Kết quả cho thấy có nhiều vị trí suất liều hấp thụ của Thermo xu hướng cho kết quả cao hơn so với kết quả đo hiện trường đo được. Nguyên nhân do Thermo là thiết bị đo cho giá trị tức thời tại thời điểm đo. Đồng thời Thermo không gắn bộ chuẩn trực nên giá trị đo là suất liều tổng cộng của cả mặt đất, khơng khí, thực vật, bức xạ vũ trụ [6]. Còn kết quả đo hiện trường suất liều của khối đất đường kính 2 m và là giá trị trung bình trong thời gian đo 3600 s.
Suất liều của hiện trường và phịng thí nghiệm tương quan tốt. Nhưng sai số của hiện trường cao do thời gian đo thấp (1 giờ) so với phép đo phịng thí nghiệm (24 giờ). Dựa theo kết quả suất liều hấp thụ của hiện trường lập bản đồ phóng xạ khu dân cư, khu cơng nghiệp, khu vực khai thác khoảng sản. Nhờ đó cảnh báo an tồn bức xạ nhằm đảm bảo sức khỏe người dân, cơng nhân làm việc. Ngồi ra có thể dựa vào kết quả phân tích đồng vị phóng xạ kết hợp với địa hình khu vực khảo sát có thể lập được bản đồ khu vực khống sản có chứa phóng xạ.
Khuyến cáo của ICRP năm 1991 đưa ra kiến nghị cho giới hạn liều cho dân chúng là 1 mSv/năm [8] tương đương 0,114 µSv/h. Các suất liều tại vị trí đo đều dưới giới hạn cho phép. 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 VT01 VT02 VT03 VT04 VT05 VT06 VT07 VT08 VT09 VT10 VT11 VT12 Suấ t l iề u µ Sv /h
So sánh suất liều tổng cộng của Thermo, đo hiện trường và đo trong phịng thí nghiệm
3.4.2 Bản đồ suất liều
Dựa vào số liệu suất liều của hiện trường, tác giả dựng bản đồ khu vực đo với bản đồ được tải từ Google map [27] với tọa độ vị trí khảo sát.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Luận văn này được thực hiện với mục tiêu là đo hoạt độ của các đồng vị 232Th, 226Ra, 40K tại hiện trường của bề mặt đất cách đầu dị 1 m bằng hệ phân tích gamma thực địa In Situ Object Counting Systems của hãng Canberra sử dụng đầu dò bán dẫn GC2518.
Kết quả đạt được:
- Đã khảo sát sự ảnh hưởng của độ sâu lớp đất lên hiệu suất ghi của đầu dò ứng với các mức năng lượng 238,63 keV đến 2614,51 keV. Kết quả khảo sát cho thấy rằng khi đo suất liều hiện trường chỉ cần khảo sát lớp đất có độ sâu 30 cm. Thêm vào đó khi đo hiện trường để các phần khác nhau của nguồn tương tác lên đầu dị có độ chênh lệch khơng q 10% thì góc lệch giữa đầu dị và biên của nguồn là khơng q 450. Do đó khi đo hiện trường nên dùng bộ chuẩn trực với góc mở khơng lớn hơn 900. - Tính được hoạt độ của các đồng vị 232Th, 226Ra, 40K tại hiện trường của
bề mặt cách mặt đất 1 m tác dụng lên đầu dò.
- Bản đồ suất liều tại các vị trí đo dựa trên số liệu của phép đo hiện trường. Phương pháp đo phổ gamma hiện trường là phương pháp đánh giá nhanh chóng, phản ánh chính xác hoạt độ của các đồng vị phóng xạ và suất liều bức xạ gamma tại hiện trường. Với ưu điểm không cần phải lấy mẫu mang về phịng thí nghiệm phân tích, khả năng di chuyển và đo đạc nhanh chóng, phổ gamma hiện trường sau đó được chuyển thành suất liều giúp phát hiện khu vực dị thường phóng xạ. Trong tương lai, ứng dụng hệ phân tích gamma thực địa đo bức xạ trong môi trường thực tế như khu cơng nghiệp, khu mỏ khai thác khống sản, nhà máy sản xuất phân bón dùng nguồn nguyên liệu tự nhiên có nguồn gốc phóng xạ nhằm cảnh báo an tồn bức xạ cho cơng nhân sản xuất.
