XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ RADON TRONG KHÔNG KHÍ BẰNG HỆ ...

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.pdf) (43 trang)

Trang chủ

Khoa học tự nhiên

Vật lý

XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ RADON TRONG KHÔNG KHÍ BẰNG HỆ THIẾT BỊ RAD7

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.22 MB, 43 trang )

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình học và viết khóa luận này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của rất nhiều người.Với lng knh trọng và biết ơn sâu sc, tôi xin được bày t lời cm ơn chân thành tới: Bậc sinh thành, những người đã luôn bên cạnh tôi, đng viên và giúp đỡ trong những lúc tôi gp kh khăn. Tiến sĩ Lê Công Ho, người Thy knh mến, đã đưa ra phương pháp nghiên cứu và đng gp ý kiến, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tt nghiệp. Tiến sĩ Trịnh Hoa Lăng người đã nhận xét và góp ý và cho tôi nhiều định hướng phát triển trong quá trình thực hiện đề tài. Cử nhân Huỳnh Nguyễn Phong Thu – phòng thí nghiệm hạt nhân đã dành rất nhiều thời gian giúp đỡ và ch bo tận tình cho tôi trong sut quá trình thực hiện khóa luận tt nghiệp. Quý Thy Cô trong B môn Vật lý Hạt nhân – Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Thành ph Hồ Ch Minh, đã tận tình truyền đạt kiến thức trong bn năm học tập và luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi thực hiện các thí nghiệm phục vụ cho khóa luận. Xin chân thành cm ơn quý Thy Cô trong hi đồng chấm kha luận đã dành thời gian đọc và cho tôi những đng gp quý báu để hoàn chnh kha luận này. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 HOÀNG VĂN BẮC i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ v DANH MỤC CÁC BẢNG vi MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN 3 CHƯƠNG 1: KHÍ PHÓNG XẠ RADON 5 1.1. Khí phóng xạ radon 5 1.1.1. Đc điểm 5 1.1.2. Nguồn gc 5 1.1.2.1. Cơ sở vật lý 5 1.1.2.2. Cơ sở địa chất 8 1.2. Radon với sức khe con người 9 1.3. Nguy cơ mc bệnh ung thư phổi 10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY RAD7 13 2.1. Giới thiệu sơ lược về các máy đo radon hiện có ở Việt Nam 13 2.1.1. Phương pháp đo radon bằng máy RADON – 82 13 2.1.2. Phương pháp đo radon bằng máy RDA – 200 13 2.1.3. Phương pháp detector vết alpha 14 2.2. Giới thiệu chung về máy RAD7 14 2.3. Nguyên lý làm việc của RAD7 16 2.4. Phổ năng lượng alpha của RAD7 18 ii 2.5. Các thao tác sử dụng máy RAD7 19 2.5.1. Các phím sử dụng 19 2.5.2. Danh sách các nhóm lệnh 19 2.6. Tnh năng ưu việt của máy RAD7 so với các loại máy khác 20 2.6.1. Kh năng xử lý sự nhiễm bẩn do phóng xạ 20 2.6.2. Giá trị phông máy thấp 20 2.6.3. Kh năng đo liên tục 21 2.6.4. Kh năng đo nồng đ khí phóng xạ trong nước 21 2.6.5. Chương trình tự đng tính toán kết qu đo 21 2.6.6. Kh năng ứng dụng của máy RAD7 21 2.6.7. Kh năng xác định riêng biệt nồng đ radon và thoron 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 23 3.1. Khu vực tiến hành thí nghiệm 23 3.2. Yêu cu đi với các điểm đo 24 3.3. Cài đt, thiết lập các thông s làm việc của máy (Setup) 24 3.3.1. Đt giao thức (setup protocol) 24 3.3.2. Cài đt chế đ hoạt đng của máy (setup mode) 25 3.4. Đưa dữ liệu ra máy tính (Data Com) 26 3.4.1. Cách xuất dữ liệu ra máy tính 26 3.4.2. Phn mềm CAPTURE 26 3.5. Kết qu thực nghiệm 28 3.5.1. Nồng đ và sai s trung bình của radon 28 3.5.2. So sánh kết qu đo ở Thủ Đức và những nơi khác 30 KẾT LUẬN 33 iii KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tt Tiếng Anh Tiếng Việt EC European Commission Uỷ ban Châu Âu EPA US Environmental Protection Agency Cơ quan bo vệ môi trường Mỹ IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quc tế ICRP International Commission on Radiological Protection Uỷ ban an toàn phóng xạ quc tế RAD7 Radon Detector - 7 Đu dò radon - 7 RAD-200 Radon Detector - 200 Đu dò radon - 200 UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Uỷ ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử NAS The National Academy of Sciences Viện hàn lâm Khoa Học Quc gia Wat-250 Water – 250ml WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới VARANS Viet Nam Agency for Radiation and Nuclear Safety Cục An toàn bức xạ và hạt nhân Việt Nam TX TDM Thị xã Thủ Du Mt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam v DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Chuỗi phân rã từ 222Rn tới 210Pb 6 Hình 1.2. Chuỗi phân rã từ 220Rn tới 208Pb 7 Hình 1.3. Đng gp của các thành phn phóng xạ có trong tự nhiên vào liều chiếu bức xạ đi với con người. 