Luận văn thạc sĩ đo liều bức xạ môi trường bằng detector nhiệt huỳnh quang lif mg cu p

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector nhiệt huỳnh quang Lif Mg Cu P, ứng dụng trong bảo vệ sức khỏe.

• Tác giả: Nguyễn Thị Viễn
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Quang Miên
• Trường học: Đại học Quốc gia Hà Nội
• Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử hạt nhân và năng lượng cao
• Đề tài: Đo Liều Bức Xạ Môi Trường Bằng Detector LiF
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2012
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƢƠNG PHÁP
• 1.1. Phân bố các nguyên tố phong xạ trong môi trường
• 1.1.1. Phân bố phong xạ trong tự nhiên
• 1.1.2. Tương tác của các tia phóng xạ với vật chất
• 1.2. Liều bức xạ môi trường
• 1.2.1. Tác dụng của tia bức xạ đối với sức khỏe con người
• 1.2.2. Một số kết quả đo liều trên thế giới
• 1.3. Các đơn vị đo liều bức xạ môi trường
• 1.3.1. Liều chiếu và suất liều chiếu
• 1.3.2. Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ
• 1.3.3. Liều tương đương và hệ số phẩm chất
• 1.4. Hiện tượng nhiệt huỳnh quang
• 1.4.1. Lịch sử phát triển
• 1.4.2. Cơ chế hoạt động nhiệt huỳnh quang
• 1.5. Liều kế nhiệt huỳnh quang LiF (Mg, Cu, P)
• 1.5.1. Đặc trưng nhiệt huỳnh quang của LiF (Mg, Cu, P)
• 1.5.1.1. Nhóm vật liệu gốc Lithium Florua
• 1.5.1.2. Phổ phát xạ nhiệt huỳnh quang
• 1.5.2. Xử lý nhiệt cho vật liệu nhiệt huỳnh quang
• 1.5.3. Một số đặc trưng cơ bản của vật liệu nhiệt huỳnh quang
• 1.5.4. Nguyên lý chung về đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang
• 1.5.5. Tình hình nghiên cứu và vấn đề quan tâm của Luận văn
• 1.5.5.1. Tình hình nghiên cứu ngoài nước
• 1.5.5.2. Tình hình nghiên cứu trong nước
• 1.5.5.3. Những vấn đề quan tâm của Luận văn
• 2. CHƯƠNG 2: THỰC NGHIỆM ĐO LIỀU BỨC XẠ MÔI TRƢỜNG BẰNG LIỀU KẾ NHIỆT HUỲNH QUANG LiF (Mg, Cu, P)
• 2.1. Gia công chế tạo mẫu đo
• 2.1.1. Chuẩn bị bột mẫu LiF (Mg, Cu, P)
• 2.1.2. Tạo capsule đựng bột LiF (Mg, Cu, P)
• 2.1.3. Xử lý nhiệt độ và chuẩn liều chiếu xạ
• 2.1.4. Xây dựng đường chuẩn liều
• 2.1.5. Đặt liều kế nhiệt huỳnh quang đo liều bức xạ môi trường
• 2.2. Xây dựng cấu hình phép đo nhiệt huỳnh quang
• 2.2.1. Giới thiệu hệ đo nhiệt huỳnh quang RGD – 3A
• 2.2.2. Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản của hệ đo RGD – 3A
• 2.2.3. Phần mềm điều khiển và xử lý tín hiệu đo
• 2.2.4. Xây dựng cấu hình phép đo trên hệ đo RGD – 3A
• 2.3. Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A
• 2.4. Dạng phổ của nhiệt huỳnh quang từ liều kế chuẩn
• 2.5. Phổ nhiệt huỳnh quang của các liều kế đo bức xạ môi trường
• 3. CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. Xác định độ nhạy nhiệt huỳnh quang của phép đo
• 3.2. Xác định tổng liều chiếu xạ lên mẫu môi trường
• 3.3. Xác định suất liều môi trường
• 3.4. Một số nhận xét rút ra từ thực nghiệm
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Đo Liều Bức Xạ Môi Trường Bằng Detector LiF Phương Pháp Và Ứng Dụng

Đo liều bức xạ môi trường là một vấn đề quan trọng trong việc bảo vệ sức khỏe con người và môi trường. Detector LiF là một trong những phương pháp được sử dụng rộng rãi để đo liều bức xạ môi trường. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF và ứng dụng của nó.

