- 7 7Liều hi ệ u d ụ ng trung bình h ằ ng n ă m khi dùng VLXD ố p lát (mSv)
3.3. Giải thích nguyên nhân những mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ cao
Trong 61 mẫu đá ốp lát, các mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ từ cao tới thấp điển hình là HCM-21, HCM18, HCM24, HCM25, HCM28, HCM-21, HC-9, HC-12, …. Trong mỗi mẫu đá ốp lát đều chứa một số khống vật khác nhau. Phải chăng nguyên nhân các mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ cao chính là do thành phần của các khống vật cĩ trong từng mẫu? Để tìm hiểu nguyên nhân, tơi đã cho phân tích thành phần khống vật của một số mẫu ngẫu nhiên: HCM-3, HCM-21, HC-2, HC-9, HCM5, HCM6, HCM8, HCM9, HCM10, HCM11, HCM12, HCM13B, HCM15, HCM18, HCM22, HCM24, HCM25, HCM28.
Sau khi phân tích, trong các mẫu đá ốp lát chứa rất nhiều khống vật phụ như: Zircon, Apatite, Fluorite, Monazite, Pyrite, Hematite, Ilmenite, Sphene… Tuy nhiên, theo nghiên cứu [22], [29], độ phĩng xạ tiềm tàng trong mẫu đá ốp lát chứa trong các khống vật phụ như: Titanite, Zircon, Apatite, Fluorite, Allanite, Monazite, Pyrite, Hematite, Ilmenite.
Bảng 3.5. Kết quả phân tích thành phần khống vật phụ của một số mẫu đá
ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.
Thành phần khống vật phụ STT Mẫu
Apatite Monazite Sphene Zircon
1 HC – 2 0,04 % rất ít rất ít 2 HC – 9 0,43 % rất ít 7,31 % 0,25 % 3 HCM – 3 0,03 % rất ít 0,07 % 0,14 % 4 HCM 5 0,07 % rất ít rất ít 5 HCM 6 rất ít rất ít rất ít 6 HCM 8 2,28 % 5,48 % 2,94 % 7 HCM 9 0,41 % rất ít 0,42 % 8 HCM 10 rất ít rất ít rất ít rất ít 9 HCM 11 1,61 % rất ít 2,18 % 10 HCM 12 0,12 % rất ít 5,81 % rất ít 11 HCM 13B rất ít rất ít rất ít rất ít 12 HCM 15 0,12 % rất ít 0,77 % 0,03 % 13 HCM 18 0,01 % rất ít 0,05 % 0,08 % 14 HCM – 21 1,15 % 8,44 % 0,2 % 15 HCM 22 rất ít rất ít rất ít rất ít 16 HCM 24 0,24 % 9,73 % 0,11 % 17 HCM 25 0,25 % rất ít 0, 37 % 0,08 % 18 HCM 28 rất ít 0,06 % 0,08 % Rất ít: < 0,01%
Bảng 3.6. Hoạt độ Ra tương đương của các mẫu đá ốp lát được phân tích thành phần khống vật phụ. STT Mẫu Hoạt độ Ra tương đương (Bq/kg) 1 HC – 2 11,80 2 HC – 9 498,61 3 HCM – 3 252,47 4 HCM 5 182,90 5 HCM 6 15,69 6 HCM 8 142,62 7 HCM 9 250,54 8 HCM 10 223,46 9 HCM 11 181,01 10 HCM 12 288,83 11 HCM 13B 317,02 12 HCM 15 140,35 13 HCM 18 464,24 14 HCM – 21 573,63 15 HCM 22 303,15 16 HCM 24 475,42 17 HCM 25 365,44 18 HCM 28 444,34
Tuy nhiên, theo [1], các khống vật như Zircon, Monazite, Apatite, Sphene… cĩ thành phần hĩa học, tinh hệ, dạng tinh thể, tính chất vật lí, nguồn gốc và khống sàn khác nhau. Do đĩ hàm lượng ThO2, UO2 trong các khống vật Apatite, Monazite, Sphene và Zircon là khác nhau. Vì vậy ảnh hưởng của từng khống vật đến hoạt độ phĩng xạ của mẫu là khác nhau.
