TCVN10759-5:2016

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10759-5:2016 (ISO 11665-5:2012) về Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 5: Phương pháp đo liên tục để xác định nồng độ hoạt độ TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10759-5:2016 ISO 11665-5:2012 ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 5: PHƯƠNG PHÁP ĐO LIÊN TỤC ĐỂ XÁC ĐỊNH NỒNG ĐỘ HOẠT ĐỘ Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 5: Continuous measurement method of the act ivity concentration Lời nói đầu TCVN 10759- 5 :2016 hoàn toàn tương đương với ISO 11665- 5 :2012 TCVN 10759- 5 :2016 do Ban kỹ thuật T iêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85/SC 2 Bảo vệ bức xạ biên soạn, T ổ ng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bộ tiêu chuẩn TCVN 10759 (ISO 11665) , Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không kh í : radon-222 gồm các tiêu chuẩn sau: - TCVN 10759-1:2016 (ISO 11665-1:2012), Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã s ố ng ngắn và các phương pháp đo. - TCVN 10759-2:2016 (ISO 11665-2:2012), Phần 2: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của s ả n phẩm phân rã sống ngắn. - TCVN 10759-3:2016 (ISO 11665-3:2012), Phần 3: Phương pháp đo điểm để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm t à ng c ủ a sản phẩm ph â n rã sống ngắn. - TCVN 10759-4:2016 (ISO 11665-4:2012), Phần 4: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ hoạt độ trung b ì nh với việc lấy mẫu thụ động và phân t í ch tr ễ. - TCVN 10759-5:2016 (ISO 11665-5:2012), Phần 5: Phương pháp đo liên tục để xác định nồng độ hoạt độ. - TCVN 10759-6:2016 (ISO 11665-6:2012), Phần 6: Phương pháp đo điểm đ ể x á c định nồng độ hoạt độ. - TCVN 10759-7:2016 (ISO 11665-7:2012), Phần 7: P hương pháp tích lũy để ước lượng tốc độ xả bề mặt. - TCVN 10759-8:2016 (ISO 11665-8:2012), Phần 8: Phương pháp luận về khảo sát sơ bộ và khảo sát bổ sung trong các tòa nhà. Bộ tiêu chuẩn ISO 11665 còn có các tiêu chu ẩ n sau: - ISO 11665-9, Part 9: Method for determining exhalation rate of dense building mater i als. Lời giới thiệu Đồng vị radon 222, 220 và 219 là các khí phóng xạ được tạo ra do sự phân rã đồng v ị ra d i 226, 224 và 223, là các sản ph ẩ m phân rã của urani-238, thori-232 và urani-235, và đều được t ì m thấy trong lớp vỏ trái đất (xem Phụ lục A). Các nguyên tố thể rắn, và có t í nh phóng xạ và được tiếp theo bởi nguyên tố chì bền là được tạo ra b ở i sự phân rã radon [ 1 ] . Khi phân rã, radon phát xạ hạt anpha v à tạo ra các sản phẩm phân rã thể rắn, và có t í nh phóng xạ (poloni, bitmut, chì,...). Ảnh hưởng tiềm ẩn lên sức khỏe con người của radon nằm ở các s ả n phẩm phân rã c ủ a nó hơn là do bản thân khí radon. Dù khí ra d on có gắn với sol khí hay không, sản ph ẩ m phân rã radon có thể được hít vào và lắng đọng trong phế quản phổi tại độ sâu khác nhau tùy theo kích thước của ch ú ng. Radon ngày nay được xem là nguồn phơi nhiễm chính của con người với bức xạ tự nhiên. Báo cáo c ủ a UNSCEAR (2006) [6] cho rằng, tại mức độ trên toàn thế giới, radon đại diện cho khoảng 52 % mức phơi nhiễm trung b ì nh với bức xạ tự nhiên. Tác động bức xạ của đồng vị 222 (48 %) là đáng k ể hơn so với đồng vị 220 (4 %), trong khi đồng vị 219 được xem là không đáng k ể ( xem Phụ l ục A). Tham khảo TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) về radon-222. Nồng độ hoạt độ radon có thể thay đổi một đến nhiều bậc về độ lớn tùy theo thời gian và không gian. Phơi nhiễm với radon và các sản phẩm phân rã của nó thay đổi nhiều từ địa đi ể m này đến địa đi ể m khác, v ì nó phụ thuộc trước tiên vào lượng ra d on phát xạ do đất và vật liệu xây dựng trong từng địa điểm, thứ hai phụ thuộc vào mức độ nhiễm xạ và điều kiện thời tiết tại các địa điểm nơi các cá nhân bị phơi nhiễm. Các giá tr ị thường được t ì m thấy trong môi trường lục địa là thường từ vài becquerel