1.1.1 .Quy luật phân rã phóng xạ
3.3. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của mẫu thực vật
3.3.4. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng của mẫu đất đá
Hình 3.9 là phổ gamma của mẫu đất lấy ở khu vực trồng chè thuộc xã Tân Thành, huyện Lương Sơn, tỉnh Hịa Bình được đo theo cấu hình mẫu hình hộp, khối lượng 100g, thời gian đo trong 19647,04s.
Kết quả thực nghiệm xác định hoạt độ phóng xạ riêng của mẫu đất Hịa Bình cho trong bảng 3.8. Trong bảng 3.8 cũng đưa ra kết quả phân tích phổ, diện tích đỉnh hấp thụ tồn phần và tốc độ đếm đã trừ phơng của các vạch gamma được chọn để phân tích hoạt độ.
Hình 3.10. Dạng phổ gamma của mẫu đất Hịa Bình 100g đo trong thời gian 19647,04s
Bảng 3.8. Kết quả thực nghiệm xác định hoạt độ phóng xạ mẫu đất đá ở khu vực Hịa Bình với khối lượng 100g, thời gian đo là 19647s
Đồng vị E(keV) (%) N(xung) Tốc độ đếm (xung/s) Hoạt độ (Bq) Hoạt độ riêng (Bq/kg) Pb214 295,224 18,1 576±46 0,0261±0,0015 0,039 3,676±0,213 36,76±2,13 Pb214 351,93 35,1 857±44 0,0392±0,0016 0,035 3,137±0,128 32,37±1,28 Tl208 583,191 34,4 769±40 0,0362±0,0015 0,021 4,958±0,203 49,58±2,03 Bi214 609,31 44,6 717±38 0,0313±0,0014 0,020 3,467±0,152 34,67±1,52 Cs137 661,65 85,1 151±28 0,0077±0,0014 0,019 0,485±0,090 4,85±0,91 K40 1460,82 10,66 463±26 0,0194±0,001 0,012 15,802±0,781 158,02±7,8 Bi214 1764,49 15,1 110±18 0,0056±0,0009 0,011 3,431±0,561 34,31±5,61 Tl208 2614,53 36,64 297±20 0,0117±0,0007 0,007 4,745±0,284 47,45±2,84
Từ bảng kết quả trên bảng 3.8 ta thấy trong giới hạn sai số, hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị trong dãy 238U và 232Th cân bằng nhau. Hoạt độ phóng xạ riêng của 238U và 232Th được xác định dựa vào các vạch gamma đặc trưng của các đồng vị có trong bảng 3.8 theo cơng thức (3.1). Kết quả hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ như sau:
- Hoạt độ phóng xạ riêng của 238U là 33,93 ± 0,94(Bq/kg) - Hoạt độ phóng xạ riêng của 232Th là 48,86 ± 1,29(Bq/kg) - Hoạt độ phóng xạ riêng của 40K lớn 158,02 ± 7,8(Bq/kg)
Bảng 3.9. Hoạt độ phóng xạ riêng (Bq/kg) của mẫu đất ở một số nước trên thế giới. [14]
Tên nước Hoạt độ phóng xạ riêng của đất (Bq/kg) 238 U 232Th 40K Egypt 17 18 320 United States 40 35 370 China 32 41 440 Hong Kong SAR 59 95 530 India 29 64 400 Japan 33 28 310 Iran 28 22 640 Denmark 17 19 460 Belgium 26 27 380 Luxemburg 35 50 620 Switzerland 40 25 370 Bulgaria 45 30 400 Poland 26 21 410 Romania 32 38 490 Greece 25 21 360 Portugal 44 51 840 Spain 32 33 470 Thailand 48 40 400 Worldwide mean 33 36 474
So sánh kết quả thu được với giá trị hoạt độ phóng xạ trung bình trong mẫu đất ở một số nước trên thế giới được cho trong bảng 3.9 ta có thể thấy hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị 238U và 232Th mà luận văn đo được trong mẫu đất tại xã Tân Thành, huyện Lương Sơn, Hịa Bình nằm ở mức trung bình chung của thế giới.
Tương tự như đối với mẫu đất và chè ở khu vực 1, luận văn cũng đã tiến hành phân tích hoạt độ phóng xạ riêng của đất và chè ở hai khu vực còn lại. Bảng 3.9 đưa ra kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng ở ba khu vực lấy mẫu.
