Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM II-P-1.15 XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ CỦA CÁC ĐỒNG VỊ 238U, 232TH, VÀ 40K TRONG CÁC MẪU ĐẤT Ở ĐẮK LẮK DÙNG HỆ PHỔ KẾ GMX Trương Thị Hồng Loan1,2, Phan thị Hồng Châu3,1, Nguyễn Thị Hạnh1, Đổng Thị Như Ý4,1, Trương Hữu Ngân Thy2, Huỳnh Thị Yến Hồng2, Vũ Ngọc Ba2, Lê Thị Ngọc Trang2 Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM Đại học Cần Thơ Đại học Sư phạm, TP.HCM Email: tthloan@hcmus.edu.vn TÓM TẮT Trong công trình này, hoạt độ phóng xạ gamma đồng vị 238U, 232Th, 40K có mẫu đất thu thập số vùng đất khu vực Ea Sol, tỉnh Đắk Lắk xác định sử dụng hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe Phương pháp tương đối dùng với mẫu chuẩn đất RGU1, RGTh1, RGK1 IAEA Kết đối chiếu với phương pháp tuyệt đối sử dụng phần mềm Angle Các mẫu đo mẫu chuẩn chuẩn bị hình học mẫu dạng Marinelli nhốt khoảng thời gian tháng để có cân phóng xạ nguyên tố 238U cháu chuỗi Từ liệu hoạt độ tính toán được, giá trị suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng năm số nguy hiểm xạ chiếu đánh giá Từ khóa: Hoạt độ phóng xạ, GMX, suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng năm, số nguy hiểm xạ MỞ ĐẦU Phóng xạ có mặt nơi trái đất tồn xung quanh Sự có mặt chúng nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe người môi trường xung quanh Do đó, việc nghiên cứu tác động có hại phóng xạ đến sức khỏe người ảnh hưởng chúng lên môi trường sống vô cần thiết Sau năm 1945, nhiều nước giới khảo sát mức độ rơi lắng phóng xạ toàn cầu từ vụ thử nghiệm hạt nhân Nhiều quốc gia giới tiến hành khảo sát phông phóng xạ tự nhiên thành lập đồ phông phóng xạ tự nhiên phạm vi quốc gia, chẳng hạn Ấn Độ (1986), Nga (1987), Mỹ (1988), Nhật (2005) Năm 2006, phép đo thực với mẫu thu thập nhánh sông Romanian Danube đặc biệt quan tâm đến 137Cs, 40K, 238U đồng vị phóng xạ phát gamma từ chuỗi 238U, 232Th Kết nghiên cứu tập trung vào tính suất liều đồng vị phát gamma nước, đất đá Ngày nay, nghiên cứu phông phóng xạ tự nhiên nhiều nước giới Ủy ban lượng nguyên tử Quốc tế IAEA đặc biệt quan tâm [3] Cho đến nay, hầu hết quốc gia có chương trình kiểm soát phóng xạ tự nhiên trạm quan trắc phóng xạ nhân tạo để kiểm soát trạng phóng xạ theo thời gian Trong năm qua, vấn đề phóng xạ môi trường nước ta đặc biệt quan tâm Nhiều nghiên cứu khoa học môi trường thực nhằm đánh giá phông phóng xạ môi trường để biết cách phòng tránh xử lý Từ năm 60 kỷ XX, nghiên cứu phóng xạ môi trường Việt Nam bắt đầu thực Vào năm 1963 lò TRIGA MARK – II xây dựng Đà Lạt, có nhiều công trình nghiên cứu, điều tra phông phóng xạ tự nhiên nhiều vùng lãnh thổ khác Trong đó, có dự án khảo sát phóng xạ nhân tạo Sau năm 1980, nghiên cứu kiểm xạ môi trường tiến hành cách có hệ thống sau thành lập hai phòng thí nghiệm phóng xạ môi trường viện lượng nguyên tử Việt Nam viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt Các số liệu hoạt độ phóng xạ tự nhiên nhân tạo Việt Nam lần xuất tạp chí khoa học nước [1] Vị trí chọn để nghiên cứu công trình khu vực Ea Sol tỉnh Đắk Lắk, khu vực có mỏ đá granite nằm quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến sử dụng khoáng sản làm vật liệu xây dựng Đá granite có chứa đồng vị phóng xạ tự nhiên Uranium Thorium có khả gây hoạt độ phóng xạ cao Do vậy, công trình xác định hoạt độ phóng xạ gamma đồng vị 238U, 232Th, 40K có mẫu đất thu thập số vùng đất khu vực Ea Sol, tỉnh Đắk Lắk cách sử dụng hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe Phương pháp tương đối dùng với mẫu chuẩn đất RGU1, RGTh1, RGK1 IAEA Kết đối chiếu với phương pháp tuyệt đối sử dụng phần mềm Angle Các mẫu đo mẫu chuẩn chuẩn bị hình học mẫu dạng Marinelli nhốt khoảng thời gian tháng để có cân phóng xạ nguyên tố 238 U cháu chuỗi Từ liệu hoạt độ tính toán được, giá trị suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng năm số nguy hiểm xạ chiếu đánh giá ISBN: 978-604-82-1375-6 193 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM PHƯƠNG PHÁP Ea Sol xã nghèo huyện Ea H'leo thuộc tỉnh Đắk Lắk, xã có diện tích khoảng 232 km² với số dân 7.314 người, đồng bào dân tộc thiểu số chủ yếu Jrai Ede Hoạt động sản xuất trồng công nghiệp lâu năm cà phê, tiêu, điều, cao su Ngoài có hoạt động khai thác đá, vật liệu xây dựng số khoáng sản chì, kẽm Việc nghiên cứu phông phóng xạ khu vực nhằm để đánh giá hoạt độ phóng xạ môi trường nơi có nhiều hoạt động khai thác khoáng sản, từ đánh giá ảnh hưởng chúng lên sức khỏe người Hệ phổ kế gamma sử dụng công trình thuộc phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, trường Đại học Khoa học Tự nhiên gồm phần sau: đầu dò bán dẫn germanium siêu tinh khiết HPGe loại đồng trục (coaxial), có kí hiệu GMX35P4 – 70 gắn liền với tiền khuếch đại, thiết bị DSPEC jr 2.0 tích hợp nguồn nuôi cao thế, khối khuếch đại, biến đổi tương tự thành số khối phân tích đa kênh (ADC – MCA), đầu dò làm lạnh hệ X – Cooler III, buồng chì che chắn phông thấp Hệ phổ kế ghép nối với máy tính thông qua cổng cáp, việc ghi nhận xử lý phổ kế gamma thực phần mềm chuyên dụng Gamma Vision Hệ phổ kế gamma phông thấp ghi nhận tia gamma có lượng từ khoảng keV – 10 MeV Hình Hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân Mẫu thu phải mẫu đại diện [2] [3], đặc trưng phù hợp với mục đích cần nghiên cứu Các mẫu đất thường lấy nơi không bị xáo trộn tới độ sâu 25 cm dụng cụ lấy lõi đất Khối lượng đất thường lấy từ đến kg vùng rộng khoảng 1m2 Vùng lấy mẫu phải phẳng, không bị biến động nhiều năm, không gần tán lớn hay công trình xây dựng Các mẫu đất sau lấy đóng gói vào túi nilon đánh dấu ký hiệu để nhận biết Để xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu đất thu thập, mẫu phải giống thành phần kích thước hạt Sau lấy mẫu xong tiến hành phơi khô mẫu đất, nghiền mịn rây rây