Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi trường khu vực nội thành phố hà nội môi trường và bảo vệ môi trường

Trong số các đặc điểm của điều kiện tự nhiên của Thủ đô Hà Nội, các đặcđiểm về vị trí địa lý, địa hình, hệ thống thủy văn và khí hậu đóng vai trò quan trọngtrong tác động qua lại và ảnh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Cán bộ hướng dẫn: PGS.TS NGUYỄN XUÂN CỰ

Hà Nội - 2012

2

Mục Lục

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1.Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thủ đô Hà Nội

1.1.1 Điều kiện tự nhiên

1.1.2 Kinh tế xã hội

1.2.Tổng quan về hàm lượng phóng xạ tự nhiên trong các đối tường môi trường

1.2.1 Các đơn vị đo liều bức xạ

1.2.2 Quan niệm chung về các số liệu địa hoá

1.2.3 Các số liệu ghi đo về hàm lượng

1.2.4 Phóng xạ môi trường và các vấn đề liên quan đến sức khỏe con người

1.2.5 Các vấn đề chung về quản lý an toàn bức xạ do ô nhiễm phóng xạ

1.2.6 Các nguồn chiếu xạ tự nhiên, khái niệm NORM

1.2.7.Các nguồn chiếu xạ nhân tạo

1.3.Hệ thông tin địa lý (GIS) và ứng dụng trong nghiên cứu môi trường

1.3.1.Định nghĩa

1.3.2 Chức năng của GIS

1.3.3 Các thành phần của GIS

1.3.4 Các phép nội suy trong GIS

1.3.5 Một số ứng dụng của GIS

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1.Đối tượng nghiên cứu

2.2.Phạm vi nghiên cứu

2.3.Phương pháp nghiên cứu

CHƯƠNG 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1.Các kết quả thu được về phông phóng xạ môi trường Hà Nội và biện luận so sánh với phông phóng xạ chung của thế giới và khu vực

3.1.1.Kết quả tổng alpha và beta trong mẫu nước giếng Hà Nội

3.1.2 Kết quả hoạt độ phóng xạ phát gamma của chuỗi Uran, Thôri, Kali và

phóng xạ nhân tạo cs-137 trong mẫu đất Hà Nội 60

3.1.3 Kết quả hàm lƣợng Rn-222 trong không khí ngoài trời Hà Nội 75

3.1.4 Kết quả hàm lƣợng Radon trong nhà ở Hà Nội 78

3.1.5 Kết quả ghi đo suất liều hấp thụ trong không khí khu vực Hà Nội 80

KẾT LUẬN 90

4

MỞ ĐẦU

Môi trường trên toàn cầu nói chung và ở Việt Nam, cũng như Hà Nội nóiriêng đang bị tác động mạnh bởi hoạt động của con người Chất lượng môi trườngngày càng biến đổi làm ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống con người Môi trường

bị tác động hiện nay ở nước ta nói chung và ở Hà Nội nói riêng đang là vấn đềkhông chỉ nhà nước mà cả xã hội quan tâm

Một trong những yếu tố nguy hại của môi trường đến sức khoẻ cộng đồng phải

kể đến các nhân tố phóng xạ bao gồm phóng xạ tự nhiên, phóng xạ nhân tạo và cácứng dụng của nó trong nền kinh tế quốc dân

Các chất phóng xạ gây tác động xấu đến môi trường và sức khoẻ cộng đồngkhông phải một thế hệ mà còn ảnh hưởng đến nhiều thế hệ khác nên vấn đề bảo vệmôi trường nói chung và phóng xạ nói riêng là rất hệ trọng

Do chính sách mở cửa của nhà nước nói chung và của Hà Nội nói riêng nêntrong những năm gần đây tốc độ phát triển kinh tế rất mạnh, số lượng các khu côngnghiệp lớn, nhỏ, các cơ sở sử dụng bức xạ, các khu khai thác quặng các loại, chếbiến sản phẩm, các làng nghề và kể các khu thu gom phế thải tăng lên nhanh chóng.Tình trạng phát triển ồ ạt lại không đồng bộ thiếu qui hoạch, qui trình công nghệ lại

có phần lạc hậu và có cả thủ công tự phát là nguyên nhân gây tác động xấu đến môitrường Do phát triển thiếu qui hoạch, thiếu đồng bộ nên việc quản lý về mặt môitrường cũng gặp khó khăn, nhất là khâu quản lý nguyên, vật liệu, vật tư đầu vàocủa khu sản xuất chế biến và thu gom phế liệu, phế thải như các khu chế biến quặngsản phẩm vật liệu chịu lửa, gốm xứ mà phần nguyên, vật liệu của nó có thể chứa cácnguyên tố phóng xạ cao hơn các nguyên, vật liệu khác

Theo kết quả khảo sát cho thấy chính sự tồn tại và hoạt động của các loại hìnhnói trên có thể là một trong những khâu nguyên nhân gây tác động ô nhiễm môitrường trên địa bàn, bởi vậy nếu không quản lý tốt tới các hoạt động của các cơ sởnói trên và có kế hoạch phòng chống ô nhiễm về mặt phóng xạ, những khu vực có

nguy cơ gây tác động ô nhiễm cao, nguy cơ gây tác động ô nhiễm môi trường và táchại sức khoẻ cộng đồng lầ điều có thể xảy ra và ảnh hưởng đến sự phát triển bềnvững của nền kinh tế.

Bức xạ ion hoá nói chung cũng như các chất phóng xạ có rất nhiều ứng dụngtrong đời sống và nền kinh tế Tuy nhiên bức xạ ion hoá nói chung cũng như cácchất phóng xạ lại có ảnh hưởng không tốt đến sức khoẻ con người, vì vậy để pháthuy những mặt có lợi, hạn chế những tác động có hại tới con người và môi trườngsống cần có những nghiên cứu đánh giá nghiêm túc về mức phông phóng xạ trêntừng địa bàn cụ thể, lập ra bản đồ mức phông phóng xạ trên địa bàn, theo dõi nhữngkhuynh hướng thay đổi nếu có theo thời gian do tác động của tự nhiên và xã hộitrong quá trình vận động phát triển

Trên địa bàn thủ đô Hà Nội những nghiên cứu đánh giá về lĩnh vực này trongnhững năm qua đã bắt đầu thực hiện như ở quy mô còn hạn chế, chưa xây dựngđược bản đồ mức phông phóng xạ vì vậy chúng tôi tiến hành đề tài:

“Nghiên cứu ứng dụng GIS xây dựng bản đồ phông phóng xạ môi

trường khu vực nội thành Hà Nội ”

Nhằm bước đầu cung cấp các dữ liệu để các nhà quản lý nắm được hiệntrạng phóng xạ ở Hà nội cũ để đưa ra các chính sách quy hoạch, quản lý phù hợp

6

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội của thủ đô Hà Nội

Đặc điểm điều kiện tự nhiên của Thủ đô không có nhiều thay đổi trong giaiđoạn 2006 – 2010, tuy nhiên, tính từ thời điểm 1/08/2008, khi Thủ đô Hà Nội được

mở rộng bao gồm toàn bộ tỉnh Hà Tây (cũ), một phần các tỉnh Hòa Bình và VĩnhPhúc thì đặc điểm điều kiện tự nhiên của Thủ đô Hà Nội trở nên phong phú và đặcsắc hơn với nhiều vùng cảnh quan khác nhau

Trong số các đặc điểm của điều kiện tự nhiên của Thủ đô Hà Nội, các đặcđiểm về vị trí địa lý, địa hình, hệ thống thủy văn và khí hậu đóng vai trò quan trọngtrong tác động qua lại và ảnh hưởng tới môi trường của Thủ đô

1.1.1 Điều kiện tự nhiên.

