phương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠ

phương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠphương pháp phân tích huynh quang và hóa phát quang: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP NHIỆT HUỲNH QUANG TRONG ĐO LIỀU BỨC XẠ VÀ XÁC ĐỊNH SẢN PHẨM CHIẾU XẠ

 Bùi Trình Thu Hiền 10232531

1 Tổng quan lí thuyết

2 Ứng dụng phương pháp nhiệt huỳnh quang trong đo liều bức

xạ anpha trong mẫu gốm cổ

3 Ứng dụng phương pháp nhiệt huỳnh quang trong xác định sản phẩm thực phẩm

4 Ứng dụng phương pháp nhiệt huỳnh quang trong đo liều bức

xạ trong môi trường

5 Ứng dụng phương pháp nhiệt huỳnh quang trong đo liều bức

xạ trong y học

6 Kết luận

 Hiện tượng nhiệt huỳnh quang

 Nhiệt huỳnh quang là hiện tượng vật liệu phát ta các photon trong vùng ánh sáng nhìn thấy khi được nung nóng dần tới nhiệt độ nhỏ hơn 500oC

 Hiện tượng này sẽ không xuất hiện nữa ngay cả khi lặp lại quá trình nung nóng

 Liều kế nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P

Vật liệu nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Ti

(TLD-100) CaS04:Dy LiF:Mg,Cu,P

Độ nhạy nhiệt huỳnh quang

30 (vùng tích hợp)

40 (chiều cao đỉnh

Bước sóng cực đại phát ra 425nm 480;570nm 380nm Ngưỡng dò với nhiệt độ quy

Đáp ứng năng lượng l,3KeV 10-12KeV 0,8KeV Vùng tuyến tính 50mGy-3mGy 10-20 0,8KeV

Tiền chiếu xạ 4 0 0 0 C - 1 h 4 0 0 ° C - l h 240°C-10 phút

Xử lí nhiệt 80°C-24h

 Nguyên lí chung về đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang

 Sơ lược về sản phẩm chiếu xạ

 Chiếu xạ thực phẩm: Khoai tây, khoai lang, hành, tỏi, gừng, rau quả tươi , hải sản đông lạnh, thịt và gia cầm đông lạnh…sử dụng năng lượng của tia phóng xạ có tính bức xạ ion hoá để xử lý thực phẩm nhằm nâng cao chất lượng vệ sinh và an toàn cho sản phẩm Thực phẩm, nông sản chiếu xạ đã được chứng minh là lành tính và mang lại những lợi ích kinh tế - xã hội to lớn

 Đo liều y tế, đo liều cá nhân và các loại mẫu môi trường

 Mẫu khảo cổ như gốm…

 Gia công và chuẩn bị mẫu:

 Chọn mẫu gốm có khối lượng lớn, độ nung không cao, dễ gia công

 Làm nhỏ và mịn mẫu

 Tạo buồng chiếu xạ cho mẫu

 Xử lí nhiệt độ và chuẩn liều chiếu xạ:

 Loại bỏ tín hiệu dư: nung nóng bột nhiệt huỳnh quang trước khi tạo detectơ (liều kế)

 Phân chia mẫu đo

3 phần

Xây dựng đường chuẩn

Đo liều anpha trong mẫu gốm

Hiệu chỉnh phông

 Chiếu xạ bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P trong buồng chì phông thấp

 Chuẩn bị xây dựng đường chuẩn liều bức xạ hạt nhân: cho bột nhiệt huỳnh quang LiF: Mg,Cu,P vào 4 túi nhựa màng mỏng Toàn bộ 4 túi nhựa này được đặt trong 4 đĩa nguồn chiếu Am-241 với mức liều 1 pCi trong những thời gian khác nhau là 5 giờ, 10 giờ, 15 giờ và 25 giờ

 Chuẩn bị xác định liều anpha trong mẫu gốm : 5 capsule và 5 detectơ màng mỏng chứa bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P Mỗi mẫu bột gốm cần đo sẽ cho đầy vào 2 hộp đựng mẫu rồi đặt lần lượt 1 capsule và 1 túi màng mỏng vào chính giữa từng hộp trên

