ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - NGUỒN GỐC, CÁC SẢN PHẨM PHÂN RÃ SỐNG NGẮN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO

Sự thay đổi của vài nanojun trên mét khối đến vài nghìn nanojun trên mét khối được quan sát đối với nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã radon sống ngắn... Công ty

Trang 1

Công ty luật Minh Khuê www.luatminhkhue.vn

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10759-1:2016 ISO 11665 1:2012

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 1: NGUỒN

GỐC, CÁC SẢN PHẨM PHÂN RÃ SỐNG NGẮN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 1: Origins of radon and its

short-lived decay products and associated measurement methods

Lời nói đầu

TCVN 10759-1:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 11665-1:2012

TCVN 10759-1:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85/SC 2 Bảo vệ bức xạ biên

soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố

Bộ tiêu chuẩn TCVN 10759 (ISO 11665), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí:

radon-222 gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10759-1:2016 (ISO 11665-1:2012), Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã sống ngắn và các phương pháp đo

- TCVN 10759-2:2016 (ISO 11665-2:2012), Phần 2: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của sản phẩm phân rã sống ngắn

- TCVN 10759-3:2016 (ISO 11665-3:2012), Phần 3: Phương pháp đo điểm để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn

- TCVN 10759-4:2016 (ISO 11665-4:2012), Phần 4: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ hoạt độ trung bình với việc lấy mẫu thụ động và phân tích trễ

- TCVN 10759-5:2016 (ISO 11665-5:2012), Phần 5: Phương pháp đo liên tục để xác định nồng độ hoạt độ

- TCVN 10759-6:2016 (ISO 11665-6:2012), Phần 6: Phương pháp đo điểm để xác định nồng độ hoạt độ

- TCVN 10759-7:2016 (ISO 11665-7:2012), Phần 7: Phương pháp tích lũy để ước lượng tốc độ xả bề mặt

- TCVN 10759-8:2016 (ISO 11665-8:2012), Phần 8: Phương pháp luận về khảo sát sơ bộ và khảo sát

bổ sung trong các tòa nhà

Bộ tiêu chuẩn ISO 11665 còn có các tiêu chuẩn sau:

- ISO 11665-9, Part 9: Method for determining exhalation rate of dense building materials.

Lời giới thiệu

Đồng vị radon 222, 220 và 219 là các khí phóng xạ được tạo ra do sự phân rã đồng vị radi 226, 224

và 223, là các sản phẩm phân rã của urani-238, thori-232 và urani-235, và đều được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất (xem Phụ lục A) Các nguyên tố thể rắn, cũng có tính phóng xạ, và được tiếp theo bởi nguyên tố chì bền là được tạo ra bởi sự phân rã radon[1] Radon được xem là khí trơ trong bảng nguyên tố tuần hoàn, cùng với heli, argon, neon, frypton và xenon

Khi phân rã, radon phát xạ hạt alpha và tạo ra các sản phẩm phân rã thể rắn, và có tính phóng xạ (poloni, bitmut, chì, ) Ảnh hưởng tiềm ẩn lên sức khỏe con người của radon nằm ở các sản phẩm phân rã của nó hơn là do bản thân khí radon Dù khí radon có gắn với sol khí hay không, sản phẩm phân rã radon có thể được hít vào và lắng đọng trong phế quản phổi tại độ sâu khác nhau tùy theo kích thước của chúng[2][3][4][5]

Radon ngày nay được xem là nguồn phơi nhiễm chính của con người với bức xạ tự nhiên Báo cáo của UNSCEAR (2006)[6] cho rằng, tại mức độ trên toàn thế giới, radon đại diện cho 52 % mức phơi nhiễm trung bình với bức xạ tự nhiên Tác động bức xạ của đồng vị radon-222 (48 %) là đáng kể hơn

so với đồng vị radon-220 (4 %), trong khi đồng vị radon-219 được xem là không đáng kể (xem Phụ lụcA) Tham khảo TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) về radon-222

Nồng độ hoạt độ radon có thể thay đổi một đến nhiều bậc về độ lớn tùy theo thời gian và không gian

Sự phơi nhiễm với radon và các sản phẩm phân rã của nó thay đổi nhiều từ địa điểm này đến địa điểm khác, vì nó phụ thuộc trước tiên vào lượng radon phát xạ do đất và vật liệu xây dựng trong từng

