Phóng xạ tự nhiên trong một số vật liệu xây dựng phổ biến tại cộng hòa dân chủ nhân dân lào

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC
VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

SONEXAY XAYHEUNGSY

PHÓNG XẠ TƯ NHIÊN TRONG MỘT SỐ
VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỔ BIẾN TẠI
CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

HÀ NỘI - 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ

CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

SONEXAY XAYHEUNGSY

PHÓNG XẠ TỰ NHIÊN TRONG MỘT SỐ
VẬT LIỆU XÂY DỰNG PHỔ BIẾN TẠI
CỘNG HÒA DÂN CHỦ NHÂN DÂN LÀO
Chuyên ngành : Vật lý nguyên tử và hạt nhân

Mã số

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT CHẤT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. LÊ HỒNG KHIÊM

HÀ NỘI - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan:
Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu và kết quả thu được trong luận án là hoàn toàn trung thực và chưa
được công bố trong bất kì công trình nào khác.
Tác giả luận án
Sonexay Xayheungsy


LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được chương trình tiến sĩ và viết luận tôi đã nhận được sự
quan tâm giúp đỡ tận tình của các tổ chức, cá nhân.
Lời đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Thầy hướng dẫn
khoa học GS. TS. Lê Hồng Khiêm về sự hướng dẫn, giúp đỡ và chỉ bảo tận tình cho
tôi trong suốt quá trình học tập, làm việc và thực hiện luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện Vật lý, Học viện khoa học và công
nghệ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và
hoàn thành luận án.
Tôi xin cảm ơn các cán bộ trung tâm vật lý hạt nhân, Viện vật lý đã luôn tạo
điều kiện tốt để tôi có thể thực hiện việc nghiên cứu khoa học phục vụ cho luận án này.

Tôi xin chân thành cảm ơn Bộ Giáo dục và Thể thao Lào, Đại sứ quán nước
CHDCND Lào tại Việt Nam, Ban Giám hiệu trường Trường Đại học Quốc gia Lào
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt thời gian học tập nghiên cứu.
Cuối cùng tôi xin bảy tỏ lòng biết ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động
viên, giúp đỡ, trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận án này.
Hà Nội, ngày 16 tháng
2018
Tác giả luận án

Sonexay Xayheungsy

năm


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình ảnh
MỞ ĐẦU.................................................................................................................. 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ CÓ TRONG
VẬT LIỆU XÂY DỰNG......................................................................................... 6
1.1. Nguồn gốc của các đồng vị phóng xạ có trong VLXD.................................... 6
1.1.1. Các chuỗi phóng xạ tự nhiên.................................................................... 6
1.1.2. Hiện tượng thất thoát radon................................................................... 11

1.1.3. Xáo trộn tự nhiên của các chuỗi phân rã............................................... 12
1.2. Ảnh hưởng của phóng xạ có trong các VLXD đến sức khỏe của con người
................................................................................................................................ 12
1.3. Hiện trạng nghiên cứu về phóng xạ trong VLXD trên thế giới...................16
1.4. Hiện trạng nghiên cứu phóng xạ trong các vật liệu xây dựng tại CHDCND Lào .. 19

CHƯƠNG 2. PHỔ KẾ GAMMA SỬ DỤNG CÁC DETECTOR BÁN DẪN
HPGe VÀ NHẤP NHÁY NaI(Tl)......................................................................... 20
2.1.Cơ sở vật lý ghi nhận bức xạ gamma bằng các detector nhấp nháy và
bán dẫn................................................................................................................... 20
2.1.1. Những đặc điểm chung về tương tác của bức xạ gamma với vật chất....20
2.1.2. Hiệu ứng quang điện.............................................................................. 23
2.1.3. Tán xạ Compton..................................................................................... 25
2.1.4. Hiệu ứng tạo cặp electron-positron........................................................ 27
2.1.5. Hấp thụ gamma trong vật chất............................................................... 29
2.2. Cấu trúc và nguyên lý làm việc của phổ kế gamma dùng detector nhấp
nháy và bán dẫn.................................................................................................... 32
2.3. Detector bán dẫn và cấu trúc của phổ gamma đo bằng detector bán dẫn. 34
2.3.1. Nguyên lý hoạt động của detector bán dẫn............................................ 34


2.3.2. Cấu hình của detector HPGe.................................................................. 37
2.3.3. Phổ năng lượng của bức xạ gamma đo bằng detector bán dẫn HPGe...38
2.4. Detector nhấp nháy NaI(Tl) và cấu trúc của phổ gamma đo bằng detector
nhấp NaI (Tl)......................................................................................................... 41
2.4.1. Cấu tạo của detector nhấp nháy NaI(Tl)................................................ 41
2.4.2. Phổ năng lượng gamma đo bằng detector nhấp nháy NaI(Tl)...............43
CHƯƠNG 3. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM.............................................. 48
3.1. Các khu vực lấy mẫu...................................................................................... 48
3.1.1. Thu thập các mẫu xi măng...................................................................... 48

3.1.2. Thu thập các mẫu đất............................................................................. 51
3.1.3. Thu thập các mẫu cát............................................................................. 53
3.1.4. Thu thập các mẫu gạch.......................................................................... 57
3.2. Xử lý và chuẩn bị các mẫu để phân tích....................................................... 57
3.3. Các mẫu chuẩn............................................................................................... 59
3.4. Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự
nhiên dùng phổ kế gamma với detector nhấp nháy NaI(Tl)..............................60
3.5. Phương pháp xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự
nhiên dùng phổ kế gamma với detector bán dẫn siêu tinh khiết HPGe............67
3.5.1. Phân tích số liệu khi dùng phương pháp tuyệt đối để xác định hoạt độ
phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên.......................................... 67
3.5.2. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên
bằng
phương pháp tương đối.................................................................................... 71
3.6. Đánh giá mức độ nguy hiểm của phóng xạ tự nhiên trong các mẫu VLXD
................................................................................................................................ 72
3.6.1. Hoạt độ tương đương radium................................................................. 72
3.6.2. Các chỉ số nguy hiểm do chiếu xạ ngoài và chiếu xạ trong...................73
3.6.3. Suất liều hấp thụ ở độ cao 1m................................................................ 73
3.6.4. Liều hiệu dụng hàng năm....................................................................... 73
CHƯƠNG 4. CÁC KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ THẢO LUẬN................74
4.1. Chuẩn năng lượng.......................................................................................... 74
4.2. Xây dựng đường cong hiệu suất ghi của detector HPGe.............................75
4.3. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong


các mẫu VLXD bằng phổ kế gamma dùng detector bán dẫn HPGe.................78


4.4. Hoạt độ phóng xạ riêng trong VLXD............................................................ 79

4.4.1. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng cho các mẫu xi măng đo bằng
phổ kế gamma dùng detector bán dẫn HPGe................................................... 80
4.4.2. Xác định hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong

các mẫu xi măng bằng phổ kế gamma dùng detector nhấp nháy NaI(Tl).........83
4.4.3. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng cho các mẫu đất đo bằng phổ
kế gamma dùng detector bán dẫn HPGe.......................................................... 85
4.4.4. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng cho các mẫu cát đo bằng phổ
kế gamma dùng detector bán dẫn HPGe.......................................................... 87
4.4.5. Kết quả phân tích hoạt độ phóng xạ riêng cho các mẫu gạch đo bằng
phổ
kế gamma dùng detector bán dẫn HPGe.......................................................... 88
4.5. Đánh giá các đại lượng liên quan đến liều lượng học bức xạ trong các
VLXD của CHDCND Lào.................................................................................... 89
4.5.1. Mức độ nguy hiểm về phương diện phóng xạ của xi măng sản xuất tại
CHDCND Lào.................................................................................................. 89
4.5.2. Mức độ nguy hiểm về phương diện phóng xạ của đất dùng để sản xuất
VLXD tại CHDCND Lào.................................................................................. 91
4.5.3. Mức độ nguy hiểm về phương diện phóng xạ của cát xây dựng tại
CHDCND Lào.................................................................................................. 93
4.5.4. Mức độ nguy hiểm về phương diện phóng xạ của ghạch xây dựng tại
CHDCND Lào.................................................................................................. 94
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ............................................................................... 99
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ................................................... 102
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 103
PHỤ LỤC............................................................................................................. 112


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

ADC
AEDE
Bq
CHDCND Lao
DNA
DR
FWHM
GPS
Hex
Hin
HPGe
IAEA
Raeq

UNSCEAR

VLXD


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Phóng xạ tự nhiên trong xi măng Portland ở một số nước.......................16
Bảng 1.2. Phóng xạ tự nhiên trong một số loại VLXD khác bao gồm gạch, đất và
cát ở một số nước................................................................................... 17
Bảng 1.3. Hoạt độ phóng xạ của một số vật liệu ở Hà Nội......................................18
Bảng 3.1. Thông tin về địa điểm lấy mẫu ở 4 nhà máy xi măng.............................. 49
Bảng 3.2. Vi trí lấy đất và cát Sông NamNgeum Tại Huyện Thoulakhom..............52
Bảng 3.3. Vị trí lấy cát Sông Mê Kông Tại thủ đô Viêng Chăn............................... 55
Bảng 3.4. Thông tin của các mẫu chuẩn IAEA được sử dụng để xác định hoạt độ phóng

xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong các mẫu phân tích.....60

Bảng 3.5. Cửa sổ năng lượng trong phổ gamma dùng để phân tích các đồng vị
phóng xạ tự nhiên................................................................................... 61
Bảng 3.6. Giá trị của các hệ số chuẩn xác định từ các phổ chuẩn của IAEA...........64
Bảng 3.7. Ước lượng sai số của phương pháp đo tuyệt đối.....................................69
Bảng 4.1. Hiệu suất ghi tại một số định năng lượng xác định của nguồn IAEA-RGU-176

Bảng 4.2. Giá trị và sai số chuẩn của các hệ số A0, A1, A2, A3, A4, A5.....................78
Bảng 4.3. Tên của các công ty sản xuất xi măng tại CHDCND Lào, loại xi măng, ký
hiệu mẫu và số mẫu đã lấy tương ứng.................................................... 80
Bảng 4.4. Hoạt độ phóng xạ riêng trung bình của các mẫu xi măng đo bằng phổ kế
gamma dùng detector bán dẫn HPGe...................................................... 81
Bảng 4.5. Hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong xi măng
của một số nước trên thế giới.................................................................. 82
Bảng 4.6. Hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên trong các mẫu
xi măng đo bằng phổ kế gamma dùng detector nhấp nháy NaI(Tl) và
phân tích tự động bằng phần mềm XIMANG......................................... 85
Bảng 4.7. Hoạt độ phóng xạ riêng trung bình của các mẫu đất................................86
Báng 4.8. Hoạt độ phóng xạ riêng trung bình của các mẫu cát tại Sông Mê Kông và
Nam Ngeum của Lào.............................................................................. 87
Bảng 4.9. Hoạt độ phóng xạ riêng của các mẫu gạch tại CHDCND Lào.................89
Bảng 4.10. Mức độ nguy hiểm trong mẫu xi măng sản xuất tại CHDCND Lào......90
Bảng 4.11. Mức độ nguy hiểm trong mẫu đất tại Huyện Thoulakhom, Tỉnh Viêng
Chăn, CHDCND Lào.............................................................................. 92


Bảng 4.12. Các mức độ huy hiểm trong các mẫu cát tại Sông Mê Kông và Nam
Ngeum của Lào

94

Bảng 4.13. Mức độ huy hiểm trong mẫu gạch sản xuất tại CHDCND Lào.............95
Bảng 4.14. Hoạt độ phóng xạ riêng của một số VLXD tại CHDCND Lào..............95
Bảng 4.15. Giá trị trung bình của các đại lượng liên quan đến liều lượng học bức xạ
trong VLXD của CHDCND Lào 96


DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Chuỗi phân rã của đồng vị
Hình 1.2: Chuỗi phân rã của