Dựa theo kết quả suất liều hấp thụ có thể lập bản đồ phóng xạ dạng lưới khu dân cư qua đó cảnh báo an tồn bức xạ nhằm đảm bảo sức khỏe người dân. Ngoài ra
có thể dựa vào kết quả phân tích đồng vị phóng xạ kết hợp với địa hình khu vực khảo sát có thể lập được bản đồ khu vực khống sản có chứa phóng xạ.
Phương pháp đo phổ gamma hiện trường nhanh chóng sau đó được chuyển thành suất liều giúp đánh giá suất liều do bức xạ gamma tự nhiên gây ra cho con người trên khu vực có diện tích lớn, hoặc do sự cố hạt nhân một cách nhanh chóng.
Chú ý rằng yếu tố chủ yếu ảnh hưởng đến độ chính xác trong phân tích với phép đo hiện trường cho bề mặt đất là cần biết phân bố độ sâu của các hạt nhân phóng xạ trong đất. Cần tính lại phân bố của Kali ở các độ sâu khác nhau ảnh hưởng lên đầu dị tại vị trí đo hiện trường. Thời gian đo ngắn nên sai số cao hơn so với đo phịng thí nghiệm. Hệ phân tích gamma thực địa ISOCS được thiết kế cho di chuyển nhưng cần xe chuyên chở hệ đến vị trí cần đo. Ngồi ra khi hệ hoạt động cần có nitơ lỏng và pin sạc. Nên khi đo ngồi hiện trường cần tính tốn lượng nitơ lỏng và pin sạc đủ dùng trong cả quá trình đo.
Kiến nghị
-Sau khi hoàn thành luận văn, tác giả có kiến nghị tiếp tục thực hiện các nghiên cứu tiếp theo nhằm hoàn thiện hơn
-Thực hiện lại phép đo với buồng chì 50 mm để hạn chế số đếm không mong muốn.
-Xây dựng và hiệu chỉnh các phân bố phóng xạ theo độ sâu chú ý đến thành phần đất, đá, cỏ của từng địa hình của hiện trường.
-Máy tính xách tay đi kèm hệ phân tích gamma thực địa ISOCS cần gắn thêm thiết bị định vị GPS và 3G lưu trực tiếp suất liều lên bản đồ để giúp dễ dàng quan sát được độ lớn hoạt độ của các đồng vị phóng xạ tại các vị trí đo.
CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN VĂN
Lê Hưng Quốc Dân, Vũ Ngọc Ba, Trương Hữu Ngân Thy, Huỳnh Thị Yến Hồng, Trương Thị Hồng Loan (2016), “Thử nghiệm đo phân bố phóng xạ tự nhiên trong đất trên hệ phân tích gamma thực địa ISOCS đầu dị GC2518”, Hội nghị khoa
học lần thứ 10, Đại học Khoa học Tự nhiên ĐHQG TP. Hồ Chí Minh.
