Đang tải... (xem toàn văn)
Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của một số nguyên tố phóng xạ trong không khí tại Hà Nội năm 2013 (luận văn thạc sĩ)
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - - NGUYỄN ĐỨC HOAN XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ RIÊNG CỦA MỘT SỐ NGUN TỐ PHĨNG XẠ TRONG KHƠNG KHÍ TẠI HÀ NỘI NĂM 2013 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2014 Phụ lục MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….6 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ…………………… …9 1.1 Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ NGUỒN GỐC GÂY Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ……………………………………………………………………………… 1.1 Các chất nhiễm có nguồn gốc tự nhiên……………………………….10 1.2 Các chất nhiễm có nguồn gốc nhân tạo………………………………11 1.2 TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT Ô NHIỄM CĨ TRONG KHƠNG KHÍ………12 1.2.1 Tác hại chất nhiễm có khơng khí……………… …13 1.2.2 Tác hại chất phóng xạ có khơng khí………………….14 1.3 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.……………………………… ………………………… …18 1.3.1 Tình hình nghiên cứu nhiễm khơng khí Thế Giới……… …19 1.3.2 Tình hình nghiên cứu nhiễm khơng khí Việt Nam………………20 CHƢƠNG ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM……………21 2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU ………………………………………………….21 2.2 XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ THEO PHƢƠNG PHÁP PHỔ GAMMA…………………………………………………………………… ……….22 2.2.1 Dịch chuyển gamma-Hệ số phân nhánh………………………… …22 2.2.2 Xác định hoạt độ phóng xạ theo phƣơng pháp phổ gamma…………24 2.3 HỆ PHỔ KẾ GAMMA BÁN DẪN ORTEC………………………………… 30 2.3.1 Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma bán dẫn ORTEC…………………30 2.3.2 Phần mêm ghi nhận xử lý phổ MAESTRO 2.2………………… 32 2.3.3 Detector hệ che chắn làm lạnh…………………………………….33 2.4 PHƢƠNG PHÁP LẤY VÀ TẠO MẪU ĐO……………………………….…34 2.4.1 Cách lấy mẫu…………………………………………………………34 2.4.2 Xác định hoạt độ phóng xạ chất phin lọc…………….36 CHƢƠNG KẾT QUẢ THỰC NGHIÊM, THẢO LUẬN……………… ……40 3.1 LẤY MẪU KHÍ TẠO TIÊU BẢN ĐO………………………………… ……40 3.2 XÂY DỰNG ĐƢỜNG CONG HIỆU SUẤT GHI VỚI MẪU SOL KHÍ …42 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ RIÊNG CỦA MỘT SỐ CHẤT PHĨNG XẠ TRONG KHƠNG KHÍ TẠI HÀ NỘI NĂM 2013………………………………………………………………………………….48 KẾT LUẬN…………………………………………………………………………58 MỞ ĐẦU Trong hệ thống sống quần thể sinh vật Trái Đất, khơng khí nhân tố quan trọng khơng thể thiếu Nhưng ngày nay, khơng khí nhiễm trầm trọng, tác hại nhiễm khơng khí ảnh hưởng lớn tới sức khỏe toàn hệ sinh thái, có lồi người Công tác bảo vệ môi trường, bảo vệ nguồn khơng khí cấp bách triển khai hết Nước ta đẩy mạnh cơng tác chống nhiễm suy thối mơi trường Mặc dù vậy, mơi trường khơng khí nước ta tồn dấu hiệu đáng lo ngại Ngày nay, nhiều hoạt động gây ô nhiễm diễn thải vào môi trường lượng lớn bụi khí, có bụi phóng xạ Các công tr nh nghiên cứu ch 2,3,9 nước, khơng khí, thực vật, động vật thể người chứa đồng v phóng hi nghiên cứu đánh giá liều chiếu hàng n m đến người, khơng khí đóng vai trị khơng nhỏ Khơng khí điều kiện đ nh tồn động thực vật trái đất có người