MỞ ĐẦU Thế giới chúng ta đang sống có chứa nhiều đồng vị phóng xạ và phần lớn các đồng vị này đã có ngay từ khi hình thành nên trái đất. Hiện tại có trên 60 nhân phóng xạ đƣợc tìm thấy trong tự nhiên. Về nguồn gốc, các nhân phóng xạ này có thể phân thành ba loại chính sau: 1. Các nhân phóng xạ có từ khi hình thành nên trái đất còn gọi là các nhân phóng xạ nguyên thủy.
Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành do tƣơng tác của các tia vũ trụ với vật chất của trái đất. Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành do con ngƣời tạo ra. Các nhân phóng xạ đƣợc hình thành do hai nguồn gốc đầu đƣợc gọi là các nhân phóng xạ tự nhiên, còn các nhân phóng xạ do con ngƣời tạo ra đƣợc gọi là các nhân phóng xạ nhân tạo. Trong đó nguồn phóng xạ tự nhiên (từ quặng phóng xạ, một số khoáng sản, đất đá, vật liệu…) chiếm tỷ lệ rất cao.
Phông phóng xạ tự nhiên phần lớn gây ra bởi các nguyên tố phóng xạ trong chuỗi phóng xạ tự nhiên U, Th và K, trong khi toàn bộ lƣợng phóng xạ nhân tạo gây ra do các hoạt động liên quan tới nhà máy điện hạt nhân, đến sản xuất đồng vị phóng xạ, sử dụng các nguồn nhân tạo trong các ngành y tế, công nghiệp, dầu khí, nông nghiệp chỉ chiếm 11,7%. Do vậy, đối với bất kỳ một nƣớc nào dù có nhà máy điện hạt nhân hay không thì việc đánh giá mức phông phóng xạ tự nhiên đều luôn đƣợc quan tâm. Để phục vụ cho quy hoạch và đảm bảo cho phát triển kinh tế-xã hội, du lịch bền vững và đảm bảo sức khỏe của cộng đồng dân cƣ, đa số các nƣớc trên thế giới đã xây dựng các bản đồ phông phóng xạ tự nhiên để làm cơ sở đánh giá liều chiếu xạ dân chúng. Đặc biệt là ở các nƣớc phát triển, bản đồ về phông phóng xạ trên toàn lãnh thổ cũng nhƣ tại các khu vực dị thƣờng phóng xạ tự nhiên đã đƣợc xây dựng và sử dụng rộng rãi nhằm đảm bảo an toàn phóng xạ cho cộng đồng.
1 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Hiện nay, có khoảng 3/5 số vùng có ngƣời ở trên thế giới đã có cơ sở dữ liệu về liều chiếu bức xạ tự nhiên tới dân chúng nhƣ: ấn Độ (1986), Liên Xô cũ (1987), Mỹ (1988), Cộng đồng Châu Âu (2005), Nhật (2005) đã thành lập bản đồ phông phóng xạ tự nhiên ở phạm vi quốc gia [1]. Trong các báo cáo của Cơ quan Năng lƣợng Nguyên tử quốc tế (IAEA) liên quan đến an toàn bức xạ, có rất nhiều nghiên cứu về các phƣơng pháp đo, giới thiệu về cách đo suất liều tƣơng đƣơng, đo liều bức xạ từ không khí, từ đất, liều bức xạ ngoài trời, trong nhà, hàm lƣợng các chất phóng xạ trong các mẫu đất, nƣớc, không khí, thực phẩm., từ đó đƣa ra các phƣơng pháp đánh giá liều chiếu tác động đến dân chúng. Ở nƣớc ta, những nghiên cứu về phông phóng xạ tự nhiên đã đƣợc thực hiện khá sớm, từ những năm 50 với những chuyến bay khảo sát địa chất trên nhiều địa phƣơng thuộc miền Bắc nƣớc ta. Trong nhiều năm tiếp theo, cùng với ngành địa chất, các phòng thí nghiệm thuộc ngành năng lƣợng nguyên tử, bằng những trang thiết bị mới và kiến thức chuyên sâu, qua các chƣơng trình nhà nƣớc nhƣ 50B, KC- 09, các đề tài và dự án khác nhau đã thu thập nhiều bộ số liệu về sự phân bố phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trên nhiều miền đất nƣớc, đặc biệt ở những vùng có phông phóng xạ cao hơn trung bình, nhƣ ở các vùng núi phía bắc, vùng Quảng Nam, vùng sa khoáng dọc bờ biển Bình Định, Hà Tĩnh và vùng chứa nhiều nƣớc khoáng [6].
