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


2

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

Người hướng dẫn khoa học: ThS. Trương Trường Sơn

2.1.3. Họ nguyên tố phóng xạ nhân tạo..................................................................24
2.2. Phông phóng xạ môi trường................................................................................27


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


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Dạng đầy đủ và nghĩa
Acid Deoxyribo Nucleic: Phân tử acid nucleic mang
thông tin di truyền mã hóa cho hoạt động sinh trưởng và

ADN

Bảng 2.1. Thông tin các nguyên tố trong họ

232

Bảng 2.2. Thông tin các nguyên tố trong họ

238

U....................................................21

Bảng 2.3. Thông tin các nguyên tố trong họ

235

U....................................................23

Th..................................................19

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

237

Np...................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


Np.....................25

Hình 3.1. Cấu tạo tế bào...........................................................................................30
Hình 4.1. Máy Gramin Etrex Legend HCx..............................................................41
Hình 4.2. Máy đo suất liều Inspector plus...............................................................42
Hình 4.3. Vị trí khảo sát tại quận Tân Bình.............................................................43
Hình 4.4. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Bình.............................................46
Hình 4.5. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú..............................................................48
Hình 4.6. Vị trí khảo sát tại quận Tân Phú..............................................................48
Hình 4.7. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận Tân Phú..............................................52
Hình 4.8. Ví trí khảo sát tại quận 3..........................................................................54
Hình 4.9. Đồ thị suất liều khảo sát tại quận 3..........................................................56


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Những năm gần đây, công nghệ bức xạ đã phát triển mạnh mẽ và thu được
những thành tựu nổi bật. Trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, công nghệ
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]

nghĩa:

dN
A = dt

Trong đó: dN là số hạt nhân chất phóng xạ phân rã trong thời gian dt.
A là hoạt độ phóng xạ của nguồn.
Đơn vị của A là Becquerel (Bq): 1 Bq = 1 phân/giây
10

Đơn vị cũ của hoạt độ phóng xạ A là Curie (Ci) với 1 Ci = 3,7.10 Bq.
1.2. Suất liều bức xạ
Định nghĩa: Suất liều bức xạ tỉ lệ thuận với hoạt độ phóng xạ và tỉ lệ nghịch
với bình phương khoảng cách.
Biểu thức định
nghĩa:

P = K.

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 r1 là P1 = K.

A

r1 2


gamma K là suất liều của một nguồn có hoạt độ một đơn vị gây ra tại một điểm


cách nguồn một đơn vị khoảng cách. Giá trị của K phụ thuộc vào đơn vị đo của A,
P, r cho bởi bảng 1.1.
Bảng 1.1. Hằng số gamma K của một số nguồn phóng xạ
A

r

P

K

mCi

cm

R
h

R.cm
mCi.h

Ci

m

R
h


R.cm
mCi.h

Ci

m

R
h

R.m
mCi.h

m

C
Kg.h

m

mSv
h

MBq
GBq

60

Co


22

Na

13,5

3,2

8,4

2,4

19

12

1,35

0,32

0,84

0,24

1,9

1,2

9,19


−9

.10

125

131

1,4

0,7

2,2

4,8

0,14

0,07

0,22

0,48

1,39

4,87

1,35

0,034

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 = ∑ Ki .ni

Ki là hệ số gamma đối với tia gamma có năng lượng Ei.


Ni là số tia gamma có năng lượng Ei phát ra trong một phân rã.
1.3. Liều hấp thụ
Định nghĩa: Liều hấp thụ là năng lượng bị hấp thụ bởi một đơn vị khối lượng
vật chất mà bức xạ đi qua.
Biểu thức định nghĩa: D =

dE
dm

Trong đó dE là năng lượng bức xạ bị hấp thụ bởi vật chất có khối lượng là
dm. Đơn vị đo liều hấp thụ: J/Kg. Trong an toàn bức xạ sử dụng đơn vị Gy
(Gray). Đơn vị cũ là rad: 1 Gy = 100 rad.

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

Neutron Năng lượng từ 10 KeV đến 100 KeV
Năng lượng từ 100 KeV đến 2 MeV

5
10
20


Năng lượng từ 2 MeV đến 20 MeV

10

Năng lượng > 20 MeV


 Suất liều tương đương: Là liều tương đương tính trong một đơn vị thời gian.
 Biểu thức suất liều tương

đương:

*

H =
T

dHT
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 WT.


