Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu xác định liều chiếu dân chúng do phóng xạ tự nhiên ở khu vực Hà Nội (phần Hà Nội mở rộng)

Mục đích nghiên cứu của luận văn: Nghiên cứu việc sử dụng phổ kế gamma hiện trường sử dụng detector NaI(Tl) hình trụ kích thước 3”Φ3” để xác định hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất và suất liều gamma ở độ cao 1 mét so với mặt đất; đánh giá suất liều do các nhân phóng xạ gây ra và khả năng ảnh hưởng của chúng đối với con người.

L I C M  NỜ Ả Ơ

Đ  hoàn thành lu n văn này, em xin bày t  lòng bi t  n sâu s c nh tể ậ ỏ ế ơ ắ ấ  

đ n th y ế ầ TS. Tr nh Văn Giáp ị đã t n tình hậ ướng d n, ch  d y và giúp đẫ ỉ ạ ỡ 

em trong su t quá trình th c hi n lu n văn.ố ự ệ ậ

Xin chân thành c m  n ả ơ KS. Nguy n Quang Longễ  – Vi n Khoa H cệ ọ  

và K  Thu t H t Nhân đã ch  d y, t o đi u ki n và cho phép s  d ng sỹ ậ ạ ỉ ạ ạ ề ệ ử ụ ố 

li u c a đ  tài: “Thi t l p c  s  d  li u phông phóng x  môi trệ ủ ề ế ậ ơ ở ữ ệ ạ ường Hà 

N i (ph n Hà N i m  r ng) và hoàn thi n b n đ  k  thu t s  v  phôngộ ầ ộ ở ộ ệ ả ồ ỹ ậ ố ề  phóng x  môi trạ ường Hà N i t  l  : 1:100.000”. ộ ỷ ệ

Em xin g i l i c m  n chân thành đ n các cán b  Trung Tâmử ờ ả ơ ế ộ  Quan Tr c Phóng X  và Đánh Giá Tác Đ ng Môi Trắ ạ ộ ường – Vi n Khoaệ  

H c và K  Thu t H t Nhân – Vi n Năng Lọ ỹ ậ ạ ệ ượng Nguyên T  Vi t Namử ệ  

đã giúp đ  và t o đi u ki n t t nh t, giúp em hoàn thành lu n văn này. ỡ ạ ề ệ ố ấ ậ

Em xin chân thành c m  n các th y, cô trong Khoa V t Lý trả ơ ầ ậ ườ  ng

Đ i h c Khoa h c T  nhiên đã t n tình truy n đ t ki n th c trong su t 2ạ ọ ọ ự ậ ề ạ ế ứ ố  năm h c v a quaọ ừ  V i v n ki n th c mà em đớ ố ế ứ ược ti p thu trong quá trìnhế  

h c t p s  là hành trang quý báu đ  em có th  hoàn thành t t công vi c sauọ ậ ẽ ể ể ố ệ  này

Cu i cùng em xin g i l i c m  n đ n gia đình, ngố ử ờ ả ơ ế ười thân và b n bè,ạ  

nh ng ngữ ười đã luôn đ ng viên, giúp đ , t o m i đi u ki n v  v t ch t vàộ ỡ ạ ọ ề ệ ề ậ ấ  

      Dương Đ c Th ngứ ắ

M C L CỤ Ụ

DANH M C B NGỤ Ả

DANH M C HÌNH VỤ Ẽ

DANH M C CÁC CH  VI T T T, KÝ HI UỤ Ữ Ế Ắ Ệ

HPGe (High­purity Germanium Detectors)Detector Germani siêu tinh khi tế

M  Đ UỞ Ầ

Đ  xác đ nh li u dân chúng do các đ ng v  phóng x  t  nhiên gây ra,ể ị ề ồ ị ạ ự  

phương pháp ph  bi n và chính xác nh t là l y m u và phân tích trongổ ế ấ ấ ẫ  phóng thí nghi m.   nệ Ở ước ta m t s  tác gi  nh  Ngô Quang Huy, Ph mộ ố ả ư ạ  Duy Hi n, Nguy n Hào Quangể ễ (15), Tr nh Văn Giápị (1)…đã s  d ng phử ụ ươ  ngpháp này đ  đánh giá li u dân chúng khá chi ti t   m t s  t nh và trên ph mể ề ế ở ộ ố ỉ ạ  

vi toàn qu c.  ố

Cùng v i phớ ương pháp trên, phương pháp đo ph  gamma hi n trổ ệ ườ  ngcũng là phương pháp hi u qu  đ  xác đ nh ho t đ  c a các đ ng v  phóngệ ả ể ị ạ ộ ủ ồ ị  

x  trong môi trạ ường. Phương pháp này đã được nhi u nề ước trên th  gi iế ớ  

s  d ng đ  phân tích phóng x  môi trử ụ ể ạ ường t  nh ng năm 1980ừ ữ (5). IAEA và ICRU đã đ  su t phề ấ ương pháp này đ  xác đ nh nhanh ho t đ  c a các đ ngể ị ạ ộ ủ ồ  

v  phóng x  trong môi trị ạ ường nói chung và c  trong trả ường h p khi x y raợ ả  

s  cự ố(9, 17).   

Tuy nhiên hi n nay phệ ương pháp đo ph  gamma hi n trổ ệ ường v nẫ  

ch a đư ược áp d ng r ng rãi   Vi t Nam. ụ ộ ở ệ V i hớ ướng nghiên c u s  d ngứ ử ụ  

phương pháp đo ph  gamma hi n trổ ệ ườ  đ  ng ể xác đ nh ho t đ  c a các đ ngị ạ ộ ủ ồ  

v  phóng xị ạ và su t li u gamma trong môi trấ ề ường ph c v  cho vi c kh oụ ụ ệ ả  sát và quan tr c phóng x  môi trắ ạ ường, tác gi  ch n đ  tài: “Nghiên c u xácả ọ ề ứ  

đ nh li u chi u dân chúng do phóng x  t  nhiên   khu v c hà n i (ph n Hàị ề ế ạ ự ở ự ộ ầ  

N i m  r ng)ộ ở ộ ”. V i mớ ục đích:

­ Đánh giá su t ấ li u do các nhân phóng x  gây ra và kh  năng  nhề ạ ả ả  

hưởng c a chúng đ i v i con ngủ ố ớ ười

Lu n văn đậ ược chia thành 3 chương v i các n i dung nh  sau:ớ ộ ư

Chương 1: T ng quan, trình bày t ng quan v  phóng x  t  nhiên vàổ ổ ề ạ ự  ngu n g c c a phóng x  t  nhiên trong môi trồ ố ủ ạ ự ường