Vị trí địa lý

Hà Nội có vị trí từ 20°53' đến 21°23' độ vĩ Bắc và 105°44' đến 106°02' độkinh Đông, trong vùng tam giác châu thổ sông Hồng, đất đai mầu mỡ, trù phú đượcche chắn ở phía Bắc - Đông Bắc bởi dải núi Tam Đảo và ở phía Tây - Tây Nam bởidãy núi Ba Vì - Tản Viên

Hà Nội tiếp giáp với các tỉnh Thái Nguyên, Vĩnh Phúc ở phía Bắc; Hà Nam,Hòa Bình phía Nam; Bắc Giang, Bắc Ninh và Hưng Yên phía Đông; Hòa Bìnhcùng Phú Thọ phía Tây Sau khi mở rộng địa giới hành chính vào tháng 8 năm 2008,Thủ đô Hà Nội có diện tích 3.324,92 km², nằm ở cả hai bên bờ sông Hồng, nhưngtập trung chủ yếu bên hữu ngạn

được đắp bồi do các dòng sông với các bãi bồi hiện đại và các bãi bồi cao nằm ởhữu ngạn sông Đà, hai bên sông Hồng và chi lưu các con sông khác, còn các vùngtrũng với các hồ đầm.

Phần diện tích đồi núi phần lớn thuộc các huyện Sóc Sơn, Ba Vì, Quốc Oai,

Mỹ Đức, với các đỉnh như Ba Vì cao 1.281 m, Gia Dê 707 m, Chân Chim 462 m,Thanh Lanh 427 m, Thiên Trù 378 m Nếu không kể hai dãy Ba Vì, Hương Sơn vàquần thể núi Sài thì khu vực ngoại thành có dãy Sóc Sơn thuộc hệ thống mạch núiTam Đảo chạy xuống gồm nhiều ngọn nằm trên hai huyện Mê Linh và Sóc Sơn

Khu vực nội thành có một số gò đồi thấp nhưng cao không quá 20 mét như

gò Đống Đa, núi Sưa, núi Khán, núi Nùng,

Địa hình Hà Nội đã được phản ánh rõ nét qua các dòng chảy tự nhiên củacác dòng sông chính chảy qua Hà Nội như sông Cầu, sông Cà Lồ, sông Đuống,sông Hồng, sông Nhuệ sẽ được phân tích dưới đây

c Hệ thống thủy văn

Sông Hồng là con sông chính của Thủ đô Hà Nội, bắt đầu chảy vào Hà Nội ở

xã Phong Vân, huyện Ba Vì và ra khỏi Thủ đô ở khu vực xã Quang Lãng, huyệnPhú Xuyên tiếp giáp Hưng Yên Đoạn sông Hồng chảy qua Hà Nội dài 163 km,chiếm khoảng một phần ba chiều dài của con sông này trên đất Việt Nam (khoảng

556 km sông Hồng chảy qua Việt Nam trên tổng chiều dài 1.160 km của sôngHồng)

Bên cạnh các con sông lớn, các sông nhỏ chảy trong khu vực nội thành nhưsông Nhuệ, sông Tô Lịch, sông Kim Ngưu, sông Lừ, sông Sét Hiện nay, các consông này được xem như những đường tiêu thoát nước thải của Hà Nội:

Ngoài hệ thống các con sông, Hà Nội cũng là một Thủ đô đặc biệt nhiều đầm

hồ, dấu vết còn lại của các dòng sông cổ Trong khu vực nội thành, Hồ Gươm nằm

ở trung tâm lịch sử của Thủ đô, giữ một vị trí đặc biệt đối với Hà Nội; Hồ Tây códiện tích lớn nhất, khoảng 500 ha, đóng vai trò quan trọng trong khung cảnh đô thị.Trong khu vực nội ô có thể kể tới những hồ nổi tiếng khác như Trúc Bạch, ThiềnQuang, Thủ Lệ Ngoài ra, còn nhiều đầm hồ lớn nằm trên địa phận Hà Nội như

Kim Liên, Liên Đàm, Ngải Sơn - Đồng Mô, Suối Hai, Mèo Gù, Xuân Khanh, Tuy

Lai, Quan Sơn,

d Khí hậu

Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho vùng Bắc Bộ với đặc điểm của khí hậu nhiệt

đới gió mùa ẩm, mùa hè nóng, mƣa nhiều và mùa đông lạnh, ít mƣa Thuộc vùng

nhiệt đới, Hà Nội quanh nǎm tiếp nhận lƣợng bức xạ mặt trời rất dồi dào và có nhiệt

độ cao Do tác động của biển, Hà Nội có độ ẩm và lƣợng mƣa khá lớn, trung bình

114 ngày mƣa một năm Một đặc điểm rõ nét của khí hậu Hà Nội là sự thay đổi và

khác biệt của hai mùa nóng, lạnh Mùa nóng kéo dài từ tháng 5 tới tháng 9, kèm

theo mƣa nhiều, nhiệt độ trung bình 28,1 °C Từ tháng 11 tới tháng 3 năm sau là khí

hậu của mùa đông với nhiệt độ trung bình 18,6 °C Cùng với hai thời kỳ chuyển tiếp

vào tháng 4 và tháng 10 đã tạo ra đặc điểm khí hậu đặc trƣng của Thủ đô Hà Nội

với 4 mùa: Xuân, Hạ, Thu và Đông

Bảng 1 Một số chỉ tiêu khí hậu thành phố Hà nội.

10

Bên cạnh đó, khí hậu Hà Nội cũng ghi nhận những biến đổi bất thường Vàođầu năm 2008, miền Bắc nói chung và Hà Nội nói riêng đã hứng chịu một đợt rét kỷlục lên đến 38 ngày liên tục (vượt xa kỷ lục về thời gian rét được ghi nhận vào cácnăm 1968, 1989) với nhiệt độ trung bình ngày đạt thấp nhất vào ngày 31/01/2008chỉ hơn 7 độ C, trong khi kỷ lục ghi nhận trước đó là hơn 8 độ C Đầu tháng 11 năm

2008, một trận mưa kỷ lục đổ xuống các tỉnh miền Bắc và miền Trung đã gây thiệthại cho Thủ đô hoảng 3.000 tỷ đồng,

đô Hà Nội đứng thứ hai về dân số và đứng đầu cả nước về diện tích, là một trong 17Thủ đô có diện tích lớn nhất thế giới

