Thiết kế hệ thống xử lý rác thải hạt nhân trong y tế

ĐỒ ÁN THIẾT KẾ
THIẾT KẾ HỆ THỐNG XỬ LÝ
RÁC THẢI HẠT NHÂN TRONG Y TẾ
LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, ngành Y học Hạt nhân ngày càng phát triển. Việc ứng dụng các đồng
vị phóng xạ trong chẩn đoán hoặc điều trị ung thư trở nên ngày càng phổ biến. Dựa
trên nhiều nguồn tài liệu, bài báo cáo này tổng quan về 3 vấn đề chính như sau:
+ Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ dùng trong y tế.
+ Quản lý chất thải phóng xạ trong bệnh viện.
+ Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phóng xạ, tìm hiều một vài mô hình đã được
ứng dụng trong thực tế tại Việt Nam và nước ngoài.
MỤC LỤC

DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

1


NỘI DUNG
I.
Ứng dụng của các đồng vị phóng
1. Chẩn đoán
a. Điện quang: MRI, chụp X-quang…
 Chụp X-quang:
- Sơ lược về lịch sử:

xạ dùng trong y tế.

 Bức ảnh chụp X-quang đầu tiên được thực hiện vào tháng 12 năm 1895 bởi Ronghen.

 Vào ngày 28 tháng 12 năm 1895 Ronghen đã trình bày tin tức này và được lan truyền

nhanh chóng trên khắp thế giới. Sau đó vào ngày 23 tháng 1 năm 1896 ông đã tiến
hành bài giảng công khai đầu tiên về tia X cho Hiệp hội Y học Vật lý Wurzburg. Trong
cuộc họp, Ronghen đã chụp một bức ảnh X-quang bàn tay của nhà giải phẫu học A.
von Kölliker. Và ngay sau đó nhà giải phẫu học A. von Kölliker đã đề xuất đặt tên cho
loại tia này là tia “Ronghen”, và được sử dụng rộng rãi trên nhiều quốc gia cho đến
ngày nay.

Ảnh 1. Hình bức ảnh X-quang bàn tay của nhà giải phẫu học A. von Kölliker
Cơ sở vật lý cho hình ảnh X-quang:
 Nguồn tia X phát ra từ ống Ronghen đi qua cơ thể, tại đó xảy ra các quá trình hấp thụ
-

mà chủ yếu là hấp thụ quang điện và tán xạ compton. Vì tia X truyền thẳng và có khả
2


năng xuyên qua vật chất, qua cơ thể người. Sự đâm xuyên này càng dễ dàng khi cường
độ tia càng tăng. Chính vì độ xuyên sâu của tia X cao nên người ta dùng để chụp
những bộ phận cứng như: xương, răng, không dùng để chụp mô. Sau khi xuyên qua
vật chất thì cường độ chùm tia X bị giảm xuống do một phần năng lượng bị hấp th ụ.
Tia nào còn năng lượng sẽ tiếp tục đi đến đập vào phim và làm đen phim.

Ảnh 2. Cơ sở vật lý về chụp X-quang
-

Một số thành tựu nổi bật trong việc chẩn đoán bằng X-quang:
1900

 Việc chụp X-quang vùng ngực có thể giúp phát hiện sớm bệnh lao. Trước những năm

1947 khi chưa có streptomycin (vắc xin phòng bệnh) thì cách duy nhất để điều trị bệnh
tràn khí màng phổi là hút và đẩy khí vào lại phổi. Tuy nhiên nó ít nhiều làm phổi xẹp
đi. Và để kiểm soát cách điều trị này thì phương pháp nội soi huỳnh quang được đưa
vào. Bệnh nhân sẽ được chụp X-quang trước và sau khi đưa khí vào phổi. Và điều trị
trong vòng 2 đến 3 năm, tuy nhiên thì liều cho vào là khá lớn vì lúc đó chưa có phương
pháp đo liều.
1906 – 1912

3


 Thuốc cản quang được đưa vào sử dụng nhằm làm cho hình ảnh x-quang được rõ nét

hơn. Bởi vì có nhiều cơ quan có mật độ số nguyên tử là giống nhau thì không thể phân
biệt chúng bằng hình ảnh x-quang. Người ta sử dụng các chất hấp thụ tốt tia X nhằm
tạo ra tính tương phản giữa cơ quan này và cơ quan khác. Các chất cản quang được
tiêm vào người như Iodine-53, BaSO4. Thorotrast (hợp chất huyền phù của Thori oxit)
vẫn được sử dụng đến những năm 1950, tuy nhiên sau đó nó bị cấm vì khi đưa chất
này vào người thì do Thori là chất phóng xạ nên nó phát bức xạ anpha có hại khi nó
phân rã. Hình ảnh đầu tiên sử dụng chất cản quang là của hệ thống thận vào năm 1906.
 Năm 1910 barium sulfate được giới thiệu là chất tương phản để chẩn đoán đường tiêu

hóa. Năm 1924, hình ảnh đầu tiên của túi mật, ống mật và mạch máu đã diễn ra.
1929
 Đặt ống thông tim được thực hiện lần đầu tiên bởi Werner Forssmann ngay trên cơ thể

của mình, ông ấy đã đặt một ống thông hẹp từ tĩnh mạch của cánh tay đến tâm nhĩ phải
của tim, dựa trên các hình ảnh x-quang, từ đó giải quyết được các vấn đề về tim mạch

như tắc mạch máu…
1955
 Bộ tăng cường hình ảnh x-quang được phát triển. Nó cho phép nhận và hiển thị phim

x-quang bằng máy quay TV và màn hình.
1970
 Ứng dụng chụp x-quang để thu được hình ảnh chi tiết của tuyến vú, nhằm chẩn đoán

các bệnh lý tuyến vú ở phụ nữ. Đồng thời với đó là công nghệ Digital imaging (chụp
ảnh kỹ thuật số). Bộ chuyển đổi tương tự sang kỹ thuật số và máy tính đã được điều
chỉnh phù hợp với các hệ thống tăng cường hình ảnh làm cho chất lượng hình ảnh cao
hơn, có thể lưu trữ trên máy tính và gửi đi các bệnh viện khác tiện cho việc triều trị sau
này.
1972


