BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA VẬT LÝ


CHU TẤT TRANG

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Thành phố Hồ Chí Minh – Năm 2013


1

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn – ThS. Trương
Trường Sơn. Thầy đã tận tình hướng dẫn chuyên môn và tạo điều kiện tốt nhất để
em thực hiện luận văn này. Em cảm thấy mình thật may mắn vì đã được thầy truyền
thụ kiến thức cũng như hướng dẫn thực hiện luận văn nghiệp tốt nghiệp đại học.
Thông qua luận văn, em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn đối với thầy!
Em xin cảm ơn quý thầy cô khoa Vật Lý Trường Đại Học Sư Phạm Tp Hồ Chí
Minh đã chỉ dạy cho em những kiến thức quý báu, giúp em tự tin thực hiện luận văn
của mình.
Xin cảm ơn tập thể lớp Lý Cử Nhân – K35, những người bạn đã gắn bó và
giúp đỡ em trong suốt khoá học.
Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình cùng những người bạn thân đã luôn động
viên và hỗ trợ em cả về vật chất lẫn tinh thần để em hoàn thành tốt khoá học!
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2013
Chu Tất Trang


2.1.2. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ .....................................................24
2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo .................................................................24
2.2. Phông phóng xạ môi trường ...............................................................................27

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


3

Chương 3 – CÁC TÁC HẠI SINH HỌC CỦA BỨC XẠ ĐỐI VỚI TẾ BÀO CON
NGƯỜI
3.1. Đôi nét về tế bào con người ...............................................................................30
3.2. Tác dụng sinh học của bức xạ ............................................................................33
3.2.1. Cơ chế tác động của bức xạ lên con người ..................................................33
3.2.2. Các hiệu ứng bức xạ ....................................................................................35
Chương 4 – KHẢO SÁT SUẤT LIỀU PHÓNG XẠ MỘT SỐ KHU VỰC Ở TP.
HỒ CHÍ MINH
4.1. Mô tả khu vực khảo sát và cách thu thập số liệu ...............................................39
4.2. Kết quả đo suất liều và nhận xét ........................................................................43
4.2.1. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Bình .......................................................43
4.2.2. Kết quả đo suất liều tại quận Tân Phú .........................................................47
4.2.3. Kết quả đo suất liều tại quận 3 ....................................................................54
KẾT LUẬN ...............................................................................................................57
HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................59

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


4


Ủy ban Quốc tế về An toàn bức xạ

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


5

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ .................................... 10
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia ........................................................ 11
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể .................................................... 13
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron ................................... 16
Bảng 2.1. Thông tin các nguyên tố trong họ 232Th ................................................ 19
Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ 238U .................................................. 21
Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ 235U .................................................. 23
Bảng 2.4. Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên đơn lẻ ............................................... 24
Bảng 2.5. Thông tin các nguyên tố trong họ phóng xạ nhân tạo 237Np.................. 26
Bảng 2.6. Các nguyên tố phóng xạ tạo ra từ tia vũ trụ........................................... 27
Bảng 2.7. Các nguyên tố phóng xạ chủ yếu trong vỏ Trái đất ............................... 27
Bảng 2.8. Các nguyên tố phóng xạ nhân tạo quan tâm .......................................... 28
Bảng 3.1. Thành phần cấu tạo tế bào và chức năng của chúng ............................. 31
Bảng 3.2. Phân loại các hiệu ứng bức xạ ............................................................... 36
Bảng 3.3. Các triệu chứng rõ ràng khi chiếu toàn thân .......................................... 37
Bảng 3.4. Các hội chứng bức xạ cấp ...................................................................... 38
Bảng 3.5. Giới hạn liều qua các thời kỳ của ICRP .......................................... 38
Bảng 4.1. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Bình .......................... 44
Bảng 4.2. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận Tân Phú ........................... 49
Bảng 4.3. Số liệu toạ độ và suất liều khảo sát tại quận 3 ....................................... 55