Tóm tắt
Nghiên cứu này nhằm xác định hoạt độ các phóng xạ tự nhiên (232Th, 226Ra, 40K và rơi lắng 137Cs nếu có) được đo lường tại hiện trường bằng cách sử dụng hệ phân tích gamma thực địa ISOCS (In Situ Object Counting Systems) với đầu dò bán dẫn Germanium GC2518 của hãng Canberra. Công việc bao gồm đo phơng phóng xạ trong mơi trường đất tại khu vực trường đại học Khoa học Tự nhiên Linh Trung, quận Thủ Đức, lấy đất tại khu vực đo hiện trường về xử lý và đo lại trong phịng thí nghiệm. So sánh kết quả của 2 phương pháp đo
Abstract
This study aimed to determine the activity concentration of the natural radiation (232Th, 226Ra, 40K and the fallout of 137Cs if available) is measured in the field using the gamma analysis system ISOCS (In Situ Object Counting Systems) with High- purity Germanium (HPGe) Canberra GC2518 detectors. The work includes: measuring environmental radiation background in the measurement points of area at the University of Science, Linh Trung, Thu Duc district, bring soil samples in the measurement points measured again in the laboratory. Compare the results of the two methods of measurement.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
[1] Trần Phong Dũng, Châu Văn Tạo, Nguyễn Hải Dương (2005), Phương pháp ghi bức xạ ion hóa, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
[2] Huỳnh Thị Yến Hồng, Vũ Ngọc Ba, Trương Thị Hồng Loan, Ngô Quang Huy (2016), “Nâng cao độ chính xác trong phân tích mẫu thực vật tro hóa”, Hội nghị
Khoa học và Cơng nghệ hạt nhân cán bộ trẻ ngành năng lượng nguyên tử lần thứ tư, Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam.
[3] Ngô Quang Huy (2004), Nghiên cứu xử lý và hệ thống hóa các số liệu phóng xạ
mơi trường trong đề án điều tra nhiễm bẩn phóng xạ, Trung tâm hạt nhân Thành
phố Hồ Chí Minh.
[4] Trương Thị Hồng Loan (2016), Giáo trình vật lý phóng xạ, lưu hành nội bộ,
trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên Thành phố Hồ Chí Minh.
[5] Trương Thị Hồng Loan, Châu Văn Tạo, Lê Bảo Trân (2014), Phân tích thống kê số liệu thực nghiệm trong ghi đo bức xạ, NXB Đại học Quốc gia Thành phố
Hồ Chí Minh.
[6] Trần Văn Luyến (2005), Nghiên cứu nền phơng phóng xạ vùng Nam bộ Việt Nam, Luận văn Tiến sĩ Vật lí, trường Đại học Khoa Học Tự Nhiên - ĐHQG
TPHCM.
[7] Phạm Thị Quyên (2012), Khảo sát các đặc trưng của hệ phổ kế gamma phông
thấp HpGe, Luận văn thạc sĩ, trường Đại học Cần Thơ.
[8] Châu Văn Tạo (2004), An tồn bức xạ ion hóa, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh.
[9] Châu Văn Tạo (2013), Vật Lý hạt nhân đại cương, NXB Đại học Quốc gia
Tiếng Anh
[10] Alexandros Clouvas, (1995-2010), In Situ Gamma Spectrometry, Nuclear Technology Laboratory, Aristotle University Of Thessaloniki, Greece.
[11] Andrew N.Tyler, (2007) "In Situ and airborne gamma-ray spectrometry",
Analysis of Environmental Radionuclides, Vol 11, p.407-448.
[12] Beck, H . L., De Campo, J. A. and Gogolak, C. V. (1972), In Situ Ge(Li) and
NaI(T1) Gamma-Ray Spectrometry, Health and Safety Laboratory (AEC) New
York, USA.
[13] Canbera (2013), Gennie 2000 3.3 Customization Tools Manual, Canbera
Industries Inc, USA.
[14] Feng, T. C (2011), "Method-sensitivity of in-situ γ spectrometry to determine the depth-distribution of anthropogenic radionuclides in soil", Nuclear Science
and Technology, Vol. 1, p.400-403.
[15] Gering F. (2002), "In situ gamma-ray spectrometry in forests: determination of kerma rate in air from 137Cs", Journal of Environmental Radioactivity, Vol. 61 No. 1, p75-89.
[16] Huda Abdulrahman Al-Sulaiti (2011), Determination of Natural Radioactivity Levels in the State of Qatar Using HighResolution Gamma-ray Spectrometry,
University of Surrey, United Kingdom.