Chụp cắt lớp (CT) được phát minh bởi Godfrey Hounsfield và Allan Cormack
(CT sẽ được tìm hiểu sâu hơn ở phần tiếp theo).
4


 Chụp cộng hưởng từ (Magnetic resonance – MR (MRI))

MRI là một kỹ thuật hình ảnh được sử dụng để trực quan hóa các cấu trúc bên



trong của cơ thể một cách chi tiết. Phim MRI cho chúng ta hình ảnh một lát cắt qua
cấu trúc cơ thể. Ưu điểm của MRI so với CT là cho phép chúng ta nhận định hình ảnh
rõ ràng. Chụp MRI không sử dụng tia X nên không gây độc hại cho cơ thể bệnh nhân.

Nhưng vì bệnh nhân phải được đặt trong một từ trường mạnh nên những bệnh nhân có
kim loại trong cơ thể như phương tiện kết hợp xương, mảnh kim loại sẽ gây nhiễu từ
không chụp được.

Quy trình này sử dụng từ trường hoặc sóng vô tuyến để tạo ra hình ảnh của các
cơ quan và cấu trúc bên trong cơ thể. Vì nước trong cơ thể chúng ta được tạo thành từ
hàng triệu nguyên tử được tích điện. Khi được đặt trong một từ trường, các nguyên tử


này xếp thẳng hàng với nhau.
Bức ảnh đầu tiên của MR trên con người được thực hiện tại Mỹ vào ngày 3

tháng 7 năm 1977 bởi Raymond Damadian và đồng nghiệp.

Hình ảnh thu được có chất lượng kém và phải mất hàng giờ để có được. Tuy
nhiên nó sự khởi đầu của một kỹ thuật mà ngày nay rất quan trọng trong chẩn đoán y
khoa.


MR có thể được sử dụng để nghiên cứu tất cả các cơ quan khác nhau trong cơ
thể. Đối với các bộ phận của cơ thể có xương, rất khó sử dụng tia X để nghiên cứu các
mô xung quanh bởi vì xương hấp thụ tia X nhiều hơn các mô. Trong những trường hợp
này MR rất có giá trị. Nó đã được sử dụng để nghiên cứu chi tiết trong não và cột

sống.
b. Y học Hạt Nhân chẩn đoán: CT, SPECT, PET, PET/CT…
 CT
 CT là viết tắt của Computed Tomography (chụp cắt lớp vi tính).
 Máy CT chạy vòng quanh cơ thể bệnh nhân, phát tia X và đo độ hấp thụ năng lượng
tia X của các cấu trúc khác nhau của cơ thể.

 Là sự kết hợp của nhiều phép chiếu tia X được chiếu từ nhiều góc độ khác nhau để tạo

nên hình cắt mặt ngang của vật được chụp, từ đó cho phép người chụp có thể nhìn
được bên trong của vật mà không cần mổ.
 Nguyên tắc hoạt động của nó không khác gì so với chụp x-quang, tuy nhiên chụp CT

hiện đại hơn do có sử dụng kết hợp với máy tính xử lý dữ liệu từ bộ cảm biến ghi nhận
tia X khi đi qua cơ thể để dựng lại hình ảnh. Cho kết quả chẩn đoán nhanh, hữu dụng
trong các trường hợp cấp cứu và hình ảnh trực quan hơn chụp x-quang.
 SPECT
5


 SPECT là viết tắt của Single Photon Emission Computed Tomography (Chụp cắt lớp

vi tính phát xạ đơn photon), được tích hợp 2 phương pháp là chụp CT và dùng dược
chất phóng xạ.
 Trước khi chụp SPECT, bác sĩ sẽ tiêm cho bệnh nhân một liều thuốc chứa dược chất

phóng xạ phát tia gamma mà máy SPECT có thể phát hiện được. Các dược chất phóng
xạ thường được dùng như: I-131, Xe-133, Tc-99m, Thallium-210, F-18.
 Về nguyên lý tạo ảnh, SPECT cũng giống như CT, chỉ khác ở chỗ với CT thì chùm tia

X được chiếu ở bên ngoài, xuyên qua cơ thể đến detector, còn với SPECT thì bức xạ
được phát ra từ bên trong cơ thể do đã được tiêm dược chất phóng xạ trước đó. Bức xạ
phát ra sau đó được máy dò ghi nhận quay xung quanh bệnh nhân và quan sát phân
phối theo dõi theo nhiều góc độ. Sau khi tất cả các góc đã được quan sát, có thể xây
dựng lại cái nhìn 3 chiều của sự phân bố đồng vị trong cơ thể. Một máy tính được sử
dụng để áp dụng thuật toán tái cấu trúc chụp cắt lớp cho nhiều phép chiếu, mang lại bộ
dữ liệu 3-D. Bộ dữ liệu này có thể sau đó được thao tác để hiển thị các lát cắt mỏng

dọc theo bất kỳ trục nào được chọn của cơ thể, tương tự như các phần thu được từ các
kỹ thuật chụp cắt lớp khác, chẳng hạn như CT, PET và MR (hoặc MRI).
 Lấy ví dụ với Tc-99m (tecnati). Nó được thêm vào cũng với methylene diphosphonate
(được hấp thụ vào các tế bào xương) để phát hiện các di căn của xương.
 PET
 PET – Positron Emission Tomography_Chụp cắt lớp phát xạ positron
 Vì quá trình trao đổi chất, chuyển hóa, tổng hợp protein ở khối u tăng cao hơn so với
tổ chức lành, do đó việc vận chuyển và kết hợp nhiều acid amin trong tổ chức ung thư
sẽ tăng lên so với tổ chức bình thường nên có thể dùng 18F gắn glucose để ghi hình
khối u ung thư bằng PET.
 DCPX thích hợp đi vào cơ thể sẽ phát ra positron, nó bị làm chậm và kết hợp với một
electron xảy ra hiện tượng hủy cặp kết quả là 2 tia gamma được tạo ra có cùng năng
lượng nhưng ngược chiều.
 Hệ thống ghi hình PET sẽ được lắp đặt xung quanh khu vực cần chụp, trên đó lắp đặt
nhiều cặp detector để ghi nhận đồng thời nhiều cặp tia gamma ở bất kì vị trí nào.
 Lợi ích mà chụp PET đem lại:

1. Thông tin về cách thức hoạt động của các mô và cơ quan trên cả cấp độ phân tử
và tế bào. Do đó chụp PET có thể quan sát ung thư ở mức độ sớm - khi những thay

6


đổi ở cấp độ tế bào. Đối với CT và MR thay đổi ác tính chỉ có thể được quan sát
khi cấu trúc của các cơ quan và mô bị thay đổi. Dẫn đến phát hiện muộn.
2. Rất quan trọng để quan sát ung thư đặc biệt cung cấp thông tin về di căn.
3. Với PET có thể theo dõi hiệu quả của điều trị.
4. Cũng có thể nghiên cứu những thay đổi trong não như bệnh suy giảm trí nhớ và
động kinh.
 PET/CT

Ngày nay
 Kết hợp giữa PET và chụp cắt lớp tia (CT) cho phép chẩn đoán tốt hơn 30% so với

máy ảnh gamma truyền thống.
 Cung cấp đồng thời hình ảnh cấu trúc giải phẫu rõ nét của CT và hình ảnh tổn thương
sớm ở mức độ tế bào, mức độ phân tử của PET do vậy PET/CT có độ nhạy, độ đặc
hiệu, độ chính xác cao, có khả năng phát hiện tổn thương và bệnh lý ở giai đoạn rất
sớm ngay cả khi chưa phát hiện được trên CT, MRI...
 Giúp phát hiện ung thư giai đoạn sớm ngay sau khi cơ thể chỉ mới có sự thay đổi bệnh
lý về chuyển hóa mà chưa hình thành tổn thương về mặt cấu trúc. Ngoài ra còn giúp
tìm kiếm các vị trí ung thư di căn, vị trí ung thư nguyên phát, giúp các bác sĩ tiên
lượng các phương pháp điều trị hiệu quả hơn và đưa ra phác đồ điều trị bệnh lý cho
bệnh nhân.
2. Xạ trị.
- Định nghĩa và phân loại:
 Xạ trị là quá trình chiếu xạ để làm chết tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến các tế
bào lành tính xung quanh nó.
 Phân loại xạ trị như xạ trị chiếu ngoài, xạ trị áp sát, xạ trị chiếu trong,….
 Từ những thời kỳ đầu tiên thì Ra-226 được sử dụng cả xạ trị chiếu ngoài lẫn xạ trị áp
sát, sau đó được thay thế bởi Co-60 và Ir-192.
 Trong những năm sau đó, các đồng vị mới như At-211(Astatin) (thời gian bán rã 7,2
giờ) đã được sử dụng. Nó được gắn vào các kháng thể đơn dòng được vận chuyển đến
các tế bào ung thư. Đồng vị phát ra các hạt (năng lượng 6,8 MeV) có phạm vi ngắn và
giá trị truyền năng lượng tuyến tính cao.
- Một vài thành tựu nổi bật:
7


1924

 Năm nay có thể được coi là điểm khởi đầu cho việc sử dụng đồng vị phóng xạ làm

chất đánh dấu và cho các nghiên cứu sinh học. Georg de Hevesy và đồng nghiệp đã sử
dụng Pb-210 nghiên cứu sự hấp thụ.
1930s
 Berkeley- được coi là nơi khởi đầu của Y học hạt nhân. Bắt nguồn từ 2 anh em Ernest

and John. Ông đã sử dụng các ý tưởng và phát minh ra cyclotron. Là một máy gia tốc
tuyến tính, các hạt tích điện được gia tốc trong các ống tạo thành một đường thẳng. Có
thể tăng tốc proton lên đến 80keV
1936
 John H. Lawrence đã thực hiện ứng dụng điều trị lâm sàng đầu tiên của một hạt nhân

phóng xạ nhân tạo khi ông sử dụng phốt pho-32 để điều trị bệnh bạch cầu hay còn gọi
là bệnh máu trắng.
1937
 John Livingood, Fred Fairbrother và Glenn Seaborg đã phát hiện ra Fe-59 với thời

gian bán rã 45 ngày.
1938
 Glenn Seaborg và đồng nghiệp đã phát hiện ra I-131 (thời gian bán rã 8 ngày) và Co-

