Các đại lượng và đơn vị đo lường trong an toàn bức xạ docx

các đại lượng và đơn vị đo lường
trong an toàn bức xạ
Để hiểu về giới hạn liều bức xạ, chúng ta hãy định nghĩa các đại lượng về liều bức xạ và
đơn vị đo chúng, mối quan hệ giữa đơn vị cũ và đơn vị mới.
I. Hoạt độ phóng xạ.
- Định nghĩa: hoạt độ phóng xạ của một nguồn là số hạt nhân phân rã trong 1 đơn vị thời
gian
dN là số hạt nhân phân rã trong thời gian dt.
Đơn vị đo: Becquerel: 1 Bq = 1 phân rã trong 1 giây
Đơn vị cũ là Curie: 1 Ci = 3,7.10
10
Bq.
II. Suất liều bức xạ.
- Định nghĩa: Suất liều bức xạ tỷ lệ thuận với hoạt độ bức xạ và tỷ lệ nghịch với bình
phương khoảng cách.
K là hệ số tỷ lệ và được gọi là hằng số gamma của nguồn. Giá trị của K phụ thuộc vào đơn vị đo P,
A, r và được cho ở bảng dưới đây.
Tại điểm cách nguồn 1 đoạn r1 ta có suất liều P1 = K x A/r
1
2
Tại điểm cách nguồn 1 đoạn r2 ta có suất liều P2 = K x A/r
2
2
Từ đó ta có:
dt
dN
A
=
2
r
A

KP
×=
2
1
2
2
r
r
P
P
2
1
=
Mối quan hệ giưã hoạt độ, suất liều, khoảng cách đối
với nguồn C0-60
Mối quan hệ giưã hoạt độ, suất liều, khoảng cách đối với
nguồn Ir-192
Hằng số gamma (k) của nguồn
1. Định nghĩa: K là suất liều chiếu của 1 nguồn phóng xạ có hoạt độ là 1 đơn vị gây ra ở khoảng cách là 1 đơn vị khoảng cách.
A
Vậy nếu nguồn có hoạt độ là A thì suất liều tại khoảng cách là r sẽ là: P = K .
r
2
2. Giá trị và đơn vị đo: Tuỳ theo đơn vị đo của A, r, P thì K sẽ có các giá trị và thứ nguyên khác nhau.
A r P
K
γ
Co-60
Cs -137 Ra
-226

Au -
198
Na -
24
Na -
22
K -42 I -
125
I - 131 I
r
-192 Tc -
99
m
Thulium
170
Công thức áp dụng
mCi cm
R

h
R . cm
2

mCi . h
13,5 3,2 8,4 2,4 19 12 1,4 0,7 2,2 4,8
K.A [ mCi ]
P [R/h] =

r
2

[ cm ]
Ci m
R

h
R . m
2

Ci . h
1,35 0,32 0,84 0,24 1,9 1,2 0,14 0,07 0,22 0,48
K . A [ Ci ]
P [R/h] =

r
2
[ m ]
MBq m
C

Kg.h
C . m
2
x 10
-9
MBq.Kg. h
9,19 2,3 5,75 1,6 12,8 8,36 1,39 4,87 1,35 3,34
K . A
[MBq]
P [C/h] =

r
2
[ m ]
GBq m mSv/h mSv . m
2

GBq . h
0,351 0,081 0,13 0,022 0,034
K . A[GBq]
P[mSv/h] =
r
2
[ m ]
* Suất liều chiếu R: Roentgen 1 Ci = 37 GBq 1 Inch = 2,54 cm
** Suất liều hiệu dụng C: Coulomb 1 R = 1 rad = 1 rem = 10 mSv 1 Foot = 30,48 cm


2
Khi nguồn gamma không đơn năng (phát nhiều γ năng lượng khác nhau) thì
K
γ
= ΣK
γ
i
.n
γ
i
, trong đó:
K
γ

i
là hệ số γ đối với tia γ có năng lượng E
γ
i

n
γ
i
là số hạt γ có năng lượng E
γ
i
phát ra trong một phân rã.
Thí dụ: với nguồn Co-60 thì một phân rã phát ra 2 tia gamma với năng lượng khác nhau nên:
n
γ
i
= 1 E
γ
i
= 1,172 MeV
n
γ
i
= 1 E
γ
i
= 1,332 MeV
Dựa vào 2 năng lượng này ta tra
đồ thị K
γ

i
= F(E
γ
) ta được:
K
γ
1
= 6,4 và K
γ
2
= 7,1
Vậy:
K
γ
= 1x 6,4 + 1x7,1 = 13,5
Ghi chú:
1- Ngoài ra để tính suất liều ở một khoảng cách nào đó với hoạt độ nguồn đã cho, người ta
cho suất liều cách nguồn 1m với hoạt độ là 1 GBq (hoặc 1 Ci) với 1 số nguồn thông
thường như sau:
Nguyên tố
µSv/h/GBq/m
(Manual_ IAEA)
R/h/Ci/m
(Health Physics)
I-192 130 0,48
Co-60 351 1,32
Cs-137 81 0,33
I-131 0,22
Tc-99m 22
Ra-226 0,825

