Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở TP.Hồ Chí Minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ


CHU TẤT TRANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2013


2

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn – ThS. Trương
Trường Sơn. Thầy đã tận tình hướng dẫn chuyên môn và tạo điều kiện tốt nhất để
em thực hiện luận văn này. Em cảm thấy mình thật may mắn vì đã được thầy truyền
thụ kiến thức cũng như hướng dẫn thực hiện luận văn nghiệp tốt nghiệp đại học.
Thông qua luận văn, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đối với thầy!
Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí
Minh đã chỉ dạy cho em những kiến thức quý báu, giúp em tự tin thực hiện luận văn
của mình.
Xin cảm ơn tập thể lớp Lý Cử Nhân – K35, những người bạn đã gắn bó và
giúp đỡ em trong suốt khoá học.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình cùng những người bạn thân đã luôn động
viên và hỗ trợ em cả về vật chất lẫn tinh thần để em hoàn thành tốt khoá học!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013
Chu Tất Trang

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn

MỤC LỤC

Trang

Trang phụ bìa
Mục lục
Bảng chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục hình ảnh
MỞ ĐẦU
Chương 1 – HỆ THỐNG KHÁI QUÁT VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO
LƯỜNG TRONG AN TOÀN BỨC XẠ
1.1. Hoạt độ phóng xạ.................................................................................................. 9
1.2. Suất liều bức xạ..................................................................................................... 9
1.3. Liều hấp thụ.........................................................................................................11
1.4. Liều tương đương trong cơ quan hoặc trong mô................................................11
1.5. Liều hiệu dụng.....................................................................................................12
1.6. Liều tích luỹ.........................................................................................................13
1.7. Liều chiếu............................................................................................................14
1.8. KERMA...............................................................................................................15
1.9. Liều tập thể..........................................................................................................15
1.10. Liều hiệu dụng tập thể.......................................................................................15
1.11. Mức làm việc.....................................................................................................15
Chương 2 – TÌM HIỂU CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ
MÔI TRƯỜNG
2.1. Các nguyên tố phóng xạ......................................................................................17
2.1.1. Họ nguyên tố phóng xạ tự nhiên..................................................................17
2.1.2. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ......................................................24

2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo..................................................................24
2.2. Phông phóng xạ môi trường................................................................................27


Chương 3 – CÁC TÁC HẠI SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ĐỐI VỚI TẾ BÀO CON
NGƯỜI
3.1. Đôi nét về tế bào con người................................................................................30
3.2. Tác dụng sinh học của bức xạ.............................................................................33
3.2.1. Cơ chế tác động của bức xạ lên con người..................................................33
3.2.2. Các hiệu ứng bức xạ..................................................................................... 35
Chương 4 – KHẢO SÁT SUẤT LIỀU PHÓNG XẠ MỘT SỐ KHU VỰC Ở TP.
HỒ CHÍ MINH
4.1. Mô tả khu vực khảo sát và cách thu thập số liệu................................................39
4.2. Kết quả đo suất liều và nhận xét......................................................................... 43
4.2.1. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Bình........................................................43
4.2.2. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Phú..........................................................47
4.2.3. Kết quả đo suất liều tại quận 3.....................................................................54
KẾT LUẬN................................................................................................................ 57
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI..................................................................... 58
TÀI LIỆU THAM KHẢO..........................................................................................59


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Dạng đầy đủ và nghĩa
Acid Deoxyribo Nucleic: Phân tử acid nucleic mang
thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và

ADN

phát triển của các vật chất hữu cơ bao gồm cả một số
virus.