Trang 2

địa điểm, thứ hai phụ thuộc vào mức độ nhiễm xạ và điều kiện thời tiết tại các địa điểm nơi các cá thể

bị phơi nhiễm

Các giá trị thường được tìm thấy trong môi trường lục địa là thường từ vài becquerel trên mét khối đến vài nghìn becquerel trên mét khối Nồng độ hoạt độ nhỏ hơn một becquerel trên mét khối có thể quan sát được trong môi trường đại dương Nồng độ hoạt độ radon thay đổi trong các ngôi nhà từ vài chục becquerel đến vài trăm becquerel trên mét khối[7] Nồng độ hoạt độ có thể đạt tới vài nghìn becquerel trên mét khối trong không gian kín Sự thay đổi của vài nanojun trên mét khối đến vài nghìn nanojun trên mét khối được quan sát đối với nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã radon sống ngắn

- Phương pháp đo tốc độ xả radon-222 (xem TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) và ISO 11665-9);

CHÚ THÍCH 2: TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) tham chiếu đến TCVN 10759-5 (ISO ISO 11665-5) và TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)

- Phương pháp đo hệ số khuếch tán radon-222 (xem ISO 11665-10)1);

- Phương pháp luận đối với phép đo radon-222 trong các tòa nhà (TCVN 10759-8 (ISO 11665-8)).CHÚ THÍCH 3: TCVN 10759-8 (ISO 11665-8) tham chiếu TCVN 10759-4 (ISO 11665-4) đối với phép

đo cho mục đích khảo sát sơ bộ trong một tòa nhà và đến TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) đối với các phép đo cho khảo sát bổ sung

1) Tổ chức ISO đã hủy tiêu chuẩn này, và đang xây dựng ISO 11665-12 và ISO 11665-13 thay thế chophương pháp này

Trang 3

Hình 1 - Cấu trúc của bộ TCVN 10759 (ISO 11665)

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 1: NGUỒN

GỐC, CÁC SẢN PHẨM PHÂN RÃ SỐNG NGẮN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 1: Origins of radon and

its short-lived decay products and associated measurement methods

1 Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn cho việc đo nồng độ hoạt độ radon-222 và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222 trong không khí

Các phương pháp đo được chia làm ba loại:

a) Phương pháp đo điểm;

b) Phương pháp đo liên tục;

c) Phương pháp đo tích hợp

Tiêu chuẩn này đưa ra một số phương pháp thường được sử dụng để đo radon-222 và các sản phẩmphân rã sống ngắn của nó trong không khí

Trang 4

Tiêu chuẩn này cũng đưa ra hướng dẫn việc xác định độ không đảm bảo đo gắn với các phương pháp đo được mô tả trong các phần khác nhau của bộ tiêu chuẩn

2 Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì

áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các bản sửa đổi, bổ sung (nếu có)

TCVN ISO/IEC 17025, Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn.

IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring

instruments - Part 1: General principles (Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm

phân rã của radon - Phần 1: Nguyên tắc chung)

instruments Part 2: Specific requirements for radon measuring instruments (Dụng cụ bảo vệ bức xạ

-Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã của radon - Phần 2: Yêu cầu riêng cho các thiết bị đo radon)

instruments - Part 3: Specific requirements for radon decay product measuring instruments (Dụng cụ

bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã của radon - Phần 3: Yêu cầu riêng cho các thiết bị đo sản phẩm phân rã của radon)

3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

3.1 Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa như sau

3.1.1

Lấy mẫu chủ động (active sampling)

Lấy mẫu bằng cách sử dụng các thiết bị chủ động như bơm để lấy mẫu không khí

[IEC 61577-1:2006]

3.1.2

Hoạt độ (activity)

Tốc độ phân rã (disintegration rate)

Số phân rã hạt nhân tự phát xảy ra trong một lượng vật liệu xác định trong một khoảng thời gian ngắnthích hợp chia cho chính khoảng thời gian đó

Nồng độ hoạt độ (activity concentration)

Hoạt độ trên đơn vị thể tích

[IEC 61577-1:2006]

Trang 5

3.1.4

Phần liên quan (attached fraction)

Phần nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn gắn với sol khí môi trường

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Các chất mang dạng sol khí mà hầu hết các sản phẩm phân rã sống ngắn được gắn vàothường có kích thước trung bình trong khoảng từ 0,1 µm đến 0,3 µm

3.1.5

Nồng độ hoạt độ trung bình (average activity concentration)

Phơi nhiễm nồng độ hoạt độ lấy trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu

3.1.6

Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình (average potential alpha energy concentration)

Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng lấy trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu

3.1.7

Tạp nền (background noise)

Các tín hiệu tạo ra bởi một nguyên nhân nào đó khác với bức xạ cần được đo

CHÚ THÍCH: Có thể phân biệt các tín hiệu gây ra bởi bức xạ từ các nguồn bên trong hoặc bên ngoài detector mà không phải là nguồn đích của phép đo và các tín hiệu gây ra bởi các khiếm khuyết trong các mạch điện tử của hệ thống phát hiện và nguồn cấp điện của chúng