Ngoài ra, còn khá nhiều các đề tài, nhiệm vụ khác đƣợc thực hiện bởi các đơn vị thuộc Viện Năng lƣợng nguyên tử, các Liên đoàn địa chất và một số Trƣờng đại học,. Tuy nhiên, các nghiên cứu đánh giá trƣớc đây chủ yếu phục vụ các mục đích và ứng dụng khác nhau nên còn rời rạc, chƣa liên kết bổ sung lẫn cho nhau để tạo thành bộ số liệu có cùng một chuẩn. Trong nhƣng năm gần đây, việc xác định liều chiếu dân chúng từ phông phóng xạ tự nhiên đã bắt đầu đƣợc thực hiện tại các đơn vị trong ngành năng lƣợng nguyên tử. Vì vậy tác giả chọn đề tài “Đánh giá 2 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com khả năng ảnh hƣởng phông phóng xạ môi trƣờng đối với con ngƣời tại một số vùng của tỉnh Quảng Nam”.
Nội dung nghiên cứu bao gồm: - Khảo sát phông phóng xạ tại một số khu vực - Xác định suất liều chiếu đối với dân chúng. Mục đích của nghiên cứu đánh giá phông phóng xạ tại 2 huyện Tiên Phƣớc và Núi Thành trên địa bàn tỉnh Quảng Nam, đặc biệt là những nơi có dị thƣờng phóng xạ từ đó tính toán liều chiếu do các nhân phóng xạ có trong đất, không khí và đánh giá khả năng ảnh hƣởng đến con ngƣời. 3 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Chƣơng 1 - TỔNG QUAN 1. Phông phóng xạ môi trƣờng và các nhân phóng xạ của vỏ trái đất 1.
Khái niệm phông phóng xạ môi trƣờng Khái niệm phông phóng xạ môi trường: là giá trị liều tƣơng đƣơng trung bình của một khu vực do các nguồn bức xạ gây ra. Phông phóng xạ môi trƣờng nói chung có 2 nguồn chính: tự nhiên và nhân tao. Nguồn tự nhiên đóng góp bởi tia vũ trụ và từ môi trƣờng đất đá tạo nên phông phóng xạ tự nhiên. Liều phóng xạ trung từ trên thế giới gây ra đối với con ngƣời khoảng 2,4 milisievert (mSv) trong 1 năm [5] lớn hơn nhiều liều chiếu từ các nguồn do con ngƣời tạo ra hạt nhân trong lị tại nạn hạt nhân và trong hoạt động công nghiệp hạt nhân chỉ tạo ra liều chiếu đối với con ngƣời chỉ là 5 µSv/năm [27] đối với các kiểm tra trong y tế cũng chỉ tạo ra liều chiếu trong khoảng từ 0,04 đến 1 mSv/năm.
P ở các khu vực khác nhau trên thế giới đều có giá trị khác nhau. do ra thay đổi từ nhỏ hơn 2mSv/năm ở Anh đến giá trị lớn hơn 7mSv/năm ở Phần Lan [24]. Đặc biệt có một số khu vực trên thế giới, phông phóng xạ tự nhiên rất cao, nhƣ ở Ramsar của Iran, Guarapari của Brazil, ở Kerala của Ấn độ [25], ở Yangjiang của Trung quốc phần lớn phông phóng xạ tự nhiên ở các vùng trên cao là do ở các khu vực đó có hàm lƣợng đồng vị 226Ra khá cao trong nguồn nƣớc nóng và hầu hết ở các vùng trên liều tƣơng đƣơng hiệu dụng đều vƣợt quá giới hạn cho phép một vài lần đối với nhân viên bức xạ (theo khuyến cáo của ICRP) và lớn hơn đến hàng trăm lần phông phóng xạ tự nhiên ở mức thƣờng [23]. 4 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.
Một số đại lƣợng đo liều trong an toàn bức xạ 1. Liều bức xạ Là đại lƣợng bức xạ mà bia bị chiếu nhận đƣợc hay hấp thụ đƣợc. Các đại lƣợng liều bức xạ nhƣ liều hấp thụ, liều tƣơng đƣơng, liều hiệu dụng phụ thuộc vào từng trƣờng hợp cụ thể. Liều chiếu Liều chiếu cho biết khả năng ion hóa không khí của bức xạ tại một vị trí nào đó.
Liều chiếu X là tỉ số giữa giá trị tuyệt đối tổng điện tích dQ của tất cả các ion cùng dấu đƣợc tạo ra trong một thể tích nguyên tố của không khí, khi tất cả các electron và positron thứ cấp do các bức xạ gamma tạo ra bị hãm hoàn toàn trong thể tích không khí đó, và dm khối lƣợng là của thể tích nguyên tố không khí đó. dQ X= (1) dm Đơn vị liều chiếu trong hệ SI là C/kg. Đơn vị ngoài hệ SI thƣờng dùng là Roentgen (ký hiệu là R) 1 R = 2,58. Suất liều chiếu X là liều chiếu trong một đơn vị thời gian X = dX.
Đơn vị suất dt liều chiếu trong hệ SI là C/kg/s hay A/kg. Đơn vị ngoài hệ SI thƣờng dùng là R/h hay mR/h. Liều hấp thụ Liều hấp thụ là tỉ số giữa năng lƣợng trung bình d E mà bức xạ truyền cho khối lƣợng vật chất dm của thể tích đó: dE D= (2) dm Đơn vị liều hấp thụ trong hệ SI là Gray(ký hiệu là Gy). 1 Gy bằng năng lƣợng 1 June truyền cho 1 kg vật chất.
Đơn vị quen dùng là rad, 1 rad = 100 5 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Suất liều hấp thụ D là liều hấp thụ trong một đơn vị thời gian D = dD. Đơn vị suất liều hấp thụ trong hệ SI là Gy/s. Đơn vị khác là rad/s hay rad/h.
Liều tƣơng đƣơng Liều hấp thụ tƣơng đƣơng hay liều tƣơng đƣơng H là đại lƣợng để đánh giá mức độ nguy hiểm của các loại bức xạ, bằng tích của liều hấp thụ D với hệ số chất lƣợng QF (Quality Factor) hay trọng số bức xạ WR đối với các loại bức xạ. Trọng số bức xạ WR đƣợc đƣa trong bảng 11 phụ lục. Ta có: 1 Sv = 1 Gy x WR. dH Suất liều tƣơng đƣơng H : là liều tƣơng đƣơng trong một đơn vị thời gian H = dt Đơn vị suất liều tƣơng đƣơng trong hệ SI là Sv/s.
Đơn vị khác là Sv/h, rem/s hay rem/h. Liều hiệu dụng Khi định nghĩa liều tƣơng đƣơng chúng ta đã coi tất cả các mô sinh học hay cơ quan trong cơ thể có cùng một độ nhạy cảm bức xạ. Trên thực tế các mô và cơ quan có độ nhạy cảm khác nhau, thể hiện bởi đại lƣợng gọi là trọng số mô WT (Tisue Weighting Factor) bảng 12 phụ lục là trọng số mô đối với các bộ phận chính trong cơ thể và khi một bức xạ có năng lƣợng nào đó với trọng số bức xạ WR, gọi là bức xạ loại R, chiếu vào mô T thì liều hấp thụ tƣơng đƣơng đối với mô này là: HT = WR. 6 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail.com Định nghĩa liều hiệu dụng: khi bức xạ loại R chiếu vào một số mô trong cơ thể thì liều hiệu dụng (kí hiệu là E), là tổng các tích số liều tƣơng đƣơng đối với từng loại mô với trọng số mô tƣơng ứng.HT = WT ( WR.DT,R ) (5) T T R Đơn vị đo liều hiệu dụng trong hệ SI: đơn vị đo liều hiệu dụng trong hệ SI cũng là Sievert (kí hiệu Sv) nhƣ đối với liều tƣơng đƣơng.
Các đơn vị nhỏ hơn là mSv, µSv (1Sv=103mSv=106µSv) 1. Liên hệ giữa liều chiếu và liều tƣơng đƣơng Liều chiếu X cho biết khả năng ion hóa không khí của bức xạ, tức là năng lƣợng mà không khí hấp thụ để tạo ra số cặp ion nào đó.