CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.2. Tổng quan về hàm lƣợng phóng xạ tự nhiên trong các đối tƣờng mô
1.2.5. Các vấn đề chung về quản lý an toàn bức xạ do ơ nhiễm phóng xạ
Trong thành phần của lớp vỏ trái đất có một lƣợng phóng xạ nhất định gọi là phóng xạ tự nhiên. Lƣợng phóng xạ này tồn tại ngay từ khi hình thành trái đất (có tuổi hàng tỷ năm). Trải qua thời gian do thuộc tính phân rã mà lƣợng phóng xạ này giảm dần, tốc độ phân rã của các đồng vị phóng xạ phụ thuộc vào hằng số phân rã của từng đồng vị, ngƣời ta cũng hay sử dụng đại lƣợng chu kỳ bán rã để phản ánh tốc độ phân rã. Chu kỳ bán rã một nửa của một đồng vị là thời gian để lƣợng phóng xạ của đồng vị này bị rã đi một nửa. Trải qua thời gian các đồng vị sống ngắn đã phân rã hoàn tồn, hiện tại chỉ cịn tồn tại ba chuỗi phóng xạ tự nhiên là chuỗi Uran- 238, chuỗi Uran-235, và Kali-40 do các đồng vị mẹ là Uran-238, Uran-235 và Kali-40 có thời gian bán rã rất dài (cỡ hàng tỷ năm tức là hàng tỷ năm độ phóng xạ mới rã đi một nửa)
Cùng với sự tiến bộ của khoa học đến thế kỷ 20 các nhà bác học (đầu tiên là Mari Quyri) đã phát hiện ra các đặc tính rất đặc trƣng của chất phóng xạ (đầu tiên là chất Rađi) là phân rã phóng xạ và phát ra tia bức xạ ion hố. Tiếp theo đó là các lý thuyết của Anhstanh các nhà khoa học đã phát minh ra phản ứng phân hạch dây chuyền và phản ứng tổng hợp nhiệt hạch là cơ sở cho khai thác năng lƣợng nguyên tử. Từ đó các ứng dụng năng lƣợng ngun tử vào mục đích hồ bình đƣợc áp dụng và phát triển nhƣ vũ bão, hiện tại có thể nói các úng dụng này có mặt ở khắp các lĩnh vực của nền kinh tế nhƣ công nghiệp, nông nghiêp, y tế v.v...
Bên cạnh các lợi ích to lớn, khi tia bức xạ ion hoá chiếu vào cơ thể sinh vật sẽ gây các tác dụng khơng có lợi. Đại lƣợng biểu diễn cƣờng độ của tia bức xạ ion hoá chiếu vào cơ thể gọi là liều hấp thụ. Tuỳ thuộc vào cƣờng độ và tính chất của tia bức xạ ion hoá mà tác hại về mặt sức khoẻ (gọi là liều hấp thụ hiệu dụng) là khác nhạu. Khi bị chiếu bởi tia bức xạ ion hoá với liều đủ lớn con ngƣời có thể bị chết tức thì, khi liều chiếu nhỏ hơn, con ngƣời có thể chƣa chết ngay, nhƣng cơ thể bị tổn thƣơng, một số cơ quan sẽ hoạt động không đúng chức năng dẫn đến cái chết sau một khoảng thời gian nào đó, dẫn đến ung thƣ cho bản thân hoặc lệch lạc gien cho các thế hệ con cháu. Về mặt chun mơn ngƣời ta có thể xác định ngƣỡng liều dẫn đến tác dụng tất yếu đến cơ thể sống. Khi bị chiếu bởi một liều nhỏ hơn một số cơ thể nhậy cảm có thể bị tác động dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, nhƣng cũng có cơ thể có khả năng hồi phục, nhƣ vậy hiệu ứng ở mức liều này có tính bất định và chỉ có thể ƣớc lƣợng về mặt thống kê (phần trăm rủi ro), liều chiếu càng thấp thì xác suất rủi ro cũng giảm theo. Đối với nhân viên làm việc trong lĩnh vực phóng xạ, Tổ chức năng lƣợng nguyên tử quốc tế IAEA quy định mức ngƣỡng liều hấp thụ hiệu dụng là 20mSv/năm, mức liều này tƣơng ứng với sác xuất rủi ro trong cả quá trình làm việc là 1/1000, cịn đối với dân chúng nói chung mức ngƣỡng liều hấp thụ hiệu dụng là 1mSv/năm (nhỏ hơn 20 lần).
Nhƣ đã đề cập ở trên, trong môi trƣờng của chúng ta luôn tồn tại một lƣợng phóng xạ tự nhiên và thành phần này gây ra một liều hấp thụ hiệu dụng cỡ trung bình khoảng 2.4mSv/ năm, thậm chí ở một số vùng độ phóng xạ tự nhiên khá cao
dẫn đến liều chiếu cao hơn mức trung bình vài lần. Vùng dân cƣ có mức liều mơi trƣờng cao dẫn đến cần có các hành động xử lý, giảm thiểu là 10mSv/năm và theo khuyến cáo của IAEA thì các hoạt động của con ngƣời và xă hội dẫn đến sự tăng mức liều hiệu dụng hàng năm lên quá 1mSv là không thể chấp nhận.( tiêu chuẩn an tồn bức xạ-BSS [1])
Trong thực tế, khơng phải lúc nào chúng ta cũng xem xét và cân nhắc dựa trên đại lƣợng ngƣỡng tổng mức liều hấp thụ hiệu dụng cho công chúng hằng năm (1mSv/năm) mà thƣờng xét cho từng đồng vị riêng lẻ. Khi đó, IAEA đƣa ra mức ngƣỡng cho từng đồng vị là 0.01mSv/ năm cho từng đồng vị riêng lẻ và từ đó ngƣời ta có thể tính đƣợc ngƣỡng hàm lƣợng phóng xạ của từng đồng vị mà vƣợt quá nó cần có các hành động xử lý để giảm thiểu.
Bảng 11. Liều tƣơng đƣơng hiệu dụng hàng năm của phơng bức xạ ion hố ở Mỹ [BEIR V 90]
Nguồn Liều tƣơng đƣơng hiệu dụng mSv/ năm
Tự nhiên : Radon Tia vũ trụ Chiếu ngoài Chiếu trong 2.0 0.27 0.28 0.39 Tổng nguồn tự nhiên 3.0 Khác : - Tia X - Y học hạt nhân - Hàng hoá tiêu dùng - Bệnh nghề nghiệp - Rơi lắng - Khác 0.39 0.14 0.10 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 Tổng nguồn nhân tạo 0.63 Tổng nguồn tự nhiên và nhân tạo 3.6
Qua bảng 11 ta có thể dễ dàng nhận ra rằng:
- Tổng mức liều gây ra do phóng xạ tự nhiên đối với dân chúng Mỹ cao đến mức 3 mSv/năm (mức trung bình của tồn thế gới là 2.4 mSv/năm) trong đó phần đóng góp của Radon là 2 mSv/năm (60%).
- Mức liều hấp thụ tƣơng đƣơng do các hoạt động ứng dụng kỹ thuật hạt nhân đối với dân chúng Mỹ (nhân tạo) chỉ là 0.63 mSv/năm (nhỏ hơn nhiều so với liều do phóng xạ tự nhiên).
- Mức ngƣỡng 20 mSv/năm đối với nhân viên bức xạ và 1 mSv/năm đối với công chúng do IAEA khuyến cáo phải đƣợc hiểu là mức liều không bao hàm phông tự nhiên mà do các hoạt động của con ngƣời gây ra.
Bảng 12. Các giá trị liều điển hình đi kèm với các hoạt động tại Cuba:
Các hoạt động Liều (mSv/ năm)
Chiếu chụp X quang 0.41-2.32 Chiếu xạ thực phẩm 0.63-2.6 Sản xuất dƣợc phẩm phóng xạ 2.52
Các hoạt động nghiên cứu 1.37 Các hoạt động trong lĩnh vực an toàn bức xạ 1.39 Các hoạt động khai khống phơt phát 0.3-2.7
Các hoạt động tắm khoáng trị bệnh 0.21-3.1 Hoạt động trong hàng không dân sự 2.3
Hoạt động trong ngành dầu mỏ 0.3-1.3 Hoạt động sản xuất gạch 0.08-0.2
Theo nguyên lý mà IAEA khuyến cáo thì tất cả các hoạt động gây ra liều chiếu mà khơng có lợi ích thì đều bị cấm và liều chiếu càng phải đƣợc giảm thiểu càng thấp càng tốt trong khả năng có thể.