9 Hình 1.4. Đánh giá rủi ro từ radon trong nhà ở Mĩ với các rủi ro khác 10 Hình 1.5. Nguy cơ mc ung thư phổi khi hít phi khí radon 11 Hình 2.1. Các b phận chính của máy RAD7 15 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy RAD7 17 Hình 3.1. Các vị trí kho sát nồng đ radon trong không khí 24 Hình 3.2. Giao diện của phn mềm capture khi chưa nhận dữ liệu 27 Hình 3.3. Giao diện phn mềm CAPTURE khi nhận dữ liệu từ RAD7 27 Hình 3.4. Biểu đồ so sánh nồng đ trung bình của radon tại 15 điểm kho sát 29 Hình 3.5. Biểu đồ so sánh nồng đ radon trung bình trong nhà với các tiêu chuẩn 30 Hình 3.6. Nồng đ radon ở mt s khu vực ở Việt Nam 31 Hình 3.7. So sánh nồng đ radon ở Thủ Đức với mt s quc gia 31 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Vị tr tương ứng với tọa đ đã tiến hành kho sát 23 Bảng 3.2. Các giao thức của máy RAD7 25 Bảng 3.3. Bng giao thức của RAD7 ở chế đ đo mt ngày 25 Bảng 3.4. Nồng đ trung bình và sai s của radon 28 1 MỞ ĐẦU Ngay từ khi hình thành, Trái Đất đã chứa nhiều đồng vị phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ tồn tại trong tự nhiên, có trên mt đất, có trong thực phẩm. Con người vẫn thường phi chịu sự chiếu xạ của bức xạ tự nhiên từ Trái Đất, cũng như từ bên ngoài Trái Đất. Bức xạ mà chúng ta nhận được từ bên ngoài Trái Đất được gọi là các tia vũ trụ hay bức xạ vũ trụ. Chúng ta còn có thể bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo như tia X, các bức xạ được sử dụng để chẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư. Chúng ta vẫn thường bị chiếu bức xạ ion hóa theo hai cách:  Bị chiếu bức xạ từ bên ngoài bởi các nguyên t phóng xạ.  Bị chiếu bức xạ ion hóa từ bên trong cơ thể, do các nguyên t phóng xạ được hấp thụ vào cơ thể qua thức ăn, nước ung và qua không khí hít thở. Hàng năm, trung bình mỗi người nhận mt liều bức xạ từ các nguồn phóng xạ tự nhiên khong 2 mSv. Theo các nghiên cứu của Ủy ban quc tế về an toàn bức xạ ICRP (International Commission on Radiological Protection), mức liều này có thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong s 1000000 người [2]. Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã thng kê và cho thấy đng gp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% [7]. Chính vì thế, radon có thể được xem là mt nguồn phóng xạ tự nhiên có nh hưởng lớn nhất đến sức khe của con người. Radon là kh trơ, không liên kết với các nguyên tử vật chất chủ của nó nên có thể thoát khi mt hợp chất hoá học bất kỳ mt cách dễ dàng. Radon hu như c mt ở khp mọi nơi: trong không kh, trong đất, trong nước. Nhiều nghiên cứu cho thấy những người sng trong nhà ở c lượng radon dưới lng đất cao c nguy cơ bị ung thư. Mt s nghiên cứu khác chứng minh: Radon có nh hưởng trực tiếp thông qua đường hô hấp tích tụ trong phổi, phá hoại tế bào phổi và dẫn đến ung thư. Việc sng ở nơi có chứa khí radon quá mức cho phép có thể dẫn đến tỷ lệ mc ung thư cao đi với mt s cơ quan trong cơ thể. 2 Với những ý nghĩa thực tiễn như trên, tôi đã chọn đề tài “Khảo sát nồng độ radon trong không khí bằng hệ thiết bị RAD7” làm khóa luận tt nghiệp Đại học của mình. Khóa luận gồm có các phn sau: Mở đu Chương 1: Kh phng xạ radon Chương 2: Giới thiệu máy RAD7 Chương 3: Thực nghiệm và tho luận Kết luận 3 TỔNG QUAN Radon đã được quan tâm nghiên cứu từ rất lâu, trong công tác điều tra địa chất với các ứng dụng trong các lĩnh vực tìm kiếm khoáng sn, nước ngm, thăm d đứt gãy, đng đất…Ngoài ra, radon chủ yếu được ứng dụng để thăm d kh phóng xạ ở nơi làm việc, hm m, các ta nhà…nhằm đm bo an toàn bức xạ và sức khe cho của con người. Trong những năm 1980, nồng đ radon trong nhà tại Séc cũng được kho sát. Năm 1990, bn đồ radon trong nhà trên