Đang tải... (xem toàn văn)
Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp Phân tích hoạt độ mẫu môi trường dùng phổ kế gamma phông thấp
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ- VẬT LÝ KỸ THUẬT BỘ MƠN VẬT LÝ HẠT NHÂN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Đề tài: XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHĨNG XẠ VÀ TÍNH LIỀU CHIẾU TRONG CHO NƯỚC UỐNG ĐĨNG CHAI BẰNG PHỔ KẾ GAMMA PHƠNG THẤP SVTH: Lê Thị Ngọc Trang GVHD: TS Trương Thị Hồng Loan GVPB: ThS Trần Thiện Thanh Tp Hồ Chí Minh- 2012 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành tốt khóa luận này, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến hướng dẫn TS Trương Thị Hồng Loan tận tình bảo, quan tâm theo dõi, cung cấp nhiều kiến thức giúp đỡ em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn thầy ThS Trần Thiện Thanh dành thời gian đọc cho em nhiều ý kiến giúp em làm tốt khóa luận Em xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy cô Khoa Vật lý- Vật lý kỹ thuật, đặc biệt quý thầy cô môn Vật lý Hạt nhân hết lòng truyền đạt kiến thức, dạy dỗ em thời gian qua Em xin cảm ơn anh chị cán trẻ môn tạo điều kiện, dẫn giúp đỡ em thời gian theo học làm đề tài môn Cảm ơn tất bạn tập thể lớp hạt nhân khóa 2008 ln bên cạnh, giúp đỡ động viên suốt quãng thời gian học tập hoàn thành luận văn Cuối cùng, xin cảm ơn ông bà, ba má nuôi dưỡng dạy dỗ khôn lớn, tạo điều kiện cho học tập, khuyến khích giúp đỡ lúc khó khăn, cho có ngày hơm Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2012 MỤC LỤC Lời cảm ơn Trang Mục lục Danh mục ký hiệu- chữ viết tắt i Danh mục hình vẽ đồ thị ii Danh mục bảng biểu iii Mở đầu Chương – Tổng quan phóng xạ môi trường 1.1 Phóng xạ mơi trường 1.1.1 Bức xạ tự nhiên 1.1.1.1 Bức xạ vũ trụ 1.1.1.2 Bức xạ từ đất 1.1.1.3 Bức xạ từ nước lương thực, thực phẩm 1.1.1.4 Bức xạ từ khơng khí 1.1.1.5 Bức xạ từ vật liệu xây dựng 1.1.1.6 Bức xạ từ thể người 1.1.2 Bức xạ nhân tạo 1.2 Các chuỗi phân rã phóng xạ mơi trường 10 1.3 Ảnh hưởng xạ lên mô sống 14 1.3.1 Chiếu xạ 14 1.3.2 Chiếu xạ 14 1.3.3 Các hiệu ứng sinh học xạ ion hóa 15 1.4 Những vùng có phơng phóng xạ cao giới 15 1.5 Các nghiên cứu nước giới phóng xạ môi trường 16 1.5.1 Các nghiên cứu Thế giới 16 1.5.2 Các nghiên cứu Việt Nam 18 Chương – Đối tượng phương pháp nghiên cứu 19 2.1 Đối tượng nghiên cứu 19 2.1.1 Đặc tính nguồn nước uống nước khống tự nhiên 19 2.1.2 Một số loại nước uống từ thiên nhiên Việt Nam 20 2.2 Xác định hoạt độ phổ kế gamma phông thấp 20 2.2.1 Hệ phổ kế gamma phông thấp 21 2.2.2 Các đặc trưng có hệ phổ kế gamma phông thấp trường Đại học Khoa học Tự nhiên 22 2.2.2.1 Độ phân giải lượng (FWHM) 22 2.2.2.2 Hiệu suất ghi 23 2.2.2.3 Mức tới hạn (LC) giới hạn phát (LD) 23 2.2.2.4 Giới hạn phát hoạt độ MDA(Minium Detector Activity) 24 2.2.3 Phương pháp xác định hoạt độ mẫu môi trường 24 2.3 Xác định liều chiếu xạ đồng vị phóng xạ hệ tiêu hóa 25 2.3.1 Liều hấp thụ 25 2.3.2 Liều tương đương 25 2.3.3 Liều lượng giới hạn phép 26 2.3.4 Phương pháp ICRP 30 tính liều chiếu cho hệ tiêu hóa 26 Chương – Quy trình thực nghiệm – tính tốn xử lý kết 32 3.1 Quy trình thực nghiệm 32 3.1.1 Chuẩn bị mẫu xử lý mẫu 32 3.1.2 Đo mẫu 34 3.2 Tính tốn xử lý kết 34 3.2.1 Xác định hiệu suất theo lượng hệ phổ kế gamma HPGe dùng đo đạc 34 3.2.2 Xác định giới hạn phát hệ phổ kế gamma HPGe 35 3.2.3 Xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu nước uống đóng chai 36 3.2.3.1 Các mẫu nước khống đóng chai 36 3.2.3.2 Các mẫu nước uống đóng chai có nguồn gốc từ nước ngầm 38 3.2.4 Liều hiệu dụng liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238, Th232, K40 hấp thụ năm 44 3.2.4.1 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam, nữ liều hiệu dụng cho toàn thể gây đồng vị U238 hấp thụ năm 44 3.2.4.2 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam, nữ liều hiệu dụng cho toàn thể gây đồng vị Th232 hấp thụ năm 48 3.2.4.3 Liều hiệu dụng cho toàn thể gây đồng vị K40 hấp thụ năm 49 Kết luận 50 Kiến nghị hướng 50 Tài liệu tham khảo 51 Phụ lục 54 i DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU – CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Nội dung United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic UNSCEAR Radiation – Hội đồng tư vấn khoa học Liên Hiệp Quốc ảnh hưởng xạ Nguyên tử ICRP NCRP International Commission for Radiological Protection – Uỷ ban An tồn phóng xạ Quốc tế National Council on Radiation Protection and Measurement – Hội đồng bảo vệ đo lường quốc gia ADN Acid Deoxyribo Nucleic – phân từ axit nucleic ARN Acid Ribonucleic Nucleic HPGe High Pure Germanium – Germanium siêu tinh khiết MCA FWHM Full Width at Half Maximum – Bề rộng nửa độ cao cực đại LC Critical Level – Mức tới hạn LD Lower Limit of Detection – Giới hạn phát MDA Minimum Detectable Activity – Giới hạn phát SEE Specific Effective Energy – Năng lượng hiệu dụng riêng AF Absorbed Fraction – Hệ số hấp thụ trung bình ST Stomach – Dạ dày SI Small Intestine – Ruột non ULI Up Large Intestine – Ruột già LLI Low Large Intestine – Ruột già ALI Annual Limit on Intake – Giời hạn hấp thụ hàng năm IAEA International Atomic Energy Agency – Cơ quan lượng nguyên tử quốc tế ii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Danh mục hình vẽ đồ thị Hình 1.1 Biểu đồ thể thành phần phóng xạ đóng góp vào phơng tự nhiên Hình 1.2 Dãy đồng vị phóng xạ Thorium (Th232) 11 Hình 1.3 Dãy đồng vị phóng xạ Uranium (U238) 12 Hình 1.4 Dãy đồng vị phóng xạ Actinium (U235) 13 Hình 1.5 Các đồng vị Kali môi trường tự nhiên 13 Hình 1.6 Các đường thâm nhập phóng xạ từ mơi trường vào thể 14 Hình 2.1 Sơ đồ hệ phổ kế gamma phông thấp 21 Hình 2.2 Hệ phổ kế gamma phơng thấp Bô môn Vật Lý Hạt Nhân, Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên TP Hồ Chí Minh 22 Hình 2.3 Định nghĩ LC LD 24 Hình 2.4 Mơ hình miêu tả dịch chuyển nhân phóng xạ hệ tiêu hóa theo ICRP-30 (1979) 29 Hình 3.1 Hình học mẫu 3π 33 Hình 3.2 Biểu diễn hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu nước khống 38 Hình 3.3 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu nước uống đóng chai từ nguồn nước ngầm 41 Hình 3.4 Biểu diễn hoạt độ phóng xạ mẫu nước uống đóng chai 42 Hình 3.5 Hoạt độ U238, Th232 mẫu nước uống kết đề tài so với nước khác… 43 Hình 3.6 Hoạt độ K40 mẫu nước uống kết tính từ đề tài số nước khác 43 iii DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hoạt độ phóng xạ tự nhiên đại dương tính theo giá trị Almanac gới 1990 Bảng 1.2 Nồng độ Urani, Thori cháu lương thực, thực phẩm số quốc gia Bảng 1.3 Hoạt độ riêng số loại vật liệu xây dựng Bảng 1.4 Hoạt độ nhân phóng xạ đá trầm tích 17 Bảng 1.5 Hoạt độ nhân phóng xạ đất 17 Bảng 2.1 Liều lượng phép giới hạn chiếu xạ trong, 26 Bảng 2.2 Biểu thức gần số dịch chuyển US phần khác hệ tiêu hóa sau nuốt Bq hoạt độ phóng xạ 30 Bảng 3.1 Các đặc trưng mẫu đo 32 Bảng 3.2 Các đồng vị quan tâm mẫu đo 33 Bảng 3.3.a Thông tin hoạt độ, xử lý phổ đo đạc tính tốn hiệu suất mẫu chuẩn CU 2009-03 IAEA 34 Bảng 3.3.b Giới hạn phát MDA hệ phổ kế gamma phông thấp (HPGe) Trường Đại học