Nghiên cứu khả năng tản xạ tia x của một số vật liệu polime composite dùng để may áo bảo hộ cản xạ

Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình LỜI CẢM ƠN Sau hai năm học tập làm việc nghiêm túc, tới Luận văn đạt kết định Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới đến Bộ Công Thương- Cơ quan quản lý đề tài, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội- Cơ quan chủ trì đề tài TS Lê Phúc Bình- Chủ nhiệm đề tài (07/HĐ-ĐT 2010/ĐVPX) tạo điều kiện cho tác giả có điều kiện tham gia nhóm nghiên cứu đề tài tiến hành nghiên cứu thực nghiệm khoa học khuôn khổ đề tài Tôi xin trân trọng cảm ơn tập thể thầy cô giáo Viện Dệt – May – Thời trang & Da giầy - Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội giúp đỡ suốt trình học tập nghiên cứu Đồng thời, xin trân trọng cảm ơn Viện Đào Tạo Sau Đại Học, Viện kỹ thuật hạt nhân vật lý môi trường, Phòng thí nghiệm Hóa Dệt – Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội Viện khoa học kỹ thuật hạt nhân, Viện khoa học vật liệu, Viện đo lường Việt Nam giúp đỡ thực Luận văn Trong trình thực Luận văn, cố gắng học hỏi trau dồi kiến thức Tuy nhiên, thời lượng có hạn thân nhiều hạn chế trình nghiên cứu, mong nhận góp ý thầy cô giáo bạn bè Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình LỜI CAM ĐOAN Tên là: Nguyễn Thế Lực Học viên : Lớp Cao học VLDM 2010B Mã số : CB101219 Tác giả xin cam đoan toàn nội dung đề tài luận văn Thạc sỹ trình bày cá nhân tác giả thực hướng dẫn nhiệt tình, chu đáo TS Lê Phúc Bình suốt thời gian làm nghiên cứu Các số liệu kết luận văn số liệu thực tế thu sau tiến hành thực nghiệm theo nhóm phân tích kết mẫu đề tài (07/HĐ-ĐT 2010/ĐVPX) ký Bộ Công Thương Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội TS Lê Phúc Bình làm chủ nhiệm cho phép sử dụng số liệu chủ nhiệm đề tài cho nội dung luận văn Tác giả xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung trình bày luận văn, có không trung thực tác giả xin chịu hình thức kỷ luật theo quy định nhà trường Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2012 Ngƣời thực Nguyễn Thế Lực Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ PHẦN MỞ ĐẦU CHƢƠNG I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 1.1 BỨC XẠ ION HÓA 1.1.1 Tia X 1.1.2 Tương tác tia X với vật chất 1.1.3 Sự suy giảm xạ tương tác với vật chất 1.1.4 Tác hại tia X 10 1.1.5 Một số đơn vị đo lường xạ 12 1.1.6 Yêu cầu che chắn xạ ion hóa 13 1.2 ÁO BẢO HỘ CẢN XẠ 14 1.2.1 Chức yêu cầu áo bảo hộ cản xạ 14 1.2.2 Phân loại áo bảo hộ cản xạ 15 1.2.3 Cấu trúc áo bảo hộ cản xạ 16 1.2.4 Màng cản xạ dùng cho áo bảo hộ cản xạ 18 1.2.4.1 Thành phần cấu tạo 18 1.2.4.2 Một số kim loại dùng thành phần màng cản xạ 22 1.3 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH KHẢ NĂNG CẢN XẠ 27 1.3.1 Nghiên cứu nhà khoa học Nhật Bản 28 1.3.2 Nghiên cứu nhà khoa học Ai Len 32 1.3.3 Nghiên cứu nhà khoa học Mỹ 35 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình KẾT LUẬN CHƢƠNG I 39 CHƢƠNG II: NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.1 ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 40 2.2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 40 2.3 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 40 2.4 THIẾT BỊ VÀ DỤNG CỤ THÍ NGHIỆM 41 2.4.1 Thiết bị đo đặc tính cản xạ 41 2.4.2 Thiết bị đo lý 42 2.5 THÍ NGHIỆM ĐO ĐỘ CẢN XẠ 43 2.5.1 Mẫu thí nghiệm 43 2.5.2 Bố trí thí nghiệm 45 2.5.2.1 Airkerma với chùm tia rộng 45 2.5.2.2 Airkerma