Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7078-1:2002 áp dụng cho việc đánh giá nhiễm xạ bề mặt tính theo hoạt độ phóng xạ trên một đơn vị diện tích đối với các thiết bị, dụng cụ và các côngtenơ chứa vật liệu phóng xạ và nguồn kín. Tiêu chuẩn này không áp dụng cho việc đánh giá nhiễm xạ trên da và quần áo.
TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 7078- : 2002 ISO 7503 - : 1988 AN TOÀN BỨC XẠ - ĐÁNH GIÁ NHIỄM XẠ BỀ MẶT - PHẦN 1: NGUỒN PHÁT BÊTA (NĂNG LƯỢNG BÊTA CỰC ĐẠI LỚN HƠN 0,15 MEV) VÀ NGUỒN PHÁT ANPHA Radiation protection - Evaluation of surface contamination - Part 1: Beta-emitters (maximum beta energy greater than 0,15 MeV) and alpha-emitters Lời nói đầu TCVN 7078 : 2002 hoàn toàn tương đương với ISO 7503 : 1988 TCVN 7078 : 2002 Ban kỹ thuật tiêu chuẩn TCVN/TC 85 “Năng lượng hạt nhân” biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ ban hành Tiêu chuẩn chuyển đổi năm 2008 từ Tiêu chuẩn Việt Nam số hiệu thành Tiêu chuẩn Quốc gia theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 1/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật AN TOÀN BỨC XẠ - ĐÁNH GIÁ NHIỄM XẠ BỀ MẶT - PHẦN 1: NGUỒN PHÁT BÊTA (NĂNG LƯỢNG BÊTA CỰC ĐẠI LỚN HƠN 0,15 MEV) VÀ NGUỒN PHÁT ANPHA Radiation protection - Evaluation of surface contamination - Part 1: Beta-emitters (maximum beta energy greater than 0,15 MeV) and alpha-emitters Phạm vi lĩnh vực áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho việc đánh giá nhiễm xạ bề mặt tính theo hoạt độ phóng xạ đơn vị diện tích thiết bị, dụng cụ cơngtenơ chứa vật liệu phóng xạ nguồn kín Tiêu chuẩn khơng áp dụng cho việc đánh giá nhiễm xạ da quần áo Tiêu chuẩn áp dụng nguồn phát bêta có lượng cực đại E nguồn phát anpha max lớn 0,15 MeV Tiêu chuẩn áp dụng nguồn phát bêta anpha có suất phát xạ bêta (kể điện tử đơn năng) hạt anpha xấp xỉ 100 hạt 100 phân rã loại (xem bảng phần phụ lục) Trong tiêu chuẩn này, khái niệm "năng lượng bêta" hiểu lượng cực đại hạt bêta nguồn phóng xạ phát Chú thích - Việc đánh giá độ nhiễm xạ bề mặt triti đề cập đến ISO 7503-2 Các hạt nhân phóng xạ quan trọng khác thực tiễn (ví dụ nguồn bắt điện tử nguồn chuyển dời đồng phân) đề cập tới tiêu chuẩn khác Tiêu chuẩn viện dẫn ISO 8769, Reference sources for the calibration of surface contamination monitors - Betaemitters (maximum beta energy greater than 0,15 MeV) and alpha-emitters (Nguồn chuẩn để hiệu chuẩn thiết bị kiểm xạ bề mặt nguồn phát bêta (năng lượng cực đại lớn 0,15 MeV) nguồn phát anpha) IEC Publication 325 - Alpha, beta and alpha-beta contamination meters and monitors (xuất phẩm số 325 IEC - Các máy đo kiểm xạ độ nhiễm xạ bề mặt nguồn bêta, anpha anpha-bêta) Định nghĩa Trong tiêu chuẩn định nghĩa sau sử dụng : 3.1 Nhiễm xạ bề mặt (surface contamination): Là nhiễm xạ bề mặt chất phóng xạ 3.2 Nhiễm xạ bề mặt bám chặt (fixed surface contamination): Sự nhiễm xạ lên bề mặt mức độ khơng thể tẩy bỏ điều kiện làm việc bình thường 3.3 Nhiễm xạ bề mặt tẩy bỏ (removable surface contamination): Sự nhiễm xạ tẩy bỏ chuyển dời điều kiện làm việc bình thường Chú thích: Định nghĩa cụm từ "điều kiện làm việc bình thường" quan trọng để đánh giá nguy hít vào xâm nhập chất phóng xạ người làm việc tiếp xúc với bề mặt nhiễm xạ: "điều kiện làm việc bình thường" hiểu điều kiện làm việc mà cường độ cực đại tác động học dẫn đến tẩy xạ bề mặt giới hạn mức sau: - tiếp xúc bình thường thể người (có khơng có trang bị quần áo bảo hộ) với bề mặt nhiễm xạ, - tiếp xúc không phá huỷ với cường độ tương tự bề mặt nhiễm xạ với phần thiết bị người trực tiếp tiếp xúc Cường độ tác động thử nghiệm tẩy xạ phải phù hợp với tác động học nêu Một lần tẩy bỏ bất thường không loại bỏ hết tất nhiễm xạ Cần lưu ý ảnh hưởng độ ẩm, hoá chất, v.v hậu ăn mòn khuếch tán, nhiễm xạ bám chặt trở thành nhiễm xạ tẩy bỏ ngược lại mà khơng có tác động người Ngồi nhiễm xạ bề mặt giảm dần bốc thăng hoa 3.4 Hoạt độ đơn vị diện tích (activity per unit area): Tỷ số hoạt độ hạt nhân phóng xạ có bề mặt diện tích bề mặt đó, biểu thị becquerel centimet vuông (Bq.cm-2) 3.5 Đo trực tiếp nhiễm xạ bề mặt (direct measurement of surface contamination): Đo hoạt độ bề mặt máy đo độ nhiễm xạ Phép đo trực tiếp xác định tổng độ nhiễm bề mặt bám chặt độ nhiễm bề mặt tẩy bỏ được, nhiên phép đo bị ảnh hưởng xạ từ bên mẫu thử từ môi trường 3.6 Đánh giá gián tiếp độ nhiễm xạ bề mặt (indirect evaluation of surface contamination): Đánh giá hoạt độ tẩy xạ bề mặt cách đo mẫu lau (vật liệu lau) 3.7 Thử nghiệm mẫu lau (smear test): Lấy mẫu nhiễm xạ tẩy xạ cách lau bề mặt nhiễm xạ vật liệu khơ ướt sau đánh giá hoạt độ phóng xạ bám vào vật liệu lau bề mặt 3.8 Hệ số tẩy (removal factor), F : Tỷ số hoạt độ tẩy khỏi bề mặt mẫu lau tổng hoạt độ độ nhiễm xạ bề mặt tẩy bỏ trước lấy mẫu Hệ số tẩy tính cơng thức sau: F= Ap AT đó: Ap hoạt độ tẩy khỏi bề mặt mẫu lau; AT tổng hoạt độ tẩy bề mặt bị nhiễm xạ trước lấy mẫu Chú thích - Đối với tổ hợp quan trọng chất nhiễm xạ vật liệu bề mặt hệ số tẩy F xác định thực nghiệm sử dụng phương pháp "lau nhiều lần để tẩy hoàn toàn" Việc thực bước lau mẫu mang lại kết đánh giá cách tốt Tổng hoạt độ lần lau gần tổng hoạt độ tẩy (AT) mà hoạt độ tẩy lần lau phụ thuộc vào hệ số tẩy (Ap) 3.9 Suất phát xạ bề mặt nguồn phóng xạ (surface emission rate of a source), q2 : số hạt loại tia định với lượng phát từ mặt trước nguồn đơn vị thời gian 3.10 Hiệu suất nguồn (efficiency of a source), s : Tỷ số số hạt tia định với lượng định phát từ mặt trước nguồn cửa sổ nguồn đơn vị thời gian (suất phát xạ bề mặt) số hạt tia loại sinh giải phóng bên nguồn (đối với nguồn mỏng) lớp bão hồ (đối với nguồn dày) đơn vị thời gian 3.11 Hiệu suất đo thiết bị (instrument efficiency), i : Tỷ số số đọc thực (đã trừ phông) thiết bị đo suất phát xạ bề mặt nguồn điều kiện hình học cho Đối với thiết bị đo cho trước, hiệu suất đo thiết bị phụ thuộc vào lượng xạ nguồn Chú thích - Theo định nghĩa 3.9 3.10 suất phát xạ bề mặt nguồn hoạt độ nguồn nhân với hiệu suất nguồn (xem điều A.1) Phương pháp đánh giá độ nhiễm xạ bề mặt 4.1 Tổng quan Độ nhiễm xạ bề mặt đánh giá phương pháp đo trực tiếp gián tiếp Phép đo trực tiếp tiến hành nhờ máy đo độ nhiễm xạ bề mặt máy theo dõi, tương ứng với độ nhiễm xạ bề mặt bám chặt cộng với độ nhiễm xạ bề mặt tẩy bỏ Phép đo gián tiếp thường thực cách lấy mẫu thử, sử dụng để đánh giá độ nhiễm xạ tẩy bỏ Mục đích việc đo độ nhiễm xạ bề mặt : a) trước hết, để phát độ nhiễm xạ bề mặt nhằm xác định tồn phát tán chúng nhằm kiểm soát di chuyển chúng từ vùng nhiễm xạ cao đến vùng nhiễm xạ thấp đến vùng chưa bị nhiễm xạ, b) thứ hai, để đánh giá hoạt độ đơn vị diện tích nhằm kiểm chứng việc khơng vượt q giới hạn cho phép Khả ứng dụng độ tin cậy phương pháp trực tiếp gián mục đích đặt phụ thuộc nhiều vào trường hợp cụ thể, ví dụ dạng vật lý hố học chất phóng xạ, độ bám chất phóng xạ lên bề mặt bị nhiễm xạ (bám chặt tẩy bỏ), khả tiếp cận bề mặt cần đo tồn trường phóng xạ khác gây nhiễu đến phép đo v.v Phép đo trực tiếp đặc biệt khó khơng thể thực bề mặt tồn chất lỏng khơng có tính phóng xạ chất rắn kết tụ tồn trường xạ gây nhiễu khác Phương pháp đo gián tiếp thường hay áp dụng, đặc biệt bề mặt nhiễm xạ nằm vị trí khó tiếp cận có cấu hình mà phép đo trực tiếp không dễ dàng thực nơi mà trường xạ gây nhiễu mạnh tới thiết bị đo Tuy nhiên phép đo gián tiếp đánh giá độ nhiễm xạ bám chặt độ không ổn định lớn liên quan tới hệ số tẩy, nên phương pháp gián tiếp thường dùng để phát chất nhiễm xạ tẩy bỏ Do khiếm khuyết vốn có phương pháp đo trực tiếp gián tiếp việc đánh giá độ nhiễm xạ bề mặt, nên nhiều trường hợp thường sử dụng kết hợp hai phương pháp để bảo đảm kết phù hợp tốt với mục đích đề Do hiệu suất thiết bị đo thay đổi theo lượng tia, nên phải thận trọng việc đánh giá trường hợp nhiễm xạ bêta hỗn hợp (xem điều 5) Điều thiết bị đo hoạt độ bề mặt 4.2 Đo trực tiếp độ nhiễm xạ bề mặt 4.2.1 Yêu cầu thiết bị đo Đặc trưng kỹ thuật thiết bị đo phải tuân theo yêu cầu nêu xuất phẩm số 325 IEC Các thiết bị phải có khả đo hoạt độ thấp giới hạn nhiễm xạ bề mặt cho phép, mức dùng làm mốc để so sánh kết độ nhiễm xạ (giới hạn cho phép quy định quy phạm quốc tế quốc gia trường hợp khơng có quy phạm xác định tiêu chuẩn thoả thuận vùng) Chú thích Khả nói mơ tả chặt chẽ thuật ngữ "giới hạn phát dưới" " hoạt độ thấp phát được" Tuy nhiên chưa có hiệp định quốc tế việc định nghĩa thuật ngữ Hơn nữa, phương trình để tính giá trị liên quan phức tạp nên chưa thể nêu tiêu chuẩn Các thiết bị dùng để đo trực tiếp độ nhiễm xạ bề mặt thường có diện tích cửa sổ nhạy cảm từ 20 đến 200 cm2 có khả đo độ nhiễm xạ bề mặt nhỏ 0,04 Bq.cm -2 nguồn phát anpha 0,4 Bq.cm-2 nguồn phát bêta điều kiện phơng tự nhiên bình thường Tính hữu dụng đầu dò khơng quy định hiệu suất thiết bị mà kích thước cửa sổ độ nhạy Các thiết bị có cửa sổ độ nhạy lớn đặc biệt hữu dụng phép đo độ nhiễm xạ bề mặt trải rộng 4.2.2 Quy trình phát Dịch chuyển từ từ đầu dò bề mặt lắng nghe thay đổi tần suất tiếng kêu lách tách, cần tránh tiếp xúc phận cửa sổ nhạy cảm đầu dò bề mặt cần đo Các tín hiệu thị âm tức thì, khơng phụ thuộc vào độ nhạy thời gian đáp ứng thiết bị sử dụng Khi diện tích nhiễm xạ phát hiện, phải đặt đầu dò diện tích giữ cố định khoảng thời gian đủ để khẳng định phát Khoảng cách đầu dò bề mặt phải trì mức nhỏ Có thể sử dụng dụng cụ định cữ cho mục đích 4.2.3 Quy trình đo 4.2.3.1 Khi đo phải tuân theo hướng dẫn vận hành thiết bị đo yêu cầu sau: a) trước đo, số đếm phông phải xác định nơi thực phép đo; b) phải thường xuyên kiểm tra số đếm phơng; c) tính hoạt động thiết bị phải kiểm tra, xác nhận nguồn kiểm tra thích hợp Tần xuất: kiểm tra hàng ngày thiết bị đo thường xuyên, trường hợp khác kiểm tra trước lần sử dụng Nếu sai lệch 25% so với giá trị thoả thuận phải tăng cường việc hiệu chuẩn lại thiết bị d) điều kiện hình học đo phải thật sát với điều kiện hình học dùng để hiệu chuẩn máy; khoảng cách có mức độ sai khác sử dụng cho mục đích này; e) để đo xác, đầu dò cần phải giữ ổn định khoảng thời gian lớn lần thời gian đáp ứng (95 % ); f) giá trị hiệu suất thiết bị đo phải có sẵn tương ứng với hạt nhân phóng xạ cần đo (xem điều 5) 4.2.3.2 Hoạt độ bêta anpha nhiễm xạ bám chặt nhiễm xạ tẩy bỏ đơn vị diện tích, As1 bề mặt kiểm tra, biểu thị becquerel centimet vuông, phụ thuộc vào tốc độ đếm theo công thức sau: Công thức áp dụng sở giới hạn quy định điều AS = n nB (1) i W s đó: n tốc độ đếm tổng cộng đo giây; nB tốc độ đếm phông giây; i hiệu suất đo thiết bị đo tia bêta anpha (xem điều A.2); W diện tích cửa sổ nhạy thiết bị đo (cửa sổ vào xạ) tính centimet vng; s hiệu suất nguồn gây nhiễm xạ Với giả định hợp lý cẩn trọng (xem A.1) giá trị sau trường hợp khơng biết giá trị xác hơn: s = 0,5 (đối với nguồn phát tia bêta E s = 0,25 ( nguồn phát bêta 0,15 MeV < E max s sử dụng 0,4 MeV) max < 0,4 MeV) Đối với trường hợp đánh giá nhiễm xạ anpha, xem A.1 Phải hiệu chỉnh thời gian chết cho tốc độ đếm cần Đối với nguồn anpha cân hoàn toàn phần với nguồn anpha khác dãy phân rã phương pháp đánh giá cho biết tổng hoạt độ nguồn anpha