XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ RADON TRONG KHÔNG KHÍ BẰNG HỆ THIẾT BỊ RAD7

XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ RADON TRONG KHÔNG KHÍ BẰNG HỆ THIẾT BỊ RAD7 Ngay từ khi hình thành, Trái Đất đã chứa nhiều đồng vị phóng xạ. Các đồngvị phóng xạ tồn tại trong tự nhiên, có trên mặt đất, có trong thực phẩm. Con ngườivẫn thường phải chịu sự chiếu xạ của bức xạ tự nhiên từ Trái Đất, cũng như từ bênngoài Trái Đất. Bức xạ mà chúng ta nhận được từ bên ngoài Trái Đất được gọi là cáctia vũ trụ hay bức xạ vũ trụ.

LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành chương trình học và viết khóa luận này, tôi đã nhận được sự hướng dẫn, giúp đỡ và góp ý nhiệt tình của rất nhiều người.Với lng knh trọng và biết ơn sâu sc, tôi xin được bày t lời cm ơn chân thành tới: Bậc sinh thành, những người đã luôn bên cạnh tôi, đng viên và giúp đỡ trong những lúc tôi gp kh khăn. Tiến sĩ Lê Công Ho, người Thy knh mến, đã đưa ra phương pháp nghiên cứu và đng gp ý kiến, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tt nghiệp. Tiến sĩ Trịnh Hoa Lăng người đã nhận xét và góp ý và cho tôi nhiều định hướng phát triển trong quá trình thực hiện đề tài. Cử nhân Huỳnh Nguyễn Phong Thu – phòng thí nghiệm hạt nhân đã dành rất nhiều thời gian giúp đỡ và ch bo tận tình cho tôi trong sut quá trình thực hiện khóa luận tt nghiệp. Quý Thy Cô trong B môn Vật lý Hạt nhân – Trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Thành ph Hồ Ch Minh, đã tận tình truyền đạt kiến thức trong bn năm học tập và luôn tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất để tôi thực hiện các thí nghiệm phục vụ cho khóa luận. Xin chân thành cm ơn quý Thy Cô trong hi đồng chấm kha luận đã dành thời gian đọc và cho tôi những đng gp quý báu để hoàn chnh kha luận này. Tp. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2014 HOÀNG VĂN BẮC i MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC i DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ v DANH MỤC CÁC BẢNG vi MỞ ĐẦU 1 TỔNG QUAN 3 CHƯƠNG 1: KHÍ PHÓNG XẠ RADON 5 1.1. Khí phóng xạ radon 5 1.1.1. Đc điểm 5 1.1.2. Nguồn gc 5 1.1.2.1. Cơ sở vật lý 5 1.1.2.2. Cơ sở địa chất 8 1.2. Radon với sức khe con người 9 1.3. Nguy cơ mc bệnh ung thư phổi 10 CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU MÁY RAD7 13 2.1. Giới thiệu sơ lược về các máy đo radon hiện có ở Việt Nam 13 2.1.1. Phương pháp đo radon bằng máy RADON – 82 13 2.1.2. Phương pháp đo radon bằng máy RDA – 200 13 2.1.3. Phương pháp detector vết alpha 14 2.2. Giới thiệu chung về máy RAD7 14 2.3. Nguyên lý làm việc của RAD7 16 2.4. Phổ năng lượng alpha của RAD7 18 ii 2.5. Các thao tác sử dụng máy RAD7 19 2.5.1. Các phím sử dụng 19 2.5.2. Danh sách các nhóm lệnh 19 2.6. Tnh năng ưu việt của máy RAD7 so với các loại máy khác 20 2.6.1. Kh năng xử lý sự nhiễm bẩn do phóng xạ 20 2.6.2. Giá trị phông máy thấp 20 2.6.3. Kh năng đo liên tục 21 2.6.4. Kh năng đo nồng đ khí phóng xạ trong nước 21 2.6.5. Chương trình tự đng tính toán kết qu đo 21 2.6.6. Kh năng ứng dụng của máy RAD7 21 2.6.7. Kh năng xác định riêng biệt nồng đ radon và thoron 21 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN 23 3.1. Khu vực tiến hành thí nghiệm 23 3.2. Yêu cu đi với các điểm đo 24 3.3. Cài đt, thiết lập các thông s làm việc của máy (Setup) 24 3.3.1. Đt giao thức (setup protocol) 24 3.3.2. Cài đt chế đ hoạt đng của máy (setup mode) 25 3.4. Đưa dữ liệu ra máy tính (Data Com) 26 3.4.1. Cách xuất dữ liệu ra máy tính 26 3.4.2. Phn mềm CAPTURE 26 3.5. Kết qu thực nghiệm 28 3.5.1. Nồng đ và sai s trung bình của radon 28 3.5.2. So sánh kết qu đo ở Thủ Đức và những nơi khác 30 KẾT LUẬN 33 iii KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO 35 iv DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tt Tiếng Anh Tiếng Việt EC European Commission Uỷ ban Châu Âu EPA US Environmental Protection Agency Cơ quan bo vệ môi trường Mỹ IAEA International Atomic Energy Agency Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quc tế ICRP International Commission on Radiological Protection Uỷ ban an toàn phóng xạ quc tế RAD7 Radon Detector - 7 Đu dò radon - 7 RAD-200 Radon Detector - 200 Đu dò radon - 200 UNSCEAR United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Uỷ ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử NAS The National Academy of Sciences Viện hàn lâm Khoa Học Quc gia Wat-250 Water – 250ml WHO World Health Organization Tổ chức Y tế thế giới VARANS Viet Nam Agency for Radiation and Nuclear Safety Cục An toàn bức xạ và hạt nhân Việt Nam TX TDM Thị xã Thủ Du Mt TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam v DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 1.1. Chuỗi phân rã từ 222 Rn tới 210 Pb 6 Hình 1.2. Chuỗi phân rã từ 220 Rn tới 208 Pb 7 Hình 1.3. Đng gp của các thành phn phóng xạ có trong tự nhiên vào liều chiếu bức xạ đi với con người. 9 Hình 1.4. Đánh giá rủi ro từ radon trong nhà ở Mĩ với các rủi ro khác 10 Hình 1.5. Nguy cơ mc ung thư phổi khi hít phi khí radon 11 Hình 2.1. Các b phận chính của máy RAD7 15 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý làm việc của máy RAD7 17 Hình 3.1. Các vị trí kho sát nồng đ radon trong không khí 24 Hình 3.2. Giao diện của phn mềm capture khi chưa nhận dữ liệu 27 Hình 3.3. Giao diện phn mềm CAPTURE khi nhận dữ liệu từ RAD7 27 Hình 3.4. Biểu đồ so sánh nồng đ trung bình của radon tại 15 điểm kho sát 29 Hình 3.5. Biểu đồ so sánh nồng đ radon trung bình trong nhà với các tiêu chuẩn 30 Hình 3.6. Nồng đ radon ở mt s khu vực ở Việt Nam 31 Hình 3.7. So sánh nồng đ radon ở Thủ Đức với mt s quc gia 31 vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1. Vị tr tương ứng với tọa đ đã tiến hành kho sát 23 Bảng 3.2. Các giao thức của máy RAD7 25 Bảng 3.3. Bng giao thức của RAD7 ở chế đ đo mt ngày 25 Bảng 3.4. Nồng đ trung bình và sai s của radon 28 1 MỞ ĐẦU Ngay từ khi hình thành, Trái Đất đã chứa nhiều đồng vị phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ tồn tại trong tự nhiên, có trên mt đất, có trong thực phẩm. Con người vẫn thường phi chịu sự chiếu xạ của 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 còn có thể bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo như tia X, các bức xạ được sử dụng để chẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư. Chúng ta vẫn thường bị chiếu bức xạ ion hóa theo hai cách:  Bị chiếu bức xạ từ bên ngoài bởi các nguyên t phóng xạ.  Bị chiếu bức xạ ion hóa từ bên trong cơ thể, do các nguyên t phóng xạ được hấp thụ vào cơ thể qua thức ăn, nước ung và qua không khí hít thở. Hàng năm, trung bình mỗi người nhận mt liều bức xạ từ các nguồn phóng xạ tự nhiên khong 2 mSv. Theo các nghiên cứu của Ủy ban quc tế về an toàn bức xạ ICRP (International Commission on Radiological Protection), mức liều này có thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong s 1000000 người [2]. Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã thng kê và cho thấy đng gp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% [7]. Chính vì thế, radon có thể được xem là mt nguồn phóng xạ tự nhiên có nh hưởng lớn nhất đến sức khe của con người. Radon là kh trơ, không liên kết với các nguyên tử vật chất chủ của nó nên có thể thoát khi mt hợp chất hoá học bất kỳ mt cách dễ dàng. Radon hu như c mt ở khp mọi nơi: trong không kh, trong đất, trong nước. Nhiều nghiên cứu cho thấy những người sng trong nhà ở c lượng radon dưới lng đất cao c nguy cơ bị ung thư. Mt s nghiên cứu khác chứng minh: Radon có nh hưởng trực tiếp thông qua đường hô hấp tích tụ trong phổi, phá hoại tế bào phổi và dẫn đến ung thư. Việc sng ở nơi có chứa khí radon quá mức cho phép có thể dẫn đến tỷ lệ mc ung thư cao đi với mt s cơ quan trong cơ thể. 2 Với những ý nghĩa thực tiễn như trên, tôi đã chọn đề tài “Khảo sát nồng độ radon trong không khí bằng hệ thiết bị RAD7” làm khóa luận tt nghiệp Đại học của mình. Khóa luận gồm có các phn sau: Mở đu Chương 1: Kh phng xạ radon Chương 2: Giới thiệu máy RAD7 Chương 3: Thực nghiệm và tho luận Kết luận 3 TỔNG QUAN Radon đã được quan tâm nghiên cứu từ rất lâu, trong công tác điều tra địa chất với các ứng dụng trong các lĩnh vực tìm kiếm khoáng sn, nước ngm, thăm d đứt gãy, đng đất…Ngoài ra, radon chủ yếu được ứng dụng để thăm d kh phóng xạ ở nơi làm việc, hm m, các ta nhà…nhằm đm bo an toàn bức xạ và sức khe cho của con người. Trong những năm 1980, nồng đ radon trong nhà tại Séc cũng được kho sát. Năm 1990, bn đồ radon trong nhà trên toàn lãnh thổ cng ha Séc đã xuất hiện. Hiện nay nhiều nước châu Âu khác và mt s nước châu Á khác cũng đã c bn đồ radon trong môi trường và trong nhà [2]. Hiện nay ở Mĩ cơ quan bo vệ môi trường EPA(US Environmental Protection Agency) đã xây dựng mt bn đồ rủi ro radon trực tuyến để người dân có thể dễ dàng kiểm tra nồng đ radon ở khu vực mình đang sng hay có ý tới sng khu vực ấy. Liên tục trong 3 năm 2005, 2006, 2007, WHO đã tổ chức các dự án quc tế về radon, trong đ c trình bày các báo cáo của các nước về công tác nghiên cứu radon trong không kh trong nhà và các hướng dẫn an toàn bức xạ đi với radon. Theo kho sát của WHO năm 2007, c trên 75 nước thành viên của WHO và 45 nước khác có hoạt đng nghiên cứu liên quan đến radon, trong đ đo bằng phương pháp detector vết alpha là chủ yếu [7]. Trong Hi Nghị Địa Chất Quc Tế ln thứ 33 tổ chức tại Nauy ngày 6/14/2008, các chủ đề kh radon đã được trình bày rất nhiều các nhm địa chất môi trường. Có nhiều mẫu bn đồ nồng đ radon trong không khí của các nước Séc, Balan, Đức … đã được trình bày [10]. Trong nước, hiện nay c hai hướng nghiên cứu chính về radon. Hướng thứ nhất là đo radon trong đất phục vụ cho công tác điều tra địa chất, đứt gãy, được tiến hành từ lâu với rất nhiều nghiên cứu. Hướng thứ hai là điều tra địa chất đồ thị bằng cách kho sát radon trong nhà và ngoài trời. Hiện hướng nghiên cứu này ch mới được triển khai trên mt s tnh thành trong c nước. Từ năm 1992 đến năm 2002, trong chương trình điều tra địa chất đô thị do Liên Đoàn Vật L Địa Chất và Hi Địa- Vật Lí Việt Nam tiến hành, 54 đô thị trong c nước đã được kho sát nồng đ không [...]... Khả năng đo nồng độ khí phóng xạ trong nước Nhờ có thiết bị kèm theo, RAD7 có thể dễ dàng xác định nồng độ khí phóng xạ trong nước trong thời gian ngắn mà không cần sử dụng thêm bất cứ một hóa chất nào 2.6.5 Chương trình tự động tính toán kết quả đo Sau khi đo, kết quả xác định nồng độ khí phóng xạ được in ra giấy và được lưu vào bộ nhớ của máy tính 2.6.6 Khả năng ứng dụng của máy RAD7 Với một... chính xác và phong phú của dữ liệu về nồng độ radon trong không khí Do thời gian có giới hạn, nên các số liệu làm thực nghiệm của khóa luận được thực hiện chủ yếu tại khu vực Thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh 5 CHƯƠNG 1: KHÍ PHÓNG XẠ RADON 1.1 Khí phóng xạ radon 1.1.1 Đặc điểm Radon là nguyên tố thứ 5 được tìm thấy và là khí phóng xạ hiện hữu trong tự nhiên, không màu, không mùi và không vị Radon. .. 