bức xạ đã và đang có nhiều những ứng dụng trong thực tế: Chiếu xạ y tế, chiếu xạ
tạo giống trong nông nghiệp, thanh trùng khử trùng, cấy ghép tạo bán dẫn, … Tuy
nhiên vấn đề an toàn bức xạ dường như vẫn chưa được quan tâm đúng mức. Số
người am hiểu về bức xạ và an toàn bức xạ còn rất hạn chế.
Luận văn “Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh“ trình bày những vấn đề cơ bản về bức xạ và an toàn bức xạ. Nội dung trình
bày như sau:
Chương 1: Hệ thống khái quát về các đại lượng và đơn vị đo lường trong an
toàn bức xạ. [1] [2]
Chương 2: Tìm hiểu các nguồn phóng xạ và phông phóng xạ môi trường. [1] [3]
Chương 3: Các tác hại sinh học của bức xạ đối với tế bào con người. [4] [5]
Chương 4: Khảo sát suất liều phóng xạ một số khu vực ở thành phố Hồ Chí
Minh.
Dựa trên tiêu chuẩn an toàn bức xạ của ICRP và IAEA, luận văn sẽ trình bày
những so sánh, đánh giá kết quả đo thực nghiệm suất liều phóng xạ một số khu vực
ở thành phố Hồ Chí Minh, từ đó đưa ra các khuyến cáo cho dân cư trong vùng khảo
sát.
2. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp xạ trình đường bộ thu thập số liệu là suất liều chiếu ngoài tổng

của mặt đất và tia vũ trụ ở điểm khảo sát bằng máy đo liều cầm tay Inspector
plus và máy định vị GPS (để xác định toạ độ của điểm khảo sát). [3]
 Xây dựng mạng lưới các vị trí khảo sát trước khi thực hiện đo ngoài hiện
trường. Mục đích là nhằm đảm bảo được độ dày và sự phân bố đồng đều của
các điểm khảo sát, người đo có thể chủ động được lịch trình để tiết kiệm thời
gian, công sức trong quá trình thực hiện đề tài.

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn



A
r2

Trong đó: K được gọi là hằng số gamma của nguồn. Giá trị của hằng số K phụ
thuộc vào đơn vị đo của suất liều P, hoạt độ phóng xạ A, khoảng cách r.
Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r 1 là P1 = K .

A
r1

Suất liều tại điểm cách nguồn một khoảng r 2 là P2 = K .
Do đó ta có mối liên hệ giữa suất liều và khoảng cách như sau:

2

A
2
r2
P1 r22
=
P2 r12

Từ biểu thức định nghĩa suất liều bức xạ, ta tìm được biểu thức của hằng số gamma
k của nguồn K = P. r

2

A

Vì vậy có thể định nghĩa hằng số gamma K của nguồn như sau: Hằng số

cm

R
h

R.cm 2
mCi.h

13,5

3,2

8,4

2,4

19

12

Ci

m

R
h

R.m 2
mCi.h



12,8

8,36

GBq

m

mSv
h

mSv.m 2
GBq.h

A

r

P

K

mCi

cm

R
h


R.cm 2
mCi.h

1,4

0,7

2,2

4,8

R
h

R.m 2
mCi.h

0,14

0,07

0,22

0,48

m

C
Kg .h


0,13

99m

170

0,022

0,034

Tc

Tl

Với các chú ý sau:
R: Roentgen

C: Coulomb

1 Ci = 37 GBq.

1 R = 1 rad = 1 rem = 10mSv.

Khi nguồn gamma không đơn năng (tức nguồn phát gamma với nhiều năng
lượng khác nhau) thì hằng số K gamma của nguồn được xác định theo biểu thức
K = ∑ K i .ni

K i là hệ số gamma đối với tia gamma có năng lượng E i .

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn

đưa ra hệ số có tên là trọng số bức xạ W R .
Bảng 1.2. Trọng số bức xạ đối với một số tia
STT

Loại bức xạ và khoảng năng lượng

WR

1

Tia gamma và điện tử với mọi năng lượng (trừ electron Auger)

1

2

Proton và các proton giật lùi có năng lượng > 2MeV

5

3

Alpha, mảnh phân hạch, hạt nhân nặng

20

Năng lượng < 10 KeV
4

5

lượng khác nhau thì để tính liều tương đương cho một mô T nào đó ta phải tính
riêng cho từng loại bức xạ theo từng khoảng năng lượng, sau đó mới tính tổng của
chúng lại:
H T = ∑ H T . R = ∑ DT , R .WR
R

