Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ chính xác trong phân tích đồng vị phóng xạ các mẫu thực vật hóa tro

TẠP CHÍ KHOA HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH HO CHI MINH CITY UNIVERSITY OF EDUCATION JOURNAL OF SCIENCE Tập 17, Số (2020): 1675-1687 ISSN: 1859-3100 Vol 17, No (2020): 1675-1687 Website: http://journal.hcmue.edu.vn Bài báo nghiên cứu* NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG PHÂN TÍCH ĐỒNG VỊ PHĨNG XẠ CÁC MẪU THỰC VẬT HÓA TRO Trương Hữu Ngân Thy, Huỳnh Thị Yến Hồng*, Trương Thị Hồng Loan Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM, Việt Nam Tác giả liên hệ: Huỳnh Thị Yến Hồng – Email: htyhong@hcmus.edu.vn Ngày nhận bài: 26-3-2020; ngày nhận sửa: 28-4-2020, ngày chấp nhận đăng: 24-9-2020 * TĨM TẮT Trong cơng trình này, chúng tơi phân tích đồng vị phóng xạ 238U, 232Th 40K số mẫu thực vật hóa tro phổ kế gamma HPGe Trong phân tích mẫu phóng xạ mơi trường phổ kế gamma đỉnh lượng thấp ln khó khăn xử lí gây sai số lớn ảnh hưởng phông lớn đỉnh lượng Để nâng cao độ xác kết phân tích 238U 232Th mẫu này, tiến hành tách đồng vị 40K mẫu phương pháp hóa học Mẫu sau tách 40K mẫu chứa 40K khảo sát phổ kế gamma Kết phân tích 238U, 232Th 40K trước sau tách so sánh với Từ đó, chúng tơi đánh giá ảnh hưởng từ vùng Compton 40K lên đỉnh lượng 238U 232Th mẫu thực vật hóa tro Từ khóa: phương pháp tách hóa; vùng Compton; hoạt độ phóng xạ; phổ gamma Giới thiệu Khảo sát tồn nguyên tố phóng xạ mẫu thực vật có ý nghĩa khoa học thực tế việc đánh giá mức độ ảnh hưởng phóng xạ, từ đưa đề xuất nông nghiệp sinh hoạt cho người dân Vấn đề xác định mẫu phóng xạ có hoạt độ thấp cách xác nhanh chóng hướng nghiên cứu phát triển Trong quy trình phân tích phổ kế gamma thơng thường, mẫu có hoạt độ thấp khó phân biệt với phơng tự nhiên Do đó, để tăng thống kê số đếm mẫu lên phổ đo lượng mẫu buộc phải tăng thêm, cụ thể cách tro hóa mẫu thực vật Trong cơng trình nghiên cứu Saeed cộng (2011) phóng xạ thực vật xác định hệ phổ kế gamma chủ yếu khảo sát đồng vị 232Th, 238U, 40K Theo Robison cộng (2006) để xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ 137Cs số đồng vị phóng xạ tự nhiên khác mẫu mơi trường cần giải pháp nâng cao khả phát hệ đo Trong cơng trình nghiên cứu Changizi cộng Cite this article as: Truong Huu Ngan Thy, Huynh Thi Yen Hong, & Truong Thi Hong Loan (2020) A research method for improving precision in radioactive analysis of ashed plant samples Ho Chi Minh City University of Education Journal of Science, 17(9), 1675-1687 1675 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM (2010) mẫu thực vật hàm lượng đồng vị 40K lớn so với đồng vị phóng xạ khác Vì thế, đo mẫu tro thực vật phổ kế gamma phổ đồng vị 40 K chiếm ưu phổ đo mẫu Bên cạnh đó, Ferdous cộng (2013) xác định đồng vị phóng xạ 238U thơng qua đỉnh lượng 63,3 keV 92,6 keV 234Th Đồng vị 232Th xác định qua đỉnh lượng 338,3 keV 911,1 keV 228Ac Đồng vị 