có kích thước mm 250 μm Tiếp tục sấy khô mẫu đất đèn hồng ngoại, thời gian sấy tùy thuộc vào độ ẩm đất, xác định cách cân mẫu đất theo thời gian sấy để tìm thời điểm thích hợp trọng lượng đất giảm đến giá trị bão hòa Để đảm bảo độ khiết cho mẫu, sau xử lý xong mẫu tất dụng cụ cần phải làm hong khô trước xử lý mẫu Các mẫu cân với độ xác 0,001 g Mỗi mẫu có khối lượng từ 700 - 900 g, đựng hộp nhựa 3π đậy kín nắp hộp cách dán băng keo kín xung quanh nắp hộp (tránh cho khí radon không thoát ngoài) Sau nhốt mẫu hộp nhựa kín khoảng 30 ngày để đạt cân 226Ra sản phẩm phân hủy chúng Thời gian đo khoảng 24 giờ, xử lý kết tính toán hoạt độ dựa số liệu phổ ghi nhận Quy trình xử lý mẫu trình bày hình ISBN: 978-604-82-1375-6 194 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Mẫu đất Để khô nhiệt độ phòng Loại bỏ phần lớn mm Phần nhỏ mm Rây mm Loại bỏ phần lớn 250 µm Trộn đều, đóng hộp, đo phóng xạ Rây 250 µm Sấy đèn hồng ngoại, cân xác định độ ẩm Phần nhỏ 250 µm Hình Lưu đồ xử lý mẫu [2] [3] Hình Hình cắt dọc hộp đựng mẫu 3π Hình Hộp đựng mẫu 3π Sau mẫu chuẩn mẫu đất xử lý tiến hành nhốt mẫu thời gian thích hợp, mẫu đưa vào hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM để xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ có mẫu đất Các đồng vị phóng xạ cần xác định trình bày bảng Bảng Các đồng vị phóng xạ phân tích hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe [3] Nhân mẹ Đồng vị dùng để phân tích 214 Pb 238 Năng lượng gamma (keV) Xác suất phát gamma (%) 295,2 19,20 351,9 37,10 609,3 46,10 1120,4 15,00 1764,6 15,90 338,3 11,25 911,2 26,60 26,80 phút U 214 Bi 228 232 Chu kỳ bán rã Ac 19,90 phút 6,15 Th 40 K 208 Tl 3,05 phút 583,5 84,50 40 K 1,28.10 năm 1460,8 10,67 Phương pháp tuyệt đối phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ chủ yếu dựa vào hiệu suất ghi đầu dò, số liệu hạt nhân số liệu thực nghiệm Hoạt độ đồng vị phóng xạ xác định theo công thức: A ISBN: 978-604-82-1375-6 N ε(E).m.f.t (1) 195 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Trong đó, A hoạt độ riêng đồng vị phóng xạ (Bq/kg), N diện tích đỉnh trừ phông hiệu chỉnh thời gian chết đỉnh lượng E (số đếm), ε(E) hiệu suất ghi đầu dò ứng với lượng E (%), m khối lượng mẫu (kg), f xác suất phát gamma hạt nhân đỉnh lượng E (%), t thời gian đo mẫu (s) Sai số tương đối hoạt độ tính theo phương pháp là: 2 2 2  σ A   σ N   σε   σ m   σf   σ t  (2)   =  +  +  +  +  A N  ε  m  f   t  Hoạt độ phóng xạ mẫu cần phân tích xác định phương pháp tương đối thông qua việc so sánh lập tỉ số hoạt độ mầu đo với mẫu chuẩn biết trước hoạt độ điều kiện hình học hoàn toàn giống Mẫu chuẩn phóng xạ bao gồm RGU1, RGTh1, RGK1 chứa 238U, 232Th, 40K, đồng vị phóng xạ có mặt phổ biến loại đất đá Trong công trình này, mẫu chuẩn RGU1, RGTh1, RGK1 có khối lượng 980 g, 890 g 990 g nhốt vào ngày 19/09/2013 hộp đựng mẫu dạng Marinelli đo thời gian khoảng 10 Thông