NGHIÊN CỨU SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA SUẤT LIỀU GAMMA ĐƯỢC QUAN TRẮC LIÊN TỤC VÀ CÁC THÔNG SỐ KHÍ TƯỢNG TẠI TRẠM QUAN TRẮC CẢNH BÁO PHÓNG XẠ MÔI TRƯỜNG LẠNG SƠN Nguyễn Văn Khánh, Nguyễn Thị Oanh, Dương Văn Th[.]
NGHIÊN CỨU SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA SUẤT LIỀU GAMMA ĐƯỢC QUAN TRẮC LIÊN TỤC VÀ CÁC THƠNG SỐ KHÍ TƯỢNG TẠI TRẠM QUAN TRẮC CẢNH BÁO PHĨNG XẠ MƠI TRƯỜNG LẠNG SƠN Nguyễn Văn Khánh, Nguyễn Thị Oanh, Dương Văn Thắng, Cao Đức Việt, Dương Đức Thắng Viện khoa học kỹ thuật hạt nhân, 179 Hoàng Quốc Việt – Cầu Giấy – Hà Nội Email: nguyenvankhanh.hus88@gmail.com TÓM TẮT Mối tương quan suất liều Gamma quan trắc liên tục (GDR) thơng số khí tượng, bao gồm lượng mưa, nhiệt độ khơng khí, độ ẩm tương đối, áp suất khơng khí, hướng gió, tốc độ gió nhiệt độ điểm sương phân tích cách sử dụng liệu khí tượng hàng năm từ trạm quan trắc khí tượng Lạng Sơn Các hệ số tương quan khác theo thông số khí tượng Lượng mưa tăng cường GDR lên tới 85%, liên quan nhiều đến cường độ mưa Hệ số tương quan âm cho nhiệt độ khơng khí GDR tương quan dương với độ ẩm tương đối, độ ẩm tương đối có tương quan nghịch với nhiệt độ khơng khí Mối tương quan GDR áp suất khơng khí chủ yếu âm Gió đóng vai trị quan trọng biến động GDR GDR thấp tìm thấy theo hướng gió thịnh hành hiệu ứng pha lỗng cháu radon khơng khí bề mặt [1] Từ khóa: GDR, khí tượng, tương quan Giới thiệu Ngày nay, hàng ngàn trạm quan trắc suất liều gamma (GDR) thiết lập toàn giới Mạng lưới quan trắc, tảng trao đổi nước quốc tế xây dựng Các tảng quan trắc điển hình bao gồm hệ thống EURDEP (European Radiological Data Exchange Platform) Châu Âu RadNet (Radiological Air Monitoring Network) Hoa Kỳ Các hệ thống xây dựng chủ yếu để cảnh báo sớm trường hợp khẩn cấp phóng xạ sau tai nạn Chernobyl năm 1986 Sau tai nạn Fukushima năm 2011, mạng lưới giám sát khác cải thiện, liên quan đến thiết bị quan trắc, công nghệ trao đổi truyền liệu Tại Việt Nam, mạng lưới quan trắc cảnh báo phóng xạ mơi trường quốc gia có 12 trạm quan trắc GDR Mục đích cảnh báo kịp thời biến động tình trạng xạ mơi trường GDR khơng khí bề mặt chủ yếu có nguồn gốc từ họ U Th 40K đất bề mặt tia vũ trụ thứ cấp (SCR) Sự biến động GDR chủ yếu radon hệ cháu khơng khí bề mặt [2], phụ thuộc vào điều kiện khí tượng lượng mưa, nhiệt độ Lượng mưa thông số quan trọng nhất, tăng cường hàng trăm nGy/h GDR việc làm hệ cháu radon có thời gian sống ngắn, chủ yếu 214Pb 214Bi [3] Do ảnh hưởng mạnh mẽ lượng mưa, mối tương quan GDR thông số khí tượng khác báo cáo năm qua Biến đổi nồng độ radon với điều kiện khí tượng lý cho biến động GDR Các báo cáo GDR sử dụng đại diện dự đốn thơng lượng radon mặt đất mối tương quan mạnh mẽ nồng độ radon khí GDR thường quan sát thấy Ngồi ra, áp suất khơng khí gây biến động GDR suy giảm xạ gamma SCR Trong báo này, nghiên cứu tương quan GDR thơng số khí tượng điển hình, bao gồm lượng mưa, nhiệt độ khơng khí, độ ẩm tương đối, áp suất khơng khí, hướng gió, tốc độ gió nhiệt độ điểm sương phân tích dựa liệu hàng năm từ hệ thống quan trắc trạm Lạng Sơn Nghiên cứu tương quan cung cấp nhìn sâu sắc chế biến động vật lý GDR xung quanh Nghiên cứu có ích để thiết lập mức cảnh báo tốt cho trạm nhằm xác định phát thải bất thường từ cố hạt nhân [4] Phương pháp 2.1 Vị trí liệu quan trắc Khu vực nghiên cứu nằm Lạng Sơn, tỉnh miền núi vùng đơng bắc Việt Nam (Hình 1) Trạm quan trắc đặt khn viên trạm khí tượng Lạng Sơn Tỷ lệ che phủ thực vật cao khơng có khu vực xạ cao tồn khu vực Quan trắc liên tục GDR bảy thơng số khí tượng, bao gồm lượng mưa, nhiệt độ khơng khí, độ ẩm tương đối, áp suất khơng khí, hướng gió, tốc độ gió nhiệt độ điểm sương với tần suất giờ/ lần ngoại trừ lượng mưa 12 giờ/lần Trong nghiên cứu này, liệu hàng cho GDR thơng số khí tượng khác thu thập năm 2017 GDR đóng góp từ người có nguồn gốc từ bụi phóng xạ tồn cầu Chernobyl coi không quan trọng [5, 6] Ngồi ra, khơng có phát thải bất thường từ NPP năm 2017 Vì vậy, GDR quy cho đóng góp nhân phóng xạ tự nhiên Thu thập GDR nghiên cứu sử dụng để phân tích tương quan với điều kiện khí tượng Hình 1: Vị trí trạm quan trắc phóng xạ mơi trường Lạng Sơn 2.2 Phân tích tương quan Để nghiên cứu mối tương quan GDR tham số khí tượng, giá trị trung bình tham số khí tượng tính tốn thống kê Tương quan Pearson tương quan Spearman sử dụng rộng rãi để phân tích tương quan, trước có sẵn để đánh giá mối quan hệ tuyến tính hai biến liên tục Trong nghiên cứu này, mối tương quan GDR thông số khí tượng thể cách sử dụng hệ số tương quan Pearson, r, với giả định tỷ lệ thuận với thơng số khí tượng phạm vi liệu khác để tránh tác động phi tuyến có phạm vi liệu Giá trị tuyệt đối r đánh sau: - 0.19 yếu, 0,20 - 0,39 yếu, 0,40-0,59 mức trung bình, 0,60-0,79 mạnh, 0,80-1.0 mạnh Chỉ hệ số tương quan mức Sig ≤ 0,05 (giá trị p) có ý nghĩa cho phân tích tương quan nghiên cứu Kết 3.1 Thống kê GDR Các kết thống kê GDR thể Bảng Cực tiểu GDR thấp khoảng 9-10 nGy/h, so với mức trung bình trung vị, cho thấy biến động hẹp từ thống kê tổng thể không bao gồm ảnh hưởng lượng mưa Cực đại suất liều trạm cao nhiều so với mức trung bình trung vị, chủ yếu ảnh hưởng lượng mưa Bảng 1: Thống kê theo suất liều Gamma trạm Lạng Sơn năm 2017 N Valid 7894 Missing Mean 40.9618 Median 39.8900 Std Deviation 8.93502 Skewness 3.857 Std Error of Skewness 028 Kurtosis 24.833 Std Error of Kurtosis 055 Minimum 30.58 Maximum 153.20 3.2 Mối tương quan với lượng mưa Hệ số tương quan cực đại r = 0,85, đóng góp chủ yếu từ ảnh hưởng lượng mưa Tác động lượng mưa GDR liên quan đến cường độ, thời gian, nồng độ radon bề mặt, hệ số nhiễu động khí quyển, hạt sol khí đặc trưng [7, 8] Cường độ mưa hệ số đáng kể Dữ liệu lượng mưa trạm tổng lượng mưa 12h Để thực phân tích tương quan, cường độ mưa phân loại thấp, trung bình lớn tương ứng với lượng mưa sau: 100 mm/12h, 100 -200 mm/12h lớn 200 mm/12h Có thể thấy lượng mưa nhẹ tăng cường GDR chủ yếu với tương quan dương mạnh mẽ (r ≤ 0,85, p < 0,05) Đối với lượng mưa vừa phải, mối tương quan dương yếu quan sát (r ≤ 0,36; p < 0,05) Đối với lượng mưa lớn, mối tương quan âm yếu quan sát thấy, giá trị p nhỏ 0,05 Nếu khơng phân tích chi tiết lượng mưa hệ số tương quan GDR lượng mưa r = 0,329, p < 0,05 Bảng 2: Hệ số tương quan GDR lượng mưa SL SL Pearson Correlation LM Sig (2-tailed) N LM Pearson Correlation 329** 000 657 231 329** Sig (2-tailed) 000 N 231 231 ** Correlation is significant at the 0.01 level (2-tailed) 3.3 Mối tương quan với nhiệt độ không khí, độ ẩm áp suất khơng khí 3.3.1 Nhiệt độ khơng khí Phân tích tương quan GDR với nhiệt độ khơng khí, độ ẩm áp suất khơng khí Mối tương quan âm GDR nhiệt độ khơng khí quan sát Hệ số tương quan Pearson -0,286 (p 50% rh hay < 50% rh GDR độ ẩm tương đối trạm khơng có tương quan (p > 0,05) 3.3.3 Áp suất khơng khí (áp suất khí quyển) Đối với mối tương quan với áp suất khơng khí, phân tích tương quan dương yếu cho liệu giám sát (p