Biểu đồ 1 Dân số thành thị, nông thôn của Thủ đô qua các năm

7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0

11

Mật độ dân số Hà Nội hiện nay cũng như trước khi mở rộng địa giới hành

chính là không đồng đều giữa các quận nội và ngoại thành Trên toàn Thủ đô, mật

độ dân cư trung bình 1.940 người/km2 nhưng tại quận Đống Đa, mật độ lên tới

34.886 người/km2 Trong khi đó, ở những huyện ngoại thành như Sóc Sơn, Ba Vì,

Mỹ Đức, mật độ không tới 1.000 người/km2

Mặc dù diện tích Thủ đô được mở rộng kể từ sau ngày 1/8/2008 nhưng mật

độ dân số sinh sống tại Thủ đô rất cao (ở khu vực nội thành và mật độ trung bình

cao hơn gần 7,5 lần mật độ trung bình cả nước Mật độ dân số của Thủ đô Hà Nội

được nhận định là cao hơn một số Thủ đô trong khu vực và trên Thế giới

Biểu đồ 2 Dân số và mật độ dân số các Quận, huyện của Thủ đô

Giai đoạn 2011 - 2015, căn cứ một số chỉ tiêu tổng hợp phát triển KT-XH

Thủ đô Hà Nội thời kỳ 2011 – 2015, dân số trung bình Thủ đô Hà Nội dự kiến đạt

7,2 – 7,4 triệu dân với tốc độ gia tăng dân số tự nhiên bình quân năm là 1,1% b.Phát

triển kinh tế - xã hội

Hà Nội là một trong những địa phương nhận được đầu tư trực tiếp từ nước

ngoài nhiều nhất, với 1.681,2 triệu USD và 290 dự án Thủ đô cũng là địa điểm của

1.600 văn phòng đại diện nước ngoài, 14 KCN cùng 1,6 vạn cơ sở sản xuất công

12

nghiệp Bên cạnh những công ty Nhà nước, các doanh nghiệp tư nhân cũng đóng

vai trò quan trọng trong nền kinh tế Hà Nội Ngoài ra, 15.500 hộ sản xuất công

nghiệp cũng thu hút gần 500.000 lao động Tổng cộng, các doanh nghiệp tư nhân đã

đóng góp 22% tổng đầu tư xã hội, hơn 20% GDP, 22% ngân sách Thủ đô và 10%

kim ngạch xuất khẩu của Hà Nội

Bảng 2 Định hướng cấu kinh tế Thủ đô Hà Nội đến năm 2010

và chỉ tiêu thực tế đạt được

Các ngành kinh tế

Công nghiệp

Nông nghiệp

Nguồn: Chiến lược phát triển KT-XH thủ đô Hà Nội thời kỳ 2001 – 2010; Niên giám thống kê,2010

Theo số liệu năm 2010, GDP của Hà Nội chiếm 12,73% của cả quốc gia và

khoảng 41% so với toàn vùng Đồng bằng sông Hồng Tổng sản phẩm nội địa (GDP)

tăng 11% so năm 2009, trong đó ngành công nghiệp mở rộng tăng 11,6% (đóng góp

5% vào mức tăng chung), các ngành dịch vụ tăng 11,1% (đóng góp 5,6% vào mức

tăng chung), ngành nông, lâm, thủy sản tăng 7,2% (đóng góp 0,5% vào mức tăng

chung)

Sau khi mở rộng địa giới hành chính, với hơn 6 triệu dân, Hà Nội có 3,2 triệu

người đang trong độ tuổi lao động Mặc dù vậy, Thủ đô vẫn thiếu lao động có trình

độ chuyên môn cao Cơ cấu và chất lượng nguồn lao động chưa dịch chuyển theo

yêu cầu cơ cấu ngành kinh tế Chất lượng quy hoạch phát triển các ngành kinh tế ở

Hà Nội không cao và Thủ đô cũng chưa huy động tốt tiềm năng kinh tế trong dân

cư

c.Công nghiệp và xây dựng

Công nghiệp và xây dựng đóng góp đến 41,8% vào cơ cấu của nền kinh tế

Hà Nội và chỉ đóng góp khoảng 5% trong mức tăng GDP chung của toàn Thủ đô

Tổng giá trị sản xuất ngành công nghiệp trong năm 2009 đạt trên 90.600 tỷ đồng,

trong đó, công nghiệp nhà nước chiếm 23,3%, công nghiệp ngoài nhà nước chiếm32,4% và khu vực có vốn đầu tư nước ngoài chiếm đến 44,3%.

Với thế mạnh của mình, công nghiệp chế biến chiếm đến 95,3% trong ngànhcông nghiệp, công nghiệp khai thác và sản xuất, phân phối điện nước chỉ chiếm4,7% còn lại

d.Nông - lâm nghiệp và thủy sản

Phát triển nông lâm nghiệp và

thủy sản hiện chỉ chiếm 5,8% trong cơ

cấu của nền kinh tế Hà Nội và chỉ

đóng góp 0,5% trong mức tăng GDP

chung của toàn Thủ đô Tính trong cơ

cấu tổng giá trị sản xuất nông, lâm,

thủy sản, giá trị sản xuất ngành nông

nghiệp chiếm đến 94,8% giá trị, tiếp

theo là thủy sản chiếm 4,7% giá trị và

lâm nghiệp chỉ chiếm 0,5% giá trị

(Nguồn: Tình hình kinh tế xã hội Hà

Nội năm 2010).

Nếu chỉ tính trong cơ cấu giá trị sản

xuất nông nghiệp, hai lĩnh vực trồng

trọt và chăn nuôi cũng chiếm phần lớn

(lên đến 97,5%) trong khi ngành dịch

vụ chỉ chiếm 2,5% (biểu đồ)

Năm 2010, tổng diện tích gieo trồng cây hàng năm toàn Thủ đô là 317.576

ha, tăng 12,8%; vụ Đông Xuân trồng được 193.752 ha, tăng 24%; vụ Mùa toàn Thủ

đô trồng được 123.823 ha, giảm 1,2% Theo kết quả sơ bộ, sản lượng lương thực

cả năm toàn Thủ đô thu được 1.239,6 nghìn tấn, tăng 0,84% so với năm 2009

Nông nghiệp được xác định không phải là nguồn gây ô nhiễm chính đối vớimôi trường Thủ đô, tuy nhiên, tuy nhiên, với tổng lượng gia súc, gia cầm chăn nuôi

14

lên đến gần 20 triệu con thì chất thải, nước thải từ quá trình chăn nuôi, giết mổ nếukhông có biện pháp quản lý sẽ là nguồn gay ô nhiễm môi trường rất lớn khi cácchất thải, nước thải này được thải trực tiếp ra các nguồn nước mặt, nước ngầm vàngười dân trồng trọt lại sử dụng chính nguồn nước này để tưới tiêu cho cây trồng.

e Du lịch và dịch vụ

So với các tỉnh, thành phố khác

của Việt Nam, Thủ đô Hà Nội là một

thành phố có tiềm năng để phát triển du

lịch

Ngành du lịch và dịch vụ đóng

góp phần lớn trong cơ cấu phát triển của

kinh tế Thủ đô (lên đến 52,4%) và đóng

góp 5,6% vào mức tăng chung của Thủ

đô Hà Nội Tổng mức bán ra của ngành

lên đến trên 543.700 tỷ đồng với sự

đóng góp của các ngành thương nghiệp,

khách sạn – nhà hàng, du lịch và dịch

vụ

Biểu đồ 4 Cơ cấu ngành thương mại Thủ

đô chia theo ngành hoạt động năm 2009

Du lịch lữ hành 0,32%

Khách

sạn –

Nhà hàng 3,06%

Mặc dù vậy, các thống kê cho thấy Hà Nội không phải là một Thủ đô du lịchhấp dẫn Với nhiều du khách quốc tế, Thủ đô chỉ là điểm chuyển tiếp trên hành trìnhkhám phá Việt Nam của họ Năm 2007, Hà Nội đón 1,1 triệu lượt khách du lịchngoại quốc, gần bằng một nửa lượng khách của Thành phố Hồ Chí Minh Năm