toàn lãnh thổ cng ha Séc đã xuất hiện. Hiện nay nhiều nước châu Âu khác và mt s nước châu Á khác cũng đã c bn đồ radon trong môi trường và trong nhà [2]. Hiện nay ở Mĩ cơ quan bo vệ môi trường EPA(US Environmental Protection Agency) đã xây dựng mt bn đồ rủi ro radon trực tuyến để người dân có thể dễ dàng kiểm tra nồng đ radon ở khu vực mình đang sng hay có ý tới sng khu vực ấy. Liên tục trong 3 năm 2005, 2006, 2007, WHO đã tổ chức các dự án quc tế về radon, trong đ c trình bày các báo cáo của các nước về công tác nghiên cứu radon trong không kh trong nhà và các hướng dẫn an toàn bức xạ đi với radon. Theo kho sát của WHO năm 2007, c trên 75 nước thành viên của WHO và 45 nước khác có hoạt đng nghiên cứu liên quan đến radon, trong đ đo bằng phương pháp detector vết alpha là chủ yếu [7]. Trong Hi Nghị Địa Chất Quc Tế ln thứ 33 tổ chức tại Nauy ngày 6/14/2008, các chủ đề kh radon đã được trình bày rất nhiều các nhm địa chất môi trường. Có nhiều mẫu bn đồ nồng đ radon trong không khí của các nước Séc, Balan, Đức … đã được trình bày [10]. Trong nước, hiện nay c hai hướng nghiên cứu chính về radon. Hướng thứ nhất là đo radon trong đất phục vụ cho công tác điều tra địa chất, đứt gãy, được tiến hành từ lâu với rất nhiều nghiên cứu. Hướng thứ hai là điều tra địa chất đồ thị bằng cách kho sát radon trong nhà và ngoài trời. Hiện hướng nghiên cứu này ch mới được triển khai trên mt s tnh thành trong c nước. Từ năm 1992 đến năm 2002, trong chương trình điều tra địa chất đô thị do Liên Đoàn Vật L Địa Chất và Hi Địa-Vật Lí Việt Nam tiến hành, 54 đô thị trong c nước đã được kho sát nồng đ không 4 khí ngoài trời và trong nhà ở sử dụng buồng nhấp nháy alpha ZnS(Ag) hay sử dụng đu dò phổ năng lượng loại silic c đ phân gii cao và đu dò vết alpha. Kết qu đo nồng đ radon trong nhà và ngoài trời ở 12 đô thị đã được đưa ra với tổng s 761 điểm kho sát. Nồng đ radon trong không kh dao đng từ 1,0 đến 37,9 Bq/m3. Đi với các vị trí gn m phóng xạ, nồng đ radon trong nhà ở dao đng từ 5 đến 406 Bq/m3 . Trong đ, c 13 nhà ở có nồng đ radon vượt quá mức giới hạn 150 Bq/m3[7]. Nguyên nhân chủ yếu là điều kiện nhà ở quá chật hẹp, nhà thấp và không thông thoáng. Ngoài ra, còn mt s nghiên cứu khác cũng được tiến hành như kho sát chi tiết về radon trong nhà và ngoài trời trên phạm vi địa bàn Thủ Đô Hà Ni của Trung Tâm Hạt Nhân Hà Ni. Hay công trình đo phng xạ tự nhiên dọc đường Hồ Chí Minh của nhóm tác gi thuc viện công nghệ xạ hiếm, cho thấy hu hết gấp 50 đến 100 ln mức trung bình thế giới (~30 Bq/m3) và mt s đo ngoài trời nhưng vượt mức hành đng của hàm lượng khí radon trong nhà (~150 Bq/m3) từ 10 đến 20 ln. Hai công trình trên được báo cáo tại Hi Nghị Vật Lí toàn quc năm 2009 [2]. Mt s công trình nghiên cứu khác như đo radon trong nhà trên mt s kiểu nhà tại thành ph Hồ Ch Minh, đo hoạt đ phóng xạ tự nhiên trong đ c đo nồng đ radon của các loại vật liệu xây dựng cũng đã và đang được tiến hành. Nhìn chung việc nghiên cứu radon trong nhà ở Việt Nam cũng mới ch là bước đu. Hiện ở thành ph Hồ Chí Minh, chưa c nhiều công trình kho sát đánh giá chi tiết nồng đ của radon và những nh hưởng của radon đi với sức khe cng đồng. Vì vậy, tác gi thực hiện khóa luận này với mong mun tăng thêm đ chính xác và phong phú của dữ liệu về nồng đ radon trong không khí. Do thời gian có giới hạn, nên các s liệu làm thực nghiệm của khóa luận được thực hiện chủ yếu tại khu vực Thủ Đức, thành ph Hồ Chí Minh. 5 CHƯƠNG 1: KHÍ PHÓNG XẠ RADON 1.1. Khí phóng xạ radon 1.1.1. Đặc điểm Radon là nguyên t thứ 5 được tìm thấy và là khí phóng xạ hiện hữu trong tự nhiên, không màu, không mùi và không vị. Radon c 36 đồng vị với s khi từ 193 đến 228, với ba đồng vị phổ biến là radon (222Rn), thoron (220Rn) và actinon (219Rn). Trong đ, 222Rn là đồng vị có thời gian sng(3,82 ngày) tương đi dài. Trong nghiên cứu địa chất và môi trường, do chu kì bán rã của hai đồng vị 219Rn và 220Rn rất ngn nên chúng t được quan tâm, cn đồng vị 222Rn được đc biệt quan tâm bởi tính phóng xạ và thời gian sng của n đủ có thể thoát vào môi trường không khí và gây nguy hiểm cho sức khe con