Luận văn Đánh giá khả năng ảnh hưởng phông phóng xạ môi trường đối với con người tại một số vùng của tỉnh Quảng Nam

trắc, đánh giá phóng xạ môi trƣờng ảnh hƣởng tới con ngƣời tại khu vực huyện Tiên Phƣớc, huyện Núi Thành là việc làm cần thiết và nên cập nhật để có các cảnh báo kịp thời cho nhân dân sinh sống trên địa bàn, các thông số cần khảo sát là: - Suất liều bức xạ gamma trong không khí. - Nồng độ phóng xạ Radon trong không khí. - Nồng độ phóng xạ của các đồng vị phát gamma trong đất 23 Chƣơng 2 - ĐỐI TƢỢNG, PHẠM VI VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu là các nhân phóng xạ trong môi trƣờng không khí, đất các xã trong hai huyện Tiên Phƣớc và Núi Thành. 2.1.2. Phạm vi nghiên cứu - Xác định các nhân phóng xạ trong đất, không khí. - Đánh giá liều chiếu đối với con ngƣời do các nhân phóng xạ gây ra và khả năng ảnh hƣởng của chúng. 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu Xây dựng cơ sở dữ liệu phông phóng xạ một khu vực nào đó trong điều kiện kinh phí có hạn, cũng nhƣ thời gian thực hiện không đƣợc liên tục, nên thƣờng phải kế thừa các số liệu đã có trong các nghiên cứu trƣớc, đồng thời bổ sung các số liệu còn thiếu cho đầy đủ theo mục tiêu đặt ra. Tuy nhiên, trong các nghiên cứu trƣớc vì với mục đích khác nhau, các phƣơng pháp đo đạc thu thập số liệu thƣờng không đƣợc chuẩn hóa, mức độ tin cậy khác nhau, nên không thể sử dụng ngay bộ số liệu đã có cho mục đích lâu dài là đánh giá liều dân chúng trong khu vực nghiên cứu. Vì vậy, trong nghiên cứu này, các số liệu thu thập đƣợc từ các nghiên cứu trƣớc cần phải đƣợc chuẩn hóa và kiểm định lại bằng các phép đo đạc mới, đồng thời đo đạc bổ sung thêm các số liệu ở những khu vực thiếu về suất liều gamma, cùng nhƣ thu thập các mẫu môi trƣờng để phân tích hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ cho mục đích đánh giá liều dân chúng. Để kiểm định các kết quả đo, cũng nhƣ đo đạc bổ sung thêm các số liệu, các phƣơng pháp đo đạc sau đã đƣợc thực hiện: 2.2.1. Phƣơng pháp đo suất liều hấp thụ gamma môi trƣờng Sử dụng các thiết bị đo suất liều bức xạ tức thời để đánh giá phông phóng xạ môi trƣờng và khả năng chiếu xạ tiềm tàng cho dân chúng. Sơ đồ vị trí đo mẫu đƣợc mô tả dƣới dạng bản đồ hình 2.9 các bƣớc tiến hành đo nhƣ sau: 24 + Lập lộ trình đo suất liều tƣơng đƣơng, nhƣ lựa chọn vị trí các điểm đo, dùng GPS định vị vệ tinh toàn cầu để xác định toạ độ các điểm đo. + Tiến hành đo tại các điểm đã lựa chọn. + Sử dụng máy đo suất liều gamma G-M, đo từ 5 đến 10 giá trị tại một điểm đo rồi lấy trung bình. 2.2.2. Phƣơng pháp đo nồng độ khí Radon + Máy đo AlphaGuard PQ2000 PRO: Là máy đo đa năng sử dụng buồng ion hóa, có thể cho thông tin về nồng độ Rn, áp suất , nhiệt độ và độ ẩm. Thiết bị có thể nối với bộ xử lý số liệu và phần mềm máy tính để có thể điều hành online từ xa đo nồng độ Rn ngoài trời. Hình 2.1. Máy đo AlphaGuard PQ2000 PRO + Đo tích lũy hàm lƣợng radon dùng detector vết hạt nhân. Để đo hàm lƣợng khí radon trong không khí, phƣơng pháp đo thụ động (passive) sử dụng detector vết hạt nhân LR-115 loại 2 đặt trong cấu hình đo loại hộp 3x3cm (Hình 2.2). Sau thời gian đo 3 tháng tại thực địa, các detector vết hạt nhân đƣợc thu thập đƣa về phòng thí nghiệm và đƣợc sử lý hóa học (tẩm thực hóa học) trong NaOH 10% ở nhiệt độ 60oC, thời gian tẩm thực là 110 phút (Hình 2.3). Sau đó các vết của hạt alpha trên detector vết dạt nhân đƣợc đếm tự động bằng máy đếm vết tự đồng bằng phƣơng pháp tia lửa điện theo sơ đồ nguyên lý hình 2.4.Vị trí đo mẫu hình 2.9. 