3.1.8

Phép đo liên tục (continuous measurement)

Phép đo được thực hiện bằng cách lấy mẫu liên tục (hoặc trong các khoảng thời gian tích hợp thường

từ 1 min đến 120 min) với việc phân tích đồng thời hoặc trễ hơn một chút

CHÚ THÍCH 1: Khoảng thời gian lấy mẫu phải phù hợp với động học của hiện tượng được nghiên cứu để theo dõi sự thay đổi của nồng độ hoạt độ radon theo thời gian

CHÚ THÍCH 2: Xem Phụ lục B để biết thêm thông tin

3.1.9

Chiều dài khuếch tán (diffusion length)

Khoảng cách mà một nguyên tử đi qua do lực khuếch tán trước khi phân rã

CHÚ THÍCH: Chiều dài khuếch tán l được thể hiện bởi mối quan hệ nêu trong Công thức (3)

(3)Trong đó:

D là hệ số khuếch tán, tính bằng mét vuông trên giây;

λ là hằng số phân rã trên giây

3.1.10

Hệ số cân bằng (equilibrium factor)

Tỷ số giữa nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong một thể tích không khí xác định với nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã này nếu chúng đạt trạng thái cân bằng phóng xạ với radon trong cùng thể tích không khí

CHÚ THÍCH 1: Các sản phẩm phân rã sống ngắn của 222Rn trong không khí rất hiếm khi ở trạng thái cân bằng phóng xạ với hạt nhân mẹ (ví dụ, do bị giữ lại trên tường hoặc bị loại bỏ bằng một hệ thống làm thoáng khí) và hệ số cân bằng được sử dụng để định lượng trạng thái “không cân bằng” này.CHÚ THÍCH 2: Hệ số cân bằng nằm trong khoảng từ 0 đến 1 Hệ số cân bằng trong các tòa nhà thường dao động từ 0,1 đến 0,9 với giá trị trung bình bằng 0,4[4][6]

Trang 6

CHÚ THÍCH 3: Hệ số cân bằng, Feq, được thể hiện bằng Công thức (4):

(4)Trong đó:

EPAEC,222Rn là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của 222Rn, tính bằng jun trên mét khối;

5,57 · 10-9 là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của 222Rn cho

1 Bq của 222Rn ở trạng thái cân bằng với các sản phẩm phân rã sống ngắn, tính bằng jun trên

becquerel;

C222Rn là nồng độ hoạt độ của 222Rn, tính bằng becquerel trên mét khối

3.1.11

Lấy mẫu tức thời (grab sampling)

Thu thập một mẫu (tức là không khí chứa radon hoặc các hạt sol khí) trong khoảng thời gian được coi

là ngắn so với sự biến động của đại lượng đang được đánh giá (đó là hoạt động thể tích của không khí)

[IEC 61577-1:2006]

3.1.12

Giá trị khuyến cáo (guideline value)

Giá trị tương ứng với các yêu cầu khoa học, pháp lý hoặc các yêu cầu khác và dự kiến được đánh giábởi quy trình đo

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ, giá trị khuyến cáo có thể là hoạt độ, hoạt độ riêng hoặc nồng độ hoạt độ, hoạt

độ bề mặt hoặc suất liều

CHÚ THÍCH 2: Việc so sánh giới hạn phát hiện với giá trị khuyến cáo cho phép xác định quy trình đo

có đáp ứng các yêu cầu đặt ra bởi giá trị khuyến cáo hay không và do đó có phù hợp với mục đích đo

dự kiến hay không Quy trình đo đáp ứng yêu cầu nếu giới hạn phát hiện nhỏ hơn giá trị khuyến cáo.[ISO 11929:2010, thuật ngữ 3.10]

3.1.13

Đo tích hợp (integrated measurement)

Phép đo được thực hiện bằng cách lấy mẫu liên tục một lượng không khí theo thời gian, để nhằm tíchlũy được các đại lượng vật lý (số vết hạt nhân, số điện tích, v.v ) liên quan đến sự phân rã radon và/hoặc sản phẩm phân rã của nó và tiếp theo là hoạt động phân tích khi kết thúc giai đoạn tích lũy.CHÚ THÍCH: Thông tin bổ sung có trong Phụ lục B

3.1.14

Đo dài hạn (long-term measurement)

Phép đo mà trong đó mẫu khí được thu thập trong khoảng thời gian hơn một tháng

3.1.15

Đối tượng đo (measurand)

Đại lượng dự kiến được đo

[TCVN 6165:2009 (ISO/IEC Guide 99:2007), Thuật ngữ 2.3]

3.1.16

Hệ thống đo (measuring systerm)