với chùm tia hẹp 47 2.5.3 Qui trình đo 47 2.5.3.1 Hiệu cản xạ vật liệu 47 2.5.3.2 Tương đương chì vật liệu 49 2.5.3.3 Độ đồng cản xạ vật liệu 50 2.5.4 Kế hoạch thí nghiệm 51 2.5.4.1 Đo điện áp 80kV, chùm hẹp 20mm 51 2.5.4.2 Điện áp 80kV, chùm rộng 200mm 52 2.5.4.3 Điện áp 100kV, chùm hẹp 10mm 52 2.5.4.4 Điện áp 100kV, chùm hẹp 20mm 54 2.5.4.5 Điện áp 100kV, chùm rộng 200mm 55 CHƢƠNG III: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 56 3.1 KẾT QUẢ ĐO BỨC XẠ 56 3.1.1 Air Kerma vật liệu che chắn 56 3.1.2 Air Kerma có vật liệu che chắn chùm tia hẹp 20mm 56 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình 3.1.2.1 Đo điện áp 80kV 56 3.1.2.2 Đo điện áp 100kV 57 3.1.3 Air Kerma có vật liệu che chắn chùm tia rộng 200mm 57 3.1.3.1 Đo điện áp 80kV 57 3.1.3.2 Đo điện áp 100kV 58 3.1.4 Air Kerma đo che chắn chì mẫu chùm tia hẹp 20mm 58 3.1.5 Air Kerma có vật liệu che chắn chùm tia hẹp 10mm 58 3.1.6 Air Kerma có chì che chắn chùm tia hẹp 10mm 61 3.2 ĐÁNH GIÁ VÀ BÀN LUẬN KẾT QUẢ 61 3.2.1 Hiệu cản xạ vật liệu yếu tố ảnh hưởng 61 3.2.1.1 Hiệu cản xạ vật liệu 61 3.2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu cản xạ 63 3.2.2 Độ dày cản xạ tương đương chì màng cản xạ 68 3.2.2.1 Tương đương chì áo nhập ngoại 69 3.2.2.2 Tương đương chì màng cản xạ ĐHBK Hà Nội chế tạo 71 3.2.2.3 So sánh độ dày tương đương chì mẫu nhập ngoại mẫu Bách khoa sản xuất 72 3.2.3 Độ đồng vật liệu 73 3.2.3.1 Tương đương chì màng cản xạ chùm tia 10mm, 100kV 73 3.2.3.2 Độ không đồng vật liệu 74 KẾT LUẬN CHƢƠNG III 77 KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 PHỤ LỤC 83 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa ACX Áo bảo hộ cản xạ MCX Màng cản xạ VLC Vật liệu cản xạ TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam (Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường chất lượng Việt Nam: tổ chức, biên dịch, xây dựng công bố tiêu chuẩn) ISO Tiêu chuẩn quốc tế (Tổ chức tiêu chuẩn hoá quốc tế: International Organization for Standardization) IEC Tiêu chuẩn hóa thiết bị điện (Uỷ ban kỹ thuật điện quốc tế: International Electrotechnical Commission hợp tác chặt chẽ với tổ chức tiêu chuẩn quốc tế ISO) AS/NZS Tiêu chuẩn Úc (Tổ chức tiêu chuẩn Australia - New Zealand: Standards Australia - New Zealand) DIN Tiêu chuẩn Đức (Tổ chức tiêu chuẩn phi phủ Đức: Deutsches Institut fur Normung) Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Hệ số suy giảm tuyến tính μ số vật liệu che chắn thông dụng 10 Bảng 1.2 Ảnh hưởng sinh học gây lần chiếu xạ toàn thể 11 Bảng 1.3 Thành phần số Polymer composite 19 Bảng 1.4 Mức tương đương chì số vật liệu Composite cản xạ 22 Bảng 1.5 Một số kim loại thường sử dụng vật liệu cản xạ 23 Bảng 1.6 Năng lượng ion hoá tính chất nguyên tố: Pb, Sn, Bi W 25 Bảng 1.7 Thông tin mẫu thí nghiệm bệnh viện Dublin Twomajor 33 Bảng 2.1 Thông số kỹ thuật máy phát tia X: Valigia MHF 200 41 Bảng 2.2 Thông số kỹ thuật màng cản xạ áo nhập ngoại 44 Bảng 2.3 Thông số kỹ thuật màng cản xạ Viện Dệt may-ĐH Bách khoa sản xuất 44 Bảng 2.4 Trình tự đo điện áp 80kV, chùm hẹp 20mm 51 Bảng 2.5 Trình tự đo điện áp 80kV, chùm rộng 200mm 52 Bảng 2.6 Trình tự đo điện áp 100kV, chùm hẹp 10mm 52 Bảng 2.7 Trình tự đo điện áp 100kV, chùm hẹp 20mm 54 Bảng 2.8 Trình tự đo điện áp 100kV, chùm hẹp 200mm 55 Bảng 3.1 Giá trị Air Kerma đo vật liệu che chắn 56 Bảng 3.2 Giá trị Air Kerma có vật liệu che chắn (80kV, 20mm) 56 Bảng 3.3 Giá trị Air Kerma có vật liệu che chắn (100kV, 