NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC VÀ ĐẤT PHỤC VỤ ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG

Header Page of 16 BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT BÁO CÁO ĐỀ TÀI KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC VÀ ĐẤT PHỤC VỤ ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG Chủ nhiệm : Nguyễn Ngọc Chân 7467 30/7/2009 HÀ NỘI - 2008 Footer Page of 16 Header Page of 16 MỤC LỤC Trang Lời nói đầu Chương I: Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước giới nước I.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha giới I.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, đất, nước nước ta Chương II: Nghiên cứu thử nghiệm phương pháp lựa chọn tham số phục vụ cho việc xác định định lượng tổng hoạt độ α 10 II.1 Cơ sở xác định định lượng tổng hoạt độ anpha 10 II.1.1 Phương pháp Modified Kusnetz 10 II.1.2 Phương pháp Roll 11 II.1.3 Phương pháp Modified Tsiroglou 11 II.1.4 Phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha cháu thoron 13 II.2 Kết nghiên cứu lựa chọn tham số đo 14 II.2.1 Kết lựa chọn thể tích lấy mẫu khí V thời gian hút mẫu t 14 II.2.2 Kết lựa chọn phương pháp làm giàu mẫu, lấy mẫu xử lý mẫu trước đo 16 II.2.3 Kết lựa chọn thời gian phơi mẫu, thời gian đo 17 II.2.4 Kết xác định hiệu suất đo khay nhấp nháy 19 Chương III: Kết áp dụng đo thử nghiệm 21 III.1 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng đất đá có chứa phóng xạ 21 III.1.1 Mô tả sơ lược khu vực nghiên cứu 21 III.1.2 Khối lượng, hạng mục công việc thực 22 III.1.3 Kết đạt 25 III.2 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng khoáng sản apatit có chứa phóng xạ   26 III.2.1 Mô tả sơ lược khu vực nghiên cứu 26 III.2.2 Khối lượng, hạng mục công việc thực 27 III.2.3 Kết đạt 29 Footer Page of 16 Header Page of 16 III.3 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng cát sa khoáng ven biển 31 III.3.1 Mô tả sơ lược khu vực nghiên cứu 31 III.3.2 Khối lượng, hạng mục công việc thực 31 III.3.3 Kết đạt 32 III.4 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng khoáng sản than 36 III.4.1 Mô tả sơ lược khu vực nghiên cứu 36 III.4.2 Khối lượng, hạng mục công việc thực 36 III.4.3 Kết đạt 37 III.5 Tổng hợp đối sánh kết đo thử nghiệm, đánh giá hiệu phương pháp 40 Chương IV: Tổ chức thi công chi phí 45 IV.1 Sản phẩm đề tài 45 IV.2 Tổng hợp khối lượng thực 45 IV.3 Kinh phí thực đề tài 45 Kết luận 54 Tài liệu tham khảo 55   Footer Page of 16 Header Page of 16 LỜI NÓI ĐẦU Thế giới sống có chứa nhiều chất phóng xạ điều xảy từ hình thành trái đất Con người phát 60 hạt nhân phóng xạ, 60 hạt nhân phóng xạ không ngừng phân rã tương tác với đồng thời phát xạ γ, β, α Một phần chất phóng xạ phát tán vào môi trường không khí, nước, đất nơi người sống gây ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe nhân loại Trong môi trường sống người ta đặc biệt quan tâm đến chiếu xạ xạ γ, β, α sinh trình phân rã U238, Th232, U235, K40 Rb87 Trong ba loại xạ ion hóa kể xạ α có khả gây ảnh hưởng lớn mặt sinh học Mức độ nguy hại đến tế bào mô lớn gấp 20 lần so với xạ gamma Do việc đo hoạt độ anpha radon cháu sinh quan tâm Để đánh giá mức độ ô nhiễm phóng xạ radon cháu sinh ra, phải đo tổng hoạt độ anpha môi