Khoa học Tự Nhiên, Tp Hồ Chí Minh 35 Bảng 3.4 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu VHKG 36 Bảng 3.5 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu LV 37 Bảng 3.6 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu VHC 37 Bảng 3.7 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu VHCG 37 Bảng 3.8 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu AF 38 Bảng 3.9 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu DNSI 39 Bảng 3.10 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu SPW 39 Bảng 3.11 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu DW 40 Bảng 3.12 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu AV 40 Bảng 3.13 Hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu 10 IONL 40 Bảng 3.14 Hoạt độ đồng vị mẫu đo 41 iv Bảng 3.15 Hoạt độ U238, Th232 nước uống đóng chai số nước giới……… 42 Bảng 3.16 Hoạt độ K40 nước uống đóng chai số nước khác 43 Bảng 3.17 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238hấp thụ năm 47 Bảng 3.18 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị U238 hấp thụ năm 47 Bảng 3.19 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị Th232 hấp thụ năm 48 Bảng 3.20 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị Th232 hấp thụ năm 49 Bảng 3.21 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị K40 hấp thụ năm… 49 -1- MỞ ĐẦU Cuối kỷ XIX, thời đại hạt nhân đời, đôi với ứng dụng y học, công nghiệp, quân tổn hại mơi trường sống, ảnh hưởng phóng xạ lên bầu khí quyển, sinh thủy Đặc biệt sau vụ thử vũ khí hạt nhân, nhiễm mơi trường phóng xạ tiếp xúc xạ với người trở thành mối quan tâm tồn cầu Ngày nay, vũ khí hạt nhân giảm nhiều, tai nạn nhà máy điện hạt nhân Chernobyl hay Fukusima lại xảy gây nhiều hệ lụy cho môi trường hoang mang cho người, vấn đề mơi trường phóng xạ quan tâm hết Nhiều phép đo phóng xạ tự nhiên tiến hành nhiều nước giới với mục đích: Cung cấp sở liệu để ước tính tiếp xúc xạ với người Đánh giá lại thay đổi phóng xạ mơi trường Biết tồn đồng vị phóng xạ mơi trường sống mức độ làm nhiễm bẩn môi trường người Khai thác phóng xạ hạt nhân mơi trường tự nhiên nhân tạo Là chứng cho tồn phóng xạ hạt nhân mơi trường Ở nước ta, nhiều khảo sát môi trường thực từ lâu, đến tiếp tục nhiều thành phần môi trường đất, nước, vật liệu xây dựng, lương thực thực phẩm nhằm đem lại yên tâm cho người nước nơi nhập hàng hóa Việt Nam Với lý trên, mục đích nghiên cứu khóa luận khảo sát hoạt độ phóng xạ mẫu nước khống đóng chai lấy từ mơi trường tự nhiên có mặt thị trường phổ kế gamma HPGe Bộ môn Vật lý Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TP.HCM, từ đánh giá phơng phóng xạ xung quanh nguồn nước khai thác, tính tốn liều chiếu hệ tiêu hóa tồn thể - 45 - tới mơ khác lưu lại với thời gian bán hủy sinh học ngày 1500 ngày, phần lại thải ngồi [5] Với lần hấp thụ, lượng U238 vào thể khơng nhiều tích lũy sau năm, lượng phóng xạ trở nên đáng kể U238 tích lũy thể với hàm lưu [5]: R(t) 0,12.e ln 2.t TS1 0, 00052.e ln 2.t TS2 (3.6) Với TS: thời gian bán hủy sinh học, t: thời gian lưu λR: số phân rã phóng xạ hạt nhân j Hoạt độ U238 tích lũy năm uống nước: q365 q o eR t R(t).f1 mGI mm mk e365.E1 e365.E q365 q o f1 0,12 0, 00052 eE1 eE (3.7) mGI 0, 001355 q o (Bq) (3.8) mm mk E1 ln TR TS1 0,1155 TR TS1 (3.9) E2 ln TR TS2 0, 00046 TR TS2 (3.10) TR: thời gian bán rã đồng vị phóng xạ ta quan tâm Hệ số chuyển đổi 50 năm cho dày: 50365 U(ST) q 365 mST 86400 mGI 0,12 0, 00052 E1 t eE t .dt 0,12 0, 00052 e 0,12 0, 00052 267,53 q o (dịch chuyển) (3.11) mSI: khối lượng dày mGI: khối lượng hệ tiêu hóa Tương tự tính cho ruột non, ruột già trên, ruột già dưới: U(SI) 1127, 47 qo (dịch chuyển) (3.12) - 46 - U(ULI) 343,97 qo (dịch chuyển) (3.13) U(LLI) 286,64 qo (dịch chuyển) (3.14) Kết tính hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ đặn ngày U238 trình bày phụ lục 10 Dựa vào cơng thức 2.11 ta tính lượng hiệu dụng riêng từ đồng vị U238 hấp thụ quan bia từ dịch chuyển phóng xạ quan nguồn Kết trình bày phụ lục Liều tương đương H50, ST tích lũy dày: H50,ST U(ST).SEE(ST ST) U(SI).SEE(ST SI) U(ULI).SEE(ST ULI) U(LLI).SEE(ST LLI) (3.15) 5, 6599 1010 qo (Sv) Tương tự tính H50,SI, H50,ULI, H50,LLI tích lũy cho ruột non, ruột già dưới, ruột già trên: H50,SI 3,88111010 q o (Sv) (3.16) H50,ULI 6,1745 1010 q o (Sv) (3.17) H50,LLI 9,7028 1010 qo (Sv) (3.18) H50, ST, H50,SI, H50,ULI, H50,LLI phần đóng góp lượng U238 vào máu, tích lũy dày năm hấp thụ đặn ngày, kết tính trình bày phụ lục 13 Để tính liều mà dày phải chịu năm, ta cộng thêm 365 lần liều lượng hấp thụ tức thời Kết hệ số chuyển cho hấp thụ tức thời trình bày phụ lục Tương tự, H50, ST, H50,SI, H50,ULI, H50,LLI phần đóng góp lượng U238 vào máu, tích lũy dày hấp thụ cấp, kết tính trình bày phụ lục 14 Dựa vào cơng thức (2.9) ta tính liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238 Kết trình bày bảng 3.17 theo công thức (2.21) liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị Th232 hấp thụ năm (mSv/năm) trình bày bảng 3.18 - 47 - Bảng 3.17 trình bày kết tính tốn liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238 hấp thụ năm tính theo mSv/năm Bảng 3.17 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238 hấp thụ năm (mSv/năm) Dạ dày Mẫu Nam Ruột non Ruột già Nữ Nam Nữ Nam Nữ Ruột già Nam Nữ VHKG 0,0167 0,0222 0,0114 0,0148 0,0003 0,0235 0,0286 0,0364 LV 0,0188 0,0251 0,0129 0,0167 0,0003 0,0266 0,0323 0,0411 AF 0,0119 0,0159 0,0082 0,0106 0,0002 0,0168 0,0204 0,0259 VHC 0,0208 0,0277 0,0142 0,0185 0,0003 0,0293 0,0356 0,0453 VHCG 0,0362 0,0483 0,0248 0,0322 0,0006 0,0511 0,0621 0,0789 DNSI 0,0458 0,0610 0,0314 0,0407 0,0007 0,0646 0,0785 0,0999 SPW 0,0468 0,0625 0,0321 0,0416 0,0007 0,0661 0,0803 0,1022 DW 0,0505 0,0674 0,0346 0,0449 0,0008 0,0713 0,0866 0,1102 AV 0,0274 0,0366 0,0188 0,0244 0,0004 0,0387 0,0470 0,0598 IONL 0,0509 0,0678 0,0349 0,0452 0,0008 0,0718 0,0872 0,1110 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị U238 hấp thụ năm có giá trị khoảng 0,0002-0,1102 mSv/năm, nằm khoảng giới hạn liều UNSCEAR (0,17 mSv/năm cho Urani) [22] Bảng 3.18 trình bày kết tính tốn liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị U238 hấp thụ năm (mSv/năm) Các giá trị nằm khoảng 0,016 – 0,050 mSv/năm giá trị an toàn người dùng với giới hạn liều theo UNSCEAR [22] Bảng 3.18 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị U238 hấp thụ năm (mSv/năm) Mẫu E50 VHKG 0,016 LV 0,019 AF 0,012 VHC 0,021 VHCG 0,036 DNSI SPW 0,045 0,046 DW 0,050 AV 0,027 IONL 0,050 - 48 - 3.2.4.2 Liều tƣơng đƣơng cho hệ tiêu hóa nam, nữ liều hiệu dụng toàn thể gây đồng vị Th232 hấp thụ năm Th232 theo nước uống vào dày, 70% phân bố xương khắp mô mềm theo đường máu, đó, 16% đến mơ, quan thể với thời gian bán hủy sinh học 700 ngày, 4% chuyển đến gan, phần lại thải ngồi Tương tự mục 3.2.4.1, ta tính hệ số US cho Th232 Kết tính hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ dặn ngày Th232 trình bày phụ lục 12 Để tính liều mà dày phải chịu năm, ta cộng thêm 365 lần liều lượng hấp thụ tức thời Kết hệ số chuyển US hấp thụ tức thời đồng vị Th232 trình bày phụ lục 11 Tương tự tính U238, H50, ST, H50,SI, H50,ULI, H50,LLI phần đóng góp lượng Th232 vào máu, tích lũy dày hấp thụ đặn ngày, kết tính trình bày phụ lục 15 H50, ST, H50,SI, H50,ULI, H50,LLI phần đóng góp lượng Th232 vào máu, tích lũy dày hấp thụ cấp, kết trình bày phụ lục 16 Áp dụng cơng thức (2.9) ta có kết liều tương đương cho hệ tiêu hóa từ cơng thức (2.21) ta tính liều hiệu dụng cho thể, kết tính trình bày bảng 3.19, bảng 3.20 sau: Bảng 3.19 Liều tương đương cho hệ tiêu hóa nam nữ gây đồng vị Th232 hấp thụ năm (mSv/năm) Dạ dày Ruột non Nam Nữ Ruột già Ruột già Nam Nam Mẫu Nam Nữ Nữ Nữ LV 0,0275 0,0367 0,0189 0,0245 0,0300 0,0388 0,0472 0,0600 SPW 0,0509 0,0678 0,0349 0,0452 0,0555 0,0718 0,0872 0,1110 DW 0,0502 0,0669 0,0344 0,0446 0,0547 0,0708 0,0860 0,1094 - 49 - Liều tương đương cho hệ tiêu hóa gây đồng vị Th232 hấp thụ năm có giá trị khoảng 0,0189–0,111 mSv/năm nhỏ liều trung bình giới cho lương thực nước uống UNSCEAR (0,12 mSv/năm cho Th232) [22] Bảng 3.20 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị Th232 hấp thụ năm (mSv/năm) Mẫu LV DNSI E50 0,194 SPW 0,358 0,353 Đối với mẫu LV, DNSI, SPW, liều hiệu dụng toàn thể cao liều trung bình giới cho lương thực nước uống [22], nhiên chưa vượt liều lượng phép giới hạn cho chiếu bảng 2.1 nên liều hiệu dụng gây Th232 uống nước năm với thể nằm mức an toàn 3.2.4.3 Liều hiệu dụng cho toàn thể gây đồng vị K40 hấp thụ thời gian năm K40 sau vào dày, chuyển thẳng vào máu mà không qua quan khác, sau phân bố khắp thể Kết đánh giá liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị K40 hấp thụ năm (μSv/năm) cho bảng 3.21 Bảng 3.21 Liều hiệu dụng (E50) toàn thể gây đồng vị K40 hấp thụ năm (μSv/năm) Mẫu VHKG LV AF VHC VHCG DNSI SPW DW AV IONL E50 0,033 0,165 0,174 - 0,225 0,207 0,285 0,249 0,290 0,312 Thông thường, thể người chứa lượng K40 với thời gian bán rã dài Đồng thời liều hiệu dụng K40 hấp thụ năm khơng cao nên ta tính liều tồn thể, mà khơng tính cho phận hệ tiêu hóa Liều hiệu dụng cho toàn thể gây hấp thụ K40 năm uống nước có giá trị nằm khoảng 0,033 đến 0,312 μSv/năm, giá trị trung bình 0,215 μSv/năm, nhỏ liều lượng phép giới hạn chiếu bảng 2.1, nên nằm mức an toàn với sức khỏe - 50 - KẾT LUẬN Sau thời gian tìm hiểu thực đề tài “Xác định hoạt độ phóng xạ tính liều chiếu cho nước uống đóng chai phổ kế gamma phông thấp”, thu kết sau: – Tính hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu nước uống đóng chai có nguồn gốc từ mỏ nước ngầm mỏ nước khoáng nước ta – Từ bảng kết cho thấy hoạt độ trung bình U238, Th232, K40 mẫu nước khống hay nước đóng chai 0,523 ± 0,076 Bq/kg, 0,723 ± 0,076 Bq/kg, 25,952 ± 1,523 Bq/kg – Khơng tìm thấy Cs137 từ ảnh hưởng vụ nổ nhà máy điện Fukusima, đó, hoạt độ phóng nước uống đóng chai từ nguồn nước khống nước ngầm chủ yếu từ mơi trường tự nhiên xung quanh nguồn nước – Liều hiệu dụng cho tồn thể tích lũy hấp thụ đồng vị U238, Th232, K40 năm tính trung bình cho loại nước uống đo 0,032mSv/năm, 0,302mSv/năm, 0,194μSv/năm, so với liều trung bình giới tính cho thực phẩm tính UNSCEAR, liều tính từ năm uống nước nằm mức an toàn với sức khỏe người dùng KIẾN NGHỊ HƢỚNG TIẾP THEO – Cần đo thêm nhiều mẫu có nguồn khai thác nhiều nơi khác để có thêm nhiều kết phông môi trường – Áp dụng thêm nhiều phương pháp khác để đo hoạt độ phóng xạ môi trường so sánh kết – Do HPGe q trình đo thường bị trơi kênh, nên phổ đo chưa xác cao, đặc biệt việc xác định đỉnh phổ, vậy, tìm thêm phương pháp khác để khắc phục, làm cho việc đo đạc, tính tốn có độ xác cao – Tuyên truyền, hướng dẫn cho người sử dụng tất người kiến thức phóng xạ lương thực, thực phẩm, nước uống v.v… - 51 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bùi Minh An (2010), “Bước đầu đánh giá phơng phóng xạ mơi trường địa bàn số huyện tỉnh Bình Dương”, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TP Hồ Chí Minh [2] Châu Văn Tạo (2004), “An tồn xạ ion hóa”, Nhà Xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [3] Đinh Sỹ Hiền (2005), “Điện tử hạt nhân, đầu dò bán dẫn xử lý số liệu” Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [4] Lê Thị Mộng Uyên (2010), “Xác định hoạt độ phóng xạ tự nhiên mẫu đất Thừa Thiên Huế”, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Khao học Tự nhiên, TP Hồ Chí Minh [5] Lê Thị Ngọc Anh (2008), “Đánh giá liều chiếu thơng qua hàm lượng đồng vị phóng xạ K40, Cs137, Th232, U238 có số mẫu sữa bò”, Luận văn Thạc sĩ, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TP Hồ Chí Minh [6] Ngơ Quang Huy (2006), “Cơ sở vật lý hạt nhân”, Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật [7] Phan Thị Ngọc Minh (2008), “Xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ tự nhiên số loại trà hệ phổ kế HPGe”, Khóa luận tốt nghiệp Đại học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, TP Hồ Chí Minh [8] Phạm Quốc Hùng (2007), “Vật lý hạt nhân ứng dụng”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [9] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), “Phương pháp ghi xạ ion hóa”, Nhà Xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh [10] http://www.idm.gov.vn/nguon_luc/Xuat_ban/2007/A298/a41.htm [11] http://vaec.gov.vn/Chitiet/tabid/468/mid/1163/ArticleID/1329/PreTabId/508/ dnnprintmode/true/Default.aspx [12] http://www.idm.gov.vn/nguon_luc/Xuat_ban/2006/A296/a81.htm - 52 - [13] http://www.th-resort.com/nuoc-khoang-va-su-dung-nuoc-khoang-chua-benh69-NEWSDT.html [14] http://thietbiloc.com/loc-nuoc-tinh-khiet-dong-chai/106-nuoc-khoang-thiennhien Tiếng Anh [15] Gregory R.Choppin, JanOlov Lilijenzin, Jan Rydberg (2002), “Radiochemistry and nuclear chemistry, third edition” United States of America [16] Herman Cember, Thomas E.Johnson (1996), “Introduction to Healthy Physics, fourth edition”, Northwestern University Evanston, Illinois and Assistant Professor Department of Environmental and Radiological Health Sciences Colorado State University Fort Collins, Colorado [17] IAEA (1998), “Compilation of anatomical, physiological and metabolic characteristics for a Reference Asian Man, Volume 1: Data summary and conclusions”, Autria [18] Keith F.Eckerman (1994), “Dosimetric methodology of the ICRP”, Health Science Research Division, Oak Ridge, Tennessee [19] Mustapha, AO; Patle, JP; Rathore, IVS (1999), “Assessement of human exposures to natural sources of radiation in Kenya, Vol 82” [20] N.M Fahmi, A.Khaltib, Y.M.Abd El-Salam, M.H.Shalaby, M.M.El-Gally, M.A.Naim (2010), “Study of the environmental impacts of the natural radioactivity presents in beach sand and Lake Sediment samples Idku, Behara, Egypt”, Department of physics Faculty of Science, Alexandria University, Alexandria, Egypt and Research Division, Nuclear Materials Authority, Cairo, Egypt [21] N M Yussuf, I Hossain, H Wagiran (2012), “Natural radioactivity in drinking and mineral water in”, Department of Physics, Faculty of Science, University Teknologi Malaysia, 81310 Johor bahru, Johor, Malaysia Johor Bahru (Malaysia) - 53 - [22] O.S Ajayi, G.Adesida (2009), “Radioactivity