việc khơng khí có chứa chất phóng xạ có ảnh hưởng vô lớn đến đời sống người Các nguyên tố phóng tự nhiên nguyên tố phóng nh n tạo có khơng khí ngun nh n quan trọng g y chiếu chiếu cho người Theo tài liệu an toàn xạ hạt nhân liều chiếu tổng cộng hàng n m Rn222 dịng cháu đóng góp cỡ 45 – 50% Vì Hoạt độ Radon môi trường quan tâm Cùng với đồng v phóng xạ khơng khí Radon sản phẩm cháu nguồn gốc chủ yếu gây xạ chiếu theo đường hô hấp, n uống Nguyên tố phóng xạ tự nhiên có sớm, tuổi với vũ trụ Các chất phóng xạ tự nhiên gồm hạt nhân chuỗi uranium (U), thorium (Th) kali (K) hạt nhân beli (Be) Vì mà khơng khí chứa lượng phóng xạ tự nhiên đ nh Ngày nhờ vào phát triển khoa học kỹ thuật mà đời sống người ngày n ng cao kèm theo nhiễm mơi trường ngày lớn, đặc biệt nhiễm phóng xạ khơng khí Hiện ngày có nhiều nguồn phóng xạ thải khơng khí đặc biệt nguồn phóng xạ nhân tạo hoạt động khai thác quặng hay phát triển ngành n ng lượng hạt nh n mà nguy nhiễm phóng xạ trở nên cấp thiết nguy hiểm, đặc biệt cố hạt nhân xảy nhật khiến cho tất nước phải quan tâm đến nhiễm phóng xạ đặc biệt nhiễm phóng xạ khơng khí Nghiên cứu nh n phóng có mơi trường khơng khí khơng thu thập số liệu để đánh giá ảnh hưởng ch ng đến sức khỏe người mà c n s dụng ch ng chất đánh dấu tự nhiên để nghiên cứu tr nh biến đổi môi trường Do đặc điểm phổ gamma đồng v phóng phát gián đoạn, có n ng lượng hồn tồn đặc trưng cho đồng v phóng Đồng thời gamma có khả n ng đ m uyên lớn nên đ a chất đ a vật l môi trường nghiên cứu đánh giá ngun tố phóng khơng khí thường d ng phương pháp phổ gamma Ngày với công nghệ chế tạo đetectơ ngày phát triển hoàn thiện đetectơ bán dẫn siêu tinh khiết có độ ph n giải n ng lượng cao, chế tạo để giải toán nghiên cứu hạt nh n ph n tích hoạt độ phóng mẫu mơi trường, có mẫu khơng khí Độ ác ph p đo hoạt độ phụ thuộc nhiều yếu tố tr nh lấy mẫu s l mẫu, tr nh đo phổ gamma mẫu ph n tích ác đ nh diện tích đ nh hấp thụ toàn phần, đo mẫu chuẩn y dựng đường cong hiệu suất ghi Để giảm sai số ph p đo phông đo mẫu cần phải tiến hành thời gian đủ lớn để giảm sai số thông kê, mẫu chuẩn mẫu ph n tích có cấu h nh thành phần chất gần Thơng thường mẫu mơi trường có hoạt độ phóng nhỏ nên để giảm sai số thống kê ác đ nh diện tích hấp thụ toàn phần thường ta phải t ng thời gian đo t ng khối lượng mẫu đo Sol khí – dạng bụi khí lơ l ng chất gây ô nhiễm ảnh hưởng lớn tới sức khỏe người Những hạt bụi có kích thước nhỏ 10µm đặc biệt 2,5µm xâm nhập trực tiếp qua hệ hô hấp Trong hướng nghiên cứu nhiễm bẩn phóng xạ mơi trường, hướng nghiên cứu hoạt độ phóng xạ riêng đồng v phóng xạ khơng khí quan t m thích đáng Đặc biệt Trung tâm Cơng nghệ Mơi trường, Viện Hóa học Quân có trạm nghiên cứu độ phóng xạ khơng khí nhằm phát cố hạt nh n Các đối tượng quan tâm 131I, 137Cs, sản phẩm cố hạt nhân Về mặt l thuyết, uận v n có nhiệm vụ đánh giá ph n tích tổng quan trình gây nhiễm, có nhiễm phóng xạ khơng khí, t m hiểu cở vật l , phương pháp kỹ thuật thực nghiệm ác đ nh hoạt độ phóng riêng số đồng v phóng xạ khơng khí, cụ thể đồng v phóng xạ tự nhiên U, Rn, Th, K vài nguyên tố Be, Cs Về thực nghiệm tiến hành y dựng đường cong hiệu