trường khí, nước đất Nhiều năm qua Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam triển khai đo khối lượng đáng kể xác định tổng hoạt độ anpha môi trường khí, nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường đô thị, số đảo số vùng mỏ có cộng sinh phóng xạ Để có thống chung phương pháp đo đạc, xử lý số liệu, kết quả.v.v… cần phải xây dựng quy trình công nghệ cấp có thẩm quyền ban hành Do tính cấp thiết nhiệm vụ đặt ra, ngày 16/4/2007 Bộ Tài nguyên Môi trường ký Hợp đồng nghiên cứu khoa học công nghệ số 04 ĐC - 07/HĐKHCN giao cho Liên đoàn Vật lý Địa chất thực đề tài “Nghiên cứu xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường khí, đất nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường” Mục tiêu đề tài là: Hoàn thiện phương pháp đo, xử lý số liệu, xây dựng quy trình nhằm xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường Đề tài giao cho Trung tâm Nghiên cứu Ứng dụng Địa vật lý Liên đoàn Vật lý Địa chất tổ chức thực 24 tháng kể từ tháng 1/2007 đến tháng 12/2008 Tập thể tác giả thực nội dung chủ yếu sau: - Thu thập tài liệu nước có liên quan đến phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha Xây dựng đề cương trình duyệt cấp   Footer Page of 16 Header Page of 16 - Áp dụng đo thử nghiệm phòng, lựa chọn tham số đặc trưng phục vụ cho việc đo đạc, tính toán - Tiến hành đo thử nghiệm vùng: Khu du lịch Sapa, mỏ Apatit Cam Đường - Lào Cai, khu vực khai thác quặng sa khoáng ven biển Thiên Cầm - Hà Tĩnh khu vực mỏ than Mạo Khê - Quảng Ninh - Đo kiểm chứng số thiết bị khác như: Máy AB-5 Mỹ Canada sản xuất, máy ALOKA-TCS-222 Nhật Bản sản xuất - Xử lý, tổng hợp, liên kết, đối sánh kết - Xây dựng quy trình công nghệ xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường Tập thể tác giả thực đề tài gồm Nguyễn Ngọc Chân, La Thanh Long, Nguyễn Thế Hùng, Nguyễn Thế Minh, Trần Anh Tuấn, Nguyễn Văn Viện, Hoàng Đại Lâm.v.v…do Nguyễn Ngọc Chân làm chủ nhiệm Trong trình thực đề tài, tập thể tác giả nhận nhiều ý kiến đóng góp quý báu chuyên gia hàng đầu an toàn xạ, điều tra đánh giá môi trường Vụ khoa học Công nghệ - Bộ Tài nguyên Môi trường, Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường thuộc Bộ Tư lệnh Hóa học, Trung tâm An toàn Bức xạ Môi trường thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân.v.v… Tập thể tác giả xin chân thành cảm ơn quan tâm giúp đỡ có hiệu   Footer Page of 16 Header Page of 16 Chương I TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở TRONG NƯỚC I.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha giới Các công trình nghiên cứu nhiều tác giả giới thống nhất: Radon có đồng vị phóng xạ tự nhiên, là: 222Rn (radon), 220Rn (thoron) 219Rn (actinon) Ba đồng vị sản phẩm trình phân rã dãy phóng xạ 238U, 232Th 235U Do đặc điểm hàm lượng tự nhiên thấp, chu kỳ bán hủy ngắn nên 220Rn 219Rn quan tâm Theo quan điểm môi trường người ta quan tâm đến 222Rn có khắp nơi tự nhiên có chu kỳ bán hủy dài 3.825 ngày 222Rn có sản phẩm trung gian chúng có chu kỳ bán hủy ngắn trạng thái cân đạt 222Rn vài Sản phẩm phân rã Chu kỳ bán rã Loại bán rã 218 3,11 phút Hạt α 214 26,8 phút Hạt β, γ 214 19,7 phút Hạt β, γ 214 164 x 10-6giây Hạt α [9] Po (RaA) Pb (RaB) Bi (RaC) Po (RaC’) Năng lượng 6Mev Trong thực