Như chúng ta đã biết chất phóng xạ không thể tách rời khỏi trái đất của chúng ta, nó tồn tại cùng trái đất. Các chất phóng xạ tồn tại trong tự nhiên,có trên mặt đất, có trong không khí và thực phẩm. Chất phóng xạ tồn tại ở dạng khí trong không khí khi chúng ta hít thở. Cả trong cơ thể của chúng ta bao gồm cơ, xương, và các mô đều chứa các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên. Con người vẫn phải thường chịu sự chiếu xạ của các bức xạ tự nhiên từ trái đất, cũng như từ bên ngoài trái đất. Bức xạ mà chúng ta nhận được từ bên ngoài trái đất được gọi là các tia vũ trụ hay là bức xạ vũ trụ. Chúng ta cũng bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo. Chẳng hạn như tia X, các bức xạ được sử dụng để chuẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư. Bụi từ các vụ nổ thử nghiệm hạt nhân và lượng nhỏ các chất phóng xạ từ các từ các nhà máy điện hạt nhân và điện than đá thả vào môi trường cũng như là những nguồn bức xạ chiếu vào cơ thể con người. Đây chính là lý do mà nhóm chúng tôi chọn đề tài bức xạ ion hóa Các bạn hãy đi vào bài tiểu luận của chúng tôi để hiểu rõ hơn ảnh hưởng của bức xạ ion hóa tới con người như thế nào, đặc biệt là đối với người lao động
Trang 1PHẦN MỞ ĐẦU
1 Lí do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết chất phóng xạ không thể tách rời khỏi trái đất của chúng ta,
nó tồn tại cùng trái đất Các chất phóng xạ tồn tại trong tự nhiên,có trên mặt đất, có trong không khí và thực phẩm Chất phóng xạ tồn tại ở dạng khí trong không khí khi chúng ta hít thở Cả trong cơ thể của chúng ta bao gồm cơ, xương, và các mô đều chứa các nguyên tố phóng xạ có trong tự nhiên Con người vẫn phải thường chịu sự chiếu xạ của các bức xạ tự nhiên từ trái đất, cũng như từ bên ngoài trái đất Bức xạ mà chúng ta nhận được từ bên ngoài trái đất được gọi là các tia vũ trụ hay
là bức xạ vũ trụ Chúng ta cũng bị chiếu bởi các bức xạ nhân tạo Chẳng hạn như tia X, các bức xạ được sử dụng để chuẩn đoán bệnh và điều trị bệnh ung thư Bụi
từ các vụ nổ thử nghiệm hạt nhân và lượng nhỏ các chất phóng xạ từ các từ các nhà máy điện hạt nhân và điện than đá thả vào môi trường cũng như là những nguồn bức xạ chiếu vào cơ thể con người Đây chính là lý do mà nhóm chúng tôi chọn đề tài bức xạ ion hóa
Các bạn hãy đi vào bài tiểu luận của chúng tôi để hiểu rõ hơn ảnh hưởng của bức
xạ ion hóa tới con người như thế nào, đặc biệt là đối với người lao động
2 Mục tiêu nghiên cứu
- Tìm hiểu những bản chất và tác hại, lợi ích của bức xạ ion hóa
- Nghiên cứu thực trạng về bức xạ ion hóa, tìm ra nguyên gây vì sao người lao động lại bị tổn thương bởi bức xạ ion hóa
- Từ đó đưa ra những giải pháp hữu hiệu giúp người lao động không bị ảnh hưởng bởi những tác hại mà bức xạ ion hóa gây ra
Trang 21 Một vài khái niệm
• Năng lượng truyền đi dưới dạng sóng điện từ được gọi là bức xạ Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên và đồng vị phóng xạ nhân tạo là những chất
mà hạt nhân nguyên tử có khả năng ion hóa vật chất và phát ra các tia phóng xạ
• Phóng xạ: là hiện tượng thay đổi bên trong hạt nhân không cần có tác động của các yếu tố bên ngoài, tự phát ra các bức xạ lien tục và khác nhau mà không có tác nhân nào làm tăng nhanh hoặc chậm lại các hiện tượng đó
• Có hai loại bức xạ: đó là bức xạ không ion hóa và bức xạ ion hóa:
- Bức xạ có đủ năng lượng để di chuyển các nguyên tử trong một phân tử hoặc làm các nguyên tử rung động, nhưng không đủ năng lượng để bứt các điện từ ra khỏi nguyên tử được gọi là bức xạ không ion hóa Ví dụ: sóng
