1
LỜI MỞ ĐẦU
ng ht nhân ngày càng chng t s quan trng ca nó trong
nhic khoa hi sng. Tuy nhiên, bên cnh nhng mt tích cc thì
vic ng d ng ht nhân và cht phóng x i nhi
tim n các s c rò r, nhim x ng không tng và con
ii tha nhn rng khoa hc hng
c bit là vic bo m an toàn cho sc khe ci
khi các tác hi ca phóng xi k n li ích ca vinh hot
 phóng x c u t n pháp kim soát nguc ung
trong gii hn an toàn.
Các nguc ung  ni hc mà sinh viên s dng hng ngày
u tn ti ít hoc nhing v phóng x. Trong s adium (
226
Ra) là mt
trong nhng nguyên t phóng x t nhiên có tác hi trc tin sc khe con
     t, trong t nhiên
226
Ra tn ti nhiu trong các môi
c. Mt khác, 70% khng
 m b  hàng ngày. Vi
c tính phóng x cao, radium có th gây ra nhng ri lon chuyn hóa trong 
dn nhiu tác hi nguy him nu tip xúc lâu dài. Vì vy, vinh n
226
Ra c uu rt quan trng.
“Nghiên cứu phƣơng pháp xác
định nồng độ radium bằng thiết bị RAD7”  tài khóa lun tt nghii
hc ca mình.


3
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ RADIUM VÀ RADON
1.1. Tổng quan về radium
1.1.1. Nguồn gốc của nguyên tố radium
, t qu radium.
 tách thành công radium tinh khit bn phân mui
RaCl

Ra có chu kì bán rã dài nht (khong 160 ph cp
cao nht (chio thành
sn phm phân rã là radon (
222
Rn) [3].
Phóng x ng bao gm các phóng x nhân to và phóng x t
nhiên.
Tt c các ht nhân nu có th phân loi thành mt trong
bn chui phân rã sau: chui thorium A = 4n, chui neptunium A = 4n+1, chui
uranium A = 4n+2, chui actinium A = 4n+3.
 Trong bn chui phân rã nêu trên:
4
 Chui phân rã thorium A = 4n là chui phóng x t nhiên. Trong quá trình
phân rã to ra
224
Ra có chu kì bán rã 3,7 ngày.
 Chui phân rã neptunium A = 4n+1 là chui phóng x nhân to. Trong quá
trình phân rã to ra
228

 Chui phân rã uranium A = 4n+2 là chui phóng x t nhiên. Trong quá
trình phân rã to ra
226

 Chui phân rã actinium A = 4n+3 là chui phóng x t nhiên. Trong quá
trình phân rã to ra
223

nhánh
226
Ra 
222
Rn chi trong các nghiên cu v c do
226
Ra và
222
Rn  hòa tan cao và s nh v ng trong các
loi c.
 m chung ca ba h phóng x t nhiên là:
 Ht nhân th nht trong chui (ht nhân mng v sng rt lâu. Tt c các
ht nhân con trong mi chuu có chu kì bán rã nh u so vi ht nhân
m nên chui cân bng phóng x  phóng x ca các ht
nhân trong chui cân bng nhau và bng ho phóng x ca ht nhân m.
 Mi chuu có mi dng khí phóng xng
v khác nhau ca khí radon: ví d i ca
238
U là
222
Rn, trong chui
actinium là
219
Rn, trong chui thorium là
220

 u kt thúc bng v bn chì (Pb). 5

Hình 1.1. Chui phân rã uranium A = 4n +2 to ra
226
Ra

238
U
4,5.10
9

fgnf
234
Th
24 ngày
234
Pa

20 phút
214
Po
160 micro giây
210
Pb

206
Pb
Bn
210
Bi
5 ngày
210
Po
138 ngày
6
1.1.3. Sự phân bố radium trong môi trƣờng
1.1.3.1. Radium trong đất
Phóng x có ngun gc t      ng ch  ng v
phóng x otassium. Radium tn ti ch yu trong qung
uc ng pH thp (có tính axit) d dàng hòa tan
radium to thành mui cun theo dòng chy cc.
Trên th ging radium nhiu nht là n m qung
u  Bohemia ca Cadium tp
trung trong lp trm tích và mt phn hòa tan theo dòng chc ngc
ngm chy qua các khe h ca l c

5  25
Basalt
1  10
1  15
1  10
Trầm
tích
n sét
25  50
20  120
25  50

10  40
0  10
10  40
Kt tc
ngt
10  40
0  10
10  40
San hô
25  50
< 0,04
25  50
t sét
10  50
5  60
10  50