40K xác định qua đỉnh lượng 1461 keV Tuy nhiên, hoạt độ đồng vị 40K mẫu lớn nhiều so với đồng vị phóng xạ khác vùng Compton phổ 40K, lượng từ 50 keV đến 1220 keV nâng phông chân đỉnh lượng 1220 keV Điều làm ảnh hưởng đến độ xác kết phân tích, đặc biệt đỉnh 63,3 keV 92,6 keV nằm phông cao phổ gamma miền lượng thấp Trong nước, công trình nghiên cứu liên quan vấn đề khảo sát Lưu cộng (2016) có trình bày số giải pháp để nâng cao độ nhạy phép đo phóng xạ hệ phổ kế gamma phân giải cao nhằm nâng cao khả xác định hàm lượng đồng vị phóng xạ giảm sai số cho giá trị đo Để nâng cao độ nhạy phép đo, tác giả đề xuất cần phải giảm giá trị MDA (giới hạn phát hoạt độ) thông qua tối ưu yếu tố: giảm phơng hệ đo tới mức tối đa được, tăng khối lượng mẫu đo, tăng thời gian đo mẫu tăng hiệu suất ghi hệ đo Trong đó, tập trung nghiên cứu ba giải pháp: ép mẫu giảm thể tích để tăng hiệu suất ghi, tăng khối lượng mẫu thời gian đo hợp lí Kết cho thấy, giá trị MDA giảm 4-6 lần, nhiên việc tăng khối lượng mẫu hay tăng thời gian đo hữu hạn hệ đo cần xác định hợp lí Trong nghiên cứu xác định hàm lượng 238U mẫu lương thực thực phẩm hệ phổ kế HPGe, Lưu nnk (2016) xác định hàm lượng 238U thông qua đồng vị 234Th hai đỉnh 63,3 keV 92,6 keV Tác giả sử dụng thuật toán tách đỉnh chương trình Gamma Vission để tách đỉnh nhiễu gamma 63,9 keV 232Th lên đỉnh 63,3 keV 234Th tách đỉnh tia X 228Ac lên đỉnh 92,6 keV 234Th Mặt khác, sử dụng phần mềm ANGLE để hiệu chỉnh tự hấp thụ thay đổi chiều cao mật độ mẫu dạng trụ đánh giá hiệu suất ghi hai đỉnh gamma, giúp nâng cao độ xác việc xác định giá trị hoạt độ 238U mẫu lương thực, thực phẩm Do cơng trình này, để nâng cao độ xác kết phân tích mẫu thực vật hóa tro, tiến hành tách đồng vị 40K phương pháp hóa học Sau đó, q trình khảo sát lại mẫu đo tiến hành Từ đó, chúng tơi đánh giá ảnh hưởng từ vùng Compton 40K lên đỉnh lượng đồng vị khác mẫu thực vật hóa tro Khi phân tích đồng vị phóng xạ có hoạt độ thấp có thực vật trước sau hóa tro khó khăn Compton gây đỉnh quang điện 1461 keV đồng vị 40K Do đó, việc loại bỏ bớt 40K khỏi mẫu nhằm giảm ảnh hưởng Compton đỉnh quang điện đồng vị phóng xạ 40K tạo lên phổ đồng vị phóng xạ khác, giúp việc phân tích dễ dàng 1676 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Trong phân tích đồng vị phóng xạ có mẫu thực vật để nâng cao độ xác phép đo, việc tăng diện tích đỉnh, tăng hiệu suất ghi tăng thời gian đo mẫu thích hợp giúp cải thiện sai số thống kê phân tích đồng vị phóng xạ Sai số giá trị hoạt độ phụ thuộc vào yếu tố sai số hiệu suất ghi, sai số xác suất phát gamma, sai số thời gian đo mẫu, sai số khối lượng mẫu sai số diện tích đỉnh Đối với mẫu trước sau tách Kali đóng đo điều kiện nên sai số giá trị hoạt độ phụ thuộc vào sai số diện tích đỉnh Và phơng đỉnh lượng ảnh hưởng lên sai số diện tích đỉnh Do đó, độ xác phép đo phản ánh qua giá trị sai số hoạt độ phụ thuộc nhiều vào phông đỉnh lượng Việc tăng thời gian đo