Download miễn phí Luận văn Khảo sát độ phóng xạ trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng khu vực thành phố Hồ Chí Minh
Đểxác định hoạt độcủa các đồng vịphóng xạtrong các mẫu đá ốp lát ta
phải dựa vào mẫu chuẩn. Mẫu được chọn làm mẫu chuẩn phải có các đặc điểm
giống nhưmẫu phân tích: mẫu chuẩn phải cùng loại, chứa các đồng vịphóng xạ
quan tâm nhưmẫu phân tích, có mật độkhối xấp xỉvới mẫu phân tích và được tiến
hành đo trong điều kiện nhưmẫu phân tích.
Mẫu chuẩn phóng xạbao gồm uran IAEA (740g), kaliIAEA (825g), thori
IAEA (690g), cesi IAEA375 (760g) nhốt ngày 14/3/2008 đựng trong hộp nhựa cùng
kiểu với hộp nhựa đựng mẫu và được đo trong 10 giờ.
http://s1.liketly.com/flash/edoc/-images-nopreview.swf /tai-lieu/de-tai-ung-dung-tren-liketly-41397/Để tải bản DOC Đầy Đủ xin Trả lời bài viết này, Mods sẽ gửi Link download cho bạn sớm nhất qua hòm tin nhắn.Tóm tắt nội dung:
. Hai đỉnh này trùng nhau, dù phổ kế
gamma có hiện đại nhất cũng không tách được. Do đó phải loại trừ phần đóng góp
của 226Ra. Ra được xác định thông qua các con cháu 214Pb và 214Bi của nó.
Nhân 226Ra (T1/2 = 1600 năm) phân rã ra 222Rn (T1/2 = 3,8 ngày) là một khí
trơ rất dễ khuếch tán ra khỏi mẫu. Nhốt mẫu 40 ngày (10 chu kỳ bán rã của 222Rn)
- 46-
để Ra-Rn cân bằng thế kỷ. 222Rn phân rã thành 218Po, sau đó thành 214Pb và 214Bi.
Sau khi nhốt mẫu, quá trình phân rã từ 222Rn đến 214Pb và 214Bi là cân bằng. Có thể
sử dụng đỉnh 351,93 keV của 214Pb nhưng phải hiệu chỉnh phần đóng góp của
214Bi.
Như vậy, phương pháp phân tích uran bằng 235U có quá nhiều hiệu chỉnh.
Khó khăn đáng kể nhất là xác định chính xác hiệu suất ghi của các tia gamma này
trên mẫu thực. Mặt khác, trong các điều kiện địa hóa nhất định 226Ra có thể di
chuyển đến hay đi khỏi mẫu và sẽ làm sai lệch kết quả phân tích. Chính vì thế
phương pháp thông dụng để xác định uran là thông qua 238U.
Bản thân 238U phát ra các tia gamma năng lượng 49,66 keV (0,076%) và
110,0 keV (0,029%) nhưng trong thực tế không thể sử dụng để phân tích 238U vì các
tia này có cường độ yếu trên nền phông cao của phổ gamma. Trong họ uranium 238U
có một số đồng vị phát nhiều tia gamma với năng lượng thích hợp để đo, nhưng khi
đó phải chứng minh sự cân bằng giữa các đồng vị này với đồng vị 238U. Hai đồng vị
thường được sử dụng là 214Pb (T1/2 = 26,8 phút) và 214Bi (T1/2 = 19,9 phút), trong đó
214Pb phát ra các tia gamma năng lượng 241,9 keV (7,46%); 295,2 keV (19,2%) và
351,9 keV (37,1%) còn 214Bi phát ra các tia gamma năng lượng 609,3 keV (46,1%);
768,4 keV (4,88%); 1120,4 keV (15,0%) và 1764,6 keV (15,9%). Khi phân tích
238U người ta thường sử dụng các tia 295,2 keV; 351,9 keV và 609,3 keV vì chúng
có cường độ lớn. 214Bi và 214Pb là con cháu của 222Rn - chất khí trơ với thời gian bán
rã 3,8 ngày. Sau khi tạo thành từ đồng vị mẹ 226Ra, 222Rn thoát ra ngoài một phần do
phát xạ và một phần do khuếch tán, do đó làm 226Ra và 222Rn mất cân bằng. Như
vậy hàm lượng đo được theo phổ gamma của 214Pb và 214Bi không phải là hàm
lượng của 226Ra. Có thể nhốt mẫu nhằm mục đích cân bằng 226Ra và 222Rn. Tuy
nhiên, hàm lượng 226Ra cũng chưa được coi là hàm lượng 238U vì giữa hai đồng vị
này cũng bị mất cân bằng do các quá trình biến đổi địa hóa.