có dãy Trong trường hợp cân hồn tồn đóng góp nguồn anpha riêng lẻ tính cách chia hoạt độ tổng anpha cho số nguồn anpha tham gia cân Chỉ tính tốn tương tự nguồn phát bêta nằm cân dãy phân rã xác suất ghi nhận (xem bảng 3, cặp đánh dấu *eq) Đối với cặp phân rã đánh dấu § bảng 3, có hạt nhân phóng xạ gạch chân đo xác thiết bị đo beta chuyên dùng để đo độ nhiễm xạ bề mặt Trong trạng thái cân bằng, tổng hoạt độ hiệu hữu gấp hai lần hoạt độ bêta thu phương pháp đánh giá chuẩn Chú thích - Thiết bị đo có vi xử lý có khả tính tự động cơng thức (1) đưa hướng dẫn hoạt độ đơn vị diện tích Do thiết bị phải nhớ trị số thích hợp nB, W, i s Các giá trị i s phải lựa chọn riêng biệt tuỳ thuộc vào hạt nhân phóng xạ đo cấu trúc nguồn gây nhiễm xạ Các giá trị thường đưa trước vào nhớ thiết bị hệ số chung Trong trường hợp hiệu chuẩn thiết bị (xem điều 5, thích 5) có giá trị s lựa chọn 4.3 Phương pháp gián tiếp đánh giá độ nhiễm xạ bề mặt 4.3.1 Yêu cầu thiết bị đo Việc đo mẫu lau thường tiến hành cách sử dụng thiết bị đếm xung bố trí cố định che chắn tốt Nếu sử dụng máy kiểm xạ máy đo độ nhiễm xạ bề mặt cầm tay tính hiệu suất thiết bị đo phải phù hợp với tiêu chuẩn xuất phẩm số 325 IEC Các thiết bị phải có khả đo hoạt độ thấp giới hạn nhiễm xạ bề mặt cho phép (xem 4.2.1, thích 1), mức dùng làm mốc để so sánh kết độ nhiễm xạ (giới hạn cho phép quy định quy phạm quốc tế quốc gia, trường hợp quy phạm xác định tiêu chuẩn thoả thuận vùng) Chú thích - Các thiết bị đo sẵn có có khả đo mức hoạt độ nhỏ 0,4 Bq nhiễm xạ anpha Bq nhiễm xạ bêta Dựa hai mức hoạt độ lau bề mặt nhiễm xạ có diện tích 100 cm sử dụng hệ số tẩy F = 0,1 đo nhiễm xạ bề mặt nhỏ 0,04 Bq cm -2 0,4 Bq cm-2 4.3.2 Hướng dẫn lấy mẫu thử Việc phát đánh giá độ nhiễm xạ bề mặt thực cách sử dụng mẫu lau khô ướt Khi lấy mẫu lau từ diện tích lớn, để xác định xác phân bố độ nhiễm xạ cần phải lưu ý điểm sau a) diện tích lấy mẫu lau phải lớn khoảng 100 cm 2; b) nơi mà quy phạm cho phép, lấy trung bình độ nhiễm xạ bề mặt diện tích rộng, diện tích lấy mẫu phải đưa vào tính kết theo 4.3.3; c) vật liệu dùng để lau phải chọn cho phù hợp với bề mặt cần kiểm tra (ví dụ giấy lọc đối bề mặt nhẵn vải bề mặt thô ráp); d) môi chất làm ướt dùng để làm ẩm vật liệu lau mơi chất làm ướt phải khơng rớt khỏi khăn lau; Cảnh báo: Vì chất nhiễm xạ bị hấp thụ vào bên cấu trúc khăn lau/vật liệu lấy mẫu thử bị bao độ ẩm dư chất làm ướt dẫn đến kết đánh giá độ nhiễm xạ thấp đáng kể nguồn phát xạ anpha e) mẫu lau cần phải ép nhẹ lên bề mặt cần đo cách sử dụng đầu ngón tay thích hợp kẹp thiết kế đặc biệt để bảo đảm áp lực phân bố khơng đổi; f) tồn diện tích 100 cm2 phải lau hết; g) nên sử dụng giấy lọc tròn để làm vật liệu lau; h) diện tích nhiễm xạ mẫu lau phải nhỏ diện tích nhạy đầu dò; i) sau lấy mẫu, vật liệu dùng làm mẫu thử cần phải làm khô cách cẩn thận cho không làm hoạt độ mẫu thử 4.3.3 Quy trình đo Phép đo mẫu lau cần phải tiến hành theo bước mô tả 4.2.3.1 Hoạt độ anpha bêta chất nhiễm xạ tẩy bỏ bề mặt đơn vị diện tích, Asr 1) mẫu lau, biểu diễn becquerel centimet vuông, phụ thuộc vào tốc độ đếm thiết bị đo theo công thức sau: Asr = i n nB F S (2) s n tốc độ đếm tổng cộng giây (s -1); nB tổng số đếm phông giây (s -1); i hiệu suất đếm thiết bị đo tia bêta anpha (xem điều A.2); F hệ số tẩy bỏ; S diện tích lau, tính centimet vng; s hiệu suất nguồn hạt nhân phóng xạ có mặt mẫu lau (xem điều A.2) Phải sử dụng giá trị 1) s cho 4.2.3.2 Áp dụng công thức dựa vào giới hạn quy định điều Nếu hệ số tẩy F không xác định thực nghiệm sử dụng giá trị cố định F = 0,1 Để đánh giá hạt nhân phóng xạ trường hợp cân bằng, xem 4.2.3.2 Xác định hiệu suất thiết bị đo Xác định hiệu suất đo thiết