Thí dụ 1: Nguồn Ir-192 có hoạt độ 250 GBq. Hãy tính suất liều cách nó 20m. Biết hằng số
Gamma của Ir-192 là 130 µSv/h/ GBq/m hoặc 0,48 R/h/Ci/m.
Giải:
1 GBq cách 1m cho suất liều 130 µSv/h
250 GBq cách 20m cho suất liều bằng (130 x 250)/ (20 x 20) = 81,25 µSv/h
Thí dụ 2: Nguôn Ir-192 có hoạt độ 80 Ci. Tính suất liều cách nó 10 m ?
Giải: 1 Ci cách 1m cho suất liều 0,48 R/h.
80 Ci cách 10 m cho suất liều (0,48 x 80)/ (10 x 10) = 0,384 R/h

2- Để tính nhanh khoảng cách an toàn đối với 1 số nguồn người ta sử dụng công thức thực
nghiệm sau (Mặc nhiên đã công nhận suất liều cho phép: P = 1 mr/h = 10 µSv/h)



5,27 năm
0,306 MeV
1,172 MeV
1,332 MeV
Co
60
27
Ni
60
28
)(500)( CiAmr
=
3
Đối với nguồn Ir-192:
Đối với nguồn Co-60:
Đối với nguồn Cs-137:

3- Công thức thực nghiệm đơn giản để tính suất liều của 1 nguồn phóng xạ phát tia Gamma:
P là suất liều (µSv/h )
A là hoạt độ nguồn (MBq)
E là năng lượng tia Gamma trong một phân rã (MeV)
r là khoảng cách từ nguồn (m)
Thí dụ: Tính suất liều cách 2 m từ một nguồn Co- 60 có hoạt độ 240 MBq. Co-60
phát 2 tia Gamma trong 1 phân rã với năng lượng là 1,17 MeV và 1,33 MeV.
Lời giải:
4. Mối liên hệ giửa khối lượng m(g), hoạt độ phóng xạ a (Ci), số khối lượng A và thời gian
bán rã T
1/2
(sec) của 1 chất phóng xạ được cho như sau:
m = 8,86.10
-14
.a.A.T
1/2


Thí dụ: Hãy tính hoạt độ của 1g chất phóng xạ Radium (Ra) có A = 226 và T
1/2
= 1620 năm.
Lời giải:
a = 1gRa
226
= 1 Ci
Như vậy 1 Ci bằng hoạt độ phóng xạ của 1 g Ra-226
III. Liều hấp thụ
- Định nghĩa: là năng lượng bị hấp thụ bởi 1 đơn vị khối lượng vật chất mà bức xạ đi qua.
dE là năng lượng của bức xạ bị hấp thụ bởi vật chất có khối lượng là dm.

dm
dE
D
=
2
6 r.
E.A
P =
2
.6
.
r
EA
P =
hSv
x
x
P /25
26
)33,117,1(240
2
µ
=
+
=
m 1(g).10
+14

a = = = 1 Ci
A.8,86.10
-14
.T
1/2
226.8,86.1260.365.24.3600
)(350.1)( CiAmr =
)(320)( CiAmr
=
4
- Đơn vị đo là J/kg; trong ATBX có tên riêng là Gray (Gy)
Đơn vị cũ là rad; 1 Gy = 100 rad
 Suất liều hấp thụ là năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi 1 đơn vị khối lượng trong 1 đơn vị thời
gian.
Đơn vị đo là Gy/s
IV. Liều tương đương trong cơ quan hoặc trong mô.
- Về mặt sinh học phóng xạ thì không những chỉ độ lớn của liều hấp thụ là quan trọng mà cả
loại bức xạ nữa. Cùng những liều hấp thụ như nhau nhưng sẽ gây ra các hiệu ứng sinh học khác
nhau nếu bị chiếu bởi các bức xạ khac nhau.
Để đặc trưng cho mức độ khác nhau này của các loại bức xạ, người ta đưa vào 1 hệ số gọi là
trọng số bức xạ W
R
.
Thí dụ về W
R
được cho ở bảng sau đây.
Loại bức xạ và khoảng năng lượng W
R
1 Tia gamma (photon) và điện tử với mọi năng lượng (trừ điện tử Auger) 1
2 Proton và các proton giật lùi có năng lượng > 2 Mev 5

