Độ không đồng nhất của vật liệu V được xác định theo công thức (2.4):
m ax
i
V Chẳng hạn: đối với mẫu D2:
Ta có, tương đương chì của D2 tại 5 vị trí (T1=0,488; T2=0,413; T3=0,470; T4=0,472; T5=0,463) + D2 = n i i n 1 = 0,488 + 0,413 + 0,470 + 0,472 + 0,463 = 0,461 + V1 = max i V = 0,461– 0,488 = 0,027 + V2 = max i V = 0,461– 0,413 = 0,048 + V3 = max i V = 0,461– 0,470 = 0,009 + V4 = max i V = 0,461– 0,472 = 0,011 + V5 = max i V = 0,461– 0,463 = 0,002
Vậy, độ không đồng nhất của mẫu D2 là V = 0,048
Do đó, với các mẫu còn lại cũng được tính tương tự:
Bảng 3.21. Độ không đồng nhất của vật liệu tại chùm 10mm, điện áp 100kV
TT Mẫu mmPb (T1) mmPb (T2) mmPb (T3) mmPb (T4) mmPb (T5) mmPb TB V 1 M1 0,198 0,202 0,203 0,188 0,188 0,196 0.008 2 M2 0,213 0,207 0,215 0,215 0,211 0,212 0.005 3 M3 0,256 0,26 0,257 0,262 0,254 0,258 0.004 4 M4 0,355 0,362 0,357 0,376 0,359 0,362 0.007 5 M5 0,5 0,526 0,511 0,521 0,505 0,5126 0.013 6 D1 0,341 0,344 0,348 0,373 0,34 0,349 0.024 7 D2 0,488 0,413 0,47 0,472 0,463 0,461 0.048 8 D4 0,273 0,227 0,208 0,231 0,236 0,235 0.038 9 D5 0,28 0,282 0,259 0,289 0,277 0,277 0.018
Khả năng cản xạ của vật liệu polymer composite không những phụ thuộc vào các yếu tố như: năng lượng nguồn phát, điều kiện chùm tia, khoảng cách hay độ dày mà còn phụ thuộc vào sự phân bố các hạt kim loại trong đó, hay còn gọi là độ đồng nhất hay không đồng nhất của vật liệu.
Qua biểu đồ 3.10 và 3.11, ta thấy được khả năng cản xạ của từng vị trí trên vật liệu thông qua mức tương đương chì của nó. Chín đường mô tả độ không đồng nhất của 9 vật liệu trong biểu đồ đều có hình dạng khác nhau. Tất cả các mẫu nhập ngoại có độ đồng nhất tương đối cao (độ không đồng nhất thấp). Ngược lại, hầu hết các mẫu chế thử có độ đồng nhất thấp hơn. .
Độ không đồng nhất của mẫu: M1, M2, M3, M4, M5
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 T1 T2 T3 T4 T5 Vị trí đo độ cản xạ Tư ơ ng đư ơ ng c hì ( m m P b) M1 M2 M3 M4 M5
Hình 3.10. Độ không đồng nhất của mẫu nhập ngoại
Độ không đồng nhất của D1, D2, D4 và D5 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 T1 T2 T3 T4 T5 Vị trí đo độ cản xạ Tư ơ ng đư ơ ng c hì ( m m P b) D1 D2 D4 D5 M5
Hình 3.11. Độ không đồng nhất cản xạ của vật liệu do Đại học Bách khoa chế tạo
Mẫu D4, D2 có đường gãy khúc lớn nhất, chứng tỏ độ không đồng nhất cao, kết quả là khả năng cản xạ hay chất lượng cản xạ trên toàn bộ diện tích là chênh lệch - không đồng đều dẫn đến những hạn chế về tác dụng che chắn ngăn cản tia X của chúng. Trong khi, năm đường biểu diễn độ đồng nhất của các mẫu ngoại M1, M2, M3, M4 và M5 có mức độ gãy khúc ít hơn, tương ứng với độ nhất của chúng cao hơn ba mẫu D2, D3 và D1, chất lượng cản xạ của vật liệu là tốt hơn.
Độ không đồng nhất của 9 mẫu được sắp xếp theo biểu đồ 3.12 và thứ tự tăng dần sau đây: M3M2M4M1M5D5D1D4D2:
So sánh độ không đồng nhất cản xạ 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 M3 M2 M4 M1 M5 D5 D1 D4 D2 Mẫu vật liệu Đ ộ k hô ng đồ ng nh ấ t (V )
Hình 3.12. So sánh độ không đồng nhất cản xạ của vật liệu
Mẫu nhập ngoại (M1-M5) có độ đồng nhất cao hơn mẫu chế thử (D1-D6) , bởi đã được nghiên cứu và sản xuất công nghiệp. Mẫu Việt Nam có độ đồng nhất chưa cao do đây mới là mẫu thử nghiệm lần 1 của đề tài trong điều kiện thiếu thốn trang thiết bị công nghệ chuyên dụng đề sản xuất màng cản xạ ở Việt nam nói chung và ĐH Bách khoa nói riêng. Hiện đề tài của ĐH Bách khoa đang chuẩn bị thiết bị và vật liệu đề chế thử loạt mẫu màng cản xạ mới, trên cơ sở rút kinh nghiệm từ loại mẫu thứ nhất này.
KẾT LUẬN CHƢƠNG III
- Qua kết quả nghiên cứu và bàn luận của chương 3 cho thấy, hiệu quả cản xạ của vật liệu chịu ảnh hưởng và phụ thuộc bởi nhiều yếu tố liên quan:
+ Điện áp nguồn phát tia X càng tăng khả năng cản xạ của vật liên càng giảm + Vật liệu cản xạ tốt hơn trong điều kiện chùm tia X hẹp, khả năng cản xạ không ổn định trong với các chùm tia rộng hơn, do sự có mặt của các tia phân tán dạng thứ cấp.