238

U. Những đồng vị được gạch dưới là các đồng vị
có thể đo được bằng phổ kế gamma. 8

235

U. Chỉ có gamma do đồng vị

235

U phát ra là có thể đo được

bằng phổ kế gamma. 10
Hình 1.3: Chuỗi phân rã của

232

Th. Các đồng vị có gạch dưới có thể đo bằng phổ kế gamma .. 11

Hình 2.1: Sơ đồ minh họa hiệu ứng quang điện.................................................................. 23
Hình 2.2: Sơ đồ mô tả hiệu ứng tán xạ Compton trên electron tự do.................................. 25
Hình 2.3: Minh họa hiệu ứng tạo cặp electron-positron......................................................27
Hình 2.4: Tiết diện tương tác của bức xạ gamma với nguyên tố chì (Pb)........................... 30
Hình 2.5: Sơ đồ nguyên tắc của hệ phổ kế gamma..............................................................33
Hình 2.6. Hệ phổ kế gamma của Viện Vật lý...................................................................... 34
Hình 2.7. Cấu trúc năng lượng của electron trong mạng nguyên tử của chất bán dẫn. Vùng
hóa trị được lấp đầy, trong khi vùng dẫn trống

34

Hình 2.8. Cấu trúc vùng năng lượng trong các vật liệu.......................................................35
Hình 2.9. Vùng năng lượng của bán dẫn loại p và loại n.....................................................36
Hình 2.10. Các cấu hình khác nhau của detector bán dẫn đồng trục hình trụ HPGe...........37
Hình 2.11: Ảnh chụp của detector bán dẫn HPGe...............................................................38
Hình 2.12. Minh họa các thành phần đóng góp vào hàm hưởng ứng của detector Ge khi đo
bức xạ gamma đơn năng có năng lượng

40

Hình 2.13. Phổ đo thực nghiệm bằng detector bán dẫn siêu tinh khiết HPGe của các đồng
vị phóng xạ

137

Cs và

Hình 2.14. Phổ đo bằng detector bán dẫn siêu tinh khiết HPGe của nguồn đồng vị

60

Co

40

152

Eu . 41

Hình 2.15. Cấu tạo nguyên lý của detector nhấp nháy (hình vẽ trên) và cấu tạo của ống
nhân quang điện

42

Hình 2.16. Các kiểu tương tác của gamma với vật chất detector và các thành phần phổ
tương ứng.
Hình 2.17. Phổ gamma của nguồn

137

Cs và

44

60

Co đo được bằng detecor nhấp nháy NaI(Tl)
với kích thước 3”x3” 45

Hình 3.1. Vị trí trên bản đồ của các nhà máy xi măng tại CHDCND Lào mà chúng tôi đã

lấy mẫu để phân tích. 48
Hình 3.2. Bản đồ vị trí lấy mẫu đất cát và tại Huyện Thoulakhom thuộc tỉnh Viêng Chăn.
..............................................................................................................................................51
Hình 3.3. Bản đồ các vị trí lấy mẫu cát bên bờ sông Mê Kông tại khu vực thủ đô Viêng
Chăn. 53


Hình 3.4. Ảnh chụp các bãi cát Sông Mê Kông khu vực thủ đô Viêng Chăn......................54
Hình 3.5. Bờ bãi cát Sông Nam Nguem khu vực Huyện Thoulakhom, Tỉnh Viêng chăn. . 54

Hình 3.6. Khung hình vuông có chiều dài mỗi cạnh 100 cm...............................................56
Hình 3.6. Sơ đồ quy trình xử lý mẫu................................................................................... 57
Hình 3.7. Cối, chày và rây 0,2 mm để nghiền và sàng mẫu................................................ 58
Hình 3.8. Ảnh chụp các mẫu xi măng đã được chế tạo dùng để đo hoạt độ của các nguyên
tố phóng xạ tự nhiên............................................................................................58
Hình 3.9. Ảnh chụp các mẫu chuẩn phóng xạ tự nhiên của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử
Quốc tế IAEA: RGU-1, RGTh-1 và RGK-1.......................................................59
Hình 3.10. Ảnh chụp hệ phổ kế gamma dùng detector NaI(Tl) tại Trung tâm hạt nhân, Viện
vật lý....................................................................................................................61
Hình 3.11. (a) Phổ phông đo trong thời gian 52700 giây. (b) Phổ chuẩn IAEA RGU-1 đo
trong thời gian 13942 giây. (c) Phổ chuẩn IAEA RGTh-1 đo trong thời gian
giây 18190 giây.(d) Phổ chuẩn IAEA RGK-1 đo trong thời gian 17215 giây.. . .61
Hình 3.12. Lưu đồ thuật toán xác định tự động hàm lượng của các đồng vị phóng xạ tự
nhiên trong các mẫu xi măng bằng phổ kế gamma dùng detector NaI(Tl).........66
Hình 4.1. Phổ và chuẩn năng lượng của phổ kế gamma......................................................75
Hình 4.2. Đường cong hiệu suất ghi của detector dùng mẫu IAEA-RGU-1.......................78
Hình 4.3. Phổ của mẫu xi măng 1K1 đo bằng detector nhấp nháy NaI(Tl) được vẽ và tự động xác

định hoạt độ phóng xạ riêng bằng phần mềm XIMANG do chúng tôi tự viết....84
Hình 4.4. Hoạt độ phóng xạ riêng trong VLXD tại CHDCND Lào....................................97

Hình 4.5. Hoạt độ phóng xạ riêng của Raeqcủa một số VLXD tại CHDCND Lào..............98
Hình 4.6. Liều chiếu trong hàng năm của một số VLXD tại CHDCND Lào......................98
Hình 4.7. Chỉ số nguy hại chiếu ngoài và trong của một số VLXD tại CHDCND Lào......98