tin hoạt độ phóng xạ mẫu chuẩn nêu bảng Bảng Thông tin hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) mẫu chuẩn RGU1, RGTh1, RGK1 [3] Đồng vị RGU1 RGTh1 RGK1 U 4910 – 4970 78 – Th < 4,00 3160 – 3340 – < 0,63 6,3 13600 – 14400 238 232 40 K Công thức tính hoạt độ riêng phương pháp tương đối suy trực tiếp từ công thức (1) cách lập tỉ số: A m  Ac N m t c mc Nc t m mm (3) Trong đó, Ac, Am hoạt độ riêng mẫu chuẩn mẫu đo (Bq/kg), Nc, Nm số đếm diện tích đỉnh trừ phông hiệu chỉnh thời gian chết đỉnh lượng E mẫu chuẩn mẫu đo (số đếm), mc, mm khối lượng mẫu chuẩn mẫu đo (kg), tc, tm thời gian đo mẫu chuẩn mẫu đo (s) Áp dụng định luật truyền sai số cho công thức (3), ta có: σ Am  A m σ 2Ac A c2  σ 2Nm N 2m  σ 2Nc N c2 (4) Suất liều hấp thụ không khí (R) [5] xác định từ hoạt độ đồng vị phóng xạ, với hệ số chuyển đổi từ hoạt độ phóng xạ sang suất liều hấp thụ, theo công thức sau: R(nGy/h) 0,462AU  0,604ATh  0,0417AK (5) với sai số tuyệt đối: σ2R  (0,462)2 σ2AU  (0,604)2 σ2ATh  (0,0417)2 σ2AK (6) Trong đó, AU, ATh, AK hoạt độ riêng 238U, 232Th, 40K (Bq/kg), hệ số chuyển đổi từ hoạt độ phóng xạ sang suất liều hấp thụ không khí (bao gồm 0,462 cho 238U, 0,604 cho 232Th 0,0417 cho 40K) có thứ nguyên nGy/h Bq/kg Liều hiệu dụng hàng năm [5] biến đổi từ suất liều hấp thụ không khí với hệ số biến đổi, theo công thức sau: D(mSv)  R(nGy/h).8760(h).0,2.0,7(Sv/Gy).106 (7) σD  σR 8760.0,2.0,7.106 (8) với sai số tuyệt đối: Trong đó, hệ số chuyển đổi suất liều hấp thụ không khí sang liều hiệu dụng hàng năm có giá trị 0,7 (Sv/Gy), hệ số “chiếm chỗ” nhà (outdoor ocuppancy factor) có giá trị 0,2 Cách phổ biến để đánh giá giới hạn hoạt độ dựa số nguy hiểm xạ chiếu Iγ chiếu Iα Chỉ số nguy hiểm xạ chiếu [5] đại lượng đánh giá mức độ nguy hiểm xạ chiếu đến sức khỏe đồng vị theo trọng số đồng vị Đối với liều chiếu ngoài, người ta dùng ISBN: 978-604-82-1375-6 196 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM giá trị hoạt độ 238U, 232Th 40K Đối với liều chiếu trong, 222Rn sinh từ 226Ra nên giới hạn liều chiếu xác định qua hoạt độ riêng 226Ra Điều kiện an toàn Iγ ≤ Iα≤ Chỉ số nguy hiểm xạ chiếu tính theo công thức: Iγ  A U A Th AK   370 259 4810 (9) với sai số tuyệt đối: σ 2Iγ   0,0027  σ 2AU   0,0039  σ 2ATh   0,00021 σ2AK 2 (10) KẾT QUẢ Trong công trình này, sử dụng phương pháp tương đối để tính toán hoạt độ Bằng cách sử dụng chương trình Gamma Vision thu thông số diện tích đỉnh vị trí đỉnh lượng (số đếm), sai số diện tích đỉnh, thời gian đo, thời gian chết … mẫu chuẩn mẫu đo Kết hợp với công thức tính hoạt độ riêng phương pháp tương đối (3) tính hoạt độ đồng vị phóng xạ tương ứng với đỉnh lượng quan tâm Sau đó, tính trung bình sai số giá trị có trọng số để tính hoạt độ riêng trung bình sai số tương ứng đồng vị 238U, 232Th, 40K Bảng Hoạt độ riêng sai số đồng vị phóng xạ tự nhiên mẫu đất khảo sát Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg) STT