1.1. Giới Thiệu Về Detector LiF

Detector LiF là một loại detector nhiệt huỳnh quang được sử dụng để đo liều bức xạ môi trường. Nó hoạt động dựa trên nguyên tắc nhiệt huỳnh quang, trong đó các electron bị kích thích bởi bức xạ và sau đó phát ra ánh sáng khi được nhiệt hóa.

1.2. Ưu Điểm Của Detector LiF

Detector LiF có nhiều ưu điểm so với các phương pháp đo liều bức xạ môi trường khác. Nó có độ nhạy cao, độ chính xác tốt và có thể đo được liều bức xạ môi trường trong một phạm vi rộng.

II. Cơ Sở Khoa Học Của Phương Pháp Đo Liều Bức Xạ Môi Trường Bằng Detector LiF

Phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF dựa trên nguyên tắc nhiệt huỳnh quang. Khi detector LiF bị chiếu xạ, các electron bị kích thích và sau đó phát ra ánh sáng khi được nhiệt hóa. Ánh sáng phát ra được đo bằng một thiết bị đo ánh sáng và từ đó có thể tính toán được liều bức xạ môi trường.

2.1. Hiện Tượng Nhiệt Huỳnh Quang

Hiện tượng nhiệt huỳnh quang là một hiện tượng trong đó các electron bị kích thích bởi bức xạ và sau đó phát ra ánh sáng khi được nhiệt hóa.

2.2. Cơ Chế Hoạt Động Của Detector LiF

Detector LiF hoạt động dựa trên nguyên tắc nhiệt huỳnh quang. Khi detector LiF bị chiếu xạ, các electron bị kích thích và sau đó phát ra ánh sáng khi được nhiệt hóa.

III. Ứng Dụng Của Phương Pháp Đo Liều Bức Xạ Môi Trường Bằng Detector LiF

Phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF có nhiều ứng dụng trong thực tế. Nó được sử dụng để đo liều bức xạ môi trường trong các lĩnh vực như y tế, công nghiệp, môi trường...

3.1. Ứng Dụng Trong Y Tế

Phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF được sử dụng để đo liều bức xạ môi trường trong các bệnh viện và cơ sở y tế.

3.2. Ứng Dụng Trong Công Nghiệp

Phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF được sử dụng để đo liều bức xạ môi trường trong các nhà máy và cơ sở công nghiệp.

IV. Kết Luận

Phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF là một phương pháp hiệu quả và chính xác để đo liều bức xạ môi trường. Nó có nhiều ứng dụng trong thực tế và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như y tế, công nghiệp, môi trường...

V. Tài Liệu Tham Khảo

Dưới đây là một số tài liệu tham khảo liên quan đến phương pháp đo liều bức xạ môi trường bằng detector LiF.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Bức xạ môi trường tự nhiên là một trong những yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người, với các nguồn phóng xạ như Uranium, Thorium, và các đồng vị phóng xạ khác tồn tại trong đất, nước và không khí. Theo Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA), trong 1 kg đất có thể chứa trung bình 370 Bq của đồng vị 40K, 25 Bq của 226Ra, 25 Bq của 238U và 25 Bq của 232Th. Việc đo lường chính xác liều bức xạ môi trường là cần thiết để đánh giá tác động sinh học và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là xác định liều bức xạ môi trường bằng detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P), xây dựng đường chuẩn liều và đánh giá suất liều tại các vị trí khác nhau trong khu vực Viện Khảo cổ học Hà Nội trong khoảng thời gian 5 tháng. Nghiên cứu này góp phần làm chính xác hóa các phép đo liều bức xạ môi trường, từ đó hỗ trợ các nghiên cứu và ứng dụng trong kiểm soát phóng xạ và bảo vệ môi trường.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết về phân bố nguyên tố phóng xạ tự nhiên trong môi trường, cơ chế tương tác của tia phóng xạ với vật chất và hiện tượng nhiệt huỳnh quang (Thermoluminescence - TL). Hai mô hình lý thuyết chính được áp dụng là:

• Mô hình chuỗi phóng xạ tự nhiên: Bao gồm các chuỗi phóng xạ của Thorium-232, Uranium-238 và Uranium-235, với các đồng vị phóng xạ có chu kỳ bán rã khác nhau và phát ra các loại bức xạ alpha, beta, gamma.
• Mô hình Randall-Wilkins về nhiệt huỳnh quang: Mô tả quá trình electron bị bẫy trong các mức năng lượng đặc biệt của vật liệu LiF(Mg, Cu, P) khi bị chiếu xạ, sau đó được kích thích nhiệt để phát ra ánh sáng huỳnh quang, tín hiệu này tỷ lệ thuận với liều bức xạ đã hấp thụ.