60 (chu kỳ bán rã 5,26 năm). Emilio Segre và Seaborg đã phát hiện ra Tc-99m đồng vị
siêu bền của Tc-99. Đồng vị siêu bền có chu kỳ bán rã trong 6 giờ và phát ra một tia
gamma có năng lượng 140 keV. Tc-99m là một đồng vị quan trọng và được sử dụng
trong khoảng 85% các thủ tục chẩn đoán hình ảnh trong y học hạt nhân.
1959
 Rosalyn Yalow và Solomon Berson đã sử dụng insulin có I-131 để đo phản ứng giữa

kháng nguyên và kháng thể. Kỹ thuật này được sử dụng rộng rãi để nghiên cứu các

hormone khác trong cơ thể con người.
8


-

Một số đồng vị phóng xạ được dùng tiêu biểu trong xạ trị.
• I-131
• Thường được sử dụng để điều trị ung thư tuyến giáp. Tuyến giáp “bắt” và cô
đặc iốt từ huyết tương theo cơ chế vận chuyển tích cực (ngược gradient nồng
độ) với ái lực cao. Tại đó iốt được hữu cơ hoá và tổng hợp thành thyroxin nhờ
vào khuôn thyroglobin.
• Iốt phóng xạ được tập trung tại tổ chức tuyến giáp như phân tử iốt bình thường,
nhờ vào đặc tính này mà người ta dùng đồng vị phóng xạ

131

I để chẩn đoán và

điều trị bệnh tuyến giáp.
• Tại tuyến giáp 131I phát ra tia Beta với năng lượng là 0,66 MeV và tia gamma
với năng lượng 0,364 MeV. Chu kỳ bán rã 8.1 ngày
• Bức xạ Beta là phần bức xạ phát huy tác dụng điều trị. Quãng chạy của tia beta
trong tổ chức tuyến giáp khoảng 1-2mm và gây nên tác dụng: Phá huỷ các tế
bào và tổ chức tuyến giáp, gây đứt các nhiễm sắc thể làm cho tế bào mất khả
năng phân chia.
• P-32
Được dùng để điều trị bệnh đa hồng cầu nguyên phát, bệnh bạch cầu mãn tính,
điều trị u máu và điều trị bệnh tim mạch. Với nguyên tắc chung là sau khi đi
vào cơ thể P-32 phát bức xạ beta đơn thuần, có năng lượng 1,71 MeV (chu kỳ

bán rã 14,3 ngày),phá hủy ácc tế bào ung thư quanh nó. Với quãng đường đi
trong mô mềm là 8mm và trong xương là 3mm
Đối với bệnh đa hồng cầu nguyên phát:
Phospho là thành phần cần thiết cho tổng hợp các axit nhân nên 32P thâm nhập
nhiều vào nhân tế bào bệnh, ức chế phân bào, làm giảm số lượng hồng cầu,
giảm sự sinh sản hồng cầu, dựa vào sự nhạy cảm phóng xạ của tế bào bệnh cao
hơn tế bào máu bình thường.
Dùng để điều trị bệnh đa hồng cầu dưới dạng dung dịch muối phosphat
(Na2HPO4), tiêm tĩnh mạch hoặc uống (liều dùng đường uống chỉ đạt khoảng
75% của đường tiêm).
Giảm đau do ung thư di căn xương:

9


•

Dựa vào các đặc tính chuyển hoá đặc hiệu của tổ chức xương đối với canxi và
phospho. Tổ chức xương bị xâm lấn và phá huỷ gây tổn thương dẫn đến thay
đổi và tăng nhanh quá trình chuyển hoá, tuần hoàn tăng lên, phân bào tăng
mạnh tại khối u. Nhu cầu cung cấp các chất như canxi, phospho tăng mạnh. Do
đó nếu đưa 32P hay đồng vị giống với canxi vào, chúng sẽ tập trung cao ở

xương, nhất là những nơi có tổn thương
• Friedell (1950) là người đầu tiên dùng 32P điều trị di căn ung thư xương. Cơ thể
người lớn có chứa 700 đến 800g phosphate, 85% ở trong bộ xương, vì vậy sau
khi đưa vào, 32P sẽ tiếp cận được các ổ di căn.
• Au-198 có chu kỳ bán rã ngắn(2,7 ngày), nó trơ về mặt hóa học nên không độc
hại. Au-198 phát xạ tia beta và gamma gần như được hấp thụ hoàn toàn bởi các
mô trong vùng lân cận. Au-198 dạng keo giúp giảm đau. Thông qua tác dụng

phá hủy và làm chậm lại các tế bào ung thư, bức xạ sẽ ức chế sự tiết dịch. Được
dùng để điều trị tràn dịch phế mạc.
• Y-90 (Yttrium) (64 h) : Được sử dụng để điều trị ung thư bằng phương pháp trị
liệu ung thư và làm chất keo silicat để giảm đau viêm khớp ở khớp hoạt dịch
lớn hơn. Phát xạ beta tinh khiết và có ý nghĩa ngày càng tăng trong trị liệu, đặc
•
•

biệt là ung thư gan.
Cs-137 (30 năm): Được sử dụng để khử trùng máu cường độ thấp.
Co-60 (5.27 năm): Trước đây được sử dụng cho xạ trị chùm tia ngoài, hiện nay
hầu như được sử dụng để khử trùng. Co-60 có hoạt tính đặc hiệu cao được sử
dụng để điều trị ung thư não.