bị đo phương pháp nguồn chuẩn có suất phát xạ đơn vị diện tích cho phù hợp với tiêu chuẩn ISO 8769 Kích thước nguồn chuẩn phải đủ lớn để bao phủ hết cửa sổ đầu dò thiết bị đo Trong trường hợp đặc biệt, khơng có nguồn với kích thước phải tiến hành phép đo liên tiếp với nguồn nhỏ phải có diện tích hoạt tính tối thiểu 100 cm Những phép đo cần phải bao phủ tồn diện tích cửa sổ tối thiểu phần đại diện kết giá trị trung bình i Khi xác định hiệu suất thiết bị đo, cần phân biệt tia xạ anpha bêta Trong trường hợp nhiễm xạ bề mặt anpha, kích thước hạt đạt đến giá trị 10 m lớn Với nhiễm xạ hạt mịn (đường kính hạt từ 0,1 đến m) chất phóng xạ trộn lẫn với bụi khơng phóng xạ bề mặt lấy mẫu bị nén vào vật liệu lấy mẫu Trong hai trường hợp phổ vạch gốc chuyển thành phổ liên tục chứa tất hạt có lượng anpha từ đến vạch lượng Do hiệu suất đầu dò thường có giá trị thấp nguồn dạng màng mỏng Vì lý nên nguồn có bề dày bão hồ ví dụ hợp kim uran (13 % uran thiên nhiên với 0,06 mm độ dày) thích hợp để làm nguồn chuẩn cơng tác đầu dò đo anpha khơng nhạy với bêta Trong trường hợp chất phát bêta, hiệu suất thiết bị đo i phụ thuộc vào lượng hạt bêta cần xác định lượng bêta tương ứng với đồng vị nhiễm xạ cần đo Trong nhà máy phòng thí nghiệm, sử dụng hạt nhân phóng xạ khác với lượng bêta khác cần sử dụng hiệu suất thiết bị đo lượng bêta đơn lẻ Tuy nhiên phải đảm bảo lượng bêta nguồn chuẩn không lớn nhiều so với lượng thấp hạt bêta cần đo Các hạt nhân phóng xạ sau thích hợp cho việc sử dụng làm nguồn chuẩn: 14 C (E 147 36 Pm (E Cl (E 204 = 0,154 MeV) max Tl (E max max max 90 Sr/90Y (E 106 = 0,225 MeV) = 0,71 MeV) = 0,77 MeV) max Ru/90Rh (E = 2,26 MeV) max = 3,54 MeV) Hiệu suất thiết bị đo phải xác định điều kiện hình học xác định phải gần với điều kiện thực phép đo liên tiếp trực tiếp gián tiếp (xem 4.2.3.1) Hiệu suất thiết bị đo, i, nguồn chuẩn (xem A.2) tính theo cơng thức sau; i = n nB n nB = (3) q2 sc Esc xW n tốc độ đếm tổng cộng từ nguồn chuẩn phông giây (s -1); nB tốc độ đếm phông giây (s -1); q2 sc suất phát xạ bề mặt nguồn phóng xạ nằm cửa sổ nhạy đầu dò với diện tích W, cm2 , tính centimet vng (cm2); Esc suất phát xạ bề mặt đơn vị diện tích nguồn chuẩn giây centimet vuông (s-1 cm -2) Chú thích Trong trường hợp 90Sr cân với hạt nhân 90Y, suất phát xạ bề mặt đơn vị diện tích dùng công thức (3) phải hai lần suất phát xạ bề mặt đơn vị diện tích 90Sr Nếu suất phát xạ bề mặt nguồn dùng để chuẩn chưa biết (có nghĩa nguồn khơng tn theo ISO 8769), giá trị ước lượng Esc xác định theo A.4.1 Việc sử dụng nguồn tham chiếu có bề dày bão hoà cho giá trị hiệu suất cẩn trọng so với sử dụng lớp mỏng Trong số thiết bị có vi xử lý , i xác định theo cách sau: đặt đầu dò nguồn chuẩn có diện tích biết có độ lớn thích hợp (Esc) có hiệu suất phát xạ biết cách điều chỉnh liên tục hệ số chuẩn, số tốc độ đếm máy đo đạt tới giá trị Esc Sau bật thiết bị để biết hệ số chuẩn i Phép chuẩn trực tiếp tiến hành nhờ thiết bị đo có vi xử lý: Đặt đầu dò nguồn chuẩn có diện tích lớn thích hợp nguồn chuẩn có suất phát xạ đơn vị diện tích biết (Esc) cách điều chỉnh liên tục hệ số chuẩn lên, số tốc độ đếm thiết bị đạt giá trị (Esc/ s), s hiệu suất nguồn gây nhiễm xạ đo nhờ thiết bị hiệu chuẩn Ghi kết phép đo độ nhiễm xạ Báo cáo kết đo độ nhiễm xạ bề mặt phải bao gồm thông tin sau đây: a) ngày tháng; b) địa điểm vị trí; c) loại bề mặt đo phương pháp gián tiếp; d) vật liệu lau (khô ướt); e) chất làm ướt; f) hệ số tẩy bỏ phép đo gián tiếp (đo tra bảng); g) thiết bị đo sử dụng, số xê-ri; h) hiệu suất thiết bị đo, ngày hiệu chuẩn; i) nguồn chuẩn: hạt nhân phóng xạ, suất phát xạ bề mặt (trên đơn vị diện tích); j) thiết bị đọc độ nhiễm xạ (bề