Các khái niệm chính bao gồm liều chiếu, liều hấp thụ, liều tương đương, hệ số phẩm chất của các loại bức xạ, và đặc tính nhiệt huỳnh quang của vật liệu LiF(Mg, Cu, P) như độ nhạy, phổ phát xạ, vùng tuyến tính đáp ứng liều.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu sử dụng bột mẫu LiF(Mg, Cu, P) có kích thước hạt dưới 1μm, được đóng gói trong các capsule nhựa PVC chuyên dụng với dung tích chứa khoảng 16 mm³, trọng lượng mẫu khoảng 1,5 mg mỗi capsule. Các mẫu được xử lý nhiệt ở 240°C trong 2 phút để loại bỏ tín hiệu nhiệt huỳnh quang dư trước khi sử dụng.

Phép đo được thực hiện trên hệ thống đo nhiệt huỳnh quang RGD-3A tại Viện Khảo cổ học Việt Nam, với các thông số đo được thiết lập gồm nhiệt độ nung đầu 130°C, thời gian nung đầu 6 giây, nhiệt độ nung cuối 250°C, thời gian nung cuối 6 giây và tốc độ gia nhiệt khảo sát để tối ưu độ nhạy.

Đường chuẩn liều được xây dựng bằng cách chiếu xạ các mẫu chuẩn với liều 0, 5, 10, 15 và 25 mGy từ nguồn Cs-137, sau đó đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang và xây dựng mối quan hệ tuyến tính giữa tín hiệu và liều chiếu. Các mẫu đo môi trường được đặt tại 5 vị trí khác nhau trong khu vực nghiên cứu trong thời gian 153 ngày (khoảng 3672 giờ), sau đó thu hồi và đo tín hiệu để tính toán liều và suất liều bức xạ môi trường.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Độ nhạy nhiệt huỳnh quang của LiF(Mg, Cu, P) được xác định là 1228 xung/mGy, tương đương với các công bố quốc tế, chứng tỏ mẫu bột có chất lượng tốt và phù hợp cho đo liều bức xạ môi trường.

2. Đường chuẩn liều được xây dựng với phương trình hồi quy tuyến tính:
   $$ y = 1228x + 1294 $$,
   trong đó $y$ là số đếm tín hiệu nhiệt huỳnh quang, $x$ là liều chiếu (mGy). Mối tương quan tuyến tính này cho thấy tín hiệu nhiệt huỳnh quang tăng đều theo liều chiếu trong khoảng 5-25 mGy.

3. Tổng liều chiếu xạ môi trường tại 5 vị trí đo dao động từ 0,612 ± 0,071 mGy đến 0,905 ± 0,066 mGy trong 153 ngày.

4. Suất liều bức xạ môi trường được tính toán từ tổng liều và thời gian đặt mẫu, với giá trị dao động từ 0,167 ± 0,019 µGy/h đến 0,246 ± 0,018 µGy/h. Vị trí có suất liều cao nhất là phòng xử lý hóa học (0,246 µGy/h), phản ánh sự hiện diện của các nguyên tố phóng xạ tự nhiên hoặc lắng đọng phóng xạ tại khu vực này.

Thảo luận kết quả

Kết quả đo cho thấy sự phân bố suất liều bức xạ môi trường có sự khác biệt rõ rệt theo vị trí đặt mẫu, phù hợp với đặc điểm môi trường và vật liệu xung quanh. Các vị trí trong nhà như phòng đọc thư viện và phòng đặt máy đo C14 có suất liều thấp hơn, phản ánh môi trường được cách ly tốt với nguồn phóng xạ tự nhiên. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trước đây tại Hà Nội và các nước Bắc Âu, với suất liều trung bình hàng năm khoảng 1-3 mSv.