[17] Jonas Boson (2008), Improving accuracy of in situ gamma-ray spectrometry,
Umea University, Sweden
[18] Kimiaki Saito (2015), "Detailed deposition density maps constructed by large- scale soil sampling for gamma-ray emitting radioactive nuclides from the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident", Journal of Environmental
Radioactivity, Volume 139, p308–319
[19] Malczewski D. (2003), Assessment of natural and anthropogenic radioactivity levels in rocks and soils in the environs of Swieradow Zdrojin Sudetes by in situ gamma-ray spectrometry, Journal of Environmental Radioactivity, Vol 73,
[20] Nizam QMR. (2013), "Radiological Risk Analysis of Soil inside the Ship Breaking Area", Journal of Nuclear and Particle Physics, Vol. 3 No. 3, 2013, pp. 40-44.
[21] Perrin J., Carrier F., Guillot L. (2006), Determination of the vertical distribution of radioelements (K, U, Th, Cs) in soils from portable HP-Ge spectrometer measurements: A tool for soil erosion studies, Applied Radiation and Isotopes, Vol 64, p.830–843
[22] Thermo Scientific, (2012), Handhelp Detection for Any Scenario, USA.
[23] Thompson I.M.G, (1999), Technical recommendations on measurements of external environmental gamma radiation doses, EURADOS, Euro.
[24] Sarah Janssen (2011), The World Almanac and Book of Facts, Newgen North
America, USA.
[25] Trung Y (2015), Environmental radiation monitoring, Centre for Environment
Research and Monitoring, Nuclear Research Institute, Viet Nam.
[26] Whetstone Z.D. , Dewey S.C. , Kearfott K.J. (2011), "Simulation of a method for determining one-dimensional 137Cs distribution using multiple gamma spectroscopic measurements with an adjustable cylindrical collimator and center shield", Applied Radiation and Isotopes, Vol 69, p.790–802.
Trang web
[27] https://www.google.com/maps Map data 2015.
[28] Library for gamma and alpha emissions, Last update: 25/03/2016 http://www.nucleide.org/Laraweb/.
Phụ lục
Phụ lục 1. Danh sách vị trí tọa độ và điều kiện khơng khí của các vị trí đo.
STT Vị trí Tọa độ
Khối
lượng Thể tích Density Thermo Temp