âm, ánh sáng mắt thấy được và sóng vi ba
- Bức xạ ion hóa là các bức xạ điện từ và hạt, khi tương tác với môi trường tạo nên các ion Các nhà khoa học lợi dụng tính chất của loại bức xạ này để sản xuất điện, hủy diệt tế bào ung thư và ứng dụng trong nhiều tiến trình sản xuất
2 Các loại bức xạ ion hóa
Bức xạ anpha : hạt Anpha là hạt nhân của nguyên tử Heli gồm 2 photon và
2 neutron có khối lượng lớn và khả năng ion hóa cao, do đó nó mất nhanh năng lượng trên đường đi nên khả năng đâm xuyên kém
Bức xạ bêta: hạt Bêta có khối lượng như điện tử từ trong hạt nhân bắn ra, mang điện âm (-) hay dương (+) Năng lượng và tốc độ hạt bêta rất lớn nên khả năng đâm xuyên lớn hơn hạt anpha
Bức xạ Gamma: là bức xạ điện từ sinh ra trong quá trình biến đổi hạt nhân hoặc hủy biến các hạt
Bức xạ Rơnghen hay tia X: là một loại sóng điện từ giống như ánh sáng, nhưng bước sóng dài hơn, thong thường trong khoảng tờ 0,006 đến 2,5x10
- Cả hai bức xạ gamma và X đều là bước sóng điện từ, không có khối lượng, không có diện tích, khả năng đâm xuyên lớn và có khả năng ion hóa Sự
Trang 3khác nhau giữa chúng là tia X phát ra từ vành điện tử còn tia gamma phát ra
từ hạt nhân
Bức xạ neutron( trung tử): là những hạt không mang điện, nó được sinh ra trong các phản ứng hạt nhân
3 Các nghề tiếp xúc với bức xạ ion hóa
- Thăm dò địa chất, khai thác mỏ, chế biến quặng có chất phóng xạ
- Các trung tâm nghiên cứu, lò phản ứng hạt nhân, nhà máy điện nguyên tử
- Các trung tâm chiếu xạ
- Các phòng thí nghiệm hay xưởng sản xuất nguyên tố phóng xạ
- Những đơn vị vận chuyển chất phóng xạ, nơi chứa chất thải phóng xạ
- Sử dụng bức xạ ion hóa trong công nghiệp: kiểm tra chất lượng, cấu trúc vật liệu, chất chỉ thị, hoạt hóa; trong sinh học và sinh hóa ; trong y học: máy X – quang để chẩn đoán, điều trị và thăm dò chức năng Các thiết bị sử dụng đồng vị phóng xạ trong xác định thành phần dược phẩm, trong nông nghiệp…
4 Các nguồn chiếu xạ
Nguồn chiếu xạ được chia thành hai loại gồm: chiếu xạ tự nhiên và chiếu
xạ nhân tạo: nguồn phóng xạ nhân tạo do con người chế tạo bằng cách chiếu các chất trong các lò phản ứng hạt nhân hay máy gia tốc Nguồn phóng xạ tự nhiên gồm các chất phóng xạ có nguồn gốc bên ngoài trái đất như các tia vũ trụ
và các chất phóng xạ có nguồn gốc từ trái đất như các chất phóng xạ có trong đất đá, trong khí quyển, trong nước
Trang 44.1 Chiếu xạ tự nhiên : bức xạ ion hóa từ các nguồn phóng xạ tự nhiên chiếu
lên con người theo hai con đường là chiếu xạ trong do các nguyên tố phóng
xạ được hấp thụ vào cơ thể qua thức ăn, nước, qua hít thở không khí, chính các đồng vị phóng xạ có trong tự nhiên như đất đá, các bức xạ trong các tia
vũ trụ xâm nhập vào khí quyển trái đất
• Bức xạ vũ trụ
- Các bức xạ proton, alpha,…năng lượng cao rơi vào khí quyển trái đất từ không gian bên ngoiaf gọi là các tia vũ trụ Tia vũ trụ có năng lượng cỡ từ hang chục mev đến 10 >20 eV hay cao hơn Trong số các đồng vị phóng xạ
có nguồn gốc từ tia vũ trụ có đóng góp đáng kể vào liều chiếu xạ trong
• Các bức xạ trong vỏ trái đất
- Bức xạ từ mặt đất: các nhân phóng xạ trong vỏ trái đất gồm các họ phóng xạ Uranium, Thorium và các hạt nhân phóng xạ nhẹ khác như k40, rb87,… chiếu xạ này trung bình khoảng 0,45mSv/năm, tuy nhiên có thể đạt đến 1,8 mSv/năm và nhiều nơi trên trái đất lên tới 16 mSv/năm (bang Nimasgerais ở Brazil, bang Kerela ở Ấn Độ)
