TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
PHAN THỊ MINH TÂM
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Giảng viên hướng dẫn: thầy Hoàng Đức Tâm
Chuyên ngành: Vật lý hạt nhân
Khóa 31
Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2009
LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn này, cùng với sự nỗ lực của bản thân, em đã
nhận được rất nhiều sự quan tâm giúp đỡ từ thầy cô, gia đình và bè bạn.
Xin cho phép em được bày tỏ tấm lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất tới thầy Hoàng Đức
Tâm - người trực tiếp hướng dẫn về mặt chuyên môn, đã rất tận tâm chỉ dạy, truyền đạt kinh nghiệm
cũng như luôn động viên và giúp đỡ em vượt qua những khó khăn trong suốt quá trình thực hiện luận
văn.
Xin gởi lời cảm ơn đến các cán bộ, thầy cô và anh chị trong phòng thí nghiệm Vật lý hạt nhân –
khoa Vật lý – trường Đại học Sư phạm TP Hồ Chí Minh đã tận tình giúp đỡ, chỉ bảo và tạo mọi điều
kiện thuận lợi trong quá trình làm thực nghiệm.
Cảm ơn các bạn lớp Lý cử nhân – K31 đã quan tâm chia sẻ, giúp đỡ mình trong suốt quá trình
làm luận văn .
Cảm ơn gia đình đã luôn sát cánh bên con trong thời gian học đại học, luôn động viên và ủng hộ
để con hoàn thành luận văn này trong điều kiện tốt nhất.
MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Thế giới chúng ta đang sống có chứa nhiều chất phóng xạ và điều này đã xảy ra ngay từ khi hình
thành nên Trái đất. Phông bức xạ tự nhiên được sinh ra bởi các chất đồng vị phóng xạ chứa trong đất
đá, nước, không khí, thực phẩm, nhà chúng ta ở và ngay trong cơ thể chúng ta. Nói một cách hình ảnh,
thế giới chúng ta sống chìm ngập trong bức xạ. Con người không thể trốn tránh, chỉ có thể và nên lựa
chọn cũng như bảo đảm cho mình một môi trường phóng xạ hợp lý nhất.
Quả vậy, khắp mọi nơi đều có chất phóng xạ. Các chất phóng xạ và các tia bức xạ có thể đến Trái
đất từ những miền xa xôi trong vũ trụ bao la. Đó là những chất phóng xạ tự nhiên. Quanh chúng ta,
chất phóng xạ có trong đất đá, cây cỏ, nước, không khí... Ngay trong mỗi bộ phận cơ thể con người cũng chứa những hạt nhân phóng xạ. Ai cũng biết, nhờ đồng vị cacbon phóng xạ 14C tồn tại trong xương người mới có phương pháp 14C để xác định tuổi người tiền sử…Tuy vậy sự phân bố không đều,
nơi này và nơi khác vì hàm lượng phóng xạ trong môi trường phụ thuộc vào vị trí địa lý, kiến tạo địa
chất, loại cây cỏ, tình trạng sinh sống của con người, vào cả vật liệu xây dựng và kiến trúc ngôi nhà để
ở ...
Ngoài ra, từ non một thế kỷ nay với sự phát triển của công nghệ hạt nhân, trong môi trường đã xuất
hiện những chất phóng xạ nhân tạo. Chúng sinh ra từ các công nghệ ứng dụng hạt nhân, từ vụ nổ
Chernobyl và đặc biệt từ các vụ thử nguyên tử trong khí quyển. Gần 4 thập kỷ thử nghiệm ồ ạt vũ khí
nguyên tử đã đi qua, nay, trên nhiều vùng của Trái đất vẫn còn tồn tại những đồng vị phóng xạ như cesium (137Cs), strongxi (90Sr), hydro nặng (3H)..., chúng còn lưu lại chủ yếu trong đất, bùn đáy và một
số động thực vật với hàm lượng rất thấp.
Phổ biến nhất là đồng vị phóng xạ kali (40K), có thể nhận biết sự hiện diện của đồng vị phóng xạ tự nhiên 40K có nhiều trong rau, hoa quả và cơ thể con người. Bên cạnh đó là các hạt nhân trong dãy
phóng xạ urani và thori. Riêng trong dãy phóng xạ urani, một sản phẩm rất đáng lưu ý là khí phóng xạ radon (222Rn) là một đồng vị thuộc các chuỗi đồng vị phóng xạ tự nhiên rất nguy hiểm cho con người,
nó là tác nhân gây ung thư hang đầu trong các chất ung thư phổi.
Sự có mặt của các đồng vị phóng xạ luôn ảnh hưởng dù ít hay nhiều đến tình trạng sức khỏe của
con người và môi trường xung quanh bởi sự tác động của bức xạ lên vật chất sống. Và con người từ lúc
ra đời đã bắt đầu sống chung với phóng xạ và chịu ảnh hưởng của mọi loại phóng xạ. Không ai có thể
trốn chạy, cách ly với một môi trường sống như thế. Do đó, việc nghiên cứu những tác động có hại của
phóng xạ đến sức khỏe con người và các ảnh hưởng của chúng lên môi trường sống là rất quan trọng
và nhận được nhiều sự quan tâm. Đã đến lúc mỗi người dân cũng nên biết mức độ chiếu xạ nơi mình
sinh sống để giảm thiểu những rủi ro gây ra bởi bức xạ tự nhiên.
Từ những khảo sát trên, đề tài: “Phân tích hoạt độ phóng xạ các đồng vị 226Ra, 232Th, 40K trong mẫu đất đá” được thực hiện nhằm mục đích xác định hoạt độ phóng xạ các đồng vị 226Ra, 232Th, 40K trong một số mẫu đất đá (được lấy ở một số địa phương), xác định liều hiệu dụng hàng năm, so
sánh với tiêu chuẩn quốc tế và kết luận về nền phông phóng xạ tự nhiên một số địa điểm. Từ đó đề
xuất các biện pháp về an toàn bức xạ có liên quan để giảm những tác động có hại của chúng tới sức
khỏe con người.
Bố cục của luận văn:
Luận văn được trình bày theo 3 phần chính:
* Phần mở đầu: trình bày mục đích nghiên cứu, tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước, đối tượng
và phương pháp nghiên cứu.
* Phần nội dung: gồm 4 chương như sau:
Chương 1 trình bày tổng quan về vấn đề nghiên cứu: nguồn gốc phóng xạ, những ảnh hưởng
của phóng xạ nói chung và phông tự nhiên nói riêng tới con người và môi trường sống. Đồng thời, nêu
các tiêu chuẩn an toàn bức xạ trên thế giới và Việt Nam
Chương 2 là phần trình bày về phổ kế gamma nói chung và phổ kế gamma trường ĐH Sư phạm
nói riêng
Chương 3 là phần thực nghiệm trình bày các 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, đánh giá các kết quả phân tích.
* Phần kết luận: đưa ra những nhận xét tổng quát rút ra từ kết quả của quá trình nghiên cứu. Tác giả
cũng đưa ra một số đề xuất nhằm bảo vệ an toàn sức khỏe cho người dân.
2. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
* Trên thế giới:
Các nghiên cứu cho thấy, phông phóng xạ tự nhiên thay đổi theo từng nước, từng vùng. Có
khoảng 5% dân số thế giới sống ở các khu vực có phông phóng xạ tự nhiên cao, thuộc các nước Italia,
Braxin, Pháp, Ấn Độ, Trung Quốc, Nigeria, Madagatsca...
Ở Pháp, theo tài liệu chính thức của ”Tổng cục an toàn của các cơ sở hạt nhân” thuộc Bộ Công
nghiệp và Bộ Môi trường [9], phông phóng xạ trung bình cho mỗi người dân trong một năm là 2.4
mSv. Đây là phông phóng xạ tự nhiên cho toàn nước Pháp. Còn trên vùng núi cao và vùng đá hoa
cương (granit có chứa chất phóng xạ tự nhiên là uran và thori) thì phông phóng xạ tự nhiên cao hơn.
Ở vùng Đông nam Ấn Độ, thuộc hai tỉnh Kerala và Tamilnaru [4] có một mỏ monazit, trải trên
một khu vực rộng 500m, dài 25 km. Khoảng 70 000 người sống trên dải đất đó chịu một liều bức xạ
gấp hàng trăm lần so với bình thường. Nguyên nhân là mỏ monazit đó có chứa thori với hàm lượng cao tới 10-3g/g (mức bình thường vào khoảng 10-4-10-6 g/g).
Ở Braxin, tại bang Espirito Santo và Rio de Janero [4] có một mỏ monazit, liều phóng xạ tự
nhiên ở đó cao hơn mức bình thường tới 400 lần. Gần 12 000 dân địa phương của thành phố nhỏ
Guarapari và 30 000 khách du lịch vãng lai tại khu vực đó chịu một liều phóng xạ tự nhiên cao hơn
mức bình thường từ 50-100 lần. Tại bang Minas Gerais [4], trên núi sắt (Morro do Ferro), gần Pocos de
Calclas có mỏ apatit có hàm lượng cao của uran và thori tạo nên suất liều cao hơn mức bình thường tới
1000 lần.
Tại tỉnh Quảng Đông, Trung Quốc [4] cũng có mỏ monazit gây nên phông phóng xạ cao.
Một số ngôi nhà ở Ramsar thuộc Iran [4], người dân nhận liều bức xạ vào cỡ 132mSv/năm.
Nguyên nhân là do nguồn nước ở đây rất giàu đồng vị 226Ra.