25 Hàm lƣợng radon trong môi trƣờng không khí đƣợc tính theo công thức sau: hk D C DET Rn . (6) Trong đó: - CRn: hàm lƣợng Rn (Bq.m -3 ); - DDET: mật độ vết đếm bằng tia lửa điện (counts.cm -2 ) - h: thời gian chiếu detector vết trong không khí (h) ; - k: Hiệu suất ghi của phƣơng pháp, bằng 6.75.10-4 (counts.cm-2)/(Bq.m-3).h Có thể khẳng định chắc chắn rằng detector vết hạt nhân - SSNTD là công cụ ghi đo radon hiệu quả, giá thành rẻ và có khả năng triển khai đồng thời tại nhiều vị trí, rất phù hợp với hoàn cảnh nƣớc ta hiện vẫn đang thiếu thốn để đầu tƣ các thiết bị đắt tiền. Quy trình của phƣơng pháp gồm 3 giai đoạn chính: phơi chiếu SSNTD trong Rn môi trƣờng; tẩm thực; đếm vết và xử lý kết quả. Tóm tắt quy trình đo Radon bằng SSNTD nhƣ sau: Hình 2.2. Buồng đo 3x3: (a) chƣa có phim; (b) đã đặt phim 26 Hình 2.3. Thiết bị tẩm thực: 1- máy ổn nhiệt HAAKE-D8; 2- buồng nƣớc; 3- khay đặt phim, chứa dung dịch tẩm thực; 4- hộp mica. Hình 2.4. Sơ đồ nguyên lý của phƣơng pháp đếm tia lửa điện. 2.2.3. Phƣơng pháp xác định các nhân phóng xạ trong mẫu đất a/ Dụng cụ lấy mẫu và phƣơng pháp lấy mẫu. Bộ dụng cụ lấy mẫu đất gồm 4 dụng cụ (hình 2.5): 1. Thìa lấy mẫu. Thông số: chiều dài 38cm, chất liệu thép không gỉ. 2. Thìa xúc mẫu. Thông số: chiều dài 28cm, chất liệu thép không gỉ. 27 3. Ống lấy mẫu đất (Core lấy mẫu), kí hiệu AMS # 417.03. Thông số: đƣờng kính 5cm (2inch), chiều sâu tối đa 30cm, chiều dài tay cầm 46cm (18inch), chất liệu thép không gỉ. 4. Chậu trộn mẫu. Thông số: đƣờng kính 33cm, chất liệu thép không gỉ. Hình 2.5. Bộ lấy mẫu đất chuẩn. Phương pháp lấy mẫu - Trên vùng đất đã chọn, việc lấy mẫu đƣợc tiến hành tại các đỉnh và tâm của hình vuông cạnh 1m (Hình 2.6). - Dùng ống lấy mẫu bằng thép không rỉ, 50mm, thu góp 05 mẫu đất tại các điểm có đánh dấu ( ) nhƣ chỉ ra trên Hình 2.6. - Độ sâu lấy mẫu: 20 cm - Lƣợng đất từ 05 ống lấy mẫu của mỗi vị trí đƣợc dồn lại, trộn đều, rút gọn để lấy ra một lƣợng cần thiết (khoảng 1,5-2 kg), bao gói đem về phòng thí nghiệm. Hình 2.6. Bố trí các điểm lấy mẫu đất 28 - Nhặt rễ cây và gạch đá (nếu có). - Nghiền nhỏ đất tối đa, kích thƣớc to nhất cũng phải < 1cm, vừa nghiền vừa nhặt rễ cây và vụn sỏi đá (nếu còn). - Trộn mẫu: Theo phƣơng pháp vành khuyên và hình nón, cụ thể nhƣ sau: Đất sau khi nghiền nhỏ đƣợc tản đều thành lớp dày cỡ 1cm trên tấm nilon theo hình vành khuyên. Sau đó xúc đất đổ vào đống hình nón ở tâm. Dùng xẻng xúc lấy từng phần nhỏ từ phía trong của hình vành khuyên và cứ thế chuyển dần theo vòng tròn cho tới khi toàn bộ vật liệu mẫu không đổ đƣợc lên đỉnh của hình nón nữa mới thôi. Sau đó dùng tấm gỗ quay gạt hình nón để làm