•

Dy-165 ( Dysprosium) (0.1 h): Được sử dụng như một hydroxide tổng hợp để
điều trị viêm khớp.

II.
Quản lý chất thải phóng xạ trong bệnh viện.
1.
Giới thiệu
 Các bệnh viện ngày càng sử dụng nhiều các đồng vị phóng xạ cho việc chẩn đoán và

điều trị. Các đồng vị phóng xạ chính được sử dụng trong bệnh viện là Technetium-99m
(Tc-99m), I-131, I-125, F-18, Tritium (H-3) và C-14. Phần lớn chất thải phóng xạ của
bệnh viện được tạo ra trong khoa Y học hạt nhân.
 Mục tiêu cơ bản của xử lý chất thải phóng xạ là đảm bảo mức độ tiếp xúc bức xạ đối

với người dân, nhân viên bức xạ và môi trường không vượt quá giới hạn an toàn theo
10


quy định. Giữ mức độ phơi nhiễm trong giới hạn quy định sẽ làm giảm các tác động
ngắn và dài hạn của bức xạ ion hóa đối với con người, bên cạnh việc giảm tác động
tiêu cực của nó đến môi trường.
2.
Phân loại chất thải y tế.
a. Chất thải thông thường: giấy, báo, bông, gạc và các vật liệu, đồ dùng cá nhân
trong sinh hoạt…
b. Chất thải không sắc nhọn: Các dụng cụ dính máu, dịch cơ thể, chất bài tiết của

bệnh nhân, găng tay đã qua sử dụng, mô và cơ quan người,…
c. Chất thải sắc nhọn: Kim tiêm, dao mổ, các lọ thủy tinh dính máu,….
d. Chất thải lây nhiễm: Găng tay, ống nghiệm, túi đựng máu, môi trường nuôi cấy

và các dụng cụ lưu trữ các tác nhân lây nhiễm ở trong phòng thí nghiệm,…
e. Chất thải phát sinh từ buồng bệnh nhân truyền nhiễm đặc biệt nguy hiểm
f.

Chất thải hóa học nguy hại: Formaldehyd và các hóa chất khử khuẩn khác, hóa
chất quang học, thuốc gây độc tế bào,…

g. Chất thải phóng xạ

3.

Phân loại chất thải phóng xạ

Theo điều 89 Luật Bảo vệ môi trường và Pháp lệnh về an toàn hạt nhân và an toàn bức
xạ, chất thải phóng xạ bao gồm:
 Chất thải phóng xạ rắn: Các dụng cụ có dính chất phóng xạ sau khi chẩn đoán

và điều trị như kim tiêm, ống nghiệm, chai lọ đựng chất phóng xạ,...
 Chất thải phóng xạ lỏng: Dung dịch phóng xạ còn dư sau khi sử dụng, nước rửa

các dụng cụ chứa chất phóng xạ, nước tiểu của người bệnh đang điều trị bằng
chất phóng xạ,…

4.

Ảnh hưởng của chất thải phóng xạ
11


 Ảnh hưởng của chất thải phóng xạ tùy thuộc vào loại phóng xạ, cường độ và thời gian

tiếp xúc. Các chất phóng xạ trong bệnh viện thường có chu kỳ bán rã ngắn (kéo dài từ
vài giờ, vài ngày cho đến vài tuần).
 Nguy cơ lây nhiễm bệnh. Các triệu chứng hay gặp là đau đầu, hoa mắt, chóng mặt,

buồn nôn và nôn nhiều bất thường,… ở mức độ nghiêm trọng hơn có thể gây ung thư
và các vấn đề về di truyền.
 Chấn thương từ các vật sắc nhọn
 Ảnh hưởng tới môi trường: gây ô nhiễm đất và ô nhiễm nguồn nước,…
5.
Thu gom và lưu trữ
 Phương tiện thu gom: Thùng/túi nilon màu đen.
 Nơi đặt thùng/túi thu gom: Nơi tập trung chất thải của khoa Y học hạt nhân và điều trị

ung bướu và nơi tập trung chất thải của bệnh viện.
5.1 Chất thải từ chuẩn đoán
 Tất cả các chất thải hàng ngày Technetium-99m được phép trộn lẫn với chất thải
thông thường sau 48h phân rã.
 Tất cả các chất thải như ống tiêm và găng tay đã qua sử dụng được thu gom trong hộp
nhựa có ghi ngày thu nhập. Các ống tiêm đã qua sử dụng Tc-99m, Ga-67, thường được
đặt trong các thùng chứa khác nhau.
 Ống tiêm có chứa các đồng vị phóng xạ tồn tại lâu phải trải qua quá trình phân rã tối
thiểu 2 tháng.
 Thông tin chi tiết về bất cứ chất thải được đưa đến nhà máy xử lý chất thải y tế đều

được nhập vào tờ đơn để lưu trữ lại.
5.2 Chất thải trị liệu I-131
 Chất thải rắn tạo ra từ I-131 dạng viên nang sẽ được đưa vào túi cách ly (polythene),
được dán nhãn số liệu và gửi đến xe đẩy lưu trữ tạm thời.
 Xe đẩy lưu trữ tạm thời là loại xe đẩy có bánh xe và thiết bị khóa, có sẵn tại bãi thu
gom chất thải, nằm phía sau khuôn viên bệnh viện.
 Các chất thải sẽ được phân rã trong 2 đến 3 tháng trước khi được mang đi xử lý