Bảng 3.10. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng (Bq/kg) của một số mẫu đất đá và chè ở ba khu vực.
Đồng vị
Khu vực 1 Khu vực 2 Khu vực 3 Chè Đất Chè Đất Chè Đất
238
232 Th 13,15±0,41 48,86±1,29 19,3±0,7 56,9±2,0 21,1±0,9 60,2±1,5 7 Be 82,34±1,91 0 84,34±2,01 0 85,0±2,0 0 40 K 171,0±2,1 158,02±7,8 210,0±3,1 186,1±8,5 165,0±2,5 150,0±6,8 137 Cs 0,46±0,19 4,85±0,91 0,38±0,19 4,1±1,2 0,40+0,15 4,4±1,2 Nhận xét kết quả
Trong cả 3 khu vực đều phát hiện ra 137Cs với hoạt độ cao hơn so với giá trị hoạt độ của 137Cs trung bình trong mẫu đất ở Hà Nội là 1,12 Bq/kg vào những năm 1997 -2000. Điều này được giải thích 137Cs là đồng vị phóng xạ nhân tạo được hình thành từ các vụ thử hạt nhân chủ yếu trong những năm 1960-1970 [5]. Cho đến nay hoạt độ của nó đi cỡ hơn 2 lần. Ngồi ra trong đất đá 137Cs sẽ di chuyển dần xuống lớp đất đá bên dưới làm cho hoạt độ riêng của 137Cs trong đất đá là nhỏ. Ngược lại, tại 3 địa điểm lấy mẫu đều nằm dưới núi đá rộng và thoải. Nếu không bị nước mưa rửa trôi xuống dưới, lượng 137Cs rơi lắng xuống núi đá hiện nay mới giảm đi 3 lần so với lượng 137Cs rơi lắng xuống vào thời kỳ những năm 1970. Điều này cũng có nghĩa trên các vách đá rất có thể còn tồn tại 137Cs, trong mỗi trận mưa, theo nước mưa 137Cs chảy xuống khu vực đất trồng bên dưới chân núi, làm cho nồng độ 137Cs trong các mẫu đất ở đây cao hơn so với giá trị trung bình.
Trong cả 3 mẫu chè đều phát hiện ra 7Be đây là đồng vị có nguồn gốc từ tia vũ trụ. Điều này có nghĩa trong khơng khí có chứa 7Be. Tuy nhiên, trong tất cả các mẫu đất đều không phát hiện ra 7Be, trong khi đó trong các mẫu lương thực thực phẩm, cây cối tươi đều phát hiện ra 7Be. Điều này chứng tỏ, 7Be có thể đi vào cây cối theo con đường hấp phụ hoặc có thể theo con đường quang hợp? Việc tìm hiểu nguyên nhân 7Be đi vào cây cối nằm ngoài nội dung và khả năng của luận văn chuyên ngành Vật lý nguyên tử.
So sánh hàm lượng của các đồng vị phóng xạ trong đất và trong chè ở ba khu vực, nhận thấy hoạt độ riêng của đồng vị phóng xạ tự nhiên trong đất cao sẽ kéo theo hoạt độ riêng trong chè cao. Tuy nhiên, để có kết luận chính xác về tương quan này cần phải tiến hành nhiều nghiên cứu tại các khu vực khác nhau hơn nữa.
KẾT LUẬN
Bản luận văn đã đạt được các mục tiêu đề ra và thu được một số kết quả sau: Về mặt lý thuyết đã tìm hiểu tính phóng xạ tự nhiên của đất đá và thực vật, tìm hiểu cở sở vật lý, phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trong các mẫu thực vật và đất đá theo phương pháp phổ gamma.
Về mặt thực nghiệm:
Luận văn đã tiến hành đánh giá một số thông số đặc trưng của hệ phổ kế gamma bán dẫn ORTEC
Đã tạo ra 02 bộ mẫu chuẩn phục vụ cho việc xây dựng đường cong hiệu suất ghi cho mẫu thực vật và đất đá.