1

MỞ ĐẦU
Trái đất của chúng ta chứa nhiều loại đồng vị phóng xạ, đa số chúng được tạo
ra ngay từ khi Trái đất mới được hình thành. Người ta thấy rằng trong tự nhiên có
thể có 92 nguyên tố. Các nguyên tố từ 93 trở đi là nhân tạo. Các đồng vị phóng xạ
có trong trái đất bao gồm: các đồng vị phóng xạ nguyên thủy được tạo ra cùng với
sự hình thành của trái đất và một số đồng vị phóng xạ khác được hình thành do
tương tác của các tia vũ trụ với vật chất trên trái đất. Ngoài ra còn có các đồng vị
phóng xạ nhân tạo do chính con người tạo ra. Các đồng vị phóng xạ được hình
thành do hai nguồn gốc đầu được gọi là các đồng vị phóng xạ tự nhiên. Các đồng vị
phóng xạ do con người tạo ra được gọi là các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Các đồng
vị phóng xạ tự nhiên phổ biến nhất trong vỏ trái đất bao gồm các đồng vị
235
40

U,

232

238

U,

Th và các sản phẩm trong các chuỗi phân rã của chúng. Ngoài ra, đồng vị

K cũng luôn tồn tại trong tự nhiên với hàm lượng khá cao.
Các đồng vị phóng xạ nhân tạo được hình thành bởi các hoạt động khác nhau

của con người trong đời sống hàng ngày. Có thể kể ra một số hoạt động đặc biệt của
con người sinh ra các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Đó là các vụ thử vũ khí hạt nhân,
các quá trình xử lý nhiên liệu, hoạt động của các lò phản ứng hạt nhân, các sự cố hạt
nhân…Những hoạt động này có thể phát tán ra môi trường một lượng rất lớn các
đồng vị phóng xạ. Ngoài ra, còn có rất nhiều hoạt động thường ngày khác của đời
sống xã hội cũng sinh ra các đồng vị phóng xạ. Có thể kể tên một số hoạt động này
như: việc khai thác mỏ, các hoạt động công nghiệp, việc đốt cháy than trong các nhà
máy nhiệt điện…
Rất nhiều nghiên cứu đã khẳng định sự hiện diện của các đồng vị phóng xạ
tự nhiên và cả nhân tạo ở khắp mọi nơi trên trái đất trong các môi trường khác nhau
như đất, nước, không khí…Các đồng vị phóng xạ luôn phát ra các bức xạ khác nhau
như alpha, beta và gamma. Các bức xạ này tạo thành một nền phóng xạ trong môi
trường. Phụ thuộc vào nhiều yếu tố, độ lớn của nền phóng xạ môi trường này khác
nhau ở từng khu vực khác nhau. Các đồng vị phóng xạ có thể thâm nhập vào cơ thể
con người thông qua nhiều con đường, phổ biến hơn cả là qua việc hít thở và ăn
uống. Khi đó, các đồng vị này sẽ là nguồn chiếu trong gây nguy hiểm cho sức khỏe
của con người.


2
Trong đời sống hàng ngày, nhu cầu về các công trình xây dựng của con người
ngày càng tăng. Các công trình này vô cùng đa dạng cả về quy mô, kiến trúc lẫn
công năng nhưng phổ biến hơn cả là các tòa nhà do Chính phủ hoặc các công ty lớn
đầu tư xây dựng phục vụ cho sinh hoạt của một số lượng lớn cư dân. Đối với người
dân, ngôi nhà là nhu cầu bắt buộc cho sinh hoạt hàng ngày. Các công trình xây dựng
đều được làm từ các VLXD thông thường. Những VLXD chính điển hình là: xi

măng, cát, sỏi, gạch, đá…VLXD được chế tạo từ các vật liệu thô khai thác trong tự
nhiên như đất, đá, cát…Như đã nói ở trên, luôn tồn tại các đồng vị phóng xạ, ít nhất
là các đồng vị phóng xạ tự nhiên, trong các nguyên liệu thô dùng để sản xuất ra các
VLXD. Do vậy, chắc chắn trong các loại VLXD được các công ty sản xuất VLXD
cung cấp luôn luôn chứa một lượng nhất định các đồng vị phóng xạ tự nhiên và
nhân tạo với hàm lượng ít hay nhiều. Độ phóng xạ riêng trong các VLXD này phụ
thuộc vào độ phóng xạ riêng của các vật liệu thô đã dùng để chế tạo. Hiển nhiên là
độ phóng xạ riêng của các vật liệu thô sẽ khác nhau ở những khu vực địa lý khác
nhau.
Đối với người dân, đặc biệt là người dân của CHDCND Lào, ngôi nhà là nơi
sinh hoạt chính của các thành viên gia đình. Lượng thời gian trung bình mỗi cư dân
hiện diện trong ngôi nhà của mình, của người quen hoặc trong các tòa nhà công
cộng chiếm đến 80% thời gian của một ngày đêm (24 giờ). Ngoài các nguồn phóng
xạ đến từ không gian, từ mặt đất, bên trong mỗi ngôi nhà, luôn tồn tại phóng xạ gây
bởi các đồng vị phóng xạ có trong VLXD dùng để kết cấu lên ngôi nhà đó. Hơn
nữa, bản thân mỗi bức tường trong ngôi nhà lại là những vật tán xạ làm cho các bức
xạ (đặc biệt bức xạ gamma) bị tán xạ nhiều lần làm tăng khả năng giam giữ các tia
bức xạ trong các căn phòng và do đó làm tăng mức độ nguy hiểm với các cư dân
sinh hoạt trong các ngôi nhà. Nếu liều chiếu gây bởi các đồng vị phóng xạ vượt quá
ngưỡng an toàn đối với sức khỏe của con người thì cần phải có những biện pháp
khắc phục cần thiết. Việc khắc phục này không dễ nên phương án tối ưu nhất là
không sử dụng ngôi nhà đó nữa. Phương án này là lãng phí và rất khó khả thi đối
với người dân lao động vì ngôi nhà là niềm mơ ước và là tài sản có giá trị của họ.
Để tránh mắc phải sai lầm này, trước khi tiến hành xây dựng các công trình, cần
phải đo để xác định được hoạt độ phóng xạ có trong các vật liệu sẽ sử dụng để xây
dựng công trình.


