Bức xạ và an toàn bức xạ

Được phát ra bởi các nguyên tử củacác nguyên tố nặng như Uran, Radi,Radon và Plutoni.Bức xạ alpha không truyền đi đượcxa và bị cản lại toàn bộ bởi một tờgiấy hoặc bởi lớp màng ngoài của da.Tuy nhiên, nếu một chất phát tiaalpha được đưa vào cơ thể nó sẽ phátra năng lượng ra các tế bào xungquanh.Ví dụ trong phổi, nó có thể tạo raliều chiếu trong đối với các mô nhạycảm, mà các mô này thì không có lớpbảo vệ bên ngoài giống như da.

Trang 1

CHỦ ĐỀ 4 : Bức xạ và an toàn bức xạ

NHÓM 5– 53 CNTP4 GVHD :TS THÁI VĂN ĐỨC

Trang 2

1 Tạ Thị Khánh Hậu (NT) Phân công nhiệm vụ, tổng kết bài, Làm phần V A

Trang 5

 Được phát ra bởi các nguyên tử của các nguyên tố nặng như Uran, Radi, Radon và Plutoni

 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 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.

Trang 6

(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 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

 Có thể xuyên qua được lớp ngoài của da  làm tổn thương lớp da bảo vệ

 nguy hiểm nếu hấp thụ vào cơ thể những chất phát ra tia beta

Trang 7

 Đi được khoảng cách lớn trong không khí và có độ xuyên mạnh

 Được tạo ra do sự tự phân rã của chất phóng xạ như Cobalt-60 và Xedi-137

 Khi đi xuyên vào vật chất cường độ tia bắt đầu giảm 

va chạm với các nguyên tử  làm tổn hại cho da và các

mô bên trong

 Các vật liệu đặc(chì, bê tông ) là tấm chắn lý tưởng đối với tia gamma.

Trang 8

 Khi va chạm với các hạt nhân khác kích hoạt các hạt nhân, gây ra tia gamma gián tiếp gây ra bức xạ ion hoá.

 có sức xuyên mạnh hơn tia gamma chỉ có thể bị ngăn chặn bởi tường bê tông dày, nước hoặc tấm chắn Paraphin

 Bức xạ neutron chỉ tồn tại trong lò phản ứng hạt nhân và các nhiên liệu hạt nhân

Trang 9

 Tia X do con người tạo ra

 Có bước sóng ngắn hơn tia tử ngoại nhưng dài hơn tia gamma

 Tia X có khả năng xuyên qua nhiều vật chấtthường được dùng trong chụp ảnh y tế…

 Có khả năng gây ion hóa có thể nguy hiểm cho sức khỏe con người bước sóng, cường độ và thời gian chụp ảnh y tế luôn được điều chỉnh cẩn thận.

Trang 10

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 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, khí quyển và nước.

Trang 11

 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, ganna, photon, neutron, mezon,… với năng lương tương đối thấp vào khoảng ≤ 400MeV và có cường độ rất lớn khoảng 106 -10 7 hạt/cm2.s

Trang 12

 Các bức xạ trong vỏ trái đất

 Bức xạ từ mặt đất: gồm các họ phóng xạ Uranium, Thorium và các hạt nhân phóng xạ nhẹ khác như K40, Rb87,… chiếu xạ này trung bình khoảng 0,45mSv/năm, tuy nhiên có thể đạt đến 1,8 mSv/năm và nhiều nơi trên trái đất lên tới 16mSv/năm (bang Nimasgerai 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

 Bức xạ từ nước và thức ăn: nước có chứa K40+ và các nguyên tố phóng xạ khác gây chiếu xạ lên cơ thể trung bình đạt tơi 0,25 mSv/năm

Trang 14

Bảng: Liều lượng bức xạ con nguời nhận do bức xạ tự nhiên

Trang 15

 Chiếu xạ trong 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

Trang 16

 Một là nguồn từ máy X-quang, chùm tia X có cường độ tương đối mạnh chiếu nhanh trong thời gian

ngắn dùng trong chụp hình chẩn đoán bệnh, ngoài ra còn có các nguồn máy phát tia X, các nguồn phóng xạ phát ra các chùm tia tương đối yếu và được chiếu liên tục trong soi hình.

