Sử dụng thiết bị đo bức xạ đối với đánh giá an toàn, diễn tập sự cố phòng ngừa thiết bị bức xạ

I. THIẾT BỊ GHI ĐO BỨC XẠ 1 1. Các loại đầu dò 1 2. Các loại thiết bị ghi đo bức xạ 1 3. Chuẩn các thiết bị đo bức xạ 2 II. LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐO 3 1. Các yếu tố liên quan đến đo đạc cần xem xét 3 2. Các yếu tố về thiết kế cần xem xét 3 III. CHUẨN BỊ ĐO ĐÁNH GIÁ AN TOÀN BỨC XẠ 3 1. Sơ đồ khu vực sẽ khảo sát, bảng kết quả đo 4 2. Tham khảo các lần đo trước 4 3. Kiểm tra thiết bị đo bức xạ 4 IV. CÁC VÍ DỤ VỀ ĐO KIỂM XẠ ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI HÌNH 5 1. Đo kiểm tra máy soi an ninh, ví dụ: 5 2. Đo kiểm tra máy soi bo mạch 7 3. Đo kiểm tra thiết bị đo mức chất lỏng trong nhà máy bia 9 4. Đo kiểm tra nguồn Kr85 trong ngành giấy 10 5. Đo kiểm tra máy phân tích thành phần trực tuyến tại nhà máy xi măng ví dụ 12

1

Hà Nội, Tháng 1 -2018

2

I THI ẾT BỊ GHI ĐO BỨC XẠ 1

1 Các lo ại đầu dò 1

2 Các lo ại thiết bị ghi đo bức xạ 1

3 Chuẩn các thiết bị đo bức xạ 2

II LỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐO 3

1 Các yếu tố liên quan đến đo đạc cần xem xét 3

2 Các yếu tố về thiết kế cần xem xét 3

III CHUẨN BỊ ĐO ĐÁNH GIÁ AN TOÀN BỨC XẠ 3

1 Sơ đồ khu vực sẽ khảo sát, bảng kết quả đo 4

2 Tham khảo các lần đo trước 4

3 Kiểm tra thiết bị đo bức xạ 4

IV CÁC VÍ DỤ VỀ ĐO KIỂM XẠ ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI HÌNH 5

1 Đo kiểm tra máy soi an ninh, ví dụ: 5

2 Đo kiểm tra máy soi bo mạch 7

3 Đo kiểm tra thiết bị đo mức chất lỏng trong nhà máy bia 9

4 Đo kiểm tra nguồn Kr-85 trong ngành giấy 10

5 Đo kiểm tra máy phân tích thành phần trực tuyến tại nhà máy xi măng ví dụ 12

1

I THI ẾT BỊ GHI ĐO BỨC XẠ

1 Các lo ại đầu dò

Đầu dò là một bộ phận quan trọng của thiết bị ghi đo bức xạ, chúng chứa môi

trường mà ở đó xảy ra tương tác với bức xạ và chuyển đổi năng lượng của bức xạ

- Đầu dò chứa khí (buồng ion hóa, ống đếm tỷ lệ, ống đếm G – M);

- Đầu dò bán dẫn dạng rắn;

- Đầu đo nhấp nháy

2 Các lo ại thiết bị ghi đo bức xạ

thể gây chiếu xạ trong

- Thiết bị đo suất liều bức xạ;

- Thiết bị đo nhiễm bẩn (nhiễm bẩn bề mặt hoặc không khí);

- Phần lớn các thiết bị đo suất liều đều có thể đo được suất liều do tia X và tia

gamma gây ra;

- Với một số thiết bị có cửa số mỏng có thể đo được suất liều do hạt beta gây

ra;

- Đơn vị phổ biến trên các thiết bị đo suất liều thường Sv/h, ngoài ra đơn vị

hiển thị trên máy đo suất liều có thể là mR/h

2

Ghi nh ớ:

- 1 mrem/h = 10 Sv/h, đối với tia X và gamma 1mGy = 1mSv

3 Chu ẩn các thiết bị đo bức xạ

Tất cả các thiết bị đo bức xạ đều phải được hiệu chuẩn định kỳ tại các phòng thí

nghiệm chuẩn cấp 2

Hình 1: Phòng thí nghi ệm chuẩn thiết bị đo bức xạ

chỉ chuẩn phải bao gồm các thông tin sau:

- Hiệu suất của thiết bị phụ thuộc vào năng lượng

- Điều kiện hiệu chuẩn

- Đáp ứng với các loại bức xạ và các điều kiện ghi đo trong thực tế

Giá tr ị thực tế = CF (hệ số chuẩn của thiết bị) x (Số đo hiển thị trên máy)

3

II L ỰA CHỌN THIẾT BỊ ĐO

Thiết bị đo bức xạ lý tưởng là thiết bị có thể đo được tất cả các loại bức xạ, gọn

nhẹ, dễ sử dụng, đánh giá được cả nhiễm bẩn lẫn suất liều Tuy nhiên trong thực tế

1 Các y ếu tố liên quan đến đo đạc cần xem xét

- Đo suất liều hay đo nhiễm bẩn;

- Loại bức xạ sẽ tiến hành đo (alpha, gamma, tia X, beta hay neutron);

- Năng lượng của bức xạ cần ghi đo;

2 Các y ếu tố về thiết kế cần xem xét

- Dễ sử dụng (xách tay, hiển thị đơn giản)

độ, )

- Đầu dò nằm tách rời hay tích hợp trong thiết bị

- Độ nhạy của đầu dò

- Thời gian đáp ứng

- Có cảnh báo bằng âm thanh/ánh sáng

sáng

III CHU ẨN BỊ ĐO ĐÁNH GIÁ AN TOÀN BỨC XẠ

Để đo đánh giá an toàn bức xạ đạt hiệu quả cần chuẩn bị việc như sau:

- Chuẩn bị sơ đồ khu vực sẽ khảo sát, chuẩn bị sẵn bảng kết quả đo

bẩn phóng xạ của khu vực cần khảo sát

4

- Kiểm tra thiết bị đo bức xạ (thiết bị có hoạt động hay không, thiết bị có phù

hợp với loại bức xạ không)

1 S ơ đồ khu vực sẽ khảo sát, bảng kết quả đo

Sơ đồ khu vực sẽ khảo sát phải có đủ các nội dung:

- Vị trí phòng, khu vực đặt nguồn bức xạ;

- Các hành lang đi lại;

- Đánh dấu bằng cách số hóa các điểm tiến hành đo;

Bảng kết quả phải có các nội dung sau

• Máy đo sử dụng (Hãng sản xuất, Mã hiệu máy, số sêri, ngày hiệu chuẩn gần

nhất);

• Bản đồ phông bức xạ đo được;

2 Tham kh ảo các lần đo trước

kết quả này cho phép người thực hiện đo có một cái nhìn tổng quan về các vấn đề

như:

- Suất liều của các vùng;

- Giá trị cần quan tâm;

- Tồn tại và cách giải quyết các vấn đề còn tồn tại;

3 Ki ểm tra thiết bị đo bức xạ

Trước khi tiến hành đo cần kiểm tra thiết bị đo để đảm bảo thiết bị đo hoạt động

tốt Các phép kiểm tra cần tiến hành:

- Kiểm tra pin

5

- Kiểm tra hiển thị

- Chuẩn lại thiết bị (nếu cần thiết)

- Kiểm tra đèn/ âm thanh

IV CÁC VÍ D Ụ VỀ ĐO KIỂM XẠ ĐỐI VỚI MỘT SỐ LOẠI HÌNH

1 Đo kiểm tra máy soi an ninh, ví dụ:

lý xách tay

sản xuất: Rapiscan Systems/ Malaysia/2017

Điện áp cực đại của

đầu phát tia X: 160 (kV) Dòng của đầu phát tia X: điện cực đại 1,0 (mA)