người. Radon là kh trơ nên trong đất đá, không liên kết với các nguyên tử vật chất chủ của nó. Vì vậy radon có thể thoát ra từ lng đất đi vào môi trường không khí dễ dàng. Các khí phóng xạ radon chuyển đng như mt chất kh thông thường tuân theo các định luật khuếch tán chất khí và sẽ có mt ở khp nơi. Do chu kì phân rã của các đồng vị radon khá ngn, nên càng lên cao nồng đ radon càng gim. Khi nghiên cứu nồng đ phóng xạ radon trong nước và không kh, người ta thường quan tâm đến đồng vị 222Rn. Nồng đ radon trong không kh thường được tính ra Bq/m3 hay Ci/l. 1.1.2. Nguồn gốc 1.1.2.1. Cơ sở vật lý Năm 1896, nhà bác học người Pháp Becquerel phát hiện ra chất phóng xạ tự nhiên, đ là uranium và con cháu của nó. Các nguyên t phóng xạ tự nhiên khi tạo thành các sn phẩm cũng c kh năng phng xạ. Đến nay, người ta biết các chất phóng xạ trên Trái Đất gồm các nguyên t uranium, thorium và con cháu của chúng cùng mt s nguyên t phóng xạ khác. Uranium, thorium và con cháu của chúng tạo nên ba họ phóng xạ cơ bn là họ thorium (232Th), uranium (235U) và actinium (238U). 6 Tất c các thành viên của các họ này, trừ thành viên cui cùng đều là các đồng vị phóng xạ [4]. Như vậy, dãy phân rã phóng xạ bao gồm mt dãy các nguyên t phóng xạ, là sn phẩm phân rã từ mt nguyên t phóng xạ ban đu đến nguyên t bền vững cui cùng. Trong tự nhiên, có ba dãy phân rã phóng xạ ứng với các nguyên t phóng xạ nói trên.  Dãy phân rã phóng xạ uranium (238U) Hạt nhân 238U, qua 14 ln dịch chuyển, trở thành đồng vị chì bền vững 206Pb. 222Rn là sn phẩm tự nhiên trong chuỗi phân rã của 238U, chu kì bán rã 3,82 ngày. 238U khá phổ biến trong tự nhiên, về mt đ giàu n đứng hàng thứ 38 trong s các nguyên t có mt trên Trái đất. Nó chủ yếu có mt trong các đá gc. Do đ hu như ta luôn luôn có kh năng phát hiện 222Rn trong không khí trong phòng, ngoài trời và kh đất. Khi phân rã, 222Rn ln lượt tạo nên các hạt nhân 218Po, 214Pb, 214Bi, 214Po, 210Pb, 206Pb (bền vững). 222Rn phát ra tia alpha c năng lượng 5,49 MeV; 218Po phát ra hạt alpha c năng lượng 6,00 MeV; 214Po phát ra tia alpha c năng lượng 7,69 MeV [6]. Hình 1.1. Chuỗi phân rã từ 222Rn tới 210Pb 7  Dãy phân rã phóng xạ thorium (232Th) Hình 1.2. Chuỗi phân rã từ 220Rn tới 208Pb Chất phóng xạ 232Th qua 10 ln dịch chuyển trở thành đồng vị chì bền vững 208Pb. 220Rn là sn phẩm trong chuỗi phân rã của 232Th và thường được gọi là thoron (Tn), có chu kì bán rã 54,5 giây. Nguyên t Tn và con cháu của nó sẽ phát ra các tia alpha có mức năng lượng ln lượt là 6,29 MeV; 6,78 MeV; 6,05 MeV và 8,78 MeV. Trong đ, đáng chú ý là 212Bi có hai kh năng phân rã: 66% phân rã là beta, tạo nên 212Po, từ đ phát ra hạt alpha c năng lượng 8,78 MeV. Phn còn lại (34%) phân rã alpha tạo nên 208Tl phát ra alpha năng lượng 6,05 MeV.  Dãy phóng xạ actinium (235U) Hạt nhân 235U tri qua 11 ln phân rã phóng xạ trở thành đồng vị chì bền vững 207Pb. Nguyên t 219Rn là sn phẩm tự nhiên trong mt mc xích của chuỗi phân rã của 235U, có thời gian sng 5,7 giây, chu kì bán rã 3,96 giây, thường được gọi là actinon (An). Lượng nhân phóng xạ 235U ch chiếm 0,72% tổng lượng uranium có trong tự nhiên nên có rất t trong môi trường đất. Có lẽ, ta không bao giờ gp actinon trong không khí do sự khan hiếm và chu kì bán rã ngn của nó, vì vậy actinon ít có tác dụng thực tế. Do đ, trong đo đạc hay kho sát về radon người ta thường ít quan tâm đến đồng vị này. Đứng về phương diện an toàn bức xạ, sự chiếu ngoài của 8 radon và con cháu của n lên người không tác hại bằng sự chiếu trong cơ thể khi con người hít thở bụi có các nhân phóng xạ bám vào vì chúng là các nhân phát hạt alpha. 1.1.2.2. Cơ sở địa chất Các nguyên t phóng xạ phân b ở khp nơi trong đất, nước và không kh… với hàm lượng tương đi thấp. Tuy nhiên ở mt s nơi chúng có thể tập trung tạo thành các m phóng xạ với trữ lượng khá lớn. Đ chnh là những nguồn chủ yếu sn sinh ra khí phóng xạ radon.  