3 Alpha, mảnh phân hạch, hạt nhân nặng 20
4 Neutron: E < 10 KeV
10 - 100 KeV
100 - 2 MeV
2 MeV - 20 MeV
> 20 MeV
5
10
20
10
5
Đối với neutron thì W
R
là một hàm của năng lượng
W
R
= 5 + 17.e
-(ln 2E)2/6
- Định nghĩa: Liều tương đương H
T,R
trong mô hoặc cơ quan T do bức xạ R gây ra là liều
hấp thụ trong mô hoặc cơ quan đó nhân với trọng số của bức xạ tác dụng lên mô hoặc cơ quan đó.
H
T,R
= D
T,R
. W
R
- Đơn vị đo: vì trọng số W
R

không có thứ nguyên nên đơn vị đo của D
T,R
cũng là đơn vị đo
của H
T,R
: J/kg



dt.dm
dE
D
=
•
5
Trong an toàn bức xạ có tên riêng là Sievert (Sv)
Đơn vị cũ là Rem. 1 Sv = 100 Rem
 Nếu trường bức xạ có nhiều loại bức xạ, mỗi loại bức xạ lại gồm nhiều năng lượng khác nhau,
để tính liều tương đương cho một mô T ta phải tính riêng cho từng loại bức xạ theo từng
khoảng năng lượng và cuối cùng là lấy tổng của chúng lại.
H
T
= ∑ H
T.R
= ∑
R
D
T.R
. W
R

> cho toàn cơ thể H = ∑ H
T
 Suất liều tương đương: là liều tương đương tính trong 1 đơn vị thời gian.
Đơn vị đo là Sv/s
V. Liều hiệu dụng
Các mô khác nhau nhận cùng 1 liều bức xạ như nhau thì tổn thất sinh học cũng khác nhau.
Để đặc trưng cho tính chất này của từng mô hoặc từng cơ quan, người ta đưa vào 1 đại lượng gọi là
trọng số mô W
T
.
Các trọng số mô đặc trưng cho các mô (cơ quan) trong cơ thể được cho ở bảng sau:
Cơ quan (mô) W
T
Cơ quan (mô) W
T
Thận 0,20 Vú 0,05
Tuỷ xương 0,12 Gan 0,05
Phổi 0,12 Tuyến giáp 0,05
Dạ dày 0,12 Da 0,01
Ruột kết 0,12 Mặt xương 0,01
Thực quản 0,05 Còn lại 0,005
Bọng đái 0,05
- Định nghĩa: Liều hiệu dụng tỷ lệ với liều hấp thụ tức là tỷ lệ với liều tương đương.
Vậy ta có định nghĩa: Liều hiệu dụng E
T
trong mô (hoặc cơ quan) T do bức xạ R gây ra là
liều tương đương trong mô (hoặc cơ quan) đó nhân với trọng số mô (hoặc cơ quan) của nó W
T
.
Để tính liều hiệu dụng cho cơ thể ta tính liều hiệu dụng cho 1 mô sau đó lấy tổng cho các

mô trong toàn bộ cơ thể:
E
T
= H
T
W
T



dt
dH
H
T
T
=
•
E=∑
T
E
T
= ∑
T
H
T
W
T
= ∑
T
W

T
∑
R
D
T,R
W
R
6
- Đơn vị đo: vì W
T
cũng không có thứ nguyên nên đơn vị đo là:
J/kg = Sv Đơn vị cũ là Rem; 1 Sv = 100 Rem
Thí dụ: Kết quả tai nạn ở khoa y học hạt nhân khi sử dụng I-131, trong cơ thể của 1 bác sĩ có 370
KBq (10 mCi), trong đó 74 KBq (2 mCi) đọng lại ở tuyến giáp, 296 KBq (8 mCi) phân bố đồng
đều khắp các phần còn lại của cơ thể. Bằng các biện pháp kĩ thuật người ta đã tính được liều ở
tuyến giáp là 123 mGy (12,3 mrad) và liều toàn thân là 0,26 mGy (26 mrad).
Tính liều hiệu dụng mà bác sỹ đã nhận được.
Bác sỹ có bị chiếu quá liều không?
Bài giải
1- E =
Σ
W
T
H
T
Với tuyến giáp W
T
= 0,03
Các
phần còn lạI của cơ thể W