Relative humidity Ghi chú Vĩ độ Kinh độ (kg) (cm3) (g/cm3) (µSv/h) Độ C (%) 1 VT01 10,8782 106,797 1,82 1330,0 1,37 0,05 36 40 2 VT02 10,8778 106,797 1,77 1330,0 1,33 0,04 35 38 3 VT03 10,8771 106,797 1,43 1108,4 1,29 0,03 37 40 4 VT04 10,8751 106,797 1,80 1330,0 1,35 0,06 29 67 5 VT05 10,8748 106,797 2,50 1374,1 1,82 0,04 30 70 đá, ẩm cao 6 VT06 10,8736 106,797 2,83 1662,5 1,70 0,03 33 64 7 VT07 10,8737 106,798 1,33 991,6 1,34 0,03 32 62 8 VT08 10,8743 106,798 1,72 984,8 1,75 0,03 33 64 9 VT09 10,875 106,798 3,03 1662,5 1,82 0,05 34 70 đá 10 VT10 10,8757 106,796 1,23 738,9 1,66 0,04 45 39 11 VT11 10,8758 106,798 1,11 738,9 1,50 0,03 40 44 12 VT12 10,8757 106,794 1,72 870,3 1,98 0,05 35 62 đá
Phụ lục 2. Số liệu hiệu suất ghi theo độ sâu lớp đất Năng Năng lượng (keV) Độ sâu lớp đất (cm) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 63,83 7,25.10-5 3,26.10-5 1,44.10-5 6,40.10-6 2,88.10-6 1,32.10-6 6,06.10-7 2,81.10-7 1,31.10-7 6,17.10-8 2,90.10-8 238,63 7,47.10-5 4,94.10-5 3,24.10-5 2,13.10-5 1,41.10-5 9,40.10-6 6,29.10-6 4,23.10-6 2,86.10-6 1,94.10-6 1,31.10-6 241,90 7,38.10-5 4,89.10-5 3,21.10-5 2,12.10-5 1,40.10-5 9,37.10-6 6,29.10-6 4,24.10-6 2,86.10-6 1,94.10-6 1,32.10-6 295,20 6,19.10-5 4,21.10-5 2,83.10-5 1,91.10-5 1,30.10-5 8,93.10-6 6,14.10-6 4,24.10-6 2,94.10-6 2,04.10-6 1,42.10-6 338,32 5,42.10-5 3,75.10-5 2,57.10-5 1,77.10-5 1,22.10-5 8,51.10-6 5,95.10-6 4,17.10-6 2,94.10-6 2,07.10-6 1,47.10-6 351,93 5,21.10-5 3,62.10-5 2,49.10-5 1,72.10-5 1,20.10-5 8,39.10-6 5,89.10-6 4,15.10-6 2,93.10-6 2,08.10-6 1,48.10-6 583,20 3,25.10-5 2,39.10-5 1,75.10-5 1,28.10-5 9,43.10-6 6,98.10-6 5,19.10-6 3,87.10-6 2,89.10-6 2,16.10-6 1,63.10-6 609,31 3,12.10-5 2,31.10-5 1,70.10-5 1,25.10-5 9,24.10-6 6,88.10-6 5,13.10-6 3,84.10-6 2,89.10-6 2,17.10-6 1,64.10-6 661,66 2,91.10-5 2,17.10-5 1,61.10-5 1,19.10-5 8,92.10-6 6,69.10-6 5,04.10-6 3,81.10-6 2,88.10-6 2,19.10-6 1,66.10-6 727,30 2,67.10-5 2,02.10-5 1,51.10-5 1,13.10-5 8,55.10-6 6,48.10-6 4,92.10-6 3,76.10-6 2,87.10-6 2,20.10-6 1,69.10-6 794,94 2,48.10-5 1,89.10-5 1,43.10-5 1,08.10-5 8,22.10-6 6,29.10-6 4,82.10-6 3,71.10-6 2,86.10-6 2,22.10-6 1,72.10-6 911,10 2,20.10-5 1,70.10-5 1,30.10-5 1,00.10-5 7,73.10-6 5,99.10-6 4,66.10-6 3,63.10-6 2,84.10-6 2,23.10-6 1,75.10-6 1120,29 1,84.10-5 1,45.10-5 1,13.10-5 8,89.10-6 7,00.10-6 5,53.10-6 4,39.10-6 3,49.10-6 2,78.10-6 2,22.10-6 1,77.10-6 1238,10 1,70.10-5 1,35.10-5 1,07.10-5 8,43.10-6 6,70.10-6 5,34.10-6 4,28.10-6 3,43.10-6 2,76.10-6 2,22.10-6 1,79.10-6 1460,83 1,47.10-5 1,19.10-5 9,50.10-6 7,63.10-6 6,15.10-6 4,98.10-6 4,04.10-6 3,28.10-6 2,67.10-6 2,18.10-6 1,78.10-6 1764,60 1,24.10-5 1,01.10-5 8,24.10-6 6,72.10-6 5,49.10-6 4,51.10-6 3,71.10-6 3,06.10-6 2,53.10-6 2,10.10-6 1,74.10-6 2614,51 8,62.10-6 7,25.10-6 6,06.10-6 5,08.10-6 4,27.10-6 3,60.10-6 3,04.10-6 2,58.10-6 2,19.10-6 1,86.10-6 1,58.10-6