Phóng xạ radon trong không khí Trong không khí, radon ở dạng nguyên tử tự do. Nó phân rã phóng xạ thành chuỗi những đồng vị phóng xạ con cháu và nguy hiểm nhất là 218Po. Trên mt đất trừ các điểm xuất l hàm lượng radon còn phụ thuc rất lớn vào vật liệu xây dựng có nguồn gc granite, vật liệu gm, sét, gạch, x than, Các khoáng sn có nguồn gc trm tích như ilmenhite, rutile, zircon và monazite rất giàu phóng xạ cũng là các nguồn phát radon. Ở ngoài trời, nồng đ radon thấp ch khong 10 Bq/m3. Với tập hợp 1020 phân tử không khí ch có thể tìm thấy khong 10 nguyên tử radon. Tuy nhiên ở trong nhà nồng đ radon có thể rất cao do hiệu ứng bẫy radon từ (20 đến 10.000 Bq/m3 hoc nhiều hơn nữa) [2]. Nồng đ radon thường thay đổi, tùy thuc vào dòng khí qua nhà và rất cao ở mt s nơi là hang đng hoc trong mt m uranium dưới lng đất nơi được thông khí kém  Phóng xạ radon trong nước. Qua hàng loạt cuc thử nghiệm, các nhà khoa học đã đi đến kết luận có khí phóng xạ radon trong nước. Nước nhiễm phóng xạ thường bt nguồn từ các giếng sâu có mạch nước ngm bị nhiễm radon hoc do nhiễm chất phóng xạ rò r từ đất qua nền nhà . Đ nhiễm xạ trong nước thường thấp hơn nhiều so với đ nhiễm xạ trong khí quyển. Tuy nhiên, quá trình sử dụng nước bị nhiễm phóng xạ radon trong sinh hoạt có nhiều kh năng làm tăng mức đ nhiễm xạ không khí tại các gia đình. Cơ quan bo vệ môi trường Mỹ (EPA) ước tính khong 2-5% phóng xạ radon trong không 9 khí phát sinh từ quá trình sử dụng nước của các h gia đình. Cứ 10.000 pCi/l trong nước thì có 1 pCi/l sẽ hòa tan vào khí quyển. Giới hạn nhiễm xạ cho phép trong nước là 300 pCi/l [13].  Phóng xạ radon từ gas Ngoài nguồn gc từ môi trường tự nhiên, khí radon còn thâm nhập vào không khí từ việc rò r khi sử dụng bếp ga nấu đun hàng ngày. Kh radon từ gas nguy hiểm hơn chất đc Các bon từ than. Do ta không nhận thấy và không thể ngửi hoc nếm nên chúng đc biệt rất nguy hiểm hơn c chất đc từ cacbon monoxide. 1.2. Radon với sức khỏe con người Hàng năm, trung bình mỗi người chúng ta nhận mt liều bức xạ từ các nguồn phóng xạ tự nhiên khong 2 mSv. Theo các nghiên cứu của Ủy ban quc tế về an toàn bức xạ ICRP (International Commission on Radiological Protection) mức liều này có thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong s 1.000.000 người. Năm 2000, ủy ban khoa học Liên Hiệp Quc UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) đã thng kê và cho thấy đng gp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% [2]. Chính vì thế radon có thể được xem như là mt nguồn phóng xạ tự nhiên có nh hưởng lớn nhất đến sức khe của con người. Hình 1.3. Đng gp của các thành phn phóng xạ có trong tự nhiên vào liều chiếu bức xạ đi với con người 10 Mức tử vong gây bởi bức xạ tăng tỷ lệ với mức liều chiếu bức xạ. Mc dù radon đng gp tới 50% vào liều chiếu bức xạ đi với con người, nhưng nếu có các biện pháp phòng chng thích hợp, ta có thể gim đáng kể lượng liều chiếu này [18]. 1.3. Nguy cơ mắc bệnh ung thư phổi Tuy radon được tìm tấy từ rất nhưng những nh hưởng của n do phơi nhiễm kéo dài đã bị nghi ngờ và ghi nhận trước đ rất lâu do những thợ m luôn có nguy cơ mc bệnh ung thư phổi cao, nhất là đi với m urani. Người ta nhận thấy trong khong thời gian từ năm 1869 - 1877, 75% cái chết của những người thợ m ở Schneeberg - Đức là do bệnh ung thư phổi [11]. Năm 1951, các nhà nghiên cứu tại Đại học Rochester New York ch ra rằng các bệnh ung thư phổi gây ra từ các bức xạ alpha do các sn phẩm phân rã radon c trong đường hô hấp. Trong s các rủi ro trong nhà thì radon được ước tnh đã gây ra khong 21.000 cái chết do ung thư phổi mỗi năm trên toàn nước Mĩ, nhiều hơn tất c các rủi ro khác gây ra cho con người. Nghiên cứu này được Cơ quan bo vệ môi trường Mĩ EPA thực hiện năm 2003. Điều đ cho thấy mi nguy hiểm từ radon trong nhà là rất lớn [9]. vị phóng xạ con cháu mà nguy hiểm nhất là 218Po. Hình 1. 4. Đánh giá rủi ro từ radon trong nhà ở Mĩ với các rủi ro khác 11 218Po phân rã alpha với chu kì bán huỷ 3,05 phút, đủ cho mt vài chu trình thở trong hệ thng hô hấp của người. 