3
Quy trình khảo sát phóng xạ tự nhiên trong vật chất nói chung được thực

hiện thông qua việc đo phóng xạ gamma do các đồng vị có trong các mẫu cần khảo
sát phát ra. Việc đo phóng xạ gamma của các đồng vị có trong VLXD ngay tại hiện
trường xây dựng đối với người dân là không khả thi. Đây là nhiệm vụ của những
người làm chuyên môn. Sẽ có một số khó khăn khi đo phóng xạ trong các VLXD:
Trước hết, bài toán đo hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị có trong
VLXD là bài toán đo hoạt độ thấp. Để triển khai được bài toán này, cần phải có hệ
phổ kế gamma đủ nhạy. Độ nhạy của phổ kế lại phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như:
hiệu suất ghi của detector, khả năng che chắn phông, độ ổn định của phổ kế theo
thời gian…Đồng thời, độ chính xác của các kết quả đo phụ thuộc rất nhiều vào
phương pháp đo để xác định hoạt độ phóng xạ riêng.
Vấn đề cần đặt ra là phóng xạ trong các loại VLXD đang được dùng để xây
dựng các công trình tại CHDCND Lào có thực sự nguy hiểm, ảnh hưởng đến sức
khỏe của con người hay không? Để trả lời được câu hỏi này, cần phải có những
nghiên cứu định lượng về hoạt độ phóng xạ có trong VLXD của CHDCND Lào.
Nếu hoạt độ phòng xạ nhỏ hơn một lượng nhất định thì có thể xem là chúng không
ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Vấn đề này đã nghiên cứu nhiều trên thể
giới nhưng tại CHDCND Lào. Tuy nhiên tại CHDCND Lào thì vấn đề này chưa
từng được giải quyết do nhiều lý do khác nhau. Gần đây, CHDCND Lào đã chính
thức tham gia và đã là thành viên của Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế IAEA.
Cơ quan năng lượng nguyên tử quốc tế (IAEA) đã khuyến cáo với chính phủ Lào
cần có các nghiên cứu này. Khó khăn lớn nhất đối với CHDCND Lào hiện nay là
chưa có nhân lực trong lĩnh vực này. Chính vì vậy, Chính phủ CHDCND Lào đã đặt
vấn đề với Chính phủ Việt Nam giúp đỡ, trước mắt là đào tạo cho 01 nghiên cứu
sinh có thể độc lập giải quyết bài toán này. Đó là xuất phát điểm của việc Nghiên
cứu sinh được Chính Phủ CHDCND Lào cử đến Viện vật lý, Viện hàn lâm khoa học
và công nghệ Việt Nam làm nghiên cứu sinh. Xuất phát từ những lý do trên, Nghiên
cứu sinh đã chọn đề tài nghiên cứu cho luận án tiến sĩ của mình là “Phóng xạ tự
nhiên trong một số VLXD phổ biến tại CHDCND Lào”. Ý nghĩa của việc chọn luận
án này là:
- Lần đầu tiên, khảo sát hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng xạ tự

nhiên có trong VLXD phổ biến đang được sử dụng tại CHDCND Lào.


4
- Đào tạo cán bộ đầu tiên của CHDCND Lào nắm vững được phương pháp

nghiên cứu để có thể triển khai bài toán này không chỉ đối với các VLXD mà còn
cho cả các loại đối tượng khác.
Đề tài nghiên cứu này được xây dựng theo hướng nghiên cứu thực nghiệm và
việc nghiên cứu được tiến hành trên các hệ phổ kế gamma hiện đại hiện đang có tại
Trung tâm Vật lý hạt nhân của Viện vật lý thuộc Viện hàn lâm khoa học và công
nghệ Việt Nam
Các mục tiêu chính của luận án
Các mục tiêu chính của luận án là:
- Nghiên cứu phương pháp sử dụng hệ phổ kế gamma dùng các loại detector

khác nhau bao gồm detector nhấp nháy NaI(Tl) và detector bán dẫn siêu tinh khiết loại

HPGe để xác định hoạt độ của các đồng vị phóng xạ tự nhiên có trong các VLXD.
- Sử dụng các phương pháp đã nghiên cứu để xác định hoạt độ phóng xạ

riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên có trong một số VLXD điển hình thường
được sử dụng tại CHDCND Lào như: xi măng, đất, cát,… Các số liệu này cần cho
việc đánh giá liều bức xạ đối với các cư dân, cảnh báo và đưa ra các kiến nghị cần
thiết với các cơ sở sản xuất để họ có các điều chỉnh cần thiết nhằm đảm bảo tuyệt
đối an toàn về phương diện phóng xạ cho các VLXD mà họ đưa ra thị trường.
Những nội dung nghiên cứu chính của luận án
- Tìm hiểu tình hình nghiên cứu tài liệu về phân tích phóng xạ có trong các

- Tìm hiểu các kĩ thuật thực nghiệm dùng để phân tích phóng xạ trong các

mẫu có thể tích lớn sử dụng phổ kế gamma dùng detector bán dẫn và nhấp nháy.
Đồng thời nghiên cứu các đặc trưng của phổ kế gamma phông thấp dùng detector
bán dẫn và phổ kế gamma dùng detector nhấp nháy NaI(Tl).
- Nghiên cứu xây dựng các phương pháp phân tích số liệu thực nghiệm: phân

tích phổ gamma, các phương pháp toán học dùng để tách đỉnh chập, làm tăng khả
năng phân giải phổ và các phương pháp phân tích trên phổ kế gamma bán dẫn
phông thấp nhằm nâng cao độ nhạy và tăng độ chính xác của phép phân tích. Đồng
thời nghiên cứu và đánh giá các nguồn sai số khả dĩ gây ra do các hiệu ứng: tự hấp
thụ gamma trong mẫu, hình học đo, hình học mẫu, trùng phùng ngẫu nhiên, trùng
phùng tổng…