20mm) 57 Bảng 3.4 Giá trị Air Kerma có vật liệu che chắn (80kV, 200mm) 57 Bảng 3.5 Giá trị Air Kerma có vật liệu che chắn (100kV, 200mm) 58 Bảng 3.6 Giá trị Air Kerma đo có chì che chắn chùm tia hẹp 20mm, điện áp 80kV 100kV 58 Bảng 3.7 Giá trị Air Kerma màng cản xạ (tại 10mm, 100kV) 59 Bảng 3.8 Giá trị Air Kerma chì che chắn (tại 10mm, 100kV) 61 Bảng 3.9 Giá trị Air Kerma trung bình có vật liệu che chắn 61 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Bảng 3.10 Hiệu cản xạ vật liệu thí nghiệm 62 Bảng 3.11 Ảnh hưởng điện áp nguồn phát đến hiệu cản xạ cùm tia rộng 63 Bảng 3.12 Ảnh hưởng điện áp nguồn phát đến hiệu cản xạ chùm tia hẹp 64 Bảng 3.13 Thay đổi kích thước chùm tia khả cản xạ vật liệu 80kV 65 Bảng 3.14 Thay đổi kích thước chùm tia khả cản xạ vật liệu 100kV 66 Bảng 3.15 Khối lượng riêng hiệu cản xạ vật liệu 67 Bảng 3.16 Tương đương chì mẫu 69 Bảng 3.17 Tương đương chì mẫu ngoại 70 Bảng 3.18 Tương đương chì mẫu Bách Khoa 71 Bảng 3.19 So sánh mẫu nhập ngoại mẫu Bách Khoa sản xuất 73 Bảng 3.20 Tương đương chì màng cản xạ chùm tia 10mm, điện áp 100kV 73 Bảng 3.21 Độ không đồng vật liệu chùm 10mm, điện áp 100kV 74 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ Hình 1.1 Tia Rơnghen người phát tia Rơnghen Hình 1.2 Bước sóng tia X môi trường vật chất Hinh 1.3 Ứng dụng tia X khoa học đời sống Hình 1.4 Cơ chế tương tác tia X với vật chất Hình 1.5 Các hình thức tương tác tia X với vật chất Hình 1.6 Sự phụ thuộc cường độ xạ vào chất hấp thụ Hình 1.7 Các biện pháp đảm bảo an toàn làm việc môi trường tia X 14 Hình 1.8 Sử dụng áo bảo hộ cản xạ tia X môi trường làm việc có tía X 14 Hình 1.9 Một số hình ảnh nguy nhiễm xạ tương tác với tia X 15 Hình 1.10 Phân loại theo kiểu dáng áo bảo hộ cản xạ 16 Hình 1.12 Mô tả cấu trúc bề mặt lớp ACX 17 Hình 1.13 Mô hình lớp lượng cấu tạo nguyên tử chất tác động tia X 24 Hình 1.14 Gạch chì che chắn xạ 26 Hình 1.15 Cấu tạo nguyên tử Pb 26 Hình 1.16 Cấu tạo nguyên tử Bi, W Ba 26 Hình 1.17 Một số phương pháp xác định khả cản xạ 27 Hình 1.18 Mô hình thí nghiệm tia phân tán trực tiếp 28 Hình 1.19 Hiệu cản xạ tia X trực tiếp vật liệu chì không chì điện áp (a-mẫu 0,25mmPb; b-mẫu 0,35mmPb a-mẫu 0,475mmPb 30 Hình 1.20 Hiệu cản xạ tia X phân tán vật liệu chì không chì điện áp (a-mẫu 0,25mmPb; b-mẫu 0,35mmPb a-mẫu 0,475mmPb 30 Hình 1.21 Hiệu cản xạ tia X trực tiếp vật liệu không chì điện áp 30 Hình 1.22 Hiệu cản xạ tia X phân tán vật liệu không chì điện áp 30 Hình 1.23 Mô hình thí nghiệm khả cản xạ mẫu thí nghiệm bệnh viện Dublin Twomajor 33 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Hình 1.24 Mô hình bố trí thí nghiệm nhà khoa học Mỹ 36 Hình 2.1 Máy phát tia X Valigia MHF 200 điều khiển 41 Hình 2.2 Máy đo liều tia X: РМ1621 42 Hình 2.3 Thiết bị đo lý 42 Hình 2.4 Màng cản xạ 43 Hình 2.5 Áo cản xạ nhập ngoại 43 Hình 2.6 Bố trí thí nghiệm chùm tia rộng 45 Hình 2.7 Bố trí thí nghiệm chùm tia hẹp 47 Hình 2.8 Viện Kỹ thuật hạt nhân vật lý môi trường, trường ĐHBK Hà Nội 55 Hình 3.1 Ảnh hưởng điện áp đến hiệu cản xạ chùm tia rộng 200mm 63 Hình 3.2 Ảnh hưởng điện áp đến hiệu cản xạ chùm tia hẹp 20mm 64 Hình 3.3 Thay đổi kích thước chùm tia khả cản xạ vật liệu 80kV 66 Hình 3.4 Thay đổi kích thước chùm tia khả cản xạ vật liệu 100kV 66 Hình 3.5 Khối lượng riêng khả cản xạ vật liệu 68 Hình 3.6 Khối lượng mét vuông khả cản xạ vật liệu 68 Hình 3.7 Tương đương chì mẫu nhập ngoại 70 Hình 3.8 So sánh giá trị tương đương chì công bố mẫu áo nhập ngoại