đề tài ''''ảnh hưởng của các tia bức xạ''''

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH  Đề Tài: Thành Phố Hồ Chí Minh – Năm 2010 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH  Đề Tài : GVHD: Thầy Trương Trường Sơn NSVTH: Lê Huy Ba Duy Nguyễn Văn Quang Nguyễn Thị Kim Xuyến Ngô Thị Thanh LỚP LÝ 4 CN TRANG 2 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN Thành Phố Hồ Chí Minh - Năm 2010 LỜI GIỚI THIỆU Chúng ta đã biết chất phóng xạ là một bộ phận không thể tách rời của trái đất chúng ta, nó đã tồn tại cùng trái đất. Các chất phóng xạ tồn tại trong tự nhiên, có trên mặt đất, có trong không khí và thực phẩm. Chất phóng xạ tồn tại ở dạng khí trong không khí khi chúng ta hít thở. Cả trong cơ thể của chúng ta bao gồm cơ, xương và các mô đều chứa các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên. Con người vẫn thường phải chịu sự chiếu xạ của các bức xạ tự nhiên từ trái đất, cũng như từ bên ngoài trái đất. Bức xạ mà chúng ta nhận được từ bên ngoài trái đất được gọi là các tia vũ trụ hay bức xạ vũ trụ. Chúng ta cũng bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo. Chẳng hạn như tia X, các bức xạ được sử dụng để chuẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư. Bụi từ các vụ nổ thử nghiệm hạt nhân và lượng nhỏ các chất phóng xạ từ các nhà máy điện hạt nhân và điện than đá thải vào môi trường cũng như là những nguồn bức xạ chiếu vào cơ thể con người. Hãy cùng đi vào bài tiểu luận của chúng tôi để hiểu rõ thêm về ảnh hưởng của tia bức xạ. Và trả lời câu hỏi tia bức xạ ảnh hưởng lên cơ thể con người như thế nào. LỚP LÝ 4 CN TRANG 3 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN MỤC LỤC MỤC LỤC 4 CHƯƠNG I. CÁC LOẠI BỨC XẠ 5 CHƯƠNG II. CÁC NGUỒN CHIẾU XẠ 6 CHƯƠNG III. TÁC HẠI CỦA BỨC XẠ ION HÓA LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI 16 CHƯƠNG IV. KHẮC PHỤC 26 CHƯƠNG V. NHỮNG VỤ TAI NẠN ẢNH HƯỞNG NGHIÊM TRỌNG ĐẾN CON NGƯỜI 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 LỚP LÝ 4 CN TRANG 4 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN CHƯƠNG I. CÁC LOẠI BỨC XẠ Các nguồn phóng xạ (bao gồm các nguồn phóng xạ và các thiết bị bức xạ) phát ra các hạt bức xạ như hạt anpha, beta, gamma và neutron. Các bức xạ có những ảnh hưởng khác nhau khi chiếu lên cơ thể con người. 1. Bức Xạ Alpha. Bức xạ alpha được phát ra bởi các nguyên tử của các nguyên tố nặng như Uran, Radi, Radon và Plutoni. Trong không gian, bức xạ alpha không truyền đi được xa và bị cản lại toàn bộ 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 ra các tế bào xung quanh. Ví dụ trong phổi, nó có thể tạo ra liều chiếu trong đối với các mô nhạy cảm, mà các mô này thì không có lớp bảo vệ bên ngoài giống như da. 2. Bức Xạ Beta. Bao gồm các electron có khối lượng gần 1/2000 khối lượng của một proton hay neutron, nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó có thể xuyên sâu hơn. Tia beta được phát ra từ một số vật liệu phóng xạ, chẳng hạn như Triti, Carbon-14, Photpho-32, và Stronti- 90. Tia beta có thể bị cản lại bởi tấm kim loại, kính hay quần áo bình thường và nó có thể xuyên qua được lớp ngoài của da. Nó có thể làm tổn thương lớp da bảo vệ. Trong vụ tai nạn ở nhà máy điện hạt nhân Chernobyl năm 1986, các tia beta mạnh đã làm cháy da những người cứu hoả. Nếu các bức xạ beta phát ra trong cơ thể, nó có thể chiếu xạ trong lên các mô trong đó. 3. Bức Xạ Gamma. Bức xạ gamma là dạng năng lượng sóng điện từ. Nó đi được khoảng cách lớn trong không khí và có độ xuyên mạnh. Tia gamma được tạo ra do sự tự phân rã của chất phóng xạ, chẳng hạn như Cobalt-60 và Xedi-137. 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 LỚP LÝ 4 CN TRANG 5 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN 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. 