Tuy nhiên, cũng có nước phông phóng xạ tự nhiên thấp như Anh [9]: 1.5 mSv/năm; Autralia
[9]: 1.5 mSv/năm, Hà Lan [9]: 2 mSv/năm (theo số liệu năm 2006 do Hiệp hội hạt nhân quốc tế cung
cấp).
* Ở Việt Nam:
Ở nước ta hiện có một số đề tài về xác định phông phóng xạ đã và đang thực hiện như: điều tra hiện
trạng môi trường phóng xạ trên các tụ khoáng Đông Pao, Thèn Sin (Lai Châu), Mường Hum (Lào Cai),
Yên Phú (Yên Bái), Thanh Sơn (Phú Thọ),...do liên đoàn Địa chất Xạ - hiếm, trường Đại học Mỏ địa
chất Hà Nội thực hiện. Dự án xây dựng bản đồ phông phóng xạ tự nhiên tại Bình Dương, Đồng Nai sắp
được tiến hành...
Tuy nhiên, [9] chúng ta chưa có số liệu bình quân cho cả nước. Riêng ở Hà Nội, theo số liệu đo
đạc sơ bộ, có thể ước tính phông phóng xạ tự nhiên vào khoảng 2mSv/năm. Trong quá trình xây dựng
nhà máy điện hạt nhân sắp tới, cần thiết phải đo đạc và lập bản đồ phông tự nhiên trên phạm vi cả
nước.
3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Luận văn được tiến hành dựa trên việc đo đạc phóng xạ trong một số mẫu đất đá của một số địa
điểm ở các tỉnh khu vực phía Nam: Lâm Đồng, Bình Thuận, Tây Ninh, Long An, Đồng Nai.
4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Có hai phương pháp để xác định được hoạt độ phóng xạ và liều hiệu dụng do phông tự nhiên gây ra
[8]:
Phương pháp thứ nhất là dùng máy đo liều đo suất liều theo đơn vị μSv/h ở độ cao 1m [8] so với
mặt đất, ta sẽ nhận được kết quả là liều chiếu xạ ngoài.
Phương pháp thứ hai là lấy mẫu đất, đo hoạt độ riêng theo đơn vị Bq/kg. Các nhân được đo là 226Ra, 232Th, 40K. Từ hoạt độ riêng này tính toán được liều chiếu ngoài thông qua hoạt độ riêng 226Ra
tương đương (Raeq). Ngày nay, người ta thường sử dụng kết hợp cả hai phương pháp kể trên để đạt kết
quả chính xác nhất.
Luận văn này sử dụng phương pháp thứ hai với cách làm cụ thể như sau: Khảo sát thực tế, lấy mẫu
đất và kết hợp sử dụng hệ phổ kế gamma phông thấp của trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh để đo
đạc, nghiên cứu.
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Nguồn gốc phóng xạ
Từ tro bụi của các vụ nổ của các ngôi sao, khoảng 4.5 tỉ năm trước đây đã hình thành Hệ mặt
trời và hệ thống hành tinh của chúng ta. Trong đám tro bụi đó, có một lượng rất lớn các nguyên tố
phóng xạ. Theo thời gian, đa số các nguyên tố phóng xạ này phân rã và trở thành các nguyên tố bền,
chúng là thành phần chính của hệ thống hành tinh chúng ta ngày nay. Tuy nhiên, trong vỏ Trái đất vẫn
còn những nguyên tố phóng xạ, đó là những nguyên tố có thời gian bán rã cỡ tuổi của Trái đất hoặc lớn
hơn. Các đồng vị phóng xạ này cùng với sản phẩm của chúng là nguồn gốc chính của bức xạ ion hóa tự
nhiên tác dụng lên mọi sinh vật trên Trái đất. Một nguồn của các bức xạ ion hóa tự nhiên khác là các
tia vũ trụ khi chúng đi vào tầng khí quyển và bề mặt Trái đất.
Có trên 60 nhân phóng xạ được tìm thấy trong tự nhiên. Nguồn gốc của các nhân phóng xạ này
có thể phân thành ba loại chính sau:
- Các nhân phóng xạ có từ khi hình thành nên Trái đất, còn gọi là các nhân phóng xạ nguyên thủy.
- Các nhân phóng xạ được hình thành do tương tác của các tia vũ trụ với vật chất của Trái đất.
- Các nhân phóng xạ được hình thành do con người tạo ra.
Các nhân phóng xạ được hình thành do hai nguồn gốc đầu được gọi là các nhân phóng xạ tự nhiên,
còn các nhân phóng xạ do con người tạo ra được gọi là các nhân phóng xạ nhân tạo.
1.1.1. Nguồn gốc tự nhiên
1.1.1.1. Các đồng vị phóng xạ nguyên thủy:
Phông phóng xạ trên Trái đất gồm những nhân phóng xạ tồn tại cả trước và khi Trái đất được
hình thành. Cho đến nay, người ta đã biết các chất phóng xạ trên Trái đất bao gồm các nguyên tố
uranium, thorium và con cháu của chúng, cùng một số nguyên tố phóng xạ khác. Uranium, thorium và con cháu của chúng tạo nên ba họ phóng xạ cơ bản là họ thorium (232Th), uranium (238U), và actinium (235U). Tất cả các thành viên của các dòng họ này, trừ thành viên cuối cùng, đều là các đồng vị phóng
xạ.
Uranium gồm ba đồng vị khác nhau: khoảng 99,3% uranium thiên nhiên là 238U, khoảng 0,7% là 235U, và khoảng 5.10-3% là 234U. 238U và 234U thuộc cùng một họ là họ uranium, còn 235U là thành viên đầu tiên của họ khác, gọi là actinium. 232Th là thành viên đầu tiên của họ thorium. Họ phóng xạ
thứ tư là họ phóng xạ nhân tạo, gọi là Neptunium.
Ba họ phóng xạ tự nhiên có các đặc điểm chung là:
- Thành viên thứ nhất là đồng vị phóng xạ sống lâu, thời gian bán rã được đo theo các đơn vị địa chất.
- Mỗi họ đều có một thành viên tồn tại dưới dạng khí phóng xạ, chúng là đồng vị khác nhau của nguyên tố radon: trong họ uranium là 222Rn (radon), trong họ thorium là 220Rn (thoron), trong họ actinium là 219Rn (action). Trong họ phóng xạ nhân tạo neptunium không có thành viên khí phóng xạ. - Sản phẩm cuối cùng trong mỗi họ đều là chì: 206Pb trong họ uranium, 207Pb trong họ actinium và 208Pb trong họ thorium. Trong khi đó, thành viên cuối cùng trong họ neptunium là 209Bi.
Ngoài các đồng vị phóng xạ trong ba họ thorium, uranium và actinium, trong tự nhiên còn tồn tại một số đồng vị phóng xạ với số nguyên tử thấp. Một trong số đó là đồng vị 40K, rất phổ biến trong
môi trường, trong thực vật, động vật, cơ thể con người.
Đồng vị phóng xạ tự nhiên khác là 14C với thời gian bán rã 5600 năm. Nó không phải là đồng vị
“tự nhiên” như các đồng vị sống dài nêu trên mà là kết quả biến đổi hạt nhân do các tia vũ trụ bắn phá hạt nhân 14N. Cacbon phóng xạ tồn tại trong khí quyển dưới dạng khí 14CO2 do đó chúng được các con
vật hít vào và cây cối hấp thụ trong quá trình quang hợp.
) n 4 (
m u i r o h T ọ H
ì
. 1 . 1 h n H
) 1 + n 4 ( m u i n u
t p e N ọ H
ì
. 2 . 1 h n H
) 2 + n 4 (
m u ) i 3 n + a n r U 4 ( ọ m H u . i 3 n . i 1 t c h A n ọ ì H H
ì
. 4 . 1 h n H
1.1.1.2. Các đồng vị phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ:
* Các đồng vị phóng xạ được tạo thành từ tia vũ trụ:
Các bức xạ vũ trụ có rất nhiều trong không gian, chúng tồn tại chủ yếu ngoài hệ mặt trời của
chúng ta. Chúng có rất nhiều dạng khác nhau, từ những hạt nặng có vận tốc rất lớn cho đến các photon
có năng lượng cao. 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.
Dưới đây là các nhân phóng xạ chủ yếu bắt nguồn từ vũ trụ:
Nhân Thời gian Nguồn gốc Hoạt độ tự
phóng bán rã nhiên
5600 năm Các tương tác vũ trụ, 14N(n,p)14C
xạ 14C 3H 12,3 năm 0,22Bq/g 1,2.10-3
7Be
Các tương tác vũ trụ với N hay O, phản ứng tóe từ các tia vũ trụ, Li(n,α)3H Bq/kg
53,28 ngày Các tương tác vũ trụ với N và O 0.01 Bq/kg
Bảng 1.1. Các nhân phóng xạ chủ yếu bắt nguồn từ vũ trụ
24Na, 38S, 18F, 38Cl, 34mCl.
Các nhân phóng xạ khác là 10Be, 26Al, 26Cl, 80Kr, 14C, 32Si, 39Ar, 22Na, 35S, 37Ar, 33P, 32P, 38Mg,
* Bức xạ vũ trụ:
Cùng với các nhân phóng xạ tạo nên khi tia vũ trụ tương tác với lớp khí quyển, bản thân các tia
vũ trụ cũng góp phần vào tổng liều hấp thụ của con người. Bức xạ vũ trụ được chia làm hai loại là bức
xạ sơ cấp và bức xạ thứ cấp.
Bức xạ vũ trụ sơ cấp được tạo nên bởi những hạt năng lượng cực cao (lên tới 1018eV) và chủ
yếu là các proton cùng với một số hạt khác có năng lượng lớn hơn. Phần lớn các tia vũ trụ sơ cấp đến
từ bên ngoài hệ mặt trời, còn một phần đến 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.