ARN

Acid ribonucleic: Chuỗi các ribonucleic
Adenosine triphosphate: Phân tử mang năng lượng, có

ATP

chức năng vận chuyển năng lượng đến các nơi cần thiết
cho tế bào sử dụng
International Atomic Energy Agency: Cơ quan Năng

IAEA

lượng nguyên tử Quốc tế
International Commission on Radiological Protection:

ICRP

Ủy ban Quốc tế về An toàn bức xạ


DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ......................................10
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia..........................................................11
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể......................................................13
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron....................................16

Bảng 2.1. Thông tin các nguyên tố trong họ

232

Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ

238

U....................................................21

Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ

235

U....................................................23

Th..................................................19

Bảng 2.4. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ.................................................24
Bảng 2.5. Thông tin các nguyên tố trong họ phóng xạ nhân tạo

237

Np...................26

Bảng 2.6. Các nguyên tố phóng xạ tạo ra từ tia vũ trụ............................................27
Bảng 2.7. Các nguyên tố phóng xạ chủ yếu trong vỏ Trái đất................................27
Bảng 2.8. Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo quan tâm...........................................28
Bảng 3.1. Thành phần cấu tạo tế bào và chức năng của chúng...............................31
Bảng 3.2. Phân loại các hiệu ứng bức xạ.................................................................36

Bảng 3.3. Các triệu chứng rõ ràng khi chiếu toàn thân...........................................37
Bảng 3.4. Các hội chứng bức xạ cấp........................................................................38
Bảng 3.5. Giới hạn liều qua các thời kỳ của ICRP............................................38
Bảng 4.1. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Bình...........................44
Bảng 4.2. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Phú.............................49
Bảng 4.3. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận 3........................................55


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Chuỗi phân rã của họ

232

Th......................................................................18

Hình 2.2. Chuỗi phân rã của họ

238

U........................................................................20

Hình 2.3. Chuỗi phân rã của họ

235

U........................................................................22

Hình 2.4. Chuỗi phân rã của họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo

237

Np.....................25

Hình 3.1. Cấu tạo tế bào...........................................................................................30
Hình 4.1. Máy Gramin Etrex Legend HCx..............................................................41
Hình 4.2. Máy đo suất liều Inspector plus...............................................................42
Hình 4.3. Vị trí khảo sát tại quận Tân Bình.............................................................43
Hình 4.4. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Bình.............................................46
Hình 4.5. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú..............................................................48
Hình 4.6. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú..............................................................48
Hình 4.7. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Phú..............................................52
Hình 4.8. Ví trí khảo sát tại quận 3..........................................................................54
Hình 4.9. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận 3..........................................................56


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Những năm gần đây, công nghệ bức xạ đã phát triển mạnh mẽ và thu được
những thành tựu nổi bật. Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, công nghệ
bức xạ đã và đang có nhiều những ứng dụng trong thực tế: Chiếu xạ y tế, chiếu xạ
tạo giống trong nông nghiệp, thanh trùng khử trùng, cấy ghép tạo bán dẫn, … Tuy
nhiên vấn đề an toàn bức xạ dường như vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Số
người am hiểu về bức xạ và an toàn bức xạ còn rất hạn chế.
Luận văn “Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh“ trình bày những vấn đề cơ bản về bức xạ và an toàn bức xạ. Nội dung trình
bày như sau:
Chương 1: Hệ thống khái quát về các đại lượng và đơn vị đo lường trong an
toàn bức xạ. [1] [2]
Chương 2: Tìm hiểu các nguồn phóng xạ và phông phóng xạ môi trường. [1] [3]
Chương 3: Các tác hại sinh học của bức xạ đối với tế bào con người. [4] [5]

Chương 4: Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh.
Dựa trên tiêu chuẩn an toàn bức xạ của ICRP và IAEA, luận văn sẽ trình bày
những so sánh, đánh giá kết quả đo thực nghiệm suất liều phóng xạ một số khu vực
ở thành phố Hồ Chí Minh, từ đó đưa ra các khuyến cáo cho dân cư trong vùng khảo
sát.
2. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp xạ trình đường bộ thu thập số liệu là suất liều chiếu ngoài tổng

của mặt đất và tia vũ trụ ở điểm khảo sát bằng máy đo liều cầm tay Inspector
plus và máy định vị GPS (để xác định toạ độ của điểm khảo sát). [3]
 Xây dựng mạng lưới các vị trí khảo sát trước khi thực hiện đo ngoài hiện

trường. Mục đích là nhằm đảm bảo được độ dày và sự phân bố đồng đều của
các điểm khảo sát, người đo có thể chủ động được lịch trình để tiết kiệm thời
gian, công sức trong quá trình thực hiện đề tài.