10 49.585', 106 43.157' 24 Hình 3.1 Các vị trí khảo sát nồng độ radon trong không khí 3.2 Yêu cầu đối với các điểm đo Theo TCVN 77889:2008 [2], vị trí các điểm đo phải đáp ứng các yêu cầu sau:  Phải cố định trong suốt quá trình đo  Không gần các dòng không khí trong nhà gây ra do thiết bị sinh nhiệt, quạt, thiết bị điều hòa không khí, cửa Tránh gần các vị trí phát nhiệt nhà bếp, ánh nắng... của RAD7 Nguyên tắc xác định nồng độ radon và thoron là dựa phổ năng lượng của tia alpha Máy bơm đưa không khí có chứa radon và thoron (đã làm khô) vào buồng đo 17 của máy Detector gắn trong đó sẽ nhận các tín hiệu điện do tia alpha đập vào Bộ xử lý tính riêng nồng độ radon và thoron dựa vào năng lượng của từng tia alpha phát ra Cửa sổ A, C để xác định nồng độ 222Rn, cửa sổ B, D để xác định nồng. .. radon tùy thuộc vào lượng khí radon mà chúng ta hít phải Càng có nhiều radon trong không khí, nguy cơ càng lớn Tương tự, khoảng thời gian chúng ta hít thở không khí chứa radon càng dài thì nguy cơ càng lớn Khi điều tra địa vật lí môi trường, nồng độ radon trong không khí thường được quan tâm Ngoài ra, có một số bằng chứng khoa học cho thấy hút thuốc làm tăng mức độ nguy hiểm do chiếu xạ radon. .. các tấm gỗ thưa không tạo điều kiện cho khí radon tích lũy Việt Nam đã công bố tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7889:2008 đối với nồng độ khí radon tự nhiên trong nhà vào năm 2008 [2] Tiêu chuẩn là cơ sở để đánh giá mức độ ô nhiễm khí phóng xạ radon trong nhà sau khi đo đạc, qua đó có thể đánh giá và đưa ra giải pháp Các mức nồng độ khí radon tự nhiên trung bình năm trong nhà được quy định như sau:... môi trường: Xác định nồng độ khí phóng xạ radon trong nước và trong không khí, quan trắc sự biến đổi của chúng theo thời gian và không gian  An toàn phóng xạ: Đánh giá mức độ ô nhiễm, lan truyền chất phóng xạ và khí phóng xạ, cảnh báo phóng xạ… 2.6.7 Khả năng xác định riêng biệt nồng độ radon và thoron Đây là một ưu điểm nổi bật so với các máy hiện có ở Việt Nam Trong các máy khác của Liên Xô... thể đủ để phá vỡ các phân tử protein trong tế bào phế nang Hình 1.5 Nguy cơ mắc ung thư phổi khi hít phải khí radon Như vậy, việc xác định hàm lượng sol khí phóng xạ gây ra bởi radon (tức là xác định radon) có ý nghĩa rất quan trọng với mục đích giám sát, cảnh báo nguy cơ ung thư phổi trong đời sống cộng đồng, trong các khu hầm mỏ, trong nhà ở và đặc biệt trong phòng ngủ, phòng làm việc Từ... nguồn phát radon Ở ngoài trời, nồng độ radon thấp chỉ khoảng 10 Bq/m3 Với tập hợp 1020 phân tử không khí chỉ có thể tìm thấy khoảng 10 nguyên tử radon Tuy nhiên ở trong nhà nồng độ radon có thể rất cao do hiệu ứng bẫy radon từ (20 đến 10.000 Bq/m3 hoặc nhiều hơn nữa) [2] Nồng độ radon thường thay đổi, tùy thuộc vào dòng khí qua nhà và rất cao ở một số nơi là hang động hoặc trong một mỏ... chỉ thị bằng kim đồng hồ hoặc số đếm xung Dòng máy này hiện đã cũ, độ nhạy kém và làm việc không ổn định Chúng có nhược điểm là không tự động phân biệt 222Rn và 220Rn, đồng thời bị ảnh hưởng rất nhiều do sự nhiễm bẩn phóng xạ khi đo vào vùng có nồng độ khí phóng xạ cao 2.1.2 Phương pháp đo radon bằng máy rad– 200 Thiết bị RDA – 200 được thiết kế để đo hoạt độ hạt alpha phát sinh từ radon và . Effects of Atomic Radiation Uỷ ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử NAS The National Academy of Sciences Viện hàn lâm Khoa Học Quc gia Wat-250 Water. thường được quan tâm. Ngoài ra, có mt s bằng chứng khoa học cho thấy hút thuc làm tăng mức đ nguy hiểm do chiếu xạ radon. Báo cáo của Viện Khoa học Quc gia Mĩ - NAS (The National Academy of. mức liều này có thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong s 1000000 người [2]. Ủy ban khoa học Liên Hiệp Quc về những nh hưởng của bức xạ nguyên tử UNSCEAR (United Nations Scientific