4. Bức Xạ Neutron. Hạt neutron được giải phóng sau phản ứng phân hạch hạt nhân của Uranium hoặc Plutonium, 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. Neutron 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. Bức xạ neutron chỉ tồn tại trong lò phản ứng hạt nhân và các nhiên liệu hạt nhân. 5. Bức Xạ Tia X. Tia X có những đặc điểm tương tự như tia 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. Tia X bao gồm một hỗn hợp của các bước sóng khác nhau, trong khi năng lượng tia gamma có một giá trị cố định (hoặc hai) đặc trưng cho các chất phóng xạ. CHƯƠNG II. CÁC NGUỒN CHIẾU XẠ Nguồn chiếu xạ được chia thành hai loại gồm: chiếu xạ tự nhiên và chiếu xạ nhân tạo. Nguồn phóng xạ nhân tạo do con người chế tạo bằng cách chiếu các chất trong các lò phản ứng hạt nhân hay máy gia tốc. Nguồn phóng xạ tự nhiên gồm các chất phóng xạ có nguồn gốc bên ngoài trái đất như các tia vũ trụ và các chất phóng xạ có nguồn gốc từ trái đất như các chất phóng xạ có trong đất đá, trong khí quyển, trong nước. LỚP LÝ 4 CN TRANG 6 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN 1. Chiếu Xạ Tự Nhiên Bức xạ ion hóa từ các nguồn phóng xạ tự nhiên chiếu xạ lên con người theo hai con đường: chiếu xạ trong do các nguyên tố phóng xạ được hấp thụ vào cơ thể qua thức ăn, nước, qua hít thở không khí, chính các đồng vị phóng xạ có trong cơ thể (Potassium-40, C-14, Ra-226) và chiếu xạ ngoài bởi các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên như trong đất đá, các bức xạ trong các tia vũ trụ xâm nhập vào khí quyển trái đất. a. Bức xạ vũ trụ. Các bức xạ proton, alpha,… năng lượng cao rơi vào khí quyển trái đất từ không gian bên ngoài gọi là các tia vũ trụ. Tia vũ trụ có năng lượng cỡ từ hàng chục mev đến 10 20 eV hay cao hơn. Trong số các đồng vị có nguồn gốc từ tia vũ trụ có đóng góp đáng kể vào liều chiếu xạ trong, phải kể đến 3 7 14 , ,H Be C , và 24 Na . Trong số 4 đồng vị này thì 14 C có đóng góp lớn hơn cả. Hoạt độ phóng xạ gây bởi 14 C có trong cơ thể người được đánh giá vào khoảng 50 Bq/g, tương ứng với liều hiệu dụng là 12μSv/năm. Bức xạ vũ trụ được chia làm hai loại: • Bức xạ vũ trụ từ thiên hà Chúng được sinh ra từ các vật thể vũ trụ rất xa trái đất, thành phần bao gồm 92,5% là các hạt proton năng lượng cao và khoảng 7% là các hạt alpha và các hạt ion nặng hơn, phần còn lại là các electron, photon, neutrino. • Bức xạ vũ trụ từ mặt trời Chúng được sinh ra từ các vụ nổ trong mặt trời và thay đổi theo chu kỳ hoạt động của mặt trời. Chúng tương tác với hạt nhân nguyên tử không khí và tạo ra những tia bức xạ thứ cấp bao gồm electron, gamma, proton, neutron, mezon,… với năng lượng tương đối thấp, vào khoảng ≤ 400 MeV và có cường độ rất lớn ≈ 10 6 – 10 7 hạt/cm 2 .s. Cũng có nhưng trường hợp đặc biệt, chúng có năng lượng một vài GeV. Con người chủ yếu bị chiếu xạ bởi những tia bức xạ thứ cấp. LỚP LÝ 4 CN TRANG 7 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN b. Các bức xạ trong vỏ trái đất • Bức xạ từ mặt đất Các nhân phóng xạ trong vỏ trái đất gồm các họ phóng xạ Uranium, Thorium và các hạt nhân phóng xạ nhẹ khác như K 40 , Rb 87 ,… chiếu xạ này trung bình khoảng 0,45 mSv/năm, tuy nhiên có thể đạt đến 1,8 mSv/năm và nhiều nơi trên trái đất lên tới 16 mSv/năm (bang Nimasgerais ở Brazil, bang Kerela ở Ấn Độ). • Bức xạ từ không khí Do khí phóng xạ bốc lên từ vỏ trái đất (chủ yếu là khí radon). Chiếu xạ gây nên bởi nguyên nhân này là tương đối yếu, trung bình 0,05 mSv/năm. Radon-222 ( 222 Rn ) và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó ( 218 214 214 214 , , ,Po Pb Bi Po ) xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp. Trong