Trong chuỗi phân rã của 238U có đồng vị con trực tiếp là 234Th (T1/2 = 24,1
ngày) và đồng vị con của nó là 234mPa (T1/2 = 1,17 phút). Như vậy 234Th và 238U có
- 47-
thể đạt cân bằng thế kỷ trong 160 ngày còn đồng vị con của 234Th là 234mPa luôn
luôn cân bằng thế kỷ với 234Th và 238U. Vì vậy nếu ta phân tích được 234Th hay
234mPa thì ta sẽ biết được hàm lượng của 238U. Đồng vị 234Th phát các tia gamma có
năng lượng 63,3 keV (4,49%) và 92,6 keV (5,16%) còn 234mPa phát các tia gamma
năng lượng 766,6 keV (0,21%) và 1001,2 keV (0,59%). Tia 1001,2 keV có cường
độ yếu; tia 92,6 keV bị trùng với tia X của thori (93,3 keV) còn tia 766,6 keV bị
trùng với tia 768,4 keV của 214Bi. Do đó chỉ còn lại tia 63,3 keV có thể sử dụng để
phân tích.
Đối với các mẫu môi trường có hàm lượng 238U không vượt quá 20 pPhần mềm
(240 Bq/kg), muốn phân tích chúng cần khối lượng mẫu lớn. Khi đó, việc đo tia
gamma 63,3 keV gặp phải hai khó khăn. Thứ nhất, đỉnh 63,3 keV nằm trên nền
phông cao của phổ gamma trong miền năng lượng thấp. Thứ hai, tia gamma 63,3
keV bị hấp thụ mạnh trong mẫu đo có thể tích lớn. Nhiều công trình nghiên cứu đã
được tiến hành để khắc phục hai khó khăn trên bằng nhiều cách tiếp cận khác nhau,
cả lý thuyết lẫn thực nghiệm. Buồng chì của hệ phổ kế gamma của Trung tâm hạt
nhân TP HCM đã được cải tạo bằng cách lót thêm thiếc, farafin và đồng vào bên
trong để tạo nên phông thấp, giảm mạnh các đỉnh năng lượng trong miền gamma
mềm dưới 100 keV, nhờ đó đỉnh năng lượng 63,3 keV vượt hẳn lên trên nền phông
và cho phép xác định diện tích đỉnh 63,3 keV với sai số thống kê dưới 5%. Hiệu
ứng hình học và hiệu ứng tự hấp thụ tia gamma 63,3 keV trong mẫu khi mẫu có thể
tích lớn cũng đã được hiệu chỉnh. Nhờ đó việc phân tích 238 U bằng đỉnh 63,3 keV
khá thuận lợi với kết quả có độ tin cậy cao. Do đó việc phân tích 226Ra có thể được
hiệu chỉnh chính xác hơn. Việc đo 226Ra được thực hiện bằng cách nhốt mẫu sau 10
chu kì bán huỷ của 222Rn khoảng 40 ngày để đạt cân bằng Ra-Rn. Việc xác định các
đồng vị phóng xạ khác như 40K và 232Th khá đơn giản .