tế cháu radon kim loại nặng (RaA) v.v…[1] 218 Po Tiếp sau dãy 214Po (RaB) có kết hợp với nguyên tố trước việc nhận thêm điện tích Đáng lưu ý sản phẩm cháu radon có thời gian sống ngắn có tăng nhanh hàm lượng chúng radon thoát vào không khí ngược lại phân rã nhanh nguyên tố cháu bị tách khỏi không khí trình lấy mẫu khí [5] Người ta đo tổng hoạt độ anpha đơn vị Working Level (WL), đơn vị đo hoạt độ sản phẩm cháu radon Một WL kết hợp (sự hóa hợp) RaA, RaB, RaC RaC’ lít không khí điều kiện tiêu chuẩn mà kết cuối tổng lượng anpha phát WL 1,3 x 105 MeV [6] Đối với radon thoron không khí tự mối quan hệ xác định gần theo quan hệ sau: - 1WL tương đương 3.700Bq/m3 với radon cháu; - 1WL tương đương 280Bq/m3 với thoron cháu [Environmental protection guidelines- UNRFNRE-NEW YORK, NY 10017 USA 1987]   Footer Page of 16 Header Page of 16 Có hai phương pháp đo α - Phương pháp đo xạ α buồng nhấp nháy ZnS(Ag) để xác định nồng độ radon (hay gọi buồng Lucas) - Phương pháp đo tổng hoạt độ α cháu radon khay nhấp nháy Trên giới phương pháp thực riêng biệt thực đồng thời Năm 1953 E.C.Tsiroglou, H.E.Ager, D.A.Holiday nghiên cứu cân không khí hỗn hợp radon cháu cách sử dụng phương pháp đo hoạt độ α Tháng năm 1956 Howord, L Kusnetz tiến hành thử nghiệm phương pháp đo hoạt độ α thực địa để xác định hàm lượng cháu radon không khí mỏ Tháng năm 1968 R Roll đề xuất phương pháp kiểm tra nâng cao độ xác xác định hàm lượng radon cháu [5] Từ năm 1976 đến năm 1980, George A.C Breslin A.J nghiên cứu phân bố radon cháu loại vật liệu xây nhà Newyork Mỹ Năm 1986 Ủy ban Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EDA) công bố số quy ước phép đo radon nhà sản phẩm phân rã radon mức hành động là: 147 Bq/m3 Các nước cộng đồng châu Âu quy định mức hành động radon là: 200 Bq/m3 [2] Ở Liên Xô cũ người ta quan tâm đến đo radon hoạt độ anpha cháu từ năm 1960 Năm 1972 họ chế tạo thiết bị đo hoạt độ anpha PYΠ-1 với đầu đo tinh thể mỏng loại nhấp nháy ZnS(Ag) có diện tích cửa sổ nhạy: 50 cm2 sau hệ máy Radon, RGA-01, [5] Thiết bị sử dụng để phát ô nhiễm bề mặt xạ anpha gây Năm 1994, tổ hợp thiết bị EDA Toroton Canada chế tạo loại thiết bị đo tổng hoạt độ anpha không khí, nước, đất - loại RDA-200 Ở ta sử dụng hệ thống lấy mẫu sol khí qua phin lọc đặc biệt, có diện tích nhạy 4,9cm2 Để làm giàu người ta tăng thể tích mẫu qua phin lọc, sau đưa vào khay nhấp nháy mỏng để đo [6] Năm 1998 hãng Pylon Canada chế tạo thiết bị đo hoạt độ α không khí, nước, đất phục vụ điều tra nghiên cứu môi trường, thiết bị đo AB-5 Thiết bị có chức năng, tác dụng tương tự RDA-200 song có độ nhạy hiệu suất cao Năm 2002 hãng điện tử Pylon Canada cải tiến chế tạo hệ thiết bị đo radon, tổng hoạt độ anpha cháu, loại AB-5/AB-5R Loại   Footer Page of 16 Header Page of 16 AB-5R với phin lọc khí có diện tích nhạy 12,5cm2 với buồng nhấp nháy đo radon có diện tích nhạy gấp 1,5 lần so với buồng nhấp nháy máy đo RDA-200 [7] Năm 2004 Nhật Bản chế tạo thiết bị đo hoạt độ anpha ALOKA loại TCS-222 đo tổng hoạt độ anpha không khí, nước, đất phin lọc có diện tích nhạy 60cm2, thiết bị đo ô nhiễm bề mặt chất phóng xạ có phân rã α gây uran, thori, 241Am…[8] Trong năm gần đây, công nghệ đo phổ anpha sử dụng để đo riêng biệt nồng độ radon, thoron cháu Thiết bị loại sử dụng phổ biến máy RAD-7 hãng Durrige (Mỹ) chế tạo [7] I.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, đất, nước nước ta Ở nước ta việc áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, đất, nước chậm nhiều so với nước tiên tiến giới Vào năm 1982-1985, Trung tâm An toàn Bức xạ Môi trường thuộc Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân triển khai hệ hút mẫu sol khí qua phin lọc, sau phin lọc đưa vào thiết bị nhiều kênh để xác định hàm lượng riêng biệt RaA, RaB, RaC cuối xác định tổng hoạt độ anpha chúng Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam, từ năm 1996 sử dụng thiết bị RDA-200 để đo thử nghiệm tổng hoạt độ anpha số đô thị như: Hà Giang, Cao Bằng, Lạng Sơn, Thái Nguyên số đảo như: Cô Tô, Quan Lan, Ngọc Vừng… Kết đo cho thấy tổng hoạt độ anpha không khí dao động từ Bq/m3 đến < 100 Bq/m3 Riêng việc xác định tổng hoạt độ anpha nước, đất chưa tiến hành Vào năm 2000, Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường thuộc Bộ Tư lệnh Hóa học triển khai đo tổng hoạt độ anpha không khí thiết bị AB-5 Canada sản xuất Việc đo đạc làm thường xuyên nhằm theo dõi độ thay đổi tổng hoạt độ anpha môi trường không khí Từ năm 2000 đến Liên đoàn Vật lý Địa chất phối hợp với Liên đoàn Địa chất Xạ đưa phương pháp vào xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước số vùng mỏ phóng xạ Dưới số kết đo tổng hoạt độ anpha môi trường không khí mỏ:   Footer Page of 16 Header Page of 16 Bảng I.1 TT Số vị trí khảo sát Tên vùng mỏ khảo sát Tổng hoạt độ anpha (Bq/m3) Min Max Trung bình Nông Sơn, Tiên An, Tiên Phước, Khe Cao, Khe Hoa 175 7,3 278,8 60,5 Pà Rồng, Pà Lừa 60 12,0 12514,8 412,5 Đông Nam Bến Giằng 70 12,6 73398,6 1740,4 Cao Bằng Lai Châu 116 4,7 250,2 63,1 Bảng I.2: Một số kết phân tích tổng hoạt độ anpha mẫu nước môi trường nước mỏ Bảng I.2 TT Tên vùng mỏ khảo sát Số mẫu Tổng hoạt độ anpha (Bq/m3) Min Max Trung bình Nông Sơn, Tiên An, Tiên Phước, Khe Cao, Khe Hoa 80 21,3 74,7 42,3 Pà Rồng, Pà Lừa 20 24,3 55,1 40,1 Đông Nam Bến Giằng 25 21,3 58,7 51,5 Cao Bằng Lai Châu 15 35.2 58,7 36,5 Năm 1993, Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Tiêu chuẩn tạm thời mức giới hạn cho tổng hoạt độ anpha không khí 122,1 Bq/m3 Ngày 25/6/2002 Bộ Khoa học Công nghệ Môi trường ban hành Tiêu chuẩn Việt Nam mức giới hạn tổng hoạt độ anpha nước 100Bq/m3   Footer Page of 16 Header Page 10 of 16 Chương II NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP VÀ LỰA CHỌN CÁC THAM SỐ ĐO PHỤC VỤ CHO VIỆC XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA II.1 Các phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha II.1.1 Phương pháp Modified Kusnetz Đây phương pháp thực địa Howard L.Kusnetz triển khai gần 30 năm để đo trực tiếp Working Level liên tục Từ phương pháp liên tục cải tiến hoàn thiện (chú ý phương pháp đo không liên quan đến độ nhạy thiết bị) Các phương thức lấy mẫu, đo đạc, tính toán WL theo phương pháp thực theo trình tự sau: a) Lấy mẫu trình tự đo đạc lấy số liệu - Đặt phin lọc vào giá đỡ (mặt có kẻ carô ngoài) lắp đầu có giá đỡ phin lọc vào đầu van buồng nhấp nháy, đầu van thứ hai buồng nối với bơm hút khí - Đặt hệ lấy mẫu (bao gồm giá đỡ phin lọc, buồng nhấp nháy, bơm) vào khu vực cần đo - Đặt