thành một hình đĩa, rồi lại đổ hình đĩa trở lại thành hình vành khuyên - thao tác đó cứ lặp đi lặp lại cho đến khi có đƣợc hỗn hợp mẫu đồng nhất mới thôi (khoảng 7 lần). - Rút gọn mẫu: Theo phƣơng pháp chia tƣ (Hình 2.7). Sau khi đảo trộn mẫu theo phƣơng pháp hình vành khuyên và hình nón xong thì mẫu đƣợc rải ra thành một hình vuông hoặc đĩa bằng phẳng có chiều dày nhƣ nhau, cỡ 1cm. Chia mẫu theo 2 đƣờng chéo hoặc đƣờng kính vuông góc với nhau. Hai phần đối đỉnh gạt bỏ đi, còn 2 phần đối đỉnh kia lại trộn đều với nhau rồi lặp lại quá trình nhƣ trên cho đến khi khối lƣợng mẫu còn lại khoảng 1,5-2 kg thì đóng gói bằng túi polyethylene 2 lớp để chuyển về phòng thí nghiệm. Hình 2.7. Qui tắc rút gọn mẫu 1 2 3 4 29 - Cho phiếu ghi mẫu vào rồi buộc miệng túi. Phiếu ghi mẫu cần ghi rõ: Địa điểm lấy mẫu, số vị trí, độ sâu lấy mẫu, trọng lƣợng tƣơi, ngày tháng năm lấy mẫu, thời tiết, ngƣời lấy mẫu. Thông tin chi tiết hơn đƣợc điền vào tờ Protocol lấy mẫu riêng cho từng vị trí. Với mục tiêu là thiết lập cơ sở dữ liệu phông phóng xạ tự nhiên bao gồm các lớp: gamma tổng, hàm lƣợng các đồng vị U (Ra), Th, K, Rn (tự nhiên) trong các đối tƣợng môi trƣờng (đất, không khí) trên toàn huyện nhằm tiến tới đánh giá liều dân chúng các vị trí lấy mẫu và tập trung ở những vùng có mật độ dân cƣ cao. Vị trí lấy mẫu thể hiện trên hình 2.9. b/ Quy trình xử lý mẫu Trong thí nghiệm, các mẫu đất đƣợc sấy khô tự nhiên trong không khí, sau đó đƣợc sấy khô qua đêm ở nhiệt độ 105oC. Các mẫu đất đƣợc nghiền nhỏ và dùng rây có đƣờng kính lỗ 1mm để loại bỏ những rễ cây hoặc sỏi đá có trong mẫu, 500 gam mẫu đất đƣợc đƣa vào hộp đo và nhốt kỹ để đạt cân bằng phóng xạ giữa 226Ra và con cháu của nó trong dãy uran trong mẫu, xem hình 1, 2, 3 phần phụ lục về chuỗi phân rã 235 U, 238 U, 232 Th. Độ phóng xạ gamma trong mẫu đƣợc đo bằng hệ phổ kế gamma phông thấp sử dụng detector germanium siêu tinh khiết (HPGe). Độ phóng xạ của 226Ra đƣợc tính toán dựa trên độ phóng xạ của con cháu của Ra là 214Pb (vạch phổ 295,2 và 351,9 keV) và 214Bi (vạch phổ 609,3 keV); còn hoạt độ phóng xạ của thorium đƣợc tính toán trên cơ sở hoạt độ phóng xạ của 212Pb (vạch phổ 238,6 keV), 208 Tl (vạch phổ 583,2 keV và 228Ac (vạch phổ 338,3 và 911,1 keV). Độ phóng xạ của 40K đƣơc tính toán trực tiếp từ vạch phổ 1461 keV. Tất cả các mẫu đất đƣợc phân tích tại phòng thí nghiệm Viện Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân. Hộp đựng mẫu đo đƣợc sử dụng gồm 2 loại cấu hình khác nhau: Hộp nhỏ hình trụ có đƣờng kính 6,7cm cao 4cm; Hộp to hình trụ có đƣờng kính 10,3cm cao 6,7cm. Tùy thuộc vào hàm lƣợng các nguyên tố phóng xạ trong mẫu ở các khu vực nghiên cứu mà có thể sử dụng một trong hai loại hộp đựng mẫu trên. 30 c/ Thiết bị và phƣơng pháp đo Sử dụng hệ phân tích - Phổ kế Gamma HP-Ge siêu tinh khiết với các tham số sau: Đầu dò Hp-Ge GMX đƣờng kính 59,5 mm chiều dài 72,6 mm có độ phân dải năng lƣợng và hiệu suất ghi tƣơng đối tại đỉnh phổ có năng lƣợng 1332keV tƣơng ứng là 2,0keV và 35%. Buồng chì phông thấp hình trụ có đƣờng kính trong và ngoài tƣơng ứng 28 cm và 50,4 cm đƣợc chế tạo gồm một lớp thép ở ngoài cùng có bề dày 1 cm, một lớp chì có bề dày 10 cm và một lớp lót bằng đồng trong cùng có bề dày 0,2 cm (hình 2.8). Bộ khuếch đại phổ DART EG&G ORTEC tƣơng thích với tiền khuyếch đại có hệ số khuyếch đại điều chỉnh đƣợc từ 3 đến 1000 lần bƣớc điều chỉnh 1/4000. Hằng số thời gian tạo dạng xung có thể lựa chọn 1 hoặc 6 s. Bộ thu thập số liệu phổ MCA DART EG&G ORTEC có 8000 kênh có thể chứa 2 tỷ số đếm mỗi kênh. Sử dụng phần mềm GammaVision phiên bản 5.3 đƣợc cài đặt bên trong máy tính cho phép thu thập và xử lý số liệu một cách tự động. Sử dụng các vạch phổ gamma đặc trƣng của các đồng vị phóng xạ có trong mẫu để xác định hàm lƣợng của chúng thông qua việc so sánh với mẫu chuẩn Thời gian đo mỗi mẫu đƣợc lựa chọn sao cho đảm bảo đƣợc sai số thống kê. Hình 2.8. Hệ detector Hp-Ge và buồng chì 31 Hình 2.9. Bản đồ vị trí lấy mẫu huyện Tiên Phƣớc và huyện Núi Thành 2.3. Phƣơng pháp tính toán liều 2.3.1. Liều bức xạ từ các đồng vị phóng xạ 226 Ra, 232 Th và 40 K trong mẫu đất Sau khi đo mẫu tính đƣợc hoạt độ phóng xạ riêng (SAs) của các đồng vị 226Ra, 232 Th và 40 K. Từ hoạt độ phóng xạ của mẫu, các tham số sau sẽ đƣợc tính toán: Suất liều hấp thụ ở độ cao 1 mét (OADRs), liều hiệu dụng ngoài trời hàng năm của dân 32 chúng (OAED), liều hiệu dụng trong nhà hàng năm của dân chúng (IAED) và tổng liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng (TAED). Để chỉ ra các xã có giá trị cao hơn hoặc thấp hơn nhiều so với giá trị trung bình ngƣời ta sử dụng đại lƣợng RDi cho các huyện: RDi = (SAi-SAav)/SDT (7) Trong đó: - SAi là hoạt độ riêng của các đồng vị của xã thứ i, - SAav là hoạt độ phóng xạ riêng trung bình trên toàn huyện của các đồng vị. - SDT là độ lệch chuẩn của hoạt độ. Khi giá trị tuyệt đối của RDi lớn hơn 1 điều đó có nghĩa là giá trị hoạt độ riêng của các đồng vị khác nhiều so với giá trị trung bình (giới hạn khoảng tin cậy của các giá trị hớn hơn hay giá trị nhỏ hơn so với giá trị trung bình là lớn hơn 68%) [21]. a) Tính toán suất liều hấp thụ ở độ cao 1 mét đóng góp bởi các đồng vị 226Ra, 232 Th và 40 K. Suất liều hấp thụ ở độ cao 1 mét (OADR-nGy h-1) đƣợc tính toán từ hoạt độ phóng xạ của các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K của đất bề mặt theo công thức sau: OADR = SARa x FRa +SATh x FTh + SAK x FK (8) Trong đó: - SARa, SATh, SAK là hoạt độ phóng xạ riêng của đồng vị 226 Ra, 232 Th và 40 K - FRa, FTh, FK là hệ số chuyển đổi liều của các đồng vị 226 Ra, 232 Th và 40K tƣơng ứng, đƣợc đƣa ra từ tính toán bằng lý thuyết và thực nghiệm. Trong các công bố trƣớc đây, các giá trị này đƣợc chọn tƣơng ứng là: 0,4368 nGy h-1/Bq kg-1, 0,5993 nGy h -1 /Bq kg -1 và 0,0417 nGy h -1 /Bq kg -1 tƣơng ứng với các đồng vị trên [28]. b) Tính toán liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng Liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng đƣợc tính toán trên cơ sở liều hấp thụ đƣợc tính từ hoạt độ phóng xạ của các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K trong các mẫu đất 33 bề mặt, tỷ số trong và ngoài nhà, hệ số chuyển đổi từ liều hấp thụ, hệ số cƣ ngụ ngoài trời và hệ số cƣ ngụ trong nhà [28,33]. Liều hiệu dụng hàng năm trong và ngoài nhà ở Việt nam đƣợc tính toán nhƣ sau [20]: Ngoài trời: OAED (mSv) = OADR x 8760 h x CF x OF (9) Trong đó: OADR là suất liều hấp thu (nGy h-1) CF là hệ số chuyển đổi từ liều hấp thụ bằng 0,7 Sv Gy-1 OF là hệ số cƣ trú ngoài trời bằng 0,2. Trong nhà: IAED (mSv) = OADR x Fi-o x 8760 h x CF x IF (10) Trong đó: Fi-o là hệ số trong và ngoài nhà bằng1,4 [29]. IF là hệ số cƣ ngụ trong nhà bằng 0,8 Và liều hiệu dụng tổng cộng là: TAED = OAED + IAED (11) 2.3.2. Liều chiếu do Radon Để xác định liều chiếu do radon và con cháu radon gây ra, ngƣời ta phải đo nồng độ radon trong môi trƣờng và xác định hệ số cân bằng (F) giữa radon và “con cháu” của radon do xác định nồng độ con cháu của radon là khó hơn so với xác định nồng độ radon. Hệ số cân bằng (F) phụ thuộc vào các tham số môi trƣờng, nhƣ nhiệt độ, độ ẩm, khả năng thông gió, vì vậy, F có giá trị khá rộng từ 0,2-0,7 [27]. Đối với những nƣớc chƣa có điều kiện xác định hệ số cân bằng F thì giá trị F=0,4 đối với trong nhà và ngoài nhà F=0,6 đã đƣợc UNSCEAR 2000 khuyến cáo sử dụng để xác định liều chiếu gây ra đối với dân chúng [21,3]. Liều hiệu dụng hàng năm trong và ngoài nhà do Radon đƣợc tính toán nhƣ sau: Ngoài trời: OAED (mSv) = CRn x F x DCF x 8760 h x OF (12) Trong đó: - CRn (Bq.m -3 ) là nồng độ radon trong không khí - F là hệ số cân bằng của radon và “con cháu” của radon (F = 0,6) - DCF là hệ số chuyển đổi từ nồng độ ra liều chiếu của radon. Theo UNSCEAR, hệ số DCF đƣợc chọn là 9nSv.(Bq.m-3.h)-1 34 - OF là hệ số cƣ trú ngoài trời bằng 0,2 Trong nhà: IAED (mSv) = CRn x F x DCF x 8760 h x IF (13) Trong đó: - CRn (Bq.m -3 ) là nồng độ radon trong không khí - F là hệ số cân bằng của radon và “con cháu” của radon (F = 0,4) - DCF là hệ số chuyển đổi từ nồng độ ra liều chiếu của radon. Theo UNSCEAR, hệ số DCF đƣợc chọn là 9nSv.(Bq.m-3.h)-1 - IF là hệ số cƣ trú ngoài trời bằng 0,8. Và liều hiệu dụng tổng cộng là: TAED = OAED + IAED (14) 2.4. Phƣơng pháp đánh giá khả năng ảnh hƣởng phông phóng xạ môi trƣờng đối với con ngƣời. - Dựa vào kết quả đo đạc, liều dân chúng của khu vực nghiên cứu sẽ đƣợc tính toán, từ đó so sánh với liều dân chúng trung bình trong cả nƣớc và thế giới cũng nhƣ so sánh với các tiêu chuẩn đã có. - Đối với Radon tập trung vào những nơi có dị thƣờng phóng xạ để đánh giá liều radon gây ra đối với con ngƣời, đặc biệt chú ý đến liều chiếu ở trong nhà. Đồng thời so sánh hàm lƣợng radon ở những nơi có dị thƣờng phóng xạ với các tiêu chuẩn trong nƣớc và trên thế giới. 35 Chƣơng 3 - KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 3.1. Kết quả khảo sát phông phóng xạ tại hai huyện Tiên Phƣớc và Núi Thành 3.1.1. Phông phóng xạ tại huyện Tiên Phƣớc 3.1.1.1. Hoạt độ phóng xạ trung bình của các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K Trong huyện Tiên Phƣớc, luận văn đã tiến hành khảo sát và thu thập đƣợc 30 mẫu. Hoạt độ phóng xạ của 226Ra, 232Th và 40K trong 30 mẫu lấy trên địa bàn huyện Tiên Phƣớc đƣợc trình bày trong cột (5),(7),(9) của bảng 1 phần phụ lục. Giá trị hoạt độ trung bình của các đồng vị trên tƣơng ứng là 109,17 Bq/kg (với khoảng giá trị là 8,69 – 1934,76 Bq/kg) đối với 226Ra; 68,70 Bq/kg (với khoảng giá trị là 14,56 – 173,40 Bq/kg) đối với đồng vị 232Th và 381,08Bq/kg (với khoảng giá trị là 84,00– 732,10 Bq/kg) đối với đồng vị 40K. Dải phân bố hoạt độ 226Ra, 232Th và 40K thể hiện trên hình 3.1. Theo công thức (7) đƣợc trình bày trong chƣơng 2 chỉ ra các xã có hoạt độ các đồng vị phóng xạ cao là: + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 226Ra cao là xã Tiên An + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 232Th cao là xã Tiên Ngọc, Tiên Cảnh, Tiên Châu, Tiên Cẩm, Tiên Phong, Tiên An + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 40K cao là xã Tiên Lập, Tiên Thọ, Tiên Ngọc, Tiên Phong, Tiên An Nhƣ vậy, điểm có cả ba giá trị hoạt độ các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K cao là xã Tiên An là khu vực có chứa mỏ quặng phóng xạ nằm trong graphit. 36 (a) (b) (c) Hình 3.1. Giản đồ hoạt độ 226Ra-(a), 232Th-(b), 40K-(c) trong mẫu đất huyện Tiên Phƣớc 0 2 4 6 8 10 T ần S u ất Hoạt độ Ra-226, Bq/kg Giản đồ hoạt độ Ra-226 huyện Tiên Phƣớc TBTG = 35 0 1 2 3 4 5 6 7 T ần S u ất Hoạt độTh-232, Bq/kg Giản đồ hoạt độ Th-232 huyện Tiên Phƣớc TBTG =30 0 1 2 3 4 5 6 T ần S u ất Hoạt độ K-40, Bq/kg Giản đồ hoạt độ K-40 huyện Tiên Phƣớc TBTG=400 37 Dƣới góc độ nghiên cứu khoa học và đánh giá chi tiết hơn, một câu hỏi đƣợc đặt ra là trên hình 3.1 sự phân bố các giá trị đo không đƣợc tập trung cao xung quanh giá trị trung bình mà dƣờng nhƣ tách thành hai đỉnh. Câu hỏi này cần đƣợc lý giải thông qua phân tích thống kê bộ số liệu thu đƣợc, do số trong khu vực nghiên cứu có điểm dị thƣờng nền giản đồ tần suất chỉ có dáng của phân bố chuẩn (theo phân bố Gauss). Giá trị hoạt độ trung bình của 226Ra là cao gấp khoảng 3 lần so với giá trị trung bình của thế giới, 232Th cao gấp 2,2 lần đối với 40K thấp hơn 1,1 lần (Giá trị trung bình hoạt độ 226Ra, 232Th, 40K tƣơng ứng của thế giới là 35Bq/kg, 30Bq/kg, 400Bq/kg bảng 9 phần phụ lục) [21]. 3.1.1.2. Liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng đóng góp bởi 226Ra, 232Th và 40 K Từ hoạt độ phóng xạ của mẫu, các tham số sau sẽ đƣợc tính toán: Suất liều hấp thụ ở độ cao 1 mét (OADRs) hình 3.2 (a), liều hiệu dụng ngoài trời hàng năm của dân chúng (OAED), liều hiệu dụng trong nhà hàng năm của dân chúng (IAED) và tổng liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng (TAED) theo công thức (8), (9), (10), (11). Đƣợc trình bày trong cột (9), (10), (11), (12) của bảng 2 phần phụ lục và dải phân bố hình 3.3. (a)-Suất liều hấp thụ ở độ cao 1m (OADR) tính từ nhân phóng xạ trong đất 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 T ần S u ất Suất liều (OADR), µSv/h Giản đồ suất liều hấp thụ độ cao 1m huyện Tiên Phƣớc 38 (b)- Suất liều hấp thụ ở độ cao 1m đo bằng máy cầm tay Hình 3.2. Giản đồ suất liều hấp thụ ở độ cao 1m của huyện Tiên Phƣớc So sánh dải phân bố giữa giá trị suất liều hấp thụ gamma trung bình trong không khí huyện Tiên