với thực tế đo 71 Hình 3.9 Tương đương chì mẫu BK chế tạo 72 Hình 3.10 Độ không đồng mẫu nhập ngoại 75 Hình 3.11 Độ không đồng cản xạ vật liệu Đại học Bách khoa chế tạo 75 Hình 3.12 So sánh độ không đồng cản xạ vật liệu 76 Học viên: Nguyễn Thế Lực Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Ví dụ: cách tính tương đương chì mẫu D5, chùm tia 20mm, điện áp 100kV: a = 10,7; b = 9,81; c = 7,33; d = 0,25 e = 0,35 (x-0,25)/(0,35-0,25) = (9,81-10,7)/(7,33-10,7)  x = 0,276  Vậy độ dầy tương đương chì mẫu D5 0,276mmPb Tương tự, ta tính tương đương chì mẫu lại tính toán giới thiệu bảng: Bảng 3.16 Tương đương chì mẫu Tƣơng đƣơng chì (mmPb) Điện áp M1 M2 M3 M4 M5 80kV 0,210 0,215 0,255 0,356 0,502 100kV 0,194 0,205 0,253 0,355 0,514 Tƣơng đƣơng chì (mmPb) Điện áp D1 D2 D3 D4 D5 D6 80kV 0,446 0,458 0,454 0,241 0,289 0,386 100kV 0,399 0,457 0,449 0,231 0,276 0,384 3.2.2.1 Tương đương đương chì áo nhập ngoại Một phương pháp đánh giá khả cản xạ vật liệu so sánh chúng với vật liệu chuẩn Và tiêu chuẩn an toàn phóng xạ giới người ta xác định vật liệu che chắn ”chì” làm chuẩn mực Biểu đồ 3.7, cho thấy kết độ dầy tương đương chì thực tế đo vật liệu nhập ngoại Trong đó, mẫu có khả cản xạ thấp M1 hai điện áp (100kV: 0,194mmPb; 80kV: 0,210mmPb) Cao mẫu M5 (100kV: 0,502mmPb; 80kV: 0,514mmPb) Học viên: Nguyễn Thế Lực 69 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Bảng 3.17 Tương đương chì mẫu ngoại Tƣơng đƣơng chì (mmPb) Điện áp M1 M2 M3 M4 M5 80kV 0,210 0,215 0,255 0,356 0,502 100kV 0,194 0,205 0,253 0,355 0,514 Độ dầy tương đương chì (mmPb) Độ cản xạ tương đương chì mẫu nhập ngoại 0.6 0.502 0.514 0.5 0.355 0.4 0.3 0.2 0.356 0.253 0.255 0.194 0.210 100kV 0.205 0.215 80kV 0.1 M1 M2 M3 M4 M5 Mẫu nhập ngoại Hình 3.7 Tương đương chì mẫu nhập ngoại Khi làm việc với môi trường tia X khác nhau, người sử dụng cần lựa chọn sản phẩm áo bảo hộ cản xạ có mức tương đương chì phù hợp Ở mức tương đương chì định vật liệu có khả cản xạ tương ứng, sản phẩm sử dụng có khả cản xạ với nhãn hàng công bố hay ghi thông tin nhãn - sản phẩm người sử dụng trực tiếp an toàn vè yên tâm Do đó, giá trị tương đương chì thực tế ghi nhận từ bảng 3.16, 3.17 biểu đồ 3.7 cho phép xác định mức chênh lệch với giá trị tương đương chì danh nghĩa ghi sản phẩm áo Trung Quốc: - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M3 (ACX4): cao giá trị công bố 0,003mm, điện áp 100kV (0,25 – 0,253mmPb) - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M3 (ACX4): cao giá trị công bố 0,005mm, điện áp 80kV (0,25 – 0,255mmPb) Học viên: Nguyễn Thế Lực 70 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M4 (ACX2): cao giá trị công bố 0,005mm, điện áp 100kV (0,35 – 0,355mmPb) - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M4 (ACX2): cao giá trị công bố 0,006mm, điện áp 80kV (0,35 – 0,356mmPb) - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M5 (ACX1): cao giá trị công bố 0,002mm, điện áp 100kV (0,500 – 0,502mmPb) - Giá trị chênh lệch tương đương chì vật liệu M5 (ACX1): cao giá trị công bố 0,014mm, điện áp 80kV (0,500 – 0,514mmPb) Với giá trị chênh lệch cụ thể tính dựa kết bảng, biểu trên, cho thấy hầu hết sản phẩm có mức tương đương chì thực tế đảm bảo giá trị công bố Tương đương chì (mmPb) So sánh tương đương chì công bố thực tế đo 0.6 0.5 Tương đương chì công bố 0.4 Tương đương chì đo 100kV 0.3 Tương đương chì đo 80kV 0.2 0.1 ACX1 ACX2 ACX3 ACX4 Mẫu áo cản xạ Hình 3.8 So sánh giá trị tương đương chì công