Số liệu hiệu suất ghi theo độ sâu lớp đất (Tiếp theo) Năng lượng (keV) Độ sâu lớp đất (cm) 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 63,83 1,37.10-8 6,55.10-9 3,12.10-9 1,49.10-9 7,16.10-10 3,46.10-10 1,67.10-10 8,02.10-11 3,88.10-11 1,91.10-11 238,63 8,93.10-7 6,11.10-7 4,17.10-7 2,86.10-7 1,96.10-7 1,35.10-7 9,31.10-8 6,41.10-8 4,43.10-8 3,09.10-8 241,90 9,00.10-7 6,16.10-7 4,21.10-7 2,89.10-7 1,99.10-7 1,37.10-7 9,48.10-8 6,53.10-8 4,52.10-8 3,16.10-8 295,20 9,90.10-7 6,95.10-7 4,87.10-7 3,42.10-7 2,41.10-7 1,70.10-7 1,20.10-7 8,50.10-8 6,02.10-8 4,31.10-8 338,32 1,04.10-6 7,41.10-7 5,27.10-7 3,76.10-7 2,69.10-7 1,93.10-7 1,39.10-7 9,93.10-8 7,15.10-8 5,19.10-8 351,93 1,05.10-6 7,54.10-7 5,38.10-7 3,86.10-7 2,78.10-7 2,00.10-7 1,44.10-7 1,04.10-7 7,50.10-8 5,47.10-8 583,20 1,22.10-6 9,25.10-7 6,98.10-7 5,28.10-7 4,01.10-7 3,05.10-7 2,32.10-7 1,76.10-7 1,34.10-7 1,03.10-7 609,31 1,24.10-6 9,40.10-7 7,12.10-7 5,41.10-7 4,13.10-7 3,15.10-7 2,41.10-7 1,84.10-7 1,41.10-7 1,08.10-7 661,66 1,27.10-6 9,70.10-7 7,42.10-7 5,68.10-7 4,37.10-7 3,36.10-7 2,59.10-7 1,99.10-7 1,54.10-7 1,19.10-7 727,30 1,30.10-6 1,00.10-6 7,75.10-7 5,99.10-7 4,65.10-7 3,61.10-7 2,81.10-7 2,18.10-7 1,70.10-7 1,33.10-7 794,94 1,33.10-6 1,04.10-6 8,07.10-7 6,30.10-7 4,93.10-7 3,86.10-7 3,03.10-7 2,37.10-7 1,86.10-7 1,47.10-7 911,10 1,37.10-6 1,08.10-6 8,54.10-7 6,74.10-7 5,34.10-7 4,24.10-7 3,37.10-7 2,67.10-7 2,13.10-7 1,70.10-7 1120,29 1,42.10-6 1,14.10-6 9,18.10-7 7,39.10-7 5,96.10-7 4,82.10-7 3,90.10-7 3,15.10-7 2,55.10-7 2,08.10-7 1238,10 1,45.10-6 1,17.10-6 9,50.10-7 7,71.10-7 6,28.10-7 5,12.10-7 4,18.10-7 3,40.10-7 2,78.10-7 2,28.10-7 1460,83 1,46.10-6 1,20.10-6 9,85.10-7 8,10.10-7 6,68.10-7 5,52.10-7 4,56.10-7 3,76.10-7 3,11.10-7 2,59.10-7 1764,60 1,44.10-6 1,20.10-6 1,00.10-6 8,35.10-7 6,98.10-7 5,85.10-7 4,90.10-7 4,10.10-7 3,44.10-7 2,91.10-7 2614,51 1,35.10-6 1,15.10-6 9,84.10-7 8,42.10-7 7,22.10-7 6,20.10-7 5,33.10-7 4,57.10-7 3,94.10-7 3,40.10-7
Phụ lục 3. Hiệu suất tỷ đối theo độ sâu lớp đất với năng lượng khác nhau Năng lượng Năng lượng
(keV)
Tỷ số hiệu suất ghi của các lớp đất có độ sâu khác so với hiệu suất ghi của lớp đất trên cùng (%)
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 63,83 100,0 45,0 19,8 8,8 4,0 1,8 0,8 0,4 0,2 0,1 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0