12


Ảnh 3. Xe đẩy lưu trữ chất thải tạm thời
5.3 Chất thải phóng xạ lỏng
 Chất thải lỏng được thu gom trong bể trì hoãn (delay tank).
 Hai phòng cách ly có kết nối nước thải với bể bê tông đôi nằm ở dưới mặt đất.Cả 2 bể

đều có kích thước 5 × 4 × 2 m mỗi bể với thể tích riêng 4kL. Tổng công suất làm đầy
là 75% khối lượng. Hai máy bơm chìm được lắp đặt cách đáy bể 50 cm. Hệ thống siêu

âm sẽ giám sát quá trình hoạt động. Công tác phao dùng để theo dõi mức nước thải ở
độ cao 60 và 80cm. Hệ thống BMS (Business management system) cho thấy tỷ lệ phần
trăm của nước thải và tiếng báo động còi.
 Một hệ thống điều khiển điện tử ở bộ phận kỹ thuật sẽ theo dõi mức nước thải trong bể
và tình trạng đóng mở van. Trước khi nước thải được thu gom và làm sạch, chúng sẽ
được đổ đầy bể trì hoãn.
 Trong giai đoạn làm đầy 1 bể, bể kia trong tình trạng đầy sẽ phân rã trong khoảng 2
tháng.

13


Ảnh 4. Sơ đồ phòng cách ly I-131 kết nối với hệ thống xử lý nước thải phóng xạ.
Vận chuyển xuống nơi tập trung chất thải của bệnh viện
 Chỉ vận chuyển ra ngoài khu vực phát sinh loại chất thải này khi chất thải đã hết thời
6.

gian bán huỷ và đã được kiểm tra đạt tiêu chuẩn về an toàn bức xạ .
 Khi bàn giao chất thải cho khoa Chống nhiễm khuẩn cần gửi kèm giấy xác nhận chất
thải đã đạt tiêu chuẩn về an toàn bức xạ do lãnh đạo khoa ký.
7.
Các phương pháp xử lý chất thải phóng xạ
a. Dilute and Disperse : Pha loãng và phân tán
Chất thải phóng xạ lỏng có hoạt độ thấp hơn mức microcurie có thể được thải vào hệ
thống thoát nước hợp vệ sinh với nước xả đầy đủ sau khi xử lý. Tuy nhiên, giới hạn tối
đa của lượng chất thải phóng xạ lỏng vào hệ thống thoát nước hợp vệ sinh không được
vượt quá giới hạn quy định.

14

Ảnh 5. Giới hạn quy định tối đa hoạt độ chất thải phóng xạ xả ra môi trường .
b. Delay and Decay : Làm chậm và phân rã
• Chất thải phóng xạ hoạt độ trung bình và những chất thải có chu kỳ bán rã dưới

1 tháng có thể được lưu trữ.
• Phòng lưu trữ có mái che mưa, có dung tích đủ để cho phép lưu giữ nước thải
trong thời gian cần thiết (10 chu kỳ bán rã của đồng vị sống dài nhất trong các
đồng vị được thải ra).
• Không gian lưu trữ phải có chì che chắn có độ dày thích hợp để tránh rò rỉ
phóng xạ.
• Sau đó chất thải sẽ được xử lý dưới dạng chất thải rắn hoặc chất lỏng có hoạt độ
thấp.
c. Concentrate & Contain (Rarely used) : Tập trung và lưu trữ (hiếm khi sử dụng)
• Được sử dụng cho các vật liệu phóng xạ có hoạt độ rất cao và có thời gian bán
•

hủy dài (dài hơn một tháng).
Chất thải phóng xạ được thu gom trong các thùng chứa được thiết kế và dán
nhãn phù hợp và sau đó được chôn trong các bãi chôn lấp độc quyền được cơ

•

quan có thẩm quyền phê duyệt.
Ở bệnh viện hiếm khi gặp các loại chất thải này nên phương pháp xử lý này

hiếm khi được sử dụng.
d. Incineration (Rarely used) : Thiêu đốt
• Chất thải lỏng không hòa tan từ các hệ thống khử trùng chất lỏng có thể được
xử lý bằng cách đốt.

• Đốt chất thải sẽ giảm 1 lượng lớn khối lượng chất thải để có một lượng tro nhỏ
hơn để xử lý tiếp.
15


•

Các lò đốt xử lý chất thải phóng xạ đã giải phóng một phần chất phóng xạ vào
khí quyển nên chúng phải hoạt động trong các điều kiện được kiểm soát và ở

•
•

những nơi riêng biệt.
Tro được thu gom phải được xử lý riêng như chất thải phóng xạ rắn.
Tuy nhiên phương pháp này gây ô nhiễm không khí nên không được khuyến

khích dùng.
e. Biochroma : Sinh hóa
• Là hệ thống xử lý sinh học mới
• Công nghệ này dựa trên sự tối ưu hóa triệt để các khái niệm xử lý nước thải dựa
trên hiện tượng vật lý “ sắc ký” ( chromatography – tách các chất trong một hỗn
hợp)
• Hệ thống thu thập nước thải được tạo ra tại phòng trị liệu phóng xạ, được trang
bị thiết bị để loại bỏ chất rắn và hệ thống sục khí.
• Trước khi đến nhà máy xử lý sinh học, nước thải được xử lý ở giai đoạn bồi
lắng, nơi các hạt lớn hơn có thể cản trở hiệu suất của bùn hoạt tính trong lò
phản ứng sinh học được tách ra
• Bộ lọc hấp thụ cuối cùng bao gồm độ lọc than hoạt tính và bộ trao đổi ion chọn
lọc để loại bỏ các thành phần phóng xạ hòa tan trong nước thải trước khi nó

được thu gom vào bể chứa cuối cùng.