bơm hút có vận tốc lít/phút, thời gian hút mẫu 10 phút, thời gian phơi mẫu 50 phút, thời gian đo phút - Trong trường hợp xác định tổng hoạt độ anpha mẫu nước, người ta kết tủa mẫu nước, lọc mẫu, sấy khô, nén thành viên sau đặt mẫu vào khay nhấp nháy - Trường hợp lấy mẫu khí đất, phải qua hệ thống hút khí độ sâu 60cm, khí đất hút qua phin lọc - Đặt khay nhấp nháy có mẫu vào buồng đo, đặt chuyển mạch Ra/Am Am Ấn nút “Sample” bắt đầu đo - Ghi kết đo vào sổ - Chuyển khóa nguồn OFF - Tháo khay nhấp nháy khỏi buồng đo, đậy nắp đen lại vặn chặt vòng giữ nắp b) Xử lý số liệu tính toán tổng hoạt độ anpha cháu radon - Xác định tốc độ đếm/phút - Xác định phông/phút - Ghi tốc độ đếm trừ phông   Footer Page 10 of 16 10 Header Page 47 of 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO Geotechnical and Environmental Geophysics Edited by STANLEY H WARD, Printed in the United States of America 1990 An overview of radon surveys in Europe – European commission joint reseachs centre 2005 Safety series, No.115 IAEA Vien 1996 Cпpaboчник пo paguaциопой Бeзлoпacнoctи B.Φ Koзлob, Mocквa Знергоатомиздат 1987 Thuyết minh máy PGA-01 Thuyết minh máy RDA-200, RDU-200 Thuyết minh máy AB-5, AB-5R Thuyết minh máy RAD-7 Thuyết minh máy Aloka, TCS-222   Footer Page 47 of 16 47 Header Page 48 of 16 TÓM TẮT BÁO CÁO ĐỀ TÀI Nghiên cứu xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước đất phục vụ điều tra đánh giá môi trường LỜI NÓI ĐẦU Cơ sở pháp lý: Hợp đồng nghiên cứu khoa học công nghệ số 04 ĐC 07/HĐKHCN ngày 16/4/2007 Bộ Tài nguyên Môi trường giao cho Liên đoàn Vật lý Địa chất thực đề tài “Nghiên cứu xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường khí, nước đất phục vụ điều tra đánh giá môi trường” Mục tiêu đề tài: Hoàn thiện phương pháp đo, xử lý số liệu, xây dựng quy trình nhằm xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường Nội dung chủ yếu thực hiện: - Thu thập tài liệu nước có liên quan đến phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha - Áp dụng đo thử nghiệm phòng, lựa chọn tham số đặc trưng phục vụ cho việc đo đạc, tính toán - Tiến hành đo thử nghiệm vùng: Khu du lịch Sapa, mỏ Apatit Cam Đường - Lào Cai, khu vực khai thác quặng sa khoáng ven biển Thiên Cầm - Hà Tĩnh khu vực mỏ than Mạo Khê - Quảng Ninh - Đo kiểm chứng số thiết bị khác như: Máy AB-5 Mỹ Canada sản xuất, máy ALOKA-TCS-222 Nhật Bản sản xuất - Xử lý, tổng hợp, liên kết, đối sánh kết - Xây dựng quy trình công nghệ xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường Chương I: TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở TRONG NƯỚC I.1 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha giới I.2 Tình hình nghiên cứu áp dụng phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, đất, nước nước ta Chương II: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP VÀ LỰA CHỌN CÁC THAM SỐ ĐO PHỤC VỤ CHO VIỆC XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA II.1 Các phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha II.1.1 Phương pháp Modified Kusnetz II.1.2 Phương pháp Roll II.1.3 Phương pháp Modified Tsiroglou II.1.4 Phương pháp xác định định lượng tổng hoạt độ anpha cháu thoron   Footer Page 48 of 16 Header Page 49 of 16 II.2 Kết nghiên cứu lựa chọn tham số đo II.2.1 Kết lựa chọn thể tích lấy mẫu khí thời gian hút mẫu II.2.2 Kết lựa chọn phương pháp làm giàu mẫu, lấy mẫu trước đo II.2.3 Kết lựa chọn thời gian phơi mẫu, thời gian đo II.2.4 Kết xác định hiệu suất đo khay nhấp nháy Chương III : KẾT QUẢ ÁP DỤNG ĐO THỬ NGHIỆM III.1 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng đất đá có phóng xạ cao III.2 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng khoáng sản apatít có chứa phóng xạ III.3 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng cát sa khoáng ven biển III.4 Kết áp dụng đo thử nghiệm đối tượng khoáng sản than III.5 Tổng hợp đối sánh kết đo thử nghiệm, đánh giá hiệu phương pháp - Kết đối sánh với thiết bị Aloka Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân - Kết đối sánh với thiết bị AB-5 Trung tâm Công nghệ Xử lý Môi trường Bộ Tư lệnh Hoá học Chương IV: TỔ CHỨC THI CÔNG VÀ CHI PHÍ IV.1 Sản phẩm đề tài - Báo cáo kết đề tài - Quy trình công nghệ xác định tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước IV.2 Tổng hợp khối lượng thực IV.3 Kinh phí đề tài: Tổng kinh phí thực đề tài 655 triệu đồng; Trong đó: Năm 2007: 245 triệu đồng, năm 2008: 410 triệu đồng KẾT LUẬN Tập thể tác giả hoàn thành mục tiêu đề tài đặt ra, là: “Hoàn thiện phương pháp đo, xử lý số liệu, xây dựng quy trình nhằm xác định định lượng tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường” Xây dựng quy trình Công nghệ xác định tổng hoạt độ anpha môi trường không khí, nước Những người thực chính: Nguyễn Ngọc Chân, La Thanh Long, Trần Anh Tuấn, Nguyễn Thế Minh, Hoàng Đại Lâm, Nguyễn Quang Long, Nguyễn Văn Phóng …   Footer Page 49 of 16 Header Page 50 of 16 TIÊU CHUẨN CƠ SỞ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT -oOo - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG KHÔNG KHÍ, NƯỚC TCCS 04:2009 HÀ NỘI - 2009 Footer Page 50 of 16 Header Page 51 of 16 TIÊU CHUẨN CƠ SỞ BỘ TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHOÁNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN VẬT LÝ ĐỊA CHẤT -oOo - QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG KHÔNG KHÍ, NƯỚC TCCS 04:2009 HÀ NỘI – 2009 Footer Page 51 of 16 Header Page 52 of 16 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG KHÔNG KHÍ, NƯỚC Là sản phẩm đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ cấp Bộ NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH ĐỊNH LƯỢNG TỔNG HOẠT ĐỘ ANPHA TRONG MÔI TRƯỜNG KHÔNG KHÍ, NƯỚC VÀ ĐẤT PHỤC VỤ ĐIỀU TRA ĐÁNH GIÁ MÔI TRƯỜNG Quy trình Tiêu chuẩn sở Liên đoàn Vật lý Địa chất ban hành Các đơn vị Bộ Tài nguyên Môi trường tham khảo, sử dụng Footer Page 52 of 16 Header Page 53 of 16 MỤC LỤC Trang Chương I: Quy định chung Chương II: Lập đề án Chương III: Công tác thi công I Máy móc thiết bị vật tư II Tổ chức kỹ thuật thi công Chương IV: Công tác văn phòng tổng kết 11 Chương V: Điều khoản thi hành 12 Footer Page 53 of 16 Header Page 54 of 16 TIÊU CHUẨN CƠ SỞ Bộ Tài nguyên Môi trường Cục Địa chất Khoáng sản Việt Nam Liên đoàn Vật lý Địa chất Qui trình công nghệ xác định định lượng tổng hoạt độ anpha không khí nước Có hiệu lực từ tháng 5/ 2009 (Instruction of quantitative analysis total of alpha particle activity in air and water) Chương I: Qui định chung Điều 1: Quy trình nhằm phục vụ việc xác định định lượng tổng hoạt độ anpha không khí nước phục vụ điều tra đánh giá môi trường Điều 2: Cơ sở lý thuyết Tổng hoạt độ anpha pha sinh từ radon sản phẩm khí cháu có đời sống ngắn 222 Rn sản sinh bốn đồng vị trung gian có chu kỳ bán rã ngắn (bảng 1) Vì trạng thái cân đạt 222Rn vài Bảng TT Sản phẩm phân rã Chu kỳ bán rã Loại bán rã 218 3.05 ph Hạt α lượng 6Mev 214 26.8 ph Β, γ 214 19.7 ph β, γ 214 160 ×10-6 gy α Po (RaA) Pb (RaB) Bi (RaC) Po (RaC’) RaC’ có chu kỳ bán rã ngắn, xạ anpha từ phát coi phân rã thêm RaC Trong thực tế cháu radon kim loại nặng, RaA hoàn toàn có khả bắt thêm ion để tự biến thành hạt sol khí riêng biệt RaB kết hợp với nguyên tố đứng trước cách nhận thêm hạt tích điện Kết có tăng nhanh hàm lượng chúng radon thoát vào không khí ngược lại có phân rã nhanh nguyên tố cháu bị cô lập, trình lấy mẫu không khí Để xác định tổng hoạt độ anpha môi trường không khí nước, người ta sử dụng phương pháp: - Phương pháp Modified Kusnetz Footer Page 54 of 16 Header Page 55 of 16 - Phương pháp Roll Điều 3: Lĩnh vực áp dụng Phục vụ cho việc điều tra đánh giá môi trường, cụ thể là: - Xác định tổng hoạt độ anpha môi trường không khí: Ngoài trời, nhà, phòng làm việc - Xác định tổng hoạt độ anpha môi trường nước Kết điều tra so sánh với tiêu chuẩn an toàn phóng xạ Chương II: Lập đề án Điều 4: Tổng hoạt độ anpha không khí nước tiêu nhiều tiêu điều tra đánh giá môi trường phóng xạ Vì hạng mục công việc thường phần đề án điều tra đánh giá môi trường phần đề án điều tra tai biến địa chất Khi lập đề án tổng thể, phải tuân thủ theo qui định chung đề án điều tra đánh giá môi trường Hạng mục xác định tổng hoạt độ anpha mục đề án chung Căn vào yêu cầu nhiệm vụ đề án mà thiết kế khối lượng, giải pháp kỹ thuật cho phù hợp đặc thù phương pháp đáp ứng yêu cầu chung đề án Chương III: Công tác thi công I Máy móc thiết bị vật tư Điều 5: Trong trường hợp xác định tổng hoạt độ anpha không khí, sử dụng máy đo radon RDA-200, AB-5 Canada sản xuất máy có tính kỹ thuật tương đương Các máy đo sử dụng cốc đo khay đo nhấp nháy loại ZnS (Ag) để ghi hạt anpha Các vật tư kèm: - Các cốc loại van khay nhấp nháy - Bơm hút khí điều chỉnh tốc độ hút từ đến lít/phút - Phin lọc tiêu chuẩn công ty Millpore sản xuất, có cấu tạo từ nitro xenlulo mỏng 0.8µm với đường kính 25mm - Giá đỡ phin lọc, ống nối chuyển tiếp cao su đen, van nối đực đồng hồ bấm giây - Buồng kiểm tra nhấp nháy nguồn chuẩn máy 241Am dùng để kiểm tra độ nhạy buồng hiệu suất ghi khay nhấp nháy anpha Điều 6: Trong trường hợp xác định tổng hoạt độ anpha nước Sử dụng máy đo radon RDA-200, AB-5 máy có tính kỹ thuật tương đương Các vật tư kèm: - Các khay nhấp nháy anpha Footer Page 55 of 16 Header Page 56 of 16 - Giá đỡ phin lọc, đồng hồ bấm giây - Mẫu chuẩn 241Am - Can nhựa loại lít, cốc nhựa loại lít có phễu, đũa thuỷ tinh - Axít loại H2SO4, HNO3 Muối Bacl2, giấy lọc nước loại định lượng - Dụng cụ tạo viên mẫu nén Điều 7: Công tác chuẩn máy Chuẩn khay nhấp nháy anpha sử dụng mẫu chuẩn 241Am có hoạt độ 196,8 Bq Khi chuẩn đặt mẫu chuẩn vào khay nhấp nháy Mặt có ký hiệu phóng xạ úp sát vào khay Ghi tốc độ đếm phút So sánh tốc độ đếm phút với số phân rã mẫu chuẩn phút (ghi lý lịch mẫu chuẩn) xác định hiệu suất khay Nếu khay tốt hiệu suất E khay nhấp nháy thường dao động từ 0.24÷0.28 II Tổ chức kỹ thuật thi công A Thi công xác định tổng hoạt độ anpha không khí Điều 8: Tổ máy cần người gồm: - Hai kỹ thuật viên làm nhiệm vụ hút mẫu - Một kỹ sư có chuyên ngành Địa vật lý đứng máy đo đạc, ghi sổ, định vị trí đồ, xử lý kết đo đạc Điều 9: Tỉ lệ mạng lưới khảo sát thi công theo mục tiêu nhiệm vụ khối lượng đề án đặt Không theo tỷ lệ, mạng lưới qui định Điều 10: Đo đạc cho phương pháp Modified Kusnetz phương pháp Roll - Đặt phin lọc vào giá đỡ, mặt có kẻ carô hướng ngoài, lắp đầu có giá đỡ phin lọc vào đầu van cốc nhấp nháy anpha (khi sử dụng cốc để đo radon đồng thời với tổng hoạt độ anpha) đầu van thứ hai cốc nối với bơm hút khí (lấy mẫu) - Đặt hệ lấy mẫu (bao gồm giá đỡ phin lọc, phin lọc, cốc nhấp nháy, bơm) vào khu vực cần đo - Đặt chế độ bơm hút khí lít/phút, thời gian hút mẫu 10 phút, thời gian phơi mẫu 50 phút (đối với phương pháp Modified Kusnetz), sử dụng thời gian phơi mẫu 2’38’’ (đối với phương pháp Roll) - Sau kết thúc lấy mẫu dùng panh gắp phin lọc đặt vào khay nhấp nháy, đặt khay nhấp nháy vào buồng đo - Chuyển mạch máy Ra/Am đặt vị trí Am Sau thời gian phơi mẫu (thời gian phơi mẫu tính từ lúc kết thúc lấy mẫu đến đo) - Ấn nút “Sample” máy bắt đầu đo Footer Page 56 of 16 Header Page 57 of 16 - Thời gian đo phút phương pháp Kusnetz 10 phút phương pháp Roll - Kết thúc phép đo ghi kết vào sổ - Chuyển khoá nguồn máy OFF - Tháo khay nhấp nháy khỏi buồng đo, đậy nắp đen lại vặn chặt vòng giữ nắp (phin lọc sử dụng để đo lần thứ sau 24 giờ, phin lọc sau đo cần dùng panh gắp bỏ vào phong bì bảo quản, không để quăn mép) Điều 11: Xử lý tính toán số liệu - Xác định tốc độ đếm/phút - Xác định phông /phút - Ghi tốc độ đếm trừ phông - Xác định hệ số Kusnetz (hệ số Kusnetz tra bảng vào khoảng thời gian từ lúc ngừng lấy mẫu đến thời điểm đo) - Xác định hiệu suất khay nhấp nháy: Số xung ghi máy/phút E= Số phân rã /phút mẫu chuẩn 241Am - Phương pháp Kusnetz Tính toán tổng hoạt độ anpha (WL) công thức: Tốc độ đếm trừ phông WL = Hệ số hiệu suất × Thể tích mẫu × Hệ số WL - Phương pháp Roll WL = R E ×V × t × F Trong đó: R: số đếm phút trừ phông E: hiệu suất khay nhấp nháy t: thời gian hút mẫu khí V: tốc độ hút mẫu khí F: hệ số Kusnetz tra bảng B Thi công xác định tổng hoạt độ anpha nước Điều 12: Tổ máy cần người Footer Page 57 of 16 Header Page 58 of 16 - Hai kỹ thuật viên lấy mẫu, định vị trí đồ - Một kỹ thuật viên làm nhiệm vụ xử lý làm giàu mẫu, nén mẫu thành viên trước đo - Một kỹ sư chuyên ngành Địa vật lý đứng máy, đo đạc, xử lý kết Điều 13: Tỷ lệ mạng lưới khảo sát thi công theo mục tiêu, nhiệm vụ khối lượng đề án đặt Không theo tỷ lệ, mạng lưới qui định Điều 14: Phương pháp Modified Kusnetz Mẫu nước lấy thực địa xử lý đo ngày, thời gian tiến hành đo nhanh tốt - Sử dụng 0,5 lít nước mẫu đổ vào cốc thuỷ tinh lít Hoà tan 10 gam BaCl2 4ml axít H2SO4 0,5 lít nước mẫu Dùng đũa thuỷ tinh khuấy đều, để lắng sau đến mẫu kết tủa lớp bột màu trắng đáy cốc - Dùng phễu có đặt lớp giấy lọc phía trên, tiến hành lọc 0,5 lít nước kết tủa Giấy lọc có nhiệm vụ giữ lại phần mẫu kết tủa đáy cốc - Sau lọc xong đưa mẫu vào lò sấy, giữ nhiệt độ khoảng 40 đến 50°C, thời gian sấy khoảng