T
= (1- 0,03) = 0,97
E = 0,03. 123 + 0,97. 0,26 = 3,94 mSv
2- Liều toàn thân cho phép là 20mSv, tuyến giáp là 500mSv.
Vậy trong tai nạn này bác sỹ nhận liều rất thấp. Nhưng bác sỹ có vượt quá liều cho phép
hay không còn phụ thuộc vào liều trước đó trong năm của bác sỹ nữa.
 Suất liều hiệu dụng là liều hiệu dụng tính trong 1 đơn vị thời gian:
Đơn vị đo là Sv/s
VI. Liều tích luỹ
Chất phóng xạ xâm nhập vào cơ thể qua đường tiêu hoá, đường hô hấp và da, nhưng chủ
yếu là qua đường tiêu hoá và đường hô hấp và gây ra sự chiếu xạ bên trong cơ thể.
Chất phóng xạ này sẽ chiếu xạ các cơ quan trong cơ thể trong 1 thời gian lâu dài cho đến
khi chúng bị bài tiết ra ngoài (chu kỳ phân rã sinh học) hoặc phân rã (chu kỳ phân rã vật lý) hoặc
một sự hỗn hợp của hai quá trình. Vì vậy chất phóng xạ đó gây ra một liều bức xạ cho cơ thể, trong
cả cuộc sống còn lại của con người kể từ khi nó xâm nhập vào cơ thể và chưa bị thải ra ngoài hoặc
chưa bị phân rã hết.
Liều bức xạ đó được gọi là liều tích luỹ.
Thời gian làm việc của 1 nhân viên bức xạ là khoảng 50 năm vì vậy khi tính liều cho một
mô (cơ quan) ta phải lấy tổng (tích phân) suất liều trong thời gian 50 năm.
- Tính liều tương đương tích luỹ cho một mô (cơ quan) T: Giả sử suất liều tương đương cho
mô T tại thời điểm t là H
T
(t) thì liều tương đương tích luỹ cho mô T trong suốt thời gian 50 năm
làm việc là:



dt
dE
E

=
•
H
T
(50) = ∫
50
H
T
(t) dt
7
- Tính liều hiệu dụng tích luỹ trong toàn bộ cơ thể:
Nếu H
T
(50) là liều tương đương tích luỹ cho mô T thì liều hiệu dụng tích luỹ cho mô T đó
là E
T
= W
T
. H
T
(50)
Ta lấy tổng cho tất cả các mô (các cơ quan) trong cơ thể thì ta được liều hiệu dụng tích luỹ
trong toàn bộ cơ thể.
Đây là đại lượng mà thường được cho trong các bảng quy định các giới hạn liều.
VII. Liều chiếu (chỉ dùng cho tia X và tia Gamma)
- Định nghĩa:
dQ là tổng điện tích các ion cùng dấu được tạo ra trong thể tích không khí ở điều kiện chuẩn
(0
0
C, 760 mmHg) có khối lượng là dm. Khi tất cả các điện tử thứ cấp do các photon tạo ra bị hãm

hoàn toàn trong thể tích không khí đó.
- Đơn vị đo là C/kg
Đơn vị cũ là Rơntgen
1 C/kg = 3,876.10
3
Rơntgen hoặc 1 C/Kg = 34 Sv.
1 Gy = 1 Sv =114 Roentgen
 Suất liều chiếu là liều chiếu trong một đơn vị thời gian:
Đơn vị đo là C/kg.s
VIII. Kerma (Kinetic Energy Released in MAterial)
- Định nghĩa:
dE
tr
là tổng động năng ban đầu của tất cả các hạt điện tích được giải
phóng bởi hạt ion hoá không mang điện trong vật liệu khối lượng là dm.
- Đơn vị đo là J/kg còn được gọi là Gray.
IX. Liều tập thể: là sự biểu thị toàn bộ liều bức xạ mà dân chúng phải chịu.



dm
dQ
X
=
dt
dX
X
=
•
dm

dE
K
tr
=
E(50) = ∑ W
T
H
T
(50)
8
Liều tập thể được định nghĩa như là tích của số người bị chiếu bởi một nguồn phóng xạ với
liều bức xạ trung bình của họ.
Đơn vị đo là man - Sieverts (man.Sv)
X. Liều hiệu dụng tập thể: Để tính liều hiệu dụng tập thể của một vùng dân chúng bị chiếu xạ (do
một tai nạn bức xạ chẳng hạn), ta chia số dân cư này ra làm nhiều nhóm phụ với tiêu chí là mỗi
nhóm phụ có liều hiệu dụng cá nhân xấp xỉ bằng nhau.
Ta tính liều hiệu dụng tập thể cho từng nhóm sau đó lấy tổng cho tất cả các nhóm. Do đó
nếu gọi:
Ni là số người trong nhóm thứ i
Hi là liều hiệu dụng trung bình của một cá nhân trong nhóm thứ i thì:
Ni.Hi = là liều hiệu dụng tập thể của nhóm thứ i thì liều hiệu dụng tập thể cho cả vùng dân
cư là:
S = ∑
i
Ni.Hi
XI. Working Level:
(mức làm việc) được ký hiệu là WL
WL là đại lượng để đo năng lượng tiềm tàng của hạt α phát ra bởi con cháu Radon hoặc con
cháu Thoron có trong một đơn vị thể tích không khí khi chúng phân rã hoàn toàn.
1 WL = 2,1 . 10