2008, trong 9 triệu lượt khách của Thủ đô, chỉ có 1,3 triệu lượt khách nước ngoài.Tính riêng cho tháng 12/2010, khách quốc tế đến Hà Nội khoảng 121.000 lượtkhách, giảm 20,2% so tháng trước và tăng 41,3% so cùng kỳ năm trước; khách nộiđịa đến Hà Nội khoảng 620.000 lượt khách, tăng 4% và tăng 11,6% Tính cho cảnăm 2010, khách quốc tế đến Hà Nội là 1,2 triệu lượt khách, tăng 20,5% so cùngkỳ; khách nội địa là 7,4 triệu lượt khách, tăng 10%

15

Ngành du lịch và dịch vụ phát triển với hệ thống các nhà hàng, khách sạn và

cơ cở lưu trú không ngừng được mở rộng, khối lượng hàng hóa vận chuyển tăngđều theo các năm, đã góp phần không nhỏ trong thúc đẩy sự phát triển của Thủ đôtheo hướng công nghiệp hóa, hiện đại hóa Tuy vậy, một vấn đề đặt ra đối với môitrường Hà Nội trong thời gian gần đây là việc thực thi các chính sách nhằm đảmbảo chất lượng môi trường đối với ngành dịch vụ và du lịch khi phần lớn các nhàhàng, khách sạn đều không có hệ thống xử lý nước thải, chưa có hệ thống thu gomchất thải Mặc dù lưu lượng thải tương đối nhỏ nhưng số nguồn thải nhiều, thảilượng các chất gây ô nhiễm lớn, nên các nguồn gây ô nhiễm môi trường này khiđược các cơ sở xả thải trực tiếp ra hệ thống thoát nước thải tập trung của Thủ đô, ramôi trường tiếp nhận sẽ gây sức ép, là nguồn gây ô nhiễm môi trường nếu khôngkịp thời quan tâm, quản lý

1.2 Tổng quan về hàm lượng phóng xạ tự nhiên trong các đối tường môi

trường

1.2.1 Các đơn vị đo liều bức xạ

1.2.1.1 Hoạt độ phóng xạ

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 mộtlượng chất phóng xạ có N hạt nhân phóng xạ, thì hoạt độ phóng xạ của nó đượctính theo công thức sau

(t )

hay A =  NTrong đó: A là hoạt độ phóng xạ,  là hằng số phân rã phóng xạ,

N là số hạt nhân phóng xạ hiện có

Đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là Becquerel, viết tắt là Bq Một Becquerel tương ứng với một phân rã trong 1 giây Trước kia, đơn vị đo hoạt độ phóng xạ là

16

Curie, viết tắt là Ci Curie là hoạt độ phóng xạ của 1 gam226Ra, tương ứng với3,7.1010 phân rã trong một giây.

Theo định nghĩa, Becquerel và Curie có mối liên hệ như sau:

1Ci = 3,7.1010Bq

1.2.1.2 Liều chiếu và suất liều chiếu

a Liều chiếu

Liều chiếu chỉ áp dụng cho bức xạ gamma hoặc tia X, còn môi trường chiếu

xạ là không khí Liều chiếu ký hiệu là X, được xác định theo công thức

dm

Trong đó: dm là khối lượng không khí tại đó chùm tia X hoặc chùm bức xạgamma bị hấp thụ hoàn toàn, kết quả tạo ra trên dm tổng các điện tích cùng dấu làdQ

Trong hệ đo SI, đơn vị đo liều chiếu là Coulomb trên kilôgam, viết tắt làC/kg Coulomb trên kilôgam được định nghĩa như sau:

"1 C/kg là liều bức xạ gamma hoặc tia X khi bị dừng lại toàn bộ trong1kilôgam không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ra trong đó 1 Coulomb ion cùngdấu"

Ngoài đơn vị C/kg, trong kỹ thuật người ta còn dùng đơn vị đo liều chiếu làRơnghen, viết tắt là R Theo định nghĩa Rơnghen là một lượng bức xạ gamma hoặctia X khi bị dừng lại toàn bộ trong 1kg không khí ở điều kiện tiêu chuẩn sẽ tạo ratrong đó tổng điện tích của các ion cùng dấu là 2,58.10-4C

Theo định nghĩa có thể chuyển đổi từ Coulomb/ kilôgam sang Rơnghen theo

tỷ lệ như sau:

1R = 2,58.10-4 C/kg

b Suất liều chiếu

Suất liều chiếu chính là liều chiếu trong một đơn vị thời gian Suất liều chiếu,

Trong hệ SI, đơn vị đo suất liều chiếu là C/kg.s Tuy nhiên trong thực nghiệmđơn vị đo suất liều chiếu thường dùng là Rơnghen/giờ Rơnghen/giờ được ký hiệu

la R/h, thông thường suất liều chiếu thường dùng nhiều hơn cả là

là không khí Còn liều hấp thụ và liều tương đương sẽ áp dụng cho các loại bức xạion hóa khác nhau và môi trường được chiếu xạ khác nhau

Liều hấp thụ ký hiệu là D, được định nghĩa là thương số dm dE , trong đó dE

là năng lượng trung bình mà bức xạ ion hóa truyền cho vật chất môi trường có khốilượng là dm

Trong hệ SI, đơn vị đo liều hấp thụ là June/kilôgam, viết tắt là J/kg

1 J/kg là lượng bức xạ chiếu vào môi trường chiếu xạ sao cho chúng truyền cho 1kg môi trường vật chất đó một năng lượng là 1J

Trong thực tế, ngoài đơn vị đo liều hấp thụ là J/kg, người ta còn dùng đơn vị

là Gray viết tắt là Gy và Rad để đo liều hấp thụ Rad được viết tắt từ: “Radiationabsorbed dose” Chuyển đổi từ J/kg sang Rad hoặc Gray và ngược lại theo tỷ lệ sau[8,10]:

và liều chiếu có mối liên hệ nhau theo công thức sau:

D = f.X

18

Trong đó D là liều hấp thụ, X là liều chiếu còn f là hệ số tỷ lệ.