Bức xạ vũ trụ thứ cấp là bức xạ sinh ra khi bức xạ vũ trụ sơ cấp tương tác với khi quyển. Những
phản ứng này sinh ra các bức xạ có năng lượng thấp hơn, bao gồm việc hình thành các photon ánh
sáng, các electron, các neutron và các hạt muyon rơi xuống mặt Trái 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 Trái đất. Như vậy, liều bức xạ con người nhận được
sẽ phụ thuộc vào độ cao mà người ấy ở. Từ bức xạ vũ trụ, hàng năm con người có thể nhận một liều
cỡ 0.27 mSv và con số này sẽ nhân lên gấp đôi cứ một lần tăng độ cao lên 2000m.
Suất liều điển hình của bức xạ vũ trụ như sau:
0.04 μGy/h trên bề mặt Trái đất
0.2 μGy/h ở độ cao 5000m
3 Gy/h ở độ cao 20000m
Khi đi từ cực Trái đất đến vùng xích đạo trên cùng bề mặt nước biển thì mức phóng xạ vũ trụ chỉ
giảm đi 10% nhưng cũng di chuyển như vậy ở độ cao 20000m thì mức phóng xạ vũ trụ giảm đi 75%.
Điều này chúng tỏ có sự ảnh hưởng của địa từ trường của Trái đất và Mặt trời lên các bức xạ vũ trụ sơ
cấp.
1.1.2. Nguồn gốc nhân tạo
Ngay trong thời điểm đầu tiên khám phá ra các chất phóng xạ vào cuối thế kỉ 19, người ta đã
nhận thấy các lợi ích cũng như tác hại của chúng. Do đó, việc tìm hiểu, áp dụng và phát triển các kỹ
thuật bức xạ ngày càng nhiều với quy mô rộng lớn trong hầu hết tất cả các lĩnh vực như quân sự, công
nghiệp, nông nghiệp, y học, sinh học…Việc ứng dụng hạt nhân vào cuộc sống cũng bổ sung một lượng
rất nhỏ lượng phóng xạ vào nguồn phóng xạ tự nhiên bằng các sản phẩm của con người.
1.1.2.1. Vũ khí hạt nhân:
Nguồn phóng xạ từ các vụ thử vũ khí hạt nhân là nguồn phóng xạ lớn nhất trong môi trường. Ngoài các sản phẩm phân hạch 235U và 239Pu , sản phẩm của phản ứng nhiệt hạch là triti thì một loạt
các đồng vị phóng xạ khác được tạo ra do kết quả của việc bắn neutron với các vật liệu làm bom và
không khí xung quanh. Các đồng vị phóng xạ này phân tán trong khí quyển và thông qua bụi lắng
phóng xạ trong không khí, nước mưa…sẽ gây nhiễm bẩn toàn cầu với hoạt độ thấp. Liều hiệu dụng
được đánh giá vào khoảng 0.1mSv/năm.
1.1.2.2. Điện hạt nhân:
Khi lò phản ứng hạt nhân hoạt động sẽ xảy ra phản ứng hạt nhân dây chuyền phá vỡ hạt nhân 235U, tạo thành một lượng lớn sản phẩm phân hạch có tính phóng xạ. Sau mỗi năm có 25% nhiên liệu
được thay bằng nhiên liệu mới, nhiên liệu được thay là nhiên liệu đã qua sử dụng. Cùng với các nhiên
liệu này, các nguồn chất thải phóng xạ khác nhau (từ các công trình nhiên liệu hạt nhân như khai thác
mỏ, nghiền uran, sản xuất, tái chế các thanh nhiên liệu,…) của các nhà máy điện hạt nhân và các cơ sở xử lý nhiên liệu sẽ gây nên một liều hiệu dụng trung bình đối với một người khoảng 10-3mSv.
1.1.2.3. Tai nạn hạt nhân:
Từ khi ngành hạt nhân ra đời đã có trên dưới 150 tai nạn lớn nhỏ xảy ra. Lớn nhất có thể kể đến
là tai nạn Chernobyl (Ucraina 1986) gây nên sự nhiễm bẩn phóng xạ bởi các chất thải rắn và lỏng, là
hỗn hợp của các chất hóa học và các đồng vị phóng xạ.
1.1.2.4. Các nguồn phóng xạ nhân tạo khác:
Trong cuộc sống hiện đại, con người phải chịu một liều lượng phóng xạ nhân tạo do chụp X-
quang (mỗi lần chụp phổi nhận 0.1mSv), xem truyền hình và đeo đồng hồ dạ quang (0.001mSv), đi
máy bay trong 4 giờ (0.001mSv),…
1.2. Mối nguy hiểm tiềm ẩn xung quanh ta
- Tia alpha: là các hạt mang điện tích dương, dễ dàng chặn lại bởi từ giấy hoặc da người. Nếu hấp thụ
Chúng ta đã biết các nguyên tố phóng xạ có khả năng phát ra các tia phóng xạ sau:
vào cơ thể qua đường hô hấp hay đường tiêu hoá, những chất phát ra tia alpha sẽ gây tác hại cho cơ
thể.
- Tia beta: là các điện tử, sức xuyên thấu của nó mạnh hơn tia alpha, có thể chặn lại bằng tấm kính
mỏng hay kim loại. Sẽ nguy hiểm nếu hấp thụ vào cơ thể những chất phát ra tia beta.
- Tia gama và tia X: Trong tự nhiên sóng như radio và tia sáng, nhưng là sóng điện từ có bước sóng
ngắn. Sức xuyên thấu của nó rất lớn nên chỉ cho thể chặn lại bằng vật liệu có nguyên tử lượng lớn hơn
như chì hoặc bê tông và nước.
Do đó, tất cả các nhân phóng xạ có trong tự nhiên gây ra cho con người một liều chiếu bức xạ
nhất định. Các nhân phóng xạ phát ra các bức xạ ion hóa và nếu chúng ở bên ngoài cơ thể của con
người, chúng sẽ gây ra một liều chiếu ngoài. Các nhân phóng xạ cũng có thể xâm nhập vào trong cơ
thể của con người qua đường hô hấp và tiêu hóa, gây nên một liều chiếu trong. Đóng góp lớn nhất vào
liều chiếu phải kể đến nhân phóng xạ radon và các con cháu của nó. Tổ chức UNSCEAR (United
Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã thống kê và cho thấy
đóng góp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% .
Chính vì thế, radon có thể được xem như là một nguồn phóng xạ tự nhiên có ảnh hưởng lớn nhất đến
sức khỏe của con người.
Hàng năm trung bình mỗi người chúng ta nhận một liều bức xạ từ các nguồn phóng xạ tự nhiên
khoảng 2 mSv. Theo các nghiên cứu của tổ chức ICRP mức liều này có thể gây ra 80 trường hợp tử
vong do ung thư trong số 1000 000 người (ICRP publication 60, 1990). Mức tử vong gây bởi bức xạ
tăng tỷ lệ với mức liều chiếu bức xạ. Mặc dù radon đóng góp tới 50% vào liều chiếu bức xạ đối với con
người, song nếu chúng ta có các biện pháp phòng chống thích hợp chúng ta có thể giảm đáng kể lượng
liều chiếu này.
Những hiệu ứng bất lợi về sức khỏe gây bởi radon là do các hạt alpha được phát ra từ radon và
các con cháu của nó. Các hạt alpha này sẽ phá hủy các tế bào của cơ thể con người một khi nó được
phát ra từ bên trong cơ thể của chúng ta. Mối nguy hiểm chính khi bị chiếu một liều radon cao là khả
năng mắc phải căn bệnh ung thư phổi. Theo các đánh giá dịch tễ học nếu chúng ta sống trong môi trường có nồng độ radon là 20Bq/m3 thì có khả năng 3 trong số 1000 người sẽ mắc phải căn bệnh ung
thư phổi do radon gây ra. Và xác suất này tăng gấp 10 lần nếu kết hợp với việc hút thuốc lá.
Đóng góp lớn nhất vào liều chiếu radon là nồng độ radon trong nhà ở (chiếm tới 95%). Trong
khi đó nồng độ radon trong nhà ở lại phụ thuộc rất nhiều vào kiểu nhà, vật liệu xây dựng, cầu trúc nền
móng ...
Ngoài radon liều bức xạ gây bởi các thành phần khác thuộc họ uran và thori có thể thay đổi mạnh
theo các vị trí địa lý khác nhau, loại vật liệu xây dựng, kiểu kiến trúc …
1.3. Ảnh hưởng của phông phóng xạ tự nhiên đối với con người và môi trường
Mỗi người và sinh vật trung bình trong 1 năm nhận khoảng 2.4 mSv tia phóng xạ tự nhiên trong
đó khoảng 0.38 mSv từ không gian như các tia vũ trụ, khoảng 0.46 mSv từ đất, khoảng 0.24 mSv từ cơ
thể con người thông qua ăn uống, khoảng 1.3 mSv từ khí radon trong không khí nhưng vẫn sinh sống
bình thường. Do cấu trúc địa chất ở mỗi nơi khác nhau, mức độ phóng xạ tự nhiên cũng khác nhau,
mức độ phóng xạ tự nhiên cũng khác nhau tuỳ theo khu vực, có nơi ở Trung Quốc và Ấn Độ, giá trị
này lên tới 10mSv/năm nhưng không thấy có biểu hiện bất thường ở người và sinh vật. Như vậy có thể
hiểu rộng, nhiễm xạ ở mức độ lớn gấp 10 lần phóng xạ tự nhiên chưa chắc đã ảnh hưởng xấu đến sức
khoẻ con người và môi trường. Điều đó có nghĩa là: đứng về quan điểm an toàn bức xạ mà nói thì
không thể đặt một ngưỡng liều bức xạ để nói rằng liều trên ngưỡng đó là nguy hiểm, liều dưới ngưỡng
đó là an toàn. Tuy nhiên người ta cũng định ra một ngưỡng, nếu bị chiếu xạ trên ngưỡng này thì chắc
chắn hiệu ứng sẽ xảy ra đối với cơ thể. Cụ thể:
Khi nhận một lượng phóng xạ trong thời gian ngắn, cơ thể con người sẽ có những biểu hiện về
sức khoẻ như sau [5]:
Liều chiếu Các hiệu ứng
0 ~ 250 mSv Không có tổn thương rõ ràng. Không ghi được hiệu ứng
lâm sàng, có thể không có hiệu ứng muộn.