Bộ gồm một hoặc nhiều thiết bị đo và thường có thêm các thiết bị khác, bao gồm cả chất thử và nguồn điện, được lắp ráp và điều chỉnh để cung cấp thông tin sử dụng cho việc đưa ra các giá trị của đại lượng cần đo trong các khoảng thời gian xác định đối với một lượng của một loại xác định

3.1.17

Trang 7

Lấy mẫu thụ động (passive sampling)

Lấy mẫu nhưng không sử dụng các thiết bị chủ động như máy bơm để lấy mẫu không khí, mà trong hầu hết các thiết bị, lấy mẫu được thực hiện chủ yếu nhờ khuếch tán

CHÚ THÍCH: Được điều chỉnh từ IEC 61577-1:2006

3.1.18

Năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon (potential alpha energy

of short-lived radon decay products)

Toàn bộ năng lượng alpha phát ra trong quá trình phân rã các nguyên tử của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong chuỗi phân rã của 222Rn đến 210Pb

CHÚ THÍCH 1: Năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của 222Rn,

EPAEC,222Rn, được thể hiện bằng Công thức (5):

(5)Trong đó:

EAE,218Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã 218Po, tính bằng jun;

N218Po là số của nguyên tử 18Po;

N214Pb là số của nguyên tử 214Pb;

N214Bi là số của nguyên tử 214Bi;

N214Po là số nguyên tử của 214Po

CHÚ THÍCH 2: Tổng năng lượng alpha phát ra trong quá trình phân rã các nguyên tử của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong chuỗi phân rã của 222Rn đến 208Pb được thể hiện bằng Côngthức (6):

(6)Trong đó:

EPAE,220Rn là năng lượng alpha tiềm tàng của 220Rn, tính bằng jun;

EAE,212Bi là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã 212Bi, tính bằng jun;

EAE,212Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã của 212Po, tính bằng jun;

N212Pb là số của nguyên tử 212Pb;

N212Bi là số của nguyên tử 212Bi;

N212Po là số của nguyên tử 212Po

3.1.19

Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon (potential

alpha energy concantration of short-lived radon decay products)

Nồng độ năng lượng alpha của hỗn hợp bất kỳ các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong không khí với nghĩa năng lượng alpha được phát ra trong thời gian để phân rã hoàn toàn đến 210Pb và/hoặc 208Pb

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, E PAE,i, được thể hiện bằng Công thức (7):

(7)

Trang 8

Trong đó:

E PAE,i là năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, tính bằng jun;

V là thể tích được lấy mẫu, tính bằng mét khối.

3.1.20

Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng (potential alpha enrgy concentration exposure)

Tích phân theo thời gian của nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng được tích Iũy trong thời gian phơi nhiễm

CHÚ THÍCH: Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, XPAEC, được thể hiện bằng Công thức (8):

(8)Trong đó:

EPAEC là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, tính bằng jun trên mét khối;

t là khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

3.1.21

Chuẩn đầu (primary standard)

Chuẩn được thiết kế hoặc được thừa nhận rộng rãi là có chất lượng đo cao nhất và các giá trị của nó được chấp nhận mà không cần tham chiếu đến các chuẩn khác của cùng đại lượng

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Khái niệm về chuẩn gốc có giá trị như nhau cho các đại lượng cơ sở và đại lượng dẫn suất

3.1.22

Cân bằng phóng xạ của radon-222 với các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó (radioactive

equilibriim of randon-222 with its short-lived decay products)

Trạng thái của radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó mà trong đó hoạt độ của mỗi hạt nhân phóng xạ là cân bằng

CHÚ THÍCH: Trong trạng thái cân bằng phóng xạ, hoạt độ của mỗi sản phẩm phân rã sống ngắn giảmtheo thời gian giống như hoạt độ của radon

3.1.23

Thoát radon (radon emanation)

Cơ chế mà trong đó một nguyên tử radon rời khỏi hạt chất rắn đơn lẻ mà nó đã được hình thành trong đó và di chuyển đến không gian tự do của các khoảng rỗng

3.1.24

Xả radon (radon exhalation)

Cơ chế mà trong đó một nguyên tử radon được sinh ra bởi cơ chế thoát radon và di chuyển (nhờ khuếch tán hoặc đối lưu) về phía bề mặt vật liệu, được giải phóng khỏi vật liệu để đi vào môi trường xung quanh (khí)

3.1.25

Tốc độ xả radon (radon exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trong một đơn vị thời gian

CHÚ THÍCH 1: Tốc độ xả radon trong các điều kiện mà nồng độ hoạt độ radon tại bề mặt vật liệu bằng 0 được gọi là tốc độ xả không có radon