không khí gần mặt đất, lượng 222 Rn thay đổi trong khoảng từ 0,1 đến 10 Bq/m 3 (trung bình là 3 Bq/m 3 ). Chu kỳ bán rã của 222 Rn là 3,8 ngày. • Bức xạ trong các vật liệu xây dựng Đó là các bức xạ của Uranium, Thorium và Potassium có chứa trong các vật liệu như: cát sỏi, xi măng, bê tông, tường khô, gỗ, gạch nung… Radon thoát ra từ đất và các vật liệu xây dựng, do đó lượng radon trong các phòng kín lớn hơn rất nhiều so với ở ngoài trời. Trên phạm vi toàn cầu, trong quy mô của từng nước, người ta đã nghiên cứu xác định lượng radon trong các nhà ở: Ở châu Âu trung bình từ 20 đến 50 Bq/m 3 ; ở mỹ trung bình là 55 Bq/m 3 nhưng trong khoảng 1-3% các nhà một căn hộ riêng, tức là khoảng hàng triệu nhà, lượng radon lên tới 300 Bq/m 3 . Ở Việt Nam, chưa có đầy đủ số liệu thống kê, tuy nhiên kết quả của một số nghiên cứu cho thấy: lượng radon trong nhà ở khu vực Hà Nội vào khoảng 30 Bq/m 3 , ở miền núi thường lớn hơn vài lần. LỚP LÝ 4 CN TRANG 8 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN Lượng radon trong nhà ở phụ thuộc vào vùng địa lý, tuỳ thuộc vào mùa trong năm và các yếu tố địa lý, khí hậu Trong một nhà: tầng thấp có lượng radon nhiều hơn tầng cao, trong phòng thoáng, lượng radon ít hơn so với trong phòng kín. • Bức xạ từ nước và thức ăn Nước có chứa K 40 và các nguyên tố phóng xạ khác gây chiếu xạ lên cơ thể trung bình đạt tới 0,25 mSv/năm. Các bức xạ tự nhiên này chiếu xạ lên cơ thể con người theo hai cách: chiếu xạ trong do ăn uống, hít phải và chiếu xạ ngoài. Liều chiếu xạ do bức xạ tự nhiên trung bình lên người ở vùng “bình thường” được cho trong bảng. Bảng 1: Liều lượng con người nhận do bức xạ tự nhiên Nguồn Liều bức xạ tự nhiên trung bình mỗi người nhận được trong một năm Từ đất Từ vũ trụ Từ thức ăn Từ không khí 0,48 mSv 0,38 mSv 0,24 mSv 1,30 mSv Tổng cộng 2,40 mSv 2. Chiếu Xạ Nhân Tạo a. Chiếu xạ y tế: Trong lĩnh vực y tế hiện nay đang sử dụng khá phổ biến các nguồn bức xạ để phục vụ việc chẩn đoán, điều trị bệnh (đặc biệt là điều trị ung thư) như máy X-quang chẩn đoán, máy xạ trị và dược chất phóng xạ Tuy nhiên, đây cũng là “con dao hai lưỡi” bởi nếu không được đầu tư trang thiết bị đủ điều kiện an toàn và kiểm soát chặt chẽ thì đây lại là một tác hại rất nguy hiểm đối với nhân viên y tế, người bệnh và môi trường. LỚP LÝ 4 CN TRANG 9 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN Trong chiếu xạ nhân tạo thì chiếu xạ y học là nguồn chủ yếu. Trong đó, liều lượng đóng góp chủ yếu là do chuẩn đoán bằng X-quang. LỚP LÝ 4 CN TRANG 10 [...]... nhập của các chất phóng xạ vào bên trong cơ thể, phải đảm bảo lượng các nuclit phóng xạ tại chỗ làm việc phải là nhỏ nhất LỚP LÝ 4 CN TRANG 28 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN  Dạng năng lượng của bức xạ ion hóa  Hoạt tính và chu kỳ bán rã của các nuclit phóng xạ a An toàn bức xạ đối với chiếu xạ ngoài • Các nguy cơ của chiếu xạ ngoài Các loại bức xạ như hạt alpha, beta, gamma, tia X và neutron đều... tổn thương các tế bào bình thường của cơ thể và chỉ ảnh hưởng lên người bị chiếu xạ  Hiệu ứng Hereditary (di truyền) xuất hiện do sự tổn thất của các tế bào thuộc các cơ quan sinh sản, các bộ phận sinh dục Sự khác nhau quan trọng trong trường hợp này là ở chỗ sự tổn thất có thể truyền cho con cháu và các thế hệ mai sau của người bị chiếu xạ Các yếu tố ảnh hưởng đến cơ chế tác động của bức xạ lên cơ... chẳng hạn: - Đo mức cho các bể đựng phối liệu, đo độ ẩm và mật độ của sản phẩm giấy trong các nhà máy sản xuất giấy; - Đo mức chất lỏng trong các bể đựng phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng; - Đo mức trong các hộp sản phẩm của các nhà máy sản xuất bia và nước giải khát; - Đo độ dày sản phẩm của các nhà máy sản xuất vật liệu