Hệ số tỷ lệ f thực chất là hệ số chuyển đổi từ liều chiếu sang liều hấp thụ Giá trịcủa f tùy thuộc vào môi trường chiếu xạ và đơn vị đo liều hấp thụ và liều chiếu tương

ứng Đối với không khí, hệ số tỷ lệ f = 0,869 rad

R còn trong cơ thể con người

Trong đó D là liều hấp thụ trong thời gian t

Đơn vị đo suất liều hấp thụ là Gy/s hay rad/s

1.2.1.4 Liều tương đương và suất liều tương đương

a Liều tương đương

Đối với sinh vật và cơ thể sống, dưới tác dụng của bức xạ hạt nhân có thểdẫn đến hiện tượng làm biến đổi hoặc gây tổn thương nào đó cho đối tượng đượcchiếu xạ Người ta gọi hiện tượng trên là hiệu ứng sinh học Với liều hấp thụ D chotrước, hiệu ứng sinh học còn phụ thuộc vào loại bức xạ được sử dụng, điều kiệnchiếu xạ, khoảng thời gian chiếu xạ Đối với một sinh vật cho trước, để gây ra mộttổn thưong xác định, trong các lần chiếu khác nhau thì cần một liều hấp thụ khácnhau Khi đánh giá ảnh hưởng của bức xạ đến hiệu ứng sinh học, thay cho liều hấpthụ ta dùng liều tương đương, ký hiệu là H

Với một loại bức xạ và môi trường sống xác định, liều tương đương tỷ lệ vớiliều hấp thụ Liều tương đương và liều hấp thụ liên hệ với nhau theo công thức sau

Trong đó: D là liều hấp thụ tính bằng rad còn H là liều tương đương tínhbằng rem; Q là hệ số phẩm chất của bức xạ còn N là hệ số tính đến các yếu tố khácnhau như sự phân bố của liều chiếu

Hệ số phẩm chất Q dùng trong an toàn bức xạ đánh giá ảnh hưởng của cácloại bức xạ lên đối tượng sinh học, cho biết mức độ nguy hiểm của từng loại bức xạđối với cơ thể sống Hệ số phẩm chất Q cho biết sự phụ thuộc của quá trình truyềnnăng lượng tuyến tính của bức xạ trong vật chất Ủy ban An toàn Phóng xạ Quốc tế(International Commission on Radiological Protection - ICRP) đã khuyến cáo hệ sốphẩm chất đối với các bức xạ thông thường ứng với năng lượng khác nhau Giá trị

hệ số phẩm chất do ICRP khuyến cáo được cho trong Bảng 3

Bảng 3 Giá trị của hệ số phẩm chất đối với các loại bức xạ Loại bức xạ và năng lượng

Bức xạ gamma và tia X với mọi năng lượng

Electrôn với mọi năng lượng

Nơtrôn năng lượng nhỏ hơn 10keV

Nơtrôn năng lượng từ 10keV đến 100keV

Nơtrôn năng lượng từ 100keV đến 2MeV

Nơtrôn năng lượng từ 2 MeV đến 20MeV

Nơtrôn năng lượng lớn hơn 20MeV

Proton năng lượng nhỏ hơn 2 MeV

Proton năng lượng lớn hơn 2 MeV

Hạt alpha và hạt nặng, mảnh phân chia

Trong hệ SI, đơn vị đo liều tương đương là Sievert, kí hiệu là Sv Đối với bức

xạ gamma, tia X và electron nếu liều tương đương là 1Sv Từ công thức 1.5 nếu

D đo bằng rad, thì H đo bằng rem, còn nếu liều hấp thụ đo bằng Gy thì liều tươngđương được tính ra rem Vì 1Gy = 100Rad, nên theo biểu thức (1.5) suy ra 1Sv =

b Suất liều tương đương

Suất liều tương đương chính là liều tương đương trong một đơn vị thời gian



Suất liều tương đương ký hiệu H được xác định theo công thức:

*

H

Trong đó t là thời gian, H là liều tương đương mà cơ thể sống nhận được

trong thời gian t Đơn vị đo suất liều tương đương là Sv/s hoặc Sv/h

Với suất liều chiếu gamma cho trước, liều hiệu dụng tương đương tỷ lệ

thuận với thời gian chiếu Giữa liều hiệu dụng tương đương và suất liều chiếu liên

hệ với nhau theo công thức sau [8]:

*

H = f.Q.N X t (1.8)Trong đó f là hệ số tỷ lệ tùy thuộc vào môi trường, với không khí f = 0,869;

Q là hệ số phẩm chất; N là hệ số tính đến điều kiện chiếu và độ đồng đều khi

*

chiếu, t là thời gian chiếu; X là suất liều chiếu; H là liều hiệu dụng tương đương

1.2.1.5 Liều giới hạn

Khi tiếp xúc với chất phóng xạ hoặc các nguồn phóng xạ và các bức xạ ion

hóa, nhân viên công tác bị chiếu xạ nhận được một liều hấp thụ nào đó Tùy thuộc

vào liều hấp thụ mà nhân viên nhận được, bức xạ hạt nhân xẽ ảnh hưởng khác nhau

đến họ Để đảm bảo sức khỏe cho nhân viên làm việc với chất phóng xạ cần phải

giảm ảnh hưởng của các bức xạ đến nhân viên Về mặt an toàn bức xạ hạt nhân, cần

phải đưa ra những quy định cụ thể về liều hấp thụ cho phép mà người nhân viên

còn có thể làm việc trực tiếp với nguồn phóng xạ hay bức xạ ion hóa

Liều giới hạn được hiểu là giá trị lớn nhất của liều hấp thụ tích lũy trong một

năm mà người làm việc trực tiếp với bức xạ hạt nhân có thể chịu được, sao cho nếu

bị chịu một liều hấp thụ tích lũy liên tục như vậy trong nhiều năm liên tục vẫn

không ảnh hưởng đến sức khỏe của bản thân Liều hấp thụ cho phép còn phụ thuộc

vào độ tuổi theo quy định chung về luật lao động, người có độ tuổi từ 18 tuổi trở

nên mới được làm việc trong cơ sở sử dụng bức xạ hạt nhân ICRP đã khuyến cáo

công thức tính liều hấp thụ tích lũy cho phép trong một năm đối với nhân viên,

chuyên viên làm việc trực tiếp với nguồn phóng xạ trong một năm như sau

D = 50(N – 18) mSv hay D = 5(N – 18) rem

Trong đó: N là độ tuổi của nhân viên chuyên nghiệp N  19, D là liều hấp thụtích lũy trong một năm Tính trung bình, liều tích lũy cho phép là D = 50 mSv/năm.Đối với các đối tượng khác liều hấp thụ cho phép giảm 10 lần Giá trị liều hấp thụtích lũy toàn thân cho phép D được các cơ quan ICRP khuyến cáo tại các thời điểmkhác nhau, được cho ở bảng 3

Bảng 4 Giới hạn liều hấp thụ tích lũy cho phép những người làm việc với bức

xạ tại thời điểm khác nhau 3.