218Po bay cùng các hạt bụi c kch thước cỡ nanomét và micromét tạo thành các hạt sol khí phóng xạ. Các sol khí phóng xạ này c kch thước cỡ vài chục micromét. Nên có thể được ht vào qua đường thở, đc biệt 218Po là kim loại và c xu hướng bám vào bề mt các vật liệu mà nó tiếp xúc nên có thể bị lưu giữ tại phế nang và phân rã phát alpha. Các hạt alpha từ radon hay polonium c năng lượng rất cao, đ ion hóa mạnh sẽ bn phá nhân tế bào phế nang, gây ra các sai hng nhiễm sc thể, tác đng tiêu cực đến cơ chế phân chia tế bào. Mt phn 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 con có thể đủ để phá vỡ các phân tử protein trong tế bào phế nang. Hình 1.5. Nguy cơ mc ung thư phổi khi hít phi khí radon Như vậy, việc xác định hàm lượng sol khí phóng xạ gây ra bởi radon (tức là xác định radon) c ý nghĩa rất quan trọng với mục đch giám sát, cnh báo nguy cơ ung thư phổi trong đời sng cng đồng, trong các khu hm m, trong nhà ở và đc biệt trong phòng ngủ, phòng làm việc. Từ khi bệnh ung thư bt đu xuất hiện do phóng xạ, cho đến khi nó phát triển tới mức có thể quan sát được các biểu hiện lâm sàng, phi mất mt khong thời gian khá nhiều năm. Nguy cơ ung thư phổi do sự 12 chiếu xạ của radon tùy thuc vào lượng khí radon mà chúng ta hít phi. Càng có nhiều radon trong không kh, nguy cơ càng lớn. Tương tự, khong thời gian chúng ta hít thở không khí chứa radon càng dài thì nguy cơ càng lớn. Khi điều tra địa vật lí môi trường, nồng đ radon trong không kh thường được quan tâm. Ngoài ra, có mt s bằng chứng khoa học cho thấy hút thuc làm tăng mức đ nguy hiểm do chiếu xạ radon. Báo cáo của Viện Khoa học Quc gia Mĩ - NAS (The National Academy of Sciences) cho thấy, khí radon trong nhà là nguyên nhân chủ yếu thứ hai gây ung thư phổi tại Mĩ, ch sau hút thuc lá [2]. Ngừng hút thuc và gim hút thuc trong nhà sẽ làm gim nguy cơ cho các thành viên gia đình mc bệnh ung thư phổi do hít thở radon. 13 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY RAD7 2.1. Giới thiệu sơ lược về các máy đo radon hiện có ở Việt Nam Máy đo kh phng xạ radon đã được sử dụng từ lâu ở Việt Nam trong lĩnh vực điều tra địa chất và gn đây là kho sát môi trường. Để đo nồng đ khí radon, ta có nhiều phương pháp khác nhau, ứng với mỗi phương pháp đo, có rất nhiều kiểu máy khác nhau. Các máy này có nguồn gc chủ yếu từ Liên Xô cũ, v dụ như: CΓ–11, ϶M–2, ϶M–6Π, RADON–82, PΓA–01… và gn đây là RAD–200 (Canada), RAD7 (Mỹ)…Tuy nhiên, hiện nay ch sử dụng máy RADON–82, RAD–200, RAD7 và detector vết alpha [6]. 2.1.1. Phương pháp đo radon bằng máy radon-82 Máy được dùng để đo nồng đ khí phóng xạ (tổng cng các loại khí phóng xạ) trong đất, trong kh, trong nước. Nguyên tc hoạt đng của máy là detector nhấp nháy ghi nhận bức xạ alpha phát ra do mt lượng khí có chứa các chất phóng xạ được đưa vào buồng đo. Để ghi bức xạ alpha, người ta dùng chất nhấp nháy ZnS(Ag) dưới dạng bt phun thành lớp mng 80mg/cm2 lên mt trong của buồng ion hóa. Detector gn trong đ sẽ nhận các tín hiệu điện do tia alpha đập vào. B xử lý sẽ xử lý, khuếch đại tín hiệu điện và ch thị bằng kim đồng hồ hoc s đếm xung. Dòng máy này hiện đã cũ, đ nhạy kém và làm việc không ổn định. Chúng c nhược điểm là không tự đng phân biệt 222Rn và 220Rn, đồng thời bị nh hưởng rất nhiều do sự nhiễm bẩn phóng xạ khi đo vào vùng c nồng đ khí phóng xạ cao. 2.1.2. Phương pháp đo radon bằng máy rad– 200 Thiết bị RDA – 200 được thiết kế để đo hoạt đ hạt alpha phát sinh từ radon và con cháu của nó. Hạt alpha dưới đánh dấu trên lớp phủ phát quang ZnS(Ag), các buồng hoc khay nhấp nháy dưới dạng chớp sáng. Mỗi chớp sáng khi đi vào ng nhân quang điện hiệu suất cao sẽ chuyển thành xung điện. Những xung điện này sẽ được tích luỹ và sau khi hoàn tất khong thời gian đếm đã định, nó sẽ được hiển thị bằng s đo (hiện s). So với các máy thế hệ cũ, máy RAD – 200 đã khc phục được khá nhiều thiếu sót của các loại máy trước đây về đ nhạy, tnh đa năng, mức đ tiện 14 dùng, hiển thị kết qu… Ngoài ra, máy c thể đo được hoạt đ alpha của bụi trong không khí. Tuy vậy việc loại b sự nhiễm bẩn phóng xạ khi đo ở khu vực c cường đ phóng xạ cao còn rất hạn chế, kh năng đo phân biệt 222Rn và 220Rn còn kém và không tự đng đo liên tục và tính toán ra kết qu đo. 2.1.3. Phương pháp detector vết alpha Phương pháp detector vết alpha là phương pháp đo tch lũy nồng đ 222Rn và 220Rn dùng các detector chất dẻo ghi các bức xạ alpha