Bảng 3.7. Hàm lượng ThO2, UO2 trong các khống vật phụ Apatite, Monazite, Sphene và Zircon [19]
Khống vật Cơng thức hĩa học % ThO2 % UO2/ppmU Apatite Ca5(PO4)3(F,Cl,OH) 0,001 – 0,1 5 – 200ppm Monazite (REE,Th)PO4 10 100 – 20000 ppm
Sphene CaTiSiO5 0,001 – 0,1 10 – 500 ppm
Zircon ZrSiO4 0,01 – 1 5 %
Đối với khống vật phụ Monazite và một số khống vật phụ khác như Titanite, Fluorite, Allanite, Pyrite, Hematite, Ilmenite… ta thấy hàm lượng Monazite giống như các khống vật khác (khơng nêu lên trong bảng 3.6) rất nhỏ,
chỉ xuất hiện trong một số mẫu với hàm lượng nhỏ hơn 0,01% hoặc khơng cĩ trong mẫu nên tơi khơng nhận xét được sự ảnh hưởng của các khống phụ vật này đến hoạt độ phĩng xạ của các mẫu. Do đĩ, tơi đặc biệt quan tâm 3 khống vật phụ cĩ hàm lượng tương đối trong các mẫu là Apatite, Sphene và Zircon.
Từ bảng 3.5 và bảng 3.6, ta thấy nhìn chung những mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ cao như HCM-21, HC-9, HCM24… thì cĩ hàm lượng các khống vật phụ trong mẫu tương đối cao so với các mẫu khác. Đối với mẫu HCM-21, hàm lượng Apatite là 1,15 %; hàm lượng Sphene là 8,44 %; hàm lượng Zircon 0,2 %. Đối với mẫu HC- 9, hàm lượng Apatite là 0,43 %; hàm lượng Sphene là 7,31 %; hàm lượng Zircon 0,25 %. Các mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ thấp như HC-2, HCM6… thì hàm lượng khống vật phụ trong mẫu là rất ít. Nhìn chung, hoạt độ phĩng xạ của các mẫu chịu ảnh hưởng từ hàm lượng của các khống vật trong mẫu: mẫu cĩ hàm lượng khống vật cao thì hoạt độ phĩng xạ cao, mẫu cĩ hàm lượng khống vật thấp thì hoạt độ phĩng xạ thấp. Tuy nhiên vẫn cĩ một số trường hợp ngoại lệ như mẫu HCM8 cĩ hàm lượng khống vật rất cao (Apatite 2,28%, Sphene 5,48%, Zircon 2,94%) nhưng hoạt độ phĩng xạ của mẫu HCM8 tương đối thấp (142,62 Bq/kg); mẫu HCM13B, HCM22 cĩ hàm lượng khống vật rất thấp (<0,01%) nhưng hoạt độ phĩng xạ lại tương đối cao.
Khi so sánh hàm lượng của khống vật phụ Zircon trong các mẫu đi phân tích, ta thấy hầu hết các mẫu cĩ hoạt độ cao như HCM-21, HC-9, HCM24, HCM18, HCM28…cĩ hàm lượng Zircon tương đối cao so với các mẫu khác. Tuy nhiên, vẫn cĩ một số trường hợp ngoại lệ nhưđối với mẫu HCM-3 (hàm lượng Zircon 0,14%), HCM9 (hàm lượng Zircon 0,42%) nhưng cĩ hoạt độ phĩng xạ khơng cao (HCM-3 là 252,47 Bq/kg, HCM9 là 250,54%). Đặc biệt, hàm lượng Zircon của hai mẫu HCM11 (2,18%), HCM8 (2,94%) lớn nhất trong các mẫu được phân tích nhưng lại cĩ hoạt độ phĩng xạ tương đối thấp.