Tên mẫu 238 U 232 Th 40 K BB 57,73 ± 0,34 87,64 ± 1,51 635,75 ± 18,56 BBr 51,10 ± 0,27 76,20 ± 1,30 515,27 ± 14,98 BC 30,57 ± 0,21 49,15 ± 0,87 245,54 ± 7,31 BCH 57,31 ± 0,33 84,89 ± 1,46 618,14 ± 18,03 BD 51,45 ± 0,28 87,34 ± 1,48 638,93 ± 18,54 BEB 59,25 ± 0,30 86,44 ± 1,46 635,02 ± 18,43 BK 41,53 ± 0,24 64,47 ± 1,11 416,67 ± 12,16 BM 34,37 ± 0,22 55,19 ± 0,96 302,15 ± 8,91 BR 58,85 ± 0,32 88,31 ± 1,50 646,34 ± 18,78 10 BT 21,89 ± 0,17 37,90 ± 0,69 94,40 ± 3,02 11 BTU 57,22 ± 0,30 86,12 ± 1,46 627,49 ± 18,21 12 CP 59,33 ± 0,29 89,86 ± 1,51 688,46 ± 19,92 13 ES 27,40 ± 0,23 45,08 ± 0,83 176,17 ± 5,46 14 NBK 22,39 ± 0,20 38,35 ± 0,72 107,50 ± 3,47 15 T1 58,75 ± 0,30 88,44 ± 1,49 660,12 ± 19,13 16 T2 19,41 ± 0,18 34,16 ± 0,65 63,20 ± 2,26 17 T3 27,68 ± 0,23 47,32 ± 0,87 217,31 ± 6,64 18 T4 17,33 ± 0,14 32,32 ± 0,59 39,33 ± 1,41 19 TH 23,11 ± 0,17 38,93 ± 0,70 119,00 ± 3,71 20 YT 25,02 ± 0,22 42,71 ± 0,79 148,37 ± 4,66 40,08 ± 0,25 63,04 ± 1,10 379,76 ± 11,18 Giá trị trung bình Hai đồng vị U Th khu vực khảo sát có hoạt độ Uranium Thorium cao Do khu vực có nhiều mỏ khoáng sản khai thác, bật khu khai thác đá granite có diện tích 74,65 Cũng giống đá tự nhiên đá dùng làm vật liệu xây dựng khác, đá granite có chứa hàm lượng Uranium cao khoảng 10 đến 20 ppm (tương đương 120 đến 240 Bq/kg) Đặc biệt, mẫu đồi Chư Phốt có hoạt độ 238U 232Th cao 59,33 89,86 (Bq/kg) 238 232 ISBN: 978-604-82-1375-6 197 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hoạt độ đồng vị phóng xạ 238U, 232Th, 40K 20 mẫu đất thu thập biểu diễn đồ thị hình 5, 6, Trong đó, đường nằm ngang biểu thị giá trị trung bình giới tương ứng với đồng vị Hình Hoạt độ phóng xạ 238U mẫu đất Hình Hoạt độ phóng xạ 232Th mẫu đất Hình Hoạt độ phóng xạ 40K mẫu đất Sau xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu đất phương pháp tương đối Để kiểm tra số liệu đo phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, tiến hành phân tích thêm hoạt độ đồng vị phóng xạ phương pháp tuyệt đối Ở phương pháp tuyệt đối tính hiệu suất ghi hệ phổ kế gamma phông thấp HPGe chương trình mô ANGLE (hình 8) Để xác định hiệu suất ghi cần lựa chọn cấu hình phù hợp nhập số thông tin cần thiết chương trình mô ANGLE mật độ, thành phần hóa học mẫu cần khảo sát, đỉnh lượng quan tâm, thông số kỹ thuật đầu dò HPGe phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, thông số hình học hộp 3π (hình 3) Chương trình tự động tính toán cho kết hiệu suất ghi đỉnh lượng tương ứng ISBN: 978-604-82-1375-6 198 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình Giao diện chương trình ANGLE Các kết cho thấy giá trị hoạt độ riêng tính theo hai phương pháp tương đối phù hợp nhau, với sai khác 10% nằm giới hạn cho phép phương pháp phân tích phóng xạ tự nhiên Các giá trị hoạt độ phóng xạ 238U, 232Th, 40K tính toán được dùng làm đầu vào để tính suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng hàng năm số nguy hiểm xạ chiếu cách sử dụng công tính thức (5), (7), (9) sai số tương ứng tính qua công thức (6), (8), (10) Hình 9, 10, 11 trình bày giá trị suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng hàng năm số nguy hiểm xạ chiếu tính toán từ 20 mẫu đất khu vực Ea Sol tỉnh Đắk Lắk Trong đó, đường nằm ngang biểu thị giá trị trung bình giới Hình Suất liều hấp thụ (nGy/h) Hình 10 Liều hiệu dụng hàng năm (mSv) ISBN: 978-604-82-1375-6 199 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM Hình 11 Chỉ số nguy hiểm xạ chiếu Các giá trị trung bình suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng hàng năm cao so với giá trị trung bình giới Đặc biệt, vị trí nằm gần khu vực khai thác, chế biến đá granite số loại đá dùng vật liệu xây dựng đồi Chư Phốt, buôn Ea Blong, buôn Ruy, buôn Tung, thôn buôn Bung giá trị suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng hàng năm cao Còn vị trí dân cư tập trung đông đúc buôn Taly, thôn 4, thôn 2, trường Nguyễn Bỉnh Khiêm, UBND xã Ea Sol, trường Tiểu học, trạm y tế giá trị tương đối thấp Chỉ số nguy hiểm xạ chiếu mẫu đất khu vực khảo sát nằm giới hạn cho phép (Iγ ≤ 1) Điều chứng tỏ mức phông phóng xạ khu vực Ea Sol tỉnh Đắk Lắk nằm mức phông phóng xạ chung toàn giới nguy hiểm phóng xạ đáng kể tới người dân sinh sống nơi KẾT LUẬN Trong công trình này, xác định hoạt độ phóng xạ gamma đồng vị 238U, 232Th, 40K có mẫu đất thu thập số vùng đất khu vực Ea Sol, tỉnh Đắk Lắk cách sử dụng hệ phổ kế GMX đầu dò HPGe Phương pháp tương đối dùng với mẫu chuẩn đất RGU1, RGTh1, RGK1 IAEA Kết đối chiếu với phương pháp tuyệt đối sử dụng phần mềm Angle, cho thấy giá trị hoạt độ riêng tính theo hai phương pháp tương đối phù hợp nhau, với sai khác 10% nằm giới hạn cho phép phương pháp phân tích phóng xạ tự nhiên Các mẫu đo mẫu chuẩn chuẩn bị hình học mẫu dạng Marinelli nhốt khoảng thời gian tháng để có cân phóng xạ nguyên tố 238 U cháu chuỗi Từ liệu hoạt độ tính toán được, giá trị suất liều hấp thụ, liều hiệu dụng năm số nguy hiểm xạ chiếu đánh giá Suất liều hấp thụ không khí mẫu đất nằm khoảng 29,17÷110,39 (nGy/h) có giá trị trung bình 72,43 ± 0,83 (nGy/h) Giá trị trung bình cao so với giá trị trung bình giới 54 nGy/h Do khu vực có nhiều mỏ khoáng sản khai thác bật khu khai thác đá granite có diện tích 74,65 Những mẫu lấy nằm khu vực khai thác chế biến đá granite có giá trị suất liều hấp thụ cao Còn mẫu lấy nằm khu vực dân cư tập trung đông đúc giá trị xấp xỉ nửa giá trị trung bình giới Sự khác biệt suất liều hấp thụ vị trí lấy mẫu khác thay đổi mức độ tập trung đồng vị phóng xạ trình hình thành địa chất Chỉ số nguy hiểm xạ chiếu mẫu đất nằm khoảng 0,1798÷0,6504 với giá trị trung bình 0,4307 ± 0,0050 Giá trị nhỏ 1, khu vực an toàn mặt phóng xạ Lời cảm ơn: Nhóm tác giả xin chân thành cảm ơn đến Đại học Quốc gia Thành phố Hố Chí Minh tài trợ kinh phí cho dự án phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân nơi làm việc thực thí nghiệm hệ phổ kế HPGe công trình ISBN: 978-604-82-1375-6 200 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM DETERMINATION OF GAMMA RADIOACTIVITY OF 238U, 232TH AND 40K IN SOIL AT ĐẮK LẮK USING GMX SPECTROMETER Truong Thi Hong Loan1,2, Phan Thi Hong Chau3,1, Nguyen Thi Hanh1, Dong Thi Nhu Y4,1, Truong Huu Ngan Thy2, Huynh Thi Yen Hong2, Vu Ngoc Ba2, Le Thi Ngoc Trang2 Faculty of Physics and Engineering Physics, University of Science, VNU – HCM Nuclear Technique Laboratory, University of Science, VNU – HCM Can Tho University Pedagogy University – HCMC Email: tthloan@hcmus.edu.vn ABSTRACT In this work, the gamma radioactivities of the isotope 238U, 232Th, and 40K in soil samples collected in an area of Ea Sol, Dak Lak province were determined using GMX spectroscopy with HPGe detector Relative method was used with standard soil samples RGU1, RGTh1, RGK1 from IAEA The obtained results are compared with one from the absolute method using Angle software The analytic samples and standard samples were prepared in the same geometry of Marinelli beaker They are locked in these beaker for one month to have a radioactive equilibrium between the 238U and their descendants in their chain A geology chemistry disequilibrium of 238U and 226Ra were also interested From the obtained activity data, the values of absorbed dose rate, annual effective dose and radiation hazard index from external radiation were also evaluated Key works: Radioactivity, GMX, absorbed dose rate, annual effective dose, radiation hazard index TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trần Văn Luyến (2005), Nghiên cứu phông phóng xạ vùng Nam Việt Nam, Luận án Tiến sĩ, trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, TP HCM [2] Bộ Khoa học Công nghệ (2005), TCVN 7538-2:2005, Chất lượng đất-Lấy mẫu, Phần 2: Hướng dẫn kỹ thuật lấy mẫu [3] IAEA (1989), Measurement of Radionuclides in Food and the Environment, No.295 [4] ISO 18589-1:2005, Measurement of radioactivity in the environment – Soil, Part 1: General guidelines anddefinitions [5] UNSCEAR (2008), Sources and effects of ionizing radiation, An.B: Exposures of the public and workers from various sources radiation ISBN: 978-604-82-1375-6 201 Báo cáo toàn văn Kỷ yếu hội nghị khoa học lần IX Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG-HCM II-P-1.16 TÍNH TOÁN HỆ SỐ CHUYỂN ĐỔI LIỂU DO PHƠI CHIẾU NGOÀI TỪ NGUỒN PHÁT GAMMA CỦA CHUỔI 238U, 232TH, VÀ 40K TRONG ĐẤT BẰNG CHƯƠNG TRÌNH MCNP5 Trương Thị Hồng Loan1,2, Lại Viết Hải1, Phan Lê Hoàng Sang1, Trương Hữu Ngân Thy2, Huỳnh Thị Yến Hồng2, Vũ Ngọc Ba2, Lê Thị Ngọc Trang2 Khoa Vật lý - Vật lý Kỹ thuật, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM Phòng thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG- HCM TÓM TẮT Trong công trình hệ số chuyển