mẫu, tăng lượng mẫu giúp tăng diện tích đỉnh đỉnh lượng cho kết xác phân tích Trong cơng trình này, phông đỉnh lượng giảm cách tách Kali khỏi mẫu khiến cho diện tích đỉnh đỉnh lượng tăng Điều đánh giá dựa vào kết so sánh giá trị sai số hoạt độ trước sau tách Vùng Compton gây đỉnh 1461 keV đồng vị 40K nâng phông đỉnh lượng thấp 1243 keV lên cao Điều làm ảnh hưởng đến độ xác kết phân tích, đặc biệt đỉnh lượng thấp 46,5 keV đồng vị 210Pb, đỉnh 63,8 keV 92,3 keV đồng vị 234Th Phương pháp vật liệu 2.1 Phổ kế gamma HPGe GMX35P4-70 Trong cơng trình này, phổ kế gamma sử dụng thuộc Phịng Thí nghiệm Kỹ thuật Hạt nhân, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQG TPHCM (cơ sở Linh Trung) Phổ kế gồm có phần sau: đầu dị HPGe số hiệu GMX35P4-70 tích hợp tiền khuếch đại thiết bị kèm theo gồm nguồn nuôi cao cho đầu dò, khuếch đại, biến đổi tương tự thành số khối phân tích đa kênh tích hợp thiết bị gọi DSPEC jr 2.0TM, buồng chì che chắn phơng bao quanh đầu dị, thiết bị làm lạnh cho đầu đò X-Cooler III Hệ phổ kế ghép nối với máy tính thơng qua cổng USB, việc ghi nhận xử lí phổ kế gamma thực phần mềm chuyên dụng MEASTRO – 3.2 (GammaVision – 5.3) Phổ kế gamma phông thấp ghi nhận tia gamma có lượng từ khoảng keV-10 MeV với độ phân giải lượng cao (1,85 keV 1332 keV 60Co, tỉ số đỉnh/Compton 61/1) 2.2 Quy trình xử lí mẫu Trong thực vật hàm lượng đồng vị phóng xạ thường thấp, phân tích mẫu tươi đồng vị phóng xạ có hoạt độ thấp thường khơng xác định xác Phương pháp làm giàu mẫu phân tích tro hóa giúp tăng hàm lượng phóng xạ mẫu dẫn đến việc hàm lượng 40K mẫu cao gây khó khăn cho việc phân tích đồng vị phóng xạ vùng lượng thấp Do đó, phương pháp xử lí hóa học tách Kali khỏi mẫu làm giảm đáng kể hoạt độ 40K có mẫu giúp cho việc phân tích đồng vị phóng xạ hoạt độ thấp dễ dàng Thực vật lấy Kali chủ yếu từ đất phân bón dạng ion hòa 1677 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM tan Vì vậy, ta sử dụng dung dịch amoni axetat (CH3COONH4) để chuyển dạng Kali có mẫu thực vật dạng Kali hịa tan dung dịch Quy trình tách Kali thực cơng trình bao gồm bước: (1) Sử dụng cân tiểu li để lấy khoảng 50g mẫu tro cho vào bình tam giác, sau thêm vào 500ml dung dịch CH3COONH4, (2) Đặt bình lên máy lắc tiến hành lắc khoảng thời gian từ 30 phút đến 90 phút, (3) Sử dụng giấy lọc để tách mẫu tro khỏi dung dịch Phần mẫu tro đặt vào khay nhôm đưa vào tủ sấy để sấy khô nhiệt độ 800C 24 đến mẫu khơ hồn tồn, sau mẫu đóng vào hộp trụ để phân tích Phần dung dịch lọc đóng vào hộp marinelli Việc loại bỏ 40K dung dịch CH3COONH4 khảo sát giá trị nồng độ CH3COONH4 khác (0,1 M, 0,05 M 0,01 M) Với 50g mẫu tro thêm vào dung dịch CH3COONH4 lắc khoảng thời gian định (30 phút, 60 phút, 90 phút) Mục đích giúp kiểm tra nồng độ CH3COONH4 thời gian lắc phù hợp để việc loại bỏ Kali đạt hiệu tốt Khảo sát mẫu với nồng độ thời gian lắc khác thực với quy trình Quy trình xử lí mẫu hóa tro phịng thí nghiệm thể