250 ~ 500 mSv Có thể có thay đổi về máu nhưng không nghiêm trọng
500mSv Có thay đổi nhẹ ở máu nhưng không có hiệu ứng lâm
sàng. Có thể có hiệu ứng muộn, không chắc chắn có
hiệu ứng nghiêm trọng.
500 ~ 1000 mSv Thay đổi về tế bào máu, có vài tổn thương nhưng không
ốm đau bệnh tật.
1000 mSv Buồn nôn, mệt, có thể nôn mửa. Thay đổi rõ về thành
phần máu, bình phục chậm, giảm thọ.
1000 ~2000 mSv Có tổn thương, có khả năng ốm đau, bệnh tật
2000 mSv Buồn nôn, nôn mửa trong 24 giờ, rụng lông, tóc, biếng
ăn, suy yếu toàn thân, có triệu chứng đau họng, ỉa chảy.
Một số cá thể có thể bị chết. Nói chung có khả năng
bình phục trừ trường hợp sức khoẻ vốn kém từ trước, dễ
bị bệnh truyền nhiễm, tổn thương nặng.
2000 ~ 4000 mSv Tổn thương và ốm đau bệnh tật là chắc chắn, có thể chết
4000 mSv Buồn nôn, nôn mửa trong 1 ~ 2 giờ, ủ bệnh 1 tuần bắt
đầu rụng lông tóc, mất ngon miệng, suy nhược chung,
sốt, khô rát mồm họng ở tuần thứ 3, các ttriệu chứng
xanh xao, ỉa chảy, chảy máu, suy sụp nhanh vào tuần
6000 mSv
Buồn nôn, mửa trong 1 ~ 2 giờ, ủ bệnh ngắn, ỉa
chảy, mửa, rát mồm họng, sốt và chết sớm. Chắc
chắn chết 100% cá thể.
thứ tư. Khoảng 50% cá thể bị chết.
Bảng 1.2. Các ngưỡng liều chiếu và các hiệu ứng do nó gây nên cho con người
1.4. Các tiêu chuẩn An toàn bức xạ quy định về phông phóng xạ tự nhiên tự nhiên
+/ Khái niệm về hoạt độ phóng xạ, liều hiệu dụng – Đơn vị:
Hoạt độ phóng xạ là khả năng phát ra tia phóng xạ của nguồn phóng xạ, đơn vị là Becquerel
(Bq). Hoạt độ phóng xạ 1Bq là khả năng của nguồn phóng xạ là 1 hạt nhân nguyên tử biến đổi trong 1
giây sau đó sinh ra 1 tia phóng xạ.
Đơn vị biểu thị ảnh hưởng của tia phóng xạ đối với con người là Sievert (Sv) hay mSv (1Sv =
1000mSv). Mức độ nhiễm xạ của cơ thể con người còn gọi là liều chiếu được đo bằng đơn vị mSv.
+/ Tiêu chuẩn thế giới: Được biết, mức phông phóng xạ thông thường gần như không đổi trên phạm vi
toàn thế giới và nằm trong khoảng 2,4 mSv/năm. Theo đó, mỗi người, trong một năm, nhận một liều
hiệu dụng từ các loại bức xạ tự nhiên khoảng 2.4 mSv/năm. (mSv là đơn vị đo liều hiệu dụng, một đại
lượng nói lên mức độ tác động của mọi loại bức xạ lên tế bào trong cơ thể con người).
+/ Tiêu chuẩn của Việt Nam: Vấn đề nghiên cứu đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng phóng xạ phông
tự nhiên đã được nhiều nước quan tâm từ lâu. Tại Việt Nam, đến nay vẫn chưa có nghiên cứu, đánh giá
đầy đủ về vấn đề này, cũng như chưa có tiêu chuẩn quy định mức độ phóng xạ tự nhiên cho phép.
Vì thế, luận văn này đánh giá các số liệu dựa trên tiêu chuẩn của Uỷ ban khoa học của Liên Hiệp
quốc về ảnh hưởng của phóng xạ nguyên tử UNSCEAR.
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU HỆ PHỔ KẾ GAMMA
2.1. Hệ phổ kế gamma
2.1.1. Các đặc điểm của tia gamma - Đặc trưng phổ gamma
Bức xạ gamma là các lượng tử của sóng điện từ (các photon) có năng lượng cao. Nó không bị
lệch trong điện trường và có khả năng đâm xuyên rất lớn, thậm chí có thể đi qua lớp chì dày hàng
đềximét và rất nguy hiểm cho con người.
Tương tác của lượng tử gamma với vật chất không gây hiện tượng ion hóa trực tiếp như hạt tích
điện. Tuy nhiên, khi gamma tương tác với nguyên tử, nó làm bứt electron quỹ đạo ra khỏi nguyên tử
hay sinh ra các cặp electron-positron, rồi các electron này gây ion hóa môi trường. Có ba dạng tương
tác cơ bản của gamma với nguyên tử là hiệu ứng quang điện, tán xạ Compton và hiệu ứng tạo cặp.
Hiệu ứng quang điện
Trong quá trình này, photon truyền toàn bộ năng lượng của mình cho một electron của nguyên
tử vật chất. Electron này sẽ bị bắn ra khỏi nguyên tử (được gọi là photoelectron): photon bị hấp thụ
hoàn toàn, còn nguyên tử thì bị ion hóa.
Năng lượng của photon tới phải lớn hơn hoặc bằng năng lượng liên kết Wi của electron trên quỹ
đạo i:
(2.1) E = hv = Wi + Te
Phần còn lại Te chuyển thành động năng của electron bay ra.
Hiệu ứng quang điện xảy ra chủ yếu đối với các tia X hay tia gamma có năng lượng tương đối
thấp và trong vật chất có Z lớn.
Do sự ion hóa, trong vỏ nguyên tử sẽ xuất hiện một chỗ trống. Chỗ trống này sẽ nhanh chóng bị
lấp bởi electron từ lớp trên, và sẽ xuất hiện một tia X đặc trưng hay một electron Auger. Năng lượng
tia X đặc trưng xấp xỉ bằng năng lượng liên kết Wi. Trong đa số trường hợp, photon ứng với tia X đặc
trưng sẽ bị hấp thụ trong lân cận nguyên tử bị ion hóa do nó gây ra một hiệu ứng quang điện khác.
Hình 2.1. Hiệu ứng quang điện
Hiệu ứng Compton
Trong tán xạ Compton, một photon va chạm với một electron tự do ban đầu đứng yên. Khi đó,
photon truyền một phần năng lượng cho electron và bị lệch khỏi phương chuyển động một góc φ.
Động năng của electron xấp xỉ bằng độ chênh lệch năng lượng của photon trước và sau va chạm. Ta
có:
'
(1 co
s )
h m c e
12
(2.2)
0,0243
0 A
2.43*10
m
e
h m c e
Trong đó, (2.3)
Góc lệch φ càng lớn thì năng lượng hv’ của photon tán xạ càng bé. Hv’ có giá trị cực tiểu khi θ
= π. Khi đó, electron nhận được năng lượng lớn nhất.
Xác suất xảy ra tán xạ Compton phụ thuộc vào năng lượng của photon. Trong vùng năng lượng
100keV-10MeV, hiệu ứng Compton đóng vai trò quan trọng nhất trong sự tương tác của photon.
Hình 2.2. Hiệu ứng Compton
Hiệu ứng tạo cặp electron-pozitron
Trong sự tạo cặp, một photon biến mất trong trường Coulomb của hạt nhân và một cặp electron-
positron xuất hiện. Điều này chỉ xảy ra nếu năng lượng của photon vượt quá hai lần năng lượng nghỉ
của electron (1.02 MeV). Khi đó, phần năng lượng vượt quá 1.02 MeV của photon được biến thành
động năng của electron và positron. Do positron sẽ bị hủy với một electron sau khi dừng lại, nên đi
kèm với sự tạo cặp là sự hủy cặp, thể hiện ở sự phát ra hai photon.
Xác suất xảy ra sự hủy cặp tăng theo năng lượng của photon và gần như tỉ lệ với bình phương
của số thứ tự nguyên tử của chất hấp thụ.
Hình 2.3. Hiệu ứng tạo cặp
* Các quá trình tương tác nói trên dẫn đến sự hình thành các đặc trưng của phổ gamma như sau:
h
trên Hiệu ứng quang điện dẫn đến sự hấp thụ hoàn toàn năng lượng của photon tới E
detector, do đó trong phổ gamma xuất hiện đỉnh hấp thụ toàn phần ứng với năng lượng E.