- Bức xạ từ không khí: do khí phóng xạ bốc lên từ vỏ trái đất (chủ yếu là khí radon) Chiếu xạ gây nên bởi nguyên nhân này là tương đối yếu, trung bình 0,005 MSv/năm Radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó xâm nhập vào cơ thể người qua đường hô hấp
- Bức xạ trong các vật liệu xây dựng: đó là các bức xạ của Uranium, Thorium
và Potassium có chứa trong các vật liệu như: cất sỏi, xi măng, bê tong, gỗ, gạch nung,…
- Bức xạ từ nước và thức ăn
4.2 Chiếu xạ nhân tạo
- Chiếu xạ y tế: trong lĩnh vực y tế hiện nay đang sử dụng khá phổ biến các nguồn bức xạ để phục vụ việc chẩn đoán, điều trị bệnh(dặc biệt là điều trị ung thư) như máy X – quang chẩn đoán, máy xạ trị và dược chất phóng xạ… tuy nhiên đây cũng là con dao hai lưỡi bởi nếu không được đầu tư trang thiết
Trang 5bị đủ điều kiện an toàn và kiểm soát chặt chẽ thì đây lại là một tác hại rất nguy hiểm đối với nhân viên y tế, người bệnh và môi trường trong chiếu xạ nhân tạo thì chiếu xạ y học là nguồn chủ yếu trong đó liều lượng đóng góp chủ yếu là do chuẩn đoán bằng X- quang
- Liều lượng do chiếu xạ y học:
- X quang và chẩn đoán 0.60
- X quang và phóng xạ điều trị 0.003
- Chẩn đoán y học hạt nhân 0.002
- Điều trị y học hạt nhân < 1
Hiện nay trong y tế các nguồn phóng xạ được sử dụng để chẩn đoán và điều trị bệnh Có thể phân nguồn phóng xạ trong lĩnh vực y tế thành 2 loại: một là nguồn từ máy x quang, nghĩa là dùng chùm tia x có cường độ tương đối mạnh chiếu nhanh trong thời gian ngắn, dùng trong chụp hình giúp cho việc chẩn đoán bệnh Ngoài ra còn có nguồn từ máy phát tia x, các nguồn phóng xạ phát ra các chùm tia tương đối yếu và được chiếu lien tục trong soi hình, nguồn thứ hai là sử dụng các đồng vị phóng xạ để điều trị bệnh Nguồn này được chia làm hai loại: nguồn kín và nguồn hở
- Nguồn kín là các máy có sử dụng đồng vị phóng xạ như các máy xạ trị Cobatl, máy gia tốc điện tử tuyến tính tạo chum electron hay tia x với năng lượng 4- 25MeV, dao phẩu thuật bằng tia gamma…
- Nguồn hở là các chất phóng xạ được đưa trực tiếp vào trong cơ thể qua đường tiêu hóa hoặc tiêm để chẩn đoán và chữa bệnh (hay còn gọi là phương pháp điều trị chiếu trong) bằng cách tiêm hoặc uống các nguồn này thường phát ra năng lượng bức xạ beta
Trang 6Mặc dù, các nguồn chiếu xạ dược dung để chẩn đoán và điều trị bệnh cho con người song ít nhiều nó vẫn có những ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe của bệnh nhân và cả những nhân viên kỹ thuật làm việc trực tiếp với nó Khi chiếu một liều bức xạ nhất định lên bệnh nhân trong chẩn đoán hay điều trị thì ít nhiều các tia bức xạ ấy cũng ảnh hưởng đến các tế bào xung quanh vùng chiếu thậm chí một số trường hợp vùng ảnh hưởng rất lớn Các tế bào khi bị chiếu sẽ dẫn đến giảm chức năng hoặc có thể bị hoại tử ảnh hưởng đến sức khỏe của con người
- Chiếu xạ trong công nghiệp
Công nghệ kỹ thuật ngày càng phát triển cùng với nó là những ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp ngày càng đa dạng và phát triển người
ta sử dụng kỹ thuật nguồn kín để xay dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây chuyền sản xuất của các nhà máy công nghiệp, ví dụ như:
+ đo mức cho các bể đựng phối liệu, đo độ ẩm và mật độ của sản phẩm giấy trong các nhà máy sản xuất giấy
+ đo mức chất lỏng trong các bể đựng phối liệu của nhà máy sản xuất xi măng + đo mức trong các hộp sản phẩm của các nhà máy sản xuất bia và nước giải khát