-5
J/m
3
= 1,3 . 10
5
MeV/l
Working Level Month (mức làm việc tháng) ký hiệu là WLM
1 WLM = 170 WL h = 3,54 mJh/m
3
Đánh giá mức nguy hiểm của Radon hoặc Thoron :
Nếu không khí chứa 1 Bq/m
3
có nghĩa là trung bình trong 1m
3
không khí sẽ có một phân rã
phóng xạ trong 1 giây của nguyên tử Radon hoặc Thoron.
Nếu 1 triệu người sống trong môi trường này (nồng độ Rn 1Bq/m
3
) thì sẽ có 1 ~2 người
chết vì ung thư phổi (nhà ở Australia là 12 Bq/m
3
).
Từ đó người ta đưa ra mối nguy hiểm sau đây:
WL Bq/m
3
pCi/l
Số người chết do
ung thư phổi trên
1000 người
So sánh các mức chiếu So sánh các mức rủi

ro
1 7.400 200 440 - 770 1.000 lần mức ngoài trời
0,5 3.700 100 270 - 630 100 lần mức trong nhà Hút 4 bao thuốc lá/1
ngày



9
0,2 1.480 40 120 - 380 20.000 phép chụp X-
quang/năm
0,1 740 20 60 - 210 100 lần mức ngoài trời
0,05 370 10 30 - 120 10 lần mức trong nhà Hút 2 bao thuốc
lá/ngày
0,02 148 4 13 - 50
0,01 74 2 7 - 30 10 lần mức ngoài trời
0,005 37 1 3 - 13 Mức trung bình trong nhà
0,001 7,4 0,2 1 - 3 Mức trung bình ngoài trời 20 lần chụp X-quang
trong 1 năm
XII. Mối liên hệ giữa đơn vị cũ và đơn vị mới trong ATBX
1. Hoạt độ: (ACTIVITY)
- Đơn vị mới là Beccơren (Bq)
- Đơn vị cũ là Curie (Ci).
- Mối liên hệ: 1 Ci = 3,7. 10
10
Bq.
Đôi khi trong đơn vị cũ người ta còn cho đơn vị hoạt độ là milligam Radi tương đương [mgRa]
Định nghĩa:
mgRa là hoạt độ phóng xạ của nguồn Gamma nào đó khi nó tạo ra một liều giống như liều
chiếu được tạo ra bởi 1 mgRa đặt trong ống bạch kim chiều dày 0,5 mm.
Vậy khi nói một nguồn phóng xạ có hoạt độ là AmgRa tức là nguồn đó có hoạt độ phóng xạ

của nguồn radi có khối lượng là Amg đặt trong ống bạch kim dày 0,5 mm.
Giữa chúng có mối liên hệ:
Trong đó Kγ được gọi là hệ số Kγ của nguồn. Nó phụ thuộc vào đơn vị đo và vào các nguồn khác
nhau.
Giá trị Kγ được cho ở bảng sau đối với các nguồn phóng xạ thường dùng :



A
[Ci]
= 3,7.10
10
.A
[Bq]
A
[mCi]
= 3,7.10
7
.A
[Bq]
]Bq[]mCi[[mgRa]
A.K ,A
,
K
γ
γ
Α
6
1044
48

==
10
Nguồn phóng xạ Na-22 Na-24 Co-60 Au-198 Cs-137 Ra-226 Ir-192
Kγ
(R.cm
2
/mCi.h)
12 19 13,5 2,4 3,2 8,4 4,8
2. Cường độ bức xạ (Intensity): là năng lượng bức xạ đi qua 1 cm
2
trong 1 đơn vị thời gian:
Công thức suất liều bức xạ:
cũng đúng cho cường độ bức xạ
3. Liều hấp thụ
 Đơn vị mới trong hệ SI là J/Kg; trong an toàn bức xạ gọi là Gray [Gy]
 Đơn vị cũ gọi là rad: rad là liều hấp thụ khi 1g môi trường hấp thụ năng luợng 100 erg của
bức xạ.
 Mối liên hệ:
1 rad = 100 erg/1g = 100.10
-7
J/10
-3
kg = 0,01 J/kg.
4. Liều tương đương, liều hiệu dụng
 Đơn vị mới là J/kg; trong ATBX có tên riêng là Sievert (Sv).
 Đơn vị cũ là rem
Liều hấp thụ khi nhân với trọng số bức xạ thì gọi là liều tương đương.
Liều tương đương khi nhân với trọng số mô thì gọi là liều hiệu dụng.
 Mối liên hệ:
- Đối với bức xạ gamma thì trọng số bức xạ là 1. Vậy liều tương đương:

1 J/kg x1 = 1 Gy x1 = 100 rad x1 = 100 rem = 1 Sv
- Tổng trọng số mô trong toàn bộ cơ thể là 1. Vậy liều hiệu dụng:
1 J/kg x1x1 = 1 Gy x1x1 = 100 rad x1x1 = 100 rem x1 = 1 Sv.
Vậy về trị số:



2
1
2
2
2
1
d
d
P
P
=
1 rad = 0,01 Gy hoặc 1 Gy = 100 rad
1 Gy = 1 Sv = 100 rad = 100 rem
d
1
d
2
A
I
1
I
2
2

1
2
2
2
1
d
d
I
I
=
11
9
2,1.10
10
4,8.10
1
1
n =
−
=
12
33
10.61,1===
−−
1,24.10
2,1.10
1,24.10
n
n
9

1
2
Gy.,Kg/J.,
Kg10
J10
,g/erg,R
-7
34
3
10787107877877871
−−
−
====
5. Liều chiếu
 Đơn vị mới là C/kg
 Đơn vị cũ là Roentgen (R): Roentgen là liều chiếu của một nguồn bức xạ gamma hay tia X khi
tác động vào 1 cm
3
không khí ở điều kiện tiêu chuẩn thì làm xuất hiện một điện tích là 1 SGSe.
 Mối liên hệ:
1 CGSe = (1/3).10
-9
C.
1 cm
3
không khí ở điều kiện tiêu chuẩn có khối lượng là 1,24.10
-3
g. Vậy:
6. Tìm mối liên hệ giữa rad, Gy, và R
 1 R chiếu vào 1 cm

3
không khí chuẩn làm xuất hiện 1 CGSe.
 Điện tích của 1 ion là 4,8.10
-10
CGSe.
Vậy 1 R chiếu vào 1 cm
3
không khí sẽ làm xuất hiện số cặp ion là:
cặp ion/cm
3
Vì 1 cm
3
không khí chuẩn có khối lượng 1,24.10
-3
g nên số cặp trong 1 gam không khí
sẽ là:
cặp ion/g
không khí
 Để tạo ra 1 cặp ion trong không khí chuẩn cần một năng lượng:
34 eV = 34 x 1,602.10
-12
erg.
Vậy để tạo ra n
2
cặp ion trong không khí cần 1 năng lượng là:
= n
2
x 34 x 1,602 .10
-12
= 1,61.10

12
x 34 x 1,602.10
-12
erg/g = 87,7 erg/g
Đây chính là năng lượng được hấp thụ bởi 1 gam không khí chuẩn khi 1R chiếu vào nó.
1R = 8,77.10
-3
Gy.



kg/C.,
kg.,
C)./(
g,
CGSe
R
3
6
9
1026880
10241
1031
241
1
1
−
−
−
===

1 R = 0,2688.10
-3
C/kg
1 C/kg = 34 Sv
12
1 J/kg = 1 Sv = 100 rem = 100 rad ≈ 114 R
hoặc 1 rem = 1 rad ≈ 1 R
Vậy:
Mối liên hệ này chỉ đúng với không khí
vì đối với các đối tượng khác thì:
 1 R khi chiếu vào 1cm
3
không tạo ra 2,1 .10
9
cặp ion
 1 cm
3
không có khối lượng 1,24.10
-3
g.
 Tạo ra 1 cặp ion ở các chất khác nhau cần năng lượng ≠ 34 eV
Vậy phải tính lại → rất phức tạp → cho ở bảng sau:
Năng lượng Mô xương Mô mỡ Không khí
10 keV
1 rad ≈ 5 R 1 rad ≈ 0,5 R 1 rad ≈ 1,14 R
100 keV
1 rad ≈ 1,7 R 1 rad ≈ 0,88 R
cho mọi năng lượng
1 MeV
1 rad ≈ 0,82 R 1 rad ≈ 1,05 R

cho mọi năng lượng
Những nguyên tắc cơ bản của An toàn Bức xạ
1. Tính hợp lý của công việc (Justification of Practices)
 Mọi công việc chiếu xạ chỉ được chấp nhận nếu nó đưa lại cho cá nhân bị chiếu xạ và xã
hội một mối lợi lớn để bù đắp cho những thiệt hại mà nó có thể gây ra. Nghĩa là công việc
đó phải chứng minh là có lợi.
 Công việc chiếu xạ được coi là không hợp lý khi nó làm tăng các chất phóng xạ trong thức
ăn, nước uống, thuốc tiêm, đồ chơi, đồ trang sức, mỹ phẩm
 Chiếu xạ y tế phải được chứng minh là hợp lý sao cho mối lợi trong chuẩn đoán và điều trị
mà chúng mang lại lớn hơn tổn thất do chúng gây ra.
2. Nguyên lý ALARA
 All expossures should be kept as low as possible.
 All exposures should be kept As Low As Reasonably Achievable.
 All exposures should be kept as low as reasonably achievable, social and economic factors
being taken into account.
Sự chiếu xạ từ bất kỳ 1 nguồn phóng xạ nào, trừ chiếu xạ y tế thì:
- Độ lớn của liều
- Số người bị chiếu xạ
- Khả năng bị chiếu xạ.
phải được giữ càng thấp càng tốt, có chú ý đến yếu tố kinh tế và xã hội (nguyên lý
ALARA).