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

Cơ quan (mô)

WT


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 ET 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
Đơn vị đo: Do trọng số mô WT không có thứ nguyên nên liều hiệu dụng ET và liều
tương đương HT có cùng đơn vị đo là Sievert (Sv).
Liều hiệu dụng cho toàn cơ thể khi đó sẽ là

Thời gian làm việc của một nhân viên bức xạ là khoảng 50 năm. Nên khi tính
liều cho một cơ quan hay mô nào đó ta phải lấy tổng (lấy tích phân) suất liều gây ra
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:
HT (50) = ∫ HT (t)dt
50

HT(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:
ET(50)= WT. HT(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 Dch.
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.

Ta tính liều hiệu dụng tập thể cho từng nhóm phụ sau đó lấy tổng cho tất cả các
nhóm.
Gọi Ni là số người trong nhóm thứ i.
Hi là liều hiệu dụng trung bình của một cá nhân trong nhóm thứ i thì liều
hiệu dụng tập thể cho nhóm thứ i là: Ni.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 WL.
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.
-5

3

5

1 WL = 2,1.10 J/m = 1,3.10 MeV/l


 Đánh giá mức độ nguy hiểm của radon hoặc thoron
3

3

Nếu không khí chứa 1 Bq/m có nghĩa là trung bình trong 1m không khí, mỗi
giây sẽ có một phân rã của nguyên tử radon hoặc thoron. Ước tính rằng nếu 1 triệu
3

người sống trong môi trường này (Rn có nồng độ 1 Bq/m ) thì sẽ có từ 1 – 2 người


120 – 380

0,1

740

20

60 – 210

0,05

370

10

30 – 120

0,02

148

4

13 – 50

0,01

74

chiếu
1000 lần mức
ngoài trời
100 lần mức trong
nhà

[4]

So sánh các mức
rủi ro

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

100 lần mức
ngoài trời
10 lần mức trong
nhà

Hút 2 bao thuốc
lá / ngày

10 lần mức ngoài
trời
Mức trung bình
trong nhà
Mức trung bình
ngoài trời


220

222

Rn

Rn được gọi là thoron, còn trong

219

Rn được gọi là actinon.

Thành viên cuối cùng của mỗi họ đều là đồng vị bền.


Hìn
2.1.
Ch
phâ
rã
của
họ
232
Th


Bảng 2.1, Thông tin các nguyên tố trong họ
Kí hiệu
nguyên tố

Pu

240
240

5

240

Pu

236

U

232

Năng lượng
giải phóng
(MeV)
61,181

Th
Sản phẩm
phân rã
248

Cm

5,162

236

7

7

U

Np

α

2,3.10 y

4,494

232

10

Pu
U

Th

232

Th

α


224

228

Pu

Ra

Ac

228

Th

β−
α

224

Ra

α

3,6319 d

5,789

220


2,252

212

6,208

208

220

216

Po

212

Pb
−

212

β 64.06%
Bi

α 35.94%

212

Po



208

.

.

y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây

ns: 10 giây

-9

Bi

Po
Tl

Pb

Pb
.

234

Pa
234
U
230
Th
226
Ra
222
Rn
218

Po

218

At

218

Rn
214
Pb
214

Bi

214


−
β 0.10%
α
β−
β 99.98%
α 0.02%
α
−

β−
β−
−
β 99.9987%
α 0.0013%
α
β−
-

206

Pb

Chu kỳ bán
rã
9

4,468.10 y
24,10 d

Năng lượng


stable

-

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

Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút


214
Pb
218
At
214
Bi
218
Rn
214
Po
214
Bi
214
Po
210
Tl
210
Pb
210
Pb
210
Bi
210
Po
206
Tl
206
Pb
206
Pb


Pu
U

α

Th

235
231

231
227

Pa

β−

0,391

α

32760 y

5,150

227

0,045


1,700

219

3,96 s

6,946

215

Po

7,6 min

2,250

215

Po

7,527

211

0,715

215

0,1 ms


stable

.

−

Fr

22,00 min

Ra

α

11,43 d

Rn

215
215

Bi

Po

215

At

211

−

β
α 99.724%
−

β 0.276%
α

Tl

Pb

U

231

β 99.994%
α 0.006%

At

235

4,678

18,68 d

219


Năng lượng
giải phóng
(MeV)
5,244

235

−

β
.

56 s

1,781 ms

2,14 min

Với các ký hiệu sau:
y: năm

d: ngày

h: giờ

min: phút

s: giây

ms: 10 giây