5
Ý nghĩa khoa học và ứng dụng thực tiễn:
- Kết quả chính của luận án là bộ số liệu thực nghiệm về hoạt độ phóng xạ

riêng của các đồng vị phóng xạ tự nhiên có trong các VLXD khác nhau thường
được dùng để thiết kế các công trình xây dựng tại CHDCN Lào. Bộ số liệu này có
thể tham khảo cho việc đánh giá mức độ an toàn phóng xạ cho các cư dân sinh sống
và làm việc tại các công trình xây dựng sử dụng các nguyên vật liệu này.
- Bộ số liệu này cũng là cơ sở để đưa ra các khuyến cáo tới các nhà quản lý,

các nhà sản xuất và tới dân chúng về mức độ nguy hiểm phóng xạ của các VLXD
tại CHDCND Lào nếu có.
- Bộ số liệu cũng sẽ là số liệu tham khảo tốt giúp cho Bộ khoa học và công

nghệ Lào xây dựng tiêu chuẩn về phóng xạ trong các VLXD dân dụng tại

- Lần đầu tiên nghiên cứu này được triển khai tại CHDCND Lào. Thông qua

luận án, Nghiên cứu sinh sẽ làm chủ được các phương pháp phân tích hạt nhân dùng
phổ kế gamma.
- Các kỹ thuật thực nghiệm đã nghiên cứu và áp dụng trong luận án sẽ là cơ sở để

Nghiên cứu sinh áp dụng cho các hướng nghiên cứu khác có sử dụng kỹ thuật hạt nhân.

BỐ CỤC VÀ NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN
Bố cục và nội dung của luận án gồm phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận
và cuối cùng là danh mục các tài liệu tham khảo.
Phần mở đầu trình bày lý do để lựa chọn đề tài của luận án.
Chương 1 có tiêu đề: Tổng quan về các đồng vị phóng xạ có trong VLXD.
Chương này tập trung trình bày các kiến thức tổng quan
Chương 2 được dùng để trình bày tóm tắt các kiến thức về phổ gamma sử
dụng các detector thông dụng.
Chương 3 tập trung trình bày các phương pháp thực nghiệm đã được sử
dụng trong luận án để định lượng hóa hoạt độ phóng xạ riêng của các đồng vị phóng
xạ tự nhiên có trong một số VLXD thường dung tại CHDCND Lào.
Chương 4 trình bày các kết quả thực nghiệm và thảo luận.


6
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ
CÓ TRONG VẬT LIỆU XÂY DỰNG
1.1. Nguồn gốc của các đồng vị phóng xạ có trong VLXD
Trái đất của chúng ta chứa nhiều loại đồng vị phóng xạ, đa số chúng được tạo
ra ngay từ khi Trái đất mới được hình thành. Người ta thấy rằng trong tự nhiên có
thể có tới hơn 92 loại đồng vị phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ có trong trái đất

được bao gồm: các đồng vị phóng xạ nguyên thủy được tạo ra cùng với sự hình
thành của trái đất và một số đồng vị phóng xạ khác được hình thành do tương tác
của các tia vũ trụ với vật chất trên trái đất. Ngoài ra còn có các đồng vị phóng xạ
nhân tạo do chính con người tạo ra. Các đồng vị phóng xạ được hình thành do hai
nguồn gốc đầu được gọi là các đồng vị phóng xạ tự nhiên. Các đồng vị phóng xạ do
con người tạo ra được gọi là các đồng vị phóng xạ nhân tạo. Người ta đã phát hiện
được các đồng vị phóng xạ tự nhiên và cả nhân tạo có mặt ở khắp mọi nơi trong các
môi trường khác nhau như đất, nước, không khí, … Các đồng vị phóng xạ nguyên
thủy phổ biến nhất là
87

238

U,

232

Th,

235

U và các sản phẩm phân rã của chúng,

40

K và

Rb. Trong môi trường đất đá thường có mặt các đồng vị phóng xạ của ba chuỗi

phóng xạ bắt đầu từ các đồng vị

238

U,

232

Th và

235

U [1].

Các đồng vị phóng xạ có trong tự nhiên sẽ ảnh hưởng lớn đến các sinh vật
sống trên trái đất, đặc biệt sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe của con người. Đặc biệt các
VLXD chủ yếu được chế tạo từ đất đá lấy trong tự nhiên. Do vậy, khả năng có
phóng xạ trong các VLXD là không thể loại trừ. Trong trường hợp VLXD có lượng
phóng xạ lớn hơn ngưỡng cho phép sẽ là vấn đề rất nguy hiểm đối với con người. Vì
vậy, việc khảo sát phóng xạ tự nhiên có trong các VLXD là công việc cần thiết
trước khi sử dụng các vật liệu này cho các công trình xây dựng kiên cố [2].
1.1.1. Các chuỗi phóng xạ tự nhiên
Cả uranium lẫn thorium đều là các đồng vị phóng xạ. Chúng chủ yếu phân rã
alpha thành các đồng vị phóng xạ con cháu. Uranium tự nhiên gồm ba đồng vị sống
dài là
234

238

U,

235

U và

234

U, trong đó đồng vị

238

U chiếm nhiều hơn cả. Lượng

235

U và

U chiếm rất ít trong tự nhiên. Thorium tự nhiên chỉ có duy nhất một đồng vị

232

Th. Các đồng vị phóng xạ này rã thành các đồng vị con và bản thân các đồng vị

con cũng là phóng xạ lại phân rã thành các đồng vị con cháu và cứ như vậy quá


7
trình phân rã tạo thành chuỗi cho đến đồng vị cuối cùng là đồng vị bền. Trong điều
kiện chuẩn, tỉ số

235

U/

238

U là không đổi và tất cả các đồng vị trong chuỗi phân rã

đạt trạng thái cân bằng.
Để hiểu được phổ gamma của các đồng vị này, cần phải biết rõ sơ đồ rã của
chúng theo chuỗi cũng như tính chất của các đồng vị con cháu có mặt trong chuỗi.
Các hình vẽ 1.1, 1.2 và 1.3 đưa ra sơ đồ phân rã của các đồng vị phóng xạ mẹ
235

U và

232

238

U,

Th. Các sơ đồ này không phải là hoàn toàn đầy đủ vì vẫn còn thiếu một

số nhánh phân rã khác. Tuy nhiên, do xác suất rã theo các nhánh này không đáng kể
(theo quan điểm của người dùng phổ kế gamma) nên chúng được bỏ qua [3].
a) Chuỗi phân rã của đồng vị
Chuỗi phân rã của đồng vị
nhiên