Ảnh 6. Quy trình xử lý chất thải phóng xạ bằng phương pháp Biochroma.

16


8.

Quy định về thu gom, lưu trữ, vận chuyển chất thải.
8.1 Đối với chất thải rắn
a. Quy định mã màu sắc
 Màu vàng đựng chất thải lây nhiễm;
 Màu đen đựng chất thải hóa học nguy hại và chất thải phóng xạ;
 Màu xanh đựng chất thải thông thường;
 Màu trắng đựng chất thải có khả năng tái chế;

b. Túi đựng chất thải
 Túi màu vàng và màu đen phải làm bằng nhựa PE hoặc PP, không dùng nhựa PVC;
 Vì bao bì PVC có những khuyết điểm như sau :
• Trong PVC có chất vinylchoride, thường được gọi là VCM có khả năng gây ung thư.
• Tỉ trọng: 1.4g/cm2 cao hơn PE và PP nên phải tốn một lượng lớn PVC để có được một

diện tích màng cùng độ dày so với PE và PP.
• Chống thấm kém hơn các loại PE và PP.
• Có tính giòn, không mềm dèo như PE hoặc PP, hơn nữa để chế tạo PVC mềm dẻo làm
bao bì thì cần dùng thêm chất phụ gia. Sẽ bị biến tính cứng giòn sau một khoảng thời








gian sử dụng.
Các túi đựng chất thải phải tuân theo hệ thống màu theo quy định và sử dụng đúng
mục đích.
c. Dụng cụ đựng chất thải sắc nhọn.
Thành và đáy cứng, có khả năng chống thấm, có kích thước phù hợp, có nắp đóng mở
dễ dàng, có quai.
Màu vàng.
Khi di chuyển vật sắc nhọn không bị đổ ra ngoai.
d. Thùng đựng chứa chất thải.
Làm bằng nhựa có tỷ trọng cao, thanh dầy và cứng, có nắp đậy mở bằng đạp chân.

Những thùng thu gom có dung tích từ 50 lít trở lên cần có bánh xe đẩy.
 Thùng màu gì thì thu túi, hộp chất thải màu đấy.
 Đối với chất thải phóng xạ thì thùng đựng phải làm bằng kim loại
e. Biểu tượng loại chất thải.

17


Ảnh 7. Các biểu tượng phân loại chất thải phóng xạ.
f. Vận chuyển chất thải
 Xe vận chuyển đảm bảo các tiêu chuẩn: có thành, nắp và đáy kín, dễ cho chất thải vào,

dễ lấy chất thải ra, dễ làm sạch, dễ tẩy uế, dễ làm khô.
 Xe vận chuyển chất thải phải được cọ rửa ngay sau khi sử dụng.
 Nhân viên vận chuyển chất thải phải mặc quần áo bảo hộ, mang mũ và khẩu trang,

găng tay trong suốt quá trình vận chuyển. Tuyệt đối không được xách túi chất thải
trong quá trình vận chuyển.
g. Lưu trữ
 Yêu cầu của khu vực lưu trữ chất thải trong Bệnh viện.
 Yêu cầu thiết kế: Có khoảng cách an toàn, kết cấu nền móng có thu gom nước rò rỉ,
chảy tràn, hệ thống kỹ thuật; bố trí ở cuối hướng gió.
 Yêu cầu thiết bị: Có các thiết bị bảo vệ, an toàn, sơ cứu, liên lạc…
 Yêu cầu lưu giữ: Có hồ sơ lưu giữ.
8.2 Đối với chất thải lỏng
 Thu gom chất thải lỏng nhiễm phóng xạ: Bệnh viện cần có 2 bể ngầm không thông
nhau có độ kín cần thiết để chất lỏng không thấm ra ngoài, đủ che chắn bức xạ theo
quy định, có mái che mưa, có dung tích đủ để cho phép lưu giữ chất thải lỏng trong
thời gian cần thiết (10 chu kỳ bán rã của đồng vị sống dài nhất trong các đồng vị được
thải ra). Khu vực này phải treo biển cảnh báo nguy hiểm phù hợp.
III.
Thiết kế hệ thống xử lý nước thải phóng xạ, tìm hiều một vài mô hình đã được ứng
dụng trong thực tế tại Việt Nam và nước ngoài.

18


1. Thiết kế phòng chiếu xạ và hệ thống xử lý nước thải phóng xạ I-131 tự động. Mô hình

Suandok.
a. Vai trò của I-131 trong điều trị ung thư tuyến giáp biệt hóa
- Phương pháp điều trị đầu tiên được lựa chọn để điều trị ung thư tuyến giáp biệt hóa
(DTC) là phẫu thuật. Bằng cách loại bỏ càng nhiều mô tuyến giáp càng tốt, tiếp theo là
điều trị bằng I-131 trong vòng 6-8 tuần sau phẫu thuật. Mục đích của điều trị bằng I131 trong ung thư tuyến giáp là tiêu diệt tất cả các tế bào tuyến giáp bằng bức xạ beta,
tức là dùng bức xạ beta phát ra từ I-131 với mức năng lượng trung bình khoảng
0.191MeV để tiêu diệt các phần còn sót lại sau phẫu thuật cũng như các tế bào di căn

-

siêu nhỏ, kiểm soát bệnh.
Dùng I-131 vì I-ot là thành phần chính giúp tổng hợp nên hoocmon tuyến giáp, mà tế
bào Ung thư lại có nhu cầu tổng hợp cao hơn tế bào bình thường.