Trang 17

 Nguồn thứ hai là sử dụng các đồng vị phóng xạ để điều trị bệnh Nguồn này lại được chia làm 2 loại: nguồn

kín và nguồn hở

o Nguồn kín là các máy có sử dụng đồng vị phóng xạ như máy xạ trị Cobatl, máy gia tốc điện tử tuyến tính tạo

chùm electron hay tia X với năng lượng 4 – 25MeV, dao phẩu thuật bằng tia gamma…

o Nguồn hở là các chất phóng xạ được đưa trực tiếp vào trong cơ thể qua đường tiêu hóa hoặc tiêm để chẩn đoán

và chữa trị Các nguồn này phát ra bức xạ beta

 Mặc dù các nguồn chiếu xạ này được dùng để chẩn đoán và điều trị bệnh cho con người song ít nhiều nó vẫn

có những ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của bệnh nhân và nhân viên kỹ thuật làm việc trực tiếp với nó

Trang 18

 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.

 Chiếu xạ trong công nghiệp

Trang 19

Trong công nghiệp, người ta sử dụng kỹ thuật nguồn kín để xây dụng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy công nghiệp, ví dụ như:

 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

Trang 20

 Bên cạnh kỹ thuật nguồn kín, kỹ thuật nguồn hở hay đồng vị

phóng xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến Chẳng hạn, việc

tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây

chuyền của các nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy hóa chất,…

Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm

ép trong các giếng bơm ép, nghiên cứu hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ, hay kĩ thuật chụp gamma sử dụng để soi hành lý tại các sân bay

Trang 21

 Tro bụi phóng xạ

Chủ yếu là do các vụ nổ hạt nhân

-Các chất phân hạch không được sử dụng hoặc mới được tạo ra

do tương tác với neutron

-Các sản phẩm phân hạch

-Triti trong các động cơ nhiệt lạnh

-Các sản phẩm kích hoạt tạo nên ở lớp vỏ của đọng cơ như Fe56, Zn65, Mn54, Co60, Rn102, W185

Các sản phẩm kích hoạt tạo ra trong môi trường xung quanh, nhất là

vụ nổ xảy ra trong lòng đất hoặc trên mặt đất

Trang 22

 Hầu hết các nguy hiểm bức xạ từ các vụ nổ hạt nhân là do các hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã ngắn bên

ngoài tác động lên cơ thể Các hạt nhân phóng xạ này có thời gian sống khoảng vài giây đến vài tháng thường tập trung ở trung tâm vụ nổ với thông lượng neutron rất lớn chúng tác động trực tiếp lên cơ thể với một liều chiếu rất lớn gây ra các triệu chứng như bỏng nặng đến tử vong

 Bên cạnh các nhân phóng xạ với thời gian sống ngắn ảnh hưởng ngay lập tức lên cơ thể còn có các tro bụi

phóng xạ khác có thời gian sống rất lâu Chính vì vậy các triệu chứng nó gây ra cho con người không thể sớm phát hiện mà nó tích tụ lâu dần trong cơ thể phá hoại các tế bào, từ đó hình thành các bệnh lý nghiêm trọng Thường khi phát hiện ra thì bệnh đã phát triển rất trầm trọng

Trang 23

 Tia X được dùng để soi

hành lý tại các sân bay.

Trang 24

 Đo mức vật liệu trong nhà máy giấy, nhà máy xi măng….

 Ứng dụng để chụp ảnh đường ống công nghiệp

 Xử lý nước thải, khí thải : chiếu xạ nước tạo ra các chất có hoạt tính oxy hóa hay khử rất cao nhằm phân hủy các chất gây bẩn trong nước, giúp cải thiện các chỉ số của nước thải như BOD, COD

Trang 25

với điều kiện thiên nhiên và sâu bệnh.

 Nghiên cứu chế độ dinh dưỡng bằng phương pháp đánh dấu phóng xạ.

 Chiếu xạ làm mất khả năng sinh sản của côn trùng…

Hoa Torenia đã đột biến sau khi

chiếu phóng xạ

Hoa Torenia đã đột biến sau khi

chiếu phóng xạ

Trang 26

 Chuẩn đoán và điều trị bệnh ngoài da; tuyến giáp

 chữa bệnh, chẩn đoán nội tạng, các bệnh ung thư.vd: tìm các khối u bất thường trong não và dùng xạ trị để diệt khối u…

Trang 27

bằng chiếu xạ như bơm tiêm nhựa, dây truyền dịch,băng gạc, que khám, vật liệu cấy ghép, chỉ khâu, dao mổ, tăm giấy nha

khoa,đĩa petri,… Liều khử trùng bức xạ thường từ 15-35 kGy.