CHÚ THÍCH 2: Tốc độ xả radon xấp xỉ tốc độ xả không có radon nếu hoạt độ radon tại bề mặt vật liệu

có giá trị đủ thấp

3.1.26

Trang 9

Tốc độ xả radon bề mặt (radon surface exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trên một đơn vị bề mặt vật liệu trênmột đơn vị thời gian

3.1.27

Tốc độ xả radon khối (radon mass exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trên một đơn vị khối lượng vật liệu trên một đơn vị thời gian

3.1.28

Phơi nhiễm radon (radon exposure)

Tích phân theo thời gian của nồng độ hoạt độ radon được tích lũy trong thời gian phơi nhiễm

CHÚ THÍCH: Phơi nhiễm radon, X, được thể hiện bằng Công thức (9):

(9)Trong đó:

C là nồng độ hoạt độ, tính bằng becquerel trên mét khối;

t là khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

3.1.29

Không khí quy chiếu (reference atmosphere)

Không khí phóng xạ mà các đại lượng ảnh hưởng trong đó (sol khí, hoạt độ bức xạ, điều kiện khí hậu,v.v ) được biết rõ hoặc được kiểm soát đủ để cho phép sử dụng nó trong một quy trình kiểm tra các thiết bị đo radon hoặc các sản phẩm phân rã sống ngắn

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị tham số liên quan phải truy về được các chuẩn đã được công nhận

CHÚ THÍCH 2: Điều chỉnh từ IEC 61577-1:2006

3.1.30

Nguồn chuẩn (reference source)

Nguồn phóng xạ chuẩn thứ được sử dụng trong việc hiệu chuẩn các thiết bị đo

[IEC 61577-1:2006]

3.1.31

Khoảng thời gian lấy mẫu (sampling duration)

Khoảng thời gian mà việc lấy mẫu được thực hiện tại một điểm nhất định

3.1.32

Kế hoạch lấy mẫu (sampling plan)

Kế hoạch chi tiết đã áp dụng các nguyên tắc của chiến lược được chấp nhận, nó xác định không gian

và khoảng thời gian lấy mẫu, tần suất, số lượng mẫu, các đại lượng được lấy mẫu, v.v , và nguồn nhân lực được sử dụng cho các hoạt động lấy mẫu

CHÚ THÍCH: Xem TCVN ISO/IEC 17025:2005, 5.7, để biết thêm thông tin về kế hoạch lấy mẫu

3.1.33

Chiến lược lấy mẫu (sampling strategy)

Bộ các nguyên tắc kỹ thuật nhằm giải quyết hai vấn đề chính là mật độ lấy mẫu và phân bố không gian của khu vực lấy mẫu, tùy thuộc vào mục đích và địa điểm đang được xem xét

CHÚ THÍCH: Chiến lược lấy mẫu đưa ra bộ các phương án kỹ thuật cần có trong kế hoạch lấy mẫu

3.1.34

Cảm biến (sensor)

Phần của một hệ thống đo chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi đối tượng đặc trưng cho hiện tượng, hoặc

Trang 10

chất mang theo thông tin đại lượng cần đo

CHÚ THÍCH: Thuật ngữ “detector” cũng được sử dụng cho khái niệm này

3.1.35

Sản phẩm phân rã sống ngắn (short-lived decay products)

Hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã dưới một giờ sinh ra bởi phân rã Radon-222 (222Rn): poloni-218 (218Po), chì-214 (214Pb), bitmut-214 (214Bi) và poloni-214 (214Po)

Xem Hình A.1

CHÚ THÍCH: Sản phẩm phân rã của radon-220 như poloni-216 (216Po), chì-212 (212Pb), bitmut-212 (212Bi), poloni-212 (212Po) và tali-208 (208Tl) có thể làm nhiễu phép đo radon-222 (xem Hình A.2)

3.1.36

Đo ngắn hạn (short-term measurement)

Phép đo dựa trên việc một mẫu khí được thu thập trong một khoảng thời gian tương đương với thời gian của chu kỳ bán rã radon

3.1.37

Đo điểm (spot measurement)

Phép đo dựa trên việc một mẫu được lấy tức thời trong khoảng thời gian dưới một giờ, tại một điểm xác định trong không gian, với việc phân tích được thực hiện đồng thời hoặc sau một khoảng thời gian đã được xác lập

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục B để biết thêm thông tin

3.1.38

Phần không liên quan EPAEC,222Rn (unattached fraction of E PAEC,222Rn)

Một phần của nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn không gắn kết với các sol khí môi trường

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH 1: Kích thước hạt có liên quan ở cấp nano mét

CHÚ THÍCH 2: Đối với 222Rn, chu kỳ bán rã tương đối dài của 212Pb có thể dẫn đến trường hợp 222Rn hoàn toàn biến mất trước khi xuất hiện 212Bi; trong trường hợp này, phần không liên quan của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-220 không thể xác định được

3.2 Ký hiệu

Tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu sau

A i hoạt độ của hạt nhân i, tính bằng becquerel.

C i nồng độ hoạt độ của hạt nhân i, tính bằng becquerel trên mét khối.

nồng độ hoạt độ trung bình của hạt nhân i, tính bằng becquerel trên mét khối.

D hệ số khuếch tán, tính bằng mét vuông trên giây.

E AE,i năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã của hạt nhân i, tính bằng jun.

E PAE,i năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, tính bằng jun.

E PAEC,i nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân tính bằng jun trên mét khối

năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của hạt nhân i, tính bằng jun.

nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của hạt nhân i, tính bằng jun trên mét khối.

Eeq hệ số cân bằng (không thứ nguyên)

l chiều dài khuếch tán, tính bằng mét.

N i số của nguyên tử hạt nhân i.

T 1/2,i chu kỳ bán rã của hạt nhân i, tính bằng giây.

Trang 11

t khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

U độ không đảm bảo mở rộng, được tính bằng U = k.u() với k = 2.

u() độ không đảm bảo tiêu chuẩn của kết quả đo.

V thể tích được lấy mẫu, tính bằng mét khối.

X phơi nhiễm radon, tính bằng becquerel giờ trên mét khối.

XPAEC phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, tính bằng jun giờ trên mét khối

Y kết quả đo sơ cấp của đối tượng đo.

y * ngưỡng quyết định của đối tượng đo

y # giới hạn phát hiện của đối tượng đo

giới hạn dưới của khoảng tin cậy của đối tượng đo

giới hạn trên của khoảng tin cậy của đối tượng đo.

φ tốc độ xả, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây.

φf tốc độ xả không có radon, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây

φm tốc độ xả khối, tính bằng becqurel trên mét vuông trên giây

φs tốc độ xả bề mặt, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây

λi hằng số phân rã của hạt nhân i, trên giây.

4 Nguyên lý

Các phương pháp đo được trình bày trong tiêu chuẩn này được dựa trên các yếu tố sau:

a) Lấy mẫu một thể tích khí đại diện cho không khí đang được khảo sát

b) Phát hiện bức xạ sinh ra do phân rã phóng xạ liên tiếp của các đồng vị radon và các sản phẩm phân rã của chúng

CHÚ THÍCH: Ví dụ về các kết quả đo nồng độ hoạt độ radon hoạt độ được nêu trong Phụ lục B

Nồng độ hoạt độ radon và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã của nó thay đổi rất nhiều theo thời gian (xem Phụ lục A) Có thể quan sát thấy sự thay đổi theo thời gian với mức rõ rệt tại cùng một nơi và do đó kết quả đo sẽ phụ thuộc vào khoảng thời gian lấy mẫu, có thể kéo dài từ vài phút đến vài giờ hoặc vài tháng[10] và vào ngày lấy mẫu (xem Hình B.2)

Để ngoại suy từ nồng độ hoạt độ trung bình thu được từ một phép đo thực hiện trong một khoảng thờigian lấy mẫu xác định tại một thời điểm lấy mẫu xác định ra đại diện nồng độ hoạt độ trung bình của một khoảng thời gian lấy mẫu khác và/hoặc thời điểm lấy mẫu khác đòi hỏi phải hiểu về tính thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong khoảng thời gian được suy luận Trong một số trường hợp, độ không đảm bảo đo thay đổi này có thể rất lớn nên việc ngoại suy trở nên không có nghĩa đối với mục tiêu của phép đo

Do đó điều quan trọng là lựa chọn phương pháp lấy mẫu, khoảng thời gian và thời điểm lấy mẫu phải tương thích với mục tiêu đo và độ không đảm bảo cần có của nó Vì những lý do này, các kết quả đo sau khi kiểm tra một khu vực trong một khoảng thời gian lấy mẫu ngắn cần phải được giải thích một cách rõ ràng

Quá trình lấy mẫu sẽ được thực hiện bằng các cách tiếp cận khác nhau hoặc các chiến lược lấy mẫu khác nhau tùy thuộc vào mục tiêu đề ra Bất kể mục tiêu này là gì, chiến lược lấy mẫu phải được lựa

Trang 12

chọn cẩn thận vì nó xác định một số lượng lớn các quyết định và có thể đưa ra các hoạt động quan trọng và tốn kém

Các kết quả đo nồng độ hoạt độ radon và kết quả đo nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng chỉ có thể được giải thích một cách chính xác nếu mẫu là đại diện cho khí đang được phân tích