suất ghi ứng với đ nh hấp thụ toàn phần tương ứng với mẫu khí tiến hành ph n tích hoạt độ phóng riêng số mẫu khơng khí Hà Nội Bản uận v n với tên gọi “Xác định hoạt độ phóng xạ riêng số ngun tố phóng xạ khơng khí Hà Nội năm 2013 ” dài 59 trang gồm h nh v , 16 bảng biểu 16 tài liệu tham khảo Ngoài phần mở đầu kết luận Luận v n chia thành ba chương: CHƢƠNG Tổng quan nhiễm khơng khí CHƢƠNG Thiết bị phƣơng pháp thực nghiệm CHƢƠNG Kết thực nghiệm, Thảo luận CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ Ô NHIỄM KHƠNG KHÍ 1.1 Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ VÀ NGUỒN GỐC GÂY Ơ NHIỄM KHƠNG KHÍ Cùng với phát triển kinh tế, khoa học kỹ thuật, tốc độ th hóa ngày nhanh kéo theo ô nhiễm môi trường ngày trở nên cấp thiết vượt giới hạn trình tự làm tự nhiên Trong khơng khí lúc xuất chất lạ, tỏa mùi biến đổi quan trọng thành phần khơng khí, có mặt chất độc hại khơng khí ảnh hưởng cho sức khỏe người Các chất nhiễm tồn dạng khí, dạng dạng sol khí có mặt khắp nơi Trong thập kỷ gần đ y, Hà Nội phải đối mặt với vấn đề ô nhiễm môi trường, có mơi trường khơng khí Đặc biệt là, khu công nghiệp, trục đường giao thông lớn b ô nhiễm với cấp độ khác Đó hệ gia t ng d n số, gia t ng đột biến phương tiện giao thông (ôtô, xe máy…), công nghiệp tiểu thủ công nghiệp phát triển nhanh, sở hạ tầng thấp Theo báo cáo trạng môi trường hàng n m cho thấy: Nồng độ chất ô nhiễm khu công nghiệp, trục đường giao thông vượt tiêu chuẩn cho ph p (TCCP) bụi vượt từ - lần chất ô nhiễm CO2, CO, SO2, NO ,… vượt tiêu chuẩn cho phép Do việc đưa đ nh hướng nhằm giảm thiểu ô nhiễm mơi trường khơng khí giai đoạn cần thiết Hiện nay, tình trạng nhiễm mơi trường khơng khí bụi đ a bàn thành phố Hà Nội nhà khoa học cảnh báo mức “báo động đỏ” ết quan trắc nồng độ bụi lơ l ng đ a bàn Hà Nội cho thấy: Ở quận nội thành vượt tiêu chuẩn cho phép từ - lần Trong đó, đ a bàn quận Đống Đa, ong Biên có nồng độ bụi cao 0,8 mg/m3, gấp lần so với TCCP, tiếp đến đ a bàn quận Tây Hồ, Hoàng Mai 0,78 mg/m3 Ngồi ra, khu vực coi nhiễm trọng điểm bụi đ a bàn Hà Nội ác đ nh gồm: đường Nam Th ng ong, đường Nguyễn Tam Trinh, Đường 32 nút giao thông thi công ngã Tư Sở, ngã Tư Bách hoa, g y ảnh hưởng không nhỏ người dân qua lại khu vực Trong 10 n m qua, bụi lơ l ng Hà Nội công nghiệp thủ công nghiệp gây chiếm tới 67%, đường phố bẩn chiếm khoảng 30% lại phương tiện giao thông thải Số liệu thống kê n m 1996 - 1997 nhiễm ảy trầm trọng khu công nghiệp Thượng Đ nh: Cao su Sao Vàng, thuốc Th ng ong, Bóng đèn - Phích nước Rạng Đơng với đường kính khu vực nhiễm khoảng 1,7km nồng độ lớn tiêu chuẩn cho phép - lần; Tại khu công nghiệp Minh hai, Mai Động, Vĩnh Tuy với đường kính nhiễm khoảng 2,5km, có nồng độ ô nhiễm cao tiêu chuẩn cho phép - lần Trong n m gần đ y nồng độ bán kính ảnh hưởng bụi khu vực có u hướng giảm dần Tổng hợp nguồn gây nhiễm khơng khí ta phân thành loại: Có nguồn gốc tự nhiên nguồn gốc nhân tạo 1.1.1 Các chất ô nhiễm có nguồn gốc tự nhiên Núi l a hoạt động phun lượng nham thạch nóng nhiều khói bụi giàu sunfua, metan… hơng khí chứa bụi lan tỏa a để lại ô nhiễm môi trường gây hậu nặng nề lâu dài Các đám cháy