Trang 28

Chiếu xạ khử trùng và bảo quản thực phẩm, dưới tác dụng của bức xạ gamma với liều chiếu một vài kGy Chiếu xạ nhằm làm cho thực phẩm an toàn hơn, giảm các nguy cơ gây bệnh nhờ gây bất hoạt các loại vi khuẩn, ký sinh trùng, nấm hay côn trùng gây bệnh Mặc khác, chiếu xạ thực phẩm có thể giảm sự hư hỏng sản phẩm, kéo dài thời gian bảo quản các sản phẩm dễ hỏng sau thu hoạch.

Trang 30

1 Nhóm 1: Sản phẩm nông sản dạng thân, rễ, củ Ức chế sự nảy mầm 0,05 0,2

2 Nhóm 2: Quả tươi và rau tươi (trừ Loại 1)

Chậm qúa trình chín 0,2 1 Kéo dài thời gian bảo quản 1 2,5 Kiểm soát

3 Nhóm 3: Ngũ cốc và các sản phẩm bột ngũ cốc; đậu hạt, hạt có dầu, hoa quả khô

Diệt côn trùng 0,25 1 Giảm hàng lượng vi sinh vật 1,5 5

Ức chế sự nảy mầm 0,1 0,25

4

Nhóm 4: Thủy sản và sản phẩm thủy sản, bao gồm động vật không xương

sống, động vật lưỡng cư (tươi sống hoặc đông

lạnh)

Hạn chế vi sinh vật gây bệnh 1 7 Kéo dài thời gian bảo quản 1 3

Kiểm soát nhiễm ký sinh trùng 0,1 0,2

Trang 33

 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

→Hậu quả của các tổn thương này làm phát sinh những triệu chứng lâm sàng, có thể dẫn đến tử vong.

Trang 34

Cơ chế tác dụng Cơ chế trực tiếp

Cơ chế gián tiếp

Trang 35

Cơ chế này xảy ra khi bức xạ ion hóa các phân tử hữu cơ( phân tử ADN trong tế bào) những bức xạ với năng lượng lớn ( α ) 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 trong tế bào, làm sai lệch cấu trúc gen và nhiễm sắc thể, gây tổn thuơng đến chức năng của tế bào.

Trang 37

 Cơ chế xảy ra khi bức xạ ion hóa các phân tử nước, sau đó các sản phẩm độc hại của các phân tử nước tác dụng lên các phân tử ADN làm xuất hiện các triệu chứng lâm sàng: buồn nôn, đục nhân mắt, ung thư sau thời gian dài.

 Cơ chế gián tiếp có thể chia theo 4 giai doạn:

• Giai đoạn vật lý

• Giai đoạn hóa lý

• Giai đoạn hóa học

• Giai đoạn sinh học

Trang 38

Giai đoạn này kéo dài 10-16 giây, các tế bào hấp thụ năng lượng bức xạ dẫn đến sự ion hóa.

Quá trình này được thể hiện qua:

Trang 39

Giai đoạn kéo dài 10-16 giây.

Quá trình này được thể hiện:

HOH+ → H+ + OH*

HOH- → OH- + H*

e- + H2O→H2O- →

H+OH-e- + H2O→H2O- →

Trang 40

H+OH-Giai đoạn này kéo dài vài giây, các sản phẩm phản ứng sẽ tương tác với các phân tử ADN trong tế bào làm đứt gãy các mối liên kết trong phân tử.

d Giai đoạn sinh học:

Giai đoạn này kéo dài từ vài chục phút đến vài chục năm với các triệu chứng cụ thể.