sắt thép; - Các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí... chiếu xạ do các chất thải phóng xạ có chứa những đồng vị phóng xạ như:………… Các nguồn phóng xạ sử dụng trong công nghiệp thường là những nguồn có chu kì bán rã ngắn Chúng phát ra các bức xạ gamma, tia X, anpha, beta, bức xạ neutron và bức xạ cực tím Việc bị chiếu xạ bởi các nguồn bức xạ này ít nhiều ảnh hưởng đến sức khỏe của những nhân viên làm việc trực tiếp với nó LỚP LÝ 4 CN TRANG 13 AN TOÀN BỨC XẠ... chiếu xạ, năng lượng của chùm tia bức xạ truyền trực tiếp hoặc gián tiếp cho các phân tử sinh học làm phá vỡ các mối liên kết hóa học hoặc phân li các phân tử sinh học Tuy nhiên, các bức xạ ion hóa thường khó làm đứt hết các mối liên kết hóa học mà thường chỉ làm mất thuộc tính sinh học của các phân tử sinh học c Tổn thương ở mức tế bào Tế bào hồng cầu LỚP LÝ 4 CN TRANG 20 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG... ra khi bức xạ ion hóa các phân tử hữu cơ (chính là các phân tử ADN trong tế bào) Những bức xạ với năng lượng lớn (anpha) khi đi vào cơ thể sẽ trực tiếp phá vỡ các tế bào gây ion hóa, làm đứt gãy các mối liên kết trong các gen, các nhiễm sắc thể của tế bào, làm sai lệch cấu trúc gen và nhiễm sắc thể, gây tổn thương đến chức năng của tế bào b Cơ chế gián tiếp: Cơ chế này xảy ra khi bức xạ ion hóa các phân... HẠI CỦA BỨC XẠ ION HÓA LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI Các bức xạ hạt nhân có năng lượng đủ lớn để gây ion hóa Sự ion hóa nguyên tử hay phân tử làm thay đổi tính chất hóa học hay sinh học–làm tổn thương tới các phân tử sinh học Tổn thương gây ra bởi bức xạ là hệ quả của các tổn thương ở nhiều mức độ liên tục diễn ra trong cơ thể sống từ tổn thương phân tử, tế bào, mô đến tổn thương các cơ quan và các hệ thống của. .. đến sức khỏe của bệnh nhân và cả những nhân viên kĩ thuật làm việc trực tiếp với nó Khi chiếu một liều bức xạ nhất định lên bệnh nhân trong chuẩn đoán hay điều trị thì ít nhiều các tia bức xạ ấy cũng ảnh hưởng đến các tế bào xung quanh vùng chiếu thậm chí một số trường hợp vùng ảnh hưởng rất lớn Các tế bào khi bị chiếu sẽ dẫn đến giảm chức năng hoặc có thể bị hoại tử ảnh hưởng đến sức khỏe của con người... giai đoạn này, các sản phẩm phản ứng tương tác với các phân tử hữu cơ quan trọng của tế bào Các gốc tự do và các tác nhân oxy hóa có thể tự dính vào phân tử hoặc làm đứt gãy các mối liên kết trong các phân tử  Giai đoạn sinh học Giai đoạn này kéo dài từ vài chục phút đến vài chục năm với các triệu chứng cụ thể Những thay đổi hóa học dẫn đến các thay đổi sinh học vì nó có thể ảnh hưởng đến các tế bào riêng... Hai NST trao đổi các đoạn cho nhau Từ b-f: nội NST Trường hợp h + i: giữa các NST LỚP LÝ 4 CN TRANG 19 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN b Tổn thương ở mức phân tử Phân tử có thể kháng virut HIV Các tương tác của bức xạ ion hóa với tổ chức sống cũng giống như với môi trường vật chất không sống, nghĩa là kích thích và ion hóa các nguyên tử, phân tử Đặc điểm của các phân tử sinh học là các phân tử lớn, . gọi là các tia vũ trụ hay bức xạ vũ trụ. Chúng ta cũng bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo. Chẳng hạn như tia X, các bức xạ được sử dụng để chuẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư. Bụi từ các vụ. ảnh hưởng của tia bức xạ. Và trả lời câu hỏi tia bức xạ ảnh hưởng lên cơ thể con người như thế nào. LỚP LÝ 4 CN TRANG 3 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN MỤC LỤC MỤC LỤC 4 CHƯƠNG I. CÁC. 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 38 LỚP LÝ 4 CN TRANG 4 AN TOÀN BỨC XẠ ThS TRƯƠNG TRƯỜNG SƠN CHƯƠNG I. CÁC LOẠI BỨC XẠ Các nguồn phóng xạ (bao gồm các nguồn phóng xạ và các thiết bị bức xạ) phát ra các