rừng đồng cỏ trình tự nhiên xảy lan truyền bụi khí, khói, hidrocacbon khơng cháy, khí SO₂, CO… Bão bụi gây nên gió mạnh bão, nước biển bốc bụi hay bụi muối lan truyền vào khơng khí Các trình phân hủy, thối rữa ác động, thực vật gây phản ứng hóa học h nh thành khí sunfua, nitrit… Trong l ng đất có số khống sản mang tính phóng xạ Khi chất phóng xạ có mặt mơi trường khơng khí với cường độ mạnh chúng gây nguy hiểm cho người Sự thâm nhập hạt vật chất nhỏ bé với kích thước thay đổi ch từ vài centimet đến vài micromet nguyên tố : Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Cr, Fe, Co, Ni từ thiên thạch, đám m y nguyên nhân góp phần gây nhiễm khơng khí 1.1.2 Các chất nhiễm có nguồn gốc nhân tạo Nguồn gây ô nhiễm nhân tạo đa dạng, chủ yếu từ chất thải hoạt động cơng nghiệp, đốt cháy nhiên liệu hóa thạch, hoạt động phương tiện giao thông, nguồn ô nhiễm do: Quá tr nh đốt nhiên liệu thải nhiều khí độc qua ống khói nhà máy vào khơng khí Do bốc hơi, r r , thất thoát d y chuyền sản uất sản phẩm đường ống dẫn tải Nguồn thải tr nh sản uất h t thổi ngồi hệ thống thơng gió Các ngành cơng nghiệp chủ yếu g y nhiễm khơng khí bao gồm: Nhiệt điện, Vật liệu y dựng; Hố chất ph n bón, Dệt giấy, uyện kim, Thực phẩm, Các xí nghiệp khí, Các nhà máy thuộc ngành công nghiệp nhẹ, Giao thông vận tải, bên cạnh phải kể đến sinh hoạt người Có thể tóm tắt nguồn gốc chất nhiễm khơng khí bảng đ y Bảng 1.1: Nguồn gốc chất gây ô nhiễm khơng khí Nguồn gốc Các chất nhiễm Nhà máy nhiệt điện dùng nhiên liệu hóa thạch As, Se, S, Ni, SO₂ nguyên tố đất Công nghiệp hóa chất, dầu mỏ, chế biến than Ni, Be, V, Hg, As, B Phương tiện giao thông, bột màu Br, Pb, Zn, V, Co, NOx Đốt rác sinh khối Zn, Sb, Cd, Pb, K, BC Sol khí từ biển Na, Cl, Mg Công nghiệp luyện kim Ni, As, Cd, Se Bụi đất Fe, Al, Si, Mn, Ca, Mg, Sc Sol khí thứ cấp NO₂, VOCs, O₃, NH₄, SO₄ Cơng nghiệp hạt nhân Cs¹³⁷, Cs¹³⁴, C¹⁴, H³, Sr⁹⁰… Như vậy, lượng lớn chất phóng xạ từ bụi đất, từ công nghệ hạt nh n vào khơng khí gây nhiễm bẩn phóng xạ khơng khí Trong đồng v phóng xạ khơng khí th đồng v phóng xạ radon tạo thành dãy phóng xạ U238, U235, Th232 có đất đá vật liệu xây dựng hi tạo thành chúng trạng thái tự bay vào khơng khí gây tính phóng xạ bụi khơng khí 1.2 TÁC HẠI CỦA CÁC CHẤT Ơ NHIỄM CĨ TRONG KHƠNG KHÍ Mơi trường ung quanh có tác động lớn tới sức khỏe người Hàng ngày, lượng lớn khơng khí vào thể thông qua hoạt động hô hấp, tạo điều kiện thuận lợi cho xâm nhập chất độc hại vào thể người cách trực tiếp nhanh chóng gây hậu nghiêm trọng cho sức khỏe tính mạng người 1.2.1 Tác hại chất nhiễm có khơng khí Tác hại số chất ô nhiễm thường gặp môi trường khơng khí: CO₂ : làm hạn chế trao đổi oxy máu nuôi thể SO₂ : gây tình trạng khó thở tượng viêm tấy thành khí quản, làm t ng sức cản lưu thơng khơng khí H₂S : loại khí khơng màu, dễ cháy có m i đặc biệt giống mùi trứng ung làm chảy nước mắt, gây viêm mắt, dễ xuất tiết nước nhầy gây viêm tồn tuyến hơ hấp Khi nồng độ cao H₂S cịn gây tê liệt quan khứu giác Cl : làm khó thở, bỏng rát da, cay đỏ mắt nhìn b mờ Các hợp chất hữu dễ bay g y ung thư, rối loạn hệ thần kinh trung ương, ảnh hưởng xấu đến gan, thận