Việc xác định chiến lược lấy mẫu phải thực hiện theo các giai đoạn sau:

a) Phân tích các hồ sơ để cho phép nghiên cứu về mặt lịch sử của việc sử dụng địa điểm lấy mẫu;b) khảo sát địa điểm (trong một số trường hợp, có thể sử dụng các kỹ thuật điều tra phân tích sử dụngcác thiết bị phát hiện phóng xạ cầm tay để xác định các khu vực cần được nghiên cứu một cách chi tiết);

c) Xác định các đường di chuyển ưu tiên và/hoặc các khu vực tích lũy;

d) Khảo sát thăm dò địa điểm để thực hiện lấy mẫu

Thực hiện chiến lược này, bao gồm cả việc xác định mục tiêu chất lượng dữ liệu theo các thông số được phân tích, sẽ đưa ra kế hoạch lấy mẫu

Kế hoạch lấy mẫu phải chỉ ra các hoạt động sẽ được thực hiện theo quy định tại TCVN ISO/IEC 17025

6.2 Mục tiêu lấy mẫu

Mục tiêu của việc lấy mẫu là cung cấp các mẫu có đủ tính đại diện để các kết quả đo phù hợp với mục đích sử dụng chúng

6.3 Đặc điểm lấy mẫu

Việc lấy mẫu có thể là chủ động hoặc thụ động

Thời điểm lấy mẫu (ngày và giờ), khoảng thời gian và vị trí lấy mẫu, và việc lấy mẫu là chủ động hay thụ động, phải được xác định cho tất cả các phép đo radon và các sản phẩm phân rã trong môi trường hoặc trong một khoảng không khí bị giới hạn

Các đặc điểm lấy mẫu cho mỗi phương pháp đo radon và các sản phẩm phân rã của nó được mô tả trong các phần khác nhau của bộ TCVN 10759 (ISO 11665)

6.4 Điều kiện lấy mẫu

6.4.1 Lắp đặt thiết bị lấy mẫu

6.4.1.1 Lấy mẫu bên ngoài tòa nhà

Vị trí lấy mẫu được phân bố ngoài tòa nhà có tính đến các thông số sau: địa hình, hướng gió thường thổi, các khu vực hoạt động (đô thị, nhà máy, nông nghiệp và nhà ở) và các điểm phát thải tiềm tàng.Trong một khu vực mở, việc lấy mẫu phải lấy được mẫu đại diện cho khí được đo Mọi chướng ngại vật tự nhiên và nhân tạo (trừ mái che thời tiết) phải ở ngoài một hình nón ngược có góc 140o mở lên phía trên và điểm lấy mẫu ở đỉnh nón phía dưới, và ở ngoài không gian hình cầu có đường kính 1 m với tâm là vị trí lấy mẫu (xem Hình 2) Vị trí lấy mẫu phải ở trên bề mặt hỗ trợ (như nền đất) một khoảng từ 1 m đến 2 m Việc lắp đặt thiết bị không được làm xáo trộn không khí xung quanh

Trang 13

CHÚ DẪN:

1 nền đất

2 cột đỡ

3 không gian hình cầu không có vật cản (đường kính 1 m)

4 nơi lấy mẫu

5 mái che thời tiết

6.4.2 Khoảng thời gian lấy mẫu

Khoảng thời gian lấy mẫu có thể thay đổi từ vài phút đến vài giờ hoặc vài tháng

Do cả nồng độ hoạt độ radon và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng thay đổi rất nhiều theo thời gian

và không gian (xem Phụ lục A) nên khoảng thời gian lấy mẫu được quyết định dựa theo mục đích sử dụng các kết quả đo (xem Bảng 1)

Bảng 1 - Khoảng thời gian lấy mẫu dựa trên kiểu lấy mẫu Phép đo Đặc điểm lấy

mẫu Khoảng thời gian lấy mẫu thông

thường

Đặc điểm của kết quả đo

Điểm Tức thời Dưới một giờ Chỉ đại diện cho nồng độ hoạt độ tại một thời điểm

xác định và tại một điểm xác địnhLiên tục Liên tục Thay đổi Đại diện cho sự thay đổi nồng độ hoạt độ trong suốt

thời gian lấy mẫu tại một điểm xác định Cách lấy mẫu này được áp dụng để theo dõi sự thay đổi tạm thời nồng độ hoạt độ radon; khoảng thời gian lấy mẫu và tổng hợp các khoảng thời gian lấy mẫu phảitương thích với tính thay đổi của hiện tượng đang được nghiên cứu

Ngắn hạn

tích hợp Vài ngày Đại diện cho giá trị trung bình của nồng độ hoạt độ trong việc lấy mẫu tại một điểm xác định

Trang 14

Phép đo Đặc điểm lấy

mẫu Khoảng thời gian lấy mẫu thông

thường

Đặc điểm của kết quả đo

Dài hạn tích

hợp Vài tháng Ước tính giá trị trung bình hàng năm của nồng độ hoạt độ tại một điểm xác định Phép đo này thường

được áp dụng để đánh giá sự phơi nhiễm của con người đối với radon

6.4.3 Thể tích khí được lấy mẫu

Đối với việc lấy mẫu chủ động, thể tích khí được lấy mẫu phải được đo bằng một lưu lượng kế đã được hiệu chuẩn theo nhiệt độ và áp suất (tính bằng mét khối ở áp suất và nhiệt độ chuẩn tương ứng

là 1,013 hPa và 0 oC)

Đối với việc lấy mẫu thụ động, không cần đo trực tiếp thể tích khí được lấy mẫu vì hệ số hiệu chuẩn, tính bằng hoạt độ trên đơn vị thể tích, được sử dụng để tính nồng độ hoạt độ

7 Phương pháp phát hiện

Bẩy loại phương pháp phát hiện khác nhau có thể được sử dụng Xem 7.1 đến 7.7

7.1 Phương pháp đếm nhấp nháy sử dụng kẽm sunfua hoạt hóa bạc ZnS(Ag)

Một số electron trong vật liệu nhấp nháy như ZnS(Ag) có đặc điểm là phát ra các photon ánh sáng khi chúng bị kích thích bởi một hạt alpha và quay trở về trạng thái cơ bản Các photon ánh sáng có thể được phát hiện bằng bộ nhân quang

Đây là nguyên lý được áp dụng cho các ống nhấp nháy (như các tế bào Lucas) được sử dụng để thực hiện phép đo điểm đối với radon

Ống nhấp nháy ZnS(Ag) cũng có thể được sử dụng để phát hiện các sản phẩm phân rã radon thu thập được trên một cái lọc

CHÚ THÍCH: Nguyên lý phát hiện này đôi khi được sử dụng cho lấy mẫu liên tục

7.2 Phương pháp phổ gamma

Radon hấp phụ trên than chì hoạt tính đặt trong một bình chứa kín, được xác định bằng phép đo phổ gamma cho các sản phẩm phân rã của nó (214Bi và 214Pb) sau khi đạt được trạng thái cân bằng phóng xạ

7.3 Phương pháp đếm nhấp nháy lỏng

Radon hấp phụ trên than chì hoạt tính đặt trong một lọ nhỏ sẽ được đo sau khi thêm một hỗn hợp nhấp nháy vào Phép đo được thực hiện bằng cách đếm các hạt alpha và beta phát ra từ radon và các sản phẩm phân rã của nó (218Po, 214Bi, 214Pb, 214Po) sau khi đạt được trạng thái cân bằng phóng xạ

7.4 Phương pháp ion hóa không khí

Khi di chuyển trong khí, mỗi hạt alpha tạo ra vài chục ngàn cặp ion mà trong điều kiện thử nghiệm, sẽ tạo ra một dòng ion hóa Mặc dù rất thấp, dòng này có thể được đo bằng cách sử dụng một buồng ionhóa và từ đó cho biết nồng độ hoạt độ radon và các sản phẩm phân rã của nó Khi lấy mẫu được thựchiện thông qua một vật liệu lọc, chỉ radon mới khuếch tán được vào buồng ion hóa và các tín hiệu tỉ lệvới nồng độ hoạt độ radon

7.5 Phương pháp sử dụng detector bán dẫn (phát hiện alpha)

Một detector bán dẫn (ví dụ làm bằng silic) sẽ chuyển năng lượng từ một hạt alpha tới thành các điện tích Các điện tích này được chuyển thành các xung điện với biên độ tỉ lệ với năng lượng của các hạt alpha phát ra từ radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó

CHÚ THÍCH: Nguyên lý phát hiện này đôi khi gắn với sự kết tủa tĩnh điện của các đồng vị phát alpha

7.6 Phương pháp sử dụng detector vết hạt nhân ở trạng thái rắn (SSNTD)

Một hạt alpha gây ra sự ion hóa khi nó đi qua một số detector vết hạt nhân polyme (ví dụ như nitrat xenluloza) Tái hợp ion chưa được hoàn thành sau khi hạt đã đi qua Việc tạo vết thích hợp tác động như một tác nhân phát triển diễn giải kết quả đo Sau đó, detector sẽ cho thấy các tạo vết dạng lỗ hoặc tạo vết hình nón, với số lượng tương ứng với số các hạt alpha đã đi qua detector

7.7 Phương pháp phóng điện của bề mặt phân cực bên trong buồng ion hóa

Định dạng
Số trang	28
Dung lượng	1,2 MB