Việc sử dụng detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P) cho phép đo liều bức xạ môi trường với độ nhạy cao, độ ổn định và khả năng tái sử dụng tốt. Phổ nhiệt huỳnh quang thu được có dạng yên ngựa trong khoảng nhiệt độ 130°C đến 230°C, phù hợp với các đặc tính lý thuyết của vật liệu. Đường chuẩn liều tuyến tính giúp đảm bảo tính chính xác trong việc chuyển đổi tín hiệu sang liều bức xạ.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường chuẩn liều và biểu đồ so sánh suất liều tại các vị trí đo, giúp trực quan hóa sự khác biệt và đánh giá mức độ phơi nhiễm bức xạ môi trường.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tăng cường giám sát bức xạ tại các khu vực có suất liều cao, đặc biệt là phòng xử lý hóa học, nhằm phát hiện và kiểm soát nguồn phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo có thể tích tụ, đảm bảo an toàn cho nhân viên và môi trường.

2. Mở rộng phạm vi đo liều bức xạ môi trường tại các khu vực khác trong thành phố và các vùng có địa chất phóng xạ cao để xây dựng bản đồ phóng xạ chi tiết, phục vụ công tác quản lý và phòng chống phóng xạ.

3. Nâng cao quy trình xử lý nhiệt và chuẩn bị mẫu LiF(Mg, Cu, P) nhằm tối ưu hóa độ nhạy và độ ổn định của detector, giảm sai số trong đo lường, đặc biệt khi đo liều thấp.

4. Đào tạo và trang bị thiết bị đo nhiệt huỳnh quang hiện đại cho các phòng thí nghiệm trong nước, nhằm phát triển năng lực nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật đo liều bức xạ trong y tế, môi trường và khảo cổ học.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu vật lý hạt nhân và vật liệu nhiệt huỳnh quang: Nghiên cứu đặc tính vật liệu LiF(Mg, Cu, P) và ứng dụng trong đo liều bức xạ môi trường.

2. Chuyên gia an toàn bức xạ và môi trường: Áp dụng kết quả đo liều và suất liều để đánh giá rủi ro phóng xạ và xây dựng các biện pháp phòng ngừa.

3. Cơ quan quản lý nhà nước về an toàn bức xạ: Sử dụng dữ liệu để xây dựng quy chuẩn, giám sát và kiểm soát phóng xạ trong môi trường sống.

4. Phòng thí nghiệm y tế và khảo cổ học: Ứng dụng kỹ thuật nhiệt huỳnh quang trong đo liều cá nhân, kiểm soát liều xạ trị và xác định niên đại cổ vật.

Câu hỏi thường gặp

1. Detector LiF(Mg, Cu, P) có ưu điểm gì so với các vật liệu nhiệt huỳnh quang khác?
   Detector này có độ nhạy cao, vùng tuyến tính rộng (10-15 Gy), phổ phát xạ phù hợp với bộ lọc quang học, và khả năng tái sử dụng tốt sau xử lý nhiệt, giúp đo liều bức xạ chính xác và ổn định.

2. Tại sao cần xử lý nhiệt mẫu trước khi đo?
   Xử lý nhiệt loại bỏ tín hiệu nhiệt huỳnh quang dư tích lũy trước đó, đảm bảo tín hiệu đo được phản ánh chính xác liều bức xạ mới hấp thụ, tránh sai số do tín hiệu nền.

3. Phương pháp đo nhiệt huỳnh quang có thể áp dụng trong những lĩnh vực nào?
   Ngoài đo liều bức xạ môi trường, phương pháp này còn được dùng trong đo liều cá nhân, kiểm soát liều xạ trị y tế, xác định tuổi cổ vật và nghiên cứu cấu trúc vật liệu.

4. Độ chính xác của phép đo liều bức xạ môi trường bằng phương pháp này như thế nào?
   Với đường chuẩn liều tuyến tính và nhiều lần đo lặp, sai số đo được kiểm soát trong khoảng 3-7%, phù hợp với yêu cầu nghiên cứu và ứng dụng thực tế.

5. Có thể sử dụng detector LiF(Mg, Cu, P) để đo liều bức xạ trong môi trường có bức xạ alpha không?
   Các detector này chủ yếu ghi nhận bức xạ gamma do bức xạ alpha bị chặn bởi vỏ capsule và môi trường xung quanh, do đó không bị ảnh hưởng bởi bức xạ alpha trực tiếp.