Chương 2: Đ i tố ượng và phương pháp nghiên c u. Chứ ương này t pậ  chung vào c  s  lý thuy t và xây d ng hai phơ ở ế ự ương pháp đo ph  gammaổ  

hi n trệ ường là: Phương pháp hàm G(E) và phương pháp di n tích đ nh.ệ ỉ

Chương 3: K t qu  và th o lu n. Chế ả ả ậ ương này so sánh các k t quế ả 

đo ho t đ  phóng x  và su t li u gamma môi trạ ộ ạ ấ ề ường c a phủ ương pháp phổ 

k  gamma hi n trế ệ ường v i phớ ương pháp l y m u và phân tích trong phòngấ ẫ  thí nghi m. T  đó ch  ra  u đi m c a phệ ừ ỉ ư ể ủ ương pháp đo ph  gamma hi nổ ệ  

trường

Chương 1: T NG QUAN V  PHÓNG X  T  NHIÊNỔ Ề Ạ Ự

1.1. Phóng x  trong đ t đáạ ấ (2, 3)

1.1.1. Các h  phóng xọ ạ(2, 3)

Trong s  hàng trăm nguyên t  và đ ng v  c u thành Trái Đ t t  th iố ố ồ ị ấ ấ ừ ờ  nguyên kh i trở ước khi h  m t tr i đệ ặ ờ ược hình thành có các nguyên t  phóngố  

x  ạU, Th và K. Chúng còn t n t i đ n ngày nay nh  có chu k  bán rã tồ ạ ế ờ ỳ ươ  ng

đương v i tu i Trái Đ t, kho ng 4,5 t  năm. Các nhân đ ng đ u ba hớ ổ ấ ả ỷ ứ ầ ọ phóng x  trong đ t đá là ạ ấ 238  U, 232Th và 235U có chu k  bán tỳ ương  ng là 4,5 tứ ỷ năm, 14 t  năm và 700 tri u năm.ỷ ệ

Các đ ng v  trong ba h  phóng x  nói trên phân rã aồ ị ọ ạ lpha và beta, trong quá trình phân rã liên ti p này đ ng v  m  bi n thành  ế ồ ị ẹ ế các  đ ng v  ồ ị “con cháu” và quá trình c  ti p di n đ  cu i cùng d ng l i   baứ ế ễ ể ố ừ ạ ở  đ ng v  b n c aồ ị ề ủ  chì: 206Pb, 208Pb và 207Pb. T t c  có 47 đ ng v  khác nhau thu c ba h  nóiấ ả ồ ị ộ ọ  trên. Không th  l n h  này v i h  khác căn c  trên s  kh i A c a đ ng vể ẫ ọ ớ ọ ứ ố ố ủ ồ ị trong m i h  C  th  A = 4n + 2 đ i v i h  ỗ ọ ụ ể ố ớ ọ 238U, A = 4n đ i v i h  ố ớ ọ232Th và 

A = 4n ­ 1 đ i v i h  ố ớ ọ 235U, n là nh ng s  nguyên. Hình 1.1 trình bày đ y đữ ố ầ ủ các đ ng v  trong ba h  nói trên cùng v i các kênh phân rã và chu k  bán rãồ ị ọ ớ ỳ  

c a chúng. ủ

Các “con cháu” trong ba h  phóng x  nói trên phân rã r t nhanh (Tọ ạ ấ 1/2 

r t bé) so v i đ ng v  đ ng đ u nên hàm lấ ớ ồ ị ứ ầ ượng c a chúng trong đ t đá r tủ ấ ấ  

ph i mi t mài nghi n đ p, hòa tách hàng t n qu ng uranium b ng phả ệ ề ậ ấ ặ ằ ươ  ngpháp th  công m i tách đủ ớ ược vài miligam radium (Ra), m t nguyên t  hoànộ ố  toàn m i lúc b y gi  và có ho t đ  phóng x  riêng cao h n uranium đ nớ ấ ờ ạ ộ ạ ơ ế  hàng tri u l n.ệ ầ

Hình 1. : S  đ  phân rã c a ba h  phóng x  ơ ồ ủ ọ ạ238U, 232Th và 235U 

Ngoài uranium và thorium, phóng x  t  đ t đá còn b t ngu n t  ạ ừ ấ ắ ồ ừ 40K. Trong v  Trái Đ t nguyên t  kali khá ph  bi n, có hàm lỏ ấ ố ổ ế ượng trung bình 2,6%, l n h n nhi u so v i thorium (7,2 ppm) và uranium (1,8 ppm). Nh ngớ ơ ề ớ ư  kali ch  ch a 0,01% đ ng v  ỉ ứ ồ ị 40K và t  l  này  n đ nh trong m i môi trỷ ệ ổ ị ọ ườ  ng

vì đ ng v  phóng x  này đã có t  th i nguyên kh i cách nay hàng ch c tồ ị ạ ừ ờ ở ụ ỷ năm

Hàm lượng trung bình c a uranium trong v  Trái Đ t là 1,8 ppm,ủ ỏ ấ  trong l p đ t b  m t hàm lớ ấ ề ặ ượng thường cao h n do U d  b  h p th  b iơ ễ ị ấ ụ ở  các ph n t  sét có kích thầ ử ước bé trong đ t. Trong v  Trái Đ t, ấ ỏ ấ 238U chi mế  99,27 %, ph n ít  i còn l i là ầ ỏ ạ 235U (0,73%). Ngoài ra còn có 234U (0,0058 %) 

là đ ng v  “con cháu” đồ ị ượ ạc t o thành do phân rã phóng x  c a ạ ủ 238U (hình 

1.1). Tuy nhiên, uranium phân b  không đ u trong đ t đá. Tùy theo lo iố ề ấ ạ  khoáng   v t,   hàm   lậ ượng   dao   đ ng   t   vài   ph n   trăm   ppm   trong   các   đáộ ừ ầ  ultrabasic đ n hàng ch c ppm trong granite. Còn   các d  thế ụ ở ị ường và qu ngặ  phóng x , hàm lạ ượng U thường lên đ n hàng nghìn ho c hàng v n ppm.ế ặ ạ

Hàm lượng trung bình c a ủ 232Th trong v  Trái Đ t là 7,2 ppm. Nh ngỏ ấ ư  hàm lượng bi n đ i theo lo i khoáng v t, t  3 đ n 50 ppm trong granite vàế ổ ạ ậ ừ ế  permatic xu ng còn t  1 đ n 3 ppm trong basalt và các đá basic  ố ừ ế 232Th 

thường xu t hi n trong các khoáng zircon,   đó ấ ệ ở 232Th thay th  nh ng v  tríế ữ ị  cùa Zr trong tinh th  Các sa khoáng cát đen ch a Ti và Zr d c theo ven bi nể ứ ọ ề  

thường là ngu n cung c p Zr dùng làm v  b c thanh nhiên li u lò ph n  ngồ ấ ỏ ọ ệ ả ứ  

h t nhân.ạ

1.1.2. Cân b ng và m t cân b ng phóng xằ ấ ằ ạ(2, 3)

Do chu k  bán rã c a các đ ng v  “con cháu” trong c  ba h  phóng xỳ ủ ồ ị ả ọ ạ 

đ u ng n h n r t nhi u so v i đ ng v  m  và cũng r t ng n so v i th iề ắ ơ ấ ề ớ ồ ị ẹ ấ ắ ớ ờ  gian t n t i c a Trái Đ t nên v  lý thuy t, có th  x y ra cân b ng th  kồ ạ ủ ấ ề ế ể ả ằ ế ỷ 

gi a các đ ng v  thành viên trong h  Khi đó ho t đ  phóng x  Aữ ồ ị ọ ạ ộ ạ i c a b tủ ấ  

c  thành viên i nào cũng đ u nh  nhau và b ng ho t đ  phóng x  c a đ ngứ ề ư ằ ạ ộ ạ ủ ồ  

v  m  Aị ẹ i nh  công th c (1.1)ư ứ

Ai = λiNi = λ1N1 = A1  (1.1)trong đó λi và Ni là h ng s  phân rã và s  h t nhân c a thành viên thằ ố ố ạ ủ ứ i

hóa. Hi n tệ ượng đ t gãy chu i này có hai nguyên nhân chính liên quan đ nứ ỗ ế  các đ c đi m nguyên t  và đ ng v  c a các thành viên trong chu i.ặ ể ố ồ ị ủ ỗ