Phƣớc do đo đạc trực tiếp tập trung trong khoảng (0,09-0,13 µSv/h) và giá trị tính toán là (0,06-0,08 µSv/h), tỷ lệ sai khác giữa do tính toán và do đo trực tiếp là do kết quả đo còn bị ảnh hƣởng của tia vũ trụ nên số liệu cao hơn. (a) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0,09-0,11 0,11-0,13 0,13-0,15 0,15-0,17 0,51-0,53 0,55-0,57 0,57-0,59 T ần S u ất Suất liều µSv/h Giản đồ suất liều suất liều hấp thụ ở độ cao 1m huyện Tiên Phƣớc 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0,01-0,04 0,04-0,07 0,07-0,1 0,1-0,13 0,13-0,16 0,16-0,19 1,12-1,15 T ần S u ất Liều hiệu dụng (OAED), mSv/năm Liều hiệu dụng hàng năm ngoài trời huyện Tiên Phƣớc 39 (b) (c) Hình 3.3. Giản đồ liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng huyện Tiên Phƣớc OAED-(a), IAED-(b), TAED-(c) Kết quả tính toán OAED, IAED và TAED của các điểm lấy mẫu. Giá trị trung bình của các giá trị trên là: OAED = 0,128 ± 0,191 mSv/năm; IAED = 0,719 ± 1,068 mSv/năm và TAED = 0,848 ± 1,259mSv/năm (các giá trị trên của thế giới tƣơng ứng là 0,07; 0,41 và 0,48mSv/năm) [21]. 0 1 2 3 4 5 6 7 0,1-0,2 0,2-0,3 0,3-0,4 0,4-0,5 0,5-0,6 0,6-0,7 0,7-0,8 0,8-0,9 1-1,1 >6 T ần S u ất Liều hiệu dụng (IAED), mSv/năm Liều hiệu dụng hàng năm trong nhà huyện Tiên Phƣớc 0 1 2 3 4 5 6 7 T ần S u ất Liều hiệu dụng (TAED), mSv/năm Liều hiệu dụng tổng cộng hàng năm của dân chúng huyện Tiên Phƣớc 40 3.1.1.3. Liều hiệu dụng hàng năm trung bình của dân chúng đóng góp bởi Radon Trong huyện Tiên Phƣớc đề tài đã tiến hành đo tại 18 điểm kết quả đƣợc trình bày trong cột (5),(7) bảng 5 phần phụ lục. Hàm lƣợng Radon trong nhà nằm trong khoảng khá rộng, từ 6 Bq/m3 đến 34 Bq/m3, giá trị trung bình trong toàn huyện là 19,3 Bq/m 3 và hàm lƣợng radon ngoài nhà trung bình là 13,6 Bq/m3. Biểu diễn bằng giản đồ hình 3.4. Dải phân bố liều do radon của cả huyện hình 3.5. (a) (b) Hình 3.4. Giản đồ hàm lƣợng Rn trong nhà (a), ngoài nhà (b) huyện Tiên Phƣớc 0 1 2 3 4 5 6 7 5-11 12-18 19-25 26-32 33-39 T ần S u ất Hàm lƣợng Rn, Bq/m3 Giản đồ phân bố hàm lƣợng Rn trong nhà huyện Tiên Phƣớc 0 1 2 3 4 5 6 7 4-8 9-13 14-18 19-23 T ần S u ất Hàm lƣợng Rn, Bq/m3 Giản đồ phân bố hàm lƣợng Rn ngoài nhà huyện Tiên Phƣớc 41 Hàm lƣợng radon trung bình trong nhà (19,3 Bq/m3) và ngoài nhà (13,6 Bq/m3) trong khu vực nghiên cứu tƣơng đối thấp so với mức trung bình thế giới (64,3Bq/m 3 ). Nồng độ chỉ bằng 1/10 so với mức hành động nồng độ khí radon tự nhiên theo TCVN 7889:2000. (a) (b) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 0,03-0,08 0,08-0,13 0,13-0,18 0,18-0,23 >0,23 T ần S u ất Liều hiệu dụng (OAED), mSv/năm Liều hiệu dụng ngoài nhà do Radon, huyện Tiên Phƣớc 0 1 2 3 4 5 6 7 0,1-0,3 0,3-0,5 0,5-0,7 0,7-0,9 >0,9 T ần S u ất Liều hiệu dụng (IAED), mSv/năm Liều hiệu dụng trong nhà do Radon, huyện Tiên Phƣớc 42 (c) Hình 3.5. Giản đồ liều hiệu dụng hàng năm trong nhà (a), ngoài nhà (b) và tổng cộng (c) do Rn gây ra tại huyện Tiên Phƣớc. Liều hiệu dụng trung bình trong nhà (IAED) là 0,486±0,205 mSv/năm, ngoài nhà (OAED) 0,129±0,047 mSv/năm và tổng cộng hàng năm (TAED) trung