Kết luận

• Đã xây dựng thành công đường chuẩn liều tuyến tính cho detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P) với độ nhạy 1228 xung/mGy.
• Xác định được tổng liều và suất liều bức xạ môi trường tại 5 vị trí khác nhau trong khu vực nghiên cứu, với suất liều dao động từ 0,167 đến 0,246 µGy/h.
• Kết quả đo phù hợp với các nghiên cứu trước đây và tiêu chuẩn quốc tế, chứng tỏ tính khả thi và độ chính xác của phương pháp.
• Đề xuất các giải pháp giám sát, mở rộng nghiên cứu và nâng cao năng lực đo lường bức xạ môi trường trong nước.
• Khuyến khích các cơ quan, nhà nghiên cứu và phòng thí nghiệm áp dụng kỹ thuật nhiệt huỳnh quang để nâng cao hiệu quả kiểm soát phóng xạ và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Tiếp theo, cần triển khai mở rộng phạm vi đo đạc, hoàn thiện quy trình xử lý mẫu và đào tạo nhân lực chuyên môn để phát huy tối đa tiềm năng của phương pháp đo liều bức xạ bằng detector nhiệt huỳnh quang LiF(Mg, Cu, P).

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Tác hại của bức xạ môi trường đến sức khoẻ con người là hết sức nguy hiểm. Các bức xạ có thể làm cho nhiều men sống quan trọng, nhiều tuyến trong cơ thể và các tế bào bị huỷ hoại. Để biết được những tác động có hại của bức xạ lên cơ thể người ta căn cứ vào các yếu tố như vị trí tác động, liều lượng tác động, trạng thái. Các nhà khoa học cảnh báo điều cần thiết và cấp bách là phải điều tra, đánh giá phông bức xạ tự nhiên môi trường nhằm xác định giá trị tổng liều tương đương trung bình năm của bức xạ tự nhiên lên cộng đồng dân cư.

Với ý nghĩa thiết thực đó, đề tài này tập trung vào việc xác định liều bức xạ môi trường dựa vào Detector nhiệt huỳnh quang. Thông qua việc xác định này, sẽ đưa ra các đánh giá cụ thể và một số nhận xét về kết quả với mục đích làm chính xác hóa liều bức xạ môi trường hằng năm làm tiền đề cho các nghiên cứu chính xác hơn trong tương lai. Hiện tượng nhiệt huỳnh quang – TL (Thermoluminescence), hay còn gọi là quá trình phát quang cưỡng bức nhiệt, là hiện tượng đã và đang thu được nhiều thành công trong các lĩnh vực như (xác định tuổi, kiểm soát liều bức xạ môi trường, đo liều cá nhân, nghiên cứu cấu trúc vật liệu .) Có nhiều vật liệu được sử dụng đo liều bức xạ như các hợp chất liti florua (LiF), liti borat (Li2B2O7), canxi florua (CaF2)….Trong đề tài nghiên cứu về đo liều bức xạ môi trường này tôi lựa chọn liều kế nhiệt huỳnh quang LiF(Mg,Cu,P) để đo. Việc nghiên cứu các đặc tính của vật liệu này cũng sẽ mang lại nhiều điều bổ ích và thiết thực đóng góp vào việc nghiên cứu thực nghiệm của các công trình sau này.

4 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] CHƢƠNG 1: CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA PHƢƠNG PHÁP 1. Phân bố các nguyên tố phóng xạ trong môi trƣờng 1. Phân bố phóng xạ trong tự nhiên Như đã biết, sau sự kiện Big Bang là quá trình hình thành mặt trời và hệ thống hành tinh của chúng ta. Trong đám tro bụi đó một lượng lớn các chất phóng xạ có mặt trên Trái Đất.

Theo thời gian, đa số các nguyên tố phóng xạ này phân rã và trở thành những nguyên tố bền vững là thành phần vật liệu chính của hệ thống hành tinh chúng ta hiện nay. Tuy nhiên, trong vỏ Trái Đất vẫn còn những nguyên tố Uranium, Thorium, con cháu của chúng và một số các nguyên tố khác. Chuỗi các nguyên tố này tạo thành những họ phóng xạ tự nhiên, đó là họ Uranium, họ Thorium và họ Actinium. Tất cả các thành viên của các họ phóng xạ này trừ nguyên tố cuối cùng đều có tính phóng xạ.

Uranium gồm các đồng vị: Uranium-238 chiếm 99,3% Uranium thiên nhiên, khoảng 0,7% là Uranium-235 và khoảng 0. U-238 và U-234 là các đồng vị phóng xạ thuộc họ Uranium, còn U-235 là đồng vị phóng xạ thuộc họ Actinium. Các họ phóng xạ tự nhiên có các đặc điểm: - Đồng vị đầu tiên của họ có chu kỳ bán rã lớn - Các họ này đều có một đồng vị tồn tại dưới dạng khí, các chất khí phóng xạ này là các đồng vị của radon. - Sản phẩm cuối cùng trong các họ phóng xạ là Chì.