Liều tương đương cho toàn cơ thể do đó là: H = ∑T H T
 Suất liều tương đương: Là liều tương đương tính trong một đơn vị thời gian.
 Biểu thức suất liều tương đương: H T* =

dH T
dt

Đơn vị của suất liều tương đương: Sv/s.
1.5. Liều hiệu dụng
Các mô khác nhau khi nhận cùng một liều bức xạ như nhau thì tổn thất sinh
học cũng khác nhau. Để đặc trưng cho tính chất này của từng mô hoặc từng cơ
quan, người ta đưa ra một đại lượng có tên là trọng số mô W T .

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


13

Các trọng số mô đặc trưng trong cơ thể người được cho ở bảng 1.3.
Bảng 1.3. Trọng số mô và cơ quan trong cơ thể
Cơ quan (mô)

WT


0,12

Da

0,01

Ruột kết

0,12

Mặt xương

0,01

Thực quản

0,05

Còn lại

0,005

Bọng đái

0,05

Định nghĩa: Liều hiệu dụng E T trong mô hoặc cơ quan T do bức xạ R gây ra
là liều tương đương trong mô hoặc cơ quan đó nhân với trọng số mô (cơ
quan) của nó.
Biểu thức định nghĩa: ET = H T .WT

cho mô hay cơ quan đó trong thời gian 50 năm.
Giả sử liều tương đương cho mô T tại thời điểm t là H T (t) thì liều tương đương
tích luỹ cho mô T của nhân viên bức xạ làm việc trong thời gian 50 năm là:
H T (50) = ∫ H T (t )dt
50

H T (50) là liều tương đương tích luỹ cho mô T trong 50 năm thì liều hiệu dụng tích
luỹ cho mô T trong thời gian 50 sẽ là:
E T (50)= W T . H T (50)
Nếu lấy tổng liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm của tất cả các mô trong cơ thể thì
ta sẽ được liều hiệu dụng tích luỹ trong 50 năm làm việc của nhân viên bức xạ
E (50) = ∑ ET (50)
T

Đây là đại lượng thường được cho trong các bảng quy định các giới hạn liều.
1.7. Liều chiếu
Định nghĩa: Liều chiếu của tia X và tia gamma là phần năng lượng của nó
mất đi để biến đổi thành động năng của các hạt mang điện trong một đơn vị
khối lượng của không khí, khí quyển ở điều kiện tiêu chuẩn. Kí hiệu là D ch .
Biểu thức định nghĩa: Dch =

dQ
dm

Đơn vị đo của liều chiếu: C/Kg.
Chú ý rằng: 1 C/Kg = 34 Sv
 Suất liều chiếu là liều chiếu trong một đơn vị thời gian.
 Biểu thức của suất liều chiếu: Dch* =

dDch

hiệu dụng tập thể cho nhóm thứ i là: N i .H i
Liều hiệu dụng cho toàn bộ dân cư khi đó sẽ là: S = ∑i H i .N i
1.11. Mức làm việc
Mức làm việc (working level) được kí hiệu là W L .
Định nghĩa: Mức làm việc là đại lượng để đo năng luợng tiềm tàng của hạt
alpha phát ra bởi con cháu của radon hoặc thoron có trong một đơn vị thể tích
không khí khi chúng phân rã hoàn toàn.
1 W L = 2,1.10-5 J/m3 = 1,3.105 MeV/l

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


16

 Đánh giá mức độ nguy hiểm của radon hoặc thoron
Nếu không khí chứa 1 Bq/m3 có nghĩa là trung bình trong 1m3 không khí, mỗi
giây sẽ có một phân rã của nguyên tử radon hoặc thoron. Ước tính rằng nếu 1 triệu
người sống trong môi trường này (Rn có nồng độ 1 Bq/m3) thì sẽ có từ 1 – 2 người
chết vì ung thư phổi (Nhà ở Australia có nồng độ cỡ 12 Bq/m3).
Bảng 1.4. Đánh giá mối nguy hiểm của radon hoặc thoron[4]