Do thu c nh ng nguyên t  khác nhau, nh ng thành viên trong chu iộ ữ ố ữ ỗ  

có th  có tính ch t khác nhau trong môi trể ấ ường. Thí d  uranium có đ  linhụ ộ  

đ ng trong nộ ước cao h n r t nhi u so v i nh ng nguyên t  con ­ cháu c aơ ấ ề ớ ữ ố ủ  

nó nh  ư 230Th ho c  ặ 226Ra. Vì th  ế 230Th có hàm lượng r t th p trong nấ ấ ướ  c

ng m. ầ 226Ra d  hòa tan trong môi trễ ường nước có hàm lượng ion Cl­ cao, 

nh ng r t khó hòa tan trong nư ấ ước có nhi u ion sulphate. Ngoài ra,  ề 226Ra, 

230Th và 238U trong nước ng m đầ ược các khoáng v t h p ph  v i m c đậ ấ ụ ớ ứ ộ khác nhau cũng gây ra m t cân b ng phóng x  Radon là khí tr  nên r t dấ ằ ạ ơ ấ ễ thoát ra kh i đ t đá. Sau khi thoát vào không khí, các “con cháu” c a Radonỏ ấ ủ  

g n k t vào b i khí và theo đắ ế ụ ường hô h p xâm nh p vào c  th  và trấ ậ ơ ể ở thành ngu n chi u trong ch  y u đ i v i con ngồ ế ủ ế ố ớ ười

Hai đ ng v  cùng nguyên t  cũng có th  m t cân b ng phóng x  nhồ ị ố ể ấ ằ ạ ư 

trường h p c p ợ ặ 234U ­ 238U. Khi h t nhân ạ 238U phân rã alpha, h t nhân gi tạ ậ  lùi 234U có đ ng năng đ  l n đ  có th  thoát ra ngoài tinh th  K t qu  làộ ủ ớ ể ể ể ế ả  

234U giàu h n trong nơ ước ng m và nghèo đi trong khoáng v t so v i ầ ậ ớ 238U. 

H t nhân gi t lùi trong phân rã alpha cũng có th  t o nên nh ng đạ ậ ể ạ ữ ường v tế  sai h ng trong tinh th , qua đó các nguyên t  d  b  chi t ra nỏ ể ử ễ ị ế ước ng m làmầ  

m t cân b ng phóng x ấ ằ ạ

1.2. Phóng x  do tia vũ trạ ụ(2, 3)

B c x  ion hóa có ngu n g c t  vũ tr  có th  chia ra làm ba lo iứ ạ ồ ố ừ ụ ể ạ  

g m: tia vũ tr  s  c p, tia vũ tr  th  c p và tia phát ra t  ch t phóng xồ ụ ơ ấ ụ ứ ấ ừ ấ ạ 

được hình thành do các tia vũ tr  ph n  ng v i v t ch t trong khí quy n.ụ ả ứ ớ ậ ấ ể  

Tia vũ tr  s  c p l i có hai lo i, tia có ngu n g c thiên hà và tia xu t phátụ ơ ấ ạ ạ ồ ố ấ  

t  M t Tr i.ừ ặ ờ

Cường đ  tia vũ tr  có ngu n g c thiên hà đ n Trái Đ t không bi nộ ụ ồ ố ế ấ ế  

đ i theo th i gian và đ ng hổ ờ ẳ ướng. Thành ph n chính c a chúng là protonầ ủ  năng lượng cao đ n 30 GeV, chi m đ n 85%, sau đó (10%) là h t nhân c aế ế ế ạ ủ  

nh ng nguyên t  nh  nh  He, Li, Be, C , s  còn l i là electron, photon,ữ ố ẹ ư ố ạ  neutrino. Chúng là s n ph m c a ph n  ng h t nhân x y ra trong quá trìnhả ẩ ủ ả ứ ạ ả  bùng n  và hình thành các thiên th  thu c h  thiên hà. Neutron có th  sinhổ ể ộ ệ ể  

ra đâu đó trong vũ tr  do ph n  ng t ng h p h t nhân nh ng không k p đ nụ ả ứ ổ ợ ạ ư ị ế  trái đ t trấ ước khi b  phân rã ị β­ bi n thành proton v i chu k  bán rã kho ngế ớ ỳ ả  

15 phút. Trong khi đó, tia s  c p xu t phát t  M t Tr i bi n đ i theo th iơ ấ ấ ừ ặ ờ ế ổ ờ  gian ph  thu c vào chu k  ho t đ ng 11 năm c a M t Tr i.ụ ộ ỳ ạ ộ ủ ặ ờ

Khi đi vào khí quy n, tia vũ tr  s  c p có năng lể ụ ơ ấ ượng l n s  gây raớ ẽ  

ph n  ng h t nhân v i các nguyên t  và phân t  trong không khí t o nênả ứ ạ ớ ử ử ạ  

nh ng b c x  ion hóa trong khí quy n bao g m photon, electron, neutron,ữ ứ ạ ể ồ  proton, pion, muon , chúng được g i là các tia vũ tr  th  c p.ọ ụ ứ ấ

Nh  m t nam châm kh ng l , t  trư ộ ổ ồ ừ ường c a Trái Đ t đã u n quủ ấ ố ỹ 

đ o các h t tích đi n trong tia vũ tr  làm cho chúng b t tr  l i ho c lạ ạ ệ ụ ậ ở ạ ặ ượ  nvòng quanh trước khi đâm vào khí quy n. Theo để ường s c c a t  trứ ủ ừ ườ  ngcác h t tích đi n hạ ệ ướng vào xích đ o s  có xu hạ ẽ ướng lượn v  hai c c làmề ự  cho cường đ  tia vũ tr  tăng theo vĩ đ ,   nh ng vĩ đ  trung bình c a B cộ ụ ộ ở ữ ộ ủ ắ  

b  dày c a l p không khí che ch n càng gi m. Trên đ nh Everest cao 8 850ề ủ ớ ắ ả ỉ  

m so v i m t bi n, ph i nhi m do tia vũ tr  tăng lên 20 l n so v i đ  caoớ ặ ể ơ ễ ụ ầ ớ ộ  ngang m t nặ ước bi n.ể

1.3. Ph i nhi m do phóng x  t  nhiênơ ễ ạ ự (2, 3)

Con ngườ ịi b  ph i nhi m do các tia phóng x  t  nh ng nhân phóngơ ễ ạ ừ ữ  

x  trong t  nhiên ho c có ngu n g c nhân t o. Nói chung đ i v i dânạ ự ặ ồ ố ạ ố ớ  chúng trên toàn c u, ph i nhi m do phóng x  t  nhiên đóng góp ph n chầ ơ ễ ạ ự ầ ủ 

y u. Ph i nhi m do phóng x  t  nhiên l i g m có hai thành ph n, do chi uế ơ ễ ạ ự ạ ồ ầ ế  ngoài và do chi u trong.ế

1.3.1. Ph i nhi m do chi u ngoài t  phóng x  t  nhiên trong đ t đáơ ễ ế ừ ạ ự ấ (2, 3)

Các b c x  ion hóa t  nh ng nhân phóng x  trong l p đ t b  m tứ ạ ừ ữ ạ ớ ấ ề ặ  

t o nên phông phóng x  trên m t đ t và đóng góp chính vào li u chi uạ ạ ặ ấ ề ế  ngoài. Trong ba lo i b c x  alpha, beta, gamma, b c x  gamma đóng gópạ ứ ạ ứ ạ  

l n nh t vào phông phóng x  trên m t đ t do có kh  năng xuyên qua l pớ ấ ạ ặ ấ ả ớ  

đ t b  m t m nh h n hai lo i b c x  kia. Tuy nhiên, ngay đ n b c xấ ề ặ ạ ơ ạ ứ ạ ế ứ ạ gamma phát xu t t  nh ng nhân phóng x  n m   l p đ t sâu h n 30 cmấ ừ ữ ạ ằ ở ớ ấ ơ  cũng không đóng góp vào trường phóng x  trên m t đ t. Tia ạ ặ ấ beta xuyên sâu kém h n nên ch  nh ng nhân   l p đ t r t m ng trên b  m t m i có tácơ ỉ ữ ở ớ ấ ấ ỏ ề ặ ớ  

d ng chi u x  ít nhi u. Tia ụ ế ạ ề alpha t  các nhân phóng x  trong đ t đá h uừ ạ ấ ầ  

nh  không đóng góp gì vào phông phóng x  trên m t đ t, chúng ch  gây tácư ạ ặ ấ ỉ  

d ng khi thâm nh p vào c  th  qua con đụ ậ ơ ể ường hô h p và tiêu hóa.ấ

Trên ph m vi toàn c u, đóng góp c a phông phóng x  vào li u chi uạ ầ ủ ạ ề ế  ngoài g m có 35% t  ồ ừ 40K, 25% t  nh ng nuclit phát tia ừ ữ γ trong h  ọ 238U (chủ 

y u là hai đ ng v  ế ồ ị 214Pb và 214Bi) và 40% t  nh ng nuclit phát tia ừ ữ γ trong họ 

232Th (ch  y u là ủ ế 208Tl và 228Ac)(2,3). B c x  gamma c a nh ng đ ng v  v aứ ạ ủ ữ ồ ị ừ  

k  trên đ u th y rõ trong các m u đ t phân tích b ng ph  k  gamma dùngể ề ấ ẫ ấ ằ ổ ế  detector Ge siêu tinh khi t.ế

T i m t đ a đi m c  th  nào đó phông phóng x  ph  thu c vào hàmạ ộ ị ể ụ ể ạ ụ ộ  

lượng các nhân phóng x  có trong đ t đá xung quanh, mà hàm lạ ấ ượng này thay đ i khá m nh t  vùng này sang vùng khác. Thí d    Vi t Nam, hai t nhổ ạ ừ ụ ở ệ ỉ  Tuyên Quang và Yên Bái có hàm lượng radium cao g p ba l n m c trungấ ầ ứ  bình (42,77 Bq/kg), trong khi đó vùng đ t xám mi n Đông Nam B  nhấ ề ộ ư Bình Phước, Tây Ninh  l i r t nghèo phóng x , đ c bi t là ạ ấ ạ ặ ệ 40K (và c  t ngả ổ  kali) v i hàm lớ ượng vài ch c l n th p h n m c trung bình (411,93 Bq/kg).ụ ầ ấ ơ ứ  Cát đen d c theo ven bi n mi n Trung ch a khoáng monazite, nên ho t đọ ể ề ứ ạ ộ phóng x  riêng c a thorium trong cát có th  cao h n m c trung bình hàngạ ủ ể ơ ứ  

ch c l n (59,84 Bq/kg).ụ ầ

Các b c x  ion hóa ứ ạ gamma và beta tr c ti p chi u lên con ngự ế ế ườ ừ i t

m t đ t khi   ngoài tr i và t  nh ng v t li u xây d ng khi   trong nhà.ặ ấ ở ờ ừ ữ ậ ệ ự ở  Theo các k t qu  nghiên c u t  nhi u nế ả ứ ừ ề ước trên th  gi i, phông gammaế ớ  bên trong nhà thường cao h n ngoài tr i đ n 20%. Th ng kê cũng cho th yơ ờ ế ố ấ  trung bình con ngườ ối s ng trong nhà đ n 80% th i gian. Cho nên su t li uế ờ ấ ề  chi u ngoài hi u d ng mà con ngế ệ ụ ười nh n đậ ược ch  y u là do sinh ho tủ ế ạ  trong nhà

B ng 1. : Thành ph n phông phóng x  t  nhiên và li u hi u d ng trungả ầ ạ ự ề ệ ụ  

Tia phóng x  t  đ t (chi u ạ ừ ấ ế

Radon (chi u trong do hô h p)ế ấ 1,2 0,2 – 10

Nhân phóng x  t  nhiên thâm ạ ự

nh p vào c  th  (chi u trong)ậ ơ ể ế 0,3 0,2 – 0,8

T ng c ng chi u ngoài và chi u ổ ộ ế ế

1.3.2. Ph i nhi m do chi u ngoài t  tia vũ trơ ễ ế ừ ụ(2, 3)

Trên toàn c u li u hi u d ng trung bình do tia vũ tr  vào kho ng 0,4ầ ề ệ ụ ụ ả  mSv/năm (b ng 1.1). Tuy nhiên li u hi u d ng tăng lên theo đ  cao, c  thả ề ệ ụ ộ ụ ể 

 đ  cao 15 km có th  lên đ n 20 mSv/năm   vùng xích đ o và t  50 đ n

120 mSv/năm   hai c c tùy theo ho t đ ng M t Tr i.ở ự ạ ộ ặ ờ

1.3.3. Ph i nhi m do chi u trong t  các ngu n phóng x  t  nhiênơ ễ ế ừ ồ ạ ự (2, 3)

Các nhân phóng x  t  nhiên thâm nh p vào c  th  theo th c ăn, nạ ự ậ ơ ể ứ ướ  c

u ng và đố ường hô h p. Riêng v i ấ ớ 40K, đ ng v  này còn t n t i trong các môồ ị ồ ạ  

nh  m t thành ph n đ ng v  c a kali v i hàm lư ộ ầ ồ ị ủ ớ ượng trong c  th  thay đ iơ ể ổ  

t  1 đ n 2,5 g/kg th  tr ng, t p trung ch  y u   các mô c  b p. Quy raừ ế ể ọ ậ ủ ế ở ơ ắ  

ho t đ  phóng x , ngạ ộ ạ ườ ặi n ng 70 kg có th  xem nh  m t ngu n phóng xể ư ộ ồ ạ 

ho t đ  4000 Bq. ạ ộ 40K còn thâm nh p vào c  th  qua th c ăn. Hàm lậ ơ ể ử ượ  ng