gây d tật bẩm sinh Các kim loại nặng, độc ( Pb, Hg, Cd, As…) d ch lượng nhỏ đủ gây hại trẻ em, chì ảnh hưởng đến sức khỏe bào thai, làm tê liệt chức n ng hệ thần kinh, giảm trí nhớ Với lượng đủ lớn gây t vong 10 Trong bảng 3.3 đưa diện tích đ nh hấp thụ toàn phần đ nh chọn để ác đ nh hiệu suất ghi ác đ nh hoạt độ mẫu phông Bảng 3.3: Kết thực nghiệm xác định diện tích đỉnh hấp thụ tồn phần tốc độ đếm phơng đỉnh xạ gamma đặc trưng Đồng v N ng lượng (KeV) Diện tích phơng Tốc độ đếm phơng 235 U 143,76 265±103 0,003±0,001 235 U 163,33 89±99 0,001±0,001 235 U 205,311 214 Bi 609,312 538±58 0,0052±0,0006 214 Bi 806,174 43±52 0,0004±0,0005 214 Bi 934,061 115±45 0,0011±0,0004 214 Bi 1120,287 94±45 0,0009±0,0004 214 Bi 1155,19 28±39 0,0003±0,0004 214 Bi 1280,96 21±30 0,0002±0,0003 214 Bi 1407,98 214 Bi 1847,42 30±16 0,0003±0,0002 214 Bi 2118,55 12±9 0,0001±8.6E-05 0 41 0 214 Bi 2204,21 214 Bi 2447,86 23±12 0.0002±0.0001 Từ tốc độ đếm mẫu tốc độ đếm phơng đ nh hấp thụ tồn phần, hiệu suất ghi tuyệt đối đồng v thời điểm đo, hệ số phân nhánh xạ gamma đặc trưng tiến hành ác đ nh hiệu suất ghi tuyệt đối đ nh hấp thụ toàn phần theo công thức (2.20) Kết cho bảng số 3.4 Bảng 3.4: Kết tính tốn hiệu suất ghi đỉnh lượng xạ gamma Đồng v N ng lượng (KeV) Hiệu suất ghi 235 U 143,761 0,079±0,010 235 U 163.332 0,074±0,021 235 U 205,311 0,071±0,009 214 Bi 609,312 0,021±0,001 214 Bi 806,174 0,016±0,002 214 Bi 934,061 0,014±0,001 214 Bi 1120,287 0,0130±0,0002 42 214 Bi 1155,193 0,013±0,001 214 Bi 1280,965 0,011±0,001 214 Bi 1407,987 0,011±0,001 214 Bi 1847,422 0,011±0,0003 214 Bi 2118,559 0,011±0,001 214 Bi 2204,212 0,009±0,0002 214 Bi 2447,863 0,0084±0,0003 Từ số liệu hiệu suất ghi tuyệt đối, s dụng phần mềm ORIGIN 6.5 xây dựng đường cong hiệu suất ghi phụ thuộc n ng lượng ( Hình 3.3) Hình 3.3 Đồ thị đường cong hiệu suất ghi với cấu hình đo mẫu so khí 43 Từ đồ th đường cong hiệu suất ghi theo n ng lượng ta nhận thấy hiệu suất ghi giảm dần theo n ng lượng Đường cong hiệu suất ghi tuyệt đối đ nh hấp thụ toàn phần phụ thuộc vào n ng lượng có dạng: a0 a1 ln( E) a2 ln( E)2 a3 ln( E)3 a4 ln( E )4 a5 ln( E )5 (3.1) Các thông số ( hệ số khớp hàm) cho bảng 3.5: Bảng 3.5: Hệ số khớp hàm tương ứng a0 -37,2572 a1 28,2910 a2 -8,4535 a3 1,2468 a4 -0,0909 a5 0,0026 Dựa vào đồ th đường cong hiệu suất ghi cho hình 3.3 hàm mô tả phụ thuộc hiệu suất ghi vào n ng lượng biểu diễn hàm số phương tr nh (3.1) ta ác đ nh hiệu suất ghi ứng với n ng lượng gamma đồng v phóng xạ phát từ mẫu thực nghiệm, từ dựa vào cơng thức (2.6) ta ác đ nh hoạt độ đồng v phóng xạ có mẫu cần phân tích 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ RIÊNG CỦA MỘT SỐ NGUN TỐ PHĨNG XẠ TRONG KHƠNG KHÍ TẠI HÀ NỘI NĂM 2013 Để ác đ nh hoạt độ đồng v phóng xạ gamma có mẫu thực nghiệm sol khí, chọn chế độ đo giống mẫu chuẩn Tiến hành ghi nhận phổ tiêu sau hóa tro thời gian đủ lớn để tốc độ đếm số đ nh quan tâm có 44 sai số thống kê nhỏ 4% Trên phổ gamma mẫu sol khí thu thấy xuất vạch với n ng lượng 238,63 KeV đồng v đồng v đồng v 40 214 Pb, 477,61 KeV 7Be, 609,31 KeV đồng v 232 Th, 351,92 KeV 214 Bi, 1641 KeV K Trừ 7Be có chu kỳ bán nhỏ 53,2 ngày cỡ với thời gian phơi C n lại đồng v khác có chu kỳ bán rã lớn so với thời gian dùng tính tốn Vì việc tính tốn hoạt độ phóng xạ riêng 7Be tính theo cơng thức( 2.21), lại đồng v khác với chu kỳ bán rã lớn s tính theo cơng thức (2.23) (2.24) Kết đo mẫu sol khí MT1 Ta tiến hành đo mẫu sol khí MT1 vào ngày 22/03/2013 thời gian 165929s nén với khối lượng 6,3189g Phổ gamma mẫu sol khí MT1 ghi nhận hệ phổ kế gamma bán dẫn cho hình 3.4 45 Hình 3.4 Phổ gamma mẫu sol khí MT1 đo hệ phổ kế gamma bán dẫn ORTEC thuộc Bộ môn Vật lý Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Dựa phổ gamma mẫu sol khí MT1 đo hệ phổ kế gamma bán dẫn đưa dạng phổ giao diện phần mềm gammavision, bảng 3.6 đưa kết diện tích đ nh tồn phần, tốc độ đếm, hiệu suất ghi hoạt độ riêng đồng v phóng xạ Dựa vào cơng thức (2.23) (2.24) ta ác đ nh hoạt độ riêng đồng v phóng xạ có khơng khí Kết đưa bảng 3.6 Trừ 7Be lại đồng v khác việc tính tốn tiến hành theo công thức (2.21) Trong bảng 3.6 đưa kết tính hoạt độ hoạt độ phóng xạ riêng Be theo công thức (2.23) (2.24) Tuy nhiên kết sai lệch nhiều với kết tính tốn theo cơng thức (2.21) Đồng v N ng Diện tích lượng đ nh mẫu (KeV) MT1 Diện tích Tốc độ đ nh đếm trừ phơng phông Hiệu suất ghi Hoạt độ Hoạt độ riêng Ghi (Bq) (Bq/m3) 212 Pb 238,63 1738±292 515±108 0,0055 0,0647 0,197±0,073 17,6E-07±6,5E-07 232 214 Pb 351,92 1843±200 654±74 0,0048 0,0445 0,309±0,089 27,6E-07±8,0E-07 238 1,0873 0,0314 107±68 0,0029 0,0253 0,383±0,109 34,1E-07±9,7E-07 Be 208 Tl 477,61 180411±449 583,19 660±88 46 329±0,819 Th U 2,94E-03±7,3E-06 232 Th 214 137 Bi 609,31 1422±88 410±65 0,0046 0,0243 0,428±0,076 38,1E-07±6,7E-07 Cs 661,66 652±87 0,0039 0,0226 0,205±0,027 18,2E-07±2,4E-07 1461 2126±66 413±37 0,0088 0,0175 40 K 4,59±0,28 40,9E-06±2,5E-06 Bảng 3.6: Kết thực nghiệm xác định diện tích đỉnh hấp thụ tồn phần, tốc độ đếm, hiệu suất ghi, hoạt độ hoạt độ riêng đồng vị phóng xạ mẫu MT1 Kết đo mẫu sol khí MT2 Tương tự, giống mẫu đo sol khí MT1 tính tốn, luận v n s dụng thêm tiêu đo mẫu sol khí MT2 để tiến hành đo đạc Với mẫu sol khí MT2 thể tích khí máy hút khí Taifu hút vào 108141 m3 thời gian từ ngày 19/02/2013 đến ngày 26/02/2013, phổ gamma đo hệ phổ kế gamma bán dẫn vào ngày 13/04/2013 thời gian 170446 s cho hình 3.5 47 238 U Hình 3.5 Phổ gamma mẫu sol khí MT2 đo hệ phổ kế gamma bán dẫn ORTEC thuộc Bộ môn Vật lý Hạt nhân Trường Đại học Khoa học Tự nhiên Kết tính tốn tốc độ đếm, hiệu suất ghi hoạt độ riêng mẫu đo MT2 thời gian 170446s cho bảng 3.7 Phân tích phổ gamma mẫu sol khí MT2 ta ác đ nh diện tích đ nh hấp thụ tồn phần, tốc độ đếm, hiệu suất ghi, hoạt độ hoạt độ riêng đồng v phóng xạ mẫu MT2 Bảng 3.7: Kết thực nghiệm xác định diện tích đỉnh hấp thụ toàn phần, tốc độ đếm, hiệu suất ghi, hoạt độ hoạt độ riêng đồng vị phóng xạ mẫu MT2 Đồng v 212 Pb N ng Diện tích lượng đ nh mẫu (KeV) MT2 238,63 2255±227 Diện Tốc độ tích đ nh đếm trừ phơng phông 515±108 0,0083 Hiệu Hoạt độ Hoạt độ riêng Ghi (Bq) (Bq/m3) suất ghi 0,0647 48 0,296±0,060 22,8E-07±4,7E-07 232 Th 214 Pb Be 208 1660±160 654±74 0,0035 0,0445 0,5093 0,0314 477,61 86814±317 0,222±0,076 17,1E-07±5,9E-07 