5 mSv/năm 50 mSv/năm
20 mSv/năm
Hoàn
toàn
chấp
nhận

Vùng
ALARA
Hoàn toàn không
chấp nhận
10 100
60
600 300
1000 100001
13
3. Nguyên lý tối ưu hoá của sự bảo vệ (Optimisation of Proctection)
 Sự chiếu xạ trong mọi lĩnh vực phải được tối ưu hoá, đặc biệt là trong y tế, mục tiêu tối ưu
hoá phải được tuân thủ nghiêm ngặt để bảo vệ bệnh nhân. Sự tối ưu hoá ở đây được làm
bằng cách là chọn các thông số tốt nhất (sao cho liều thấp nhất) để nhận các kết quả mong
muốn khi chuẩn đoán hoặc điều trị.
 Đồ thị sau đây trình bày sự tối ưu hoá khi cân nhắc giữa chi phí bảo vệ và chi phí phục hồi
sức khoẻ.
X là chi phí cho bảo vệ
Y là chi phí cho tổn thất sức khoẻ.



X+Y
Y
X
W (tối ưu) Chi phí
Rủi ro
số người chết/triệu người/năm
14
4. Bảo vệ khỏi sự chiếu ngoài (Protection from external exposure) - khoảng cách, thời gian,
che chắn: đó là 3 phương pháp bảo vệ thông thường nhất

a. Khoảng cách
Càng cách xa nguồn càng tốt, vì hoạt độ (cường độ, suất liều) của nguồn sẽ giảm tỷ lệ nghịch
với bình phương khoảng cách
b. Thời gian
- Thời gian tiếp xúc với nguồn càng ít (càng ngắn) càng tốt (vì liều = suất liều x thời
gian)
- Đối với các đồng vị ngắn ngày (thường dùng trong y tế) thì chất thải phóng xạ của
chúng người ta nhốt trong những hố để chờ phân rã gần hết ( >10T
1/2
) rồi mới thải ra hệ
thống thải công cộng
c. Che chắn
- Trường hợp phải làm việc ở gần nguồn phóng xạ thì phải tìm cách che chắn để giảm
liều xuống dưới mức cho phép.
- Tuỳ theo loại tia, cường độ tia, năng lượng tia mà chọn các vật liệu và bề dày thích hợp.
5. Không có một ngưỡng liều để nói rằng trên đó là nguy hiểm, dưới đó là an toàn. Nhưng
người ta vẫn phải chọn 1 ngưỡng liều để phân biệt liều thấp và liều cao. Liều cao thì xảy ra hiệu
ứng đương nhiên, hiệu ứng sớm; nhưng ở liều thấp thì người ta chưa biết thật chính xác nó biến
đổi theo qui luật nào. Liều thấp có thể sinh ra các hiệu ứng ngẫu nhiên, hiệu ứng muộn sau vài
tháng, vài năm hoặc vài chục năm.
6. Giới hạn về liều (Limitation of Doses)
 Phải quy định giới hạn liều cho từng đối tượng và không được vượt quá giới hạn đó nhằm
tránh để không ai chịu một sự rủi ro bức xạ do sự chiếu quá giới hạn liều.



Rủi ro (Risk)
Liều (Dose)
15
 Các giới hạn liều được tính đến toàn bộ sự chiếu xạ từ tất cả các nguồn.

