Nghiên cứu phương pháp xác định đồng thời hàm lượng Radon và Thoron trong không khí sử dụng detector vết hạt nhân

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT MỞ ĐẦU Thuật ngữ “Radon” (Rn) – dùng để đồng vị ngun tố khí phóng xạ có số thứ tự 86 Bảng Hệ thống tuần hoàn Mendeleev Các đồng vị khí trơ, khơng màu, không mùi Trong tự nhiên, Rn sản phẩm phân rã chuỗi phóng xạ tự nhiên: chuỗi 238U (sinh 222 Rn, có chu kỳ bán rã 3,82 ngày); chuỗi 232Th (sinh 220Rn, gọi thoron, có chu kỳ bán rã 55,6 giây); chuỗi 235 U (sinh 219 Rn, gọi actinon, có hàm lượng nhỏ chu kỳ bán rã ngắn 3.96 giây)[36] Các sản phẩm phân rã Rn hay gọi cháu Rn, thường bám vào hạt sol khí, tồn tự khơng khí Chúng phát xạ gamma, hạt beta hạt alpha, gây liều chiếu thể người thông qua đường hô hấp Uỷ ban khoa học hiệu ứng xạ nguyên tử Liên Hợp Quốc, UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 thống kê cho thấy đóng góp Rn vào liều chiếu xạ cho người gây xạ tự nhiên lên tới 50% Chính Rn xem nguồn phóng xạ tự nhiên có ảnh hưởng lớn đến sức khỏe người Các thiết bị ghi đo hàm lượng radon khơng khí, hầu hết dựa nguyên tắc tương tác alpha (do Rn cháu xạ) với vật liệu detector Mặc dù đồng vị phân rã alpha, thành phần chủ yếu ảnh hưởng đến hàm lượng radon khơng khí radon-222 radon-220 thời gian sống chúng tương đối lớn.Với chu kì bán rã giây, nên actinon (hay radon219) gần không đóng góp vào lượng Rn khơng khí ảnh hưởng đến thể người Với mục đích xây dựng phương pháp ghi đo đồng thời hàm lượng radon (radon-222) thoron (radon-220) khơng khí phục vụ cho việc đánh giá liều chiếu radon gây người, tác giả mạnh dạn chọn đề tài: “Nghiên cứu phương pháp xác định đồng thời hàm lượng Radon Thoron khơng khí sử dụng detector vết hạt nhân” Trong luận văn tác giả tập trung trình LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT bày trình tương tác hạt alpha hình thành vết ẩn phim LR115 đến q trình tẩm thực hóa học vết, đếm vết phim, phân tích kết hàm lượng Rn khơng khí Luận văn chia thành ba chương chính: o Chương 1: Tổng quan khí Radon, phương pháp xác định hàm lượng Rn môi trường o Chương 2: Sử dụng detector vết hạt nhân (SSNTD) để ghi đo hạt mang điện tích o Chương 3: Thực nghiệm kết phân tích hàm lượng radon-222, radon220 khơng khí Luận văn phần công việc đề tài cấp sở thực Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân, kết lao động nghiêm túc, kết hợp với kiến thức tham khảo, với hướng dẫn tận tình giảng viên, Tiến sỹ Trịnh Văn Giáp tập thể cán Trung tâm an tồn xạ bảo vệ mơi trường, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân Tuy nhiên, hạn chế thời gian, chắn luận văn tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp thầy cơ, bạn đồng nghiệp để luận văn hồn thiện, ứng dụng kết nghiên cứu tương lai Hy vọng luận văn tài liệu tham khảo hữu ích, đề cập tương đối đầy đủ tổng quan phương pháp ghi đo radon-222 radon-220 không khí sử dụng detector vết hạt nhân cho tất quan tâm đến vấn đề LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KHÍ RADON VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG RADON TRONG MÔI TRƯỜNG 1.1 Nguồn gốc radon mơi trường khơng khí Radon loại khí khơng màu, khơng mùi, đơn ngun tử Là loại khí trơ, nặng khí tạo thành nhóm 18 (hay gọi nhóm 0) bảng hệ thống tuần hồn ngun tố hóa học Khơng giống khí nhóm, khơng phải đồng vị bền, tất chúng đồng vị phóng xạ Trong tự nhiên radon có đồng vị, đồng vị liên quan đến chuỗi phân rã phóng xạ khác nhau, bắt đầu chuỗi 238U, 232Th, 235U Radon-222 có chu kì bán rã 3.8 ngày[38], tạo từ chuỗi phân rã 238 U Đây đồng vị quan trọng đồng vị radon hàm lượng khơng khí ảnh hưởng đến sức khỏe Radon-220, hay gọi thoron, sản phẩm chuỗi phân rã thorium (232Th), có chu kì bán rã 55,6 giây [38] Mặc dù radon-220 có chu kì bán rã ngắn, góp phần vào phơi nhiễm xạ nhà hàm lượng sản phẩm phân rã khơng khí Đồng vị cuối ba đồng vị radon-219 (thường gọi actinon, sản phẩm chuỗi phóng xạ actinium – hay 235 U) có đóng góp khơng đáng kể vào liều chiếu xạ người radon-219 khơng có độ phổ biến tự nhiên thấp (nhỏ khoảng 20 lần so với 238U) mà có chu kì bán ngắn (4 giây) Bảng 1: Một số tính chất vật lý quan trọng khí radon[36] TÍNH CHẤT số hiệu ngun tử khối lượng nguyên tử Tính chất thể khí: mầu sắc khối lượng riêng, g/l, 0C atm, Độ tan, cm3 kg-1, nước atm áp suất riêng phần: ĐỊNH LƯỢNG 86 222 Không màu 9.73 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 00 C 200C 300C Độ tan, cm3 kg-1, dung dịch áp 510 230 169 - suất 1atm, dung dịch: - glycerine - aniline - Rượu nguyên chất - Acetone - Rượu Ethyl - Dầu mỏ (paraffin lỏng) - Xylene - Benzene - Toluene - Chloroform - Ether - Hexane - Carbon disulfide - Dầu olive Tính chất khác: Điểm sơi, (Ở áp suất1atm) Điểm pha (rắn - lỏng - khí) Áp suất điểm pha Hệ số khuyếch tán khơng khí, 180C 00C 0.21 3.8 6.2 6.3 7.4 9.2 12.7 12.8 13.2 15.1 15.1 16.6 23.1 29 4.4 8.3 8.0 9.4 12.6 18.4 20.5 20.1 23.4 33.4 - -620C -710C 500 mmHg 0.1 cm2sec-1 Chuỗi phân rã 238U, 232Th, 235U minh họa tương ứng phụ lục: 1, 2, Chuỗi phóng xạ bao gồm chuỗi phân rã phóng xạ biến đổi liên tiếp cuối kết thúc đồng vị bền chì Đó q trình phân rã phóng xạ phát hạt beta, chủ yếu alpha Trong số trường hợp phân rã alpha beta kèm theo phát xạ gamma 238 U, 232 Th, 235 U nguyên tố nguyên thủy, chúng hữu trái đất hình thành có chu kì bán rã tương đương tuổi trái đất (khoảng 4.5x10 năm) Tuy phân bố tự nhiên 238 U, 232 Th khác tùy theo địa chất, chúng nằm dải rác khắp vỏ Trái Đất Hàm lượng trung bình cao ngun tố phóng xạ tìm thấy đất đá trung tính (alkaline intermediate rocks), chúng tương đối Trái Đất, với hàm lượng vào khoảng LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 500 Bq.kg-1 (13.5 pCi.g-1), đá núi lửa có hàm lượng thấp khoảng 80 đến 100 Bq.kg-1 (2 đến 35 pCi.g-1) Các đá trầm tích, đất sét có hàm lượng cao 40 50 Bq.kg-1 (1 1.5 pCi.g-1) tương ứng với 238 U 232 Th Tính trung bình vỏ trái đất, phân bố hàm lượng phổ biến loại đất đá khác 50 Bq.kg -1 (1.4 pCi.g-1) cho loại nguyên tố phóng xạ trên[38] Vì radium – phân rã tạo thành radon – có đất đá nơi Trái Đất, nên radon phân bố khắp nơi Trong khơng khí chúng bám vào hạt soil khí, chúng hòa tan nước, radon tồn bên ngồi khơng khí, bên nhà, vật liệu xây dựng, vật mang nguồn radon phổ biến soil khí Sự trao đổi khơng khí ngồi nhà phụ thuộc vào cấu trúc nhà, ảnh hưởng nhiều đến hàm lượng radon nhà, nhiên tốc độ thâm nhập soil khí vào nhà chịu tác động nhiều yếu tố khác Cả tốc độ thâm nhập soil khí tốc độ trao đổi khơng khí phụ thuộc vào điều kiện ngồi nhà tốc độ gió, chênh lệch nhiệt độ bên bên ngồi ngơi nhà Thêm nữa, yếu tố địa chất, lượng mưa, kiến trúc cơng trình xây dựng ảnh hưởng đến hàm lượng radon Đối với ngơi nhà thường xun đóng kín, hàm lượng radon nhà chủ yếu phụ thuộc vào vật liệu xây dựng cấu tạo địa chất móng ngơi nhà 1.2 Ảnh hưởng radon với sức khỏe người Các sản phẩm phân rã Rn phát tia gamma, hạt beta đặc biệt hạt alpha Các hạt alpha có khoảng chạy tự ngắn nên bị dừng lại mô lượng chúng tập trung phá hủy tế bào mô mà hậu gây ung thư[38] Trong hai thập kỉ gần đây, có nhiều báo cáo nghiêm túc cơng bố chứng tỏ việc phơi nhiễm radon nguyên nhân bệnh ung thư phổi Radon khí phóng xạ có nhiều tự nhiên, thâm nhập tích tụ nhiều ngơi nhà chúng ta[59] Đã có thống việc khẳng định Radon tác nhân bệnh ung thư hầu hết công bố cơng trình nghiên cứu tạp chí sức khỏe uy tín khắp quốc gia giới 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT quan quốc tế nghiên cứu bệnh ung thư (International Agency for Research on Cancer (IARC))[25] thuộc tổ chức sức khỏe giới (World Health Organization - WHO), Ủy ban hiệu ứng sinh học xạ ion hóa thuộc học viện quốc gia khoa học Hoa Kì (Biological Effects of Ionizing Radiation (BEIR IV)[7] Committee of the National Academy of Sciences), Hội đồng quốc tế an toàn xạ (ICRP)[24], hội đồng quốc gia đo lường an toàn xạ (NCRP) [34] Tuy nhiên, mức độ nghiêm trọng liều chiếu phơi nhiễm radon chưa đề cập đầy đủ tài liệu phổ thông Đặc biệt nước ta Hình 1: Nguồn phơi nhiễm xạ với dân chúng[35] Trong nguồn xạ ion hóa, đóng góp xạ tự nhiên chiếm tỉ lệ lớn tổng trung bình tương đương liều tính cho năm dân chúng 55% tổng liều radon[35] Bức xạ y tế, tia vũ trụ, nguồn xạ trái đất, xạ tiềm ẩn bên thể, xạ từ nguồn gốc thực phẩm chiếm phần lại Những nguồn xạ ln gây nguy hiểm sản phẩm nhà máy điện hạt nhân vụ thử vũ khí chiếm 1% (minh họa hình 1) Hơn liều chiếu vòng đời radon lớn nhiều so với liều xạ trung bình Châu Âu Châu Á từ tai nạn hạt nhân Chernobyl (minh họa hình 2) [37] 11 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT Hình 2: So sánh liều chiếu số nguồn xạ theo thang logarit[38] Đã có nghiên cứu dịch tễ hay nghiên cứu sức khỏe cộng đồng, dù theo tầng lớp riêng hay cộng đồng nói chung, theo cách khác ảnh hưởng đến sức khỏe radon Hầu hết điều tra dịch tễ, diễn hoàn toàn ngẫu nhiễn, đưa kết luận cuối mang tính linh hoạt, thận trọng với nhiều nguyên nhân tác động đến sức khỏe hút thuốc radon tác nhân gây lên ung thư phổi Radon khẳng định tác nhân đứng thứ hai bệnh ung thư phổi, sau thuốc lá, tác nhân khiến 146.000 bệnh nhân ung thư phổi bị chết ước tính Mỹ hàng năm[2] Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) thống kê trường hợp chết ung thư phổi Mỹ liên quan đến phơi nhiễm radon nhà vào khoảng 13.600, với 7000 đến 30.000 trường hợp[57] nghi ngờ liên quan chưa 12 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT có biểu rõ ràng việc đánh giá liều radon dựa mơ hình chiếu liều ủy ban BEIR IV quan bảo vệ môi trường Mỹ (EPA) hầu hết tài liệu trước đây[56, 58] Một số biểu không rõ ràng việc tính liều radon có liên quan chủ yếu đến ảnh hưởng việc hút thuốc Tác dụng gấp nhiều lần đồng thời bị ảnh hưởng liều radon việc hút thuốc EPA so sánh số người chết ung thư phổi liên quan đến radon với nguyên nhân khác: uống rượu lái xe – 23.400; chết đuối – 4.600; chết hỏa hoạn – 4.400; tai nạn máy bay – 1000 (tính hàng năm Mỹ), số đủ để khẳng định radon có vai trò vơ quan trọng vấn đề sức khỏe môi trường[56,57] Các nghiên cứu ung thư phổi thợ mỏ quặng uranium [38] cho thấy xảy gia tăng tỉ lệ mắc ung thư phổi bị phơi nhiễm sản phẩm phân rã radon Tuy nhiên với nghiên cứu cộng đồng nói chung phức tạp thực tế lược sử trịnh bị phơi nhiễm radon khó để xây dựng lại, họ phải di chuyển thay đổi nơi cư trú Radon ghi nhận mối nguy hiểm tiềm tàng cho sức khỏe dân chúng Mỹ cách 30 năm trước [38] Để hiểu giải có hiệu vấn đề radon, cần thiết phải nắm vững tính chất vật lý, ảnh hưởng với sức khỏe, cách thức kĩ thuật đo đạc, khu vực ảnh hưởng nó, nguyên lý cách thức giảm bớt nồng độ 1.3 Các phương pháp xác định hàm lượng radon môi trường[60, 61] Nồng độ Rn đo nhiều cách với loại thiết bị khác Theo CEI/IEC 61577-1, có đến 18 loại thiết bị đo Rn tức thời (trực tiếp) loại thiết bị đo Rn tích lũy (thụ động) Các phương pháp đo khác lại có hai phương pháp đo tức thời đo tích lũy 13 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT Tại Australia, Tiêu chuẩn Australian Standard AS 2365.4 – 1995 đưa Tiêu chuẩn phương pháp ghi đo nồng độ Rn nhà ở, phương pháp đo tức thời (trực tiếp), đo ngắn ngày detector than hoạt tính (1 đến ngày), phương pháp đo tích lũy dài ngày (từ tuần đến năm) Trong “Cẩm nang Rn cho cư dân“ EPA ban hành (U.S EPA, 2005) trình bày phương pháp đo xác định nồng độ Rn nhà định hướng giảm thiểu EPA khuyến nghị nên bắt đầu phương pháp đo tức