bố mẫu áo nhập ngoại với thực tế đo 3.2.2.2 Tương đương chì màng cản xạ ĐHBK Hà Nội chế tạo Điện áp Bảng 3.18 Tương đương chì mẫu Bách khoa Tƣơng đƣơng chì (mmPb) D1 D2 D3 D4 D5 D6 80kV 0,446 0,458 0,454 0,241 0,289 0,386 100kV 0,399 0,457 0,449 0,231 0,276 0,384 Học viên: Nguyễn Thế Lực 71 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Độ dầy tương đương chì (mmPb) Độ cản xạ tương đương chì mẫu BK chế tạo 0.5 0.446 0.457 0.458 0.449 0.454 0.45 0.384 0.386 0.4 0.399 0.35 0.276 0.289 0.3 0.241 0.231 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 D1 D2 D3 D4 D5 D6 100kV 80kV Mẫu chế thử Hình 3.9 Tương đương chì mẫu BK chế tạo Quan sát biểu đồ 3.9, mẫu vật liệu chế thử: D2 có mức tương đương chì cao Giá trị tương đương chì thấp thuộc mẫu D4 Kết sở quan trọng xuyên suốt cho trình đánh giá vật liệu Đại hoc Bách khoa chế tạo, yếu tố liên quan đến khả cản xạ 3.2.2.3 So sánh độ dày tương đương chì mẫu nhập ngoại mẫu Bách khoa sản xuất Bảng 3.18, 3.19 cho thấy, điện áp 80 kV, mẫu ngoại có độ dày cản xạ từ 0,21-0,502 mmPb Mẫu Bách khoa có độ dày cản xạ từ 0,241 đến 0,458 mmPb Điều cho thấy, mẫu BK phủ hết vùng cản xạ từ 0,21 đến 0,458 mẫu ngoại, song vùng từ 0,458 đến 0,502 chưa đạt Tương tự vậy, điện áp 100 kV, mẫu ngoại có độ dày cản xạ từ 0,1940,514 mmPb Mẫu Bách khoa có độ dày cản xạ từ 0,231 đến 0,457 mmPb Điều cho thấy, mẫu BK phủ hết vùng cản xạ từ 0,231 đến 0,457 mmPb mẫu ngoại, song vùng từ 0,457 đến 0,514 chưa đạt Học viên: Nguyễn Thế Lực 72 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Bảng 3.19 So sánh mẫu nhập ngoại mẫu Bách Khoa sản xuất Điện áp 100kV 80kV Điện áp 80kV 100kV M1 0,194 0,210 D1 0,446 0,399 Tƣơng đƣơng chì (mmPb) M2 M3 M4 M5 0,205 0,253 0,355 0,514 0,215 0,255 0,356 0,502 max Tƣơng đƣơng chì (mmPb) D2 D3 D4 D5 0,458 0,454 0,241 0,289 0,457 0,449 0,231 0,276 max D6 0,386 0,384 3.2.3 Độ đồng vật liệu 3.2.3.1 Tương đương chì màng cản xạ chùm tia 10mm, 100kV Bảng 3.20 Tương đương chì màng cản xạ chùm tia 10mm, điện áp 100kV Tƣơng đƣơng chì (mmPb) Mẫu Vị trí đo T1 T2 T3 T4 T5 M1 0,198 0,202 0,203 0,188 0,188 M2 0,213 0,207 0,215 0,215 0,211 M3 0,256 0,260 0,257 0,262 0,254 M4 0,355 0,362 0,357 0,376 0,359 M5 0,50 0,526 0,511 0,521 0,505 D1 0,341 0,344 0,348 0,373 0,340 D2 0,488 0,413 0,470 0,472 0,463 D4 0,273 0,227 0,208 0,231 0,236 D5 0,28 0,282 0,259 0,289 0,277 Học viên: Nguyễn Thế Lực 73 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình 3.2.3.2 Độ không đồng vật liệu Độ không đồng vật liệu V xác định theo công thức (2.4): V    i max Chẳng hạn: mẫu D2: Ta có, tương đương chì D2 vị trí (T1=0,488; T2=0,413; T3=0,470; T4=0,472; T5=0,463) + D2 =   n   i = 0,488 + 0,413 + 0,470 + 0,472 + 0,463 = 0,461 n i + V1 = V     i + V2 = V     i + V3 = V     i + V4 = V     i + V5 = V     i max max max max max = 0,461– 0,488 = 0,027 = 0,461– 0,413 = 0,048 = 0,461– 0,470 = 0,009 = 0,461– 0,472 = 0,011 = 0,461– 0,463 = 0,002 Vậy, độ không đồng mẫu D2 V = 0,048 Do đó, với mẫu lại tính tương tự: Bảng 3.21 Độ không đồng vật liệu chùm 10mm, điện áp 100kV TT Mẫu mmPb (T1) mmPb (T2) mmPb (T3) mmPb (T4) mmPb (T5) mmPb TB V M1 0,198 0,202 0,203 0,188 0,188 0,196 0.008 M2 0,213 0,207 0,215 0,215 0,211 0,212 0.005 M3 0,256 0,26 0,257 0,262 0,254 0,258 0.004 M4 0,355 0,362 0,357 0,376 0,359 0,362 0.007 M5 0,5 0,526 0,511 0,521 0,505 0,5126 0.013 D1 0,341 0,344 0,348 0,373 0,34 0,349 0.024 D2 0,488 0,413 0,47 0,472 0,463 0,461 0.048 D4 0,273 0,227 0,208 