Ảnh 8. Tế bào thường và tế bào bị ung thư.
b. Phương pháp thiết kế phòng chiếu xạ dùng I-131
 Tính toán dựa trên cơ sở lý thuyết
i.
Số giường bệnh: Treatments/bed= (1)
ii.
Bề dày tấm chì: (2)

Trong đó: I là giới hạn cường độ liều cho một nhân viên bức xạ (2,5μSv/h) .
Io là cường độ liều tiếp xúc đo được (μSv/h).

19


μ là hệ số suy giảm gamma của chì (mật độ là 11,342 g/ ) .
x là độ dày chì (cm).

Bảng 1. Kết quả của các ca điều trị ung thư tuyến giáp và yêu cầu cần thiết của phòng
điều trị I-131 của bệnh viện Chiang Mai từ năm 2004 đến 2012.
Nghiên cứu trên 566 bệnh nhân được điều trị bằng I-131 trong năm 2004-2006 thì
tính trung bình các ca điều trị lặp đi lặp lại có 73 ca/năm, điều trị mới là 116 ca/năm và
tổng số ca điều trị là 189 ca/năm. Theo công thức (1) số giường bệnh cần thiết là 3,6.
Trong kế hoạch, chúng tôi ước tính số bệnh nhân DTC tăng hằng năm là 10%, do đó
bệnh viện cần không ít hơn 5 giường . Các giường cần thiết cho điều trị I-131 mỗi năm

được thể hiện ở bảng 2 với dự trù rằng mỗi bệnh nhân được điều trị liên tục 52
lần/năm.
Phương trình (2) được áp dụng để tính toán độ dày của tấm chắn chì bằng cách đo
tốc độ liều phơi nhiễm (μSv/h) của I-131 từ nguồn có hoạt độ 7,4 GBq tại mỗi điểm
làm việc trong khu vực kiểm soát. Giả định nguồn I-131 là một bệnh nhân được điều
trị trên giường, đo đó vi trí của nguồn I-131 được thay đổi từ phòng này sang phòng
khác. Giới hạn liều toàn bộ cơ thể đối với công nhân trong khu vực làm việc là 2,5
μSv/h hoặc 5mSv/year. Từ đó xác định I = 2,5 μSv/h, Io= tỷ lệ liều phơi nhiễm đo
được (μSv/h) tại mỗi khu vực làm việc và độ dày của tấm chì che chắn
20


x = ln(I/Io)-2,2355
Liều thu được từ giả định ALARA và dựa vào hồ sơ liều cá nhân trong 10 năm ( 19982000) được thể hiện ở bảng 2.

Bảng 2. Giá trị trung bình và sai số chuẩn (SEM) của toàn bộ liều cơ thể của nhân viên
y học hạt nhân đang làm việc trong phòng thí nghiệm tại bệnh viện Chiang Mai từ năm
1998 đến 2008.

 Bố trí phòng bệnh

21


Ảnh 9. Bố cục của phòng điều trị I-131
Bố trí phòng điều trị ung thư tuyến giáp bằng I-131 ở bệnh viện ChiangMai,
Thái Lan như sau:
Gồm có 3 phòng đơn mỗi phòng 1 giường và một phòng 2 giường, mỗi phòng có
nhà vệ sinh và phòng tắm riêng, điều hòa không khí, TV, điện thoại, camera quan sát
để quản lý y tá và điều dưỡng. Tường của các phòng được phủ bằng tấm chì, độ dày

chì thay đổi từ 5 đến 10 mm tùy thuộc vào tiêu chí an toàn bức xạ cho mỗi bức tường.
Phòng có đầy đủ tiện nghi cho bệnh nhân và một bộ thiết bị bảo vệ bức xạ cho nhân
viên y tế bao gồm màn hình có độ dày 2cm, thùng chứa chất thải rắn phóng xạ và màn
hình có độ dày chì 2cm dưới giường bệnh nhân như trong ảnh 10. Trọng lượng ước
tính của chì khoảng 7.71 tấn tức 1,93 tấn/phòng và không cần gia cố xây dựng.

22


Ảnh 10. Thiết bị bảo vệ bức xạ trong phòng điều trị I-131
c. Thiết kế hệ thống xử lý rác thải phóng xạ tự động

Thiết kế một hệ thống quản lý nước thải tự động I-131 dựa trên các cơ sở lý thuyết
về thu gom chất thải phóng xạ và ngăn chặn sự phân rã phóng xạ tự nhiên.


Thông số tính toán:

 Bài tiết của bệnh nhân 1,5 L/ngày
 Liều điều trị tối đa = 74 GBq/ bệnh nhân ( 200mCi/ bệnh nhân), 5 ca/ tuần
 Trong 24 giờ 80% I-131 bài tiết trong nước tiểu, 1% bài tiết qua phân
 Nhập viện từ 3 đến 5 ngày
 Chu kỳ bán rã của I-131 là 8,04 ngày
 Chu trình xử lý nước thải phóng xạ:

23


Ảnh 11.Sơ đồ quy trình làm việc trong hệ thống quản lý nước thải I-131

24


Bảng 3. Kết quả về lượng nước thải và hoạt độ còn lại trong các bể phụ thuộc vào thời
gian lưu trữ.

25