sơ đồ Hình Hình Sơ đồ quy trình xử lí mẫu hóa tro 1678 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Một số hình ảnh quy trình xử lí mẫu thực vật phịng thí nghiệm thể trong Hình 2, Hình 3, Hình Hình Hı̀nh Máy lắc mẫu Hình Dung dịch CH3COONH4 Hình Lọc mẫu Hình Mẫu sau đóng hộp 2.3 Phương pháp tách đỉnh nhiễu tham gia vào hai đỉnh 63,3 keV 92,6 keV 234Th Kali thực vật tồn dạng ion bị hóa tro chúng thuộc dạng kali dễ tiêu nên tách kali dung dịch amoni axetat mol/l theo tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8662: 2011/BKHCN 1679 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Phương pháp phân tích sử dụng cơng trình phương pháp phân tích đỉnh Giá trị hoạt độ A (Bq/kg) đồng vị phóng xạ xác định sau: S (1) A= ε(E).m.f.t đó, S diện tích đỉnh lượng E (số đếm), ε(E) hiệu suất ghi đầu dò ứng với lượng E, m khối lượng mẫu (kg), f hiệu suất phát gamma hạt nhân đỉnh lượng E (%), t thời gian đo mẫu (s) Sai số giá trị hoạt độ phương pháp này: σ 2A σS2 σ m2 σ 2t σf2 σε2 = + + + + A S2 m t f ε (2) đó, σA, σS, σm, σt, σf, σε sai số giá trị A, S, m, t, f, ε tương ứng Bên cạnh đó, độ nhạy phương pháp phân tích cịn đánh giá qua giá trị hoạt độ phóng xạ nhỏ đồng vị phóng xạ mà thiết bị cịn phát hiện, gọi giới hạn phát hoạt độ MDA (Bq/kg) Giá trị MDA tính theo công thức sau: 2,71 + 4,66.σB (3) MDA = ε(E).m.f.t đó, giá trị độ lệch chuẩn phơng xác định σB = N B , NB diện tích đỉnh phơng đỉnh lượng E (số đếm) Như vậy, để nâng cao độ nhạy phân tích đồng vị phóng xạ cần phải giảm sai số giá trị MDA nhỏ đồng vị phóng xạ Và phương pháp để giảm giá trị MDA giảm giá trị phông, nghĩa cần phải giảm giá trị số đếm phông đỉnh lượng Kết thảo luận 3.1 Khảo sát kết tách Kali thay đổi nồng độ CH3COONH4 thời gian lắc Đối tượng thực vật khảo sát phóng xạ tự nhiên cơng trình ngắn ngày Rau xanh ngắn ngày dùng làm thức ăn mà người tiêu thụ hàng ngày Trong rau xanh có nguồn xạ đến từ đất, nước, phân bón bao gồm nguồn phóng xạ tự nhiên từ chuỗi phân rã 238U, 232Th, 235U, 40K lượng nhỏ đồng vị phóng xạ nhân tạo Các chất phóng xạ rau xanh trực tiếp vào thể người thông qua việc ăn uống, góp phần làm tăng liều lượng xạ mà người hấp thụ Việc khảo sát hoạt độ phóng xạ tạo sở đánh giá an toàn rau xanh thị trường, tiền đề để đánh giá, kiểm tra an tồn phóng xạ loại lương thực thực phẩm khác Trong cơng trình, kí hiệu RM rau muống RD rau dền, loại rau trồng sử dụng phổ biến nước ta Kết hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu thực vật trước sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 theo nồng độ thời gian lắc khác thể Bảng 1680 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Bảng Hoạt độ (Bq/kg mẫu tươi) đồng vị phóng xạ mẫu trước sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 theo nồng độ thời gian lắc khác (sai số 2σ) Mẫu RD0 RD4_1 RD4_2 RD4_3 RD5_1 RD5_2 RD5_3 RM0 RM3_1 RM3_2 RM3_3 Nồng độ Thời gian CH3COONH4 lắc (giờ) (Mol) 0,05 0,01 0,1 0,5 1,5 0,5 1,5 0,5 1,5 Hoạt độ phóng xạ (Bq/kg mẫu tươi) Pb-210 U-238 Ra-226 Th-232 K-40 0,35 ± 0,05 0,36 ± 0,06 0,32 ± 0,06 0,32 ± 0,06 0,31 ± 0,06 0,35 ± 0,06 0,31 ± 0,05 0,32 ± 0,06 0,30 ± 0,02 0,35 ± 0,03 0,42 ± 0,07 0,48 ± 0,05 0,44 ± 0,05 0,48 ± 0,06 0,43 ± 0,05 0,5 ± 0,06 0,47 ± 0,06 0,43 ± 0,05 0,28 ± 0,04 0,29 ± 0,01 0,32 ± 0,02 0,3 ± 0,03 0,46 ± 0,09 0,45 ± 0,09 0,45 ± 0,11 0,44 ± 0,11 0,43 ± 0,09 0,41 ± 0,10 0,45 ± 0,09 0,49 ± 0,13 0,30 ± 0,04 0,23 ± 0,03 0,33 ± 0,07 0,82 ± 0,07 0,82 ± 0,07 0,79 ± 0,08 0,77 ± 0,08 0,80 ± 0,08 0,77 ± 0,08 0,78 ± 0,07 0,55 ± 0,07 0,54 ± 0,03 0,53 ± 0,03 0,58 ± 0,06 112 ± 112 ± 113 ± 112 ± 112 ± 113 ± 112 ± 137 ± 137 ± 131 ± 136 ± Từ kết Bảng 1, mẫu thực vật chưa tách Kali (RD0) đo khoảng thời gian ngày, sai số hoạt độ phóng xạ đồng vị 238U 0,05 Bq/kg, 232Th 0,07 Bq/kg, 226Ra 0,09 Bq/kg, 210Pb 0,05 Bq/kg Mẫu sau tách Kali (RD4 RD5) đo khoảng thời gian ngày, sai số hoạt độ phóng xạ trung bình đồng vị 238 U 0,055 Bq/kg, 232Th 0,077 Bq/kg, 226Ra 0,098 Bq/kg, 210Pb 0,058 Bq/kg Tương tự, mẫu thực vật chưa tách Kali (RM0), sai số hoạt độ phóng xạ đồng vị 238U 0,04 Bq/kg đo khoảng ngày Với mẫu tách Kali (RM3_2) đo khoảng ngày sai số hoạt độ phóng xạ đồng vị 238U 0,02 Bq/kg Từ kết cho thấy, với mẫu tách Kali đồng vị có sai số hoạt độ gần khơng thay đổi giảm thời gian đo mẫu hay đo thời gian tương đương đồng vị có sai số nhỏ nhiều Do đó, phương pháp tách Kali khỏi mẫu làm giảm đáng kể ảnh hưởng phông lên phổ đồng vị phóng xạ có mẫu Các mẫu tách Kali giảm thời gian đo cho kết với sai số không đổi khoảng tin cậy 3.2 Khảo sát ảnh hưởng từ Compton 40K lên vùng lượng thấp Chúng tiến hành đánh giá ảnh hưởng từ vùng Compton đồng vị 40K lên đỉnh lượng đồng vị khác mẫu thực vật hóa tro qua phổ trước sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 theo nồng độ khác tương ứng với khoảng thời gian lắc khác Phổ đo chia thành vùng riêng biệt (vùng lượng thấp từ 0-500 keV, vùng lượng từ 500-1000 keV vùng lượng chứa đỉnh 40K từ 1000-1500 keV) để đánh giá rõ ảnh hưởng phổ 40K lên đỉnh lượng đồng vị khác vùng Hình trình bày phổ lượng tồn vùng lượng khảo sát theo vùng lượng riêng biệt mẫu thực vật trước tách 1681 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Kali theo thời gian đo khác sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 0,1M theo thời gian lắc khác Hình 6a Năng lượng từ 0-1500 keV Hình 6b Năng lượng từ 0-500 keV Hình 6c Năng lượng từ 500-1000 keV Hình 6d Năng lượng từ 1000-1500keV Hình Phổ lượng mẫu thực vật trước tách Kali theo thời gian đo khác sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 0,1M theo thời gian lắc khác 1682 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Dựa Hình 6, thấy vùng Compton gây đỉnh quang điện đồng vị 40K sau tách Kali giảm không đáng kể vùng lượng cao giảm rõ rệt vùng lượng thấp từ 0-500 keV Để thấy rõ ảnh hưởng đến đỉnh lượng thấp Compton đồng vị 40K, Hình thể phổ lượng vùng lượng thấp từ 0-100 keV (vùng chứa đỉnh lượng sử dụng phân tích đồng vị chuỗi Uranium đỉnh 46,5 keV đồng vị 210Pb, đỉnh 63,8 keV 92,3 keV đồng vị 234Th) mẫu thực vật trước tách Kali theo thời gian đo khác sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 0,1M theo thời gian lắc khác Hình Phổ lượng mẫu thực vật trước tách Kali sau tách Kali Kí hiệu RM0_1, RM0_2 mẫu thực vật đo phổ kế với thời gian tương ứng ngày ngày Đồ thị cho thấy đo thời gian lâu hạ Compton Tuy nhiên, so sánh hai trường hợp tăng thời gian đo tách Kali tách Kali cho kết giảm Compton tốt hiệu phân tich Phổ sau tách Kali có phơng thấp hẳn, chân Compton từ dạng cong trở dạng thẳng, hình dạng đỉnh lượng nâng cao rõ ràng Điều giúp dễ dàng phát tính tốn diện tích đỉnh phép phân tích đỉnh Xét thêm việc ảnh hưởng vùng Compton gây đỉnh quang điện đồng vị 40K dung dịch CH3COONH4 với nồng độ thấp với mẫu thực vật chứa đồng vị Kali thấp Hình trình bày phổ lượng vùng lượng thấp từ 0-100 keV mẫu thực vật trước tách Kali theo thời gian đo khác sau tách Kali dung dịch CH3COONH4 với nồng độ 0,05 M 0,01 M theo thời gian lắc khác 1683 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Hình Phổ lượng mẫu thực vật trước tách Kali sau tách Kali Kí hiệu RD0_1, RD0_2 mẫu thực vật chưa tách Kali đo hệ phổ kế với thời gian tương ứng ngày ngày Đồ thị cho thấy đo thời gian lâu hạ Compton không đáng kể Và giống mẫu RM0, so sánh hai trường hợp tăng thời gian đo tách Kali tách kali cho kết giảm Compton tốt hiệu phân tích Phổ lượng sau tách Kali Compton giảm rõ rệt, chân Compton từ dạng cong trở dạng thẳng, hình dạng đỉnh lượng nâng cao rõ ràng 3.3 Khảo sát MDA đỉnh lượng theo nồng độ CH3COONH4 với thời gian lắc khác Để thấy rõ ảnh hưởng từ vùng Compton phổ Kali đồng vị có đỉnh lượng nằm vùng Compton 40K (5 keV đến 1243 keV), tiến hành phân tích định lượng thơng qua giá trị giới hạn phát MDA cho đỉnh 46,5 keV 210Pb, đỉnh 63,8 keV 92,3 keV 234Th, đỉnh 186,2 keV 226Ra, đỉnh 238,6 keV 212Pb, đỉnh 338,3 keV 911,1 keV 228Ac Giá trị MDA đồng vị phóng xạ có đỉnh lượng quang điện thấp lượng cạnh Compton đỉnh lượng 1461 keV thể Bảng 1684 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Bảng Giá trị MDA (Bq/kg mẫu tươi) đỉnh lượng phụ thuộc nồng độ CH3COONH4 thời gian lắc mẫu Mẫu RD0 RD4_1 RD4_2 RD4_3 RD5_1 RD5_2 RD5_3 RM0 RM3_1 RM3_2 RM3_3 C(%) t(phút) 0 30 60 90 30 60 90 30 60 90 0,05 0,01 0,1 46,5 keV 0,27 0,21 0,15 0,16 0,22 0,19 0,18 0,42 0,14 0,14 0,13 63,8 keV 0,26 0,19 0,16 0,13 0,18 0,14 0,08 0,23 0,09 0,08 0,08 92,3 keV 0,12 0,1 0,09 0,09 0,09 0,1 0,08 0,19 0,07 0,07 0,06 MDA (Bq/kg) 186,2 238,6 keV keV 0,21 0,016 0,19 0,015 0,17 0,013 0,17 0,013 0,17 0,014 0,16 0,013 0,15 0,011 0,26 0,025 0,13 0,011 0,13 0,01 0,12 0,009 338,3 keV 0,062 0,058 0,054 0,053 0,062 0,059 0,049 0,094 0,039 0,036 0,035 911,1 keV 0,08 0,068 0,068 0,057 0,067 0,065 0,053 0,12 0,049 0,048 0,045 Từ Bảng cho thấy, mẫu thực vật RD0 sau tách Kali, đỉnh 46,5 keV có MDA giảm từ 0,27 Bq/kg xuống 0,15 Bq/kg, đỉnh 63,8 keV giảm từ 0,26 Bq/kg xuống 0,08 Bq/kg, đỉnh 92,3 keV giảm từ 0,12 Bq/kg xuống 0,08 Bq/kg, đỉnh 186,2 keV giảm từ 0,21 Bq/kg xuống 0,15 Bq/kg, đỉnh 238,6 keV giảm từ 0,016 Bq/kg xuống 0,011 Bq/kg, đỉnh 338,3 keV giảm từ 0,062 Bq/kg xuống 0,049 Bq/kg, đỉnh 911,1 keV giảm từ 0,08 Bq/kg xuống 0,053 Bq/kg Đối với mẫu RM0, đỉnh 46,5 keV có MDA giảm từ 0,42 xuống 0,13, đỉnh 63,8 keV giảm từ 0,23 Bq/kg xuống 0,08 Bq/kg, đỉnh 92,3 keV giảm từ 0,19 Bq/kg xuống 0,06 Bq/kg, đỉnh 186,2 keV giảm từ 0,26 Bq/kg xuống 0,12 Bq/kg, đỉnh 238,6 keV giảm từ 0,025 Bq/kg xuống 0,09 Bq/kg, đỉnh 338,3 keV giảm từ 0,094 Bq/kg xuống 0,035 Bq/kg, đỉnh 911,1 keV giảm từ 0,12 Bq/kg xuống 0,045 Bq/kg Các kết cho thấy, giá trị MDA đỉnh lượng giảm sau tách Kali, giá trị MDA sau tách khác có thay đổi khác mẫu đỉnh lượng Giá trị MDA thay đổi nhiều đỉnh lượng thấp mẫu chứa nhiều Kali Từ kết so sánh thấy vùng Compton 40K mẫu thực vật có ảnh hưởng lên đồng vị phóng xạ khác mẫu, ảnh hưởng phụ thuộc vào hoạt độ 40K mẫu Trong phân tích mẫu phóng xạ mơi trường hệ phổ kế gamma đỉnh lượng thấp ln khó khăn xử lí gây sai số lớn ảnh hưởng phông lớn đỉnh lượng Trong nhiều trường hợp cần thiết, đỉnh lượng thấp sử dụng phân tích, kết buộc phải chấp nhận sai số lớn Quá trình tách 40K khỏi mẫu giúp nâng cao độ xác kết phân tích đỉnh lượng 1685 Tập 17, Số (2020): 1675-1687 Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM Kết luận Trong cơng trình này, phương pháp tách 40K khỏi mẫu tro thực vật áp dụng để tăng độ xác tăng độ nhạy kết phân tích đỉnh lượng đồng vị phóng xạ khác mẫu, cụ thể vùng 100 keV Sự ảnh hưởng từ Compton 40K khảo sát tỉ lệ với hoạt độ 40K mẫu Đối với mẫu thực vật có hoạt độ 40K chiếm ưu so với đồng vị khác, cần sử dụng đến đỉnh lượng thấp việc tách 40K khỏi mẫu giúp q trình phân tích nhanh chóng xác  Tuyên bố quyền lợi: Các tác giả xác nhận hồn tồn khơng có xung đột quyền lợi  Lời cảm ơn: Nghiên cứu tài trợ đề tài: “Nghiên cứu phương pháp nâng cao độ xác phân tích đồng vị phóng xạ môi trường”, Mã số T2019-38 TÀI LIỆU THAM KHẢO Changizi, V., Jafarpoor, Z., & Naseri, M (2010) “Measurement of 226Ra, 228Ra, 137Cs and 40K in edible parts of two types of leafy vegetables cultivated in Tehran province-Iran and resultant annual ingestion radiation dose” Iran J Radiat Res., 8(2), 103-110 Ferdous, M J., Ahmed S., & Begum A (2013) “Measurement of 238U, 232Th, 228Ra, 226Ra and 40K activities in vegetable samples and dose assessment for adult population of Bangladesh”, Bangladesh Journal of Physics, 13, 65-75 Luu, T B., Luu N Q., Nguyen N V., Luu V H., Tran T V., Luu V D., Nguyen C D., Ha T L., Nguyen T S., Nguyen T K, Dang T L., Nguyen T M., Nguyen V T., Khong N K., Truong T H L., Truong H N T., & Thai M P (2016) “Research on improving the sensitivity of measurement of the concentration of radioactive