9 Điểm cuối băng tải cách rèm

tạo ra khe hở với khoang soi, suất liều sẽ cao hơn khi rèm hở nhiều hơn

7

2 Đo kiểm tra máy soi bo mạch

Sơ đồ các điểm đo và suất liều bức xạ xung quanh máy phát tia X soi bo mạch điện tử – (Model): XSCAN-A100R(W), số máy: A100RV-0341401

1: 0,17

3: 0,1

4 0,09 5: 0,08

8: 0,07

9: 0,09

10: 0,1 7: 0,06

12: 0,06

8

Mô tả vị trí các điểm đo:

Lưu ý: Tất cả các kết quả suất liều đưa ra có được sau khi dò kỹ tất cả các điểm

ngoài thiết bị

Điểm

đo Mô tả vị trí

2 Vị trí bàn phím, chuột, các nút điều khiển máy tính của thiết bị

6 Gầm máy ở giữa

8 Mặt trái của thiết bị

9 Giữa Nóc máy

10 Mặt phải của thiết bị theo hướng nhìn

11 Mặt sau của thiết bị theo hướng nhìn

12 Vị trí người ngồi điều khiển

Ảnh máy soi

bo mạch đã

kiểm xạ

9

3 Đo kiểm tra thiết bị đo mức chất lỏng trong nhà máy bia

Bảng kết quả đo suất liều xung quanh thiết bị chứa nguồn Am-241 , seri

10

B ảng mô tả vị trí các điểm đo:

Điểm đo Mô tả điểm đo

4 Đo kiểm tra nguồn Kr-85 trong ngành giấy

Kiểu (Model): KAC.D3 Số hiệu (S/N): S155/16

Hoạt độ: 7,4 GBq(200mCi) Ngày xác định hoạt độ: 13-6-2016

Thiết bị đi kèm: Thiết bị đo độ dày của giấy

Kiểu (Model): GD-Q2200D Số hiệu (S/N): 201611208

Mục đích sử dụng: Đo độ dày của giấy

11

Sơ đồ điểm do rò rỉ bức xạ nguồn Kr-85

Đo khi thiết bị hoạt động, nguồn mở

a ( Sv/h)

** Giữa lối đi dưới gầm băng tải giấy cạnh QCS và cá

ch

nguồn khoảng 0,5m

0,23

12

5 Đo kiểm tra máy phân tích thành phần trực tuyến tại nhà máy xi măng ví dụ

Thông tin v ề các nguồn Cf-252 có trong thiết bị tại thời điểm kiểm xạ:

Thi ết bị

phân tích thành ph ần

tr ực tuyến

Model: GE OSCAN M ARK IV, sêri: 4220

Frontier Technology Corporation,

M ỹ

Sơ đồ và kết quả đo các điểm bên ngoài nhà chứa thiết bị phân tích thành phần trực

tuyến sử dụng 04 nguồn phóng xạ Cf-252

(Đơn vị tính Sv/h, kí hiệu: g- mức suất liều gamma, n: mức suất liều neutron, t:

tổng; Các điểm đo được mô tả ở ngay sau phần sơ đồ đo)

S ơ đồ số 5.1

13

Mô t ả vị trí các điểm đo trong sơ đồ 5.1:

Điểm Mô tả vị trí

14

Sơ đồ và kết quả đo các điểm bên trong nhà chứa thiết bị phân tích thành phần trực

tuyến sử dụng 04 nguồn phóng xạ Cf-252

S ơ đồ 5.2

Mô t ả vị trí các điểm đo trong sơ đồ 5.2:

Mô tả điểm đo

30cm

phải của má

Mô tả điểm đo sơ đồ 5.3

vượt ngay dưới điêm (22)