Trong quá trình tán xạ Compton, photon tới chỉ mất một phần năng lượng, phần còn lại chuyển
thành năng lượng của photon tán xạ. Sự phân bố giữa hai phần này tùy thuộc vào góc tán xạ. Do đó
trên phổ gamma xuất hiện nền liên tục (nền Compton) trải dài từ giá trị E trở xuống. Tia gamma sau
khi tán xạ lần đầu có thể tiếp tục bị tán xạ nhiều lần, cuối cùng bị hấp thụ trong detector do hiệu ứng
quang điện. Quá trình tán xạ Compton nhiều lần này cũng đóng góp vào đỉnh hấp thụ toàn phần, mức
độ đóng góp tùy thuộc vào thể tích detector.
Hiệu ứng tạo cặp dẫn đến sự hình thành 2 lượng tử gamma năng lượng 511 keV. Tùy theo
trường hợp cả hai lượng tử này bị hấp thụ hoặc một hoặc cả hai lượng tử bay ra khỏi detector mà ta
thấy xuất hiện các đỉnh sau đây:
- Cả hai lượng tử gamma hủy cặp đều bị hấp thụ hoàn toàn trong thể tích nhạy của detector, ta được
đỉnh hấp thụ toàn phần E.
- Một trong hai lượng tử gamma hủy cặp thoát khỏi vùng nhạy của detector: ta được đỉnh thoát đơn: E-
511 (keV)
- Cả hai lượng tử hủy cặp thoát khỏi detector: ta được đỉnh thoát đôi ứng với năng lượng E -1022
(keV).
2.1.2. Cấu tạo chung một hệ phổ kế gamma
ADC
MCA
Tiền khuếch đại
Khuếch đại
Máy tính
Nguồn nuôi cao thế
Detector bức xạ
+/ Detector:
Để ghi phổ gamma hiện nay người ta thường dùng 2 loại detector:
Detector nhấp nháy với tinh thể NaI (T1)
Detector bán dẫn Ge (cho phổ chất lượng cao hơn nhưng giá thành cao hơn và yêu cầu
cao hơn về thiết bị đi kèm).
Ở đây, ta sử dụng detector bán dẫn làm bằng Giecmani siêu tinh khiết (HP Ge).
Ta có thể phân loại detector Ge như sau :
- Về loại bán dẫn: loại p hoặc loại n
- Về mặt hình học: có thể chia ra các loại đồng trục, loại hình giếng hay loại plana (phẳng)
Thông thường, ta có các loại sau đây:
Detector HP Ge loại p, kiểu đồng trục: chất bán dẫn xuất phát là loại p. Người ta tạo ra một lớp
n+ dày khoảng 0.5-0.8 mm bằng phương pháp khuếch tán Li. Khi sử dụng phải đặt điện áp cao,
dương khoảng 2-5kV để kéo các cặp electron-lỗ trống tạo ra. Loại này có hiệu suất giảm nhiều
ở năng lượng tia gamma thấp (dưới 100eV) vì sự hấp thụ trên lớp chết n+.
Detector HP Ge loại n, kiểu đồng trục: Xuất phát từ chất bán dẫn loại n, người ta tạo ra lớp bề
mặt p+ dày khoảng 0.3μm bằng phương pháp cấy B. Khi sử dụng cần đặt cao áp âm. So với loại
trên, loại này hiệu suất giảm hơn ở năng lượng thấp vì lớp chết p+ mỏng hơn.
Detector HP Ge hình giếng: loại này có hiệu suất hình học cao nên thích hợp cho các phép đo
hoạt độ nhỏ. Độ phân giải có kém hơn đôi chút do đặc điểm cấu tạo.
Detector phẳng (plana): có độ phân giải tốt nhưng hiệu suất giảm nhanh ở năng lượng cao nên
chỉ thích hợp đo ở vùng năng lượng thấp.
Hình 2.4. Cấu tạo một detector bán dẫn HP Ge
Đi kèm với detector bán dẫn là bình nitơ lỏng. Vì: ngoài tính chất phụ thuộc của detector bán
dẫn, để tránh các electron sinh ra do sự phát nhiệt, detector bán dẫn thường được làm lạnh ở nitơ lỏng (-196oC hay 77K)
Hình 2.5. Cấu tạo bình nitơ lỏng +/ Hệ điện tử tuyến tính: một hệ điện tử cho phổ kế gamma thường gồm các bộ phận sau: tiền
khuếch đại, cao thế nuôi detector, khuếch đại, bộ biến đổi ADC, máy phân tích biên độ đa kênh, máy
vi tính.
- Cao thế nuôi detector: đặt giữa môi trường vật chất của detector hai điện cực. Các electron sẽ
chuyển động về cực dương và các lỗ trống sẽ chuyển động về phía cực dương, nói cách khác, các ion
chuyển động thành dòng và tạo nên một dòng điện, lối ra sẽ xuất hiện một tín hiệu điện.
- Tiền khuếch đại: nối trực tiếp ngay sau detector, nhiệm vụ của nó là khuếch đại sơ bộ tín hiệu
rất nhỏ từ detector mà vẫn đảm bảo mức “ồn” khả dĩ là nhỏ nhất (nó quyết định độ phân giải năng
lượng của phổ kế). Nếu không khuếch đại tín hiệu qua tiền khuếch đại mà đưa thẳng tín hiệu vào bộ
phận khuếch đại thì tín hiệu ra không chính xác, sẽ bị “méo”.
- Khuếch đại: nhiệm vụ là khuếch đại tiếp xung ra từ tiền khuếch đại (thông thường nhỏ hơn
1eV) lên giá trị thích hợp để có thể xử lí tiếp một cách dễ dàng và chính xác.
- Bộ biến đổi ADC: Tín hiệu tương tự từ khối khuếch đại tuyến tính có biên độ V0 sẽ được đưa
vào khối biến đổi tương tự số. Qua đó, thực hiện biến đổi biên độ xung thành mã số, kết quả biến đổi
được ghi vào thanh ghi. Trình tự biến đổi như sau:
V0 sẽ được so sánh với một điện áp tăng tuyến tính Vr.
Khi Vr đạt đến V0 thì xuất hiện một xung mở. Độ rộng xung bằng thời gian cần thiết để
Vr đạt giá trị V0.
Trong thời gian cổng được mở, các xung tần số cao được đi qua cổng và được đếm bởi
máy đếm địa chỉ
Số xung đếm này là Nc tỉ lệ với V0 sẽ xác định địa chỉ của tín hiệu: tại địa chỉ này số đếm
sẽ tăng lên một đơn vị.
Với nhiều lượng tử gamma lần lượt được biến đổi như vậy, ta thu được một hình ảnh phân bố
xung theo biên độ xung, tức là một phổ gamma theo năng lượng mà detector hấp thụ được.
- Máy phân tích biên độ đa kênh: Các xung được tách ra thành các kênh tương ứng với năng
lượng kèm theo
- Máy vi tính: lấy tín hiệu và xử lý cho ta phổ cùng các thông tin cần thiết khác.
Hình 2.6. Sơ đồ hệ phổ kế gamma phông thấp
2.1.3. Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của hệ phổ kế gamma
+/ Độ phân giải năng lượng:
Độ phân giải năng lượng cho biết khả năng mà detector có thể phân biệt các đỉnh có năng lượng
gần nhau trong phổ. Đại lượng này được xác định bằng bề rộng ở 1/2 độ cao của các đỉnh hấp thụ toàn
phần. Độ phân giải năng lượng của detector bán dẫn HPGe còn tùy thuộc loại detector, thể tích
detector và năng lượng tia gamma.
Hình 2.7. Định nghĩa của độ phân giải detector. Đối với những đỉnh có dạng Gauss, độ lệch
tiêu chuẩn thì FWHM là 2.35.
Detector có độ phân giải năng lượng càng nhỏ thì càng có khả năng phân biệt tốt giữa hai bức
xạ có năng lượng gần nhau.
Hình 2.8. Hàm đáp ứng đối với những detector có độ phân giải tương đối tốt và độ phân giải
tương đối xấu.
+/ Hiệu suất ghi: Hiệu suất ghi đỉnh quang điện cũng là một chỉ tiêu quan trọng của detector,
đặc biệt là trong những phép đo hoạt độ nhỏ. Hiệu suất ghi này phụ thuộc loại detector, thể tích
detector và năng lượng tia gamma.
+/ Tỷ số đỉnh/ Compton:
Tỉ số này cho ta đánh giá khả năng của detector có thể phân biệt được các đỉnh yếu, năng lượng
thấp nằm trên nền Compton của các đỉnh năng lượng cao. Đó là tỉ số giữa chiều cao của đỉnh hấp thụ
toàn phần với chiều cao của nền Compton tương ứng (thường lấy ở “rìa” Compton). Tỉ số này càng cao
thì càng có lợi cho các phép đo hoạt độ thấp và phổ gamma phức tạp. Tỉ số này phụ thuộc thể tích
detector, các detector lớn có tỉ số đỉnh/Compton lớn vì đóng góp của tán xạ Compton nhiều lần vào
đỉnh hấp thụ toàn phần lớn. Tỉ số đỉnh/Compton theo quy định thường được tính bằng cách chia độ cao
của đỉnh 1.33 MeV cho độ cao trung bình của nềnCompton trong khoảng 1040 và 1096 keV.
2.1.4. Nguyên lý hoạt động của hệ phổ kế gamma bán dẫn
Chất bán dẫn hiện nay là Si hoặc Ge. Để ghi các lượng tử gamma thì người ta dùng chất bán dẫn
là Ge. Khi lượng tử gamma bay vào chất bán dẫn, nó sẽ tạo nên electron tự do thông qua ba hiệu ứng
chủ yếu như với tinh thể nhấp nháy. Electron tự do di chuyển với động năng lớn sẽ làm kích thích các
electron chuyển lên vùng dẫn và để lại lỗ trống. Như vậy, thông qua các hiệu ứng tương tác, bức xạ
gamma đã tạo nên một loạt các electron và lỗ trống trong tinh thể bán dẫn, dưới tác động của điện
trường, các electron sẽ chuyển động về cực dương, các lỗ trống chuyển động về phía cực âm, kết quả
là ta có một xung dòng điện ở lối ra. Năng lượng cần thiết để tạo ra một cặp electron-lỗ trống trong Ge
là 2.96 eV. Tín hiệu điện ở lối ra sẽ đi qua các bộ phận tiền khuếch đại, khuếch đại biến đổi thành
xung, đi qua ADC, MCA, ta sẽ thu được phổ và các thông tin cần thiết khác ở máy vi tính.