154±0,563 238 583,19 794±86 107±68 0,0036 0,0253 0,471±0,107 36,4E-07±8,3E-07 232 Bi 609,31 1227±93 410±65 0,0033 0,0243 0,301±0,077 23,2E-07±5,9E-07 238 Cs 661,66 345±78 0,0020 0,0226 0,105±0,027 8,1E-07±2,0E-07 1461 2133±62 413±37 0,0085 0,0175 4,44±0,264 34,2E-06±2,0E-06 40 K Dựa vào kết bảng 3.6 bảng 3.7, kết tính tốn hoạt độ riêng đồng v phóng xạ gây nhiễm khơng khí có mặt mẫu khơng khí MT1 MT2 Dựa bảng số liệu ta thấy mức độ ô nhiễm khơng khí Xác định hoạt độ phóng xạ riêng 7Be Như tr nh bày trên, chu kỳ bán rã 7Be cỡ thời gian phơi việc tính tốn hoạt độ phóng xạ riêng ch ng thực theo công thức (2.20) Từ cơng thức (2.20) ta thấy: Diện tích đ nh hấp thụ tồn phần trừ phơng ác đ nh dựa vào phổ tiêu phổ phơng Tốc độ hút khí v0 V biết từ thực nghiệm th Hiệu suất ghi đ nh 477,61 eV ác đ nh từ đường cong hiệu suất ghi 49 U 1,19E-03±4,3E-06 Tl 214 137 351,92 Th U Hệ số phân nhánh vạch mức n ng lượng 238,63 KeV, 351,92 KeV, 583,19 KeV, 609,31 eV, 661,66 eV, 1461 eV cho bảng 2.1 Các thời gian th, tp, td cho bảng 3.1 Từ công thức (2.20) ta suy nồng độ hạt nhân phóng xạ 7Be có khơng khí: H r n0 Với: S FI v0 F (1 eth )e t p ( 3.2 ) (1 etd ) Kết tính toán đưa bảng 3.8 Để dễ so sánh, bảng 3.8 đưa hoạt độ phóng xạ riêng ban đầu 7Be tính theo cơng thức (2.24) Bảng 3.8: Hoạt độ riêng 7Be hai mẫu sol khí MT1 MT2 Mẫu sol khí Hoạt độ riêng (E-2 Bq/m3) MT1 1,95 MT2 0,925 Thực hoàn toàn tương tự hai mẫu MT1 MT2 mẫu lại (MT3, MT4, MT5, MT6, MT7, MT8, MT9, MT10, MT11 MT2) ta thu được hoạt độ phóng xạ riêng nguyên tố phóng xạ khơng khí mẫu tương ứng với kết 12 mẫu tiến hành đo kết hoạt độ phóng xạ riêng số ngun tố khơng khí hà nội theo 12 tháng n m 2013 trình bày bảng 3.9: 212 Đồng vị Pb 214 Pb (E-07 (E-07 Bq/m3) Bq/m3) Be 208 214 137 (E-07 (E-07 (E-07 (E-06 Bq/m3) Bq/m3) Bq/m3) Bq/m3) Tl ( E-2 Bq/m3) 50 Bi Cs 40 K MT1 17,6±6,5 27,6±8,0 1,95±0,44 34,1±9,7 38,1±6,7 18,2±2,4 40,9±2,5 MT2 22,8±4,7 17,1±5,9 0,93±0,35 36,4±8,3 23,2±5,9 8, ±2,0 34, ±2,0 MT3 10,7±1,0 24, ±3,1 1,84±0,33 15,2±2,2 37,8±4,1 7,4±1,0 36,3±3,3 MT4 13,1±2,5 39,6±6,3 1,78±0,21 19,4±7,7 59,4±6,6 6,2±1,7 66,5±14,7 MT5 8,3±2,6 31,1±5,6 1,51±0,32 16,9±7,8 46,3±5,6 6,7±2,5 48,3±12,5 MT6 7,8±1,1 22,2±3,3 1,48±0,16 11,1±1,1 35,6±3,9 9,5±1,6 25,5±1,2 MT7 7,9±1,7 21,7±2,5 1,66±0,18 11,2±1,0 32,1±2,9 5,9±1,2 34,2±2,4 MT8 8,9±0,5 34,9±5,3 1,29±0,15 17,2±1,0 45,7±3,2 8,5±1,9 42,2±6,3 MT9 9,1±1,3 25,7±2,8 1,25±0,25 16,1±1,0 39,8±4,8 8,8±1,1 43,6±4,4 MT10 11,4±2,7 31,6±3,9 1,76±0,50 20,0±2,8 48,3±6,7 6,4±2,3 43,1±3,9 MT11 10,5±1,7 29,4±3,4 1,51±0,30 19,2±3,3 47,3±4,5 7,9±2,1 46,4±5,1 MT12 10,1±3,5 30,1±4,0 1,60±0,49 19,2±1,7 48,1±4,7 12,1±2,7 47,5±8,6 232 Th 238 132 U 51 Th 238 U Bảng 3.9: Kết hoạt độ phóng xạ riêng số nguyên tố phóng xạ 12 mẫu MT1, MT2, MT3, MT4, MT5, MT6, MT7, MT8, MT9, MT10, MT11, MT12 Với cấu trúc hình học đo tương tự nhau, kết tính toán đưa cho thấy hoạt độ riêng đồng v phóng xạ có mặt mẫu gần giống Trong mẫu xuất đồng v 214 Pb, 212 Pb, 214 Bi, 208 Tl 40 K với hoạt độ riêng thấp Đặc biệt số đồng v phóng xạ có mặt ta thấy có xuất đồng v 137 Cs mẫu sol khí với hoạt độ riêng nhỏ, xuất 7Be có mặt khơng