Luận án tiến sĩ vật lý: Ứng dụng phổ gamma tự nhiên đánh giá tính phóng xạ đất đá tại miền Trung Lào

• Tác giả: Somsavath Leuangtakoun
• Người hướng dẫn: Bùi Văn Loát
• Trường học: Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN
• Chuyên ngành: Vật lý hạt nhân
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng phổ gamma tự nhiên đánh giá phóng xạ đất đá miền Trung Lào
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Hà Nội

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN HIỆN TƯỢNG PHÓNG XẠ VÀ TÍNH CHẤT PHÓNG XẠ CỦA VỎ TRÁI ĐẤT
• 1.1. Phóng xạ tự nhiên và tính chất phóng xạ của đất đá
• 1.2. Phông phóng xạ tự nhiên
• 1.3. Hạt nhân phóng xạ tự nhiên trên bề mặt Trái Đất
• 1.4. Các dạng phân rã phóng xạ tự nhiên trong đất đá
• 1.5. Hiện tượng chiếm electron. Chuỗi phân rã phóng xạ liên tiếp và hiện tượng cân bằng phóng xạ
• 1.6. Quy luật phân rã phóng xạ. Chuỗi phân rã phóng xạ liên tiếp. Hiện tượng cân bằng tạm thời và cân bằng bền. Ba dãy phóng xạ 238U, 232Th và 235U
• 1.7. Các thông số đánh giá mức độ nguy hiểm phóng xạ tự nhiên trong mẫu đất
• 1.8. Liều chiếu và suất liều chiếu
• 1.9. Liều hấp thụ và suất liều hấp thụ
• 1.10. Các thông số đánh giá tính phóng xạ của đất đá
• 1.11. Tình hình nghiên cứu trên thế giới và trong nước
• 1.12. Tiểu kết Chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ THỰC NGHIỆM
• 2.1. Hệ phổ kế gamma
• 2.2. Sơ đồ khối và nguyên tắc hoạt động của hệ phổ kế gamma
• 2.3. Các đặc trưng cơ bản của phổ kế gamma
• 2.4. Vài nét cơ bản tương tác của bức xạ gamma với vật chất
• 2.5. Một vài thông số của các hệ phổ kế gamma sử dụng trong Luận án
• 2.6. Phương pháp lấy mẫu và xử lý mẫu
• 2.7. Về địa lý khu vực nghiên cứu và nguyên tắc chọn vị trí lấy mẫu
• 2.8. Đặc điểm chung địa chất khu vực nghiên cứu
• 2.9. Quy trình lấy mẫu
• 2.10. Xử lý mẫu và tạo mẫu phân tích
• 2.11. Nguồn và mẫu chuẩn phóng xạ
• 2.12. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ theo phương pháp phổ gamma
• 2.13. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ bằng phổ kế gamma bán dẫn
• 2.14. Xác định hoạt độ riêng của 238U cân bằng và không cân bằng
• 2.15. Tiểu kết Chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC KẾT QUẢ PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘNG PHÓNG XẠ RIÊNG TRÊN HỆ PHỔ KẾ GAMMA NHẤP NHÁY VÀ BÁN DẪN
• 3.1. Phương pháp ma trận xác định hoạt độ 40K, 226Ra, 232Th trong mẫu bằng hệ phổ gamma nhấp nháy NaI(Tl)
• 3.2. Cơ sở của phương pháp
• 3.3. Xây dựng phương trình xác định hoạt độ 40K, 226Ra và 232Th trên phổ kế gamma nhấp nháy
• 3.4. Phân tích đối chứng với các phòng thí nghiệm uy tín
• 3.5. Phát triển phương pháp chuẩn nội hiệu suất ghi nâng cao độ chính xác
• 3.6. Đường cong chuẩn nội hiệu suất ghi
• 3.7. Kết hợp sử dụng đường cong hiệu suất ghi tương đối và hiệu suất ghi tuyệt đối tại vạch năng lượng 1460,82 keV nâng cao độ chính xác
• 3.8. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị 40K, 226Ra và 232Th
• 3.9. Áp dụng đường cong chuẩn nội hiệu suất ghi đánh giá trạng thái cân bằng phóng xạ giữa 226Ra và 238U
• 3.10. Hiện chỉnh kết quả đo, đánh giá sai số kết quả phân tích
• 3.11. Hiệu chỉnh sự sai khác giữa khối lượng mẫu chuẩn và mẫu phân tích
• 3.12. Công thức truyền sai số
• 3.13. Các nguồn gây ra sai số
• 3.14. Tiểu kết Chương 3
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Hoạt độ phóng xạ riêng của 40K, 226Ra, 232Th và Radi tương đương trong mẫu đất
• 4.2. Hoạt độ phóng xạ riêng 40K, 226Ra, 232Th và Radi tương đương theo nhóm địa chất
• 4.3. Đánh giá đóng góp của các đồng vị 40K, 226Ra và 232Th vào hoạt độ Radi tương đương
• 4.4. Hoạt độ phóng xạ riêng 40K, 226Ra, 232Th và hoạt độ Radi tương đương theo vị trí địa lý
• 4.5. Đặc điểm chung
• 4.6. Hoạt độ phóng xạ riêng của 40K
• 4.7. Hoạt độ phóng xạ riêng của 226Ra
• 4.8. Hoạt độ phóng xạ riêng của 232Th
• 4.9. Các hệ số phóng xạ nguy hiểm do các đồng vị phóng xạ trong đất gây ra
• 4.10. Hoạt độ Radi tương đương
• 4.11. Suất liều hấp thụ trong không khí trên bề mặt đất cao 1 m
• 4.12. Liều hiệu dụng chiếu ngoài hàng năm
• 4.13. Các chỉ số nguy hiểm chiếu ngoài và chiếu trong
• 4.14. Tiểu kết Chương 4
• DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ LIÊN QUAN TỚI LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Phổ gamma và ứng dụng trong đánh giá phóng xạ