bình là 0,615 ± 0,237 mSv/năm. 3.1.2. Phông phóng xạ tại huyện Núi Thành 3.1.2.1. Hoạt độ phóng xạ trung bình của các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K Trong huyện Núi Thành, đề tài đã tiến hành khảo sát và thu thập đƣợc 30 mẫu. Hoạt độ phóng xạ của 226Ra, 232Th và 40K trong 30 mẫu đƣợc trình bày trong cột (5),(7),(9) của bảng 3 phần phụ lục và dải phân bố đƣợc trình bày trên hình 3.6. Giá trị hoạt độ trung bình của các đồng vị trên tƣơng ứng là 69,17 Bq/kg (với khoảng giá trị là 9,711– 775,67Bq/kg) đối với 226Ra; 87,79Bq/kg (với khoảng giá trị là 4,469– 914,445 Bq/kg) đối với đồng vị 232Th và 323,71Bq/kg (với khoảng giá trị là 14– 944,2 Bq/kg) đối với đồng vị 40K. Theo công thức (7) đƣợc trình bày trong chƣơng 2 chỉ ra các xã có hoạt độ các đồng vị phóng xạ cao là: 0 1 2 3 4 5 6 7 0,18-0,38 0,38-0,58 0,58-0,78 0,78-0,98 >1,18 T ần S u ất Liều hiệu dụng (TAED), mSv/năm Liều hiệu dụng tổng cộng hàng năm do Radon, huyện Tiên Phƣớc 43 + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 226Ra cao là xã Tam Mỹ, xã Tam Hải + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 232Th cao là xã Tam Mỹ, xã Tam Hải + Các xã có hoạt độ phóng xạ đồng vị 40K cao là xã Tam Mỹ, xã Tam Hải Nhƣ vậy, điểm có cả ba giá trị hoạt độ các đồng vị 226Ra, 232Th và 40K cao là: xã Tam Mỹ, xã Tam Hải nơi có chứa các mỏ quặng Titan. (a) (b) 0 1 2 3 4 5 6 T ần S u ất Hoạt độ Ra-226, Bq/kg Giản đồ hoạt độ Ra-226 huyện Núi Thành TBTG=35 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 T ần S u ất Hoạt độTh-232, Bq/kg Giản đồ hoạt độ Th-232 huyện Núi Thành TBTG=30 44 (c) Hình 3.6. Giản đồ hoạt độ 226Ra-(a), 232Th-(b), 40K-(c) trong mẫu đất huyện Núi Thành 3.1.2.2. Liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng đóng góp bởi 226Ra, 232Th và 40K Tƣơng tự nhƣ đối với huyện Tiên Phƣớc ta có kết quả về suất liều hấp thụ ở độ cao 1 mét (OADRs) hình 3.7, liều hiệu dụng ngoài trời hàng năm của dân chúng (OAED), liều hiệu dụng trong nhà hàng năm của dân chúng (IAED) và tổng liều hiệu dụng hàng năm của dân chúng (TAED) theo công thức (8),(9),(10),(11). Đƣợc trình bày trong cột (9),(10),(11),(12) của bảng 4 phần phụ lục và hình 3.8: (a)-Suất liều hấp thụ ở độ cao 1m (OADR) tính từ nhân phóng xạ trong đất 0 1 2 3 4 5 6 T ần S u ất Hoạt độ K-40, Bq/kg Giản đồ hoạt độ K-40 huyện Núi Thành TBTG=400 0 2 4 6 8 10 T ần S u ất Suất liều (OADR), µSv/h Giản đồ suất liều hấp thụ độ cao 1m các xã huyện Núi Thành 45 (b)- Suất liều hấp thụ ở độ cao 1m đo bằng máy cầm tay Hình 3.7. Giản đồ suất liều hấp thụ ở độ cao 1m của huyện Núi Thành So sánh dải phân bố giữa giá trị suất liều hấp thụ gamma trung bình trong không khí huyện Núi Thành do đo đạc trực tiếp tập trung trong khoảng (0,1-0,12 µSv/h) và giá trị tính toán là (0,068-0,088µSv/h). (a) 0 5 10 15 20 25 T ần S u ất Suất liều µSv/h Giản đồ kết quả đo suất liều ở độ cao 1m các xã huyện Núi Thành 0 1 2 3 4 5 6 7 8 <0,01 0,01-0,04 0,04-0,07 0,07-0,1 0,1-0,13 0,13-0,16 0,16-0,19 1,09-1,12 T ần S u ất Liều hiệu dụng (OAED), mSv/năm Liều hiệu dụng hàng năm ngoài trời huyện Núi