+ đo độ dày sản phẩm của các nhà máy sản xuất vật liệu sắt thép
+ các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí
Bên cạnh kỹ thuật nguồn kín, kỹ thuật nguồn hở hay đồng vị phóng xạ đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến Chẳng hạn việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các dây chuyền của các nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy hóa chất, v,v…Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh
Trang 7dấu phóng xạ được sử dụng để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, nghiên cứu hiện tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu bạch hổ Hay kỹ thuật chụp gamma sử dụng để soi hành lý tại các sân bay
Các nguồn phóng xạ sử dụng trong công nghiệp thường là những nguồn
có chu kì bán rã ngắn Chúng phát ra các bức xạ gamma, tia X, anpha, beta, bức
xạ neutron và bức xạ cực tím
- Tro bụi phóng xạ
Do các vụ nổ hạt nhân là chủ yếu:
- Các chất phân hạch không được sử dụng hoặc mới được tạo ra do tương tác với neutron như Pu239 theo phản ứng (n, U238)
- Các sản phẩm phân hạch
- Triti trong các động cơ nhiệt lạnh
- Các sản phẩm kích hoạt tạo nên ở lớp vỏ của động cơ như: Fe56, Zn65, Mn54,…
- các sản phẩm kích hoạt tạo ra trong môi trường xung quanh, nhất là vụ nổ xảy ra trong lòng đất hoặc trên mặt đất ( Si21, Al28, Na24, Zn65,…) và C14 tạo nên bởi phản ứng N14(n.p)C14
Những tro bụi này được tung lên khí quyển trong các vụ nổ sẽ rơi xuống dưới dạng hạt nhỏ Thời gian tro bụi phóng xạ lưu lại trong khí quyển có thể kéo dài hàng chục năm tùy thuộc vào các vụ nổ và các điều kiện phức tạp của khí tượng Hầu hết các nguy hiểm bức xạ từ các vụ nổ hạt nhân là do các hạt nhân phóng
xạ có chu kỳ bán rã ngắn bên ngoài tác động lên cơ thể Các hạt nhân phóng xạ này
có thời gian sống khoảng vài giây đến vài tháng tập trung ở tâm vụ nổ với thông lượng neutron rất lớn Chúng tác động trực tiếp lên cơ thể với liều chiếu rất lớn gây
ra các triệu chứng như bỏng nặng đến tử vong
5 Thực trạng
Trang 8Từ khi bức xạ ion hoá được phát hiện, những hiểu biết về tác hại của nó ngày càng nhiều Mặc dù kỹ thuật an toàn bức xạ đã phát triển đáng kể, tai nạn vẫn có thể xảy ra và gây tổn thương cho con người
Các nguồn bức xạ đang được sử dụng rộng rãi trong y tế, công nghiệp, nông nghiệp và nghiên cứu Chúng có thể bị mất, bị lấy cắp hoặc vượt ra khỏi sự kiểm soát thích hợp và điều này có thể dẫn tới những tổn thương cho những người đã tiếp xúc với chúng
Việc nghiên cứu tác hại của bức xạ môi trường đến sức khỏe con người ở nước ta còn ít được chú ý, ngay cả đối với những vấn đề bức xúc như phông bức
xạ tự nhiên môi trường, giá trị liều tối thiểu có ý nghĩa, ảnh hưởng tiêu cực của bức
xạ liều thấp Gần đây, các nhà địa chất thuộc Liên đoàn Vật lý địa chất, Hội Địa vật lý Việt Nam trong nghiên cứu của mình đã cho thấy cần quan tâm tới bản chất của bức xạ tự nhiên môi trường, tác động của bức xạ ion đối với cơ thể nhằm bảo vệ sức khỏe cộng đồng
Các tai nạn bức xạ xảy ra không nhiều Thống kê cho thấy rằng trong khoảng thời gian từ 1944 đến 1999 trong 405 tai nạn trên toàn thế giới, khoảng 3000 người
đã bị tổn thương, trong đó 120 người chết (tính cả 28 nạn nhân Trécnôbưn) Trong một vài năm gần đây số lượng các tai nạn và sự cố liên quan đến nguồn bức xạ đã gia tăng
Một số vụ tai nạn liên quan tới bức xạ ion hóa xảy ra như:
Vụ nổ nhà máy điện hạt nhân Chernobyl (Ucraina)