Tiến hành phân tích mẫu xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ 214Pb, 214Bi, 212Pb, 208Tl, 40K, 7Be, 137Cs trong các mẫu thực vật và đất đá ở ba khu vực khác nhau, kết quả cho thấy các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong các dãy phóng xạ tự nhiên đều cân bằng phóng xạ. Tuy nhiên, hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ đo được ở các khu vực khác nhau có sự khác nhau. Trong tất cả các mẫu đất và chè được trồng dưới chân núi đá cao, đều phát hiện được đồng vị 137Cs. Các mẫu chè đều phát hiện 7Be với hoạt độ riêng xấp xỉ nhau.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1]. Nguyễn Văn Đỗ (2004), Các phương pháp phân tích hạt nhân, Nhà xuất bản
Đại học Quốc gia Hà Nội.
[2]. Trịnh Văn Giáp (2011), “ Điều tra khảo sát để xây dựng cơ sở dữ liệu phơng
phóng xạ mơi trường trên lãnh thổ đất liền giai đoạn 2009 – 2011” – Báo cáo
kết quả nhiệm vụ khoa học và công nghệ cấp bộ năm 2009 – 2011.
[3]. Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ
thuật.
[4]. Bùi Văn Loát (2009), Địa vật lý hạt nhân, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật Hà
Nội.
[5]. Nguyễn Quang Long (2013), “Thiết lập cơ sở dữ liệu phơng phóng xạ mơi trường Hà Nội (phần Hà Nội mở rộng) và hoàn thiện bản đồ kĩ thuật số về
phơng phóng xạ mơi trường Hà Nội tỷ lệ: 1:100.000” – Báo cáo tổng kết năm
2013.
Tiếng Anh
[6]. Al-Masri, M.S., H. Mukallati, A. Al-Hamwil, H. Khalili, M. Hassan, H. Assaf, Y. Amin and A. Nashawati (2004), “Natural radionuclides in Syrian diet and
their daily intake”, J.dionalytical and nuclear Chemistry, 260(2): 405-412. [7]. Audi, G. (2003), Nuclear Physics, A729 p. 337 – 676.
[8]. Abu-Khadra SA, Eissa HS (2008), “Natural radionuclides in different plants, together with their corresponding soils in Egypt at Inshas region and the area
nearby, IX radiation physics & protection conference”, National Network of
Radiation Physics-Egyptian Atomic Energy Authority: Nasr city - Cairo.
[9]. Bui Van Loat, Nguyen Van Quan, Le Tuan Anh, Tran The Anh, Nguyen The Nghia, Nguyen Van Hung (2009), “Studying of characteristic of GEM 40P4
HPGE detector by experiment”, VNU Journal of science, Mathematics-
[10]. Chibowski, S. (2000), “Studies of radioactive contamination and heavy metals
contents in vegetables and fruits”, J. Envir. Study, 9(4):249-253.
[11]. Denagbe, S.J., Radon-222 concentrantion in subsoils and its exhalation rate
from a soil sample, Radiation Measurements, 200. 32:p. 27-34.
[12]. Guivarch, A., P. Hinsinger and S. Staunton (1999), “Root uptake and distribution of radiocaesium from contaminated soils and the enhancement of
Cs adsorption in the rhizosphere”, J. Plant and Soil, 211(1): 131-138.
[13].Huda Abdulrahman Al-Sulaiti (2011), “Determination of Natural Radioactivity Levels in the State of Quatar Using High Resolution Gamma-ray
Spectrometry”, A thesis submitted for the Degree of Doctor of Philosophy;
University of Surrey.
[14]. Kessaratikoon, P. and Awaekechi, S. (2008), “Natural radioactivity measurement in soil samples collected from municipal area of Hat Yai
district in Songkhla province, Thailand”, KMITL Sci, J., Vol. 8.
[15]. K.N. Mukhin (1987), “Physics of atomic nucleus”, 59.
[16]. Nasim-Akhtar and M. Tufail (2007), “Natural radioactivity intake into wheat
grown on fertilized farms in twodistrict of Pakistan”, Radiation Protection
Dosimetry, 123(1):103-111.
[17]. ORTEC – MAESTRO – 32, ORTEC part No.777800
[18]. Winkelmann, G., N. Romanov, P. Goloshopov, P.Gesewasky, S. Mundisl, H. Buchrodu, M. C.Brummer and W. Burkat (1998), “Measurement of
radioactivity in environment samples from the southern urals”, J. Rad. and