in some sachet drinking water samples produced in Nigeria”, Iran [23] Relu Ion Dobrin, Magarit Pavelescu, Cristian Nicolae Dulama, Alexandru Toma (2010), “Study of environmental radioactivity along the Romania Danube Bank”, institute for Nuclear Research Pitesti, 115400, Mioveni, Romania, Academy of Romanian Scientists, 050094, Bucharest, Romania [24] Sara Algmen (2008), “Studies on the Gamma radiation environment in Swiden with special reference Cs137”, Department of Radiation Physics, University of Gothenburg, Sweden [25] UNSCEAR (2000) Vol.I “Source and effects of ionizing radiation, ANNEX B Exposures from natural radiation sources” [26] https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:jWr0K6ciVX0J:www.rsc.org/ images/number6tcm18-7768.p df+radioactivity+in the+environment number+ six&hl =vi& gl=vn&pid=bl&srcid [27] https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:3HnUs_NqcTUJ:www irpa12.org [28] http://www.jlab.org/div_dept/train/rad/source.html [29] http://en.wikipedia.org/wiki/Background_radiation [30] http://www.docstoc.com/docs/72480413/Radiation-in-Our-Environment + - 54 - PHỤ LỤC Phụ lục Trọng số phóng xạ phóng xạ loại R hệ số chất lượng Qi [16] Loại dãy lƣợng Qi wR Photon, neutron, muon 1 Neutron nhiệt (0.025 eV) < 10 keV 2,5 10 keV-100 keV 7.5 10 > 100 keV-2 MeV _ 20 > MeV-20 MeV _ 10 > 20MeV 10 Proton 10 20 20 Hạt alpha mảnh phân hạch hạt nhân nặng Trong số tài liệu, người ta dùng Qi, thay cho wR Phụ lục Số liệu phân rã K40, Th232, U238 [5], [32] Đồng vị phóng xạ Loại phân rã Năng lượng trung bình (keV) Xác suất phát Y Gamma 1460,8 0,1067 Alpha 238,2 560,64 63,81 0,0000104 0,8927 0,00267 3947,2 0,221 4012,3 0,7780001 49,55 0,00064 113,5 0,000102 4038 0,00078 4151 0,21 4198 0,79 40 K Gamma Th232 Alpha Gamma U238 Alpha - 55 - Phụ lục Hệ số hấp thụ riêng gamma cho thành phần bia nguồn hệ tiêu hóa [16] U238 Bia Nguồn Dạ dày Th232 AF M Dạ dày 0,000021 0,000015 Ruột già 0,000008 0,000007 Nguồn Ruột non Ruột non 0,000011 0,000103 0,000065 Ruột già 0,000054 dƣới 0,000037 0,000019 0,000142 0,000087 0,000261 0,000152 Ruột già 0,000022 0,000008 dƣới 0,000016 0,000012 Dạ dày 0,000261 0.000022 0,000005 0,000187 0,000187 Ruột non 0,000113 Ruột già Ruột già 0,000014 Ruột già 0,000012 Dạ dày AF M 0,000142 Ruột non Ruột già 0,000021 Th232 0,000019 Dạ dày 0,000018 0,000015 Ruột già dƣới Bia 0,000328 0,000328 0,000188 0,000018 Ruột non U238 dƣới 0,000103 0,000054 0,000004 0,000043 0,000428 0,000028 Ruột già 0,000015 0,000013 Ruột già 0,000297 dƣới 4,78 106 0,000176 0,000015 0,000297 - 56 - Phụ lục Hệ số hấp thụ riêng alpha cho thành phần hệ tiêu hóa [16] Bia Nam Nữ Dạ dày 0,000021 0,000028 Ruột non 0,000014 0,000019 Ruột già 0,000023 0,000029 Ruột già dƣới 0,000036 0,000046 Từ phụ lục cơng thức tính SEE (T←S)j chương 2, ta tính lượng hiệu dụng riêng nhân phóng xạ U238, Th232, hấp thụ vào quan bia T từ dịch chuyển phóng xạ quan nguồn S, kết trình bày bảng phụ lục sau Phụ lục Năng lượng hiệu dụng riêng đồng vị U238 nguồn S (SEE(T←S)j) (×1,6.10-10) (Sv/dịch chuyển) Nguồn Bia Dạ dày Nam Ruột non Nữ Nam Nữ Dạ dày 0,00174638 0,00232850 0,00174637 0,00232849 Ruột non 0,00119751 0,00155233 0,00119752 0,00155233 Ruột già 0,00190513 0,00246546 0,00190513 0,00246546 Ruột già dƣới 0,00299377 0,00381025 0,00299377 0,00381026 Nguồn Bia Ruột già Nam Nữ Ruột già dƣới Nam Nữ Dạ dày 0,001746367 0,00232849 0,00174637 0,00232849 Ruột non 0,001197512 0,00155233 0,00119751 0,00155233 Ruột già 0,001905137 0,00246547 0,00190513 