Bài Giảng Bức Xạ Ion Hóa

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT1: KHÁI NIỆM  Phóng xạ: “ là hiện tượng thay đổi bên trong hạt nhân không cần có tác động của các yếu tố bên ngoài, tự phát ra các bức xạ liên tục và khác nhau

Chủ Đề: Bức Xạ Ion Hóa

Nhóm Thực Hiện: 05

GVHD: Võ Thị Kim Hân

Bảo Hộ Lao Động

Nội dung thuyết trình:

 Chương 1: Cơ Sở Lý Thuyết……

1 Khái niệm

2.Các loại bức xạ ion hóa

 Chương 2: Các Nguồn Chiếu Xạ

1 Chiếu xạ tự nhiên

2 Chiếu xạ nhân tạo

 Chương 3: Tiêu Chuẩn Bức Xạ, Phương Pháp và Thiết bi đo lường

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1: KHÁI NIỆM

 Phóng xạ: “ là hiện tượng thay đổi bên trong hạt nhân

không cần có tác động của các yếu tố bên ngoài, tự phát ra các bức xạ liên tục và khác nhau mà không có tác nhân nào làm tăng nhanh hoặc chậm lại các hiện tượng đó”

 Bức xạ ion hóa: “ là các bức xạ điện tử và hạt, khi

tương tác với môi trường tự nhiên tạo ra các ion”

2: CÁC LOẠI BỨC XẠ ION HÓA

2.2: Bức Xạ Beta.

Có khối lượng như điện tử từ trong hạt nhân bắn ra, mang điện (-) hay (+) Nhỏ hơn rất nhiều so với các hạt alpha và nó có thể xuyên sâu hơn

2.3: Bức Xạ Gamma.

 Bức xạ gamma là dạng năng lượng sóng điện từ Sinh

ra trong quá trình biến đổi hạt nhân hoặc hủy biến các hạt Nó đi được khoảng cách lớn trong không khí và có

độ xuyên mạnh

 Các vật liệu đặc như chì, bê tông là tấm chắn lý tưởng đối với tia gamma.

2.4: Bức Xạ Neutron.

 Là những hạt không mang điện, 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

 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.

2.5: 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

CHƯƠNG II CÁC NGUỒN CHIẾU XẠ

1.Chiếu Xạ Tự Nhiên

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 Các đồng vị có nguồn gốc từ tia vũ trụ có đóng góp đáng kể vào liều chiếu xạ trong

 Chia làm 2 loại: Bức xạ vũ trụ từ thiên hà

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.

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…

 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 tới 0,25 mSv/năm.

Nguồn Liều bức xạ tự nhiên trung bình mỗi

người nhận được trong một năm

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

Bảng 2: Liều lượng do chiếu xạ y học

<1

ĐVPX Phát ra bức xạ ứng dụng

Bi-213 (46 m) Anpha Điều trị ung thư

Co-60 (5,27 y) Gamma Xạ trị ngoài, khử trùng Ho-166(26h), Cu-64 (13 h) Chẩn đoán, điều trị

b: Chiếu xạ trong công nghiệp:

 Công nghệ kĩ thuật ngày càng phát triển cùng với đó là những ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp cũng ngày càng đa dạng và phổ biến chẳng hạn:

- 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

ĐVPX Sử dụng trong công nghiệp

H-3, Au-198, Tc-99m Nghiên cứu về nước thải

C-14, Cl-36,H-3 Đo tuổi nước

Sc-40 Ag-110m, Co-60, La-140, Sc-46,

Au-198 Nghiên cứu về hiệu quả lò cao

Mn-54, Zn-65 Nghiên cứu về tác động môi trường của khai thác mỏCr-57, Ir-192, Au-198 Nghiên cứu xói mòn bờ biển

Co-60 Khử trùng trong y tế và thực phẩm

Cs-137, Giám sát xói mòn đất, lắng đọng, độ cao mực nước trong bình chứaIr-192, Yb-169, Co-60, Se-75 Chụp X-quang công nghiệp kiểm tra các mối hànPb-210 Đo lường tuổi đất, cát

Bảng 4: Một số đồng vị phóng xạ sử dụng trong công nghiệp

c: Tro bụi phóng xạ

 Do các vụ nổ hạt nhân là chủ yếu:

- Các chất phân hạch không được sử dụng hoặc mới được tạo ra do tương tác với neutron như Pu239 theo phản ứng (n, U238).

- Các sản phẩm phân hạch.

- Triti trong các động cơ nhiệt lạnh

 Những tro bụi này được tung lên khí quyển trong các vụ nổ

sẽ rơi xuống dưới dạng hạt nhỏ Thời gian tro bụi phóng xạ lưu lại trong khí quyển có thể kéo dài hàng chục năm tùy thuộc vào các vụ nổ và các điều kiện phức tạp.

 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

Hình 2: Người dân Nhật bị bỏng do bom nguyên tử của Mỹ.

CHƯƠNG III TIÊU CHUẨN BỨC XẠ, PHƯƠNG PHÁP VÀ THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG

1.TIÊU CHUẨN BỨC XẠ:

 Đối với công nhân:

Theo khuyến cáo của ICRP, thì mức liều đối với công nhân không nên vượt quá 50 mSv/năm và liều trung bình cho 5 năm không được vượt quá 20 mSv Nếu một phụ nữ mang thai làm việc trong điều kiện bức xạ, thì giới hạn liều nghiêm ngặt hơn cần được áp dụng là 2 mSv

 Đối với công chúng:

Giới hạn liều đối với công chúng nói chung

thấp hơn đối với công nhân ICRP khuyến cáo rằng giới hạn liều đối với công chúng không nên vượt quá 1mSv/ 1 năm.

 Đối với bệnh nhân:

- ICRP không có khuyến cáo giới hạn liều đối

với bệnh nhân mSv/1 năm.

- Ở nhiều cuộc chụp X-quang, bệnh nhân phải chiếu liều cao hơn nhiều lần so với giới hạn liều cho công chúng Trong xạ trị, liều chiếu có thể tăng gấp hàng trăm lần so với giới hạn liều đối với công nhân Bởi vì liều xạ được dùng là

để xác định bệnh và để chữa bệnh, nên hiệu quả của điều trị được xem là cần thiết hơn ngay cả khi phải dùng đến liều cao

2.PHƯƠNG PHÁP ĐO:

 Đo nhiễm xạ môi trường:

-Đo liều suất do các nguồn bức xạ ion hóa phát ra

-Đo chất phóng xạ, nồng độ phóng xạ trong môi trường

 Đo liều chiếu xạ cá nhân:

-Đo chiếu sáng ngoài: dùng các phương tiện như phim ảnh, nhiệt phát quang, bút đo dọc trực tiếp dùng buồng ion hóa…

-Đo chiếu trong thường dùng cách đo gián tiếp tổng hoạt

độ phóng xạ cơ thể.

CHƯƠNG IV TÁC HẠI CỦA BỨC XẠ ION HÓA LÊN CƠ THỂ CON NGƯỜI

Con Người

A.Cơ chế trực tiếp:

 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 tử nước,

sau đó các sản phẩm độc hại của các phân tử nước tác dụng lên các phân tử hữu cơ

 Sự ion hóa có thể dẫn đến sự thay đổi phân tử nước tạo thành một loại hóa chất làm thay đổi nhiễm sắc thể, từ đó làm thay đổi cấu trúc và chức năng của tế bào làm xuất hiện các triệu chứng lâm sàng: buồn nôn, đục nhân mắt, ung thư sau thời gian dài

 Quá trình dẫn đến các tổn thương do bức xạ có thể chia theo 4 giai đoạn:

Giai đoạn vật lý

Giai đoạn hóa lý

 Giai đoạn hóa học

 Giai đoạn sinh học

2.Các Tổn Thương Do Bức Xạ Ion Hóa

A.Tổn thương ở mức nhiễm sắc thể ADN

Do tác dụng trực tiếp hay gián tiếp, ADN có thể chịu các tổn thương sau:

 Đứt một nhánh.

 Đứt hai nhánh

 Nối giữa các phân tử trong ADN.

 Nối giữa ADN và protein.

Tổn thương bội (Bulky Lession) Thuộc loại tổn thương gây

tử vong

a) NST bình thường b) trái: đứt ở cuối; phải: đứt một khe c) rối loạn NST, trái: mất một khoảng ở giữa; phải mất ở cuối d) hai đoạn của nhánh này bị cắt và nối sang nhánh khác e) NST bị nối thành vòng f) hai nhánh bị cắt nối thành vòng g) một cặp NST bình thường h) Hai NST dính lại thành một NST hai tâm + hai đoạn đứt hỗn hợp i) Hai NST trao đổi các đoạn cho nhau Từ b-f: nội NST Trường hợp h + i: giữa các NST.

B.Tổn thương ở mức phân tử.

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.

Phân tử có thể kháng virut HIV

 C.Tổn thương ở mức tế bào

Các tổn thương phóng xạ lên tế bào có thể làm cho:

sinh chất.

 Tế bào không chết nhưng không phân chia được.

Tế bào hồng cầu

• 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

3.Các hiệu ứng và biểu hiện

Tùy theo loại bức xạ ion hóa, năng lượng bức

xạ, thời gian chiếu, liều chiếu, đối tượng bị chiếu

mà xuất hiện các hiệu ứng khác nhau

A.Hiệu ứng sớm

 Hiệu ứng sớm là hiệu ứng xảy ra sau một khoảng thời gian ngắn từ vài giờ đến một vài tuần sau khi bị chiếu xạ cấp diễn

 Các hiệu ứng này xảy ra do sự suy giảm nhanh chóng số lượng tế bào trong một số cơ quan của cơ thể, vì nhiều tế bào đã bị hủy diệt hoặc quá trình phân chia tế bào đã bị hủy diệt hoặc bị cản trở hay chậm lại.

 Các hiệu ứng xảy ra chủ yếu do tổn thương trên da, tủy xương, bộ máy tiêu hóa, cơ thần kinh.

 Máu và cơ quan tạo máu: sau khi bị chiếu xạ

cao chúng có thể ngừng hoạt động và số lượng

tế bào trong máu ngoại vi giảm xuống nhanh chóng Các biểu hiện lâm sàn như: triệu chứng sốt xuất huyết, phù, thiếu máu

 Hệ tiêu hóa: chiếu xạ liều cao làm tổn thương

niêm mạc ống vị tràng gây ảnh hưởng đến việc tiết dịch của các ống tiêu hóa với các triệu chứng như ỉa chảy, sút cân, nhiễm độc máu, giảm sức đề kháng của cơ thể

 Da: một hiệu ứng sớm xuất hiện trên da sau khi bị chiếu xạ liều cao là hiệu ứng ban đỏ Các tổn thương này có thể dẫn tới viêm da, xạm da,viêm loét, thoái hóa, hoại tử da hoặc phát triển các khối u ác tính ở da Chẳng hạn một liều chiếu 3 Gy của tia X năng lượng thấp sẽ gây ban đỏ và những liều lớn hơn có thể gây ra

sự bỏng rộp, loét

Biểu hiện trên da của

người bị nhiễm phóng xạ

 Cơ quan sinh dục: nếu chiếu với liều cao sẽ

gây nên sự vô sinh

Sự phát triển của phôi thai: khi người mẹ

mang thai mà bị chiếu xạ có thể xuất hiện những bất thường như: xẩy thai, thai chết lưu hoặc sinh ra những đứa trẻ bị dị tật bẩm sinh

B.Hiệu ứng muộn

Hiệu ứng muộn là hiệu ứng xảy ra sau một thời gian dài thì hậu quả của sự tác hại do sự chiếu xạ mới xuất hiện Hiệu ứng muộn được chia làm hai loại: hiệu ứng sinh thể và hiệu ứng di truyền.

 Hiệu ứng sinh thể (Somatic Effects)

-Giảm thọ: Ở liều thấp mức độ giảm thọ không rõ

ràng nên chưa thu được những số liệu thống kê có ý nghĩa về giảm thọ Nhưng rõ ràng là có hiệu ứng này

- Ung thư phổi: thợ mỏ khai thác Uran hoặc

thợ hầm lò có tỷ lệ ung thư phổi cao do tác động của khí Radon và các phóng xạ của nó

- Đục nhãn cầu mắt: nếu chiếu quá liều cấp

diễn và trường diễn đều có thể gây đục nhân mắt, các bộ phận khác của mắt cũng bị hại Đặc trưng đục nhân mắt do bức xạ là lớp tế bào ở mặt phía sau của thủy tinh bị tổn thương tạo thành vùng mờ ngăn cản ánh sáng đi vào mắt

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).

 Hiệu ứng di truyền (Genetic Effects)

Các thông tin di truyền bị tác động bởi nhiều

tác nhân gây đột biến, bức xạ là một tác nhân Chúng làm đứt gãy các dãy gốc trong phân tử ADN Khi thông tin của tế bào giống bị biến đổi

và tế bào giống được thụ tinh thì thế hệ con cháu

của người bị chiếu xạ sẽ có khuyết tật di truyền

do đột biến

Thế hệ sau bị ảnh hưởng sau vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (1986)

C.Hiệu ứng ngẫu nhiên và tất nhiên

(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, nhưng mức trầm trọng của hiệu ứng đó không phụ thuộc vào độ lớn của liều

định Mức độ trầm trọng của hiệu ứng này tăng lên theo sự tăng của liều.

CHƯƠNG V BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC

1 Các biện pháp quản lý an toàn bức xạ để giảm

liều chiếu ngoài

 Khi nhân viên làm việc với nguồn bức xạ để giảm liều chiếu xạ ngoài tại vị trí người làm việc có thể sử dụng ba biện pháp sau:

 Giảm thời gian làm việc

 Tăng khoảng cách từ người tới nguồn

 Tăng chiều dày vật che chắn bức xạ

 Ngoài ra để nhân viên không bị liều chiếu cao, cần sử dụng cả biện pháp hành chính lẫn biện pháp kỹ thuật.

 Biện pháp hành chính là xây dựng các quy trình thao tác và nội quy làm việc.

 Về mặt kỹ thuật:

- Các thiết bị có nguồn đặt bên trong cần phải bền vững về mặt cơ học, hóa học…

- Lấy nguồn phóng xạ ra ngoài phải dùng các dụng cụ thao tác từ xa hoặc các thiết bị đặc biệt, cấm dùng tay cầm trực tiếp nguồn phóng xạ.

- Khi dùng các máy móc thiết bị với nguồn kín bên ngoài phòng làm việc phải trù liệu những biện pháp như hướng tia phóng xạ xuống đất hoặc phía không có người

- Hạn chế thời gian ở gần nguồn, dùng rào chắn di động và tường che bảo vệ, treo biển báo nguy hiểm bức xạ có thể dễ nhận thấy từ xa trên 3m

- Ngoài ra cũng cần dùng các thiết bị tự động như dùng khóa tự động hạn chế và ngăn chặn người vào vùng nguy hiểm

- Dùng thiết bị điều khiển từ xa để tránh các thao tác trực tiếp, dùng máy đặt thời gian để kiểm soát thời gian chiếu xạ…

- Bảo quản các chất phóng xạ trong hộp chì kín, bao che bớt bóng phát tia Rowngen bằng

2 Các biện pháp quản lý an toàn bức xạ để giảm liều chiếu trong:

 Các phòng thí nghiệm phải bố trí riêng biệt, có chu vi bảo vệ từ 50-300m

 Cấu trúc trang thiết bị của phòng thí nghiệm phóng xạ cần giảm bớt tính hấp thụ phóng xạ,

dễ cọ rửa và tẩy sạch

 Nhân viên phải được trang bị các phương tiện bảo vệ cá nhân chuyên dùng: găng tay cao su, tạp dề,giầy tất, khẩu trang…

 Khi làm thí nghiệm các nhân viên phải mặc đầy đủ phương tiện bảo vệ cá nhân , thực hiện các thao tác chuẩn xác và thời gian tối ưu

 Có kế hoạch tẩy xạ hằng ngày, hằng tuần cho trang thiết bị và cho người lao động

 Tuân thủ nghiêm ngặt công tác khám tuyển và khám sức khỏe định kì để loại những người không đủ sức khỏe và những người mắc bệnh chống chỉ định làm việc với bức xạ ion hóa.