khí với hoạt độ riêng lớn mười hai mẫu sol khí Như mẫu phát đồng v phóng xạ 137 Cs , 40K với nồng độ thấp Điều giải thích Đối với 214 Pb, 212 Pb, 214 Bi, 208 Tl 40 K nồng độ thấp mẫu khí tiến hành thu thập cao, hoạt độ đồng v phóng xạ từ đất có suy giảm theo chiều cao Cịn 137Cs tàn dư sau vụ nổ nhà máy điện hạt nhân 52 Nhật Bản, nồng độ phóng xạ riêng chúng khơng khí Hà Nội Việt Nam nhỏ, kết phù hợp với thông báo Viện N ng lượng Nguyên t Việt Nam Như vậy, nguồn gốc gây ô nhiễm khơng khí chủ yếu từ tự nhiên hoạt động người việc khai thác quặng, chất thải công nghiệp hay hoạt động phát triển n ng lượng hạt nhân 53 ẾT UẬN Luận văn đạt đƣợc mục tiêu nhiệm vụ đề ra: Về mặt lí thuyết t m hiểu tổng quan nhiễm khơng khí đặc biệt nhiễm phóng xạ khơng khí, tượng phóng xạ sở vật lí phương pháp ác đ nh hoạt độ phóng xạ riêng nguyên tố phóng xạ khơng khí Về mặt thực nghiệm tiến hành xây dựng phương pháp ác đ nh hoạt độ phóng xạ riêng nguyên tố phóng xạ khơng khí hệ phổ kế gamma bán dẫn tính khiết ORTEC Xây dựng đường cong hiệu suất ghi với mẫu sol khí Đường cong hiệu suất ghi có độ xác cao Tiến hành ph n tích ác đ nh hoạt độ phóng xạ riêng đồng v phóng xạ Pb-214, Bi-214, Pb-212, Pb-214, Tl-208, K-40, Cs-137, Be-7 12 mẫu không khí Ph n tích đánh giá kết mà luận v n mang lại so sánh kết nghiên cứu luận v n với kết nghiên cứu khác 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TS.Tr nh V n Giáp (2011), “Điều tra khảo sát để xây dựng sở liệu phông phóng xạ mơi trường lãnh thổ đất liền giai đoạn 2009-2011” – Báo cáo kết nhiệm vụ khoa học công nghê cấp năm 2009-2011 [2] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở Vật lý hạt nhân, Nhà xuất Khoa học ĩ thuật, Hà Nội [3] Ngô Quang Huy (2007), Phóng xạ tự nhiên, Trung tâm Hạt nhân Tp Hồ Chí Minh B i V n ốt (2009), Xử lí số liệu thực nghiệm hạt nhân, Nhà xuất Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh B i V n ốt (2009), Địa vật lý hạt nhân, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, Hà Nội [6] Nguyễn Hào Quang (2009), Luận án tiến sĩ Vật lý, Viện N ng lượng nguyên t Việt Nam PGS.TS Đặng Huy Uyên (2004), Vật lý hạt nhận đại cương, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Hà Nội [8] Audi, G (2003), Nuclear Physics, A729 p 337-676 [9] Huda Abdulrahman Al-Sulaiti (2011), “Determination of Natural Radioactivity Levels in the State of Qatar Using HighResolution Gamma-ray Spectrometry”, A thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy; University of Surrey 55 ... NGHIỆM XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ RIÊNG CỦA MỘT SỐ NGUYÊN TỐ PHÓNG XẠ TRONG KHƠNG KHÍ TẠI HÀ NỘI NĂM 2013 Để ác đ nh hoạt độ đồng v phóng xạ gamma có mẫu thực nghiệm sol khí, chọn chế độ đo giống... ta thu được hoạt độ phóng xạ riêng ngun tố phóng xạ khơng khí mẫu tương ứng với kết 12 mẫu tiến hành đo kết hoạt độ phóng xạ riêng số nguyên tố khơng khí hà nội theo 12 tháng n m 2013 trình bày... ĐƢỜNG CONG HIỆU SUẤT GHI VỚI MẪU SOL KHÍ …42 3.3 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ RIÊNG CỦA MỘT SỐ CHẤT PHĨNG XẠ TRONG KHƠNG KHÍ TẠI HÀ NỘI NĂM 2013? ??……………………………………………………………………………….48