Vụ nổ xảy ra ngày 26/4/1986 tại tổ máy số 4 nhà máy điện hạt nhân Chernobyl cách thủ đô Kiew (Ucraina) khoảng 130 mét về phía bắc Tai nạn xảy ra khi nhân viên đang thực hiện các nhiệm vụ kiểm tra các tiêu chuẩn vận hành của
Trang 9nhà máy Đã có sai sót khi thực hiện kiểm tra dẫn đến phản ứng hạt nhân không kiểm soát được và dẫn đến cháy lò gây ra những thiệt hại : 2 người chết tại chỗ,
56 người chết do bụi phóng xạ, khoảng 4000 người mang bệnh do nhiễm phóng
xạ Người ta đánh giá lượng tia phóng xạ mà những cư dân nhận là 16 000 Sievert, nếu tính bình quân thì mỗi người nhận là 120 mSv và cao hơn khoảng
50 lần so với lượng tia phóng xạ nhận từ tự nhiên Chất phóng xạ lan sang các nước châu Âu tiếp giáp với Liên Xô cũ
Vụ mỹ ném bom nguyên tử xuống Hiroshima và Nagasaki
Đây là sự kiện hai quả bom nguyên tử được quân đội Hoa Kỳ ném xuống hai thành phố lớn của Nhật Bản vào năm 1945 Các số liệu không được thống kê chính xác vào các thời điểm khác nhau, rất nhiều nạn nhân chết sau nhiều tháng, thậm chí nhiều năm bởi hậu quả của phóng xạ Theo ước tính, 140.000 người dân Hiroshima đã chết bởi vụ nổ còn ở Nagasaki là 74.000 người thiệt mạng
Sự cố kẹt nguồn phóng xạ trong chụp ảnh phóng xạ công nghiệp tại Khánh Hòa
Ngày 31/10/2002 tại công ty TNHH nhà máy Tàu biển Hyundai – Vinashin (Khánh Hòa), nhóm gồm 3 nhân viên chụp ảnh phóng xạ công nghiệp của công
ty TNHH Alpha trong khi tiến hành chụp ảnh phóng xạ công nghiệp bằng thiết
bị sử dụng nguồn phóng xạ gamma Ir- 192, hoạt độ 42,45 Ci đã gặp sự cố kẹt nguồn Do suất liều bức xạ còn cao, người phụ trách an toàn bức xạ cho nhân viên chụp ảnh phóng xạ công nghiệp và một kỹ thuật viên phụ việc đưa tiếp nguồn và coongtennow chứa nguồn, cáp điều khiển tới nhà chụp ảnh phóng xạ công nghiệp cố định để đảm bảo an toàn Nhưng hai nhân viên này di chuyển
Trang 10được khoảng 40-50m thì liều bức xạ giảm mạnh Hậu quả là 7 nhân viên của công ty Alpha bị chiếu xạ cao nhất
Sự cố mất nguồn phóng xạ Cs – 137 tại công ty cổ phần Xi măng Việt Trung( Hà Nam)
Ngày 23/12/2003 nguồn phóng xạ Cs-137 của công ty đã bị mất cho đến nay vẫn chưa tìm lại được Nguồn phóng xạ Cs-137 để đo mức phục vụ việc xả tự động Clinke, nguồn này được sử dụng để chống sự rò thoát chất phóng xạ vào môi trường Đến 5/2004 Sở KHCN tỉnh Hà Nam đến thanh tra an toàn bức xạ mới được báo cáo việc mất nguồn, khi bị mất nguồn, thì sẽ gây chiếu xạ cho những người ở khoảng cách gần nguồn với liều suất lớn, nguy hiểm cho sức khỏe Nếu nguồn bị đạp vỡ thì chất phóng xạ sẽ bị thất thoát vào môi trường gây ô nhiễm bẩn phóng
xạ, Nó có thể tồn tại trong môi trường rất lâu, làm tăng nguy cơ chiếu xạ tới con người
6 Tác hại của bức xạ ion hóa tới cơ thể con người
Các bức xạ hạt nhân có năng lượng đủ lớn để gây ion hóa Sự ion hóa nguyên
tử hay phân tử làm thay đổi tính chất hóa học hay sinh học, làm tổn thương tới các phân tử sinh học Tổn thương gây ra bởi bức xạ là hệ quả của các tổn thương ở nhiều mức độ liên tục diễn ra trong cơ thể sống từ tổn thương phân tử, tế bào, mô đến tổn thương các cơ quan và các hệ thống của cơ thể Hậu quả của các tổn thương này làm phát sinh những triệu chứng lâm sàng, có thể dẫn tới tử vong Bên cạnh đó trong các tế bào còn có quá trình phục hồi tổn thương Sự phục hồi này diễn ra ở mức độ phân tử, tế bào, mô đến hồi phục các cơ quan và các hệ thống trong cơ thể
6.1 Sự xâm nhập của bức xạ ion hóa tới cơ thể con người
Khi tiếp xúc với một nguồn phóng xạ nạn nhân có thể bị chiếu xạ với các kiểu như: