PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHÔNG TỰ NHIÊN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ
Giáo viên hướng dẫn: Trương Trường Sơn
Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thị Kim Hoàng
Nguyễn Hiền Ngọc Oanh
Phạm Thanh Bích Trăm
Hoàng Thị Phương Thảo
30/09/2010,Tp Hồ Chí Minh
MỤC LỤC
MỤC LỤC....................................................................................................................2
Giới thiệu về nguồn phóng xạ tự nhiên:.......................................................................3
0.1. Các chất phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ:............................................................3
0.2. Các nhân phóng xạ nguyên thủy:.......................................................................4
0.2.1. Các chất phóng xạ trong vỏ trái đất:.........................................................4
0.2.2. Các chất phóng xạ trong không khí .........................................................5
0.2.3. Các nhân phóng xạ có trong lương thực, thực phẩm và cơ thể con người:5
0.2.4. Các nhân phóng xạ có trong nước biển.....................................................5
I. Các phương pháp nghiên cứu phân tích phông phóng xạ tự nhiên:..........................6
I.1. Các phương pháp nghiên cứu:............................................................................6
I.2. phương pháp xạ trình đường bộ: nghiên cứu đo phông mẫu đất........................6
I.2.1. phương pháp xạ trình đường bộ:...............................................................6
I.2.2. Thiết bị: ....................................................................................................7
I.2.3. Thu thập và xử lý mẫu:.............................................................................7
I.3. Phương pháp nghiên cứu phổ gamma phông thấp: nghiên cứu đo phông mẫu
gạch men:..................................................................................................................8
I.3.1. phương pháp phổ gamma phông thấp:......................................................8
I.3.2. Thu thập mẫu và Xử lý mẫu:...................................................................10
I.3.3. Đo mẫu:...................................................................................................13
2
Giới thiệu về nguồn phóng xạ tự nhiên:
Chiếu xạ bằng bức xạ ion hóa từ các nguồn khác nhau đang được quan tâm

ngày càng nhiều do các hiệu ứng có thể có của nó tới sức khỏe con người và sinh
quyển.
Do đó con người và cả hệ thống đã và đang bị chiếu xạ bởi các bức xạ nói trên từ khi
hình thành nên cuộc sống trên trái đất, suất liều bức xạ tự nhiên có thể được xem
như một tiêu chuẩn khi nghiên cứu các hiệu ứng sinh học của bức xạ nhân tạo.
Liều phóng xạ trong tự nhiên được gây bởi: các tia bức xạ vũ trụ, bức xạ từ các chất
phóng xạ có trong môi trường và các nhân phóng xạ có ngay trong tế bào sống. Trong
số các nguồn bức xạ này, nguồn bức xạ từ các nhân phóng xạ trong môi trường và
các bức xạ trong nhân tế bào sống đóng gớp hơn 85% liều hiệu dụng hằng năm đối
với mỗi người. Giá trị liều này vào khoảng 2.4mSv.
Các chất phóng xạ tự nhiên này có mặt trong sinh quyển hầu hết có trong đất, đá,
nước, không khí và tế bào sống. Chúng được chia thành các chất phóng xạ nguyên
thủy ( các chất phóng xạ từ khi hình thành nên trái đất ), và các chất phóng xạ sinh ra
từ các vũ trụ ( là các chất phóng xạ được tạo thành bởi tương tác tia vũ trụ với các
nguyên tử trong khí quyển).
0.1. Các chất phóng xạ có nguồn gốc vũ trụ:
Các chất phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ được tạo ra khi các tia vũ trụ tương tác với
các nguyên tử qua các phản ứng tách hay bắt notron. Mặc dù có hơn 20 đồng vị
phóng xạ khác nhau được biết là sản phẩm được tạo ra bởi trình này, song chỉ số ít
trong số chúng có đóng góp liều bức xạ đối với cơ thể sống ví dụ như:
3
H,
14
C,
22
Na
và
7
Be.
Do trái đất có từ trường nên cường độ tia vũ trụ ở các cực lớn hơn so với xích đạo. vì

thế mà gây bởi tia vũ trụ mà con người nhận được tăng theo vĩ độ. Hơn nữa khí
quyển che chắn một phần lượng bức xạ đó nên khi người ta lên cao thì hiệu ứng che
chắn này giảm đi và vì vậy liều bức xạ gây bởi tia vũ trụ cũng tăng theo việc tăng
3
theo độ cao. Trung bình toàn cầu trong một năm, liều bức xạ gây bởi tia vũ trụ
khoảng 0.4mSv.
0.2. Các nhân phóng xạ nguyên thủy:
Các chất phóng xạ nguyên thủy phổ biến nhất là
238
U,
235
U,
232
Th và các sản phẩm
phân rã của chúng,
40
K và
87
Rb. Cò có một số chất khác ít phổ biến hơn và có thời
gian sống dài hơn nhiều. Bảng 3 số liệu dưới đây đưa ra giá trị độ giàu đồng vị của
các chất phóng xạ.
0.2.1. Các chất phóng xạ trong vỏ trái đất:
Hàm lượng trung bình của Uradium và Thôrium trong vỏ trái đất là thấp nhưng các
nguyên tố này có mặt ở khắp mọi nơi trên trái đất. Hoạt độ của các chất phóng xạ này
trong đất, đá có thể thay đổi rất khác nhau.
Các chất phóng xạ này và nhiều phân rã của chúng có mặt hầu hết trong các mẫu môi
trường ( sinh học, địa chất và thủy văn...) trong quá trinh rơi lắng của bụi, quá trình
rửa trôi, phong hóa, trầm tích, và các quá trình vận chuyển sinh học cũng như các quá
trình vận chuyển khác.
Cùng với việc phát ra các bức xạ α và β. Các đồng vị phóng xạ này cũng phát ra tia

gamma. Các tia gamma này chiếu đồng đều toàn thân của con người. Do các vật liệu
lấy từ vỏ trái đất nên chúng có thể có một chút phóng xạ và do vậy con người bị
chiếu xạ ngay cả trong nhà cũng như ở bên ngoài. Liều bức xạ thay đổi theo đất đá
của từng đia phương cũng như các vật liệu xây dựng được sử dụng nhưng trung bình
toàn cầu trong một năm mức liều này khoảng 0.5mSv.
4
0.2.2. Các chất phóng xạ trong không khí
Các nguồn phóng xạ chính trong quá trình hít thở là các sản phẩm phân rã
222
Rn
(radon) và
220
Tn (thoron). Tốc độ xã khí của chúng từ đất phụ thuộc mạnh vào áp
suất của khí quyển, độ ẩm và lớp tuyết phủ. Các sản phẩm sống ngắn của chúng dễ
dàng bị rơi xuống theo mưa dẫn đến sự thay đổi mạnh nồng độ hoạt tính của chúng
trong không khí theo thời gian.
Mức khí radon trong nhà ảnh hưởng mạnh bởi tốc độ nhã khí của các vật liệu xây
dựng, cấu trúc nền móng và chất đất dưới đó. Tăng cường thông thoáng để giảm
nồng độ của radon và do đó các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó.
0.2.3. Các nhân phóng xạ có trong lương thực, thực phẩm và cơ thể con
người:
Do các chất phóng xạ có mặt ở khắp mọi nơi trong tự nhiên nên không tránh khói
việc chúng có mặt trong đồ ăn thức uống hằng ngày và dẫn đến liều trung bình toàn
cầu trong năm là khoảng 0.3mSv.
Cơ thể con người được cấu tạo từ các nguyên tố hóa học, vì vậy trong có thể người
có các nhân phóng xạ. một số nhân phóng xạ vào cơ thể ngườu là do ăn thực phẩm và
uống nước cũng như do hít thở hằng ngày.
Đặc biệt
40
K là nguồn phóng xạ chính gây ra chiếu xạ trong.

40
K thay đổi theo độ lớn
của cơ bắp, ví dụ đối với nam thanh niên lượng
40
K cao hơn 2 lần so với bà già. Một
số loại thức ăn ví dụ như một sơ loại động vật có vỏ trai, cua, tôm...tập trung lượng
phóng xạ nhiều hơn hẳn so với các thực phẩm khác.
0.2.4. Các nhân phóng xạ có trong nước biển
Toàn bộ nước trên trái đất, kể cả nước biển, đều chứa các nhân phóng xạ chính trong
nước biển của đại dương.
5
I. Các phương pháp nghiên cứu phân tích phông phóng xạ tự nhiên:
I.1. Các phương pháp nghiên cứu:
Có nhiều phương pháp phân tích phóng xạ như phương pháp hóa phóng xạ,
phương pháp đo phổ alpha, nhấp nháy lỏng và khối phổ kế, phương pháp phân
tích kích hoạt neutron, phương pháp đo phổ gamma phông thấp, phương pháp xạ
trình đường bộ.
Các phương pháp đo hóa phóng xạ được dùng để xác định cho các nguồn phát alpha,
beta và các đồng vị phóng xạ tư nhiên mức dưới 10
3
pg/g.
Phương pháp phân tích kích hoạt neutron dùng để phân tích các đồng vị phóng xạ tự
nhiên nhưng không thuận lợi vì cần phải có nguồn neutron (lò phản ứng hạt nhân,
máy phát neutron, nguồn neutron đồng vị). Hơn nữa, phương pháp này lại không thể
xác định được Cs
137
và Ra
226
.
Phương pháp đo tổng alpha vả beta chỉ cho phep xác định hoạt độ tổng cộng mà

không cho phép xác định hoạt độ các nhân phóng xạ quan tâm trong mẫu cần đo.
Phương pháp đo phổ alpha cũng cho phép xác định hoạt độ của các nhân đồng vị
trong dãy uranium và thorium nhưng quá trình xử lý mẫu rất phưc tạp.
Phương pháp đo phổ gamma có khả năng đo trực tiếp các tia gamma do các nhân
phóng xạ trong mẫu phát ra mà không cần tách các nhân phóng xạ ra khỏi chất nền
của mẫu, giúp ta xác định một cách định tính và định lượng các nhân phóng xạ trong
mẫu.
I.2. phương pháp xạ trình đường bộ: nghiên cứu đo phông mẫu đất
I.2.1. phương pháp xạ trình đường bộ:
Được dùng để xác định nhanh, định tính các phông phóng xạ trong một vùng rộng
lớn, người ta hay dùng phương pháp xạ trình đường bộ.
Xạ trình là dùng các thiết bị đo xạ để đo theo các lộ trình đã được thiết lập kế hoạch.
Tùy thuộc vào địa phương khảo sát, phương pháp đo phóng xạ hiện trường chia ra
6