1.1.3.2. Radium trong nƣớc

tn t gây tn hi l
 [7]
u nhn mng khong 0,0025 g
226
 i s
chu mt liu chiu khot mc bn
n t  i vi liu 1 Sv là 4%. Ht alpha phát ra trong chui phân rã ca
radium   i có th phá hy các t  
kh i. Nu khí radon (con cháu cng v radium) b gi li
tp trung tích t trong mt phòng kín s gây nguy him cho vic hít th. Khí radon
s phân rã trong phi thành mt chui các cht phóng x có th 
nguy him [8].
1.2. Tổng quan về radon
Radon    phóng  t        
Friedrich Ernst Dorn, sau urani, thori, radi và poloni. Radon có 
8
    
 m
3
 
      0
o
C 1         
kg/m
3
  phòng; radon không màu,
   do radon


 r
3

1.3. Sự cân bằng phóng xạ giữa radium và radon
Xét chui phóng x
226
 ng v  rã cho bi
bng 1.2.
226
Ra
222
Rn
218
Po
214
Pb


226
Ra (R
1
) và
222
Rn (R
2
) là:
R
2
(t)= R



) (1.2)
T
1

T
3
= 3,05 phút



T
2
= 3,825 ngày
9
Và khi:   



  ta có R
2
(t)= R
1
(t). 
 con và 
ng v u có tui th rt ngn so vi

1/2
Phân rã
Năng lƣợng
MeV
226
Ra


4,602 (5,5%)
4,784 (94,5%)
222
Rn
3,825 ngày

5,489 (100%)
218
Po
( RaA)
3,05 phút

6,002 (100%)
214
Pb
( RaB)
26,8 phút

-
(100%)
0,185 (2,4%)
0,672 (44,6%)

radon (Radon Detector  RAD7) do công ty DURRIDGE ca M sn
xut là loi máy có nhiu chc c xem là mt thit b  
khí
222
Rn và
220
Rn hoàn chng nhiu m dng khác nhau. Máy có
th c dùng  hai ch  :
- o sát, quan trc (real time monitoring)
- Phát hin nhanh khí phóng x (sniffing) Hình 2.1. Các b phn chính ca máy RAD7 [2]
 Máy RAD7 bao gồm các thiết bị sau [6]
 
 
 Máy in (Printer)
11
 
 
 
 
 
  8cm)
 
 
 


s di chuyn detector
t nhân
218
Po

này nhanh chóng phân rã alpha (chu kì bán rã 3,05
phút) ngay trên b mt detector. Ht alpha to ra có 50% kh p vào detector,
t ln t l thun vng ca ht alpha. Các ht beta
c detector ghi lng v khác nhau s phát ra các h
ng khác nhau, do vy to ra tín hi ln khác nhau. RAD7 s khuch
i, lc, sp x ln ca các tín hic [1].
2.1.3. Phổ năng lƣợng alpha của RAD7
Trong RAD7, kho  ng t  n 10 MeV c chia thành 200
khong u nhau, mi kho rng là 0,05 MeV. Khi có mt hp
vào detector, RAD7 s cng thêm mt vào dãy ph t thúc mi l x
lý trong RAD7 s tính toán s li nh  m
trong dãy ph tr v không (0).
Ph ng ca ht alpha 6,00 MeV s có dng mt vch   trí 6,00
MeV. Mc dù máy RAD7 gc kt qu c t 
thy, do có nhiu, do s p không trc din ca h
13
ph c b m rng ra và có xu th lch v ng th
Nhi  m r
Chú ý rng, vì radon trung hòa v n nên ph c ch th hin
tín hiu do con cháu ca radon phát ra mà không th hin trc tip t khí radon.
Trong máy RAD7, 200 khong chia ph c chia thành

nhi cao.
– Ca s G: ca s nhing trung bình. Ghi các hng t
n 2,0 MeV. Ca s ng có s c thp, ngay c khi ca s F có
s c cao.
– Ca s H: ca s nhing cao, ghi các ht alpha t phân rã
210
Po có
ng 5,31 MeV. Do
210
Po

là sn phm con cháu ca radon,
210
Pb

có
chu k phân rã cao (22 ng v này s i trên b mt
14
ca detector u thu) khi thc hi radon rt cao hoc
a nhi dng máy.
– Ca s O: là t hp ca các ca s E, F, G, và H li vi nhau. Ca s O ghi
nhn tt c các s a s chính A, B, C, và D. Nu ca
s O chim khong t 30% tr lên tng s c thì kt qu ph có vn
, cn xem li.
2.2. Tính năng ƣu việt của máy RAD7 so với các loại máy khác
2.2.1. Khả năng xử lý sự nhiễm bẩn do phóng xạ
Do dnh n khí phóng x b

vào b nh ca máy tính [1].
2.2.6. Khả năng ứng dụng của máy RAD7
Vi mt s i tri này, máy RAD7 chc chn s c s dng có
hiu qu  [1]:
– Tìm king phóng x và các loi qun
phóng x: uranium, tt hing , phát
hin các thân qu   nh giá và d báo ti  a qung
phóng x ca vùng nghiên cu.
– Kho sát các hia cht gãy b phi phá hy kin to,
các hing nt l
– Khng: xnh n khí phóng x radon c và
trong không khí, quan trc s bi i ca chúng theo thi gian và không
gian.
2.2.7. Khả năng xác định riêng biệt nồng độ radon và thoron
m hin nay, k ni bt so vi các máy hin có  Vit Nam.
Trong các máy khác c       c máy RDA200 do
Canada sn xut, vinh riêng bit n radon và thoron cn phi qua mt
s ng cho kt qu có tính ch quan c
Vi RAD7, n radon và tng thi trong mt phép
t và phân bit rõ ràng bt ch   radon và thoron [1].
2.3. Nhƣợc điểm
Quá trình thc nghim cho thy do khí hu Vit Nam có nhiu khác bit so
vi khí hn xut (nhi  m  Vit Nam khá cao) nên khi làm
thí nghim, ta cn u chnh lu kin v nhi  m phù hp.

16
lý do trên mà thi gian sy máy s  [1].
 ng cha than hot tính
 4 ng cha cht chng m (làm khô)
 u lc khí
 3 ng dn bng nha

Hình 2.5. Khu
2.4.2. Cơ chế  nguyên lý làm việc của RAD-H
2
O
Hong ca h thu c ly cho vào cc cha và lp
ng dn. Sau khi khai báo ch  t b
phn trong máy RAD7) s sc khí vào cy các khí phóng x hòa tan trong
cc ra khc và tuy khí
này có th  ng khí phóng x hòa tan ra kh
dm v tip theo cnh n khí
phóng x có trong bu (xem hình 2.2).
2.4.3. Ƣu điểm
– ng  rc
– Tách khí radon ra khc, t t qu ra máy in.
– Không dùng thêm bt k hóa ch nh radon.
– Kh c hi tr [6].
2.4.4. Nhƣợc điểm
u vào cc phi cn thn vì có th làm tht thoát radon [6].

18

k là 6.
S ng
chu k 
(Recycle)
06
Trng thái máy >Test/
Nhn/ Set up/
nhn/ Set up
Recycle/ Enter/ Chn
s 04/ Enter.
Ch  
(Mode)
Wat  40
Trng thái máy >Test/
Nhn/ Set up/
nhn/ Set up
Mode/ Enter/ Chn
Wat  40/ Enter.
Xác nh nng  radon
trong  ng vi
cc 40 ml.
Thoron
OFF



(Pump)
Auto
Trng thái máy >Test/
Nhn/ Set up/


 xem các
thông s.
Các thông s ca Test
Status gm có:
* Màn hình 1:
– 
– Ch  - 40)
– Thc)
– S m
* Màn hình 2: (nh
– Tên chu kì v
– Nng  radon và sai s
* Màn hình 3: (nh
tip)
– Nhi
–  i (RH
(%))
– Trng thái pin (Battery
(B))
– Trng thái dòng n cho
tr t
0 n 80 mA.
20
* Các màn hình tip theo
(nhtip nhiu ln):
các thông tin khác.

t. Ta cn sy trong nhi 200
0
C trong hai ting h, khi nào cht
làm khô chuyn t ht yêu cu.
– Ngoài ra, cn kim tra các b phn, l c 40 ml, máy
in, kt n
– Chun b mu: nht mc c
thông tin v mu lên c tránh nhm ln.
21

Hình 3.3. Nht nguc ct l 40 ml
3.1.3. Sấy máy
n phi làm sch radon trong máy và làm khô máy.
Yêu cu v  i ca máy trong sumt mc
t quá 20%. Do có s ng ca c nên  i Hình 3.2. Cht hút t yêu cu
Hình 3.1. Máy sy
Ngun
NIST
L 40 ml
22



Hình 3.5. 
Trong hình 3.5
4

Bi th n sàng, ta nhn nút Menu > Test. Test Start
bt. Màn hình hin th: start counting, lúc này vic
c bu. Màn hình trng thái s xut hin vi thi gian chuyng
c. Lúc nà 

. Khi s m thn 0, RAD7 s t ng tính nng  t qu
vào b nh và xoá s m trên màn hình và hin th thông s cho chu kì tip theo.
Chu kì mc bc kt thúc. N

(c)
(a)
(b)
(d)

Vì thi gian thc hin khóa lun còn hn ch nên tôi ch nht mu trong 10 ngày.
Trong quá trình nht mu, s xy ra s tht thoát radon do l nht có th không kín.
Vì vy, ta cn hiu chnh s tht thoát radon.
3.2.1. Nguồn chuẩn NIST
Ngun chun NIST là ngun phóng x
226
Ra ca NIST (National Institute for
Standards and Technology, hình 3.8).
Vi các thông s chuc cho bi nhà sn xut [11] :
– Thi gian to ngun chun : 1/9/2003, 12:00 EST.
– Ho ngun radium lúc ch to : (


)
0
= 5,192 ± 0,062 Bq
– H s phát radon : f
0
= 0,891 ± 0,015
– Chu kì bán rã ca radon : T = 3,8235 (ngày)

Trích đoạn Số liệu thu đƣợc về sự thất thoát radon BIỂU ĐỒ SO SÁNH NỒNG ĐỘ RADIUM TRONG 8 MẪU NƢỚC Danh sách các nhóm lệnh

---