Trang 41

đến từng tế bào riêng lẻ sự ảnh hưởng này có thể chia làm hai giai đoạn:

• Hiệu ứng somatic ( cá thể ) xuất hiên do tổn thương các tế bào bình thườngcủa

cơ thể và chỉ ảnh hưởng đến 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 tổn thất này có thể chuyền cho thế hệ sau của người bị chiếu xạ

Trang 42

TỔN THƯƠNG

*

NST

*

PHÂN TỬ

*

TẾ BÀO

Trang 43

* NHIỄM SẮC THỂ

Trang 44

Khi bị 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

Phân tử có thể kháng virut HIV

Trang 45

 Ở mức

tế bào

 Tế bào không chết nhưng không phân chia được

 Tế bào không phân chia được nhưng nhiễm sắc thể tăng lên gấp đôi

và trở thành tế bào khổng lồ

 Tế bào vẫn phân chia thành hai tế bào mới nhưng có rối loạn trong

cơ chế di truyền

Trang 48

MÁU VÀ CƠ QUAN TẠO MÁU

Xuất huyết, phù, thiếu máu

HỆ TIÊU HÓA

Sút cân, nhiễm độc máu, giảm sức đề kháng của cơ thể

Xảy thai, thai chết lưu hoặc sinh ra những đứa trẻ bị dị tật bẩm sinh.

Trang 50

Trong thông báo Publication 60, ICRP giải thích rằng :

• Các hiệu ứng ngẫu nhiên : là những hiệu ứng (thường là về lâu dài) không có ngưỡng rõ rệt Nguy cơ xảy ra một hiệu ứng do chiếu xạ tăng lên cùng với sự tăng liều

=> Mức trầm trọng của hiệu ứng đó không phụ thuộc vào độ lớn của liều

• Các hiệu ứng tất nhiên : là hiệu ứng có ngưỡng xác định, trên ngưỡng đó hiệu ứng có nguy cơ xảy ra.

=> Mức độ trầm trọng của hiệu ứng này tăng lên theo sự tăng của liều ở trên ngưỡng đó.

Trang 51

a.Vụ Nổ Nhà Máy Điện Hạt Nhân Chernobyl (Ucraina)

 Tai nạn xảy ra vào ngày 26 tháng 04 năm 1986 vào lúc 1 giờ sáng, nhà máy thuộc thế hệ thứ I, không có nhà chắn bảo vệ lò.

• Theo các nhà chức trách, có 31 người chết trong tai nạn này (trong đó, một người chết do bỏng khi đang dập lửa và một người khác bị mất tích) và 203 người nhập viện do bị nhiễm phóng xạ cấp tính.

• Chất phóng xạ vượt qua biên giới làm ô nhiễm một phạm vi rộng lớn, sang các nước châu Âu tiếp giáp với Liên Xô cũ.

Trang 52

 Ngày 6 tháng 8 năm 1945, quả bom nguyên tử thứ

nhất mang tên "Little Boy" đã được thả xuống thành

phố Hiroshima, Nhật Bản Sau đó 3 hôm, ngày 9

tháng 8 năm 1945, quả bom thứ hai mang tên "Fat

Man" đã phát nổ trên bầu trời thành phố Nagasaki.

 Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima đã chết

bởi vụ nổ cũng như bởi hậu quả của nó Số người

thiệt mạng ở Nagasaki là 74.000.

Người phụ nữ ở ngoài tâm vụ nổ 4 Km.

Thủy tinh thể mắt của một người đàn ông sau vụ nổ (bị chiếu xạ).

Trang 53

 Tổng liều chiếu xạ và liều chiếu xạ mỗi lần.

 Diên tích cơ thể bị chiếu xạ.

 Mức độ mẫn cảm của tế bào đối với chất phóng xạ

 Bản chất vật lý của tia phóng xạ

 Bản chất hóa học của chất phóng xạ.

Trang 54

1 Mức chiếu xạ được phép giới hạn

Theo khuyến cáo của ICRP (Uỷ ban quốc tế về an toàn bức xạ) thì mức nhiễm xạ giới hạn cho phép:

. Đối với công nhân: Không nên vượt quá 50 mSv/năm và liều trung bình cho 5 năm không được vượt quá

20 mSv

. Phụ nữ mang thai : Giới hạn liều nghiêm ngặt hơn cần được áp dụng là 2mSv.

. Đối với công chúng: Không nên vượt quá 1 mSv/1 năm.

. Đối với bệnh nhân: ICRP không có khuyến cáo giới hạn liều rõ ràng đối với từng trường hợp

Trang 55

mức thấp nhất

Trang 56

Khi làm việc với nguồn phóng xạ kín

Liều trong chừng mực cho phép

Đặt nguồn cách nhân viên ở khoảng cách lớn nhất

Hướng nguồn bức xạ về phía không có nhân viên

làm việc

Khi suất liều lượng vượt quá mức cho phép giới

hạn nhất thiết phải sử dụng các màn chắn bảo vệ