thời, thực khoảng từ đến ngày, tầng thấp ngơi nhà điều kiện nhà đóng kín Việc kiểm tra theo phương pháp đo tức thời nhằm đảm bảo cư dân thông báo sớm ngơi nhà có nồng độ Rn cao Nếu kết phép đo phương pháp đo tức thời lớn pCi/L (148 Bq/m 3), hay lớn 0,02 WL, phải tiến hành phép đo dài ngày để xác định kết xác nồng độ Rn trung bình nhà Có thể thực hai phương pháp: đo tức thời đo tích lũy Phương pháp đo tích lũy có ưu điểm tiến hành dài 90 ngày (tới 365 ngày) cho kết nồng độ Rn trung bình nhà với độ tin cậy cao so với kết đo ngắn ngày phương pháp đo tức thời 1.3.1 Các thiết bị phương pháp ghi đo tức thời (trực tiếp) nồng độ Rn: Phương pháp đo tức thời sử dụng thiết bị đo đếm liên tục khí Rn Khơng khí đưa vào buồng đếm số đếm ghi lại thiết bị điện tử Số đếm đếm lặp lại cho giai đoạn, lưu lại sau in Phương pháp phù hợp với cách đo ngẫu nhiên tức thời (từ vài phút đến tuần) giải pháp xác định nhanh nồng độ Rn khoảng thời gian cụ thể [60, 61] Một số phương pháp tiêu biểu: CR (Continuous Radon Monitoring) – Quan trắc liên tục: Phương pháp bao gồm thiết bị đo đếm liên tục nồng độ khí Rn Khơng khí bơm vào buồng đếm buồng nhấp nháy hay buồng ion hoá Số đếm nhấp nháy ghi lại thiết bị điện tử 14 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT GS (Grab Radon/Scintillation Cell) - Đo tức thời dùng buồng nhấp nháy: Phương pháp hút khí qua phin lọc để đẩy sản phẩm cháu Rn khỏi buồng nhấp nháy Sau sử dụng bơm chân khơng hút khí qua buồng nhấp nháy tới khơng khí bên ống cân với khơng khí thu góp hàn kín lại Để phân tích mẫu khí này, cửa sổ buồng nối với ống nhân quang điện để đếm xung nhấp nháy sinh hạt anpha phân rã từ Rn tác dụng lên lớp sulphua kẽm phủ tráng bên thành buồng SC (Three-Day Integrating Evacuated Scintillation Cell) - Đo ngày dùng buồng nhấp nháy: Phương pháp gồm buồng nhấp nháy nối với van điều khiển máy đo áp suất Khi tiến hành công việc van tháo Tại nơi thu góp mẫu kỹ thuật viên đọc số áp suất mở van Khơng khí thổi chậm qua van, giai đoạn lấy mẫu khoảng ngày Kết thúc giai đoạn thu mẫu kỹ thuật viên đóng van lại, ghi số áp suất gửi buồng nhấp nháy phòng thí nghiệm Qui trình phân tích phương pháp GS CW (Continuous Working Level Monitoring) - Đo liên tục Mức làm việc WL: Phương pháp gồm thiết bị ghi đo liên tục sản phẩm phân rã Rn Sản phẩm phân rã Rn thu cách bơm không khí qua phin lọc Các loại detector khếch tán hay hàng rào mặt đếm hạt anpha sinh phân rã Rn phin lọc Thiết bị quan trắc chứa mạch vi xử lý để lưu giữ số đếm, xác định độ lặp theo chu kỳ thời gian lưu giữ số liệu Chương trình đo thiết lập khoảng 24 GW (Grab Working Level) - Đo tức thời: Phương pháp thu mẫu cách cho thể tích khơng khí xác định trước qua phin lọc Rn phân rã phin lọc Thời gian thu mẫu khoảng phút lần Sản phẩm phân rã Rn đếm detector anpha Tại Việt Nam, thiết bị ghi đo tức thời (trực tiếp) nồng độ Rn bao gồm: Buồng Lucas: Dùng ống đếm nhấp nháy Mẫu khí đưa vào buồng nhấp nháy qua phin lọc để loại bỏ sản phẩm phân rã Rn bụi Khi Rn phân rã buồng nhấp nháy, cháu bám lại thành bên buồng Hạt 15 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 03 tháng phơi chiếu Số vết SSNTD bên cấu hình có che màng PE tỉ lệ với hàm lượng radon-222 Số vết SSNTD bên cấu hình khơng che màng PE tỉ lệ với tổng hàm lượng của: radon-222; radon220; cháu chúng gây ii Sử dụng đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-222 số vết đếm SSNTD bên cấu hình có che màng PE để xác định hàm lượng radon-222 khơng khí iii Tỷ lệ đóng góp radon-222 so với cháu vào kết đo ≈ 0.75 tính trên, ta xác định đóng góp cháu radon-222 vào kết đo iv Đóng góp radon-220 cháu vào kết đo xác định bằng: hiệu kết số vết SSNTD bên cấu hình khơng che màng PE số vết tính tốn đóng góp radon-222 cháu từ số vết SSNTD bên cấu hình có che màng PE 3.8 Xây dựng đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-220 với số vết radon-220 gây SSNTD Để xác định hàm lượng radon hay radon-220 khơng khí, cần xác đinh tương quan hàm lượng khí với số vết thu detector điều kiện tẩm thực đếm vết Các kết chiếu chuẩn có với giúp đỡ đồng nghiệp tại Trung tâm nghiên cứu an toàn xạ (Research Center for Radiation Protection) thuộc Viện Quốc tế khoa học nghiên cứu xạ (NIRS) Nhật Bản Với đợt 03 mẫu dùng để chiếu tương ứng mức thấp, trung bình cao (thơng số mức phơi chiếu bảng 7), mẫu gồm 02 Urban cup, Urban cup chứa 02 detector Các detector sau chiếu chuẩn Nhật đóng kín gửi Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân, chúng tẩm thực đếm vết giống quy trình xử lý detector phơi chiếu khác Bảng 9: Thông số chiếu chuẩn radon-220 Nhật Bản Thông số chiếu chuẩn Mức phơi chiếu 41 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT Mức thấp Hàm lượng radon-220 (kBq/m3) 24.0±0.9 Thời gian phơi chiếu (giờ) Hàm lượng radon-220 tổng cộng (kBq/m3 h) Nhiệt độ (0C) 22 528±21 31.6±0.3 Độ ẩm tương đối (%) 41.6±1.0 Mức TB 25.4±0 Mức cao 30.5±1.0 40 66 1015±36 2015±69 30.1±0.6 31.3±0.2 42.6±0 43.3±0.6 Hình 19: Đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-220 với mật độ vết radon-220 gây detector Trong trường hợp chiếu chuẩn, ta coi hàm lượng khí phóng xạ đồng đều, mật độ vết thu detector tỉ lệ thuận với hàm lượng khí buồng, với kết xác định tương đối hàm lượng (Bq/m3h) khí radon-220 điều kiện detector đặt môi trường 3.9 Kết đo radon số điểm đo: Trong trình thực đề tài, việc phối hợp thực nhiệm vụ cấp “Điều tra khảo sát để xây dựng sở liệu phơng phóng xạ mơi trường lãnh thổ đất liền (giai đoạn 2009-2011)“, detector vết đặt nhiều vị trí tỉnh Quảng Nam Ninh Thuận phục vụ quan trắc mơi trường, đo radon phương pháp tích lũy, nhiên thời gian có hạn, việc thu hồi đọc kết chưa tiến hành 42 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT KẾT LUẬN Radon đồng vị phóng xạ tự nhiên gây liều chiếu lớn người, để đánh giá mối nguy hiểm tiềm tàng SSNTD 43 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT cơng cụ có nhiều ưu điểm để xác định hàm lường radon mơi trường, đơn giản dễ sử dụng, rẻ tiền, tiến hành nhiều điểm đo lúc Các kết thu luận văn phục vụ tốt cho việc sử dụng SSNTD để đánh giá liều chiếu radon gây thể người, phục vụ cho việc nghiên cứu phơng phóng xạ mơi trường khu vực dân cư, khu mỏ quặng phóng xạ Mặc dù chưa giải hồn tồn vấn đề đặt ra, luận văn thu số kết sau: Tìm hiểu tổng quan radon, ảnh hưởng với sức khỏe người, phương pháp ghi đo chủ yếu Đưa quy trình ghi đo hạt mang điện tích SSNTD Tính tốn xác định tỷ lệ đóng góp radon-222, cháu radon-222, đóng góp radon-220 cháu dựa vào số vết SSNTD Đưa quy trình xác định hàm lượng radon-222, tỷ lệ đóng góp cháu radon-222, đóng góp thoron cháu vào kết đo Xây dựng đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-220 với số vết radon-220 gây SSNTD Đã có kết thực nghiệm ban đầu đo radon không khí phục vụ cho việc đánh giá liều chiếu radon thể người xây dựng sở liệu phơng phóng xạ mơi trường Với điều kiện hạn chế giới hạn thời gian, luận văn số hạn chế sau: Chưa xây dựng đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-222 với số vết radon-222 gây detector Chưa đưa phương pháp xác định tỷ lệ đóng góp radon-220 cháu Để khắc phục thiếu sót trên, luận văn xin kiến nghị số hướng nghiên cứu sau: o Xây dựng đầy đủ đường chuẩn tương quan hàm lượng radon-222 radon-220 với số vết gây detector 44 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT o Nghiên cứu triển khai phương pháp đếm vết tự động sử dụng phần mềm nhận diện tự động để đêm vết nhiều lọai SSNTD o Triển khai sử dụng phương pháp để xác định hàm lượng radon khơng khí khu dân cư môi trường khu mỏ Với kết thu trên, hy vọng luận văn tài liệu tham khảo tốt cho quan tâm đến lĩnh vực Đồng thời mong nhận đóng góp ý kiến để đề tài có phát triển tốt tương lai Một lần tác giả xin bày tỏ biết ơn đến bảo tận tình TS.Trịnh Văn Giáp, giúp đỡ quý báu đồng nghiệp Trung tâm An tồn Bức xạ Mơi trường, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân để hoàn thành luận văn TÀI LIỆU THAM KHẢO A Sorimachi, S K Sahoo and S Tokonami, Manuscript in preparation 45 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT American Cancer Society (1992), Cancer Facts and Figures 1992, Washington, DC, Atsuyuki Sorimachi, Shinji Tokonami, Hiroyuki Takahashi and Yosuke Kobayashi (2008), Performance of NIRS Thoron Chamber System, National Institute of Radiological Sciences, 4-9-1 Anagawa, Inage, Chiba 263-8555, Japan Azimi – Garakani D and Williams J.G (1977), ”Fission Rate Measurements with the Makrofol Solid – State Track Recorder”, Nucl Tech., 36, 368 – 378 Azimi – Garakani D., Flores B., Piermattei S., Susanna A, F., Seidel J.L., Tommasino L and Torri G (1988), Radon Gas Sample for Indoor and Soil Measurements and its Applications Radiat.Prot.Dosim., 24, 269 – 272 Azimi – Garakani D., Shahbazi M and Latifi G (1981), “A New Automatic Spark Counting System”, Nucl Tech, 4, 141 – 148 BEIR IV (1988), National Research Council, Health Risks of Radon and other Internally Deposited Alpha-emitters, BEIR IV, National Academy Press, Washington, DC Cross W.G and Tommasino L (1970), Rapid Reading Technique for Nuclear Particle Damage Tracks in Thin Foils Radiat Effects, 5, 85 – 89 Cross W.G and Tommasino L (1972), “Fators Affecting the Accuracy of Spark Counting of Fission Framents Damage Track Detectors”, in: Proc th Int.Conf on Nuclear Photography and Solid State Nuclear Track Detectors, Bucharest, July 10 – 15 10 Durrani S A and Bull R.K (1987), Solid State Nuclear Track Detection, Pergamon Press Oxford, First Edition, pp 169 – 173 11 Durrani, S.A, and Bull, R.K (1987), Solid State Nuclear Track Detectorn, Pergamon Press, Oxford 12 Espinosa, G., Griffith, R.V., Tommasino, L., Durrani, S.A., and Benton, E.V., Eds.Proc (1984), 12th Int.Conf.on Solid State Nuclear Track Detectors, Accpulco, 1983, Nucl Tracks and Radiat.Meas., 46 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 13 Fischer, B.E., and Spohr, R (1983), “ Production and Use of Nuclear Tracks: Imprinting Structure on Solids”, Rev Mod Phys 55, 4, 907 – 948 14 Fleischer, R.L (1988), Radon in the Environment – Opportunities and Hazards, Nucl Tracks Radiat.Meas.14,4,421 – 435 15 Fleischer, R.L., Price, P.B, and Walker, R.M (1965), “ The Ion Explosion Spike Mechanism for Formation of Charged Particles Tracks is Solids”, J.Appl Phys.36, 3645 – 3652 16 Fleischer, R.L., Price, P.B., Walker, R.M , and Hubbord, E.L (1964), “ track Reg – istration in Various Solid State Nuclear Track Detectors”, Phys, Rev 133A, 1433 – 1449 17 Fleischer, R.L., Price, P.B., Walker, R.M., and Hubbord, E.L (1967), “ Criteria for Registration in Dielectric Track Detectors”, Phys.Rev 156, 353 – 355 18 Fleischer,L.R., ( 1981), “ Nuclear Track Production in Solids”, Progess in Materials Sciencs, Chalmers, Anniverary Volume, Pergamon Press, Oxford, 98 – 128 19 Fleischer,R.L., Price, P.B., and Walker, R.M (1975), Nuclear Tracks in Solids, Principles and Applications, University of California Press, Berkerley 20 Flerov, G.N., and Berzina, I.G (1979), Radiografiya Mineralov Gornih Porod I Rud, Atomizdat, Moscow 21 Fowler, P.H., and Clapham, V.M., Eds., Proc (1982), 11 th Int Conf on Solid State Nuclear Track Detectors, Bristol, 1981, Pergamon Press, Oxford, Nucl Tracks Suppl., 22 Gartwright, B.G., Shirk, E.K., and Price, P.B (1978), “ CR – 39: A Nuclear Track Recording Polymer of Unique Sensitivity and Resolution”, Nucl Instrum Meth 153, 457 – 460 23 Gross, W.G., and Tommasino, L (1970), “ Rapid Reading Techingque for Nuclear Particle Damage Tracks in Thin Foils”, Radiat.Effects 5, 85 – 83 47 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 24 ICRP (1987), International Commission on Radiological Protection, Lung Cancer Risk from Indoor Exposures to Radon Daughters, ICRP Publication 50, Pergamon Press, Oxford, U.K 25 International Agency for Research on Cancer (1988), Monograph on the Evaluation of Carcinogenic Risks to Humans, Volume 43: Man made Mineral Fibers and Radon, IARC, World Health Organiza- tion, Lyon, France 26 Khan, H.A., Queshi, I.E., and Ahmad, I., Eds., Proc (1989), 14 th Int Conf on Solid State Nuclear Track Detectors Lahore, 1988, Nucl Tracks and Radiat Meas 27 Kobayashi, S Tokonami, H Takahashi, W Zhuo, H and H Yonehara (2005), High levels of natural radiation and radon areas: radiation dose and health effects International Congress Series 1276, London: Elsevier, pp 281-282 28 Kodak – Path.Instruction for Use of “ KODAK” CN – 85 and LR – 115 Films 29 Malik S.R and Durrani S A., (1974), Spatial Distribution of Uranium in Meteorites, Tektites and orther Geological Material by Spark Counter, Int J Appl Radiat Isotopes, 25,1-8 30 Malik S.R.and Weng P – S (1987), A Miniatune Spark Counter for Public Communication and Education Nucl Tech., 77,92 – 96 31 Marennij, A.M (1987), Dielektriceskie Trekvie Detektori Radiacion nofiziceskom i Radiobiologiceskom Experimente, Energoatomizdat, Moscov 32 Monin, M.M (1980), “ Methods of Automatic Scanning of SSNTDs” Nucl Instr.Meth 173, 63 – 72 33 Monin, M.M (1980), “ Visualization of latents Damage Trais”, Nucl Instr Meth 173, – 14 48 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 34 NCRP (1984), National Council on Radiation Protection and Measurements, Evaluation of Occupational and Environmental Exposures to Radon and Radon Daughters in the United States, NCRP Report 78, Bethesda, MD 35 NCRP (1987), National Council on Radiation Protection and Measurements, Ionizing Radiation Exposure of the Population of the United States, NCRP Report 93, Bethesda, MD 36 NCRP, (1988), Measurement of radon and radon daughters in air, NCRP REPORT No 97 37 Nero, A.(October 1992), "Earth, Air, Radon and Home," Physics Today, Vol 42, No 2, April 1989, pp 32-39, and personal communication with the author, Lawrence Berkeley Laboratory, Berkeley, CA 38 Niren L Nagda, Editor, (1994), Radon: Prevalence, Measurements, Health Risks and Control, ASTM, Philadelphia 39 Oppon O.C (1989), The Bare Detector for Short – Term Measurements, This Workshop 40 S Tokonami (2005), High levels of natural radiation and radon areas: radiation dose and health effects International Congress Series 1276, London: Elsevier, pp 151-154 41 S Tokonami, H Takahashi, Y Kobayashi, W Zhuo and E Hulber (2005), Rev Sci Instrum, 76, 113505-1-5 42 S Tokonami, M Yang and T Sanada (2001), Health Phys 80, 612-615 43 S Tokonami, M Yang, H Yonehara and Y Yamada (2002), Rev Sci Instrum 73, 69-72 44 Silk, E.C.H., and Barnes, R.S (1959), “ Examination of Fission Fragment tracks with and Electron Microscope”, Phil Mag 4, 970 – 972 45 Skvars, J (1989), Diploma Thesis, E.Kardelj University, Ljubljana 46 Somogyi G., Hunyadi I and Varga Z (1978), “Spark Counting of Alpha Radiograms Recorded on Strippable Cellulose Nitrate LR – 115 Film”, Nucl Trak.detect., 2, 191 – 197 49 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 47 Somogyi, G (1980), “ Development of Etched Nuclear Tracks”, Nucl Instr.Meth 173, 21 – 42 48 Somogyi, G., Hunyadi, I., Hafez, A.F., Espinosa, G (1984), “ A New Possibility for High – Resolution Spectroscopy of Nuclear Particles Entering CR – 39 at Selected Dip Angles”, Nucl.Tracks and Radiat.Meas., 