mặt hay mẫu lau); k) số đọc phông; l) hoạt độ đơn vị diện tích; m) ghi mức nhiễm xạ lan rộng; n) quan sát khác; o) tên người thực Phụ lục A (quy định) Giải thích thuật ngữ liệu quy trình hiệu chuẩn đo A.1 Giới thiệu chung Độ nhiễm xạ bề mặt thường định nghĩa hoạt độ đơn vị diện tích, tốc độ đếm đo thiết bị liên quan trực tiếp đến xạ phát từ bề mặt hoạt độ phía bên bề mặt Đối với hoạt độ cho đơn vị diện tích, số hạt xạ phát từ bề mặt đơn vị thời gian phụ thuộc vào lượng tự hấp thụ nguồn lượng tán xạ từ nguồn vật liệu Sự tự hấp thụ làm giảm số hạt phát tán xạ ngược làm tăng số hạt Do tính chất hấp thụ tán xạ khác bề mặt, nói chung khơng thể có quan hệ đơn giản suất phát xạ hoạt độ Bởi yêu cầu phải hiệu chuẩn thiết bị đo độ nhiễm xạ bề mặt theo hiệu suất đo sở suất phát xạ nguồn phải tiến hành xác định nguồn chuẩn theo hoạt độ suất phát xạ Cho đến nay, việc hiệu chuẩn thiết bị đo độ nhiễm xạ bề mặt thường tiến hành cách xác định độ đáp ứng thiết bị hoạt độ biết (hoặc hoạt độ đơn vị diện tích) nguồn tham chiếu Chú thích - Phương pháp nêu xuất phẩm số 325 IEC độ đáp ứng hoạt độ đơn vị diện tích nguồn chuẩn xác định độ đáp ứng hoạt độ bề mặt Đối với quy trình này, để thu hệ số chuẩn nguồn cần phải nguồn mỏng lý tưởng, có nghĩa nguồn khơng có tự hấp thụ khơng có tượng tán xạ ngược Tuy nhiên thực tế nguồn thường khác xa với nguồn lý tưởng, đặc biệt nguồn phát anpha bêta lượng thấp (năng lượng cực đại bêta khoảng 0,4 MeV) Việc hiệu chuẩn dựa hoạt độ phóng xạ dẫn đến hệ số chuẩn khơng đơn mà phụ thuộc mạnh vào cấu trúc nguồn; dải rộng giá trị thu sử dụng nguồn chuẩn có hoạt độ hạt nhân phóng xạ có cấu trúc khác Hệ số hiệu chuẩn dựa suất phát xạ nguồn phụ thuộc vào cấu trúc nguồn Việc hiệu chuẩn thiết bị đo độ nhiễm xạ bề mặt dựa suất phát xạ theo hoạt độ, điều cho phép so sánh độ đáp ứng thiết bị đo Điều giúp để thực việc chép chuẩn theo chuẩn quốc gia Trong phần phụ lục thuật ngữ khác liên quan đến phép đo độ nhiễm xạ bề mặt chuẩn máy đo độ nhiễm xạ bề mặt giải thích nhằm tránh nhầm lẫn bảo đảm hiểu rõ khác hai phương pháp chuẩn Hiệu suất thiết bị đo i giá trị khuyến cáo hiệu suất nguồn, s, xem xét chi tiết A.2 Giải thích thuật ngữ Các thuật ngữ khác nêu bảng giải thích hình vẽ Tốc độ đếm gây xạ nguồn ký hiệu n, q1 - q6 tốc độ sinh loại hạt sau: Loại 1: hạt trực tiếp đến đầu dò; Loại 2: hạt đến đầu dò tán xạ ngược từ nguồn từ giá đỡ; Loại 3: hạt khỏi nguồn theo hướng góc khối phía khơng đến đầu dò bị hấp thụ khơng khí; Loại 4: hạt khỏi nguồn theo hướng góc khối phía khơng khỏi nguồn tự hấp thụ; Loại 5: hạt rời khỏi nguồn theo hướng lên góc khối phía khơng đến đầu dò ngun nhân hình học; Loại 6: tất hạt rời khỏi nguồn theo góc khối phía trên, bao gồm hạt tán xạ ngược loại trừ hạt loại Hình - Mặt cắt ngang tổ hợp đầu dò nguồn Các định nghĩa thuật ngữ nêu bảng phân loại theo hình vẽ Thuật ngữ bổ sung "Hiệu suất nội thiết bị đo, Ii " cần thiết định nghĩa "tỷ số tốc độ đếm đầu dò số hạt đến đầu dò" đơn vị thời gian Đối với nguồn lý tưởng không tự hấp thu, không tán xạ ngược giá trị s 0,5 Đối với nguồn thực giá trị s thường nhỏ 0,5 lớn 0,5 tuỳ thuộc vào độ lớn tương đối trình tự hấp thụ tán xạ ngược Giá trị cực đại s Ii Bảng - Định nghĩa thuật ngữ Thuật ngữ Hoạt độ nguồn 1) Suất phát xạ bề mặt nguồn Hiệu suất nguồn Hiệu suất thiết bị đo Hiệu suất nội thiết bị đo Độ đáp ứng thiết bị đo hoạt độ A Ký hiệu Đơn vị A Bq q2 -1 s Định nghĩa A = q1 + q2 + q3 + q4 + q5 + q6 q2 = q1 + q2 + q3 + q5 2) s 2) s = q1 i li 2) Ri 2) q1 q2 q q3 q3 q4 q5 q5 q6 = q2 A i n = li = q1 q2 q3 q5 n q1 q2 R1 = i x s = n A 1) Định nghĩa hoạt độ đơn giản hoá sử dụng điều kiện hạn chế đề cập điều Một cách chặt chẽ hoạt