27 Giữa bộ phận che chắn gần cầu thang bộ

30 Dưới gầm băng tải, cách mép của thiết bị 1m

2

1 C ăn cứ pháp lý của việc theo dõi liều nghề nghiệp 1

2 Gi ới hạn liều (TCVN 6866: 2001) 1

3 Lý thuy ết và đơn vị đo 1

4 Li ều kế phim 2

5 Li ều kế nhiệt phát quang 4

6 Các yêu c ầu và hướng dẫn sử dụng liều kế cá nhân 6

1

1 C ăn cứ pháp lý của việc theo dõi liều nghề nghiệp

T ại Điều 21, Khoản 1, điểm a (Luật Năng lượng nguyên tử) có quy định Kiểm

tiến hành công việc bức xạ

T ại Điều 26, khoản 5 (Luật Năng lượng nguyên tử) có quy định Bảo đảm điều

kiện làm việc an toàn, tổ chức huấn luyện nghiệp vụ, tổ chức khám sức khoẻ định

kỳ và theo dõi liều chiếu xạ đối với nhân viên bức xạ

2 Gi ới hạn liều (TCVN 6866: 2001)

Liều toàn thân (liều hiệu dụng Hp(10)):

- Liều hiệu dụng toàn thân của nhân viên bức xạ tính trung bình/năm =

20mSv;

Liều cơ quan:

- Mắt (Hp(3)) = 150 mSv;

3 Lý thuy ết và đơn vị đo

Liều cá nhân ký hiệu Hp(d) được định nghĩa là liều xác định cho bức xạ có

độ đâm xuyên mạnh và yếu là liều tương đương trong tổ chức mô mềm tại một điểm xác định trong cơ thể người ở độ sâu d (đơn vị mm)

Đơn vị SI của Liều cá nhân là (J/kg) và Đơn vị thông dụng Sv (hoặc mSv)

Độ sâu d = 10 mm thường sử dụng để đánh giá liều cho bức xạ có độ đâm

Độ sâu d = 0,07mm ứng với tương đương liều Hp(0.07) và d = 3mm ứng với

tương đương liều Hp(3) tương ứng dùng để đánh giá cho các cơ quan bên ngoài

như da và mắt

2

Tương đương liều Hp(d) rất khó để đánh giá trực tiếp do sự khác nhau giữa

với các detector đặt trên bề mặt cơ thể được đặt trong vật liệu tương đương mô

4 Liều kế phim

Liều kế nhiệt phát quang thường được sử dụng để đo và ghi lại sự phơi

nhiễm bức xạ do các tia gamma, tia X và các hạt beta Liều kế, như tên của nó,

gồm một miếng phim nhạy bức xạ Miếng phim được đóng gói trong một vỏ bọc

để che chắn ánh sáng, hơi ẩm hoặc các khí hóa học ảnh hưởng đến nó

Cấu tạo liều kế phim như hình bên dưới:

Li ều kế phim và phin lọc bao

g ồm:

1 N ăng lượng photon 15-65 keV

2 Neutron nhi ệt

3 75keV -2MeV

4 Beta n ăng lượng thấp

5 Phân bi ệt năng lượng thấp và

beta n ăng lượng cao

6 Photon n ăng lượng thấp

7 T ấm chì che chắn

8 Neutron n ăng lượng cao

Sơ đồ cấu tạo mạch của 1 liều kế phim điển hình như sau:

Liều kế phim yêu cầu phải sử dụng hai lớp nhũ tương để mở rộng phạm vi

đo của liều kế:

- Một mặt sử dụng nhũ tương nhanh (độ nhạy cao) dùng để ghi nhận liều thấp

mà đa số nhân viên bức xạ thường tiếp xúc

- Một mặt sử dụng nhũ tương chậm (độ nhạy thấp) trên mặt còn lại để chỉ bị đen khi liều cao

- Để đánh giá được nhũ tương chậm, nhũ tương nhanh phải được loại bỏ

Tính liều:

- Đọc mật độ quang dưới Sn/Pb, P300 và hợp kim đura

- Mật độ quang tổng cộng (trên phông, kiểm soát liều)

- Chuyển đổi sang Kerma không khí biểu kiến sử dụng các thông số chuẩn

- Có độ phân giải theo không gian;

- Thường ghi lại được kết quả;

- Dễ thanh tra bằng mắt –xác định độ không đồng nhất

Nh ược điểm liều kế phim:

- Phải sử dụng Hóa chất rửa phim;

- Có độ Mờ (0,2mSv/tháng);