Như vậy hệ phổ kế gamma của Trung tâm hạt nhân có thể dùng để xác định
các đồng vị phóng xạ trong đá ốp lát dùng làm vật liệu xây dựng.
- 48 -
2.3. Quy trình lấy và xử lý mẫu
2.3.1. Thu thập mẫu
Khi tiến hành thu mẫu, mẫu thu là mẫu đại diện, xuất xứ từ các nước khác
nhau. Các mẫu đá ốp lát được mua ở các cửa hàng vật liệu xây dựng. Mẫu lấy có
trọng lượng từ 0.2 kg đến 1 kg được đựng trong các túi nilon chụp hình mẫu, đánh
ký hiệu HC 1 đến HC 24 và HCM 1 đến HCM 1 đến HCM 32, sau đó được vận
chuyển về phòng thí nghiệm. Hình 2.7. là các ví dụ về mẫu đá hoa cương.
Hình 2.7. Các ví dụ về mẫu đá hoa cương
Các hình mẫu đá ốp lát – đá hoa cương khác được trình bày ở phụ lục 3.
- 49 -
2.3.2. Xử lý mẫu
Các mẫu đá ốp lát được rửa sạch bẩn và để khô ở nhiệt độ phòng. Sau đó
được đập vụn rồi nghiền nhỏ bằng máy nghiền li tâm của trung tâm hạt nhân TP Hồ
Chí Minh: Cho mẫu vào 2 cối đựng, sau đó cho thêm từ 5 đến 7 viên bi zircon vào
mỗi cối rồi đậy kín, lắp cối vào máy. Mỗi mẫu được nghiền trong 5 phút. Khi máy
quay, các viên bi zircon sẽ nghiền nát mẫu thành các hạt mịn và đảm bảo không làm
bẩn mẫu vì các viên bi này rất cứng. Sau mỗi lần nghiền bi thường bị các hạt mẫu
mịn bám vào do hiệu ứng tĩnh điện trong quá trình ma sát với mẫu tạo ra. Để các
mẫu nghiền sau không bị bẩn ta phải rửa cối và bi: sau khi đã lấy hết mẫu ra, cho
các viên bi bị bẩn vào cối rồi đổ đầy cối “cát rửa cối”(là ZrSiO4 khô, cứng, mịn) sau
đó cho máy chạy trong 5 phút (bằng thời gian nghiền mẫu), cát này sẽ làm sạch
hoàn toàn cối và bi.
Máy nghiền mẫu
Cối, bi, mẫu đá và rây 1/10mm
Hình 2.8. Máy nghiền mẫu, cối, bi và rây 1/10mm
- 50 -
Bi và cối bị bẩn sau khi nghiền mẫu Bi đã được làm sạch
Hình 2.9. Bi, cối sau khi nghiền mẫu và bi đã được làm sạch
Quá trình nghiền mẫu: Các mẫu sau khi được nghiền nhỏ cùng với cát, xi
măng (đã mịn sẵn) được rây 1 lần nữa qua rây 1/10mm để chọn các hạt mẫu có kích
cỡ đồng đều, tiện cho việc đo đạc. Tất cả các mẫu được đem cân, lấy khoảng 200g-
700g. Thực hiện việc “nhốt mẫu”: các mẫu được đựng trong hộp nhựa, đậy kín và
dán kỹ bằng băng keo trong rồi để vào nơi khô thoáng nhằm giúp các đồng vị cân
bằng thế kỷ để các kết quả đo đạc về sau được chính xác.
Hộp đựng mẫu: Hộp đựng mẫu đo như hình 2.10. cho phép tăng khối
lượng mẫu đo, với hình học mẫu đo là 3 làm hiệu suất ghi của hệ phổ kế tăng đáng
kể. Và chính những cải tiến này làm giảm thời gian đo mẫu từ 24h/mẫu xuống
10h/mẫu. ...
