Sử dụng phần mềm ResRad 6 trong đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ

HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
LỜI CẢM ƠN
Do điều kiện hiểu biết và thời gian nghiên cứu có hạn, ở nước ta lại chưa
có từ điển tiếng Việt trong lĩnh vực kỹ thuật hạt nhân nên đồ án này không
tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy tôi rất mong nhận được những đóng góp
của các giáo viên và bạn bè cùng quan tâm để giúp hoàn thiện dần đề tài này.
Tôi xin được gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong Viện Kỹ thuật Hạt
nhân và Vật lý Môi trường, các bạn bè cùng lớp đã có những giúp đỡ tôi trong
suốt quá trình thực hiện đồ án này. Tôi cũng muốn cảm ơn đặc biệt tới Tiến sỹ
Nguyễn Hào Quang, người đã giúp đỡ, hướng dẫn tôi hoàn thành đồ án này !
Hà Nội, Ngày 5 tháng 5 năm 2011
Sinh viên
Nguyễn Xuân Việt
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
1
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
TÓM TẮT NỘI DUNG ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài: Sử dụng phần mềm ResRad 6 trong đánh giá
nhiễm bẩn phóng xạ.
Nội dung của Đồ Án gồm có 6 phần chính:
Phần 1: Lời mở đầu:
- Trình bày lý do chọn đề tài, mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên
cứu.
Phần 2: Tổng quan phương pháp đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ trong
môi trường đất:
- Cơ sở lý thuyết của mô hình đánh giá liều.
- Các con đường xâm nhập của chất phóng xạ vào cơ thể người.
Phần 3: Giới thiệu phần mềm ResRad 6:
- Các tính năng của phần mềm ResRad 6.
- Cấu trúc dữ liệu đầu vào của phần mềm ResRad 6.
Phần 4: Một số kết quả tính toán sử dụng phần mềm ResRad 6:

- Cấu trúc bộ số liệu đầu vào giả định.
- Kết quả tính toán cho một số trường hợp nhiễm bẩn phóng xạ giả định.
Phần 5: Kết luận:
- Trình bày những kết quả đạt được, những đóng góp mới và những đề
xuất mới.
Phần 6: Kiến nghị và những nghiên cứu tiếp theo:
- Các kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo.
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
2
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Các chữ viết tắt:
ALARA As Low As Reasonably Achievable
DSR Dose/Source concentration Ratio
DCF Dose Conversion Factor
EPA U.S. Environmental Protection Agency
ETF Environmental Transport Factor
FGR Federal Guidance Report
HEAST Health Effects Assessment Summary Tables
NRC U.S. Nuclear Regulatory Commission
ICRP International Commission on Radiological Protection
SF Source Factor
Các ký hiệu sử dụng:
cm centimeter(s) centi mét
d day(s) ngày
g gram(s) gam
h hour(s) giờ
kg kilogram(s) kilogam
L liter(s) lít
m meter(s) mét

m
2
square meter(s) mét vuông
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
3
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
m
3
cubic meter(s) mét khối
mrem millirem(s) mili rem
mSv millisievert(s) mili sivớt
sec second(s) giây
yr year(s) năm
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
4
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
MỤC LỤC
Trang
Danh mục các bảng biểu, hình vẽ, đồ thị 7
PHẦN 1: LỜI MỞ ĐẦU 9
PHẦN 2. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ
NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT
2.1 Cơ sở lý thuyết của mô hình đánh giá liều 11
2.2 Các con đường xâm nhập của chất phóng xạ vào cơ thể
người
14
PHẦN 3: GIỚI THIỆU PHẦN MỀM RESRAD 6
3.1 Tính năng của phần mềm ResRad 6 23
3.1.1 Giới thiệu phần mềm ResRad 6 23
3.1.2 Giao diện của phần mềm ResRad 6 24

3.1.3 Các hệ số vận chuyển và hệ số liều 27
3.1.4 Kết quả đầu ra của ResRad 27
3.2 Cấu trúc dữ liệu đầu vào của phần mềm ResRad 6 28
3.2.1 Soil Concentrations 28
3.2.2 Calculation Times 31
3.2.3 Contaminated Zone 31
3.2.4 Cover and Hydrological Data 32
3.2.5 Saturated Zone Hydrological Data 34
3.2.6 Unsaturated Zone Data 36
3.2.7 Occupancy, Inhalation, and External Gamma Data 37
3.2.8 Ingestion pathway-Dietary Data 39
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
5
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
3.2.9 Ingestion pathway-Nondietary Data 41
3.2.10 Radon Data 43
3.2.11 Storage Times before use Data 45
3.2.12 Carbon-14 Data 46
PHẦN 4: MỘT SỐ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN SỬ DỤNG PHẦN
MỀM RESRAD 6
4.1 Cấu trúc bộ số liệu đầu vào giả định 48
4.2 Kết quả tính toán cho một số trường hợp nhiễm bẩn
phóng xạ
55
PHẦN 5: KẾT LUẬN 60
PHẦN 6: KIẾN NGHỊ VỀ NHỮNG NGHIÊN CỨU TIẾP
THEO
61
TÀI LIỆU THAM KHẢO 62
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51

6
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình vẽ:
Hình 2.1 Sơ đồ các con đường nhiễm xạ 15
Hình 3.1 Giao diện chính của ResRad 6.5 24
Hình 3.2 Giao diện các cửa sổ tác vụ 25
Hình 3.3 Giao diện các cửa sổ điều hướng 26
Hình 3.4 Cửa sổ thư viện các hệ số liều của từng đồng vị 27
Hình 3.5 Cửa số xác định các đồng vị phóng xạ và nồng độ 29
Hình 3.6 Cửa số về các hệ số vận chuyển của đồng vị phóng xạ 30
Hình 3.7 Cửa số xác định các mốc thời gian đánh giá 31
Hình 3.8 Cửa số về thông số hình học vùng nhiễm bẩn 31
Hình 3.9 Cửa sổ dữ liệu bề mặt và thủy văn của lớp đất nhiễm bẩn 32
Hình 3.10 Cửa sổ dữ liệu thủy văn của lớp đất bão hòa 34
Hình 3.11 Cửa sổ về các dữ liệu của lớp đất không bão hòa 36
Hình 3.12 Cửa sổ các hệ số hô hấp, che chắn, phân bố thời gian sống 37
Hình 3.13 Cửa sổ xây dựng hình học vùng nhiễm bẩn 38
Hình 3.14 Cửa sổ về các thực phẩm phục vụ ăn uống 39
Hình 3.15 Cửa sổ về các dữ liệu nước và thực phẩm chăn nuôi 41
Hình 3.16 Cửa sổ về các hệ số cây trồng 42
Hình 3.17 Cửa sổ dữ liệu về radon 43
Hình 3.18 Cửa sổ dữ liệu về thời gian lưu trữ thực phẩm 45
Hình 3.19 Cửa sổ dữ liệu về carbon 14 46
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
7
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
Bảng biểu và đồ thị:
Bảng 4-1: Liều hàng năm tại các vị trí với trường hợp nhiễm xạ U-238 55
Bảng 4-2: Liều hàng năm tại các vị trí với trường hợp nhiễm xạ Th-232 55

Bảng 4-3: Đóng góp liều của các con đường nhiễm xạ trong trường hợp
nhiễm xạ U-238 57
Biểu đồ 4-4: Biểu đồ so sánh tỷ lệ đóng góp của các con đường nhiễm xạ
trong trường hợp U-238 58
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
8
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
PHẦN 1. LỜI MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học và kỹ thuật, các nguồn bức xạ iôn
hóa được sử dụng ngày càng nhiều trong hàng loạt lĩnh vực như: công nhiệp,
nông nghiệp, sinh học, xây dựng, thăm dò và khai thác tài nguyên, y tế, khảo
cổ, tạo vật liệu mới Việc sử dụng các nguồn iôn hóa ngày càng trở nên phổ
biến hơn và thường xuyên hơn. Hệ quả của sự phát triển này là những vụ tai
nạn đáng tiếc xảy ra như rò rỉ nguồn phóng xạ kín, tai nạn nhà máy điện hạt
nhân mà gần đây nhất là tai nạn ở nhà máy Fukushima I - Nhật Bản, hay từ
các vụ thử vũ khí hạt nhân, khai thác đồng vị phóng xạ Tác động của chúng
là rất nặng nề, không chỉ ảnh hưởng đến môi trường xung quanh mà còn trực
tiếp đe dọa đến sức khỏe của người dân và các thế hệ con cháu của họ sau
này. Ngoài ra, tồn tại một số khu vực có mức phóng xạ tự nhiên rất cao mà
người dân sống trên đó không hề hay biết, điều đó là hết sức nguy hiểm nếu
không có những biện pháp kiểm tra cần thiết để có thể ứng phó kịp thời.
Tuy nhiên, cơ thể con người lại không đủ nhạy cảm để cảm nhận tức thời
được hết tác động của các loại bức xạ iôn hóa để phòng tránh. Rất may, khoa
học có thể cung cấp những hiểu biết về liều lượng học bức xạ để bổ sung cho
chúng ta thêm một “giác quan” mới để xác định và đánh giá mức độ nguy
hiểm của chúng.
Ở đây, chúng ta cùng tìm hiểu một công cụ khá mạnh trong việc xác
định và đánh giá liều bức xạ từ nhiễm xạ trong đất tới các thành phần môi
trường và cơ thể con người. Đó là phần mềm ResRad, một phần mềm máy
tính được thiết kế để đánh giá liều bức xạ và các rủi ro từ các hạt nhân phóng

xạ nhiễm bẩn còn lại trong đất. Phần mềm được phát triển dựa trên mô hình
RESidual RADioactivity của Bộ Năng lượng Mỹ giúp hỗ trợ trong việc xây
dựng các tiêu chuẩn làm sạch và đánh giá liều hoặc nguy cơ liên quan tới các
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
9
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
vât liệu phóng xạ còn sót lại trong đất. Trong đồ án này, em sẽ tìm hiểu về
ResRad 6, cụ thể là ResRad bản 6.5 .
Do điều kiện hiểu biết và thời gian nghiên cứu có hạn, phạm vi của đồ án
này chỉ xoay quanh công việc tìm hiểu tính năng, cách thức sử dụng, mô hình
hoạt động và ứng dụng cho một trường hợp giả định, từ đó có cái nhìn chung
nhất về khả năng ứng dụng, ưu nhược điểm của phần mềm ResRad này.
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
10
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
PHẦN 2. TỔNG QUAN PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ NHIỄM BẨN
PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG ĐẤT
2.1. Cơ sở lý thuyết của mô hình đánh giá liều
Hiệu ứng sinh học của bức xạ đã được phát hiện từ những ngày đầu tiên
sử dụng bức xạ. Nguồn thông tin chính có được bằng cách theo dõi sự chiếu
xạ nhân viên bức xạ, gồm các nhà khoa học, nhân viên y tế, thợ mỏ uranium,
nhân viên vẽ kim đồng hồ radium, nhân viên các nhà máy điện nguyên tử và
nhân viên trong các cơ sở công nghiệp có sử dụng bức xạ, các bệnh nhân bị
chiếu xạ để chẩn đoán và điều trị. Ngoài ra, các nhóm dân chúng sống sót sau
hai trận ném bom nguyên tử ở Nhật, những người bị chiếu xạ bởi các chất rơi
lắng từ các vụ thử vũ khí hạt nhân, các vụ tai nạn nhà máy điện hạt nhân, các
vụ rò rỉ nguồn phóng xạ kín và những người dân sống ở vùng có mức phóng
xạ tự nhiên cao cũng cung cấp những thông tin rất quan trọng.
Từ các sự kiện trên đã tích lũy được thông tin khá lớn về dữ liệu hiệu
ứng-liều, các hệ số chuyển đổi liều; kết hợp với các nghiên cứu cơ bản, các

nhà khoa học ngày nay có được sự hiểu biết một cách hệ thống về các hiệu
ứng bức xạ lên các cơ quan trong cơ thể người, thiết lập được các mức giới
hạn về liều chiếu và nồng độ giới hạn các nhân phóng xạ.
Trong đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ môi trường đất, các nhà khoa học
thường sử dụng phương pháp phân tích từng con đường nhiễm xạ và tính tổng
liều mà cơ thể con người phải nhận. Với phương pháp này, mối quan hệ giữa
nồng độ phóng xạ trong đất và liều mà một người trong khu vực nhiễm xạ
phải nhận là tổng hợp liều của các con đường mà hạt nhân phóng xạ trong đất
biến đổi và vận chuyển tới thâm nhập cơ thể. Để đánh giá sự nguy hại của các
hạt nhân phóng xạ nhiễm bẩn trong đất, người ta sử dụng tỷ số liều/nồng độ
nguồn (dose/source concentration ratio-DSR) của các con đường xác định dựa
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
11
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
trên ba hệ số chính: hệ số chuyển đổi liều(DCF), hệ số vận chuyển môi
trường(ETF) và hệ số nguồn(SF), từ đó xác định tổng liều mà cơ thể phải
nhận. Các hệ số được xác định một cách tổng quát như sau:
∑ ∑
∫
+
×××=
j j
tt
t
pqijpqijjipxjip
dttSFtETFBRFDCFtDSR
int
)(')()(
,,,)(,
(2-1)

ixixEix
EHDCF /
,
=
(2-2)
)0(/)()(
iijij
StStSF
=
(2-3)
)](')0(/[)()(
,,,
tSFStEtETF
pqijipqijpqij
×=
(2-4)
Với:
)(tDSR
ip
là tỷ số liều/nồng độ nguồn của hạt nhân i trong đất ứng với
con đường vận chuyển trong môi trường thứ p,
)(, pxj
DCF
là hệ số chuyển đổi liều của nhân phóng xạ thứ j do hạt nhân
i phân rã ứng với con đường thâm nhập x của con đường vận chuyển p, có thứ
nguyên là mSv/Bq hoặc mrem/pCi với nhiễm xạ trong, mSv/năm mỗi Bq/g
hay mrem/năm mỗi pCi/g với chiếu xạ ngoài,
ji
BRF
,

hệ số phân rã của hạt nhân con j từ chuỗi phân rã của hạt nhân i,
)(
,
tETF
pqij
hệ số vận chuyển môi trường của hạt nhân j do i phân rã
ứng với con đường vận chuyển p nhánh q, không phụ thuộc vào hạt nhân i khi
con đường là nhiễm xạ ngoài (không có thứ nguyên), hít thở và ăn uống phải
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
12
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
bụi chứa phóng xạ (g/năm), và các con đường khác (g/năm), cách tính cụ thể
giá trị ETF của từng con đường nhiễm xạ khác nhau được đề cập ở mục 2.2.
)('
,
tSF
pqij
=
)(tSF
ij
là hệ số nguồn thể hiện sự phân rã, thẩm thấu,
khuếch tán tại thời điểm t của chuỗi phân rã từ i tới j, khi còn đường vận
chuyển không phụ thuộc vào nguồn nước.
=1 , khi con đường vận chuyển liên quan tới nguồn nước,
ixE
H
,
liều hiệu dụng hàng năm do loại hạt nhân i theo con đường thâm
nhập x, (mSv/yr),
ix

E
tham số tiếp xúc, hay là nồng độ phóng xạ của hạt nhân loại i ở con
đường thâm nhập x, (Bq/g với nhiễm xạ ngoài, Bq/yr với nhiễm xạ trong),
)0(),(
iij
StS
nồng độ phóng xạ tại thời điểm t và lúc ban đầu (Bq/g),
)(
,
tE
pqij
giá trị tham số tiếp xúc tại thời điểm t của hạt nhân j là sản
phẩm phân rã từ hạt nhân i, (thứ nguyên như của E
ix
),
t
int
là thời gian tiếp xúc bức xạ của một cá thể, khi thời gian tiếp xúc lớn
hơn một năm thì lấy là 1.
Đối với các khu vực có nồng độ nhiễm xạ không đồng nhất, ta phải tính
đến các giá trị liên quan đến hệ số phân bố, ở đây ta không đề cập đến vấn đề
này.
Như vậy, từ nồng độ của các hạt nhân phóng xạ nhiễm bẩn trong đất, các
hệ số đã được biết, ta có thể tính được tổng liều mà các cơ quan hay cơ thể
con người trong khu vực phải nhận. Kết hợp với các khuyến cáo của các tổ
chức đưa ra, ta sẽ có thể đánh giá được mức độ nhiễm xạ, nguy hại của khu
vực nhiễm bẩn phóng xạ.
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
13
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG

2.2. Các con đường xâm nhập của chất phóng xạ vào cơ thể người
Các chất phóng xạ và chất bẩn phóng xạ có thể tồn tại dưới dạng lỏng,
dạng khí hay dạng bột. Có 3 con đường chính để các chất phóng xạ nói trên
có thể thâm nhập vào cơ thể:
-Hô hấp: Hít thở các khí và sol khí phóng xạ.
-Tiêu hóa: Uống nước nhiễm phóng xạ, ăn thức ăn nhiễm phóng xạ, chất
phóng xạ thâm nhập qua đường miệng.
-Hấp thụ: Chất phóng xạ hấp thụ trực tiếp qua da hay các vết thương để
hở.
Khi bụi phóng xạ thâm nhập qua đường hô hấp, một phần đi từ phổi qua
các mạch máu, một phần khác thở ra ngoài còn một phần trong khi được đẩy
ra khỏi phổi thì lại bị nuốt vào.
Tương tự như vậy, khi chất phóng xạ thâm nhập theo đường tiêu hóa,
một phần thấm qua thành ruột phụ thuộc vào dạng của hợp chất phóng xạ và
các điều kiện sinh lý khi nhiễm phóng xạ.
Một số chất phóng xạ, như nước Tritium hay chất phóng xạ hòa tan
trong dung môi hữu cơ, rất dễ hấp thụ qua da. Ngoài ra, chất phóng xạ hở có
thể thâm nhập qua các vết thương hở để vào các mạch máu.
Trong môi trường, mỗi con đường chính lại được phát sinh từ nhiều con
đường khác nhau mà khởi đầu từ nguồn nhiễm xạ trong môi trường đất. Sơ đồ
hình 2.1 miêu tả các con đường để từ nhiễm xạ đất dẫn tới liều tương đương
cho con người:
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
14
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
Hình 2.1 Sơ đồ các con đường nhiễm xạ
Ứng với mỗi con đường nhiễm xạ, các hệ số chuyển đổi liều DCF của
các đồng vị phóng xạ đều có sự thay đổi. Các giá trị DCF được các nhà khoa
học tính ra từ các sự kiện thực tế hoặc các thực nghiệm và được tập hợp lại
thành các thư viện tài liệu khuyến cáo như các tài liệu Federal Guidance

Report-FGR, International Commission on Radiological Protection-ICRP.
Tương tự, các hệ số vận chuyển môi trường ETF cũng có những cách
tính riêng cho từng con đường nhiễm xạ, cụ thể:
+Bức xạ trực tiếp từ nền đất:
ETF tại thời điểm t từ bức xạ nền đất được tính theo công thức:
),()()()(
11111
tFCDtFAtFSFOtETF
iiii
×××=
(2-4)
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
15
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
Trong đó:
)(
1 shindotd
FffFO
×+=
với
otd
f
,
ind
f
,
sh
F
là phần thời gian
sống bên trong và bên ngoài nhà, hệ số che chắn bức xạ gamma trong nhà,

)(
1
tFA
i
,
)(
1
tFS
i
hệ số khu vực và hình học của loại đồng vị phóng xạ,
phụ thuộc vào hình học, hệ số tích lũy, vị trí đánh giá,
)(
1
tFCD
i
hệ số về độ sâu vùng nhiễm bẩn và lớp đất bề mặt, phụ
thuộc vào độ sâu, mật độ, tối độ xói mòn của lớp đất nhiễm bẩn và lớp đất bề
mặt.
+Con đường hô hấp:
,)()(
222222
FIFOtFCDFAASRtETF
iii
××××=
(2-5)
2
ASR
khối lượng trung bình của không khí chứa bụi đất bị nhiễm xạ
(g/m
3

), là tỷ lệ giữa nồng độ phóng xạ của bụi trong không khí (Bq/m
3
) so với
nồng độ phóng xạ trong lớp đất nhiễm bẩn (Bq/g),
2
FA
hệ số khu vực,
)(
2
tFCD
i
hệ số về độ sâu vùng nhiễm bẩn và lớp đất bề mặt tại thời
điểm t,
2
FO
hệ số về thời gian sống trong và bên ngoài nhà,
2
FI
lượng không khí hít thở hàng năm (m
3
/năm),
+Con đường tiêu hóa:
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
16
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
-Từ cây, thịt và sữa:
∑
×××=
k
pqkijpkpqppqij

tFSRDFtFCDFAtETF ),()()(
,,
(2-6)
p
FA
hệ số khu vực cho con đường loại p,
)(tFCD
pq
hệ số về độ sâu vùng nhiễm bẩn và lớp đất bề mặt tại thời
điểm t của con đường q-p,
pk
DF
hệ số ăn kiêng, lượng tiêu thụ loại thực phẩm k hàng năm ứng với
con đường ăn uống loại p (g/năm),
)(
,
tFSR
pqkij
tỷ lệ nồng độ hạt nhân j trong thức ăn loại k trên nồng độ
hạt nhân i trong đất ứng với con đường nhiễm xạ q-p, phụ thuộc vào chế độ
cho ăn, thời gian lưu trữ thực phẩm và nước uống cho chăn nuôi, kiểu thiết kế
thủy lợi của khu vực trồng trọt.
-Từ cá và các loại hải sản:
),(
2,6666,
tWSRFWRDFFRETF
ij
k
kjkij
×







××=
∑
(2-7)
k
DF
6
hệ số về chế độ ăn uống hàng năm của các loại cá và hải sản dưới
nước (kg/năm),
6
FR
phần cá và hải sản tiêu thụ được lấy từ vùng nhiễm bẩn trên tổng
số hải sản sử dụng,
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
17
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
kj
FWR
6
tỷ lệ nồng độ hạt nhân loại j trong cá và hải sản trên nồng độ
có trong nước (L/kg),
)(
2,
tWSR
ij

tỷ lệ giữa nồng độ hạt nhân j ở lớp nước bề mặt tại thời gian
t trên nồng độ hạt nhân i trong đất tại thời điểm ban đầu (g/L),
-Từ nước uống:
( )
[ ]
,11)(1)()(
2,1,77,
FDtWSRFDtWSRFDWDFtETF
ijijij
−×+×××=
(2-8)
7
DF
lượng nước uống sử dụng hàng năm (L/năm),
FDW
phần nước uống được lấy từ khu vực tại chỗ,
)(
1,
tWSR
ij
tỷ lệ giữa nồng độ hạt nhân j trong nước giếng tại thời điểm
t trên nồng độ hạt nhân i trong đất ban đầu (g/L),
)(
2,
tWSR
ij
tỷ lệ giữa nồng độ hạt nhân j trong lớp nước bề mặt tại thời
điểm t trên nồng độ hạt nhân i trong đất ban đầu (g/L),
1FD
tỷ lệ giữa mức sử dụng nước giếng trên lượng sử dụng nước bề

mặt,
+Con đường vận chuyển của nước:
),()()(
,,,
tWSRtWEFtETF
rijpqrijpqrij
×=
(2-9)
)(/)()(
,,,
tWtEtWEF
rijpqrijpqrij
=
hệ số tiếp xúc nước (L/năm),
)(
,
tE
pqrij
,
)(
,
tW
rij
là tốc độ tiêu hóa tại thời điểm t (Bq/năm hoặc pCi/năm)
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
18
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
và nồng độ phóng xạ trong nước (Bq/L hoặc pCi/L), r =1 ứng với sử dụng
nước giếng, =2 với sử dụng nước bề mặt,
)(

,
tWSR
rij
tỷ lệ nồng độ hạt nhân j trong nước tại thời điểm t trên nồng
độ hạt nhân i trong đất tại thời điểm ban đầu (g/L),
+Con đường tiêu hóa phải đất:
,)()(
8888
FOtFCDFAFSItETF
j
×××=
(2-10)
FSI
lượng đất đi vào đường tiêu hóa hàng năm do vô tình ăn phải
(g/năm),
8
FA
hệ số khu vực ứng với con đường tiêu hóa phải đất,
)(
8
tFCD
hệ số độ sâu lớp đất nhiễm bẩn và lớp đất bề mặt,
8
FO
hệ số về thời gian sinh sống trong và bên ngoài nhà.
Với nhiễm xạ Radon và Carbon-14, nồng độ của chúng ở từng con
đường nhỏ được tính cụ thể như sau:
+Radon:
Nồng độ radon bên ngoài nhà trung bình một năm (Bq/m
3

hoặc pCi/m
3
):
,1
2
0
00
0








−=






−
U
X
a
e
H
FJ

C
λ
λ
(2-11)
AX
=
chiều dài hiệu dụng của vùng nhiễm bẩn (m),
λ hằng số phân rã của radon (1/s),
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
19
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
F
a0
hệ số khu vực ứng với bên ngoài nhà,
A diện tích vùng nhiễm bẩn (m
2
),
U tốc độ gió trung bình (m/s),
J
0
thông lượng radon trên lớp đất bề mặt bên ngoài nhà (Bq/m
2
.s hoặc
pCi/m
2
.s),
H
0
chiều cao tính từ bề mặt đất có thành phần không khí coi như đồng
nhất (m),

Nồng độ radon trong nhà trung bình một năm (Bq/m
3
hoặc pCi/m
3
):
( )
,
0
v
vC
H
FJ
C
aii
i
+






+
=
λ
(2-12)
v khả năng thông gió của nhà ở (1/s),
F
ai
hệ số khu vực trong nhà,

H là chiều cao của nhà ở (m), bằng thể tích trong nhà trên diện tích mặt
sàn.
+Carbon 14:
- Nồng độ Carbon trong không khí (pCi/m
3
):
,
5.01017.3
8
,14
UH
AEVNS
C
mix
aC
×
××××
=
−
−
(2-13)
mix
H
chiều cao mà CO
2
đồng nhất trong không khí (thường lấy 2m với
con đường hô hấp của con người, 1m với con đường thực vật, thực phẩm),
3.17x10
-8
(năm/s),

NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
20
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
A diện tích vùng nhiễm bẩn (m
3
),
U tốc độ gió trung bình (m/s),
EVSN thông lượng C-14 từ dưới đất lên (pCi/m
2
-năm).
- Nồng độ Carbon trong thức ăn:
Thức ăn từ cây trồng:
,000,1
14
,
,14
,,14















××+








××=
−
−
−
C
C
s
aC
aC
avCvC
S
S
F
C
C
FCC
(2-14)
C
C,v
phần carbon bền trong thực vật (thường lấy 0.4 cho các loại ngũ cốc

và cây không ăn lá, 0.09 với hoa quả và rau ăn lá),
F
a
, F
s
tỷ lệ carbon trong thực vật được lấy từ không khí và đất,
S
C-14
nồng độ C-14 trong đất (pCi/g),
S
c
tỷ lệ Carbon bền trong đất trên tổng số carbon có trong đất,
Từ sữa và thịt:
( ) ( )( )
,
6,5
,
,14,14
pCpqpCpC
pC
pCpC
FISFIFDRFIW
C
FIC
××+×
×=
−−
(2-15)
C
C,p

phần carbon bền trong sữa và thịt,
FI
C-14,p
tốc độ ăn phải hàm lượng phóng xạ của gia súc, gia cầm
(pCi/ngày),
W
c
nồng độ carbon bền trong nước sử dụng cho chăn nuôi (kg/L),
FDR
C,p
nồng độ carbon bền trong thức ăn chăn nuôi (kg/kg),
FI
pq
tốc độ tiêu thụ thức ăn của gia súc, gia cầm (kg/ngày),
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
21
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
FI
p6
tốc độ ăn phải đất của gia súc gia cầm (kg/ngày).
Từ hải sản:
,
2,146,146,14
−−−
×=
CkCkC
WFWRC
(2-16)
FWR
C-14,6k

tỷ lệ nồng độ C-14 trong cá và hải sản trên nồng độ trong nước
(L/kg),
W
C-14,2
nồng độ C-14 của nước bề mặt (pCi/L).
Thực tế, các khu vực khảo sát khác nhau có thể có đầy đủ hoặc chỉ có
một vài con đường nhiễm xạ nào đó. Do đó, trước khi tính toán, đánh giá một
vùng, chúng ta cần phải xem xét ở đó tồn tại những con đường nào mà phóng
xạ thâm nhập vào cơ thể.
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
22
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
PHẦN 3. GIỚI THIỆU PHẦN MỀM RESRAD 6
3.1. Tính năng của phần mềm ResRad 6
3.1.1. Giới thiệu phần mềm ResRad
RESRAD là một phần mềm máy tính được thiết kế để đánh giá liều bức
xạ và các rủi ro từ các hạt nhân phóng xạ nhiễm bẩn còn lại trong đất. Phần
mềm được phát triển dựa trên mô hình RESidual RADioactivity của Bộ Năng
lượng Mỹ giúp hỗ trợ trong việc xây dựng các tiêu chuẩn làm sạch và đánh
giá liều hoặc nguy cơ liên quan tới các vât liệu phóng xạ còn sót lại trong đất.
RESRAD được dùng chủ yếu vào các mục đích như:
- Tính toán nồng độ phóng xạ trong đất cho phép trong việc làm sạch
các khu vực nhiễm bẩn phóng xạ dựa vào các tiêu chuẩn được đưa ra.
- Tính toán liều hàng năm hay nguy cơ rủi ro cho các nhân viên bức xạ
hay dân chúng trong khu vực phải tiếp xúc với chất phóng xạ có trong
đất.
- Tính toán nồng độ phóng xạ trong nước, không khí, thực phẩm và các
thành phần môi trường khác, kết quả từ quá trình vận chuyển và
chuyển đổi của các hạt nhân phóng xạ trong đất.
- Hỗ trợ cho việc áp dụng quy tắc ALARA trong việc phân tích, xử lý

các vụ nhiễm xạ môi trường để đạt hiệu quả và kinh tế nhất.
RESRAD sử dụng phương pháp đánh giá liều và nguy cơ rủi ro như mục
2.1 đã đề cập đến. Cụ thể, phần mềm dựa vào các bộ số liệu người dùng thu
thập được ở vùng nhiễm xạ, kết hợp với các hệ số chuyển đổi (từ các thư viện
khuyến cáo hoặc có thể tùy chỉnh theo yêu cầu) để tính liều nhiễm của các cá
nhân trong khu vực, mức ô nhiễm phóng xạ của các thành phần môi trường.
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
23
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
Từ đó, giúp người dùng đánh giá mức độ nguy hại của nhiễm bẩn phóng xạ
và các nguy cơ rủi ro theo thời gian.
Các thư viện khuyến cáo sử dụng trong ResRad gồm có: FGR 11-12-13
(EPA’s Federal Guidance Report), ICRP 60-72 (International Commission on
Radiological Protection), HEAST 2001 (Health Effects Assessment Summary
Tables).
3.1.2. Giao diện của phần mềm ResRad 6
Giao diện chính khi mở phần mềm: gồm có Menu, Toolbar, phần
RESRAD-DOS Emulator bên trái và cửa sổ điều hướng bên phải. Giao diện
phần mềm khá thân thiện giúp người dùng lần đầu dễ làm quen nhanh chóng.
Hình 3.1 Giao diện chính của ResRad 6.5
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
24
HƯỚNG DẪN: TS.NGUYỄN HÀO QUANG
Giao diện của phần RESRAD-DOS Emulator và các cửa sổ con của nó
(hình 3.2): gồm có các công cụ quản lý file, tủy chỉnh các con đường nhiễm
xạ, hệ số liều, các cửa sổ nhập liệu và kết quả ra.
Hình 3.2 Giao diện các cửa sổ tác vụ
NGUYỄN XUÂN VIỆT – KTHN&VLMT K51
25