0,231 0,236 0,235 0.038 D5 0,28 0,282 0,259 0,289 0,277 0,277 0.018 Học viên: Nguyễn Thế Lực 74 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Khả cản xạ vật liệu polymer composite phụ thuộc vào yếu tố như: lượng nguồn phát, điều kiện chùm tia, khoảng cách hay độ dày mà phụ thuộc vào phân bố hạt kim loại đó, hay gọi độ đồng hay không đồng vật liệu Qua biểu đồ 3.10 3.11, ta thấy khả cản xạ vị trí vật liệu thông qua mức tương đương chì Chín đường mô tả độ không đồng vật liệu biểu đồ có hình dạng khác Tất mẫu nhập ngoại có độ đồng tương đối cao (độ không đồng thấp) Ngược lại, hầu hết mẫu chế thử có độ đồng thấp Độ không đồng mẫu: M1, M2, M3, M4, M5 Tương đương chì (mmPb) 0.6 0.5 M1 0.4 M2 0.3 M3 M4 0.2 M5 0.1 T1 T2 T3 T4 T5 Vị trí đo độ cản xạ Hình 3.10 Độ không đồng mẫu nhập ngoại Độ không đồng D1, D2, D4 D5 Tương đương chì (mmPb) 0.6 0.5 D1 0.4 D2 0.3 D4 D5 0.2 M5 0.1 T1 T2 T3 T4 T5 Vị trí đo độ cản xạ Hình 3.11 Độ không đồng cản xạ vật liệu Đại học Bách khoa chế tạo Học viên: Nguyễn Thế Lực 75 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Mẫu D4, D2 có đường gãy khúc lớn nhất, chứng tỏ độ không đồng cao, kết khả cản xạ hay chất lượng cản xạ toàn diện tích chênh lệch - không đồng dẫn đến hạn chế tác dụng che chắn ngăn cản tia X chúng Trong khi, năm đường biểu diễn độ đồng mẫu ngoại M1, M2, M3, M4 M5 có mức độ gãy khúc hơn, tương ứng với độ chúng cao ba mẫu D2, D3 D1, chất lượng cản xạ vật liệu tốt Độ không đồng mẫu xếp theo biểu đồ 3.12 thứ tự tăng dần sau đây: M3M2M4M1M5D5D1D4D2: So sánh độ không đồng cản xạ Độ không đồng (V) 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 M3 M2 M4 M1 M5 D5 D1 D4 D2 Mẫu vật liệu Hình 3.12 So sánh độ không đồng cản xạ vật liệu Mẫu nhập ngoại (M1-M5) có độ đồng cao mẫu chế thử (D1-D6) , nghiên cứu sản xuất công nghiệp Mẫu Việt Nam có độ đồng chưa cao mẫu thử nghiệm lần đề tài điều kiện thiếu thốn trang thiết bị công nghệ chuyên dụng đề sản xuất màng cản xạ Việt nam nói chung ĐH Bách khoa nói riêng Hiện đề tài ĐH Bách khoa chuẩn bị thiết bị vật liệu đề chế thử loạt mẫu màng cản xạ mới, sở rút kinh nghiệm từ loại mẫu thứ Học viên: Nguyễn Thế Lực 76 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình KẾT LUẬN CHƢƠNG III - Qua kết nghiên cứu bàn luận chương cho thấy, hiệu cản xạ vật liệu chịu ảnh hưởng phụ thuộc nhiều yếu tố liên quan: + Điện áp nguồn phát tia X tăng khả cản xạ vật liên giảm + Vật liệu cản xạ tốt điều kiện chùm tia X hẹp, khả cản xạ không ổn định với chùm tia rộng hơn, có mặt tia phân tán dạng thứ cấp + Khối lượng riêng vật liệu tăng khả cản xạ tốt Điều phụ thuộc vào mật độ thành phần kim loại có Polymer composite - Màng cản xạ mẫu nhập thí nghiệm sản phẩm thương mại sản xuất công nghiệp có mức tương đương chì đảm bảo nhãn hàng công bố có độ đồng nằm phạm vi an toàn - Loạt mẫu màng cản xạ ĐHBK chế tạo có độ dày cản xạ tương đương chì phủ rải từ 0,231 đến 0,457 mmPb Tuy nhiên độ đồng vật liệu thấp màng cản xạ nhập ngoại từ Trung Quốc Học viên: Nguyễn Thế Lực 77 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN Đề tài hoàn thành mục tiêu đề đưa số kết luận cụ thể sau: - Tia X có vai trò to lớn sản xuất - sinh hoạt - đời sống người Nhưng nguy hiểm nên cần sử dụng áo cản xạ làm việc - Thị trường lưu hành nhiều loại áo cản xạ khác đáp ứng nhu cầu thẩm mỹ chức cản xạ - Cấu tạo vật liệu cản xạ tia X đa dạng: Chì, cao su – chì, PVC chì Ngoài có nhiều loại màng cản xạ không chì chì Tuy nhiên màng cản xạ chì