7. Lựa chọn, cân nhắc khi sử dụng bức xạ
 Khi có các phương pháp có thể thay thế được với các chi phí như nhau, hiệu quả như nhau
thì không dùng phương pháp phóng xạ.
 Luôn luôn phải tìm công nghệ thay thế nếu có.
8. An toàn của nguồn (Safety of Sources)
Phải sử dụng tất cả các biện pháp có thể làm được để:
 Cải thiện tình trạng an toàn hiện có
 Ngăn ngừa các tai nạn bức xạ
 Giảm thiểu tính khốc liệt của hậu quả sự cố bức xạ có thể xảy ra.
9. Sự can thiệp (Intervention)
 Nếu các mức liều đạt xấp xỉ đến mức liều xẩy ra hiệu ứng đương nhiên thi đòi hỏi phải có
biện pháp can thiệp.
 Quy mô, thời lượng và cách thức (loại) can thiệp phải được tốí ưu hoá để có 1 mối lợi cực
đại.
 Mối lợi do liều được giảm đi phải cân bằng với mối hại mà nó có thể gây ra cho xã hội và
chi phí do sự can thiệp.
9. Chọn vị trí đặt nguồn (Location of Sources)
 Khi tiến hành công việc bức xạ (đặt nguồn) thì phải xem xét đến sự chiếu xạ hoặc sự chiếu
xạ tiềm ẩn đối với dân chúng.
10. Thiết kế và chế tạo nguồn (Design & Construction of Sources)
 Thiết kế và chế tạo nguồn phải đảm bảo mức an toàn và độ tin cậy cao khi vận hành.
11. Vận hành và bảo dưỡng nguồn (Operation & Maintenance of Sources)
Phải quan tâm tới sự bảo vệ theo chiều sâu, yếu tố con người, hệ thống kiểm tra thử nghiệm
và kinh nghiệm vận hành.
Phải chú ý đến kinh nghiệm vận hành và các bài học học được từ các sự cố bức xạ.
Tối ưu hoá của bảo vệ phóng xạ và an ninh của nguồn phải dựa vào quy trình và điều kiện
hợp lý.
Nhân viên bức xạ phải được đào tạo trong sử dụng và vận hành.
Thanh tra, thử nghiệm và bảo dưỡng định kỳ phải tuân theo các quy trình đã được phê
chuẩn.

Các biện pháp an ninh, các biện pháp kiểm kê, tổ chức và quản lý để bảo vệ và an toàn bao
gồm:
Hệ thống pháp luật
Cơ quan quản lý
Chính phủ hỗ trợ đội ngũ cán bộ và các dịch vụ.
Đăng ký và cấp giấy phép
12. Hệ thống pháp luật (Legal Framework)



16
Chính phủ ban hành luật pháp cho các công việc bức xạ.
Phải có sự can thiệp kịp thời khi xẩy ra tình huống chiếu xạ quá liều và
phải có sự phân chia trách nhiệm kể cả trách nhiệm của cơ quan quản lý.
Cơ quan quản lý phải là 1 cơ quan độc lập.
Khi sự can thiệp cần đến nhiều cơ quan tham gia thì trách nhiệm liên quan đến việc điều
hành và bố trí công việc ứng phó khẩn cấp phải được quy định trong pháp luật.
13. Trách nhiệm trong hệ thống pháp luật (Responsibility within the Legal Framwork)
Tất cả các bên có trách nhiệm được quyết định trong hệ thống pháp luật phải:
Đảm bảo an toàn và bảo vệ
Xác minh hiệu lực của quy trình
Chuẩn bị các kế hoạch ứng phó khẩn cấp
Lịch sử về liều giới hạn cho phép hàng năm
Năm Nhân viên bức xạ Dân chúng
1900 100 mSv/ngày (10 rem/ngày) Chưa quy định
1925 2500 mSv/năm (250 rem/năm) Chưa quy định
1934 600 mSv/năm (60 rem/năm) Chưa quy định
1936 300 mSv/năm (30 rem/năm) Chưa quy định
1948 150 mSv/năm (15 rem/năm) Chưa quy định
1952 150 mSv/năm (15 rem/năm) 15 mSv/năm

1959 50 mSv/năm (5 rem/năm) 15 mSv/năm
1987 50 mSv/năm (5 rem/năm) 1 mSv/năm
1994 20 mSv/năm (2 rem/năm) 1 mSv/năm
Liều giới hạn ở trên là:
- Cả liều chiếu trong và liều chiếu ngoài
- Không kể liều bức xạ tự nhiện
Tình hình ứng dụng bức xạ để khám chữa bệnh ở các nước phát triển
- 4 người vào bệnh viện thì có 3 nguời được xử lý bằng bức xạ.
- Cứ 1 triệu người thì có 1 trung tâm xạ trị + 250 máy tia X
Nước Số dân (triệu) Máy gia tốc (để xạ trị)
Ghi chú
Finland 5 25
Con số của năm
1999
Australia 19 86
Taiwan 22 59



17
Yếu tố kinh tế trong ATBX
Vùng thử bom nguyên tử ở Australia do Anh tiến hành
 Thời gian thử: 1953 - 1963
 Địa điểm thử: - Maralinga + Emu ở South Australia
- Monte Bello Islands ở Western Australia
 Số vụ thử: 12 vụ thử lớn ( > 1 kilôtôn)
Hàng trăm vụ thử nhỏ hơn ( <1 kilôtôn)
 ảnh hưởng bây giờ tới dân địa phương: 300 mSv/y
 Ba đề án khắc phục:
1. Rào chắn + công an canh phòng: 13 triệu ASD

2. Xúc bỏ đất bị nhiễm xạ nặng để đạt mức 5 mSv/y: 100 triệu ASD
3. Xúc bỏ tất cả để đạt mức 1 mSv/y: 1 tỷ ASD



18