Xác định hoạt độ phóng xạ trong mẫu đất ở một số huyện của lào và việt nam bằng hệ phổ kế gamma

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Khổng Nam Khang XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MẪU ĐẤT Ở MỘT SỐ HUYỆN CỦA LÀO VÀ VIỆT NAM BẰNG HỆ PHỔ KẾ GAMMA ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN Khổng Nam Khang XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MẪU ĐẤT Ở MỘT SỐ HUYỆN CỦA LÀO VÀ VIỆT NAM BẰNG HỆ PHỔ KẾ GAMMA Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử Mã số: 60440106 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS Bùi Văn Loát Hà Nội - Năm 2017 LỜI CẢM ƠN Trƣớc hết, em xin gửi lời cám ơn trân trọng đến PGS.TS Bùi Văn Loát hƣớng dẫn, giúp đỡ, bảo tận tình trực tiếp suốt trình học tập thực luận văn Em xin bày tỏ lòng biết ơn thầy cô Bộ môn Vật lý hạt nhân, Khoa Vật lý dạy dỗ em khóa học nhƣ hoàn thành luận văn Em xin chân thành cảm ơn lãnh đạo, huy Viện Y học phóng xạ U bƣớu quân đội, chủ nhiệm anh em Khoa Kiểm định Phóng xạ tạo điều kiện, giúp đỡ em thời gian học làm luận văn Ngoài em xin gửi lời cảm ơn tới anh Somsavath Leukangtum nhiệt tình giúp đỡ hỗ trợ em suốt trình thực nghiệm Cuối cùng, xin đƣợc giành biết ơn, lời cảm ơn tới gia đình, bạn bè, ngƣời ln quan tâm, động viên, khuyến khích dành điều kiện để em hoàn thành luận văn Hà Nội, ngày 29 tháng 11 năm 2017 Học viên Khổng Nam Khang MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN HIỆN TƢỢNG PHĨNG XẠ VÀ TÍNH CHẤT PHĨNG XẠ CỦA VỎ TRÁI ĐẤT 1.1 Hiện tƣợng phóng xạ 1.1.1 Các dạng phân rã phóng xạ 1.1.2 Chuỗi phân rã phóng xạ tượng cân phóng xạ 10 1.2 Tính chất phóng xạ vỏ trái đất 12 1.2.1 Đồng vị phóng xạ 40 K 13 1.2.2 Chuỗi phân rã đồng vị 238 U 14 1.2.3 Chuỗi phân rã phóng xạ đồng vị 235 U 16 1.2.4 Chuỗi phân rã phóng xạ đồng vị 232 Th 17 1.3 Tƣơng tác xạ gamma với vật chất 18 1.3.1 Hiện tượng hấp thụ quang điện 19 1.3.2 Tán xạ 20 1.3.3 Hiệu ướng tạo cặp 23 1.4 Đánh giá mức độ nguy hiểm phóng xạ tự nhiên mẫu đất 24 1.4.1 Hoạt độ Radium tương đương 24 1.4.2 Liều chiếu suất liều chiếu 24 1.4.3 Liều hấp thụ suất liều hấp thụ 25 1.4.4 Chỉ số nguy hiểm xạ bên 26 CHƢƠNG THIẾT BỊ VÀ PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 27 2.1 Xác định hoạt độ phóng xạ theo phƣơng pháp phổ gamma 27 2.1.1 Cơ sở lý thuyết phương pháp 27 2.1.2 Phân tích phổ gamma 28 2.1.3 Đường cong hiệu suất ghi 30 2.1.4 Chuẩn lượng 31 2.1.5 Độ phân giải lượng 32 2.1.6 Giới hạn phát hoạt độ 34 2.2 Giới thiệu hệ phổ kế gamma HPGe CANBERRA 34 2.2.1 Detector hệ phổ kế gamma HPGe 35 2.2.2 Các thông số hệ phổ kế gamma HPGe 37 2.2.3 Phần mềm Genie 2000 38 2.2.4 Quy trình vận hành 38 2.3 Lấy mẫu, xử lý mẫu chuẩn bị mẫu đo 39 CHƢƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 42 3.1 Đánh giá độ ổn định hệ phổ kế gamma 42 3.1.1 Độ phân giải tỷ số xung kênh cực đại đỉnh Compton .42 3.1.2 Xây dựng đường chuẩn lượng 43 3.2 Xây dựng đƣờng cong hiệu suất ghi, xác định ngƣỡng phát phân tích đối chứng 46 3.2.1 Xây dựng đường cong hiệu suất ghi 46 3.2.2 Xác định ngưỡng phát (MDA) hệ phổ kế HPGe 48 3.2.3 Phân tích thử nghiệm mẫu chuẩn 49 3.3 Phân tích mẫu đất số huyện Lào Việt Nam 53 KẾT LUẬN 62 TÀI LIỆU THAM KHẢO 64 PHỤ LỤC 66 DANH MỤC BẢNG BIỂU THỨ TỰ Bảng 1.1 Bảng 1.2 Bảng 1.3 Bảng 1.4 Bảng 1.5 Bảng 2.1 Bảng 3.1 Bảng 3.2 Bảng 3.3 Bảng 3.4 Bảng 3.5 Bảng 3.6 Bảng 3.7 Bảng 3.8 Bảng 3.9 Bảng 3.10 Bảng 3.11 DANH MỤC HÌNH VẼ THỨ TỰ Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9a,b Hình 1.10 Hình 2.1 Hình 2.2 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 3.1 Hình 3.2a,b Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5a,b Hình3.6a,b Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 22 mẫu Lào 23 VN1 24 VN3 25 VN4 26 VN5 Khuyến cáo [21] 60 LUẬN VĂN THẠC SỸ Khổng Nam Khang Bảng 3.11 đƣa giá trị hoạt độ Radi tƣơng đƣơng 22 mẫu đất lấy tỉnh Bolikhamxay Khammoune Lào chạy từ 29,94 đến 238, 57 Bq/kg với giá trị trung bình 133,47 Bq/kg Trong giá trị 10 mẫu gần mỏ vàng cao 12 mẫu tỉnh Khammoune Tuy nhiên so với khuyến cáo giới (370Bq/kg), giá trị trung bình Radi tƣơng đƣơng 22 mẫu đất Lào nhỏ 2,7 lần Bảng 3.11 giá trị Radi tƣơng đƣơng mẫu lấy Việt Nam từ 108,87 đến 129,52 Bq/kg so với giá trị khuyến cáo giới thấp gần lần Suất liều hấp thụ bảng 3.11 Lào nhận giá trị từ 18,72 đến 112,56 -1 -1 nGyh có giá trị trung bình 62,49 nGyh Với mẫu tỉnh Bắc Ninh giá trị -1 suất liều từ 49,15 đến 58,18 nGyh Đối với liều hiệu dụng hàng năm mẫu đất huyện Khamkurt, -1 Nakhai, Nhommalath bảng 3.11 thấp 0,016 mSvy , cao -1 -1 0,138 mSvy với giá trị trung bình 22 mẫu đất 0,076 mSvy mẫu Việt -1 Nam có giá trị từ 0,056 đến 0,068 mSvy Đánh giá ảnh hƣởng chùm xạ gamma đến ngƣời, Luận văn đƣa hệ số nguy hiểm chiếu 22 mẫu Lào mẫu Việt Nam Trong bảng 3.11 nhƣ đƣa số khuyến cáo giới (