+ Khối lượng riêng của vật liệu tăng khả năng cản xạ của nó sẽ tốt hơn. Điều này phụ thuộc vào mật độ và thành phần kim loại có trong Polymer composite.
- Màng cản xạ của mẫu nhập khẩu được thí nghiệm là sản phẩm thương mại được sản xuất công nghiệp có mức tương đương chì đảm bảo như nhãn hàng đã công bố và có độ đồng nhất nằm trong phạm vi an toàn.
- Loạt mẫu 1 của màng cản xạ do ĐHBK chế tạo có độ dày cản xạ tương đương chì đã phủ rải từ 0,231 đến 0,457 mmPb. Tuy nhiên độ đồng nhất của vật liệu còn thấp hơn của màng cản xạ nhập ngoại từ Trung Quốc.
KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN
Đề tài đã hoàn thành cơ bản các mục tiêu đề ra và đưa ra một số các kết luận cụ thể sau:
- Tia X có vai trò to lớn trong sản xuất - sinh hoạt - đời sống con người. Nhưng nó rất nguy hiểm nên cần sử dụng áo cản xạ trong khi làm việc
- Thị trường đang lưu hành nhiều loại áo cản xạ khác nhau đáp ứng nhu cầu về thẩm mỹ và chức năng cản xạ.
- Cấu tạo của vật liệu cản xạ tia X cũng rất đa dạng: Chì, cao su – chì, PVC chì. Ngoài ra cũng có nhiều loại màng cản xạ không chì và ít chì. Tuy nhiên màng cản xạ chì và ít chì vẫn đang được sử dụng phổ biến do khả năng cản xạ ổn định với dải năng lượng rộng và giá thành dẻ.
- Đã có rất nhiều những công trình nghiên cứu cũng như những tiêu chuẩn kiểm tra và đánh giá ACX mà cụ thể là vật liệu cản xạ về khả năng cản xạ, song thông dụng nhất là tiêu chuẩn của tổ chức năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA: IEC 1331-1994
- Qua kết quả nghiên cứu của luận văn đã cho thấy, khả năng cản xạ của vật liệu chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như:
+ Điện áp nguồn phát tia X càng tăng khả năng cản xạ của vật liên càng giảm + Hiệu quả cản xạ ở chùm tia hẹp tốt hơn chùm tia rộng do sự góp mặt của các tia phân tán dạng thứ cấp.
+ Khối lượng riêng của vật liệu tăng khả năng cản xạ của nó sẽ tăng theo. - Vật liệu nhập khẩu của mẫu thí nghiệm được sản xuất công nghiệp có mức tương đương chì và độ đồng nhất đảm bảo như nhãn hàng đã công bố.
- Các thông số về độ cản xạ của 6 mẫu D1-D6 do Bách khoa sản xuất thử nghiệm lần đầu tiên có độ cản xạ tương đối cao so với mẫu nhập ngoại cho thấy
- Thành công của luận văn là đã xác định được khả năng cản xạ của 11 mẫu
màng cản xạ theo đúng nội dung dự kiến. Kết quả này là cơ sở dữ liệu quan trọng cho đề tài tiếp tục hoàn thiện công nghệ chế tạo màng cản xạ tại Việt nam. Bên cạnh đó đây cũng là các số liệu khoa học quý giá cho các nhà khoa học khác.
- Hạn chế của luận văn là chưa nghiên cứu lặp lại các vấn đề trên nhiều lần
đề có thể có được bộ số liệu hoàn chỉnh hơn. Lý do của hạn chế là: kinh phí và thời gian có hạn.
- Hƣớng nghiên cứu tiếp theo là:
+ Tiếp tục nghiên cứu khả năng cản xạ của màng cản xạ do ĐH Bách khoa nghiên cứu chế tạo trong khuôn khổ của đề tài do TS. Lê Phúc Bình làm chủ nhiệm.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt:
1. GS.TS. Trần Đại Nghiệp, Xử lý bức xạ và cơ sở của bức xa, NXB Đại học quốc gia Hà Nội.
2. Ngô Quang Huy (2004), An toàn bức xạ, NXB Khoa học kỹ thuật. 3. Hoàng Nhâm, Hoá học vô cơ, NXB Giáo dục.
4. Dr.rer, nat. Nguyễn Đông Sơn, Cơ sở sinh lý – Cơ sở sinh học bức xạ.
5. TCVN 6866 : 2001 An toàn bức xạ. Giới hạn liều đối với nhân viên bức xạ và dân chúng.
6. TCVN 6561 : 1999 An toàn bức xạ ion hoá tại các cơ sở X quang y tế
7. TCVN 6730 – 1 : 2000 Vật liệu cản xạ - Tấm cao su chì
8. La Thị Tuyết Mai (2011), Xác đinh mức độ an toàn của một số loại quần áo bảo hộ cản xạ đang sử dụng ở Việt Nam cho người làm việc với các thiết bị y tế có tia Rơngen, Luận văn thạc sĩ, Đại học Bách khoa Hà Nội
9. Đinh Quí Sơn (2012), Nghiên cứu đặc tính cơ lý của 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 của một 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
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.
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 – 1 : 1994 Protective devices against diagnostic medical X-radiation. Determination of attenuation properties of material.
24. International Standar IEC 1331 – 1 : 1994 Protective devices against diagnostic medical X-radiation. Electrotechnical commission, Geneva, Switzerland.
25. International Standar IEC 61331 – 3 : 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