Đối với khống vật phụ Apatite, hàm lượng ThO2 trong khống vật này trong khoảng 0,001 – 0,1 %; hàm lượng UO2 trong khống vật này trong khoảng 5 –
200pm [19]. Như vậy khống vật phụ Apatite cũng cĩ ảnh hưởng nhất định tới hoạt độ phĩng xạ của mẫu. Hàm lượng Apatite trong các mẫu nhìn chung là rất thấp, thường nhỏ hơn 1%. Tuy nhiên, hàm lượng Apatite trong 3 mẫu HCM-21 (1,15%), HCM11 (1,61%), HCM8(2,28 %) là tương đối lớn so với các mẫu khác. Đối với mẫu HCM-21, hàm lượng Apatite trong mẫu khá cao cũng ảnh hưởng tới hoạt độ phĩng xạ của mẫu; nhưng đối với hai mẫu HCM11 và HCM8 ta thấy cĩ sự mâu thuẫn. Hàm lượng Apatite cũng như hàm lượng Zircon của hai mẫu này là cao nhất trong 18 mẫu phân tích; đặc biệt mẫu HCM8 lại cĩ hàm lượng khống vật Sphene cao; nhưng hoạt độ phĩng xạ hai mẫu là khá thấp.
Đối với khống vật phụ Sphene, hàm lượng Sphene trong các mẫu phân tích cĩ sự khác nhau tương đối lớn. Đa số các mẫu cĩ hàm lượng Sphene cao thì hoạt độ phĩng xạ của mẫu đĩ cao. Tuy nhiên, cũng giống như khi phân tích sựảnh hưởng của hai khống vật Zircon và Apatite, mẫu HCM12 và HCM8 cĩ hàm lượng Sphene tương đối cao nhưng hoạt độ phĩng xạ tương đối thấp. Đặc biệt, đối với mẫu HCM8 là cĩ sự mâu thuẫn rõ ràng nhất. Hàm lượng khống vật phụ trong mẫu HCM8 rất cao; hàm lượng Zircon và Apatite trong mẫu HCM8 là cao nhất, kèm theo đĩ hàm lượng Sphene của mẫu HCM8 cũng khá cao nhưng hoạt độ phĩng xạ của mẫu HCM8 rất thấp (142,62 Bq/kg).
Theo [1] và [19], khống vật phụ Monazite là khống vật cĩ độ phĩng xạ tiềm tàng cao nhất, hàm lượng ThO2 trong khống vật phụ Monazite là 10%; hàm lượng UO2 trong khống vật phụ Monazite trong khoảng 100 – 20000 ppm. Mặt khác hàm lượng ThO2 cĩ vai trị quan trọng nhất trong việc đĩng gĩp vào hoạt độ phĩng xạ của mẫu. Ngồi ra, theo bảng 3.7, hàm lượng ThO2 trong Monazite là lớn nhất. Do đĩ sự ảnh hưởng của khống vật phụ Monazite tới hoạt độ phĩng xạ của mẫu là rất cao. Mẫu HCM8 cĩ hàm lượng các khống vật phụ Zircon, Apatite, Sphene cao nhưng lại khơng cĩ khống vật phụ Monazite; điều này giải thích vì sao hoạt độ phĩng xạ của mẫu HCM8 thấp. Mẫu HCM13B, HCM 22 cĩ hàm lượng các khống vật phụ rất thấp, nhưng trong hai mẫu này lại cĩ khống vật phụ Monazite
nên hoạt độ phĩng xạ tương đối cao. Từ những trường hợp này cĩ thể nhận thấy sự đĩng gĩp khơng nhỏ của khống vật phụ Monazite vào hoạt độ phĩng xạ của mẫu.
Kết luận: mỗi khống vật phụ cĩ sựảnh hưởng khác nhau tới hoạt độ phĩng xạ của mẫu. Nguyên nhân các mẫu cĩ hoạt độ phĩng xạ cao là do các mẫu mang hàm lượng các khống vật phụ cĩ độ phĩng xạ tiềm tàng cao như khống vật phụ Zircon, Apatite, Sphene, Monazatie…, đặc biệt là khống vật phụ Monazite. Từđây ta cĩ thể mở ra hướng nghiên cứu tiếp theo cụ thể là ảnh hưởng của các khống vật phụ lên hoạt độ như thế nào nhằm giải thích nguyên nhân các mẫu đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng cĩ hoạt độ phĩng xạ cao trong thời gian tới.