độ phải định nghĩa theo cơng thức sau: A= ( q1 + q2 + … q6) d d số hạt loại xem xét sinh phân rã Tuy nhiên hạt nhân phóng xạ xem xét tiêu chuẩn (xem bảng 3) cho d 2) Tất hiệu suất khơng có thứ ngun Theo cách xác định cho bảng 1, độ đáp ứng thiết bị Ri hoạt độ nguồn chuẩn viết sau: Ri = I x s có nghĩa độ đáp ứng tách thành tích hiệu suất thiết bị đo i (phản ánh đặc trưng kỹ thuật thiết bị đo cấu trúc hình học) hiệu suất phát xạ nguồn s (phản ánh hầu hết tính chất nguồn) Do hệ số chuẩn Rj, thu chuẩn dựa hoạt độ nguồn tổ hợp đặc trưng đầu dò, nguồn dạng hình học A.3 Những nhận định hiệu suất thiết bị đo Về mặt lý thuyết, hiệu suất thiết bị đo i phụ thuộc không vào lượng bêta cực đại anpha mà phụ thuộc vào phân bố lượng thực hạt phát ra, có nghĩa vào phổ lượng nguồn Nói cách khác, hai nguồn có suất phát xạ bề mặt có phổ lượng khác gây tốc độ đếm khác đầu dò Đó hiệu suất nội thiết bị đo Ii Hiệu suất nói chung phụ thuộc vào lượng số hạt tới đầu dò đơn vị thời gian thay đổi có khác số hấp thụ khơng khí Nói cách chặt chẽ, hiệu suất thiết bị đo i có phụ thuộc vào cấu trúc nguồn giá trị i dùng để tính hoạt độ đơn vị diện tích phải tương ứng với phân bố lượng nhiễm xạ thực tế Cần phải lưu ý số hạt đến đầu dò đơn vị thời gian phổ lượng chúng nhạy với khác nhỏ dạng hình học phép đo tiến hành chuẩn dạng hình học đo thực tế Tuy nhiên, mục đích thực tiễn ảnh hưởng phổ nói bỏ qua giá tri i thu nguồn chuẩn có lượng thích hợp sử dụng (xem bảng 5) A.4 Giá trị khuyến cáo hiệu suất nguồn A.4.1 Nguồn tham chiếu Hiệu suất nguồn tham chiếu, sc , biết biết hoạt độ suất phát xạ bề mặt nguồn ( s = q2 /A), xem bảng 1) Chú thích - Trong trường hợp đặc biệt nguồn có lớp bão hồ, biết hoạt độ độ dày lớp bão hồ hoạt độ A cơng thức s có nghĩa hoạt độ bên bề dày lớp bão hoà Điều cần thiết phải biết để thực hiệu chỉnh tính i tương ứng với điều Nếu nguồn chuẩn(có diện tích hoạt tính V cm2) biết hoạt độ (A) hoạt độ đơn vị diện tích (A*) sử dụng giá trị sc = 0,5 Nếu sử dụng cơng thức (3) điều 5, Esc = (0,5 A)/V Esc = 0,5A* Việc tính i cho kết ước tính cẩn trọng (có nghĩa thấp giá trị thực) đóng góp tia tán xạ ngược bề mặt bỏ qua Các nguồn chuẩn có thị trường xác định hoạt độ thường làm vật liệu có tán xạ ngược thấp (ví dụ nhơm) Tán xạ ngược bão hồ nguồn bêta mỏng đặt đế nhôm khoảng 30 % nhỏ 20 % vật liệu nhựa vật liệu khác có Z thấp tất lượng bêta xét đến tiêu chuẩn Tán xạ ngược nguồn anpha trường hợp nhỏ 5% A.4.2 Nguồn nhiễm xạ Hiệu suất nguồn nhiễm xạ anpha bêta thực s khó đánh giá thay đổi hàng chục lần khác cấu trúc nguồn thực tế Ở xét đến trình tự hấp thụ nguồn, tán xạ ngược làm tăng tốc độ đếm việc bỏ qua tán xạ ngược tăng thêm tính an toàn cách tạo giá trị hoạt độ cẩn trọng (cao hơn) hoạt độ đơn vị diện tích Giá trị khuyến cáo nhiễm xạ sau đây: s nguồn bêta nhận cách xem xét loại nguồn gây - lớp mỏng nguồn bêta bao bọc lớp vật liệu khơng phóng xạ có mật độ khoảng 2,5 mg/cm2; - nguồn bêta đồng có độ dày tờ giấy lọc dùng để lau mẫu thử ( 10 mg/cm2) Loại thứ gặp phép đo trực tiếp, loại thứ hai chủ yếu hay gặp phép đo gián tiếp Trong hai trường hợp, giảm hiệu suất nguồn tự hấp thụ nguồn bỏ qua ( s = 0,5) nguồn phát bêta có lượng cực đại E max 0,4 MeV Các nguồn phát bêta có lượng 0,15 MeV < sc 0,4 MeV có hiệu suất trung bình khoảng 0,25 điều kiện Việc áp dụng giá trị dẫn đến đánh giá thấp hoạt độ bêta bao phủ lớp vỏ có khả hấp thụ cao Tuy nhiên cần phải lưu ý đóng góp vật liệu phóng xạ nguy xâm nhập hít vào nuốt phải chiếu đồng thời giảm xuống s,a Trong trường hợp nguồn phát anpha, việc đánh giá giá trị đáng tin cậy ổn định s khó khăn trường hợp nhiễm xạ thực tế, gần "không" 1) Giá trị lý thuyết nguồn có lớp bão