đổi liều quan mô phantom người trưởng thành MIRD-5 từ nguồn phát gamma chuỗi 238U, 232Th 40K đất tính toán mô Monte Carlo sử dụng chương trình MCNP5 Kết so sánh với giá trị nội suy từ liệu báo cáo FGR-12 [7] với lượng quan phơi chiếu tương ứng Từ tính toán liều tương đương liều hiệu dụng hàng năm chiếu số vùng đất Đắk Lắk Kết cho thấy có phù hợp tương đối giá trị hệ số chuyển đổi liều tương đương tính toán với giá trị nội suy từ liệu FGR-12 đa số quan Tuy nhiên có sai lệch lớn vùng tuyến giáp (69%), mặt xương (23%), thực quản (29%), buồng trứng (70%) Sự khác hai mô hình tính toán phantom sử dụng nguyên nhân gây nên lệch Điều tìm hiểu thêm công trình Từ khóa: Hệ số chuyển đổi liều, MIRD-5, MCNP, liều hiệu dụng năm GIỚI THIỆU Các đồng vị phóng xạ tìm thấy đất, nước không khí, chí chúng tìm thấy thể Mỗi ngày ăn, uống hít đồng vị phóng xạ từ thực phẩm, nước uống không khí Phóng xạ có nơi, đất, đá, sông ngòi đại dương, vật liệu xây dựng nhà cửa Không có nơi mà không tìm thấy phóng xạ Chính lý đó, nên việc xác định liều lượng xạ mà thể người hấp thụ cần thiết Việc nghiên cứu tính liều quan thể người (liều hiệu dụng, liều tương đương…) chiếu xạ xạ gamma từ môi trường đất, nước không khí nhiều nhà khoa học nghiên cứu tính toán Điển năm 1974, Poston Snyder [9] thực nghiên cứu môi trường không khí bán vô hạn bị nhiễm xạ; năm 1981, D.C.Kocher [5] nghiên cứu vùng nước đất bán vô hạn bị nhiễm xạ; năm 1993, Keith F.Eckerman Jeffrey C.Ryman [7] kết hợp tung độ gián đoạn phương pháp Monte Carlo để giải phương trình vận chuyển photon cho nguồn photon phân bố môi trường; năm 1995, K.Saito P.Jacob [6] tính liều quan từ nguồn tự nhiên phân bố đồng sử dụng phương pháp Monte Carlo Có thể nói, việc khảo sát liều quan từ thể người thực nhiều tác giả đưa nhiều kết luận khác ý nghĩa chung công việc tìm giải pháp an toàn xạ tối ưu Trong công trình hệ số chuyển đổi liều tương đương quan mô phantom người trưởng thành (21 tuổi) từ nguồn 232Th, 238U 40K đất (chỉ tính với xạ gamma) tính toán mô hình mô sử dụng chương trình MCNP5 so sánh với kết nội suy từ FGR-12 [7], tính suất liều tương đương quan suất liều hiệu dụng đồng vị 238U, 232Th, 40K có mẫu đất thu thập Đắk Lắk VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP Trong công trình tác giả sử dụng mô hình tài liệu [2] để tính toán hệ số chuyển đổi liều chiếu từ phóng xạ môi trường Đó mô hình phantom người đứng mặt đất, vùng không khí hình nón có chiều cao nửa so với bán kính đáy R, đứng lớp đất hình trụ có chiều cao cố định d có bán kính đáy R Bức xạ photon nguồn đơn đồng vị phân bố đồng với nồng độ 1Bq/m3, bán kính vùng nguồn cho bảng Phantom người MIRD5 sử dụng Để mô mô hình sử dụng chương trình MCNP5 [10] Đó chương trình mô vận chuyển xạ phương pháp Monte Carlo phòng thí nghiệm Los Alamos xây dựng Hình cầu DXTRAN bao quanh phantom dùng để giảm phương sai MCNP ISBN: 978-604-82-1375-6 202