ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

Đo nồng độ khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường

•Download as PPTX, PDF•
•
Điềm Lê Thanh
Điềm Lê Thanh

Một bài báo cáo trong đợt thực tập ngắn hạn tại Viện nghiên cứu hạt nhân Đà Lạt

1 of 20
Download to read offline
Bài báo cáo thực tập 3: Đo nồng độ khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN- ĐHQG TP.HCM KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HẠT NHÂN 1
Radon là chất gây ung thư phổi đứng thứ 2 sau thuốc lá Radon là chất khí phóng xạ, trơ về mặt hóa học, vì vậy không liên kết với vật chất nên có thể phát tán một cách dễ dàng trong môi trường. Đồng vị 222Rn có tính phóng xạ với thời gian sống đủ dài để phát tán vào môi trường gây nguy hiểm cho con người 2
Đánh giá rủi ro từ Radon trong nhà ở Mĩ so với các rủi ro khác năm 2003 Radon có con cháu là 218Po là đồng vị phát alpha với T1/2=3,05 phút, đủ cho một vài chu trình thở, bắn phá các tế bào phế nang gây ung thư phổi,… Cần phải có giải pháp xác định nồng độ khí Radon để đảm bảo an toàn! 3 Giới thiệu: Radon
Một số phương pháp đo Radon trong môi trường Dòng máy Radon-82: Hiện đã cũ, độ nhạy kém và làm việc không ổn định Dòng máy Rad-200: Hạn chế việc loại bỏ sự nhiễm bẩn phóng xạ khi đo ở khu vực có cường độ phóng xạ cao, phân biệt 222Rn và 220Rn còn kém, không tự động đo liên tục và tính toán ra kết quả đo. Detector vết alpha: Cần phải chôn trong thời gian dài đồng thời việc đếm vết phải cần đến kính hiển vi điện tử nên năng suất tương đối thấp, khó thực hiện trên diện rộng. 4
Cần một hệ đo có thể cải thiện năng suất cho việc xác định nồng độ radon và con cháu của nó trong môi trường Máy đo RAD7 được xem là thiết bị chuyên để đo 222Rn và 220Rn hoàn chỉnh, đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau 5
Nội dung chính Giới thiệu I. Cơ sở lý thuyết 1. Các chuỗi phân rã phóng xạ 2. Radon và các đồng vị con cháu II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2. Quy trình chuẩn bị và đo đạt III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian IV. Kết luận 6
I. Cơ sở lý thuyết 1. Các chuỗi phân rã phóng xạ 7
Đồng vị CKBR E (keV) I (%) 210Po 138,4 d 5304,4 100 212Po 0,3 s 8784,4 100 214Po 164,3 s 7686,8 100 216Po 0,14 s 6778,3 100 218Po 3,1 m 6002,4 100 222Rn 3,8 d 5489,5 99,9 220Rn 54,5 s 5288,3 99,9 222Rn, T1/2 = 3,82 d Chu kỳ bán rã dài  đồng vị chính 220Rn T1/2 = 54,5 s 219Rn T1/2 = 3,96 s I. Cơ sở lý thuyết 2. Radon và các đồng vị con cháu 8
II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cổng RS-232 Vị trí cắm nguồn Đầu ra Đầu lọc không khí vào Công tắc Phím Menu Phím Enter Các phím di chuyển Màn hình LCD Máy in 9
222Rn  218Po …. 214Po Mẫu khí vào Bình hút ẩm Đầu vào Tín hiệu ra Cao thếDetector Bơm khí Thoát khí 218Po phân rã  đập vào detector  xung tín hiệu  mạch điện khuếch đại tín hiệu này và chuyển thành tín hiệu số  bộ vi xử lý thu thập tín hiệu và lưu trữ trong bộ nhớ theo năng lượng hạt. Quá trình phân rã tiếp tục diễn ra tạo thành các tia  có năng lượng khác nhau. Bộ xử lý sẽ xác định năng lượng của từng hạt   phổ alpha II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 10