 Chiếu xạ bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P trong buồng chì phông thấp

 Xác định phông: thực hiện song song với việc đặt các detectơ màng mỏng chứa bột LiF:Mg,Cu,P vào mẫu gốm, đặt một detectơ màng mỏng vào trong một hộp không chứa bột mẫu gốm và đặt cùng với các hộp mẫu

 Chiếu xạ bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P trong buồng chì phông thấp

 Chiếu xạ bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P trong buồng chì phông thấp

 Thời gian chiếu mẫu: các hộp đựng mẫu gốm, mẫu phông và đềtectơ nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P được đặt trong buồng chì phông thấp Thời gian chiếu mẫu đo có thể nhiều tuần lễ hoặc hơn

 Xây dựng cấu hình phép đo nhiệt huỳnh quang trên hệ 3A

RGD- Xây dựng cấu hình phép đo nhiệt huỳnh quang trên hệ 3A

RGD- Nhiệt độ nung đầu: 1350C

 Thời gian nung đầu: 6 giây

 Nhiệt độ nung cuối: 240°C

 Thời gian nung cuối: 6 giây

 Tốc độ gia nhiệt: 6°C/giây

 Định khối lượng bột nhiệt huỳnh quang

 Lượng bột nhiệt huỳnh quang LiF:Mg,Cu,P cho vào khay đốt trong mồi lần đo là như nhau

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A

 Đo bức xạ nhiệt huỳnh quang từ mẫu chuẩn liều : Mẫu chuẩn liều bức

xạ nhiệt huỳnh quang sẽ được làm trên nguồn chuẩn phóng xạ

Cs-137 với giá trị liều chiếu là: 5mGy; 10mGy; 15mGy; 25mGy

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A

 Đo nhiệt huỳnh quang trên detectơ dạng capsule : Bột nhiệt huỳnh quang được đặt trong các detectơ dạng capsule, sau một khoảng thời gian đặt ở giữa các mẫu gốm sẽ được đo trên máy đo RGD-3A với các chế độ đo đã nêu trên

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên detectơ màng mỏng : Bột nhiệt huỳnh quang được đặt trong các detectơ màng mỏng, sau một khoảng thời gian đặt ở giữa các mẫu gốm sẽ được đo trên máy đo RGD-3A

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên hệ đo RGD – 3A

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang trên mẫu chuẩn phông: Bột nhiệt huỳnh quang được đặt trong detectơ màng mỏng, đặt trong hộp không có mẫu gốm sau một khoảng thời gian cũng sẽ được đo trên máy đo RGD-3A

 Biểu diễn phổ nhiệt huỳnh quang theo nhiệt độ

Phổ của mẫu đo theo dạng

capsule

Phổ của mẫu đo theo dạng

màng mỏng

 Biểu diễn phổ nhiệt huỳnh quang theo nhiệt độ

Tách phô nhiệt huỳnh quang của mẫu chuẩn

liều theo chương trình Origin 6.1

 Tính toán kết quả

Đường chuẩn liều theo tín hiệu nhiệt huỳnh quang xây dựng sau khi tách đỉnh

phổ

 Tính toán kết quả

 Tách lượng bức xạ nhiệt huỳnh quang do bức xạ anpha gây ra

Ga=(GA-GB)

Ga là lượng bức xạ nhiệt huỳnh quang do bức xạ anpha gây ra,

GA là lượng bức xạ nhiệt huỳnh quang đo được từ detectơ màng mỏng

GB là lượng bức xạ nhiệt huỳnh quang đo được từ detectơ capsule

 Tính toán kết quả

 Tính toán giá trị anpha hằng năm

D là liều chiếu tính theo mGy; và A, B là các hệ số; NTL số đếm nhiệt huỳnh quang do bức xạ anpha gây ra

 Bức xạ anpha hằng năm:

 Số đếm nhiệt huỳnh quang được xác định bằng cách tính diện tích đỉnh phổ



 Kết quả xác định liều an pha trong mẫu gốm

 Kết quả xác định liều anpha trong mẫu gốm

 Kết quả xác định liều anpha trong mẫu gốm

Thứ tự Mẫu gốm Số đếm nhiệt huỳnh

 Kết quả xác định liều anpha trong mẫu gốm

 Chiếu xạ thực phẩm

 Chiếu xạ thực phẩm là quá trình cho thực phẩm tiếp xúc với bức xạ ion hóa để tiêu diệt vi sinh vật, vi khuẩn, virus, côn trùng có trong thực phẩm hoặc ức chế nảy mầm, làm chậm quá trình chín.