hồ s, = 0,25 đa số nguồn phát anpha có độ dày lớp bão hồ vào khoảng mg/cm2 Việc sử dụng giá trị s, = 0,25 bao quát hai loại nhiễm xạ quan trọng anpha gặp: lớp mỏng có độ dày cỡ lớp bão hoà bị nhiễm xạ nguồn phát anpha cách đồng trường hợp đo trực tiếp nguồn tạo đồng trình lấy mẫu lau (ở phép đo gián tiếp) Tuy nhiên, giá trị s, = 0,25 dẫn đến đánh giá thấp hoạt độ đơn vị diện tích nhỏ trường hợp nguồn phát anpha nằm sâu độ dày lớp bão hoà lớp mỏng gồm nguồn phát anpha bao bọc vật liệu khơng phóng xạ có độ dày lớn 50% độ dày lớp bão hoà Điều khẳng định tầm quan trọng phép đo mẫu lau Giá trị khuyến cáo s cho bảng Bảng - Giá trị khuyến cáo Loại hạt dải lượng, s Nhận xét s MeV Bêta (E max ≥ 0,4) Bêta (0,15 < E max < 0,4) Anpha 0,5 Giá trị giữ nguyên đối với: 0,25 - lớp cho độ dày bão hoà bị nhiễm xạ đồng 0,25 - mẫu lau Bảng - Nguồn bêta thích hợp phương pháp đánh giá theo tiêu chuẩn Từ khố: E Năng lượng bêta trung bình; 1) RAGHQVAYA, M.,GIRIDAR, J and MARKOSE, P.M hiệu chỉnh tự hấp thụ nguồn anpha, Vật lý Sức khoẻ, Hãng thông Pergamon 29/12/1975: trang 785 - 786 P Xác suất phân rã bêta; PME > 20 Xác suất phát xạ hạt điện tử đơn lớn 20 keV; C Có sẵn thị trường; * Cặp phân rã có xác suất phát xạ tương tự hai hạt nhân phóng xạ; § Một cặp phân rã có đồng vị phát (được gạch chân); eq Sự cân phân rã có thể; # Sự khác bất thường E max E ; ( +) Nguồn phát bêta cộng (+); (EC) Nguồn phát xạ bắt electron; (IT) Nguồn phát xạ chuyển dịch đồng phân Bảng Hạt nhân phóng xạ 14 Thời gian bán rã E max keV E keV P PME>20 % % Ghi C 5730 năm 154 49 100 - C F ( +) 110 phút 634 250 96,7 - C Na 15 1390 554 100 - Mg 20,9 860 152 100 29,6 2,24 phút 2864 1242 100 - 330 năm 213 65 100 - 32 14,3 ngày 1710 694 100 - 33 25,4 ngày 249 77 100 - 35 S 87,4 ngày 167 49 100 - 36 Cl 3,01.105 năm 710 251 99 - 42 12,4 3521 1430 100 - 43 K 22,6 1817 307 99,3 - Sc( +) 3,93 1476 633 94,4 - 163 ngày 257 77 100 - Sc 83,8 ngày 357 112 100 - Ca 4,54 ngày 1988 345 100 - 47 Sc 3,42 ngày 601 162 100 0,4 48 Sc 43,7 657 220 100 0,2 Mn 2,58 2848 830 99,9 - Fe 44,6 ngày 1565 118 99,9 - Co 5,27 năm 318 96 100 - Ni 2,52 2137 632 100 - mZn (IT) 13,8 - - 100 5,1 18 24 28 28 Al 32 Si P P K 44 45 Ca 46 47 56 59 60 65 69 C C C C C C C * no eq * no eq § C C 69 Zn 56 phút 905 321 100 - 72 Ga 14,1 3158 498 100 0,4 As 26,3 2969 1064 99,7 - Ge 11,3 2486 647 100 3,7 C 38,8 690 229 99,3 - C Br 35,3 444 137 - - C Sr (EC) 25 ngày - - 95,5 - 1,25 phút 3356 1474 100 - 18,7 ngày 1774 667 100 - 50, ngày 1491 583 Pr 13,6 ngày 935 316 Ce 284,3 ngày 318 Pr 17,28 phút 147 Pm 148 149 76 77 77 As 82 82 82 Rb( +) 86 Rb - C 100 - C 82 100 13,5 2996 1207 100 - 2,62 năm 225 62 100 - Pm 5,37 ngày 2464 726 100 0,2 Pm 53 1071 364 100 0,2 18,6 975 311 100 4,6 Er 9,4 ngày 350 99 100 - Yb 4,19 ngày 468 126 100 5,27 W 75,1 ngày 432 126 99,9 - Re 90,6 1077 349 93 14 W 69,4 ngày 349 99 100 0,3 Re 17 2120 764 100 12,5 Ir 19,2 2251 808 100 1,1 Au 2,7 ngày 961 311 100 4,2 Tl 3,78 năm 770 244 97,4 - Pb 3,25 644 198 100 - 89 Sr 143 144 144 159 Gd 169 175 185 186 188 188 194 198 204 209 ... Xác định hiệu suất đo thiết bị đo phương pháp nguồn chuẩn có suất phát xạ đơn vị diện tích cho phù hợp với tiêu chuẩn ISO 8769 Kích thước nguồn chuẩn phải đủ lớn để bao phủ hết cửa sổ đầu dò thiết... nguồn chuẩn có diện tích biết có độ lớn thích hợp (Esc) có hiệu suất phát xạ biết cách điều chỉnh liên tục hệ số chuẩn, số tốc độ đếm máy đo đạt tới giá trị Esc Sau bật thiết bị để biết hệ số chuẩn. .. bật thiết bị để biết hệ số chuẩn i Phép chuẩn trực tiếp tiến hành nhờ thiết bị đo có vi xử lý: Đặt đầu dò nguồn chuẩn có diện tích lớn thích hợp nguồn chuẩn có suất phát xạ đơn vị diện tích biết