Phổ gamma là công cụ quan trọng trong nghiên cứu phóng xạ tự nhiên, đặc biệt trong việc đánh giá phóng xạ từ đất đá. Nghiên cứu này tập trung vào việc sử dụng phổ gamma để phân tích phóng xạ trong đất đá miền Trung Lào, nhằm xác định mức độ phóng xạ và ảnh hưởng của nó đến môi trường và sức khỏe con người. Phổ gamma cho phép đo lường chính xác các đồng vị phóng xạ như 40K, 226Ra và 232Th, từ đó đánh giá phóng xạ một cách toàn diện.

1.1. Phương pháp phân tích phổ gamma

Phương pháp phân tích phổ gamma được sử dụng để xác định hoạt độ phóng xạ của các đồng vị trong đất đá. Quá trình này bao gồm việc thu thập mẫu, xử lý mẫu và đo đạc bằng hệ thống phổ kế gamma. Kết quả đo được so sánh với các mẫu chuẩn để đảm bảo độ chính xác. Phương pháp này giúp xác định phóng xạ một cách hiệu quả, đặc biệt trong các khu vực có nền địa chất phức tạp như miền Trung Lào.

1.2. Ứng dụng phổ gamma trong đánh giá phóng xạ

Ứng dụng phổ gamma trong đánh giá phóng xạ mang lại nhiều lợi ích thực tiễn. Nó giúp xác định mức độ phóng xạ trong đất đá, từ đó đánh giá nguy cơ đối với sức khỏe cộng đồng. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng để theo dõi và quản lý phóng xạ trong khu vực. Đặc biệt, phổ gamma còn được sử dụng để đánh giá phóng xạ trong các khu vực khai thác khoáng sản, nơi có nguy cơ phóng xạ cao.

II. Đánh giá phóng xạ đất đá miền Trung Lào

Nghiên cứu tập trung vào việc đánh giá phóng xạ trong đất đá miền Trung Lào, một khu vực có nền địa chất đa dạng và phức tạp. Kết quả nghiên cứu cho thấy mức độ phóng xạ trong khu vực này có sự biến động lớn, phụ thuộc vào thành phần địa chất và hoạt động khai thác khoáng sản. Phổ gamma được sử dụng để đo lường các đồng vị phóng xạ chính như 40K, 226Ra và 232Th, từ đó đánh giá nguy cơ phóng xạ đối với môi trường và con người.

2.1. Đặc điểm địa chất miền Trung Lào

Miền Trung Lào có nền địa chất đa dạng, bao gồm cả đồng bằng và miền núi. Khu vực này chứa nhiều mỏ khoáng sản, đặc biệt là vàng, làm tăng nguy cơ phóng xạ. Nghiên cứu đã thu thập mẫu đất đá từ các khu vực khác nhau để phân tích phóng xạ. Kết quả cho thấy sự biến động lớn về mức độ phóng xạ, phụ thuộc vào thành phần địa chất và hoạt động khai thác.

2.2. Kết quả đánh giá phóng xạ

Kết quả đánh giá phóng xạ cho thấy mức độ phóng xạ trong đất đá miền Trung Lào nằm trong giới hạn an toàn, nhưng có sự biến động lớn giữa các khu vực. Các đồng vị phóng xạ chính được xác định là 40K, 226Ra và 232Th. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng các khu vực khai thác khoáng sản có mức độ phóng xạ cao hơn so với các khu vực khác. Điều này đòi hỏi cần có biện pháp quản lý và giám sát chặt chẽ hơn.

III. Phân tích phóng xạ và ứng dụng thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ tập trung vào việc phân tích phóng xạ mà còn đề xuất các ứng dụng thực tiễn từ kết quả nghiên cứu. Phân tích phóng xạ giúp xác định mức độ phóng xạ trong đất đá, từ đó đánh giá nguy cơ đối với môi trường và sức khỏe con người. Kết quả nghiên cứu cung cấp dữ liệu quan trọng để xây dựng các biện pháp quản lý và giám sát phóng xạ trong khu vực.

3.1. Ứng dụng trong quản lý môi trường

Kết quả phân tích phóng xạ được sử dụng để xây dựng các biện pháp quản lý môi trường hiệu quả. Đặc biệt, trong các khu vực khai thác khoáng sản, việc giám sát phóng xạ là cần thiết để đảm bảo an toàn cho người dân và môi trường. Nghiên cứu cũng đề xuất các biện pháp giảm thiểu nguy cơ phóng xạ, như tăng cường giám sát và quản lý chặt chẽ các hoạt động khai thác.

3.2. Ứng dụng trong y tế và sức khỏe cộng đồng

Phân tích phóng xạ cũng có ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực y tế và sức khỏe cộng đồng. Kết quả nghiên cứu giúp đánh giá nguy cơ phóng xạ đối với sức khỏe con người, từ đó đề xuất các biện pháp phòng ngừa và bảo vệ. Đặc biệt, trong các khu vực có mức độ phóng xạ cao, cần có các biện pháp giám sát và quản lý chặt chẽ để đảm bảo an toàn cho người dân.