2.2. Hệ phổ kế gamma trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh
Hình 2.9. Hệ phổ kế gamma phông thấp trường ĐH Sư phạm TP Hồ Chí Minh
Thông số kỹ thuật: Hệ phổ kế gamma phông thấp
- Ngày nhập: 12/12/2007
- Model detector: Gem 15 P4
- Model tiền khuếch đại: A257P
- Tỉ số S/N khối tiền khuếch đại: 7082523
- Model vỏ bọc H.V: 138 Em1
- Hiệu suất ghi: 15 %
- Độ phân giải tại 1.33 MeV của Co-60 : 1.80 keV
- Tỉ số đỉnh/ Compton: 50:1
- Phần mềm thu nhận và xử lý phổ: Maestro-32
- Đường kính detector: 5.12 cm
- Chiều dài detector: 45 cm
- Bề dày lớp chết: 0.3 cm
- Lớp đồng 1.27mm
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM
3.1. Chuẩn bị mẫu
Là một khâu rất quan trọng vì đây là nguồn gốc chính gây ra sai số trong phép phân tích
+/ Chuẩn bị mẫu chuẩn:
- Vai trò của mẫu chuẩn:
Phân tích hoạt độ của một mẫu đất thường được dựa trên sự so sánh hoạt độ của mẫu phân tích
với mẫu chuẩn (phương pháp tương đối).
Thường thì mẫu chuẩn được tìm từ các vật liệu tự nhiên đặc trưng cho loại mẫu ta phân tích.
Mẫu so sánh được điều chế một cách nhân tạo bằng cách pha chế đầy đủ các nguyên tố có mặt trong
mẫu phân tích với những lượng xác định, chính xác.
- Chuẩn bị mẫu chuẩn:
Mẫu chuẩn do Viện hạt nhân quốc tế (IAEA) cung cấp, là những mẫu đã xác định chính xác
được hoạt độ.
Hàm lượng hay hoạt độ các nguyên tố chứa trong mẫu chuẩn được xác định bằng cách tiến hành
phân tích ở nhiều nơi, với nhiều phương pháp, nhiều người thực hiện, rồi nhờ vào các phép tính thống
kê để suy ra kết quả.
Mẫu chuẩn được sử dụng trong luận văn này mẫu đất đa nguyên IAEA-375 :
- Ngày sản xuất: 01/ 08/ 1994
- Hoạt độ các nguyên tố trong mẫu chuẩn đa nguyên thể hiện trong bảng sau:
Mẫu đa nguyên IAEA-375
STT Hoạt độ riêng (Bq/kg)
1 56
2 77
3 0.0017
4 463
5 5280
6 20
7 21
8 20.5
9 25
10 0.071
11 24.4
12 0.3
13 Nguyên tố phóng xạ 106Ru 125Sb 129I 134Cs 137Cs 226Ra 228Th 232Th 234U 238Pu 238U 239+240Pu 241Am 0.13
40K 90Sr
424 14
108 15
Bảng 3.1. Hoạt độ các nguyên tố trong mẫu chuẩn đa nguyên IAEA-375
Hình 3.1. Mẫu chuẩn đa nguyên IAEA-375
- Vấn đề hiệu chỉnh hoạt độ của mẫu chuẩn:
Ta biết công thức tính hoạt độ phóng xạ như sau:
(3.1) C = C0.e-λt
Trong đó, C0 là hoạt độ phóng xạ (đã biết) ở thời điểm sản xuất. C là hoạt độ ngày đo, cần tính toán và
hiệu chỉnh lại. Tuy nhiên, xét các đồng vị cần quan tâm là 226Ra, 232Th, 40K, ta thấy chu kì bán rã của các đồng vị trên
rất lớn so với thời gian từ ngày sản xuất cho đến nay (khoảng 15 năm).
Chu kì bán rã:
226Ra 232Th 40K
1,6.103 năm 1,41.1010 năm 1,28.1010 năm
. t
0.693 Ti
Bảng 3.2. Chu kì bán rã một số nhân phóng xạ
1
e
t e
Nên: nên xem như C = C0. Do đó, ta có thể dùng hoạt độ riêng ở thời điểm sản xuất
để tính toán.
+/ Lựa chọn mẫu phân tích:
Vị trí lấy mẫu đất đáp ứng tối đa các yêu cầu:
- Không bị biến động trong nhiều năm
- Bằng phẳng hoặc khá bằng phẳng
- Vùng mở không bị cỏ rậm che phủ, không gần các tán cây lớn, xa các công trình xây dựng
- Có cỏ dại mọc nằm, thưa, cằn cỗi
- Tránh các vùng có giun đất hoạt động mạnh hoặc vùng chăn thả động vật ăn cỏ
- Không bị rửa trôi và dồn tụ nước khi mưa lớn
- Xa các vùng chia nước, tránh phía trong của đê song
- Không bị bão lốc bụi
- Tránh vùng có nhiều đá chưa phong hóa
+/ Chuẩn bị mẫu để phân tích:
- Thu thập mẫu:
Khi tiến hành thu thập mẫu, mẫu đất phải là mẫu đại diện, đồng đều, đặc trưng và phù hợp với
mục đích nghiên cứu.
Độ sâu lấy mẫu ít nhất là 0.5 cm.
Mỗi mẫu đất lấy khoảng 2 kg, đóng vào túi nilông 2 lớp và chuyển về phòng thí nghiệm.
Trước khi buộc túi cho phiếu ghi mẫu vào. Phiếu ghi mẫu điền đầy đủ các thông tin cần thiết
như: địa điểm lấy mẫu, ngày giờ lấy mẫu, người lấy mẫu…
Các mẫu đất được dùng để phân tích bao gồm:
Một số tỉnh khu vực phía Nam
TT Tên Mã số Địa điểm lấy mẫu Người lấy mẫu Ngày
mẫu
1 Bình TN.01 KP3-Tân Minh-Hàm Quách Quang Hậu 8/3/09
Thuận Tân- Bình Thuận
2 Đồng TN.02 Trảng Bom- Đồng Nai Nguyễn Thị Thúy 19/3/09
Nai
3 Lâm TN.03 KP4- Liên Nghĩa- Đức Phan Thị Minh Tâm 9/3/09
Đồng Trọng- Lâm Đồng
4 Tây TN.04 Long Thành Trung- Nguyễn Kim Nguyệt 8/3/09
Ninh Hòa Thành- Tây Ninh Phượng
5 Tiền TN.05 Thị xã Gò Công – Tiền Phan Ngọc Phượng 8/3/09
Giang Giang Hồng
Bảng 3.3. Các thông tin về mẫu đất cần phân tích
Đất Bình Thuận (TN 01) Đất Đồng Nai (TN 02)
Đất Lâm Đồng (TN 03) Đất Tây Ninh (TN 04)
Đất Tiền Giang (TN 05)
Hình 3.2. Các mẫu đất chưa xử lý
- Xử lí mẫu:
Đất lấy về được băm nhỏ, rây sơ để loại rễ cây và rác, phơi khô ở nhiệt độ phòng. Sau đó, mẫu được đem sấy trong tủ sấy mẫu ở nhiệt độ 1050 C trong khoảng thời gian vài tiếng đồng hồ cho
thật khô (trọng lượng không đổi).
Hình 3.3. Tủ sấy mẫu
Dùng chày và cối inox nghiền nhẹ, sau đó rây đất bằng dụng cụ rây (loại 500μm và 250μm ).
Hình 3.4. Chày và cối inox
Rây loại 500μm Rây loại 250μm
Hình 3.5. Rây các loại
Mẫu sau khi xử lí được đựng trong hộp nhựa.
Dán thông tin về mẫu.
Hình 3.6. Các mẫu đất sau khi xử lý
TN 01 TN 02
TN 03 TN 04
TN 05
Hình 3.7. Các mẫu đất sau khi xử lý
Khi đo, ta đựng mẫu trong hộp 2π chuyên dụng, chú ý yếu tố hình học của mẫu chuẩn và mẫu
phân tích phải đảm bảo giống nhau.
Hình 3.8. Hộp 2π
Dưới đây là bảng trình bày kí hiệu, tên mẫu và khối lượng cụ thể của các mẫu phân tích.
Kí hiệu Tên mẫu Độ cao khi đo Khối lượng Ngày đo
(mm) (g)
44 186.49 31/03/09 TN.01 Đất Bình Thuận
44 203.19 01/04/09 TN.02 Đất Đồng Nai
44 139.07 30/03/09 TN.03 Đất Lâm Đồng
44 184.39 27/05/09 TN.04 Đất Tây Ninh
44 157.89 26/05/09 TN.05 Đất Tiền Giang
Bảng 3.4. Kí hiệu, tên mẫu và khối lượng cụ thể của các mẫu phân tích.
3.2. Đo đạc
3.2.1. Cách đo
Việc đo phóng xạ các mẫu đất thực hiện trên phổ kế gamma phông thấp thực hiện lần lượt qua
các bước sau:
- Ghi phổ của phông thiên nhiên trong thời gian vài giờ. Phổ phông gây bởi các nguyên nhân khác
nhau:
Tia vũ trụ
Tia gamma do các họ tự nhiên phát ra Chất phóng xạ có sẵn trong buồng chì che chắn detector (như Pb210 phát ra bức xạ hãm).