chì sử dụng phổ biến khả cản xạ ổn định với dải lượng rộng giá thành dẻ - Đã có nhiều công trình nghiên cứu tiêu chuẩn kiểm tra đánh giá ACX mà cụ thể vật liệu cản xạ khả cản xạ, song thông dụng tiêu chuẩn tổ chức lượng nguyên tử quốc tế IAEA: IEC 1331-1994 - Qua kết nghiên cứu luận văn cho thấy, khả cản xạ vật liệu chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố như: + Điện áp nguồn phát tia X tăng khả cản xạ vật liên giảm + Hiệu cản xạ chùm tia hẹp tốt chùm tia rộng góp mặt tia phân tán dạng thứ cấp + Khối lượng riêng vật liệu tăng khả cản xạ tăng theo - Vật liệu nhập mẫu thí nghiệm sản xuất công nghiệp có mức tương đương chì độ đồng đảm bảo nhãn hàng công bố - Các thông số độ cản xạ mẫu D1-D6 Bách khoa sản xuất thử nghiệm lần có độ cản xạ tương đối cao so với mẫu nhập ngoại cho thấy Bách khoa tiếp cận công nghệ sản xuất màng cản xạ cho áo bảo hộ cản xạ Học viên: Nguyễn Thế Lực 78 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình - Thành công luận văn xác định khả cản xạ 11 mẫu màng cản xạ theo nội dung dự kiến Kết sở liệu quan trọng cho đề tài tiếp tục hoàn thiện công nghệ chế tạo màng cản xạ Việt nam Bên cạnh số liệu khoa học quý giá cho nhà khoa học khác - Hạn chế luận văn chưa nghiên cứu lặp lại vấn đề nhiều lần đề có số liệu hoàn chỉnh Lý hạn chế là: kinh phí thời gian có hạn - Hƣớng nghiên cứu là: + Tiếp tục nghiên cứu khả cản xạ màng cản xạ ĐH Bách khoa nghiên cứu chế tạo khuôn khổ đề tài TS Lê Phúc Bình làm chủ nhiệm Học viên: Nguyễn Thế Lực 79 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt: GS.TS Trần Đại Nghiệp, Xử lý xạ sở xa, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Ngô Quang Huy (2004), An toàn xạ, NXB Khoa học kỹ thuật Hoàng Nhâm, Hoá học vô cơ, NXB Giáo dục Dr.rer, nat Nguyễn Đông Sơn, Cơ sở sinh lý – Cơ sở sinh học xạ TCVN 6866 : 2001 An toàn xạ Giới hạn liều nhân viên xạ dân chúng TCVN 6561 : 1999 An toàn xạ ion hoá sở X quang y tế TCVN 6730 – : 2000 Vật liệu cản xạ - Tấm cao su chì La Thị Tuyết Mai (2011), Xác đinh mức độ an toàn số loại quần áo bảo hộ cản xạ sử dụng Việt Nam cho người làm việc với thiết bị y tế có tia Rơngen, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội Đinh Quí Sơn (2012), Nghiên cứu đặc tính lý màng composite cản xạ dùng để may áo bảo hộ cản xạ, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội 10 Dương Thị Thuý (2011), Nghiên cứu đặc tính cắt may số vật liệu Polymer composite dùng làm áo bảo hộ cản xạ, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội Tiếng Anh: 11 James So, Eward Nickoloff, Zheng Feng Lu, Ajoy Dutta; “Testing of materials used in manufacture of radiation protection garments using the 1331-1 protocol”; Columbia University – New York Presbyterian Hospital 12 Masayuki Zuguchi, Koichi Chida1, Masaaki Taura, Yohei Inaba, Ayako Ebata and Shogo Yamada; “Usefulness of non-lead aprons in radiation protection for physicians performing interventional procedures”; Course of Radiological Học viên: Nguyễn Thế Lực 80 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình Technology, Health Sciences, Tohoku University Graduate School of Medicine, Seiryo, Aoba, Sendai 980-8575, Japan 13 M Finnerty P C Brennan; “Protective aprons in imaging departments: manufacturer stated lead equivalence values require validation”; UCD School of Diagnostic Imaging, St Anthony‟s, Herbert Avenue, Dublin 4, Ireland 14 Hu Huasi; “Composite Material for Shielding Mixed Radiation” ; School