 Nguồn chiếu xạ

 Mục đích chiếu xạ: đảm bảo an toàn chất lượng thực phẩm

và tạo thuộc tính đặc trưng cho sản phẩm

 Loại sản phẩm

o Phù hợp với các loại như thảo mộc, gia vị, rau củ, ngũ cốc, động vật có vỏ và các loại trái cây có chứa khoáng chất silicat…

o Chọn mẫu dựa trên khả năng chia tách thành phần vô cơ trong mẫu

 Chuẩn bị và xử lí mẫu

o Sản phẩm được thu mua, được đóng gói trong túi nhựa rồi chia thành từng lô nhỏ.

o Bảo quản ở nhiệt độ thích hợp

o Chiếu với bức xạ gamma theo tiêu chuẩn

 Chuẩn bị và xử lí mẫu

o Sản phẩm được thu mua, được đóng gói trong túi nhựa rồi chia thành từng lô nhỏ.

o Bảo quản ở nhiệt độ thích hợp

o Chiếu với bức xạ gamma theo tiêu chuẩn (dùng máy Cobalt 60)

 Đo tín hiệu nhiệt huỳnh quang

 Kết quả xác định với sản phẩm là mẫu bột tôm

Đỉnh TL thay đổi theo nhiệt độ

 Kết quả xác định với sản phẩm là mẫu bột tôm

 Với liều chiếu 2kGy có sự phân biệt khá rõ ràng giữa mẫu chiếu xạ và không chiếu xạ nhưng các đỉnh chiếu xạ chịu ảnh hưởng bởi nhiệt độ: đỉnh cao nhất ở độ cao khoảng 2250C

 Kết quả xác định với sản phẩm là mẫu bột tôm

Đỉnh TL tăng theo liều chiếu

 Kết quả xác định với sản phẩm là mẫu bột tôm

 Khi thay đổi liều chiếu kết quả thu được của năm mẫu sản phẩm, trong đó, sản phẩm không chiếu xạ có phổ nằm ở vị trí thấp nhất, các mẫu khác đỉnh phổ cao dần theo liều chiếu

 Thực nghiệm đo liều bức xạ môi trường bằng liều kế nhiệt huỳnh quang (Mg,Cu,P)

 Đưa ra qui trình các bước hướng dẫn cụ thể từ việc chế tạo các mẫu chuẩn, lắp đặt các liều kế nhiệt huỳnh quang để đo liều môi trường.

 Đã nghiên cứu cơ chế hoạt động và giới thiệu cách vận hành hệ

đo nhiệt huỳnh quang RGD-3A, ứng dụng đo liều bức xạ môi trường

 Gia công chế tạo mẫu đo

 Chuẩn bị bột mẫu LiF(Mg,Cu,P): Lượng bột mẫu LiF(Mg,Cu,P) cần thiết cho mỗi phép đo là 0,2mg, lặp lại 5 lần đo, phải đảm bảo

độ đồng đều về kích thước hạt.

 Tạo capsule đựng bột LiF(Cu,Mg,P): Đó là một ống hình trụ tròn, bằng nhựa PVC, bên trong rỗng để chứa bột mẫu nhiệt huỳnh quang Kích thước capsule gồm:Đường kính ngoài 3,0mm Đường kính trong 1,0mm Dày thành ống: 1,0mm.