- Đáp ứng phẳng ở liều cao, không đáng tin cậy trong trường hợp khi bị chiếu

- Bị ảnh hưởng bởi môi trường như nhiệt độ, độ ẩm;

5 Li ều kế nhiệt phát quang

Liều kế cá nhân đang được sử dụng phổ biến ở nước ta là loại liều kế

nhiệt phát quang (TLD-Thermoluminescent Dosimeter) sử dụng các vật liệu như

gọn, dải liều rộng, độ nhạy và độ chính xác cao, ít bị ảnh hưởng bởi các điều kiện

điểm lớn nhất là phải nung nhiệt khi đọc lấy dữ liệu, do vậy mà thông tin về liều

5

bức xạ sẽ bị mất đi sau khi đọc lấy dữ liệu và độ nhạy của liều kế bị thay đổi tùy

thuộc vào tần suất nung nhiệt.

(1 s ố hình ảnh liều kế nhiệt phát quang)

Nguyên lý ho ạt động của liều kế nhiệt phát quang:

Bức xạ Liên kết dẫn

Gia nhiệt

6

giữ lại ở đó Lượng bức xạ đến liều kế càng lớn thì càng có nhiều điện tử bị ion

thể được sử dụng phổ biến nhất để đo liều là bột lithium, pha tạp với magiê và

thường sử dụng các tinh thể canxi sunphat nhạy hơn với liều thấp hơn Sau 1 thời

giải phóng ra khỏi tinh thể, quá trình này sẽ phát ra một photon ánh sáng, photon

này được chụp lại bằng 1 ống quang phổ có khả năng khuếch đại năng lượng trong

Ưu điểm của nhiệt kế TLD:

- Dải đo rộng μGy –Gy;

- Nhạy hơn phim có thể phân tích được 0.05mSv/tháng;

- Đọc tiện lợi - nhanh chóng (<30 giây), không có hóa chất sử dụng khi đọc;

Nh ược điểm:

- Bất ổn trong lưu trữ số liệu

- Nhạy sáng

6 Các yêu c ầu và hướng dẫn sử dụng liều kế cá nhân

Các yêu c ầu về đeo liều kế:

7

- Mỗi nhân viên bức xạ đều phải được trang bị tối thiểu 1 liều kế cá nhân

- Liều kế phải được đọc liều định kỳ (tối thiểu 3 tháng/1 lần) Khi liều kế được gửi đi đọc liều, nhân viên bức xạ phải nhận được liều kế khác thay thế

để theo dõi liều bức xạ một cách liên tục

- Trường hợp một người làm cho hai cơ sở trở lên, phải sử dụng liều kế riêng

biệt cho từng cơ sở

và đặc biệt là các chất phóng xạ

- Kết quả đọc liều phải được thông báo đến từng nguời đeo

liều nhân viên bức xạ;

- Liều kế được đeo ở phía trước nhân viên bức xạ (thường ở thắt lưng hoặc ở

ngực) Hướng mặt chứa tinh thể nhiệt phát quang về phía chùm tia

đeo bên trong áo chì

hưởng bởi bức xạ

- Nếu phải làm việc trong điều kiện ẩm ướt, thì liều kế phải bọc kín để bảo đảm nước không bị lọt vào liều kế

M ột số lưu ý đặc biệt:

bức xạ Người phụ trách an toàn phải báo cho đơn vị đọc liều về việc mất

liều kế và ghi vào nhật ký công việc bức xạ

- Nếu bị làm rơi liều kế cá nhân vào trong trường chiếu xạ thì phải báo ngay

Người phụ trách an toàn nhanh chóng chuyển liều kế bị chiếu xạ đó tới đơn

vị dịch vụ đọc liều và ghi vào nhật ký công việc bức xạ;

quả sẽ được đơn vị dịch vụ đọc liều báo ngay cho Người phụ trách an toàn,

người phụ trách an toàn phải gặp nhân viên đeo liều kế đó và tìm hiểu, điều

8

đạo cơ sở, tìm biện pháp khắc phục Có thể phải điều chuyển nhân viên đó

giới hạn trong năm (20mSv)