8, – 4, 163 – 166 49 Sutej, T (1988), M.Sc Thesis, University of Maribor, Maribor 50 Tiêu chuẩn Quốc Gia TCVN 7889 (2008), Nồng độ khí radon tự nhiên nhà – mức quy định yêu cầu chung phương pháp đo, Tiêu chuẩn Quốc Gia, Hà Nội, 51 Tommasino L (1981) “Nuclear Track Detection by Avalanche – type Processes: Electrochemical Etching, Spark and Breakdown Counter”, in: Proc 11th Int Conf on Soild State Nuclear Track Detectors, Bristol,September – 12 52 Tommasino L., (1980) Solid Dielectric Detectors with Breakdown Phenomena and Their Applications in Radioprotection, Nucl Tracks, 12, 275-278 53 Tommasino L., Cherouati D E and Raponi E (1986), Improvements in the Spark – Replica Counter and the Breakdown Counter Nuck Tracks, 12, 275 – 278 54 Tommasino, L (1970), Electrochemical Etching of Damage Track Detectors by H.V Pulse and Sinusoidal Waveform, Internal Rept Lab Dosimetria e Standard izzazione, CNEN, Casaccia, Rome 55 Tommasino,L., Baroni, G., and Campus-Venuti, G., Eds., Proc (1987), 13th Int Conf.on Solid State Nuclear Track Detectors, Roma, 1985, Nucl Track and Radiat Meas 12 56 U.S Environmental Protection Agency (1991), National Residential Radon Survey, Statistical Analysis, National and Regional Estimates, Office of Radiation Programs, Washington, DC 50 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 57 U.S Environmental Protection Agency (1992), A Citizen's Guide to Radon, EPA 402-K92-001, Washington, DC 58 U.S Environmental Protection Agency (1992), Technical Support Document for the 1992 Citizen's Guide to Radon, Office of Radiation Programs, EPA 400-R-92011, Washington, DC 59 U.S Environmental Protection Agency (July 1991), EPA'S Radon Program: Reducing the Risk of lndoor Radon, Office of Radiation Program, Washington, DC 60 Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân (2007), Xây dựng qui trình sử dụng buồng chuẩn Rn, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân, Hà Nội 61 Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân (2009), Báo cáo tổng kết nhiệm vụ bảo vệ môi trường năm 2007: Xây dựng dự thảo tiêu chuẩn quốc gia phương pháp ghi đo khí radon nhà ở, Viện Khoa học Kỹ thuật Hạt nhân, Hà Nội 62 Young, D.A (1958), “ Etching of Radiation Damage in Lithium Fluoride”, Nature 182, 375 – 377 63 Ramsay, Sir William; Collie, J Normal (1904) "The Spectrum of the Radium manation" Proceedings of the Royal Society of London 73: 470–6 64 Schmidt, Curt (1918) "Periodisches System und Genesis der Elemente" Z Anorg Ch 103: 79–118 65 Perrin, J (1919) "Radon" Ann Physique 11: 66 Adams, Elliot Quincy (1920) "The Independent Origin of Actinium" J Amer Chem Soc 42: 2205 PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: Chuỗi phân rã 238U 51 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT PHỤ LỤC 2: Chuỗi phân rã 232Th 52 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT PHỤ LỤC 3: Chuỗi phân rã 235U 53 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT 54 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT PHỤ LỤC 4: Hình ảnh nhơm sau đếm vết với mật độ vết khác (a) nhiều (b)[53] a) b) 55 ... Radon, phương pháp xác định hàm lượng Rn môi trường o Chương 2: Sử dụng detector vết hạt nhân (SSNTD) để ghi đo hạt mang điện tích o Chương 3: Thực nghiệm kết phân tích hàm lượng radon- 222, radon2 20... quan phương pháp ghi đo radon- 222 radon- 220 khơng khí sử dụng detector vết hạt nhân cho tất quan tâm đến vấn đề LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC VẬT LÝ KĨ THUẬT CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ KHÍ RADON VÀ CÁC PHƯƠNG... ngắn ngày phương pháp đo tức thời 1.3.1 Các thiết bị phương pháp ghi đo tức thời (trực tiếp) nồng độ Rn: Phương pháp đo tức thời sử dụng thiết bị đo đếm liên tục khí Rn Khơng khí đưa vào buồng