40K trong th c ph m n m trong kho ng t  20 đ n 600 Bq.kgự ẩ ằ ả ừ ế ­1

Nói chung, li u hi u d ng trung bình do chi u trong t  các nhânề ệ ụ ế ừ  phóng x  có trong đ t nh  ạ ấ ư 238U, 226Ra, 232Th và 40K là 0,3 mSv/năm (b ngả  1.1)

Trong s  các nhân phóng x  t  nhiên, ố ạ ự 222Rn đóng góp nhi u nh t vàoề ấ  

li u chi u trong. Li u hi u d ng chi u trong trung bình do hít th  các “conề ế ề ệ ụ ế ở  cháu” 222Rn là 1,2 mSv/năm g p b n l n ph n đóng góp do t t c  các nhânấ ố ầ ầ ấ ả  phóng x  khác c ng l i (0,3 mSv/năm) (b ng 1.1). ạ ộ ạ ả 222Rn phân rã α v i chuớ  

k  bán phân rã 3,82 ngày, nh ng vì radon là khí tr  nên b n thân radon l iỳ ư ơ ả ạ  theo h i th  ra ngoài và ch  gây ra r t ít h u qu  cho c  th  Gây ra li uơ ở ỉ ấ ậ ả ơ ể ề  chi u trong ch  y u là do các con cháu c a nó, nh ng đ ng v  phát b c xế ủ ế ủ ữ ồ ị ứ ạ gamma v i chu k  bán rã ng n h n 30 phút nh  ớ ỳ ắ ơ ư 214Bi, 214Pb  Khi radon thoát vào môi trường không khí, radon phân rã thành các s n ph m s ng ng nả ẩ ố ắ  

g n k t v i sol khí có kích thắ ế ớ ước micron, t  đó xâm nh p sâu vào ph i theoừ ậ ổ  

1.4. M t s  đ i lộ ố ạ ượng đo li u trong an toàn b c xề ứ ạ(4)

1.4.1. Li u chi uề ế (4)

Li u chi u cho bi t kh  năng ion hóa không khí c a b c x  t i m tề ế ế ả ủ ứ ạ ạ ộ  

v  trí nào đó. Li u chi u X là t  s  gi a giá tr  tuy t đ i t ng đi n tích dQị ề ế ỉ ố ữ ị ệ ố ổ ệ  

c a t t c  các ion cùng d u đủ ấ ả ấ ượ ạc t o ra trong m t th  tích nguyên t  c aộ ể ố ủ  không khí, khi t t c  các electron và positron th  c p do các b c x  gammaấ ả ứ ấ ứ ạ  

t o ra b  hãm hoàn toàn trong th  tích không khí đó, và dm kh i lạ ị ể ố ượng là 

c a th  tích nguyên t  không khí đó.ủ ể ố

       (1.2)        

Đ n v  li u chi u trong h  SI là C/kg. Đ n v  ngoài h  SI thơ ị ề ế ệ ơ ị ệ ườ  ngdùng là Roentgen (ký hi u là R), 1 R = 2,58 ệ ×10­4 C/kg

Su t li u chi u  là li u chi u trong m t đ n v  th i gian = . Đ n vấ ề ế ề ế ộ ơ ị ờ ơ ị 

su t li u chi u trong h  SI là C/kg/s. Đ n v  ngoài h  SI thấ ề ế ệ ơ ị ệ ường dùng là R/h hay mR/h

Su t li u h p th   là li u h p th  trong m t đ n v  th i gian  =. Đ nấ ề ấ ụ ề ấ ụ ộ ơ ị ờ ơ  

v  su t li u h p th  trong h  SI là Gy/s. Đ n v  khác là rad/s hay rad/h.ị ấ ề ấ ụ ệ ơ ị

1.4.3. Li u tề ương đương(4)

Li u h p th  tề ấ ụ ương đương hay li u tề ương đương H là đ i lạ ượng để đánh giá m c đ  nguy hi m c a các lo i b c x , b ng tích c a li u h pứ ộ ể ủ ạ ứ ạ ằ ủ ề ấ  

th  D v i h  s  ch t lụ ớ ệ ố ấ ượng QF (Quality Factor) hay tr ng s  b c x  Wọ ố ứ ạ R 

đ i v i các lo i b c x  Tr ng s  b c x  Wố ớ ạ ứ ạ ọ ố ứ ạ R được đ a trong b ng 1.2.ư ả

Phông b c x  t  nhiênứ ạ ự : Là giá tr  li u tị ề ương đương b c x  do cácứ ạ  

b c x  vũ tr  và b c x  c a các nhân phóng x  phân b  m t cách t  nhiênứ ạ ụ ứ ạ ủ ạ ố ộ ự  trong các l p đ t đá b  m t trái đ t, trong khí quy n, th c ăn, nớ ấ ề ậ ấ ể ứ ước u ngố  

và trong c  th  con ngơ ể ườ ại t o ra

B ng 1. : Tr ng s  b c x  Wả ọ ố ứ ạ R đ i v i m t s  lo i b c xố ớ ộ ố ạ ứ ạ

Lo i b c xạ ứ ạ Năng lượng WR

Neutron Nhi t (0,025eV)ệ 5

0,1 MeV 10

> 0,1 MeV ­ 2 MeV 20

> 2 MeV – 20 MeV 5

Proton Năng lượng cao 5

H t   alpha,   m nh   vạ ả ỡ 

phân   h ch,   h t   nhânạ ạ  

n ngặ

20

1.4.4. Li u hi u d ngề ệ ụ (4)

Khi đ nh nghĩa li u tị ề ương đương chúng ta đã coi t t c  các mô sinhấ ả  

h c hay c  quan trong c  th  có cùng m t đ  nh y c m b c x  Trên th cọ ơ ơ ể ộ ộ ạ ả ứ ạ ự  

t  các mô và c  qua có đ  nh y c m khác nhau, th  hi n b i đ i lế ơ ộ ạ ả ể ệ ở ạ ượng g iọ  

là tr ng s  mô Wọ ố T (Tisue Weighting Factor) b ng 1.3 là tr ng s  mô đ i v iả ọ ố ố ớ  các b  ph n chính trong c  th  và khi m t b c x  có năng lộ ậ ơ ể ộ ứ ạ ượng nào đó 

v i tr ng s  b c x  Wớ ọ ố ứ ạ R, g i là b c x  lo i R, chi u vào mô T thì li u h pọ ứ ạ ạ ế ề ấ  

th  tụ ương đương đ i v i mô này là:ố ớ

HT = WR. DT,R     (1.5)Trong đó: DT,R là li u h p th  do b c x  R chi u vào mô (T). ề ấ ụ ứ ạ ế

B ng 1. : Tr ng s  mô đ i v i các b  ph n chính trong c  thả ọ ố ố ớ ộ ậ ơ ể

Đ n v  đo li u hi u d ng trong h  SI: đ n v  đo li u hi u d ng trongơ ị ề ệ ụ ệ ơ ị ề ệ ụ  

h  SI cũng là Sievert (kí hi u Sv) nh  đ i v i li u tệ ệ ư ố ớ ề ương đương

1.5. Tương tác c a b c x  gamma v i v t ch tủ ứ ạ ớ ậ ấ (5, 6)

detector các h t tích đi n th  c p. Khi đi qua v t ch t, các tia   b  suy gi mạ ệ ứ ấ ậ ấ γ ị ả  theo đ nh lu t hàm s  mũ (ị ậ ố hình 1.2).

Hình 1. : S  suy gi m c a chùm gamma khi đi qua v t ch tự ả ủ ậ ấ

(1.7)trong đó I0 là cường đ  γộ  trong chùm ban đ u, I là cầ ường đ    đi quaộ γ  

l p v t ch t chi u dày x; µ là h  s  suy gi m tuy n tính, đo b ng đ n vớ ậ ấ ề ệ ố ả ế ằ ơ ị 

cm­1. Đ i v i các photon năng lố ớ ượng 1 MeV, chi u dày l p chì suy gi mề ớ ả  

m t n a hay chi u d y l p chì c n thi t đ  hãm m t n a các phôtôn b ngộ ử ề ầ ớ ầ ế ể ộ ử ằ  0,95 cm. Đ i v i không khí, chi u dày l p suy gi m m t n a b ng kho ngố ớ ề ớ ả ộ ử ằ ả  

83 m, còn đ i v i nhôm 3,7 cm.ố ớ

Nh  v y, h  s  suy gi m tuy n tính µ liên h  v i ti t di n tán xư ậ ệ ố ả ế ệ ớ ế ệ ạ 

ho c h p th  toàn ph n ặ ấ ụ ầ σ trên m t nguyên t  v t ch t b ng bi u th c (1.8)ộ ử ậ ấ ằ ể ứ  sau:

trong đó n là s  nguyên t  ch t h p th  trong 1 cmố ử ấ ấ ụ 3,   đσ ược đo b ngằ  

đ n v  ơ ị cm2 ho c đ n v  bam.ặ ơ ị

S  suy gi m chùm các tia   khi chúng đi qua v t ch t đự ả γ ậ ấ ược xác đ nhị  

b ng t t c  các lo i tằ ấ ả ạ ương tác c a chúng v i v t ch t này. Đó là hi u  ngủ ớ ậ ấ ệ ứ  quang đi n, tán x  Compton, hi u  ng t o c p và hi u  ng tệ ạ ệ ứ ạ ặ ệ ứ ương tác v iớ  các h t nhân. Hi u  ng cu i cùng ch  tạ ệ ứ ố ỉ ương tác v i xác su t r t nh , do đóớ ấ ấ ỏ  

v i m c đích ghi nh n các b c x   , chúng ta ch  kh o sát ba hi u  ngớ ụ ậ ứ ạ γ ỉ ả ệ ứ  

đ u.ầ

Đ i v i h  s  suy gi m toàn ph n, có th  vi t bi u th c (1.9) sau:ố ớ ệ ố ả ầ ể ế ể ứ

µ=   + τ σk + π (1.9)trong đó τ là h  s  h p th  quang di n; ộ ố ấ ụ ệ σk là h  s  tán x  Compton;ộ ố ạ  

π là h  s  h p th  do quá trình t o c p. ệ ố ấ ụ ạ ặ

1.5.1. Hi u  ng quang di nệ ứ ệ (5, 6)

Hi u  ng quang đi n là hi u  ng tệ ứ ệ ệ ứ ương tác c a lủ ượng t    v iử γ ớ  electron nguyên t , trong đó năng lử ượng hv0 c a lủ ượng t    b  tiêu hao đử γ ị ể 

th ng s  liên k t c a electron trong nguyên t  và truy n cho nó m t đ ngắ ự ế ủ ử ề ộ ộ  năng, nghĩa là:

hv0=Elk+Ek (1.10)Trong bi u th c (1.10) trên Eể ứ lk  là năng lượng liên k t c a electronế ủ  trong nguyên t ; Eử k là đ ng năng c a quang đi n t  S  đ  mô t  hi u  ngộ ủ ệ ử ơ ổ ả ệ ứ  

elcctron t  do trong môi trự ường v t ch t ho c s  d ch chuy n c a cácậ ấ ặ ự ị ế ủ  elcctron   nh ng l p ngoài c a nguyên t  Kèm v i s  d ch chuy n c aở ữ ớ ủ ử ớ ự ị ế ủ  electron gi a hai l p trong nguyên t  là vi c phát ra tia X đ c tr ng hay cònữ ớ ử ệ ặ ư  

g i là tia X hu nh quang. Tia X đ c trung này s  b  h p th  b i nh ngọ ỳ ặ ẽ ị ấ ụ ở ữ  nguyên t  khác trong v t ch t thông qua hi u  ng quang đi n   các lóp vử ậ ấ ệ ứ ệ ở ỏ 

có liên k t y u v i nguyên t , tuy nhiên s  góp m t c a nó v n có th   nhế ế ớ ử ự ặ ủ ẫ ể ả  

hưởng đ n hàm đáp  ng c a detector. Ngoài ra, trong m t s  trế ứ ủ ộ ố ường h p,ợ  tia X đ c tr ng đặ ư ược h p th  b i electron   nh ng l p ngoài c a chínhấ ụ ở ở ữ ớ ủ  nguyên t  đó. K t quá là electron này s  b  b t ra kh i nguyên t  và đử ế ẽ ị ậ ỏ ử ượ  c

g i là electron Auger. Hai quá trình phát tia X đ c tr ng và phát electronọ ặ ư  Auger c nh tranh l n nhau.ạ ẫ

Hình 1. : Hi u  ng quang đi nệ ứ ệ

Hi u  ng quang đi n không th  x y ra trên electron t  do vì đ  thoệ ứ ệ ể ả ự ể ả mãn đ nh lu t b o toàn xung lị ậ ả ượng thì ngoài lượng t  ử γ và electron ra còn 

c n thi t ph i có m t m t h t th  ba. H t  đó là h t nhân nguyên t ầ ế ả ặ ộ ạ ứ ạ ạ ử  Electron liên k t v i h t nhân càng m nh thì xác su t hi u  ng quang đi nế ớ ạ ạ ấ ệ ứ ệ  trên nó càng l n, n u năng lớ ế ượng c a lủ ượng t  ử γ l n h n năng lớ ơ ượng liên 

k t c a electron. Đó là đ c đi m c a hi u  ng quang đi n. Nó gi i thích vìế ủ ặ ể ủ ệ ứ ệ ả  sao ti t di n hi u  ng quang đi n đ i v i các electron v  K luôn luôn l nế ệ ệ ứ ệ ố ớ ỏ ớ  

h n so v i ti t di n hi u  ng này đ i v i các electron   nh ng v  cao h n.ơ ớ ế ệ ệ ứ ố ớ ở ữ ỏ ơ  

Nó cũng gi i thích vì sao ti t di n h p th  quang đi n các tia ả ế ệ ấ ụ ệ γ tăng nhanh theo s  tăng nguyên t  s  c a ch t h p th ự ử ố ủ ấ ấ ụ

1.5.2. Hi u  ng Comptonệ ứ (5, 6)

Theo s  tăng năng lự ượng c a các tia gamma thì ti t di n c a hi uủ ế ệ ủ ệ  

ng quang đi n gi m và quá trình ch  y u làm suy gi m chùm l ng t

gamma tr  thành quá trình tán x  Compton. Hi u  ng Compton là hi u  ngở ạ ệ ứ ệ ứ  tán x  c a lạ ủ ượng t  gamma trên electron t  do. M t ph n năng lử ự ộ ầ ượng c aủ  

lượng t  gamma đử ược truy n cho electron gi t lùi. Trong vùng năng lề ậ ượng, 

n i ph n ch  y u c a h  s  suy gi m ơ ầ ủ ế ủ ệ ố ả µ được gây ra b i quá trình này, đóờ  

là vùng gi a 0,5 và 5MeV đ i v i chì và gi a 0,05 và 15MeV đ i vói nhôm,ữ ố ớ ữ ố  năng lượng c a b c x  t i tr  nên l n h n so v i năng lủ ứ ạ ớ ở ớ ơ ớ ượng liên k t c aế ủ  electron trong nguyên t  H  s  tán x  Compton ử ệ ố ạ σk t  l   ỷ ệv i nguyên t  s  ớ ử ốZ.

Nh  v y có th  mô t  tán x  c a lư ậ ể ả ạ ủ ượng t  ử γ  trên electron năng 

lượng đ  l nủ ớ  nh  m t quá trình va ch m c a hai h t. S  đó quá trình tánư ộ ạ ủ ạ ơ  

x  Compton đạ ược bi u di n trên hình 1.4. Lể ễ ượng t    t i v i năng lử γ ớ ớ ượ  nghv0 b  tán x  trên electron t i đi m A. Lị ạ ạ ể ượng t    b  tán x  v i năng lử γ ị ạ ớ ượ  ng

hv bay ra dưới góc tán x    so v i phạθ ớ ương chuy n đ ng ban đ u c a lể ộ ầ ủ ượ  ng

t  t i, còn electron gi t lùi thì bay ra dử ớ ậ ưới góc gi t lùi   và năng lậ φ ượng T. 

T  các đ nh lu t b o toàn năng lừ ị ậ ả ượng và xung lượng suy ra r ng, v i hvằ ớ 0 cho trước thì gi a các góc   và   có m i liên h  đ n tr , còn năng lữ θ φ ố ệ ơ ị ượ  ng

c a lủ ượng t  b  tán x  E’ử ị ạ γ= hv và năng lượng c a electron gi t lùi T thìủ ạ  hoàn toàn được xác đ nh b ng các đ i lị ằ ạ ượng  ,  , hvθ φ 0 đã cho. Ta có nh ngữ  

bi u th c ch  y u sau:ể ứ ủ ế

Đ i v i năng lố ớ ượng c a lủ ượng t    b  tán x :ử γ ị ạ

(1.11)

Đ i v i đ ng năng T c a ố ớ ộ ủ electron gi t lùiậ :

 (1.12)Còn hệ th c gi a các góc   và   thì đứ ữ φ θ ược xác đ nh b ngị ằ :

(1.13)Công th c ứ 1.13 ch  ra r ng đ i năng lỉ ằ ố ượng đ  l n c a lủ ớ ủ ượng t  t iử ớ  thì năng lượng c a lủ ượng t  b  tán x  gi m d n t  giá tr  c c đ i b ng hvử ị ạ ả ầ ừ ị ự ạ ằ 0 khi θ = 0 đ nế  giá tr  c c ti u khi ị ự ể θ = 180°:

 (1.14)Khi hv0 >> m0c2 thì năng lượng c a lủ ượng t  ử γ b  tán x  dị ạ ưới góc θ = 180° s  r t g n v i đ i lẽ ấ ầ ớ ạ ượng  m0c2 = 0,25MeV

Các electron gi tạ  lùi xu t hi n phân b  theo góc t  0 đ n 90ấ ệ ố ừ ế o. Khi 

lượng t  ử γ b  tán x  trên m t góc nh , năng lị ạ ộ ỏ ượng c a nó h u nh  khôngủ ầ ư  thay đ i cònổ  electron thì bay ra v i năng lớ ượng nh  dỏ ưới góc g n b ng 90°.ầ ằ  

N u lế ượng t  ử γ b  tán x  m t góc 180° thì electron bay ra theo hị ạ ộ ướng về phía trước v i đ ng năng c c đ i Tớ ộ ự ạ max= Emax:

(1.15)1.5.3. Hi u  ng tệ ứ ạo c pặ (5, 6)

Quá trình t o c p là quá trình, trong đó lạ ặ ượng t  ử γ năng lượng đ  l nủ ớ  

tương tác v i v t ch t làm xu t hi n m t c p electron ­ pôzitrôn v i năngớ ậ ấ ấ ệ ộ ặ ớ  

lượng T­ và T* tương  ng (hình 1.5). Nãng lứ ượng toàn ph n c a c p b ngầ ủ ặ ằ  năng lượng hv0 c a lủ ượng t  ử γ t i, còn đ ng năng Eớ ộ k c a nó thì b ng:ủ ằ

Ek = hv0 – 2m0c2  (1.16)Năng lượng c c ti u c a lự ể ủ ượng t    c n thi t đ  th c hi n quá trìnhử γ ầ ế ể ự ệ  

t o c p b ng 1,022 MeV.ạ ặ ằ

Hình 1. : Hi u  ng t o c pệ ứ ạ ặ

phân b  gi a các h t c a c p và h t th  ba. Ti t di n t o c p trong trố ữ ạ ủ ặ ạ ứ ế ệ ạ ặ ườ  ngCoulomb t  l  v i bình phỷ ệ ớ ương nguyên t  s  ử ố Z 2  c a v t ch t và tăng lênủ ậ ấ  theo s  tăng năng lự ượng c a các tia ủ γ. 

Hình 1.6 thì gi i thi u vùng năng lớ ệ ượng mà m t trong ba hi u  ngộ ệ ứ  quang đi n, Compton hay t o c p đóng vai trò quan tr ng, ph  thu c vàoệ ạ ặ ọ ụ ộ  

đi n tích ệ z c a ch t h p th ủ ấ ấ ụ

Hình 1. : Đ  quan tr ng tộ ọ ương đ i c a ba hi u  ng ph  thu c vào năngố ủ ệ ứ ụ ộ  

lượng và đi n tích z c a ch t h p th  ệ ủ ấ ấ ụ

CHƯƠNG 2: Đ I TỐ ƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN C UỨ

2.1. Đ i tố ượng và ph m vi nghiên c u ạ ứ

2.1.1. Đ i tố ượng nghiên c uứ

Đ i tố ượng nghiên c u là các ứ nhân phóng x  trong đ t, đá và su t li uạ ấ ấ ề  gamma   đ  cao 1 mét so v i m t đ t.ở ộ ớ ặ ấ

2.1.2. Ph m vi nghiên c u ạ ứ

Khu v c nghiên c u là nghiên c u đự ứ ứ ược th c hi n t i các huy n trênự ệ ạ ệ  

đ a bàn thành ph  Hà N i đị ố ộ ược m  r ng (bao g m t nh Hà Tây cũ, vàở ộ ồ ỉ  huy n Mê Linh c a t nh Vĩnh Phúc).ệ ủ ỉ

Ph m vi nghiên c u là ho t đ  c a các nhân phóng x  trong đ t vàạ ứ ạ ộ ủ ạ ấ  

su t li u gamma môi trấ ề ường

2.2. M c đích nghiên c uụ ứ

Nghiên   c u   vi c   s   d ng   ph   k   gamma   hi n   trứ ệ ử ụ ổ ế ệ ường   s   d ngử ụ  detector NaI(Tl) hình tr  kích thụ ước 3”Φ×3” đ  xác đ nh các nhân phóng xể ị ạ trong môi trường đ t t i th c đ a và đấ ạ ự ị ánh giá li u chi u đ i v i con ngề ế ố ớ ườ  i

do các nhân phóng x  gây ra và kh  năng  nh hạ ả ả ưởng c a chúng.ủ

2.3. Phương pháp nghiên c u ứ

Phương pháp nghiên c u là s  d ng ph  k  gamma hi n trứ ử ụ ổ ế ệ ường để 

trong phòng thí nghi m. Phệ ương pháp nghiên c u đứ ược th  hi n t ng quátể ệ ổ  trên hình 2.1.

Hình 2. : S  đ  phơ ồ ương pháp nghiên c uứ2.4. Phương pháp đo gamma hi n trệ ường

Hi n nay trên th  gi i đã phát tri n nhi u phệ ế ớ ể ề ương pháp đo gamma môi trường khác nhau, nh ng có hai phư ương pháp được dùng ph  bi n, thổ ế ứ 

nh t là phấ ương pháp di n tích đ nh đệ ỉ ược phát tri n b i Beck và các đ ngể ở ồ  nghi p thu c phòng thí nghi m đo môi trệ ộ ệ ường B  Năng lộ ượng Hoa Kỳ (EML), phương pháp th  hai là phứ ương pháp hàm G(E) được phát tri n b iể ở  Moriuchi và Miyanaga thu c Vi n Nghiên c u Năng lộ ệ ứ ượng Nguyên t  Nh tử ậ  

b n (JAERI).ả

2.4.1. Thi t b  s  d ngế ị ử ụ

a) H  ph  k  gamma hi n trệ ổ ế ệ ường

Trong nghiên c u này chúng tôi s  d ng ph  k  gamma hi n trứ ử ụ ổ ế ệ ườ  ng

v i detector nh p nháy NaI(Tl) hình tr  kích thớ ấ ụ ước 3”Φ×3”, đ  phân gi iộ ả  năng lượng 8%   đ nh 662 KeV c a ở ỉ ủ 137Cs đ  xác đ nh ho t đ  c a các đ ngể ị ạ ộ ủ ồ  

v  phóng x  t i 42 v  trí ngoài th c đ a. Ph  k  g m: B  phân tích đa kênhị ạ ạ ị ự ị ổ ế ồ ộ  xách tay DART c a hãng ORTEC và máy tính xách tay đã đủ ược cài đ tặ  

ph n m m ghi nh n ph  ORTEC MASTRO 32. ầ ề ậ ổ

Detetor được đ t trên giá đ  3 chân, đ u đo hặ ỡ ầ ướng xu ng dố ưới và cách m t đ t 1 m. Detector đặ ấ ược k t n i v i b  phân tích đa kênh DARTế ố ớ ộ  thông qua cáp n i dài 10 m (hình 2.2). M i phép đo đố ỗ ược ti n hành trongế  kho ng th i gian 30 phút. V  trí đo đả ờ ị ược ch n là bãi đ t b ng ph ng có bánọ ấ ằ ẳ  kính ít nh t là 10 m tính t  v  trí đ t detector và không b  che ch n b i cácấ ừ ị ặ ị ắ ở  công trình xây d ng ho c các tòa nhà, đ t  n đ nh không b  xáo tr nự ặ ấ ổ ị ị ộ (7, 8, 9). Các phép đo đ c th c hi n ít nh t 24 gi  sau m a đ  tránh s   nh h ngượ ự ệ ấ ờ ư ể ự ả ưở  

c a Radon và con cháu c a Radonủ ủ (11). Hình 2.3 th  hi n ph  gamma hi nể ệ ổ ệ  

trường tiêu bi u.ể

Hình 2. : H  ph  k  gamma hi n trệ ổ ế ệ ường

Hình 2. : Ph  gamma hi n trổ ệ ường

b) Thi t b  đo li u sách tay TCS­171ế ị ề

Máy đo li u sách tay TCS­171 (hình 2.4) do hãng ALOKA – Nh tề ậ  

B n s n xu t s  d ng đ u đo là detector nh p nháy NaI(Tl) hình tr  cóả ả ấ ử ụ ầ ấ ụ  kích thước 1”Φ×1”. Máy đo li u sách tay TCS­171 dùng cho đo su t li uề ấ ề  gamma v i kho ng đo t  m c phông môi trớ ả ừ ứ ường đ n 30  ế µGy/h ho c 30ặ  µSv/h v i sai s  ớ ố ± 15 %, năng lượng tia gamma t  50 KeV đ n 3 MeV. ừ ế

Hình 2. : Máy đo li u sách tay TCS­171ề2.4.2. Phương pháp hàm G(E)

Vi n Nghiên c u Năng lệ ứ ượng Nguyên t  Nh t b n (JAERI), s  d ngử ậ ả ử ụ  

phương pháp được g i là ‘phọ ương pháp hàm G(E)’ đánh giá chính xác su tấ  

Phương pháp hàm G(E) được phát tri n b i Moriuchi và Miyanagaể ở  năm 1966. Công th c chuy n đ i t  ph  thành li u đứ ể ổ ừ ổ ề ược bi u di n b ngể ệ ằ  

phương trình 2.1 dưới đây. 

 đây:

ở

D: su t li u, nGy/hấ ề

E: năng lượng tia gamma

Emin: năng lương th p nh t, 30­50 keVấ ấ

Emax: năng lượng cao nh t, 3 MeVấ

N(E): S  đ m, cpmố ế

G(E): h  s  chuy n đ i t  ph  thành li u.ệ ố ể ổ ừ ổ ề

Phương trình 2.1 cho su t li u do các tia gamma t  0 đ n 3 MeV.ấ ề ừ ế  

Phương pháp này được áp d ng cho b t k  m t detector nào mà đ  caoụ ấ ỳ ộ ộ  xung c a nó tủ ương  ng v i m t năng lứ ớ ộ ượng photon. 

 Trong trường h p c a ợ ủ detector nh p nháy NaI(Tl), ch  có hình d ngấ ỉ ạ  

và kích thước c a tinh th  và v  b c c a nó là y u t  quan tr ng cho ph nủ ể ỏ ọ ủ ế ố ọ ả  

ng c a nó và hàm G(E). Vì v y, m t hàm G(E) cho đ u dò NaI(Tl) đ c

tính toán, nó được áp d ng cho b t k  m t đ u dò NaI(Tl) cùng lo i. Hìnhụ ấ ỳ ộ ầ ạ  2.5 bên dưới th  hi n hàm G(E) cho ể ệ NaI(Tl) kích thước 3”Φ×3”(13, 14)

Hình 2. : Hàm G(E) c a detector NaI(Tl)ủ  kích thước 3”Φ×3”

Phương pháp này cũng được áp d ng cho các đ u dò HPGe. K t h pụ ầ ế ợ  

v i đ  phân gi i t t c a m t đ u dò HPGe, nó có th  cung c p nhi u thôngớ ộ ả ố ủ ộ ầ ể ấ ề  tin h u ích v  m t trữ ề ộ ường b c x  môi trứ ạ ường. Tuy nhiên, các ph n  ng tiêuả ứ