0,00246546 Ruột già dƣới 0,002993772 0,00381025 0,00299378 0,00381027 - 57 - Phụ lục Năng lượng hiệu dụng riêng từ nhân phóng xạ Th232 nguồn S (SEE(T←S)j) (×1,6.10-10) (Sv/dịch chuyển) Nguồn Bia Dạ dày Nam Ruột non Nữ Nam Nữ Dạ dày 0,00166418 0,00221889 0,00166413 0,00221884 Ruột non 0,00114112 0,00147922 0,00114113 0,00147924 Ruột già 0,00181541 0,00234936 0,00181545 0,00234940 Ruột già dƣới 0,00285279 0,00363082 0,00285279 0,00363083 Nguồn Bia Ruột già dƣới Ruột già Nam Nữ Nam Nữ Dạ dày 0,001746367 0,00232849 0,00174637 0,00232849 Ruột non 0,001197512 0,00155233 0,00119751 0,00155233 Ruột già 0,001905137 0,00246547 0,00190513 0,00246546 Ruột già dƣới 0,002993772 0,00381025 0,00299378 0,00381027 Phụ lục Khối lượng thành phần hệ tiêu hóa theo chuẩn người Châu Á [16] [17] Mw(g) Cơ quan Nam Mc(g) Nữ Nam τ (ngày) Nữ λ (ngày) Nam Nữ Hệ tiêu hóa 1100 850 950 730 _ _ Dạ dày (ST) 140 110 240 180 24 24 Ruột non (SI) 590 450 350 270 24 Ruột già (ULI) 180 140 220 170 13 24 1,8 - 58 - Ruột già (LLI) 150 120 140 110 1 Phụ lục Giới hạn phát ALI (Bq) hệ số chuyển hóa vào máu f1 nhân phóng xạ U238, Th232, K40 [5] Nhân phóng xạ ALI đƣờng miệng Hệ số chuyển hóa vào máu f1 U238 105 102 Th232 104 104 K40 107 Phụ lục 9: Hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ cấp U238 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non US 3600 13680 Ruột già Ruột già dƣới 45600 82080 Phụ lục 10: Hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ đặn ngày U238 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non US 267,54 1127,47 Ruột già Ruột già dƣới 343,97 286,65 Phụ lục 11: Hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ cấp Th232 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Us 3600 14397,1 47990,4 86382,7 Phụ lục 12: Hệ số chuyển US 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ đặn ngày Th232 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Us 5052,34 21292,01 6495,86 5413,22 - 59 - Phụ lục 13 Liều tương đương H50,T 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ dặn ngày U238 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Nam 1,12 108 6,98 109 1,11108 1,74 108 Nữ 1.36 108 9,05 109 1, 44 108 2, 22 108 238 U Phụ lục 14 Liều tương đương H50,T 50 năm cho phận hệ tiêu hóa tức thời U238 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Nam 1,12 108 6,98 109 1,11108 1,74 108 Nữ 1.36 108 9,05 109 1, 44 108 2, 22 108 U238 Phụ lục 15: Liều tương đương H50,T 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ dặn ngày Th232 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Nam 5,66 1010 3,88 1010 6,17 1010 9,711010 Nữ 7,5 1010 5,03 1010 7,99 1010 1, 23 109 Với qo hoạt độ ban đầu mà nhân phóng xạ nuốt vào dày Phụ lục 16: Liều tương đương H50,T 50 năm cho phận hệ tiêu hóa hấp thụ tức thời Th232 (×qo) (dịch chuyển) Nguồn Dạ dày Ruột non Ruột già Ruột già dƣới Nam 5,66 1010 3,88 1010 6,17 1010 9,711010 Nữ 7,5 1010 5,03 1010 7,99 1010 1, 23 109 ... định hoạt độ phổ kế gamma phông thấp 20 2.2.1 Hệ phổ kế gamma phông thấp 21 2.2.2 Các đặc trưng có hệ phổ kế gamma phông thấp trường Đại học Khoa học Tự nhiên 22 2.2.2.1 Độ phân. .. mẫu mơi trường với hoạt độ thấp, để tăng hiệu suất ghi độ phân giải lượng, người ta thường sử dụng detector Germani siêu tinh khiết (HPGe) - 21 - 2.2.1 Hệ phổ kế gamma phông thấp Hệ phổ kế gamma. .. định hoạt độ phóng xạ tính liều chiếu cho nước uống đóng chai phổ kế gamma phơng thấp chia làm chương sau: Chương 1: Tổng quan phóng xạ mơi trường Chương 2: Xác định hoạt độ mẫu môi trường phổ