A. Hoạt độ phóng xa
Hoạt độ phóng xạ của một nguồn phóng xạ hay một lượng chất phóng xạ nào
đó chính là số hạt nhân phân rã phóng xạ trong một đơn vị thời gian. Nếu trong một lượng chất phóng xạ có N hạt nhân phóng xạ, thì hoạt độ phóng xạ của nó được tính
theo công thức sau:
-|< =AN,,, = AN, exp(—An hay A=AN
| dt
A, ) (0)
Trong đó:
4: hoạt độ phóng xạ
A: hang số phân rã phóng xa.
N: số hạt nhân phóng xạ ở thời điểm hiện tại.
Don vị đo hoạt độ phóng xa là Becquerel, viết tắt là Bq. Một Becquerel tương
ứng với một phân rã trong | giây. Trước kia, đơn vi đo hoạt độ phóng xạ là Curie,
viết tắt là Ci. Curie là hoạt độ phóng xạ của 1 gam ?**Ra, tương ứng với 3,7.10!° phân rã trong một giây. Theo định nghĩa, Becquerel và Curie có mối liên hệ như sau:
1Ci = 3,7.10'° Bg
B. Liều chiếu và suất liều chiếu Liều chiếu
Liều chiếu chi áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X, trong môi trường chiều xa là không khí. Liêu chiếu ky hiệu là X, được xác định theo công thức:
x-2
dm
Trong do:
dm: khối lượng không khí tại đó chùm tia X hoặc chùm bức xa gamma bị hap thụ hoàn toàn, kết quả tạo ra trên dm tông các điện tích cùng dấu là dQ.
49
Trong hệ đo SI, đơn vị đo liều chiếu là Coulomb trên kilogam, viết tắt là C/kg.
Coulomb trên kilôgam được định nghĩa như sau:
"] Crkg là liều bức xạ gamma hoặc tia X khi bị dừng lại toản bộ trong | kilôgam không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ra trong đó | Coulomb ion cùng dấu".
Ngoài đơn vị C/kg, trong kỹ thuật người ta còn dùng đơn vị đo liều chiếu là Rơnghen, viết tắt là R. Theo định nghĩa Rontgen là một lượng bức xạ gamma hoặc tia X khi bị dừng lại toàn bộ trong 1 kg không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ra trong đó tông điện tích của các ion cùng dau là 2,58.10-4 C. Theo định nghĩa có thẻ chuyên đồi từ Coulomb/ kilogam sang Rontgen theo tỷ lệ như sau:
IR=2,58.107'C/kg
Suat liều chiếu
Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian. Suất liều chiếu,
ký hiệu là X° được xác định theo công thức:
=
t
Y=
Trong đó: X là liều chiếu trong thời gian t.
Đơn vị đo suất liều trong hệ SI là C/kg.s. Tuy nhiên trong thực nghiệm, đơn vị đo suất liều chiếu thường dùng là R/h hay Rh.
Với một nguồn phóng xa, suất liều chiếu do nó gây ra tại một điểm cho trước tỷ
lệ thuận với hoạt độ phóng xạ của nó và tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách
từ diém đó tới nguồn. Xét một nguồn phóng xạ có kích thước nhỏ, có độ phóng xạ A, suất liều chiều do nó gây ra tại điểm M cách nguồn một khoảng d được xác định theo công thức gần đúng sau:
‹ _ 0,525.E.A X da
Trong đó:
đ: khoảng cách từ điểm khảo sát đến nguồn đo (m);
E: năng lượng trung bình của bức xa gamma tính trên một phân ra;
A: hoạt độ phóng xạ của nguồn (uCi);
50
X*: suất liều chiếu đo được (uR/h).
C. Liều hap thụ và suất liều hap thụ Liều hấp thụ
Thực tế cho thay những sự thay đôi trong môi trường chiều xa phụ thuộc chủ
yếu vào liều hấp thụ và liều tương đương. Với khái niệm liều hấp thụ và liều tương đương. cho phép mở rộng đối tượng bức xạ nghiên cứu vả môi trưởng chiều xạ. Liều chiếu chỉ có thể áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X và môi trường chiếu xạ là không khí. Còn liều hap thụ và liều tương đương sẽ áp dụng cho các loại bức xạ ion hóa khác nhau và môi trường được chiếu xạ khác nhau.
Liều hap thụ ký hiệu là D, được định nghĩa là = Trong đó đE là năng lượng
trung bình mà bức xạ ion hóa truyền cho lượng vật chất môi trường có khối lượng là dm. Trong hệ SI, đơn vị đo liều hap thụ là June/kilogam, viết tắt là I/kg.
1 J/kg là lượng bức xạ chiếu vào môi trường chiếu xạ sao cho chúng truyền cho
| kg môi trường vật chất đó một nang lượng là | J.
Trong thực tế, ngoài đơn vị đo liều hap thụ là J/kg, người ta còn dùng don vị là
Gray viết tắt là Gy và Rad đẻ đo liều hấp thụ. Rad được viết tắt từ: “Radiation absorbed dose”. Chuyên đồi từ J/kg sang Rad hoặc Gray va ngược lại theo tỷ lệ sau:
1 Gy = 1 Jiékg
10” J/kg = 1 rad.
Qua các định nghĩa trên về liều hap thy và liều chiều, nhận thay giữa liều chiếu hấp thụ vả liều chiều có mỗi liên hệ với nhau. Với loại bức xạ ion hóa xác định, môi trường chiếu xạ cho trước, thì liều hap thụ tỷ lệ thuận với liều chiếu. Liều hap thụ và liều chiều cỏ mỗi liên hệ nhau theo công thức sau:
D=ƒ.X
Trong đó:
D,X, ƒ: lan lượt là liễu hap thụ, liều chiếu và hệ số tỉ lệ.
51
Hệ số tỷ lệ ƒ thực chất là hệ số chuyên đôi từ liều chiếu sang liều hấp thụ. Giá trị của f tùy thuộc vào môi trường chiều xa va đơn vi đo liêu hấp thụ và liêu chiều tương ứng. Đối với không khí vả trong nước hệ số tí lệ ƒ = 0,869 rad/R.
Suat liều hap thụ
Suất liều hap thụ D" chính là liều hap thụ trong một đơn vị thời gian. Suất liều hap thụ được xác định theo công thức:
p`=>
t
Don vi do suat liéu hap thu trong hệ SI là Gy/s hoặc rad/s.
D. Liều tương đương
Liễu hap thụ tương đương hay liều tương đương H là đại lượng đánh giá mức
độ nguy hiểm của các loại bức xạ chính băng, suất liều hap thu D nhan hé s6 chat
lượng QF (Quality Factor), ky hiệu QF (theo Uy ban Quy phạm Hat nhân Hoa Kỳ
NRC). Ủy ban Quốc tế về Bao vệ Bức xa ICRP đặt tên QF là trọng số bức xa RWF
va ký hiệu WR. Khi đó:
H=DxWạ
Đơn vị liều tương đương trong hệ SI là Sievert (Sv)
1 Sv = 1Gy x Wr
Ngoài ra, liều tương đương còn được ding đơn vị là rem:
l rem = | rad X Wr 1 Sv = 100 rem
Đối với electron có hệ số QF bằng 1.
E. Các giới hạn liều đối với chiếu xạ nghề nghiệp và dân chúng
Chùm electron có năng lượng đủ lớn dé gây ion hóa những phân tử nước (là thành phan chủ yếu cau tạo nên tế bào) và dẫn đến những thay đôi bên tron phân tử và ảnh hưởng đến tế bào nhiễm sắc thẻ. Chúng gây biến đối về cau trúc và chức năng của phân tử. Trong cơ thé người, sự thay đổi này được thê hiện qua các triệu chứng bệnh lý như ốm mệt, đục thủy tinh thé, đau mắt đỏ và lâu dai gây ra ung thư.
52
Trong báo cáo Safety Series No. 115 (1996) của tô chức IAEA đã nêu ra giới hạn liều cho nhân viên bức xạ vả người dân. Còn ở Việt Nam được đề cập trong “An toàn bức xạ: Giới hạn liều đối với nhân viên bức xạ và dân chúng” theo TCVN 6866-
2001.
Nhân viên bức xạ
Các giới hạn liều đành cho nhân viên bức xạ theo TCVN 6866-2001:
e 20mSw/ năm là liễu hiệu dụng trung bình được lấy trong Š năm liên tục.
© 50 mSv là liều hiệu dụng cho một năm riêng lẻ bat kỳ.
¢ 150 mSv là liều tương đương đối với thủy tinh thé mắt.
e 500 mSv là liều tương đương với các bộ phận chân hoặc da.
Đổi với dân chúng
e 1 mSv/ năm là liều hiệu dụng trung bình được lấy trong Š năm liên tục
© 5 mSv là liều hiệu dung cho một năm riêng lẻ bat kỳ.
¢ 15 mSv là liều tương đương đối với thủy tỉnh thé mắt,
e© 50 mSv là liều tương đương với các bộ phận chân hoặc da.
Bang 1. Liêu lượng được phép giới hạn (LLDPGH) của sự chiếu trong và ngoài
(mSV/năm) [29].
Loại bức xạ LLĐPGH của sự chiếu trong và ngoài
(mSv/năm)
Nhóm cơ quan tới hạn