238

238

238

U

U được đưa ra trong hình vẽ 1.1. Trong tự

U chiếm 99,25% của lượng uran tự nhiên. Đồng vị

xạ phân rã alpha thành đồng vị
phân rã thành

234m

234

238

U là đồng vị phóng

Th. Đồng vị này cũng là đồng vị phóng xạ và

Pa. Chuỗi phân rã này tiếp diễn cho đến đồng vị cuối cùng của
206

chuỗi là đồng vị bền Pb. Nếu nhìn vào chu kỳ bán rã của các đồng vị phóng xạ
trong chuỗi, ta thấy chu kỳ bán rã của tất cả các đồng vị này đều ngắn hơn nhiều so
với chu kỳ bán rã của đồng vị mẹ

đồng vị con cháu của
bằng vĩnh viễn với
bằng hoạt độ của

238

238

238

238

U. Điều này có nghĩa rằng hoạt độ của các

U trong khối uran tự nhiên nếu không bị xáo trộn sẽ cân

U. Khi đó hoạt độ của tất cả các đồng vị con cháu sẽ chính

U. Tổng số trong chuỗi phân rã có 14 đồng vị phóng xạ nên

hoạt độ tổng của mẫu sẽ lớn hơn hoạt độ của đồng vị
phóng xạ nào trong chuỗi 14 lần [4],[5], [6].

238

U hoặc của bất kỳ đồng vị

↓β
(3)

(4)

(5)

234

Pa 1.17 phút
↓β

234

U 2,455×10 năm
↓α

230

Th 7,538 ×10 năm
↓α

5

4


8
(6)
(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

226

Ra 1600 năm
↓α

222

Rn 3,8232 ngày
↓α

218

Po 3,094 phút
↓α

214

Pb 26,8 phút

↓β

2214

Bi 19,9 phút
↓β

214

Po 162,3×10 giây
↓α

-6

210

Pb 22,3 năm
↓β

210

Bi 5,013 ngày
↓β

210

Po 138,4 ngày
↓α
206

Pb

238

Hình 1.1. Chuỗi phân rã của đồng vị U. Những đồng vị được gạch dưới là các
đồng vị có thể đo được bằng phổ kế gamma.
Cũng có trường hợp đồng vị con có chu kỳ bán rã dài hơn so với đồng vị mẹ.
Chẳng hạn như trường hợp

234m

Pa/

234

U. Nếu chỉ quan tâm đến

234m

Pa thì hiện

tượng cân bằng phóng xạ sẽ không xảy ra. Tuy nhiên, cần nhớ rằng đối với những
nguồn có thời gian kể từ khi nó được chế tạo lớn hơn 10 lần chu kỳ bán rã của đồng
vị mẹ trước đó có thời gian sống dài nhất, trong ví dụ này là của
cũng gần như của đồng vị

238

234m

Pa, thực chất

U. Trong thực tế, điều này có nghĩa rằng hoạt độ đo

được trong mẫu của bất kỳ đồng vị con cháu nào cũng xấp xỉ với hoạt độ của đồng
vị mẹ

238

U và của tất cả các đồng vị phóng xạ khác có trong chuỗi phân rã. Có thể

đo hoạt độ của vài đồng vị trong chuỗi để có đoán nhận chính xác hơn.
238

Trong số các đồng vị con trong chuỗi phân rã của U, không phải đồng vị
nào cũng có thể đo gamma một cách dễ dàng. Thực tế chỉ có 6 đồng vị trong hình


9
vẽ 1.1 đã được gạch chân là có thể đo được một cách tương đối thuận tiện. Do vậy,
có thể đo hoạt độ của các đồng vị này và từ đó suy ra hoạt độ của các đồng vị trước
đó trong chuỗi phân rã. Chú ý cần phải kiểm tra về điều kiện cân bằng vì phương
pháp này chỉ đúng cho mẫu cân bằng. Điều kiện cân bằng có thể kiểm tra được bằng
cách đo hoạt độ của một số đồng vị trong chuỗi, chẳng hạn như
và

214

Pb,

214

Bi và

210

234

Th,

234m

Pa,

226

Ra

Pb.

Cần nhấn mạnh điều kiện để đạt được cân bằng là mẫu phải không bị xáo
trộn. Trong trường hợp ngược lại, có thể các đồng vị con sẽ bị thất thoát và do đó sẽ
phá vỡ cân bằng.
b) Chuỗi phân rã phóng xạ của đồng vị
Trong tự nhiên, đồng vị phóng xạ

235

235

U

U chỉ chiếm 0,72% trong tổng số uran.

Tuy tỉ lệ của đồng vị này có trong tự nhiên không nhiều, nhưng do nó có chu kỳ bán
rã ngắn nên nếu xét về phương diện bức xạ gamma, nó cũng đóng vai trò quan trọng
không kém so với tầm đồng vị

238

U. Chuỗi phân rã phóng xạ của đồng vị

235

U được

trình bày trong hình vẽ 1.2. Chuỗi phân rã này có 12 đồng vị bao gồm 11 tầng phân
rã và có 7 loại hạt alpha có năng lượng khác nhau được phát ra (nếu bỏ qua một vài
nhánh phân rã có xác suất rất nhỏ) [6].
(1)
(2)

(3)

(4)

235

U 1,7×108 năm
↓α

231

Th 25,52 giờ
↓β

231

Pa 3,276 ×10 năm
↓α

227

Ac 21,772 năm
↓β

4

↓α
(7)

219

Rn 3,96 giây
↓α


10
(8)

215

-3

Po 1,781×10 giây
↓α

211

Pb 36,1 phút
↓β

(9)

211

Bi 2,14 phút
↓α

(10)

207

(11)

Tl 4,77 phút

+ β (0,273%)

211

-3

Po 516 ×10 giây

↓β

Pb

207

235

Hình 1.2: Chuỗi phân rã của U. Chỉ có gamma do đồng vị
đo được bằng phổ kế gamma.

235

U phát ra là có thể

Trong số các đồng vị này, chỉ có đỉnh gamma của đồng vị
dàng đo được. Việc đo gamma của một số đồng vị khác như

227

235

Th,

U là có thể dễ

223

219

Ra và

Rn

khó khăn hơn nhiều. Mặc dầu sai số khi đo gamma của các đồng vị con có thể
tương đối cao nhưng việc đo hoạt độ của chúng cũng vẫn cho phép có những đoán
nhận về hoạt độ của

235

U hoặc kiểm tra về cân bằng phóng xạ của mẫu.

Đáng tiếc đỉnh gamma của đồng vị
trùng với đỉnh gamma của đồng vị

235

U với năng lượng 185,72 keV lại gần

226

Ra với năng lượng 186,2 keV. Hoạt độ tổng

cộng của mẫu ở trạng thái cân bằng sẽ lớn hơn 11 lần hoạt độ của
c) Chuỗi phân rã phóng xạ của đồng vị

235

U [3, 4].

232

Th

232

Đồng vị Th chiếm 100% trong tự nhiên. Chuỗi phân rã của đồng vị phóng
xạ này được trình bày trong hình vẽ 1.3. Chuỗi phân rã này bao gồm 10 tầng và phát
ra 6 loại hạt alpha. Có thể dùng phổ kế gamma để đo các đỉnh của
212

Bi và

208

Tl một cách dễ dàng. Phân rã của đồng vị

alpha về đồng vị

208

212

228

Ac,

212

Bi bị phân nhánh. Nó chỉ rã

Tl với xác suất 35,94%. Nhánh phân rã beta tạo ra đồng vị

và không thể đo được bằng phổ kế gamma. Nếu đo
thì cần lấy hoạt độ của

208

208

212

Po

Tl để tính hoạt độ của thori

Tl chia cho giá trị của tỉ số rẽ nhánh là 0,3594 [4, 7].

(1)

Pb,


(2)
(3)

(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)

(10)

232

Hình 1.3: Chuỗi phân rã của Th. Các đồng vị có gạch dưới có thể đo
bằng phổ kế gamma
1.1.2. Hiện tượng thất thoát radon
Nếu không có các quá trình làm xáo trộn môi trường thì các chuỗi phóng xạ
này trong môi trường đất thường ở trạng thái cân bằng về mặt phóng xạ. Điều này
có nghĩa hoạt độ phóng xạ của các đồng vị phóng xạ có trong mỗi chuỗi là bằng
nhau và bằng với hoạt độ của đồng vị bắt đầu mỗi chuỗi. Phân bố của các đồng vị
phóng xạ trên trái đất không đều. Phân bố này phụ thuộc vào vị trí địa lý, kiến tạo
địa chất, loại cây cỏ, tình trạng sinh sống của con người, vv...


12
Tất cả các chuỗi phân rã trên đều tạo thành các đồng vị của radon. Radon chỉ
có dưới dạng khí thường bị bẫy lại trong mẫu rắn nhưng nếu nó có thể thoát ra
ngoài, chẳng hạn như trong quá trình nghiền mẫu thì cân bằng giữa radon và các
đồng vị trước nó trong chuỗi phân rã (đa số chúng có chu kỳ bán rã nhỏ hơn nên
phân rã rất nhanh) sẽ không còn nữa.
Về nguyên tắc, điều này sẽ ảnh hưởng đến hoạt độ tổng cộng cũng như tốc
độ đếm của mẫu. Tuy nhiên, do chu kỳ bán rã của

và chu kỳ bán rã của

220

219

Rn trong dãy phân rã của

235

U

Rn trong chuỗi phân rã của thori là rất nhỏ nên ngay cả khi

khí radon bị thoát ra khỏi mẫu thì hiện tượng cân bằng vẫn có thể được tái thiết lập
chỉ sau một số phút. Tuy nhiên, điều này là không đúng với chuỗi phân rã của đồng
vị phóng xạ

238

U.

Đồng vị thứ bảy trong chuỗi phân rã của
3,825 ngày. Nếu đồng vị

222

222

U là

222

Rn có chu kỳ bán rã là

Rn bị thất thoát khỏi mẫu thì cần phải có một khoảng

thời gian đủ dài để các đồng vị con đứng trước
đồng vị

238

210

Pb phân rã trước khi hoạt độ của

Rn tăng trở lại. Trong nhiều trường hợp, người ta thường xác định hàm

238

lượng của U thông qua hoạt độ của các đồng vị con sau radon. Để làm như vậy,
cần nhốt mẫu trong hộp kín và đợi một khoảng thời gian cỡ 10 lần chu kỳ bán rã của
222

đồng vị Rn (khoảng một tháng) để thiết lập lại quá trình cân bằng [3].
1.1.3. Xáo trộn tự nhiên của các chuỗi phân rã
Nhìn chung khi khảo sát phóng xạ có nguồn gốc tự nhiên thì thường xảy ra
cân bằng trong các chuỗi phân rã. Tuy nhiên vẫn có một số trường hợp mất cân
bằng phóng xạ. Khi nước ngầm chảy qua các vùng đá có thể hoà lẫn một số đồng vị
và làm trôi các đồng vị này đến một vị trí khác. Đối với đa số các đồng vị thì điều

này không quan trọng. Những đồng vị này nằm trong nước sẽ phân rã nhanh và do
đó trong khối đá hiện tượng cân bằng vẫn dễ dàng được thiết lập lại, ngoại trừ
trường hợp của đồng vị

210

Pb vì chu kỳ bán rã của đồng vị này là 22,3 năm. Điều

này có nghĩa rằng khi bị trôi đi khỏi khối đá ban đầu, đồng vị này không phân rã
gây ra sự thiếu hụt trong khối đá ban đầu. Bởi vì lý do này mà không nên xác định
hoạt độ của

238

U thông qua việc chỉ đo hoạt độ của đồng vị

210

Pb.

1.2. Ảnh hưởng của phóng xạ có trong các VLXD đến sức khỏe của con người
VLXD là thành phần chính của các công trình xây dựng trong đó có nhà ở
của người dân và các công trình xây dựng phục vụ cho sinh hoạt cộng đồng. Có thể