isotopes in food in high-resolution gamma spectrometer systems”, Journal of Science VNU, 1, 21-29 Luu, T B., Truong T H L., Truong H N Thy, Huynh T Y H., Vu N B., & Luu N Q (2016) “Determining the concentration of radioactive isotope 238U in food samples by high resolution gamma spectrometer” Journal of Ho Chi Minh City University of Pedagogy, 6, 12-23 National standard TCVN 8662: 2011 on soil quality – “Methods of determining easily digestive potassium”, 2011 Robison, W L., Hamilton, T F., C L Conrado, & Kehl, S (2006), “Uptake of Cesium-137 by leafy vegetables and grains from calcareous soils”, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, CA, United States of America, IAEA-TECDOC-1497 Saeed, M A., Wahab, N A A., Hossain, I., Ahmed, R., Abdullah, H Y., Ramli, A T., & Tahir, B A (2011), “Measuring radioactivity level in various types of rice using hyper pure germanium (HPGe) detector”, International Journal of the Physical Sciences, 6(32), 73357340 1686 Huỳnh Thị Yến Hồng tgk Tạp chí Khoa học Trường ĐHSP TPHCM A RESEARCH METHOD FOR IMPROVING PRECISION IN RADIOACTIVE ANALYSIS OF ASHED PLANT SAMPLES Trương Hữu Ngân Thy, Huỳnh Thị Yến Hồng*, Trương Thị Hồng Loan University of Science, Vietnam National University Ho Chi Minh City, Vietnam Corresponding author: Huỳnh Thị Yến Hồng – Email: htyhong@hcmus.edu.vn Received: March 26, 2020; Revised: April 28, 2020; Accepted: September 24, 2020 * ABSTRACT In this work, radioactive isotopes of 238U, 232Th, 40K in ash samples of plant using gamma spectrometer HPGe are analyzed In analyzing environmental radioactive samples on a gamma spectrometer, low energy peaks are always difficult to handle and cause large errors due to the influence of large background at the energy peak To improve the accuracy of the analytical results for 238U and 232Th, the separation of isotope 40K in ash samples by chemical method is used The sample for separating 40K and the sample for containing 40K are surveyed on the gamma spectrometer The analytical results of 238U, 232Th, and 40K before and after separation are compared After that, the effect from the Compton continuum of 40K on the full energy peaks of 238U and 232Th in ash samples of plant is evaluated Keywords: Chemical separation; Compton continuum; radioactivity; gamma spectrum 1687 ... trình xử lí mẫu Trong thực vật hàm lượng đồng vị phóng xạ thường thấp, phân tích mẫu tươi đồng vị phóng xạ có hoạt độ thấp thường khơng xác định xác Phương pháp làm giàu mẫu phân tích tro hóa giúp... lên đỉnh lượng đồng vị khác mẫu thực vật hóa tro Khi phân tích đồng vị phóng xạ có hoạt độ thấp có thực vật trước sau hóa tro khó khăn Compton gây đỉnh quang điện 1461 keV đồng vị 40K Do đó, việc... Trong phân tích đồng vị phóng xạ có mẫu thực vật để nâng cao độ xác phép đo, việc tăng diện tích đỉnh, tăng hiệu suất ghi tăng thời gian đo mẫu thích hợp giúp cải thiện sai số thống kê phân tích