Phổ alpha trong RAD7 Các cửa sổ phổ0 – 10 MeV: 8 nhóm, ứng với 8 khoảng năng lượng A: 222Rn . Ghi nhận α từ 218Po , E = 6 MeV B: 220Rn . Ghi nhận α từ 216Po , E = 6,78 MeV C: 222Rn . Ghi nhận α từ 214Po , E = 7,69 MeV D: 220Rn . Ghi nhận α từ 212Po , E = 8,78 MeV E: Cửa sổ năng lượng cao F: Cửa sổ nhiễu, năng lượng thấp. Ghi nhận α, E < 0,5 MeV G: Cửa sổ nhiễu, năng lượng trung bình. Ghi nhận α, E = 1,5 - 2,0 MeV H: Cửa sổ nhiễu, năng lượng cao, hoặc từ 210Po . Ghi nhận α, E = 5,31 O: Bao gồm kết quả của 4 cửa sổ E, F, G, H 11
Bước 1 : Chuẩn bị máy và thiết bị Bước 2 : Làm sạch, làm khô buồng đo của máy trước khi đo Bước 3 : Cài đặt và kiểm tra các thông số đo của máy Bước 4 : Lấy mẫu khí Bước 5 : Bắt đầu đo Bước 6 : Ghi số liệu Bước 7 : Kết thúc II. Máy đo RAD7 2. Quy trình chuẩn bị máy và đo đạt 12
Đo nồng độ Radon trong nước Dòng khí lưu thông Hút ẩmĐầu lọc khí Bơm khí Detector Buồng chứa khí Lọ chứa mẫu nước Bộ phận sục khí Tín hiệu ra Cao thế Sơ đồ lấy khí Radon trong mẫu nước và đo đạc 13
Đo nồng độ Radon trong khí đất Đo nồng độ Radon trong khí đất 14
Đo suất xả Radon trong vật liệu 15
III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian Khớp số liệu thu nhận được theo dạng: C(t) = Co + C∞ (1- e-λ t) Trong đó: t là thời gian đo C(t) là nồng độ khí radon sau thời gian t, Bq/m3 C∞ là nồng độ khí radon bão hòa λ là hệ số phân rã hiệu dụng, (phút)-1 ,bao gồm hệ số phân rã vật lý của radon và hệ số thoát khí radon trong hệ đo hệ đo không kín. Suất xả khối của radon trong vật liệu: JM = C∞ .V .λRn /M JM là suất xả khối (Bq/kg/h) ; V là thể tích khí trong hộp đo Radon ; M là khối lượng mẫuNồng độ Radon tích lũy theo thời gian trong mẫu 16
Nồng độ radon được đo trong nhà bằng RAD7 17 III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian
Nồng độ radon đo trong mẫu nước bằng RAD7 18 Sai số rất lớn: >50% Giải thích: Do nồng độ Radon trong nước thấp => Số phân rã thấp Hoạt độ trung bình: 961 ± 180 Bq/m3 Kết luận: Mẫu nước an toàn (nhỏ hơn mức tiêu chuẩn WHO 100Bq.l-1 ,2008) III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian
IV. Kết luận • Phương pháp RAD7 được xem là phù hợp để có thể đo được nồng độ Rn trong các mẫu khí, nước, vật liệu với khả năng linh động và phân tích số liệu nhanh. • Dựa vào kết quả đo Rn, có thể đưa ra các kết luận về độ ô nhiễm phóng xạ trong môi trương xung quanh con người và đưa ra cách giải quyết thiết đáng, nhất là ô nhiễm Rn trong không khí. • Có thể ứng dụng đo nồng độ Rn vào một số ứng dụng thực tiễn như: xác định nứt vỡ địa chất, xác định mỏ quặng,… 19
Tài liệu tham khảo 20 • Tài liệu “ Một số kỹ thuật đo đạc khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường” Thầy Lê Như Siêu”. • “Radon and radium Concentrations in drinkable water supplies of the Thu Duc region in Ho Chi Minh city, Vietnam”. Author: Le Cong Hao, Huynh Nguyen Phong Thu, Nguyen Van Thang, Le Quoc Bao. • Bài giảng “Phương pháp phân tích hạt nhân trong ghi đo môi trường” Ths. Nguyễn Phong Thu. • Một số nguồn tài liệu khác

More Related Content

Đo nồng độ khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường

  • 1. Bài báo cáo thực tập 3: Đo nồng độ khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN- ĐHQG TP.HCM KHOA VẬT LÝ-VẬT LÝ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HẠT NHÂN 1
  • 2. Radon là chất gây ung thư phổi đứng thứ 2 sau thuốc lá Radon là chất khí phóng xạ, trơ về mặt hóa học, vì vậy không liên kết với vật chất nên có thể phát tán một cách dễ dàng trong môi trường. Đồng vị 222Rn có tính phóng xạ với thời gian sống đủ dài để phát tán vào môi trường gây nguy hiểm cho con người 2
  • 3. Đánh giá rủi ro từ Radon trong nhà ở Mĩ so với các rủi ro khác năm 2003 Radon có con cháu là 218Po là đồng vị phát alpha với T1/2=3,05 phút, đủ cho một vài chu trình thở, bắn phá các tế bào phế nang gây ung thư phổi,… Cần phải có giải pháp xác định nồng độ khí Radon để đảm bảo an toàn! 3 Giới thiệu: Radon
  • 4. Một số phương pháp đo Radon trong môi trường Dòng máy Radon-82: Hiện đã cũ, độ nhạy kém và làm việc không ổn định Dòng máy Rad-200: Hạn chế việc loại bỏ sự nhiễm bẩn phóng xạ khi đo ở khu vực có cường độ phóng xạ cao, phân biệt 222Rn và 220Rn còn kém, không tự động đo liên tục và tính toán ra kết quả đo. Detector vết alpha: Cần phải chôn trong thời gian dài đồng thời việc đếm vết phải cần đến kính hiển vi điện tử nên năng suất tương đối thấp, khó thực hiện trên diện rộng. 4
  • 5. Cần một hệ đo có thể cải thiện năng suất cho việc xác định nồng độ radon và con cháu của nó trong môi trường Máy đo RAD7 được xem là thiết bị chuyên để đo 222Rn và 220Rn hoàn chỉnh, đáp ứng nhiều mục đích sử dụng khác nhau 5
  • 6. Nội dung chính Giới thiệu I. Cơ sở lý thuyết 1. Các chuỗi phân rã phóng xạ 2. Radon và các đồng vị con cháu II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động 2. Quy trình chuẩn bị và đo đạt III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian IV. Kết luận 6
  • 7. I. Cơ sở lý thuyết 1. Các chuỗi phân rã phóng xạ 7
  • 8. Đồng vị CKBR E (keV) I (%) 210Po 138,4 d 5304,4 100 212Po 0,3 s 8784,4 100 214Po 164,3 s 7686,8 100 216Po 0,14 s 6778,3 100 218Po 3,1 m 6002,4 100 222Rn 3,8 d 5489,5 99,9 220Rn 54,5 s 5288,3 99,9 222Rn, T1/2 = 3,82 d Chu kỳ bán rã dài  đồng vị chính 220Rn T1/2 = 54,5 s 219Rn T1/2 = 3,96 s I. Cơ sở lý thuyết 2. Radon và các đồng vị con cháu 8
  • 9. II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động Cổng RS-232 Vị trí cắm nguồn Đầu ra Đầu lọc không khí vào Công tắc Phím Menu Phím Enter Các phím di chuyển Màn hình LCD Máy in 9
  • 10. 222Rn  218Po …. 214Po Mẫu khí vào Bình hút ẩm Đầu vào Tín hiệu ra Cao thếDetector Bơm khí Thoát khí 218Po phân rã  đập vào detector  xung tín hiệu  mạch điện khuếch đại tín hiệu này và chuyển thành tín hiệu số  bộ vi xử lý thu thập tín hiệu và lưu trữ trong bộ nhớ theo năng lượng hạt. Quá trình phân rã tiếp tục diễn ra tạo thành các tia  có năng lượng khác nhau. Bộ xử lý sẽ xác định năng lượng của từng hạt   phổ alpha II. Máy đo RAD7 1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động 10
  • 11. Phổ alpha trong RAD7 Các cửa sổ phổ0 – 10 MeV: 8 nhóm, ứng với 8 khoảng năng lượng A: 222Rn . Ghi nhận α từ 218Po , E = 6 MeV B: 220Rn . Ghi nhận α từ 216Po , E = 6,78 MeV C: 222Rn . Ghi nhận α từ 214Po , E = 7,69 MeV D: 220Rn . Ghi nhận α từ 212Po , E = 8,78 MeV E: Cửa sổ năng lượng cao F: Cửa sổ nhiễu, năng lượng thấp. Ghi nhận α, E < 0,5 MeV G: Cửa sổ nhiễu, năng lượng trung bình. Ghi nhận α, E = 1,5 - 2,0 MeV H: Cửa sổ nhiễu, năng lượng cao, hoặc từ 210Po . Ghi nhận α, E = 5,31 O: Bao gồm kết quả của 4 cửa sổ E, F, G, H 11
  • 12. Bước 1 : Chuẩn bị máy và thiết bị Bước 2 : Làm sạch, làm khô buồng đo của máy trước khi đo Bước 3 : Cài đặt và kiểm tra các thông số đo của máy Bước 4 : Lấy mẫu khí Bước 5 : Bắt đầu đo Bước 6 : Ghi số liệu Bước 7 : Kết thúc II. Máy đo RAD7 2. Quy trình chuẩn bị máy và đo đạt 12
  • 13. Đo nồng độ Radon trong nước Dòng khí lưu thông Hút ẩmĐầu lọc khí Bơm khí Detector Buồng chứa khí Lọ chứa mẫu nước Bộ phận sục khí Tín hiệu ra Cao thế Sơ đồ lấy khí Radon trong mẫu nước và đo đạc 13
  • 14. Đo nồng độ Radon trong khí đất Đo nồng độ Radon trong khí đất 14
  • 15. Đo suất xả Radon trong vật liệu 15
  • 16. III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian Khớp số liệu thu nhận được theo dạng: C(t) = Co + C∞ (1- e-λ t) Trong đó: t là thời gian đo C(t) là nồng độ khí radon sau thời gian t, Bq/m3 C∞ là nồng độ khí radon bão hòa λ là hệ số phân rã hiệu dụng, (phút)-1 ,bao gồm hệ số phân rã vật lý của radon và hệ số thoát khí radon trong hệ đo hệ đo không kín. Suất xả khối của radon trong vật liệu: JM = C∞ .V .λRn /M JM là suất xả khối (Bq/kg/h) ; V là thể tích khí trong hộp đo Radon ; M là khối lượng mẫuNồng độ Radon tích lũy theo thời gian trong mẫu 16
  • 17. Nồng độ radon được đo trong nhà bằng RAD7 17 III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian
  • 18. Nồng độ radon đo trong mẫu nước bằng RAD7 18 Sai số rất lớn: >50% Giải thích: Do nồng độ Radon trong nước thấp => Số phân rã thấp Hoạt độ trung bình: 961 ± 180 Bq/m3 Kết luận: Mẫu nước an toàn (nhỏ hơn mức tiêu chuẩn WHO 100Bq.l-1 ,2008) III. Một vài dạng đồ thị nồng độ Radon tích lũy theo thời gian
  • 19. IV. Kết luận • Phương pháp RAD7 được xem là phù hợp để có thể đo được nồng độ Rn trong các mẫu khí, nước, vật liệu với khả năng linh động và phân tích số liệu nhanh. • Dựa vào kết quả đo Rn, có thể đưa ra các kết luận về độ ô nhiễm phóng xạ trong môi trương xung quanh con người và đưa ra cách giải quyết thiết đáng, nhất là ô nhiễm Rn trong không khí. • Có thể ứng dụng đo nồng độ Rn vào một số ứng dụng thực tiễn như: xác định nứt vỡ địa chất, xác định mỏ quặng,… 19
  • 20. Tài liệu tham khảo 20 • Tài liệu “ Một số kỹ thuật đo đạc khí Radon và con cháu của nó trong các đối tượng môi trường” Thầy Lê Như Siêu”. • “Radon and radium Concentrations in drinkable water supplies of the Thu Duc region in Ho Chi Minh city, Vietnam”. Author: Le Cong Hao, Huynh Nguyen Phong Thu, Nguyen Van Thang, Le Quoc Bao. • Bài giảng “Phương pháp phân tích hạt nhân trong ghi đo môi trường” Ths. Nguyễn Phong Thu. • Một số nguồn tài liệu khác