Theo Pháp lệnh An toàn và Kiểm soát Bức xạ hạt nhân Việt Nam, liều hấpthụ tường đương cho toàn thân đối với nhân viên làm việc với nguồn phóng xạ vàbức xạ hạt nhân là 20mSv trong một năm Trong 5 năm có một năm liều hấp thụtrên toàn thân có thể lên tới 50mSv Tuy nhiên tổng liều trong 5 năm liên tục khôngvượt quá 100mSv Quy định này phù hợp với quy định của Ủy ban An toàn Bức xạQuốc tế Tuy nhiên các cơ quan trong cơ thể người có mức nhạy cảm khác nhau đốivới bức xạ hạt nhân, nên có giới hạn cho phép tối đa đối với một số bộ phận có giátrị khác nhau

1.2.2 Quan niệm chung về các số liệu địa hoá

Lớp đất bề mặt của vỏ trái đất nói chung là đồng nhất và có sự thay đổi phụthuộc vào vị trí địa lý, địa hình, tính chất địa chất và khí hậu Sự biến đổi của lớpđất bề mặt sẽ dẫn tới sự thay đổi về hàm lượng các nguyên tố, sự phân bố cũng nhưdòng vận chuyển vật chất

Tuy nhiên, trong quá trình khai thác và tổng hợp các số liệu về hàm lượngcác nguyên tố cũng như dòng vận chuyển vật chất của các quốc gia và các tổ chứcquốc tế công bố , ta gặp một số khó khăn như sau:

Các số liệu từ các quốc gia đại diện có sự biến thiên rất mạnh, giá trị trungbình và mật độ lấy mẫu cũng khác nhau Trong một số vùng thì mật độ lấy mẫu quáthưa trong khi đó ở một số vùng có diện tích nhỏ thì mật độ lấy mẫu lại quá dày nên

22

về mặt thống kê thì bộ số liệu này không đại diện cho các thông tin chung về mặtđịa hoá theo sự biến đổi địa hoá của các quốc gia khác nhau và như vậy là khôngthể xử lý được.

Các số liệu từ các quốc gia khác nhau lại dựa trên các phương pháp phântích cũng như quy trình lấy mẫu khác nhau và như vậy không có tính đại diện chothông tin về địa hoá về mặt thống kê

Một số quốc gia thông báo số liệu không đầy đủ các nguyên tố bền cũng nhưphóng xạ, một số quốc gia chỉ thông báo thông tin về cực tiểu và cực đại trong khi

đó có quốc gia chỉ thông báo giá trị trung bình

Các số liệu thu thập được mới chỉ là của 9 quốc gia nên không thể đại diệncho sự biến đổi địa hoá thực của toàn cầu

Mặc dù có những khiếm khuyết như trên nhưng bộ các số liệu trên hoàntoàn có giá trị để hiểu được sự biến đổi các yếu tố địa hoá bên trong cũng như giữacác vùng

1.2.3 Các số liệu ghi đo về hàm lượng

Các số liệu ghi đo hữu dụng bao gồm khoảng và giá trị trung bình của cácchất trong đá, đất/ trầm tích nước và các biểu hiện từng phần về sự biến đổi thạchhọc, một số số liệu về nguyên tố phóng xạ tự nhiên Các số liệu này giúp chúng ta

so sánh sự khác nhau giữa các loại đá và các hoàn cảnh địa chất

Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên cần cân nhắc ở đây bao gồm U, Th, K, Ra

và Rn, thêm vào đó các số liêu của các nguyên tố khác cần được quan tâm là Rb,

Cs, Cu, Sn Mối tương quan giữa hai loại đơn vị này là:

Độ phóng xạ của 1 gam U-238 trong U tự nhiên là 1.24 104 Bq

Độ phóng xạ của 1 gam U-234 trong U tự nhiên là 1.24 104 Bq

Độ phóng xạ của 1 gam U-235 trong U tự nhiên là 5.68 102 Bq

Độ phóng xạ của 1 gam U-238+234+234 trong U tự nhiên là 2.53 104

Bq Độ phóng xạ của 1 gam Th-232 trong Th tự nhiên là 1.06 103 Bq

Độ phóng xạ K-40 của 1 gam K tự nhiên là 30.4 Bq

Các số liệu về hàm lượng các nguyên tố trong đá

Bảng 5 – Hàm lƣợng các nguyên tố trong các phân vùng địa chất chính của Trung quốc

Nguyên tố(mg/kg)UThKRbCsCuSnCác số liệu trên cho thấy sự thay đổi hàm lƣợng các chất phóng xạ theo cácvùng địa chất khác nhau là khoảng hai lần Sự thay đổi hàm lƣợng các nguyên tốchính theo phân loại đá của Trung quốc là khoảng một bậc (xem bảng 6)

Bảng 6 Hàm lƣợng nguyên tố trong các loại đá của Trung quốc

Nguyên tố (mg/kg)

UThRbCsCuSn

Cu ba đã tiến hành điều tra địa hoá theo phân vùng địa chất là miền tây, miềnđông và vùng trung tâm Đối với mỗi vùng họ tiến hành phân loại địa hoá thành cáctiểu vùng: vùng phía tây là đá vôi, đá sa thạch, đá phiến sét và lutite; vùng trung tâm

24

gồm đá vôi, serpentine, skarn, đá granit, tuff và đá phiến sét và vùng miền đông gồm đá vôi, đá phiến sét, tuff, đá granit và serpentine.

Bảng 7- Hàm lƣợng các nguyên tố của đá Cuba theo các vùng

về giá trị trung bình giữa ba vùng

Bảng 8 Hàm lƣợng các chất trong đá Nhật Bản

25

Nguyên tố

UThK

Tổng hợp chung các số liệu trong đá.

Khó có thể tổng hợp đầy đủ các số liệu về hàm lượng phóng xạ trong đá của cácquốc gia khác nhau vì có báo cáo phản ánh chi tiết cho từng loại đá còn các tài liệukhác thì báo cáo theo vùng địa chất (trong đó số liệu là tổng hợp của nhiều loại đákhác nhau), tuy nhiên có thể đưa ra một số nhận xét chung như sau:

- Nói chung các hàm lượng nguyên tố giữa các quốc gia là không quá khácnhau, sự biến động là cỡ một bậc trừ trường hợp ở các vùng quặng thí dụ khoảnghàm lượng của U là từ 1 đến 15 mg/kg với giá trị trung vị là 4 đến 5 mg/kg trừ giátrị nền của miền trung và tây Cuba lên tới 80 đến 90 mg/lg với giá trị cực đại lên tới

1180 mg/kg (bảng 7)

- Hàm lượng nguyên tố cao nhất là K phản ánh phần đóng góp của khoángsilicát trong thành phần của đá (trái ngược với báo cáo trước là K chỉ là nguyên tố

26

1.2.4 Phóng xạ môi trường và các vấn đề liên quan đến sức khỏe con người

Thế giới chúng ta đang sống có chứa nhiều chất phóng xạ và điều này đã xảy rangay từ khi hình thành nên trái đất Có trên 60 nhân phóng xạ được tìm thấy trong

tự nhiên Nguồn gốc của các nhân phóng xạ này có thể phân thành ba loại chínhsau:

a Các nhân phóng xạ có từ khi hình thành nên trái đất còn gọi là các nhân phóng xạ nguyên thủy

b Các nhân phóng xạ được hình thành do tương tác của các tia vũ trụ với vậtchất của trái đất

c Các nhân phóng xạ được hình thành do con người tạo ra

Các nhân phóng xạ được hình thành do hai nguồn gốc đầu được gọi là cácnhân phóng xạ tự nhiên còn các nhân phóng xạ do con người tạo ra được gọi là cácnhân phóng xạ nhân tạo So với lượng phóng xạ tự nhiên thì lượng phóng xạ do conngười tạo ra là rất nhỏ Tuy nhiên một phần lượng phóng xạ này đã bị phát tán vàotrong môi trường của thế giới chúng ta Vì vậy chúng ta có thể phát hiện thấy cácnhân phóng xạ tự nhiên và nhân tạo có mặt ở khắp mọi nơi trong các môi trườngsống như đất, nước và không khí

Các nhân phóng xạ nguyên thủy phổ biến nhất là 238U, 232Th, 235U và các sảnphẩm phân rã của chúng, 40K và 87Rb Bảng 1 đưa ra giá trị độ giàu đồng vị của cácnhân phóng xạ này Còn có một số các nhân phóng xạ khác ít phổ biến hơn và thường

có thời gian sống dài hơn nhiều Một số nhân phóng xạ thuộc loại này gồm:

50V, 113Cd, 115In, 123Tc, 138La, 142Ce, 144Nd, 147Sm, 152Gd, 174Hf, 176Lu, 187Re, 190Pt,

209Bi.