để xác định nồng đ khí phóng xạ trong điều tra địa chất, thăm d khoáng sn và nghiên cứu môi trường. Detector c kch thước khong 10 x 15mm, được chôn trong h sâu 80 - 100cm và đo tch lũy trong thời gian chừng 20 - 30 ngày. Radon và con cháu radon của các chất phát bức xạ alpha khác đều có thể tạo thành vết ẩn trên detector, nhưng đng gp của radon vẫn là chủ yếu. Thiết bị đo gồm cc nhựa, detector chất dẻo, mt ít hóa chất để xử lý và kính hiển vi để đếm. Trước khi đếm, phi làm rõ các vết do hạt alpha đập vào detector bằng cách ngâm vào dung dịch đc biệt, gọi là tẩm mực. Do detector chôn trong thời gian dài, việc đếm vết phi cn đến kính hiển vi điện tử nên năng suất tương đi thấp, khó thực hiện trên diện rng. 2.2. Giới thiệu chung về máy RAD7 Máy đo radon (Radon Detector – RAD7) do công ty DURRIDGE của Mỹ sn xuất là loại máy có nhiều chức năng, được xem là mt thiết bị chuyên dùng để đo khí 222Rn và 220Rn hoàn chnh, đáp ứng nhiều mục đch sử dụng khác nhau. Máy có thể được dùng ở hai chế đ đo: - Đo kho sát và quan trc (real time monitoring) - Phát hiện nhanh khí phóng xạ (sniffing) Thiết bị này có nhiều thuận lợi trong điều tra địa chất và kho sát môi trường, được ứng dụng trong thực tiễn và trong nghiên cứu như là: - Tìm kiếm, đánh giá qung phóng xạ, đất hiếm dưới lớp đất phủ - Phát hiện các cấu trúc địa chất: đứt gãy, đới phá hủy - Kho sát, quan trc môi trường phóng xạ trong không kh và trong nước 15 Hình 2.1. Các b phận chính của máy RAD7  Máy RAD7 bao gồm các thiết bị sau:  Máy đo (Monitor)  Dây đeo máy và kha (shoulder trap and keys)  Máy in (Printer)  2 tập kha dán (Velcro tabs)  3 cun giấy in  Đu ni cho máy in  6 đu lọc (Inlet Filter)  1 đu lọc bụi (Dust Filter)  3 đoạn ng dài 3inch (khong 7–8cm)  1 ng hút ẩm loại to (Large drying tube)  4 ng hút ẩm loại nh (Small drying tube)  2,5 kg chất chng ẩm (Desiccant)  Cáp ni máy tnh  Ổ nạp điện máy in Đĩa mềm để lấy dữ liệu vào máy tính và tài liệu hướng dẫn [1]. 16 Một số đặc điểm kỹ thuật của RAD7 Phục hồi nhanh sau khi đo (với chu kỳ phân rã của 218Po là 3,05 phút thì sau 12 phút ch còn 10% nồng đ, sau 30 phút còn 1% nồng đ. Nồng đ 20000Bq/m3 ch còn 1Bq/m3 trong khong 1 giờ). Hình thức đo: Mỗi ln đo radon và thoron (tại mt điểm đo), RAD7 đo lp lại nhiều ln, mỗi ln đ gọi là mt chu kỳ đo. Thời gian mỗi chu kỳ đo từ 2 phút đến 24 giờ. Trong máy có cài sẵn chương trình giúp người sử dụng thao tác dễ dàng và đc biệt là tự đng tính toán ra nồng đ radon và thoron.  B nhớ trong máy có thể nhớ 1000 chu kỳ hoc 100 ln đo. C thể truyền s liệu đo sang máy tnh cá nhân.  Phạm vi đo: 0,1 đến 20000pCi/l (3,7 đến 740000 Bq/m3).  Máy bơm kh c lưu lượng bơm bình thường 1 lít/phút.  Nhiệt đ làm việc: 5 ÷ 40 0C.  Đ ẩm bên ngoài: 0 ÷ 95%.  Trọng lượng: 11 pound (1pound = 0,45kg).  Có thể thay đổi dạng dữ liệu in ra.  Phông trong máy rất nh (khong 0,005 pCi/l) và không bị nh hưởng bởi sự tích lũy của chì 210Pb.  Có thể đo ba ngày khi dùng pin bên trong.  Khi đo ở chế đ phát hiện nhanh radon, RAD7 ch căn cứ vào các hạt alpha phát ra từ 218Po để tính nồng đ radon và phát hiện được sự tăng gim nhanh của nồng đ radon.  Có âm thanh và b phận hiển thị khi ghi nhận được tia alpha.  Khi đo thoron, máy cho kết qu đo thoron gn như tức thời.  Khi lấy mẫu kh, máy bơm hoạt đng 5 phút để đưa kh vào buồng đo.  Tự đng đo và đưa kết qu ra máy in. 2.3. Nguyên lý làm việc của RAD7 Nguyên tc xác định nồng đ radon và thoron là dựa phổ năng lượng của tia alpha. Máy bơm đưa không kh c chứa radon và thoron (đã làm khô) vào buồng đo 17 của máy. Detector gn trong đ sẽ nhận các tín hiệu điện do tia alpha đập vào. B xử lý tính riêng nồng đ radon và thoron dựa vào năng lượng của từng tia alpha phát ra. Cửa sổ A, C để xác định nồng đ 222Rn, cửa sổ B, D để xác định nồng đ 220Rn, các cửa sổ khác O, E, F… không được cng vào kết qu đo. Việc tính nồng đ radon và thoron dựa vào phổ năng lượng alpha nên kết qu đo hu như không bị nh hưởng bởi sự tch lũy phng xạ từ con cháu của radon và thoron. Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy RAD7 Buồng đo mẫu khí bên trong của RAD7 có thể tích 0,7 lít, có hình bán cu được phủ phía trong mt lớp dẫn điện. B phận thu tín hiệu được làm bằng tấm silic phẳng và được đt ở tâm bán cu. Mạch điện cao áp cung cấp cho detector c điện áp 2000 – 2500V tạo nên điện trường trong toàn b buồng đo. Điện trường này sẽ đẩy các hạt tch điện dương đến detector. Khi phân rã trong buồng đếm, hạt nhân 222Rn sẽ tạo thành hạt 218Po mang điện dương. Dưới tác đng của điện trường, hạt nhân 218Po sẽ di chuyển đến detector và bám vào đ. Hạt nhân 218Po này nhanh chóng phân rã alpha ngay trên bề mt detector. Hạt alpha tạo ra có 50% kh năng đập vào detector tạo nên xung điện c đ lớn tỷ lệ 18 thuận với năng lượng của hạt alpha. Các hạt beta không được detector ghi lại. Các đồng vị khác nhau sẽ phát ra các hạt alpha c năng lượng khác nhau, do vậy tạo ra tín hiệu điện c đ lớn khác nhau. RAD7 sẽ khuếch đại, lọc, sp xếp theo đ lớn của các tín hiệu thu được [1], [6]. 2.4. Phổ năng lượng alpha của RAD7 Di phổ năng lượng của hạt alpha từ 0 đến 10 MeV. Hạt alpha do các chất khí phóng xạ và con cháu của chúng phát ra chủ yếu tập trung ở khong từ 6 đến 9 MeV. Như đã trình bày ở mục 2.3, ở trong buồng đếm, các hạt alpha đập vào detector và tạo nên những tín hiệu điện tỷ lệ thuận với năng lượng của chúng. Tín hiệu này được khuếch đại, chuyển sang tín hiệu s và được lưu lại trong b nhớ. Trong RAD7, khong năng lượng từ 0 đến 10 MeV được chia thành 200 khong đều nhau, mỗi khong c đ rng là 0,05 MeV. Khi có mt hạt alpha đập vào detector, RAD7 sẽ cng thêm mt vào dãy phổ đ. Kết thúc mỗi ln đo, b xử lý trong RAD7 sẽ tính toán s liệu, đưa ra máy in, lưu vào b nhớ và đưa s đếm trong dãy phổ trở về không. Phổ lý tưởng của hạt alpha 6,00 MeV sẽ có dạng mt vạch ở đúng vị trí 6,00MeV. Mc dù máy RAD7 gn đạt được kết qu lý tưởng này, nhưng thực tế đo cho thấy, do có nhiễu, do sự va đập không trực diện của hạt alpha vào detector… nên phổ alpha thu được bị mở rng ra và có xu thế lệch về pha năng lượng thấp hơn. Nhiệt đ cao hơn bình thường cũng làm phổ mở rng hơn. Trong máy RAD7, 200 khong chia phổ năng lượng alpha được chia thành tám nhóm ứng với tám khong năng lượng. Các hạt alpha có khong năng lượng tương ứng sẽ được ghi nhận tại các cửa sổ, cụ thể như sau:  Cửa sổ A: Ghi tổng s hạt alpha từ phân rã 218Po c năng lượng 6,00 MeV.  Cửa sổ B: Ghi tổng s đếm của hạt alpha từ phân rã của 216Po c năng lượng 6,78 MeV. Cửa sổ này nằm giữa cửa sổ A và C nên có thể nhận mt s tín hiệu nhiễu từ hai cửa sổ này.  Cửa sổ C: Ghi tổng s hạt alpha từ phân rã 214Po c năng lượng 7,69 MeV.  Cửa sổ D: Ghi tổng s hạt alpha từ phân rã 212Po c năng lượng 8,78 MeV.

Trích đoạn

Giá trị phông máy thấp
Đưa dữ liệu ra máy tính (Data Com)

Tài liệu liên quan

206 Nghiên cứu đổi mới hệ thống quản lý đất đai để hình thành và phát triển thị trường bất động sản ở Việt Nam Những vấn đề kinh tế trong thị trường bất động sản
- 127
- 674
- 0
Tình hình thanh tra, kiểm tra trong thời gian qua và trong giai đoạn hiện nay
- 46
- 393
- 2
“Quy luật giá trị và sự vận dụng quy luật giá trị trong việc phân phối các nguồn lực kinh tế và sự hình thành quản lý giá cả ở nước ta hiện nay
- 13
- 992
- 0
mối quan hệ giữa phát triển công nghiệp với hình thành đô thị mới ở quảng nam
- 82
- 578
- 0
Sưu tầm, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học để hình thành và phát triển khái niệm axit – bazơ trong chương trình hóa học vô cơ trung học phổ thông (nâng cao)
- 171
- 866
- 2
NGUỒN GỐC CỦA NHỮNG THAY ĐỔI TRONG KỲ VỌNG LẠM PHÁT: MỘT VÀI NHÌN NHẬN TỪ MÔ HÌNH VAR
- 37
- 419
- 0
Đồ án môn thiết kế kiểm soát chất thải rắn Tính toán, xác định lượng khí hình thành ở bãi chon lấp chất thải rắn hợp vệ sinh của thị xã an nhơn – bình định
- 56
- 1
- 13
Kiểm toán chu trình bán hàng và thanh toán trong kiểm toán báo cáo tài chính doanh nghiệp tư nhân châu thành
- 57
- 348
- 0
Hoàn thiện kế toán bán hàng và xác định kết quả bán hàng tại công ty TNHH kinh doanh và đầu tư TMDV tân thành công
- 75
- 366
- 0
tiểu luận cao học ảnh hưởng của tư tưởng nho giáo trong đời sống xã hội việt nam hiện nay tới việc hình thành tư tưởng xã hội chủ nghĩa
- 23
- 962
- 0