 Đánh giá số liệu và đưa ra khuyến cáo dựa trên việc so sánh kết quả đo đạc

với các tiêu chuẩn của Việt Nam cũng như của ICRP, IAEA và giá trị phông
phóng xạ môi trường trung bình trên thế giới.


Chương 1: HỆ THỐNG KHÁI QUÁT VỀ CÁC ĐẠI LƯỢNG VÀ ĐƠN VỊ ĐO
LƯỜNG TRONG AN TOÀN BỨC XẠ
1.1. Hoạt độ phóng xạ
Định nghĩa: Hoạt độ phóng xạ của một nguồn là số hạt nhân chất phóng xạ
phân rã trong một đơn vị thời gian.
Biểu thức định

nghĩa:

dN
A = dt

Trong đó: dN là số hạt nhân chất phóng xạ phân rã trong thời gian dt.
A là hoạt độ phóng xạ của nguồn.
Đơn vị của A là Becquerel (Bq): 1 Bq = 1 phân/giây
10

Đơn vị cũ của hoạt độ phóng xạ A là Curie (Ci) với 1 Ci = 3,7.10 Bq.
1.2. Suất liều bức xạ
Định nghĩa: Suất liều bức xạ tỉ lệ thuận với hoạt độ phóng xạ và tỉ lệ nghịch
với bình phương khoảng cách.
Biểu thức định
nghĩa:

P = K.

A
r2

Trong đó: K được gọi là hằng số gamma của nguồn. Giá trị của hằng số K phụ
thuộc vào đơn vị đo của suất liều P, hoạt độ phóng xạ A, khoảng cách r.
Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r1 là P1 = K.

A

r1 2

Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r2 là

P2 = K.

Do đó ta có mối liên hệ giữa suất liều và khoảng cách như
sau:

A
r2 2
P
1

P2

r
=

2

2

r12

Từ biểu thức định nghĩa suất liều bức xạ, ta tìm được biểu thức của hằng số gamma
k của nguồn K = P.

r2
A

Vì vậy có thể định nghĩa hằng số gamma K của nguồn như sau: Hằng số

gamma K là suất liều của một nguồn có hoạt độ một đơn vị gây ra tại một điểm


cách nguồn một đơn vị khoảng cách. Giá trị của K phụ thuộc vào đơn vị đo của A,
P, r cho bởi bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ
A

r

P

K

mCi

cm

R
h

R.cm
mCi.h

Ci

m

R
h

R.m
mCi.h

MBq

m

C
Kg.h

GBq

m

mSv
h

A

r

P

mCi

cm

R
h

R.cm
mCi.h

Ci

m

R
h

R.m
mCi.h

m

C
Kg.h

m

mSv
h

MBq
GBq

60

Co

2

2

R.m

2

MBq.kg.h

−9

.10

137

Cs

226

Ra

198

Au

24

Na

22

Na

13,5

3,2

8,4

2,4

19

12

1,35

0,32

0,84

0,24

1,9

1,2

9,19

2,3

5,75

1,6

12,8

8,36

2

mSv.m
GBq.h

0,351 0,081

K

42
2

2

2

R.m

MBq.kg.h

−9

.10

125

131

1,4

0,7

2,2

4,8

0,14

0,07

0,22

0,48

1,39

4,87

1,35

3,34

K

I

I

192

Ir

99m

Tc

170

Tl

2

mSv.m
GBq.h

0,13

0,022

0,034

Với các chú ý sau:
R: Roentgen

C: Coulomb

1 Ci = 37 GBq.

1 R = 1 rad = 1 rem = 10mSv.

Khi nguồn gamma không đơn năng (tức nguồn phát gamma với nhiều năng
lượng khác nhau) thì hằng số K gamma của nguồn được xác định theo biểu thức
K = ∑ Ki .ni

Ki là hệ số gamma đối với tia gamma có năng lượng Ei.


Ni là số tia gamma có năng lượng Ei phát ra trong một phân rã.
1.3. Liều hấp thụ
Định nghĩa: Liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối lượng
vật chất mà bức xạ đi qua.
Biểu thức định nghĩa: D =

dE
dm

Trong đó dE là năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi vật chất có khối lượng là
dm. Đơn vị đo liều hấp thụ: J/Kg. Trong an toàn bức xạ sử dụng đơn vị Gy
(Gray). Đơn vị cũ là rad: 1 Gy = 100 rad.

Suất liều hấp thụ
 Định nghĩa: Suất liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối

lượng vật chất mà bức xạ đi qua trong một đơn vị thời gian.
*

 Biểu thức định nghĩa: D =

dE
dm.dt

 Đơn vị đo suất liều hấp thụ: Gy/s

1.4. 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 cũng rất quan trọng. Cùng những liều hấp thụ như nhau
nhưng sẽ gây ra các hiệu ứng sinh học khác nhau nếu bị chiếu xạ bởi các bức xạ
khác nhau. Để đặc trưng cho mức độ khác nhau này của các loại bức xạ, người ta
đưa ra hệ số có tên là trọng số bức xạ WR.
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia
STT

Loại bức xạ và khoảng năng lượng

WR

1

Tia gamma và điện tử với mọi năng lượng (trừ electron Auger)

1

2

Proton và các proton giật lùi có năng lượng > 2MeV

5

3

Alpha, mảnh phân hạch, hạt nhân nặng

20

Năng lượng < 10 KeV
4

Neutron Năng lượng từ 10 KeV đến 100 KeV
Năng lượng từ 100 KeV đến 2 MeV

5
10
20


Năng lượng từ 2 MeV đến 20 MeV

10

Năng lượng > 20 MeV

5
−(ln 2 E ) 2 / 6

Đối với neutron thì WR là một hàm của năng lượng: WR = 5 +17.e

 Định nghĩa: Liều tương đương HT,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.
 Biểu thức định

nghĩa:

HT ,R = DT ,R .WR

Đơn vị đo: Vì trọng số WR không có thứ nguyên nên đơn vị đo của liều hấp
thụ DT,R cũng là đơn vị đo của liều tương đương HT,R: J/Kg.
Trong an toàn bức xạ sử dụng đơn vị riêng là Sievert (Sv).
Đơn vị cũ là rem: 1 Sv = 100 rem.
Trong trường hợp có nhiều loại bức xạ và mỗi loại bức xạ lại có nhiều năng
lượng khác nhau thì để tính liều tương đương cho một mô T nào đó ta phải tính
riêng cho từng loại bức xạ theo từng khoảng năng lượng, sau đó mới tính tổng của
chúng lại:
HT = ∑ H T .R = ∑ DT ,R .WR
R

Liều tương đương cho toàn cơ thể do đó là:

H = ∑T H T

 Suất liều tương đương: Là liều tương đương tính trong một đơn vị thời gian.
 Biểu thức suất liều tương

đương:

*

H =
T

dHT
dt

Đơn vị của suất liều tương đương: Sv/s.
1.5. Liều hiệu dụng
Các mô khác nhau khi nhận cùng một 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 ra một đại lượng có tên là trọng số mô WT.


Các trọng số mô đặc trưng trong cơ thể người được cho ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể
Cơ quan (mô)

WT

Cơ quan (mô)

WT

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 ET 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 (cơ
quan) của nó.
Biểu thức định nghĩa: ET = H T .WT
Đơn vị đo: Do trọng số mô WT không có thứ nguyên nên liều hiệu dụng ET và liều
tương đương HT có cùng đơn vị đo là Sievert (Sv).
Liều hiệu dụng cho toàn cơ thể khi đó sẽ là

E=∑
ET
T

 Suất liều hiệu dụng: Là liều hiệu dụng tính trong một đơn vị thời gian.
 Biểu thức định nghĩa suất liều hiệu

dụng:

dE
*
E = dt

 Đơn vị đo của suất liều hiệu dụng: Sv/s.

1.6. Liều tích luỹ
Chất phóng xạ xâm nhập vào cơ thể thông qua đường tiêu hoá, đường hô hấp
và da; nhưng chủ yếu là qua đường tiêu hoá và đường hô hấp. Do đó, nó gây ra sự
chiếu xạ bên trong cơ thể.


Chất phóng xạ khi xâm nhập vào cơ thể sẽ chiếu xạ các cơ quan trong cơ thể
trong một 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 hộp nào đó giữa hai
quá trình trên. Vì vậy kể từ khi xâm nhập vào cơ thể người và chưa bị thải ra ngoài
hay chưa bị phân rã hết thì chất phóng xạ sẽ gây ra một liều bức xạ cho cơ thể. Liều
bức xạ này được gọi là liều tích luỹ.

Thời gian làm việc của một nhân viên bức xạ là khoảng 50 năm. Nên khi tính
liều cho một cơ quan hay mô nào đó ta phải lấy tổng (lấy tích phân) suất liều gây ra
cho mô hay cơ quan đó trong thời gian 50 năm.
Giả sử liều tương đương cho mô T tại thời điểm t là H T(t) thì liều tương đương
tích luỹ cho mô T của nhân viên bức xạ làm việc trong thời gian 50 năm là:
HT (50) = ∫ HT (t)dt
50

HT(50) là liều tương đương tích luỹ cho mô T trong 50 năm thì liều hiệu dụng tích
luỹ cho mô T trong thời gian 50 sẽ là:
ET(50)= WT. HT(50)
Nếu lấy tổng liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm của tất cả các mô trong cơ thể thì
ta sẽ được liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm làm việc của nhân viên bức xạ
E(50) = ∑ ET (50)
T

Đây là đại lượng thường được cho trong các bảng quy định các giới hạn liều.
1.7. Liều chiếu
Định nghĩa: Liều chiếu của tia X và tia gamma là phần năng lượng của nó
mất đi để biến đổi thành động năng của các hạt mang điện trong một đơn vị
khối lượng của không khí, khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn. Kí hiệu là Dch.
Biểu thức định
nghĩa:

Dch = dQ
dm

Đơn vị đo của liều chiếu: C/Kg.
Chú ý rằng: 1 C/Kg = 34 Sv
 Suất liều chiếu là liều chiếu trong một đơn vị thời gian.

 Biểu thức của suất liều

chiếu:

D dDch ch
= dt

*


 Đơn vị đo của suất liều chiếu: C/Kg.s
1.8. KERMA
Biểu thức định
nghĩa:

dE
K = dmtr

dEtr 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 của KERMA là J/Kg hay còn được gọi là Gray.
1.9. Liều tập thể
Liều tập thể là sự biểu thị toàn bộ bức xạ mà dân chúng phải chịu.
Liều tập thể được định nghĩa như là tích của số người bị chiếu bởi nguồn
phóng xạ với liều bức xạ trung bình của họ.
Đơn vị đo là: Man-Sievernt (Sv.Man).
1.10. Liều hiệu dụng tập thể
Để tính liều hiệu dụng tập thể của một vùng dân cư bị chiếu xạ (do một tai nạn
bức xạ nào đó 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 phụ sau đó lấy tổng cho tất cả các
nhóm.
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 liều
hiệu dụng tập thể cho nhóm thứ i là: Ni.H i
Liều hiệu dụng cho toàn bộ dân cư khi đó sẽ là: S = ∑i H i .N i
1.11. Mức làm việc
Mức làm việc (working level) được kí hiệu là WL.
Định nghĩa: Mức làm việc là đại lượng để đo năng luợng tiềm tàng của hạt
alpha phát ra bởi con cháu của radon hoặc thoron có trong một đơn vị thể tích
không khí khi chúng phân rã hoàn toàn.
-5