Trong môi trường đất thường có mặt các nhân phóng xạ của ba chuỗi phóng

xạ Đó là các chuỗi phóng xạ 238U, 232Th và 235U Các nhân phóng xạ này là cácnhân bắt đầu của mỗi chuỗi Trong môi trường đất nếu không có các quá trình biếnđổi môi trường gây ra sự mất cân bằng phóng xạ thì các chuỗi phóng xạ này thường

có cân bằng phóng xạ Điều này cũng đồng nghĩa với hoạt độ phóng xạ của các

nhân phóng xạ có trong mỗi chuỗi là bằng nhau và bằng với hoạt độ phóng xạ của

nhân bắt đầu mỗi chuỗi

Bảng 10 Độ giàu đồng vị của các nhân phóng xạ nguyên thuỷ

Nhân phóng

40 87 232 235 238

Tất cả các nhân phóng xạ có trong tự nhiên gây ra cho con người một liều

chiếu bức xạ nhất định Các nhân phóng xạ phát ra các bức xạ ion hóa và nếu chúng

ở bên ngoài cơ thể của con người chúng gây ra một liều chiếu ngoài Các nhân

phóng xạ cũng có thể xâm nhập vào trong cơ thể của con người qua đường hô hấp

và tiêu hóa gây nên một liều chiếu trong Đóng góp lớn nhất vào liều chiếu phải kể

đến nhân phóng xạ radon và các sản phẩm của nó Tổ chức UNSCEAR (United

Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) năm 2000 đã

thống kê và cho thấy đóng góp của radon vào liều chiếu bức xạ cho con người gây

bởi các bức xạ tự nhiên lên tới 50% Chính vì thế radon có thể được xem như là

một nguồn phóng xạ tự nhiên có ảnh hưởng lớn nhất đến sức khỏe của con người

Hàng năm trung bình mỗi người chúng ta nhận một liều bức xạ từ các nguồn phóng

xạ tự nhiên khoảng 2 mSv Theo các nghiên cứu của tổ chức ICRP mức liều này có

thể gây ra 80 trường hợp tử vong do ung thư trong số 1.000.000 người (ICRP

publication 60, 1990) Mức tử vong gây bởi bức xạ tăng tỷ lệ với mức liều chiếu

bức xạ Mặc dù radon đóng góp tới 50% vào liều chiếu bức xạ đối với con người,

song nếu chúng ta có các biện pháp phòng chống thích hợp chúng ta có thể giảm

đáng kể lượng liều chiếu này

28

Biểu đồ 5 Đóng góp của các thành phần phóng xạ có trong tự nhiên vào liều chiếu

bức xạ đối với con người (UNSCEAR 2000)

Những hiệu ứng bất lợi về sức khỏe gây bởi radon là do các hạt alpha đượcphát ra từ radon và các sản phẩm của nó Các hạt alpha này sẽ phá hủy các tế bàocủa cơ thể con người một khi nó được phát ra từ bên trong cơ thể của chúng ta.Mối nguy hiểm chính khi bị chiếu một liều radon cao là khả năng mắc phải cănbệnh ung thư phổi Theo các đánh giá dịch tễ học nếu chúng ta sống trong môitrường có hàm lượng radon là 200Bq/m3 thì có khả năng 3 trong số 1000 người sẽmắc phải căn bệnh ung thư phổi do radon gây ra, xác suất này tăng gấp 10 lần nếukết hợp với việc hút thuốc lá

Đóng góp lớn nhất vào liều chiếu radon là hàm lượng radon trong nhà ở(chiếm tới 95%).Trong khi đó hàm lượng radon trong nhà ở lại phụ thuộc rất nhiềuvào kiểu nhà, vật liệu xây dựng, cầu trúc nền móng v.v.v Có thể có khả năng là hàmlượng radon rất cao ở một căn nhà nào đó trong khi căn nhà ngay bên cạnh lại cóhàm lượng radon thấp Vì vậy cách tốt nhất để biết hàm lượng radon trong nhàmình cao hay thấp là tiến hành đo hàm lượng radon Hàm lượng radon có thể đobằng nhiều cách khác nhau.Tuy nhiên có hai cách đo phổ biến nhất là đo tức thờibằng các thiết bị đo chủ động và đo tích lũy bằng các thiết bị đo thụ động Thiết bị

đo chủ động là các thiết bị cho phép xác định hàm lượng radon tại một thời điểmnhất định còn thiết bị đo thụ động là các thiết bị cho phép đánh giá hàm lượngradon trung bình trong một khoảng thời gian tương đối lớn (từ 3 đến 6 tháng).Trung tâm Kỹ thuật An toàn Bức xạ và Môi trường thuộc Viện Khoa học và Kỹthuật hạt nhân hiện có cả hai loại thiết bị trên.

Có thể giảm hàm lượng radon trong nhà bằng một số biện pháp thích hợpnhư: cải thiện hệ thống thông thoáng, sơn sàn và tường nhà, lắp đặt các hệ thốngthu gom radon v.v Nhiều nước trên thế giới đã xác định hàm lượng giới hạn củaradon trong nhà ở Một khi hàm lượng radon trong nhà cao hơn giá trị này thì cầnphải áp dụng các biện pháp giảm thiểu radon để làm giảm hàm lượng radon tớidưới giá trị giới hạn.Vì thế giá trị giới hạn của hàm lượng radon còn được gọi là

“mức hành động” (action level).Nhiều nước trên thế giới thừa nhận mức hành độngđối với hàm lượng radon là 200Bq/m3

Ngoài radon liều bức xạ gây bởi các thành phần khác thuộc họ Uran và Thôri

có thể thay đổi mạnh theo các vị trí địa lý khác nhau, loại vật liệu xây dựng, kiểukiến trúc v.v Mức liều chiếu này có thể được kiểm tra bằng các thiết bị đo liều bức

xạ xách tay hoặc các liều kế bức xạ môi trường nhiệt phát quang

1.2.5 Các vấn đề chung về quản lý an toàn bức xạ do ô nhiễm phóng xạ

Trong thành phần của lớp vỏ trái đất có một lượng phóng xạ nhất định gọi làphóng xạ tự nhiên Lượng phóng xạ này tồn tại ngay từ khi hình thành trái đất (cótuổi hàng tỷ năm) Trải qua thời gian do thuộc tính phân rã mà lượng phóng xạ nàygiảm dần, tốc độ phân rã của các đồng vị phóng xạ phụ thuộc vào hằng số phân rãcủa từng đồng vị, người ta cũng hay sử dụng đại lượng chu kỳ bán rã để phản ánhtốc độ phân rã Chu kỳ bán rã một nửa của một đồng vị là thời gian để lượng phóng

xạ của đồng vị này bị rã đi một nửa Trải qua thời gian các đồng vị sống ngắn đãphân rã hoàn toàn, hiện tại chỉ còn tồn tại ba chuỗi phóng xạ tự nhiên là chuỗi Uran-