Ngoài các đồng vị trong các họ phóng xạ tự nhiên nêu trên, trong tự nhiên còn có một số đồng vị phóng xạ rất phổ biến khác như : 40K, 14C.Những đồng vị này có thể được thấy trong thực vật, động vật và cả trong môi trường. Đồng vị phóng xạ 14C là đồng vị được hình thành do sự tương tác của bức xạ nơtron (có trong tia vũ trụ) với hạt nhân nguyên tử 14N. Nguyên tố phóng xạ có ở khắp mọi nơi trên Trái Đất, trong đất, trong nước và trong không khí. Theo nguồn gốc, các nguyên tố phóng xạ có thể được chia thành 3 loại: loại được hình thành từ trước khi trái đất hình thành; loại được tạo 5 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] thành do tương tác của tia vũ trụ với vật chất; loại được tạo thành do hoạt động của con người.

Các hạt nhân phóng xạ được tạo thành và tồn tại một cách tự nhiên trong đất, nước và trong không khí, thậm chí trong chính cơ thể chúng ta. Theo Cơ quan Năng lượng nguyên tử Quốc tế (IAEA), trong 1 kg đất có thể chứa 3 đồng vị phóng xạ tự nhiên với hàm lượng trung bình như sau: 370 Bq 40K (100 – 700 Bq) 25 Bq 226Ra (10 – 50 Bq) 25 Bq 238U (10 – 50 Bq) 25 Bq 232Th (7 – 50 Bq) Các đồng vị phóng xạ tự nhiên chủ yếu thuộc 3 chuỗi phóng xạ, đó là chuỗi 232 Th, chuỗi 238U và chuỗi 235U. Chúng có khả năng phân rã anpha và bêta mạnh và có thể tóm lược như trong Bảng 1.1: Sơ đồ chuỗi phóng xạ tự nhiên Thorium và Uranium Chuỗi Th-232 Chuỗi U-238 Chuỗi U-235 Hạt nhân Thời gian Hạt nhân Thời gian Hạt nhân Thời gian bán rã bán rã bán rã Th-232 14 x 109năm U-238 4,47x109nă U-235 0,704x109n ↓ 1α ↓ 1α,2β m ↓ 1α,1β ăm Ra-228 6,7 năm U-234 Pa-231 ↓ 1α 245x103nă 32,8x103 m năm Th-230 ↓ 1α,2β ↓ 1α ↓ 2α,1β 3 75x10 năm Ra-224 3,6 ngày Ra-226 Ra-223 ↓ 1α ↓ 1α ↓ 1α 6 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Rn-220 55 giây Rn-222 1600 năm Rn-219 11,4 ngày ↓ 1α ↓ 3α,2β ↓ 1α Po-216 0,16 giây Pb-210 3,82 ngày Po-215 4 giây ↓ 2β Po-210 22 năm 1,8x10-3 ↓ 2α,2β ↓ 1α ↓ 2α,2β giây Pb-208 Bền Pb-206 138 ngày Pb-207 Bền Bền Trong tự nhiên, ngoài ba dãy phóng xạ trên còn một số các nguyên tố phóng xạ tự nhiên khác không tạo thành dãy phóng xạ như K40. Ngoài ra còn có các đồng vị C14, H3, Cs137.

Đây là loại đồng vị được hình thành do sự tương tác giữa tia vũ trụ với những nguyên tố trong khí quyển. Tƣơng tác của tia phóng xạ với vật chất Tia phóng xạ theo nghĩa gốc là các dòng hạt chuyển động nhanh phóng ra từ các chất phóng xạ (các chất chứa các hạt nhân nguyên tử không ở trạng thái cân bằng bền). Các hạt phóng ra có thể chuyển động thành dòng định hướng. Các tia phóng xạ có bản chất giống như ánh sáng thường nhưng không thể nhìn thấy và có mức năng lượng cao hơn mức năng lượng của ánh sáng thường.

Các tia phóng xạ có khả năng đi xuyên qua vật chất và có khả năng giải phóng điện tử ra khỏi nguyên tử vật chất để trở thành điện tử tự do làm thay đổi tính chất của vật trở thành dẫn điện. Đó còn được gọi là khả năng ion hóa của các tia phóng xạ. 7 TIEU LUAN MOI download : skknchat@gmail. Liều bức xạ môi trƣờng.1 Tác dụng của các tia bức xạ đối với sức khoẻ con ngƣời.

Tác dụng sinh học của bức xạ hạt nhân có nhiều hình thức khác nhau, đối với sức khỏe con người thì quan trọng nhất là các dạng có thể xuyên qua cơ thể và gây ra hiệu ứng ion hoá. Nếu bức xạ ion hoá thấm vào các mô sống, các iôn được tạo ra đôi khi ảnh hưởng đến quá trình sinh học bình thường. Tiếp xúc với bất kỳ loại nào trong số các loại bức xạ ion hoá, bức xạ alpha, beta, các tia gamma, tia X và nơtron, đều có thể ảnh hưởng tới sức khoẻ. Bức xạ Alpha: Hạt alpha do những đồng vị phóng xạ nhất định phát ra khi chúng phân huỷ thành một nguyên tố bền.

Nó gồm hai proton và hai notron, nó mang điện dương. Trong không gian, bức xạ alpha không có khả năng truyền xa và dễ dàng bị cản lại toàn bộ chỉ bởi một tờ giấy hoặc bởi lớp màng ngoài của da. Tuy nhiên, nếu một chất phát tia Alpha được đưa vào trong cơ thể, nó sẽ phát ra năng lượng tới các tế bào xung quanh. Ví dụ, nếu con người hít phải một lượng khí radon vào trong phổi thì chúng có thể sẽ tạo ra sự chiếu xạ với các mô nhạy cảm, mà các mô này thì không có lớp bảo vệ bên ngoài giống như da.

Bức xạ Beta: Bao gồm các electron nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó có thể thấm sâu hơn. Bức xạ bêta có thể bị cản lại bởi tấm kim loại, tấm kính hay chỉ bởi lớp quần áo bình thường. Nó cũng có thể xuyên qua được lớp ngoài của da và khi đó nó sẽ làm tổn thương lớp da bảo vệ. Trong vụ tai nạn ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986, các tia bêta mạnh đã làm cháy da những người cứu hoả.

Nếu các bức xạ bêta phát ra trong cơ thể, nó có thể chiếu xạ trong các mô trong đó. Bức xạ Gamma: Bức xạ gamma là năng lượng sóng điện từ. Nó đi được khoảng cách lớn trong không khí và có độ xuyên mạnh. Khi tia gamma bắt đầu đi vào vật chất, cường độ của nó cũng bắt đầu giảm.

Trong quá trình xuyên vào vật chất, tia gamma va chạm với các nguyên tử. Các va chạm đó với tế bào của cơ thể sẽ làm tổn hại cho da và các mô ở bên trong. Các vật liệu đặc như chì, bê tông là tấm chắn lý tưởng đối với tia gamma. 8 TIEU LUAN MOI download : [e-mail] Bức xạ tia X: Bức xạ tia X tương tự như bức xạ gamma, nhưng bức xạ gamma được phát ra bởi hạt nhân nguyên tử, còn tia X do con người tạo ra trong một ống tia X mà bản thân nó không có tính phóng xạ.

Vì ống tia X hoạt động bằng điện, nên việc phát tia X có thể bật, tắt bằng công tắc. Bức xạ Nơtron: Bức xạ nơtron được tạo ra trong quá trình phát điện hạt nhân, bản thân nó không phải là bức xạ ion hoá, nhưng nếu va chạm với các hạt nhân khác, nó có thể kích hoạt các hạt nhân hoặc gây ra tia gamma hay các hạt điện tích thứ cấp gián tiếp gây ra bức xạ ion hoá. Nơtron có sức xuyên mạnh hơn tia gamma và chỉ có thể bị ngăn chặn lại bởi tường bê tông dày, bởi nước hoặc tấm chắn paraphin. Các bức xạ ion hóa góp phần vào việc ion hóa các phần tử trong cơ thể sống, tùy theo liều lượng nhận được và loại bức xạ, hiệu ứng của chúng có thể gây hại ít nhiều cho cơ thể.

Có hai cơ chế tác động bức xạ lên cơ thể con người: Cơ chế trực tiếp: bức xạ trực tiếp gây iôn hóa các phân tử trong tế bào làm đứt gãy liên kết trong các gen, các nhiễm sắc thể, làm sai lệch cấu trúc và tổn thương đến chức năng của tế bào.