 Gia công chế tạo mẫu đo

 Mẫu bột LiF(Mg,Cu,P) được nạp đầy trong mỗi capsule khoảng 1,5mg, đủ để có thể thực hiện các phép đo lặp (ít nhất

5 lần) đối với mỗi liều kế

 Xử lý nhiệt độ mẫu bột LiF(Mg,Cu,P) bằng lò nung TL-2000A với nhiệt độ nung là 240OC ± 20C, thời gian nung 2 phút

Mô hình đựng bột mẫu LiF(Mg,Cu,P).

 Xây dựng đường chuẩn

 Sử dụng làm liều kế ghi bức xạ ion hóa từ nguồn phóng xạ chuẩn Cs-137 với các mức liều khác nhau.

mẫu

Liêu chiếu (mGy)

Tín hiệu nhiệt huỳnh quang

 Đặt liều kế nhiệt huỳnh quang đo liều bức xạ môi trường

Mái hiên bằng tôn cao thoáng cách mặt đất

STT Mẫu Lần 1 Lần 2 Lần

3

Lần 4

Xác định giá trị suất liều môi trường :

Giá trị suất liều chiếu môi trường được xác định qua lượng liều tích luỹ và thời gian đặt liều kế đo, theo công thức :

D =

Trong đó :

P là lượng liều bức xạ ion hóa tích luỹ trong đềtectơ (tính bằng mGy)

t là khoảng thời gian đặt liều kế tính bằng giờ (h)

Khoảng thời gian đặt (phơi chiếu) các liều kế trên là khoảng 153 ngày

Quy chuẩn về đơn vị tính bằng giờ (h) sẽ là :

t = 153 x 24 = 3672 giờ

Thay vào ta nhận được kết quả tính giá trị suất liều môi trường tại một số vị trí đặt liều kế

 Giá trị suất liều môi trường tại các vị trí đặt liều kế nhiệt huỳnh quang LiF(Mg,Cu,P)

stt Liều kế Giá trị liều chiếu (µGy/h)

Ứng dụng để làm thiết bị đo liều bức xạ.

 TLD hay TL trong y tế để đo liều lượng bức xạ hạt nhân, kiểm soát liều chiếu trong ứng dụng y khoa

 Nhiệt huỳnh quang ứng dụng trong

y tế còn có xạ trị cho bệnh nhân ung thư

Liều kế nhiệt huỳnh quang (TLD)

Việt Nam có khoảng 10.000 người thường xuyên làm việc và tiếp xúc với các nguồn phóng xạ và tia X trong bệnh viện và trong công nghiệp Việc kiểm tra bằng các liều kế cá nhân và các liều kế nhiệt phát quang đối với họ là thích hợp nhất.

Việt Nam có khoảng 10.000 người thường xuyên làm việc và tiếp xúc với các nguồn phóng xạ và tia X trong bệnh viện và trong công nghiệp Việc kiểm tra bằng các liều kế cá nhân và các liều kế nhiệt phát quang đối với họ là thích hợp nhất.

Hạn chế: Giá nhập ngoại các trang

thiết bị khá cao

 Mỗi viên liều kế LiF loại được sử

dụng rộng rãi nhất trong y tế có giá

khoảng 5 USD

 Mỗi liều kế cá nhân có giá khoảng

100 USD

Khắc phục: Việt Nam đã tự chế tạo

các liều kế nhiệt phát quang

 Liều kế CaSO4:Dy3+, Li2B4O7:Cu,

LiF:Mg,Ti…

Các ứng dụng của liều kế trong y tế

Nghiên cứu hiện tượng nhiệt huỳnh quang cho thấy tiềm năng ứng dụng hiện tượng này trong lĩnh vực phóng xạ và đặc biệt là trong việc xác định mẫu chiếu xạ ở Việt Nam Xác định đúng liều chiếu sẽ kiểm chứng được tính an toàn của sản phẩm chiếu xạ trên thị trường và đảm bảo sức khỏe cho người tiêu dùng.

 Nghiên cứu hiện tượng nhiệt phát quang đã hình thành một hướng khoa học rất có ý nghĩa cho khoa học môi trường, khảo

cổ, điạ chất, y tế, năng lượng hạt nhân…Đó là hướng Luminescence Detectors

LOGO