238, chuỗi Uran-235, và 40 do các đồng vị mẹ là Uran-238, Uran-235 và

Kali-40 có thời gian bán rã rất dài (cỡ hàng tỷ năm tức là hàng tỷ năm độ phóng xạ mới

rã đi một nửa)

30

Cùng với sự tiến bộ của khoa học đến thế kỷ 20 các nhà bác học (đầu tiên làMari Quyri) đã phát hiện ra các đặc tính rất đặc trưng của chất phóng xạ (đầu tiên làchất Rađi) là phân rã phóng xạ và phát ra tia bức xạ ion hoá Tiếp theo đó là các lýthuyết của Anhstanh các nhà khoa học đã phát minh ra phản ứng phân hạch dâychuyền và phản ứng tổng hợp nhiệt hạch là cơ sở cho khai thác năng lượng nguyên

tử Từ đó các ứng dụng năng lượng nguyên tử vào mục đích hoà bình được áp dụng

và phát triển như vũ bão, hiện tại có thể nói các úng dụng này có mặt ở khắp cáclĩnh vực của nền kinh tế như công nghiệp, nông nghiêp, y tế v.v

Bên cạnh các lợi ích to lớn, khi tia bức xạ ion hoá chiếu vào cơ thể sinh vật

sẽ gây các tác dụng không có lợi Đại lượng biểu diễn cường độ của tia bức xạ ionhoá chiếu vào cơ thể gọi là liều hấp thụ Tuỳ thuộc vào cường độ và tính chất củatia bức xạ ion hoá mà tác hại về mặt sức khoẻ (gọi là liều hấp thụ hiệu dụng) là khácnhạu Khi bị chiếu bởi tia bức xạ ion hoá với liều đủ lớn con người có thể bị chếttức thì, khi liều chiếu nhỏ hơn, con người có thể chưa chết ngay, nhưng cơ thể bịtổn thương, một số cơ quan sẽ hoạt động không đúng chức năng dẫn đến cái chếtsau một khoảng thời gian nào đó, dẫn đến ung thư cho bản thân hoặc lệch lạc giencho các thế hệ con cháu Về mặt chuyên môn người ta có thể xác định ngưỡng liềudẫn đến tác dụng tất yếu đến cơ thể sống Khi bị chiếu bởi một liều nhỏ hơn một số

cơ thể nhậy cảm có thể bị tác động dẫn đến hậu quả nghiêm trọng, nhưng cũng có

cơ thể có khả năng hồi phục, như vậy hiệu ứng ở mức liều này có tính bất định vàchỉ có thể ước lượng về mặt thống kê (phần trăm rủi ro), liều chiếu càng thấp thìxác suất rủi ro cũng giảm theo Đối với nhân viên làm việc trong lĩnh vực phóng xạ,

Tổ chức năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA quy định mức ngưỡng liều hấp thụhiệu dụng là 20mSv/năm, mức liều này tương ứng với sác xuất rủi ro trong cả quátrình làm việc là 1/1000, còn đối với dân chúng nói chung mức ngưỡng liều hấp thụhiệu dụng là 1mSv/năm (nhỏ hơn 20 lần)

Như đã đề cập ở trên, trong môi trường của chúng ta luôn tồn tại một lượngphóng xạ tự nhiên và thành phần này gây ra một liều hấp thụ hiệu dụng cỡ trungbình khoảng 2.4mSv/ năm, thậm chí ở một số vùng độ phóng xạ tự nhiên khá cao

dẫn đến liều chiếu cao hơn mức trung bình vài lần Vùng dân cư có mức liều môitrường cao dẫn đến cần có các hành động xử lý, giảm thiểu là 10mSv/năm và theokhuyến cáo của IAEA thì các hoạt động của con người và xă hội dẫn đến sự tăngmức liều hiệu dụng hàng năm lên quá 1mSv là không thể chấp nhận.( tiêu chuẩn antoàn bức xạ-BSS [1])

Trong thực tế, không phải lúc nào chúng ta cũng xem xét và cân nhắc dựatrên đại lượng ngưỡng tổng mức liều hấp thụ hiệu dụng cho công chúng hằng năm(1mSv/năm) mà thường xét cho từng đồng vị riêng lẻ Khi đó, IAEA đưa ra mứcngưỡng cho từng đồng vị là 0.01mSv/ năm cho từng đồng vị riêng lẻ và từ đóngười ta có thể tính được ngưỡng hàm lượng phóng xạ của từng đồng vị mà vượtquá nó cần có các hành động xử lý để giảm thiểu

Bảng 11 Liều tương đương hiệu dụng hàng năm của phông bức xạ ion hoá ở Mỹ

32

Qua bảng 11 ta có thể dễ dàng nhận ra rằng:

- Tổng mức liều gây ra do phóng xạ tự nhiên đối với dân chúng Mỹ cao đếnmức 3 mSv/năm (mức trung bình của toàn thế gới là 2.4 mSv/năm) trong đó phầnđóng góp của Radon là 2 mSv/năm (60%)

- Mức liều hấp thụ tương đương do các hoạt động ứng dụng kỹ thuật hạt

nhân đối với dân chúng Mỹ (nhân tạo) chỉ là 0.63 mSv/năm (nhỏ hơn nhiều so với liều do phóng xạ tự nhiên)

- Mức ngưỡng 20 mSv/năm đối với nhân viên bức xạ và 1 mSv/năm đối với

công chúng do IAEA khuyến cáo phải được hiểu là mức liều không bao hàm phông

tự nhiên mà do các hoạt động của con người gây ra

Bảng 12 Các giá trị liều điển hình đi kèm với các hoạt động tại Cuba:

Các hoạt động

Chiếu chụp X quang

Chiếu xạ thực phẩm

Sản xuất dược phẩm phóng xạ

Các hoạt động nghiên cứu

Các hoạt động trong lĩnh vực an toàn bức xạ

Các hoạt động khai khoáng phôt phát

Các hoạt động tắm khoáng trị bệnh

Hoạt động trong hàng không dân sự

Hoạt động trong ngành dầu mỏ

Hoạt động sản xuất gạch

Theo nguyên lý mà IAEA khuyến cáo thì tất cả các hoạt động gây ra liềuchiếu mà không có lợi ích thì đều bị cấm và liều chiếu càng phải được giảm thiểucàng thấp càng tốt trong khả năng có thể

1.2.6 Các nguồn chiếu xạ tự nhiên, khái niệm NORM

Bề mặt của quả đất, môi trường mà chúng ta đang sống luôn chứa một lượngcác chất có tính phóng xạ gọi là phóng xạ tự nhiên được viết tắt theo tiếng anh là