3

5

1 WL = 2,1.10 J/m = 1,3.10 MeV/l


 Đánh giá mức độ nguy hiểm của radon hoặc thoron
3

3

Nếu không khí chứa 1 Bq/m có nghĩa là trung bình trong 1m không khí, mỗi
giây sẽ có một phân rã của nguyên tử radon hoặc thoron. Ước tính rằng nếu 1 triệu
3

người sống trong môi trường này (Rn có nồng độ 1 Bq/m ) thì sẽ có từ 1 – 2 người

3

chết vì ung thư phổi (Nhà ở Australia có nồng độ cỡ 12 Bq/m ).
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron

pCi/l

Số người chết vì
ung thư phổi trên
1000 người

7400

200

440 – 770

0,5

3700

100

270 – 630

0,2

1480

40

120 – 380

0,1

740

20

60 – 210

0,05

370

10

30 – 120

0,02

148

4

13 – 50

0,01

74

2

7 – 30

0,005

37

1

3 – 13

0,001

7,4

0,2

1–3

WL

Bq/m

1

3

So sánh các mức

chiếu
1000 lần mức
ngoài trời
100 lần mức trong
nhà

[4]

So sánh các mức
rủi ro

Hút 4 bao thuốc
lá / ngày
20000 lần chụp X
quang / năm

100 lần mức
ngoài trời
10 lần mức trong
nhà

Hút 2 bao thuốc
lá / ngày

10 lần mức ngoài
trời
Mức trung bình
trong nhà
Mức trung bình
ngoài trời

20 lần chụp X
quang / năm


Chương 2: TÌM HIỂU CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ
MÔI TRƯỜNG
2.1. Các nguyên tố phóng xạ
2.1.1. Họ nguyên tố phóng xạ tự nhiên
Năm 1896 nhà bác học người Pháp, Becquerel phát hiện ra chất phóng xạ tự
nhiên, đó là uranium và con cháu của nó. Đến nay người ta biết các chất phóng xạ
trên trái đất gồm các nguyên tố uranium, thorium và con cháu của chúng, cùng một
số nguyên tố phóng xạ khác. uranium, thorium và con cháu của chúng tạo nên ba họ
phóng xạ tự nhiên:
232

 Họ Thorium ( Th)
238

 Họ Uranium ( U)
235

 Họ Actinium ( U)
Đặc điểm chung của ba họ phóng xạ tự nhiên
Thành viên thứ nhất của mỗi họ đều là đồng vị phóng xạ sống lâu, với thời
gian bán rã được đo theo các đơn vị địa chất.
Mỗi họ đều có một thành viên dưới dạng khí phóng xạ, chúng là các đồng vị
khác nhau của nguyên tố radon. Trong trường hợp họ uranium, khí
được gọi là radon; trong họ thorium, khí
họ actinium thì khí

220

222

Rn

Rn được gọi là thoron, còn trong

219

Rn được gọi là actinon.

Thành viên cuối cùng của mỗi họ đều là đồng vị bền.


Hìn
2.1.
Ch
phâ
rã
của
họ
232
Th


Bảng 2.1, Thông tin các nguyên tố trong họ
Kí hiệu
nguyên tố

Kiểu phân rã

Chu kỳ bán
rã

α

2,645 y

252

Cf

248

α

3,4.10 y

α

U

Np

Cm

244

Pu

240
240

5

240

Pu

236

U

232

Năng lượng
giải phóng
(MeV)
61,181

Th
Sản phẩm
phân rã
248

Cm

5,162

244

8.10 y

4,589

240

β−

14,1 h

0,39

240

β−
α

1,032 h

2,2

240

6561 y

51,683

236

7

7

U

Np

α

2,3.10 y

4,494

232

10

Pu
U

Th

232

Th

α

1,405.10 y

4,081

228

228

Ra

β−

5,75 y

0,046

228

Ac

6,25 h

2,124

228

1,9116 y

5,520

224

228

Pu

Ra

Ac

228

Th

β−
α

224

Ra

α

3,6319 d

5,789

220

Rn

α

55,6 s

6,404

216

Po

α

0,145 s

6,906

212

Pb

β−

10,64 h

0,570

212

2,252

212

6,208

208

220

216

Po

212

Pb
−

212

β 64.06%
Bi

α 35.94%

212

Po

208

Tl

208

Pb
Với các ký hiệu sau:

60,55 min

Th
Ra

Rn

α

299 ns

8,955

208

β−
stable

3,053 min

4,999

208

.

.

y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây

ns: 10 giây

-9

Bi

Po
Tl

Pb

Pb
.

Hìn
2.2.
Ch
phâ
rã
của
họ
238
U


Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ

Kí hiệu
nguyên tố

Kiểu phân rã
α

238

U
234
Th
234m

Pa

234

Pa
234
U
230
Th
226
Ra
222
Rn
218

Po

218

At

218

Rn
214
Pb
214

Bi

214

Po
210
Tl
210
Pb
210

Bi

210

Po
206
Tl

−

− β
β 99.84%
IT 0.16%

β−
α
α
α
α
α 99.98%
−
β 0.02%
α 99.90%

−
β 0.10%
α
β−
β 99.98%
α 0.02%
α
−

β−
β−
−
β 99.9987%
α 0.0013%
α
β−
-

206

Pb

Chu kỳ bán
rã
9

4,468.10 y
24,10 d

Năng lượng

giải phóng
(MeV)

138,376 d
4,199 min

4,270
0,273
2,271
0,074
2,197
4,859
4,770
4,871
5,590
6,115
0,265
6,874
2,883
7,263
1,024
3,272
5,617
7,883
5,484
0,064
1,426
5,982
5,407
1,533

stable

-

1,16 min
6,70 h
245500 y
75380 y
1602 y
3,8235 d
3,10 min
1,5 s
35 ms
26,8 min
19,9 min
0,1643 ms
1,30 min
22,3 y
5,013 d

Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây

ms: 10 giây

-3

238

U

Sản phẩm
phân rã
234

Th
Pa
234
U
234
Pa
234
U
230
Th
226
Ra
222
Rn
218
Po

214
Pb
218
At
214
Bi
218
Rn
214
Po
214
Bi
214
Po
210
Tl
210
Pb
210
Pb
210
Bi
210
Po
206
Tl
206
Pb
206
Pb

234

-


Hìn
2.3.
Ch
phâ
rã
của
họ
235
U


Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ
Kí hiệu
nguyên tố

Kiểu phân rã

Chu kỳ bán
rã

α

2,41.10 y

239

Pu
U

α

Th

235
231

231
227

Pa

β−

0,391

α

32760 y

5,150

227

0,045

227

5,042

223

6,147

223

Ra

1,149

223

Ra

5,340

219

5,979

219

6,275

215

1,700

219

3,96 s

6,946

215

Po

7,6 min

2,250

215

Po

7,527

211

0,715

215

0,1 ms

8,178

211

36,1 min

1,367

211

6,751

207

0,575

211

516 ms

7,595

207

4,77 min

1,418

207

stable

.

−

Fr

22,00 min

Ra

α

11,43 d

Rn

215
215

Bi

Po

215

At

211

Pb

211

Bi

211

Po

207
207

−

α 97.00%

219

−

β 3.00%
α
β−
α 99.99977%
−

β 0.00023%
α

−

β
α 99.724%
−

β 0.276%
α

Tl

Pb

U

231

β 99.994%
α 0.006%

At

235

4,678

18,68 d

219

Sản phẩm
phân rã

7,04.10 y
25,52 h

α

Th

U

231

21,772 y

223
223

8

β 98.62%
α 1.38%

Ac

227

4

Năng lượng
giải phóng
(MeV)
5,244

235

−

β
.

56 s

1,781 ms

2,14 min

Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây

ms: 10 giây

-3

Th
Pa

Ac
Th
Fr

At

Rn
Bi

Rn

Pb
At
Bi
Bi
Tl

Po
Pb

Pb
.