ĐÁNH GIÁ SUẤT LIỀU MÔI TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRONG ĐẤT BẰNG MCNP5 SVTH: LẠI VIẾT HẢI CBHD: TS.TRƯƠNG THỊ HỒNG LOAN ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA
Trang 1ĐÁNH GIÁ SUẤT LIỀU MÔI TRƯỜNG CỦA MỘT SỐ ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
TRONG ĐẤT BẰNG MCNP5
SVTH: LẠI VIẾT HẢI CBHD: TS.TRƯƠNG THỊ HỒNG LOAN
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA VẬT LÝ – VẬT LÝ KỸ THUẬT
BỘ MÔN VẬT LÝ HẠT NHÂN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Đề tài:
Trang 22 Mục đích của khóa luận
Trang 31.Tổng quan về phông phóng xạ tự nhiên
Trang 4Đồng vị phóng xạ tự nhiên
Nước
Cơ thể người Không khí
Tổng quan về phông phóng xạ tự nhiên
Trang 5Ảnh hưởng của tia phóng xạ
lên cơ thể người
Trang 6Tổng quan tình hình nghiên cứu
Năm 1974, Poston và Syner [11] đã thực hiện nghiên cứu trong môi trườngkhông khí bán vô hạn bị nhiễm xạ
Năm 1981, D.C.Kocher [10] nghiên cứu trong vùng nước và đất bán vôhạn bị nhiễm xạ
Năm 1993, Keith F.Eckerman và Jeffrey C.Ryman [7] đã kết hợp tung độgian đoạn và phương pháp Monte Carlo để giải phương trình vận chuyểnphoton cho nguồn photon được phân bố trong môi trường
Năm 1995, K,Saito và P.Jacob [12] tính liều cơ quan từ nguồn tự nhiênđược phân bố đồng đều sử dụng phương pháp Monte Carlo
Năm 2005, Hung T.V, Satoh.D, Takahashi.F, Tsuda.S, Endo,A.Saiko.K andYamaguchiY [8], đã tính toán hệ số chuyển đổi liều của các đồng vị phóng
Trang 7Đánh giá suất liều hấp thụ từ phông phóng xạ môi
2 Mục đích của khóa luận
Trang 8-Sử dụng chương trình MCNP5 để tính trực
tiếp hệ số chuyển đổi liều tương đương trong
cơ quan hoặc mô của phantom MIRD-5 của
-So sánh với kết quả nội suy giá trị hệ số
chuyển đổi liều từ dữ liệu của FGR-12
3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
Trang 9Data cards
Trang 10Chương trình MCNP5
F1:n hoặc F1:p hoặc F1:e Dòng phân tích trên bề mặt
F2:n hoặc F2:p hoặc F2:e Thông lượng mặt trung bình
F4:n hoặc F4:p hoặc F4:e Thông lượng cell trung bình
F5:n hoặc F5:p Thông lượng điểm hay đầu dò
F6:n hoặc F6:n,p hoặc Năng lượng trung bình để lại trong
cell
F7:n Năng lượng mất mát trong phân
hạch
F8:p hoặc F8:e hoặc F8:p,e Phân bố tạo xung trong đầu dò
Bảng 1 Các loại tally tính toán
F6:p
Trang 115 Mô hình thực hiện
Trang 14Phantom MIRD-5
Hình 2 Cấu tạo phantom MIRD-5 [13]
Trang 15Năng lượng của các chuỗi phóng xạ
i TB
i i i
Năng lượng của đỉnh thứ i
Trang 16Các đại lượng vật lý cần tính toán
(4.1.2) (4.1.1)
Đơn vị: W/Kg hoặc Gy/s
Đơn vị: J/Kg hoặc Gy
ht
E D
D P
t
Trang 174.2 Liều tương đương
Đơn vị: J/Kg hoặc Sv (Sievert)
Đơn vị: J/Kg hoặc Sv (Sievert)
Trang 18Đa thức nội suy Lagrange bậc 3
Trang 19a.Xây dựng mô hình đánh giá suất liều bằng MCNP5 và kiểm định hiệu lực của mô hình
Tính hệ số chuyển đổi liều tương đương bằng MCNP5
Nội suy giá trị hệ số chuyển đổi liều tương đương của
FGR-12 bằng đa thức Lagrange
So sánh kết quả mô phỏng và nội suy của FGR-12
b.Áp dụng đánh giá suất liều môi trường ở một số địa điểm ở Đắk Lắk
Tính suất liều tương đương trong các cơ quan
6 Kết quả và thảo luận
Trang 20Cơ quan/ Mô
Ruột già trên 2,4620 2,4519 -0,41
Ruột già dưới 2,4785 2,5203 1,69
Hệ số chuyển đổi liều tương đương
mô phỏng và nội suy
Bảng 5: Hệ số chuyển đổi liều tương đương mô phỏng và nội suy
của chuỗi 232Th
Trang 21Hệ số chuyển đổi liều tương đương
mô phỏng và nội suy
Trang 22Hệ số chuyển đổi liều tương đương
mô phỏng và nội suy
: Nội suy : Mô phỏng
Hình 4: Hệ số chuyển đổi liều tương đương mô phỏng và nội suy
Các mô hoặc cơ quan
Trang 23Hệ số chuyển đổi liều tương đương
mô phỏng và nội suy
Trang 24Áp dụng tính suất liều tương đương
ở một số địa điểm tại Đắk Lắk
Mẫu
Nồng độ phóng xạ trong các mẫu đất (Bq/m 3 )
Chuỗi 232 Th 114437,0 129816,0 132624,0 136506,0 134349,0 Chuỗi 238 U 76787,0 89402,2 88441,0 90189,0 89262,3
40 K 773832,0 958464,0 970673,0 1045840,0 1002788,0
Bảng 6 Nồng độ phóng xạ của một số mẫu đất ở Đắk Lắk [1]
Trang 25Áp dụng tính suất liều tương đương
ở một số địa điểm tại Đắk Lắk
Trang 260.07659 0.08917 0.08821 0.08996
0.08903 0.18171 0.20613 0.21059 0.21675 0.21333
0.21978 0.27221 0.27568 0.29703 0.284800.47808
Hình 7: Liều hiệu dụng trung bình hằng năm của một số
1mSv/năm
Áp dụng tính liều hiệu dụng trung bình
hằng năm ở một số địa điểm tại Đắk Lắk
Trang 27 Nội suy hệ số chuyển đổi liều cơ quan đối với các chuỗi đồng vị 232Th, 238U và 40K từ hệ số chuyển đổi liều cơ quan đối với các nguồn photon đơn năng từ 0,01 MeV đến 5 MeV trong đất của FGR-12
Tính suất liều tương đương của các cơ quan và liều hiệu dụng trung bình hằng năm của các chuỗi đồng vị 232Th,
238U và 40K trong các mẫu đất ở Đắk Lắk
7 Kết luận và kiến nghị
Tính hệ số chuyển đổi liều cơ quan cho phantom MIRD-5 đối với các chuỗi đồng vị 232Th, 238U và 40K
Trang 28 Kết luận:
Kết luận và kiến nghị
Các kết quả tính toán hệ số chuyển đổi liều (suy
ra liều hiệu dụng, liều tương đương…) có thể được
áp dụng để tính trực tiếp liều, suất liều cho các khu vực khác nhau với điều kiện biết được hoạt độ của chúng
Ảnh hưởng của phông phóng xạ gamma trong môi trường do các chuỗi đồng vị 232Th, 238U và đồng vị 40K là dưới mức nguy hiểm đối với dân chúng sống trong các khu vực khảo sát
Trang 29• Xây dựng mô hình phantom cho người Việt Nam
• Tiến hành đo đạc thực nghiệm rồi so sánh với kết quả
Trang 30Tiếng Việt
Tài liệu tham khảo
[1]Phan Thị Hồng Châu (2014), Đánh giá hoạt độ phóng xạ gamma trong
một số mẫu đất ở Đắk Lắk, Luận Văn Thạc Sĩ, Trường Đại Học Cần
Thơ
[2]Vũ Thị Diễm Hằng (2010), Nghiên cứu tính liều cơ thể từ nguồn gamma
nhiễm bẩn trong đất sử dụng chương trình MCNP, Luận Văn Thạc Sĩ,
Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Tp Hồ ChíMinh
[3] Ngô Quang Huy (2006), Cơ sở vật lý hạt nhân, NXB Khoa Học Và Kỹ
Thuật
[4] Đặng Văn Liệt (2004), Giải tích số, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ
Chí Minh
Trang 31Tài liệu tham khảo
Tiếng Anh
[7]Keith F.Eckerman and Jefrey C.Ryman (1993), External exposure to
radionuclides in air, water and soil Federal Guidance Report No.12.
[8]Hùng T.V, Satoh.D, Takahashi.F, Tsuda.S, Endo,A.Saiko.K and
YamaguchiY (2005), Calculation of age – depentdent dose conversion
coefficients for radionuclides uniformly distributed in air JAERI – Tech
[5]Châu Văn Tạo (2004), An toàn bức xạ ion hóa, NXB Đại Học Quốc
Gia Tp.Hồ Chí Minh
[6]Nguyễn Thị Viễn (2012), Nghiên cứu đo liều bức xạ môi trường bằng
detector nhiệt huỳnh quang LiF (Mg, Cu, P), luận Văn Thạc Sĩ, trường
Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Hà Nội
Trang 32Tài liệu tham khảo
[9] X-5 Monte Carlo Team (2005), MCNP5- Monte Carlo N particle transport
code system, Los Alamos National Laboratory, LA-UR-03-1987
[10] D.C.Kocher (1981), Dose-Rate Conversion Factors for External Exposure
to Photon and Electrons, NUREG/CR-1918 (ORNL/NUREG-79) (Oak Ridge
National Laboratory, Oak Ridge, TN)
[11] J.W.Poston and W.S.Snyder (1974), A model for exposure to a
Semi-infinite Cloud of a photon emitter, Health Phys 26,287.
[12] K Saito and P Jacob (1995), Gamma ray fields in the air due to sources in
the ground, Radiat Prot Dosim.58.29-45.
[13] Keith F.Eckerman and Jeffrey C.Ryman (1996), The ORNL mathematical
phantom series, Oak Ridge National Laboratory Report
Trang 33XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN
QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
ĐÃ LẮNG NGHE!
Trang 34𝐷 = ℎ𝑇 𝑚ô 𝑝ℎỏ𝑛𝑔 − ℎ𝑇(𝑛ộ𝑖 𝑠𝑢𝑦)
ℎ𝑇(𝑛ộ𝑖 𝑠𝑢𝑦) × 100%
Trang 35×
× d
× )
(R [
× Sv]
10
× [1,60217