of Nuclear Science and Technology, Xi‟an Jiaotong University (XJTU), Xi‟an, 710049 Shannxi, China 15 J P McCaffrey, H Shen, B Downton, and E Mainegra-Hing; “Radiation attenuation by lead and nonlead materials used in radiation shielding garments”; Ionizing Radiation Standards, National Research Council of Canada, Ottawa, Ontario K1A 0R6 Canada 16 Julie Palmer; “Lead Apron Shielding for Fetal Dose Reduction during CT Pulmonary Angiography”; Department of Physics Faculty of Engineering & Physical Sciences University of Surrey 17 Policy on x-ray protective clothing, Department of Environment, Climate Change and Water NSW , November 2009 18 Barbara Ballsieper (Dct.7, 2008), “Radiation protection material based on silicone”, Taufkirchen (DE) 19 D Oppliger – Schäfer, H.W.Roser, “Quality Assurance of X-Ray Protection Clothing at the University Hospital Basel”, 20 Theodore E Hubbert,1 James J Vucich, and Mark R Armstrong (Received February 25, 1993; accepted after revision May 7, 1993), “Lightweight Aprons for Protection Against Scattered Radiation During Fluoroscopy” 21 Emmy B Duran and Brian Phillips (March 1, 2003), “Rejection criteria for defects in lead apparel used for radiation protection of X- Ray workers”, Radiation Protection Services - BC Centre for Disease Control Học viên: Nguyễn Thế Lực 81 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình 22 Henrich Eder (N0v.11, 2008), “Lead – free radiation protection material comprising at leat two layers with different shielding characteristics”, Munich (DC) 23 International Standar IEC 1331 – : 1994 Protective devices against diagnostic medical X-radiation Determination of attenuation properties of material 24 International Standar IEC 1331 – : 1994 Protective devices against diagnostic medical X-radiation Electrotechnical commission, Geneva, Switzerland 25 International Standar IEC 61331 – : 1998 Protective clothing and protective device for gonads 26 M Finnerty, P.C Bernnan (2005), “Protective aprons in imaging departments manufacturer stated lead equivalence values require validation”, UCD School of Diagnostic Imaging 27 Policy on x-ray protective clothing, Department of Environment, Climate Change and Water NSW, November 2009 28 United States Patent, Eder, Patent No: US 7449705B2, Date of Patent: Nov.11.2008 29 United States Patent, Eder, Patent No: US 7041995B2, Date of Patent: May.9.2006 30 United States Patent, Ballsieper, Patent No: US 7432519B2, Date of Patent: Oct.7.2008 31 wikipedia.org 32 www.kiranxray.com 33 vinachem.com.vn 34 http://www.lgvinachem.com 35 www.worldoftest.com/pdf/rubber.pdf 36 r.nowotny@bmtp.akh-wien.ac.at Học viên: Nguyễn Thế Lực 82 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may Luận văn ThS khoa học GVHD: TS Lê Phúc Bình PHỤ LỤC Học viên: Nguyễn Thế Lực 83 Ngành: Công nghệ Vật liệu Dệt may ... cứu khả cản x tia X số vật liệu Polymer composite dùng để may áo bảo hộ cản x việc làm cần thiết nhằm tìm loại vật liệu khả cản x chúng để may áo bảo hộ cản x Lịch sử nghiên cứu Trên giới... công trình nghiên cứu vật liệu cản x , khả cản x vật liệu sản phẩm áo cản x Việt Nam chưa có tổ chức hay công ty sản xuất loại quần áo bảo hộ cản x Các loại vải, loại vật liệu cản x đề cập... số Polymer composite; Phương pháp x c định khả cản x vật liệu tiêu chuẩn x c định khả cản x vật liệu Chương II: Nội dung phương pháp nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu luận văn áo bảo hộ cản x