WL

Bq/m

pCi/l

Số người chết vì
ung thư phổi trên
1000 người


60 – 210

0,05

370

10

30 – 120

0,02

148

4

13 – 50

0,01

74

2

7 – 30

0,005

37

Mức trung bình
ngoài trời

So sánh các mức
rủi ro

Hút 4 bao thuốc
lá / ngày
20000 lần chụp X
quang / năm
Hút 2 bao thuốc
lá / ngày

20 lần chụp X
quang / năm

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn


17

Chương 2: TÌM HIỂU CÁC NGUỒN PHÓNG XẠ VÀ PHÔNG PHÓNG XẠ
MÔI TRƯỜNG
2.1. Các nguyên tố phóng xạ
2.1.1. Họ nguyên tố phóng xạ tự nhiên
Năm 1896 nhà bác học người Pháp, Becquerel phát hiện ra chất phóng xạ tự
nhiên, đó là uranium và con cháu của nó. Đến nay người ta biết các chất phóng xạ
trên trái đất gồm các nguyên tố uranium, thorium và con cháu của chúng, cùng một
số nguyên tố phóng xạ khác. uranium, thorium và con cháu của chúng tạo nên ba họ
phóng xạ tự nhiên:

Kiểu phân rã

Chu kỳ bán
rã

Cf

α

2,645 y

Năng lượng
giải phóng
(MeV)
61,181

Cm

α

3,4.105 y

5,162

244

α

8.107 y


236

U

α

2,3.107 y

4,494

232

232

Th

α

1,405.1010 y

4,081

228

228

Ra

β−


Ra

α

3,6319 d

5,789

220

220

Rn

α

55,6 s

6,404

216

216

α

0,145 s

6,906


240

240

Pu

236

Th

Po
Pb

212

Bi

212

Po

208

Tl

β−64.06%
α 35.94%

60,55 min



8,955

208

β−

3,053 min

4,999

208

.

.

208

Pb
stable
Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút


234m

Pa

234

Pa
U
230
Th
226
Ra
222
Rn
234

218

Po

218

At

218

Rn
Pb

214

β− 99.84%
IT 0.16%
β−
α
α
α
α
α 99.98%
β− 0.02%
α 99.90%
β− 0.10%
α
β−
β− 99.98%
α 0.02%
α
β−
β−
β− 99.9987%
α 0.0013%
α
β−

4,468.109 y
24,10 d

-

206


7,883
5,484
0,064
1,426
5,982
5,407
1,533

Th
Pa
234
U
234
Pa
234
U
230
Th
226
Ra
222
Rn
218
Po
214
Pb
218
At
214
Bi


1,16 min
6,70 h
245500 y
75380 y
1602 y
3,8235 d
3,10 min
1,5 s
35 ms
26,8 min
19,9 min
0,1643 ms
1,30 min
22,3 y
5,013 d

234

Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây



U

α

7,04.108 y

4,678

231

231

Th

β−

25,52 h

0,391

231

231

α

5,150

227


219

Kí hiệu
nguyên tố
239

Pu

Pa

32760 y

−

227

Ac

β 98.62%
α 1.38%
α

227

Th

21,772 y
18,68 d


Ra
At

Rn
Bi

β 3.00%
α

3,96 s

6,946

215

β−

7,6 min

2,250

215

7,527

211

0,715

215

Po
Pb

β− 0.00023%

1,781 ms

215

At

α

0,1 ms

8,178

211

211

Pb

β−

36,1 min

1,367

211

207

207

Tl

β−

4,77 min

1,418

207

207

Pb

.

stable

.

211

Po

Po
Pb


Các loại hạt bức xạ
α

β

γ

Chu kỳ bán rã

Kali

40

+

+

1,3.109 năm

Vanadi

50

V

+

+



Samari

147

Luteti

176

Sm

+

1,1.1011 năm
1,05.1011 năm

+

Lu

+

+

2,2.1010 năm

Hoạt độ của các đồng vị phóng xạ này phụ thuộc vào thành phần đất, đá cụ thể.
Hoạt độ của các nhân phóng xạ trong các loại đá có nguồn gốc từ núi lửa như đá
granit…. thường cao hơn ở các đá có nguồn gốc từ phù sa như đá vôi, đá cuội…
2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo