông với thời gian chiếm cứ theo tỷ lệ 5:1 như

Hình 4.12: Các mẫu phòng ở Đài Loan

Kết quả nghiên cứu trên 60 mẫu gạch men cho thấy, hoạt độ U-238, Th-

232 là cao hơn so với các nước: Brazil, Zambia, Hy lạp, Cannada, Mã Lay,

Netherland [15]. Trong đó hoạt độ U-238 thì cao hơn nhiều so với hạot độ Th-

232 cụ thể ở bảng 4.4.

Bảng 4.4: Hoạt độ các nhân phóng xạ trong gạch men ở Đài Loan

Mẫu Th-232 (Bq/kg) U-238 (Bq/kg)

1 564 3125

2 666 5079

3 618 2869

4 733 3918

5 103 215

6 185 241

So với 30 mẫu trong đề tài này thì hoạt độ U-238 cao nhất chỉ 191,13

Bq/kg và hoạt độ Th-232 cũng chỉ 192,81 Bq/kg thì khá nhỏ.

Giá trị LHDTNHN của 60 mẫu gạch men của Đài Loan là 0,012-0,045

msv/năm cho phòng khách và phòng ngủ (phòng loại 3). Còn phòng tắm (phòng

lọai 2) 0,013-0,048 msv/năm. Điều này chứng tỏ các mẫu nước ta sử dụng giá

trị LHDTBHN loại 3: 0,13-0,55 msv/năm; loại 2 lên đến 1,55 msv/năm là cao

hơn rất nhiều.

Nếu chúng ta sử dụng các mẫu phòng như ở Đài Loan thì việc đánh giá





chỉ số Index sẽ có khác và được tính như sau:

1 

C U BqKg

C Th BqKg

C K BqKg

259

370

4810

(11)

Kết quả cho thấy chỉ số Index trong khoảng 0,31-1,52 trong đó có 6 mẫu

I > 1 chiếm 20% tổng số mẫu trong khi đó 60 mẫu nghiên cứu ở Đài Loan có

đến 16 mẫu chiếm 26,7% tổng số mẫu có chỉ số Index vượt quá 1 và một mẫu

gạch có chỉ số cao nhất là 1,55. Nhìn chung các mẫu ở nước ta và Đài Loan

tương đối vẫn an toàn về mặt phóng xạ.

Như vậy, qua việc so sánh với một số kết quả nghiên cứu khác mặc dù

trong 30 mẫu gạch men này có chỉ số Index, hoạt độ các nhân phóng xạ, hoạt

độ Ra tương đương có cao hơn nhưng sự chênh lệch này là không nhiều và vẫn

nằm trong giới hạn an toàn cho phép I<6.

PHẦN KẾT LUẬN

1. TỔNG KẾT NGHIÊN CỨU

Đề tài: “Xác định hoạt độ phóng xạ trong gạch men” được thực hiện

trong một thời gian ngắn và với quy mô không lớn nhưng cũng đã hoàn thành

các mục tiêu đề ra và đã thu dược những kết quả chính như sau:

- Đã xác định được hoạt độ của các nhân phóng xạ U-238, Th-232, Ra-226 và

K-40 trong 30 mẫu gạch men có mặt trên thị trường hiện nay.

- Tính toán được chỉ số Index, hoạt độ Ra tương đương, liều hiệu dụng trung

bình hàng năm do các mẫu gạch men gây ra. Theo kết quả nghiên cứu này thì 30

mẫu gạch men khảo sát khá an toàn cho người sử dụng về mặt phóng xạ. Số liệu

này có ý nghĩa rất quan trọng trong thực tế: giúp người tiêu dùng có thể an tâm

chọn lựa các loại gạch men phù hợp để trang trí cho ngôi nhà của mình mà vẫn

đảm bảo được an toàn phóng xạ.

- Đã so sánh kết quả nghiên cứu của đề tài với một số nghiên cứu khác cùng đề

tài trên thế giới. Kết quả cho thấy gạch men sử dụng ở nước ta có hàm lượng

phóng xạ khá cao so với gạch men được sử dụng ở các nước khác nhưng vẫn

đảm bảo TCXDVN 397:2007 và ở mức trung bình của thế giới. Điều này cho

thấy ở nước ta đã có một sự kiểm soát nhất định về việc sử dụng nguyên liệu

dùng để sản xuất gạch men.

- Quá trình thực hiện đề tài giúp cho sinh viên nắm bắt được phương pháp thực

nghiệm: lấy mẫu, 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…

đã cung cấp cho sinh viên những kiến thức thực nghiệm quý giá bổ sung vào cơ

2. ĐỀ XUẤT

sở lý thuyết đã được trang bị ở trường.

Hiện nay, ở nước ta, cũng đã có quy định cụ thể về mức an toàn bức xạ

trong vật liệu xây dựng TCXDVN 397:2007 và qua kết quả đề tài nghiên cứu

này cho thấy thì việc sử dụng gạch men để trang trí cho các phòng ở trong nhà

như: phòng khách, phòng ngủ, phòng tắm, tolet, bếp…vẫn an toàn cho sức

khỏe. Bởi vì chúng ta chỉ sử dùng gạch men chủ yếu để lát sàn, ốp tường nhưng

không dùng để trang trí toàn bộ căn phòng của mình. Tuy nhiên để có thể đảm

bảo cho sức khỏe lâu dài thì chúng ta chẳng những nên chọn cho mình một ngôi

nhà an toàn mà phải chọn cho mình một ngôi nhà an toàn nhất hạn chế lượng

radon tối đa mà con người hít vào hàng ngày. Nó phụ thuộc chủ yếu vào loại vật

liệu trang trí, sự thông thoáng của ngôi nhà cùng một số yếu tố phụ khác như

thời tiết, mùa, áp suất và nhiệt độ trong phòng - ngoài trời…Để giảm lượng

phóng xạ mà con người phải hấp thụ thì việc lựa chọn loại gạch men nào an

toàn nhất trên thị trường thật không dễ, vì thế chúng ta chỉ còn cách là xây

dựng các phòng ở sao cho thật thoáng, có cửa sổ hoặc hệ thống thông gió đảm

bảo sự trao đổi khí với môi trường bên ngoài. Nếu các phòng được trang bị máy

lạnh thì chúng ta nên sử dụng thêm quạt để tránh sự tập trung khí radon ở một vị

trí nhất định để đảm bảo sức khỏe cho bản thân và gia đình mình.

Nhưng cũng không loại trừ khả năng sẽ có một vài loại gạch men chưa

được nghiên cứu có chứa hàm lượng cao phóng xạ. Đồng thời khuyến cáo với

các nhà chuyên sản xuất gạch 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

gạch men đến mức an toàn có thể, bằng cách gia giảm các loại vật liệu sử dụng

dùng để sản xuất gạch men và nhất là ở cách phối liệu các vật liệu dùng để tạo

men cho phù hợp. Bởi phóng xạ ít tập trung ở phần đất sét làm xương gốm mà

chủ yếu lá ở phần men. Chính vì vậy, chúng ta cần phải tiến hành nghiên cứu

chuyên sâu với quy mô rộng để xác định hoạt độ phóng xạ và đánh giá một cách

chính xác hơn nhằm hạn chế sự ảnh hưởng của phóng xạ từ vật liệu dùng để

trang trí đến sức khỏe của người dân.

HOẠT ĐỘ RADI TƯƠNG ĐƯƠNG

600.00

500.00

400.00

Giá trị ngưỡng 370 Bq/kg (10 nCi)

) g k / q B

300.00

( ộ đ t ạ o H

200.00

100.00

0.00

Mẫu