- Ghi phổ mẫu chuẩn. Xác định diện tích ứng với các đỉnh của Th232, U238, K40.
- Ghi phổ của mẫu đất cần đo (chú ý điều kiện hình học như khi đo mẫu chuẩn).
- Xác định diện tích các đỉnh tương ứng.
- Xác định hoạt độ từng đồng vị phóng xạ trong mẫu cần đo bằng cách so sánh với hoạt độ đã biết của
mẫu chuẩn.
3.2.2. Phương pháp tính toán hoạt độ của mẫu
- Nguyên tắc của phương pháp:
Dựa vào phổ gamma của một số đồng vị con cháu của 226Ra, 232Th và 40K, ta có thể xác định
hoạt độ của các nguyên tố thori, kali và rađi trong các mẫu đất.
Các đồng vị quan tâm
Năng lượng (keV)
295, 352, 609
238, 583
Nguyên tố 226Ra 232Th 40K Đồng vị dùng để phân tích 214Pb, 214Bi 212Pb, 208Tl, 228Ac 40K 1461
Bảng 3.5. Thông tin về các đồng vị quan tâm
Do đồng vị 40K phát ra tia gamma đơn năng nên việc phân tích tương đối đơn giản Đối với 232Th, ta không thể sử dụng tia gamma do 232Th phát ra (năng lượng 63,8 keV; 0,27%)
do tia này có cường độ quá thấp và hiệu suất phân rã kém. Xét trong chuỗi phân rã thori, ta thấy có một số đồng vị cân bằng với 232Th và phát ra tia gamma có năng lượng thích hợp để đo 232Th. Hai đồng vị thường được sử dụng là 212Pb (238 keV, 42,6%) và 208Tl (583,2 keV, 84,5%).
Đối với 226Ra (T1/2 =1600 năm) phân rã thành 222Rn (T1/2= 3.8 ngày) là một khí rất dễ khuếch tán khỏi mẫu. Nhốt mẫu trong một thời gian cho Ra – Rn cân bằng thế kỉ, 222Rn sẽ phân rã thành 218Po, sau đó thành 214Pb và 214Bi. Có thể sử dụng đỉnh năng lượng 351 keV của 214Pb , 609 keV của 214Bi để tính toán hoạt độ của 226Ra.
- Ta sử dụng phương pháp tương đối:
m
c
*
)) /
C
t
* exp( 0.693( t
So sánh với mẫu chuẩn đã biết trước hoạt độ phóng xạ, ta áp dụng công thức:
m
C c
T i
c
m
N M * N M
c
m
(3.2 )
Trong đó:
Cm :hoạt độ phóng xạ riêngcủa mẫu cần phân tích (Bq/kg)
Cc :hoạt độ phóng xạ riêng của mẫu chuẩn (Bq/kg)
Nm : tốc độ đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích trong mẫu
Nc: tốc độ đếm đã trừ phông tại đỉnh năng lượng của đồng vị cần phân tích trong mẫu chuẩn
Mm : khối lượng của mẫu cần phân tích
Mc : khối lượng của mẫu chuẩn
tm: thời gian đo mẫu
tc: thời gian đo chuẩn
Ti: chu kì bán rã của đồng vị cần đo
Với: Nm và Nc gọi chung là N được tính theo công thức sau:
N = G – B (3.3)
G là tổng số đếm ghi nhận được khi đo mẫu
B là số đếm ghi nhận được do phông buồng chì gây ra
Hoạt độ của nhân 226Ra được tính bằng cách lấy trung bình hoạt độ ba đỉnh năng lượng tương
ứng là 295, 352 và 609 keV.
C
C
295
609
C
C 352 3
(3.4)
C
C
238
583
Tương tự cho 232Th được tính từ hai đỉnh 238 và 583 keV.
C
2
(3.5)
Tóm lại, các bước tính hoạt độ theo sơ đồ sau:
Diện tích đỉnh tổng cộng G
Tốc độ đếm đã trừ phông N (công thức 3.3) Lấy trung bình hoạt độ (nếu có) C (công thức 3.4, 3.5) Hoạt độ ứng với mội đỉnh năng lượng CE (công thức 3.2)
Diện tích đỉnh phông buồng chì B
3.2.3. Sai số của phương pháp đo
Việc đánh giá sai số trong kết quả phân tích phụ thuộc vào các tham số như sai số diện tích đỉnh
gamma của mẫu chuẩn, sai số diện tích đỉnh của mẫu đo, sai số khối lượng của mẫu đo và mẫu chuẩn,
sai số do nhiễm bẩn trong quá trình xử lí mẫu…
Tất cả các sai số trong luận văn đều được tính theo công thức truyền sai số tổng quát như sau:
2
2
....
.... 2
(3.6)
2 u
2 y
2 v
2 uv
y u
y v
y u
y v
y = f(u,v,…)
2
2
2
2
2
m
m
c
m
c
Do đó, sai số tương đối của phương pháp được tính theo công thức truyền sai số:
C C
N N
N N
M M
M M
m
m
c
m
c
C c C C
(3.7 )
Thực tế, với cách xác định hoạt độ theo phương pháp này thì sai số lớn nhất từ sai số diện tích đỉnh
gamma của mẫu đo. Do vậy, sai số được xác định theo công thức:
*
mC
mC
(3.8)
Trong đó: ε là sai số tương đối diện tích đỉnh của mẫu đo.
Tính sai số gây ra do việc loại trừ phông buồng chì:
2 N
2 B
2 G
N = G – B Vì
N
2 N
2 G
2 B
(3.9)
Tính sai số do việc lấy trung bình hoạt độ các đỉnh năng lượng
C
C
295
609
Đối với Ra226: vì
C
C 352 3
(3.10)
)
2 C
2 2 ( C C
2 C
352
295
609
1 9
nên
)
2 C C
2 2 ( C C
2 C
295
352
609
1 9
(3.11)
C
C
238
583
Đối với Th232: vì
C
2
(3.12)
)
2 C
2 C
2 ( C
238
583
1 4
nên
2 (
2 C C
2 C
)C
583
238
1 4
(3.13)
Tóm lại, việc tính sai số tuân theo sơ đồ sau:
Sai số diện tích đỉnh tổng cộng G
Sai số tương đối ε
Sai số tốc độ đếm đã trừ phông ∆N (công thức 3.9) Sai số hoạt độ ứng với mội đỉnh năng lượng CE (công thức 3.8) Sai số do lấy trung bình hoạt độ (nếu có) C (công thức 3.13, 3.14)
Sai số diện tích đỉnh phông buồng chì B
3.2.4. Tính toán liều hiệu dụng
Để so sánh mức phóng xạ của các mẫu khác nhau, cần sử dụng một chỉ số chung phản ánh được
các hoạt tính phóng xạ tổng hợp của chúng. Phương pháp chung được áp dụng là tính tổng của cả 3
loại hoạt tính, mỗi hoạt tính được biểu thị bằng hệ số tương ứng với hằng số biểu thị tỷ lệ khả năng bị
phát tán.
Năm 1982, Uỷ ban khoa học của Liên Hiệp quốc về ảnh hưởng của phóng xạ nguyên tử
UNSCEAR đã đưa ra tiêu chí đánh giá tính phóng xạ theo hoạt tính phóng xạ tương đương Radi, được
tính theo công thức sau [8], [11]:
+ CTh*1.43 + CK*0.077 (3.14)
Ra eq = CRa
Trong đó, Ra eq là hoạt tính phóng xạ tương đương của Radi, Bq/kg. CRa, CTh, CK là hoạt độ
phóng xạ của 226Ra, 232Th, 40K, tính bằng Bq/kg.
UNCEAR đã đưa ra giá trị chấp nhận được đối với hoạt tính phóng xạ tương đương của Radi Ra
eq là 370 Bq/kg, mức này tương đương với một liều chiếu phóng xạ trung bình mà con người nhận
được là 1.5mSv/năm.
Sai số: ta sử dụng công thức truyền sai số (3.6) để tính sai số liều hiệu dụng trung bình hằng
năm:
*1.5
eqRa
Nếu đặt H là liều hiệu dụng trung bình hằng năm thì:
H
370
C
C
C
*
*
*
H
Ra
Th
K
1.5 370
1.43*1.5 370
0.077 *1.5 370
2
2
2
A
B
C
2 H
2 * C
2 * C
Th
2 * KC
Ra
2
2
2
(mSv/năm)
H
A
B
C
2 H
2 * C
2 * C
Ra
Th
* 2 KC
(3.15)
A
;
B
;
C
1.5 370
1.43*1.5 370
0.077 *1.5 370
Với
3.3. Xử lí phổ
Trong việc xử lý phổ, có hai vấn đề cần quan tâm là phông và đỉnh của bức xạ ghi nhận được.
+/ Diện tích đỉnh phổ: Phổ gamma đặc trưng thu được trên MCA đều có dạng phân bố Gauss. Tổng số
đếm các kênh nằm trong giới hạn của đỉnh phổ Gauss được gọi là diện tích đỉnh phổ.
+/ Phông tại đỉnh: Mỗi đỉnh phổ đều có sự đóng góp của phông tại đỉnh. Do vậy để tính chính xác diện
tích đỉnh, ta cần phải trừ phông.
+/ Xử lý phổ gamma bằng phần mềm xử lý phổ:
- Phần mềm xử lí phổ: Maestro-32 (phiên bản số 6).
- Kết quả xử lý phổ gồm các thông tin:
Vị trí đỉnh phổ và năng lượng tương ứng (kênh, keV)
Diện tích đỉnh phổ đã trừ phông và sai số
CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ
* Quy trình xử lí phổ gamma lần lượt qua các bước sau:
Thu nhận bức xạ từ detector dưới dạng phổ gamma
Xác định các nguyên tố phóng xạ trong mẫu
Tính toán diện tích đỉnh phổ
Tính toán hoạt độ các đồng vị quan tâm
Các thông tin về mẫu chuẩn và mẫu phân tích
Mẫu Thời Các Diện tích đỉnh (đã trừ phông buồng chì)
gian thông 295 352 609 238 583 1461
đo tin keV keV keV keV keV keV
Mẫu N 1055 1970 857 3828 1187 3090
chuẩn 24 h ∆N 281.00 272.00 133.46 324.60 142.62 84.38
IAEA-375 26.63 13.80 15.57 8.48 12.01 2.73 ε
N 2932 6169 3861 9805 3217 9238
TN 01 24 h ∆N 127.00 121.00 101.98 205.83 99.29 115.69
ε (%) 4.33 1.96 2.64 2.10 3.09 1.25
N 1260 2648 1595 3998 1336 _
TN 02 24 h _ ∆N 96 89 78.49 159.22 79.63
_ ε (%) 7.62 3.36 4.92 3.98 5.96
N _ 660 2008 1194 5991 1843
TN 03 24 h _ ∆N 96.00 86.00 76.84 163.45 82.93
_ ε (%) 14.55 4.28 6.44 2.73 4.50
N _ 1405 3185 2031 4123 1568
TN 04 24h _ ∆N 100.00 86.00 86.09 144.40 77.20
_ ε (%) 7.11 2.70 4.24 3.50 4.92
N 2866 1650 9605 2807 4636 _
TN 05 24h ∆N 114.00 76.00 183.41 96.65 96.60 _
ε (%) 3.98 4.61 1.91 3.44 2.08 _
Bảng 4.1. Các thông tin về mẫu chuẩn và mẫu phân tích
4.1. Phân tích định tính
Phổ gamma của các mẫu đất được hiển thị trên máy tính trong chương trình Maestro-32 nối với
hệ phổ kế gamma phông thấp. Phần mềm Meastro-32 cho ta xác định các nhân phóng xạ có trong mẫu
đất, năng lượng tương ứng, số đếm tổng cộng cùng sai số kèm theo.
Phổ gamma được thể hiện trong luận văn này nhờ chương trình Winplots.
4.2. Phân tích định lượng
Diện tích phổ được tính toán tự động nhờ chương trình Meastro-32.
Các tính toán hoạt độ các mẫu đất được thực hiện trên phần mềm tính toán Excel, máy tính cá
nhân bằng các công thức đã được trình bày trong chương 3.
Kết quả tính toán được được trình bày trong bảng 4.2 và 4.3 kèm theo các biểu đồ so sánh các
hoạt độ giữa các mẫu đất với nhau.
Hình 4.1. So sánh hoạt độ phóng xạ giữa các mẫu đất
Hình 4.1. So sánh hoạt độ phóng xạ giữa các mẫu đất
4.3. Đánh giá phân tích
4.3.1. Đánh giá phân tích:
Giới hạn liều hiệu dụng trung bình đối với dân chúng là 2.4mSv/năm. Các kết quả thực nghiệm
cho thấy, một số địa điểm ở các địa phương như Bình Thuận (0.96 mSv/năm), Đồng Nai
(0.22mSv/năm), Lâm Đồng (0.35 mSv/năm), Tây Ninh (0.28 mSv/năm), Tiền Giang (0.71mSv/năm)
có nền phông phóng xạ khá an toàn.
4.3.2. Ưu điểm và hạn chế của phương pháp sử dụng hệ phổ kế gamma phông thấp
để xác định phông tự nhiên
- Ưu điểm:
Ngoài việc xác định khá chính xác hoạt độ, phương pháp này cho phép xác định được thành
phần các nguyên tố trong mẫu đất và hàm lượng của chúng, thể hiện tính ưu việt hơn máy Inspector ở
chỗ xác định được các nguyên tố trong mẫu đất nên có thể xác định được nguyên nhân gây nền phông
phóng xạ.
- Hạn chế:
Công việc chọn vị trí lấy mẫu, đào mẫu, xử lý mẫu mất nhiều thời gian, tiền bạc và công sức.
Cần có mẫu chuẩn (phương pháp tương đối).
KẾT LUẬN
1. TỔNG KẾT NGHIÊN CỨU Đề tài: “Phân tích hoạt độ phóng xạ các đồng vị Ra226, Th232, K40 trong mẫu đất đá” được thực
hiện trong thời gian ngắn với quy mô nhỏ, nhưng cũng đã hoàn thành các mục tiêu đã đề ra. Kết quả
thu nhận được như sau:
- Cơ sở lý thuyết: Nắm được kiến thức phương pháp ghi nhận bức xạ hạt nhân
- Phần thực nghiệm: Quá trình thực hiện đề tài giúp sinh viên nắm bắt được phương pháp thực nghiệm:
lấy mẫu, xử lý mẫu, đo đạc mẫu, phân tích mẫu trên hệ phổ kế gamma phông thấp, xử lý phổ, tính
toán…
- Kết quả:
Xác định được hoạt độ các nhân phóng xạ 226Ra, 232Th, 40K trong năm mẫu đất thuộc các tỉnh
miền Nam Việt Nam: Bình Thuận, Đồng Nai, Lâm Đồng, Tây Ninh, Tiền Giang.
Tính toán được tổng hoạt độ phóng xạ Ra tương đương cùng liều hiệu dụng trung bình hàng
năm nền phông phóng xạ của 5 địa phương kể trên.
- Nhận xét:
Các vật chất trong tự nhiên đều có chứa các nguyên tố phóng xạ. Tùy từng cơ cấu kiến trúc, địa
hình mà mỗi vùng có phông tự nhiên cao thấp khác nhau. Tính phóng xạ của phông có thể gây
ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe con người nếu hàm lượng phóng xạ vượt quá tiêu chuẩn cho
phép.
Kết quả nghiên cứu sơ bộ một số mẫu đất cho thấy liều hiệu dụng trung bình hằng năm (tính từ
hoạt độ phóng xạ) nền phông của các địa phương là khá thấp so với tiêu chuẩn Quốc tế ( phông
phóng xạ tự nhiên không quá 2.4 mSv/năm). Do đó, cư dân các vùng được khảo sát đang sống
trong môi trường phóng xạ khá an toàn.
Ngoài ra, quá trình làm luận văn giúp tác giả củng cố lại kiến thức đã được đào tạo, có thêm những
kinh nghiệm quý báu trong quá trình làm thực nghiệm và bổ sung thêm nhiều kiến thức mới mẻ vào cơ
sở lý thuyết đã được học ở trường.
2. ĐỀ XUẤT
Để đảm bảo về mặt an toàn bức xạ cho người dân, cần phải xây dựng các tiêu chuẩn quy định về
mức phóng xạ tự nhiên cho phép ở Việt Nam. Ngoài ra, cần thực hiện dự án nghiên cứu đánh giá toàn
diện phông phóng xạ tự nhiên trong phạm vi cả nước bằng cách phát triển đề tài trên quy mô toàn
quốc, phải xây dựng được bản đồ phông phóng xạ, từ đó giúp cơ quan quản lí nhà nước có biện pháp
đảm bảo An toàn bức xạ cho người dân.
THAM KHẢO
[1] PGS-TS. Nguyễn Minh Cảo, Giáo trình detector các hạt cơ bản, Trường ĐH Khoa học tự nhiên,
2003.
[2] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương. Phương pháp ghi bức xạ ion hóa, NXB
ĐH Quốc gia TP Hồ Chí Minh
[3] Trần Phong Dũng, Huỳnh Trúc Phương, Thái Mỹ Khê, Phương pháp phân tích huỳnh quang tia X,
NXB Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh
[4] Phạm Quốc Hùng, Phóng xạ tự nhiên và ứng dụng, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, 2007.
[5] TS. Nguyễn Văn Hùng, Các bài giảng An toàn bức xạ, Viện nghiên cứu hạt nhân – Trung tâm đào
tạo, 2009.
[6] PGS-TS. Ngô Quang Huy, An toàn bức xạ ion hóa, NXB Khoa học và kỹ thuật
[7] PGS-TS. Ngô Quang Huy, Cơ sở vật lý hạt nhân
[8] PGS-TS. Ngô Quang Huy, Phóng xạ tự nhiên trong vật liệu xây dựng.
[9] Đinh Ngọc Lân, Truyện kể về điện hạt nhân và các nguồn năng lượng tái tạo, NXB Giáo dục
[10] Đinh Ngọc Lân, Năng lượng nguyên tử và đời sống, NXB Văn hóa Thông tin, 2004
[11] TS. Lương Đức Long, Th.S Nguyễn Văn Đoàn, Nghiên cứu, đánh giá hàm lượng phóng xạ tự
nhiên trong vật liệu xây dựng ở Việt Nam.
[12] PGS-TS. Hoàng Đắc Lực, Giáo trình thực hành Phổ kế gamma, Viện năng lượng nguyên tử Việt
Nam.
[13] Phùng Thị Cẩm Tú, Xác định độ phóng xạ trong vật liệu xây dựng, Khóa luận tốt nghiệp
[14] M. Noguchi, Introduction to Radiation Measurement.
[15] Phần mềm RadDecay4.
[16] www.google.com
[17] www.thuviencongdong.org
[18] www.vietnamnet.vn
PHỤ LỤC
1
2
3
4
5
6
7