trên mét khối đến vài nghìn becquerel trên mét khối. Nồng độ hoạt độ nhỏ hơn một becquerel trên mét khối có thể quan s á t được trong môi trường đại dương. Giá tr ị trung bình hàng năm nồng độ hoạt độ radon trong các ngôi nhà có thể thay đổi từ vài chục becquerel trên mét kh ố i đến vài nghìn becquerel trên mét khối [2] . Nồng độ hoạt độ có th ể đạt tới vài ngh ì n becquerel trên mét khối trong không gian rất kín. Nồng độ hoạt độ của radon-222 trong không kh í có thể được đo bằng phương pháp đo điểm, liên tục và tích hợp với lấy mẫu chủ động hoặc thụ động ( xem TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). Tiêu chu ẩ n này đề cập đến kỹ thuật đo tích h ợ p radon-222. CHÚ THÍCH : Nguồn gốc radon-222 và các sản ph ẩ m phân rã sống ngắn c ủ a nó trong môi trường không khí và các phương pháp đo khác được mô tả khái quát tại TCVN 1075 9 -1 (ISO 11665-1). ĐO HOẠT Đ Ộ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: R A DON-222 - PH Ầ N 5: PHƯƠNG PHÁP ĐO LIÊN TỤC Đ Ể XÁC ĐỊNH N Ồ NG Đ Ộ HOẠT ĐỘ Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 5: Continuous measurement method of the act ivity concentration 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này mô tả phương pháp đo liên tục cho radon-222. Tiêu chuẩn này đưa ra các chỉ d ẫn để đo liên tục sự thay đổi theo thời gian c ủ a nồng độ hoạt độ radon trong không khí tháng hoặc bị giới hạn. Tiêu chuẩn này dùng để đánh giá sự thay đổi t heo thời gian n ồ ng độ hoạt độ radon trong môi trường, tr ong các tòa nhà công cộng, trong nhà và các nơi làm việc, như là một hàm của các đại lượng ảnh hưởng như điều kiện thông gió và/hoặc điều kiện kh í tượng. Phương pháp đo được mô t ả có thể áp dụng cho các mẫu khí có nồng độ hoạt độ radon lớn hơn 5 Bq/m 3 . 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố th ì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có) TCVN 10759-1 (ISO 11665-1), Đo hoạt độ phóng xạ trong m ô i trường - Không khí: radon-222 - Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã sống ngắn và các phương pháp đo TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025), Yêu cầu chung về năng lực phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn ISO 11929 , Determination of the character i stic limits (decision threshol d , detection limit and limits of the con fi dence interval) for measurements of ionizing radiation - Fundamentals and application (Xác định các giới hạn đặc tính (ngư ỡ ng quyết định, giới hạn phát hiện và giới hạn c ủ a khoảng tin cậy) đối với phép đo bức xạ ion hóa - C ơ sở và ứng dụng). IEC 61577-1, Radiation protection i ns tru mentation - Radon and radon decay produc t measuring instr u ments - Part 1: General pr i nciples (Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản ph ẩ m phân rã của radon - Phần 1: Nguyên tắc chung). IEC 61577-2, Radiation protection instrumentation - Rado n and radon decay product measuring in stru ments - Part 2: Specific requirements for radon measuring instruments ( Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã c ủ a radon - Phần 2: Yêu cầu riêng cho các thiết bị đo radon). 3 Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu 3.1 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các định nghĩa và thuật ngữ nêu tại TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). 3.2 K ý hiệu Tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu nêu tại TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) và các ký hiệu sau. C nồng độ hoạt độ, tính bằng becquerel trên mét khối C * ngưỡng quyết định c ủ a nồng độ hoạt đ ộ , tính bằng becquerel trên mét khối C # giới hạn phát hiện c ủ a nồng độ hoạt độ, tính bằng becquerel trên mét khối giới hạn dưới c ủ a khoảng tin cậy c ủ a nồng độ hoạt độ, tính b ằ ng becquerel trên mét khối giới hạn trên của khoảng tin cậy của nồng độ hoạt độ, tính bằng becquerel trên mét khối U độ không đảm bảo m ở rộng đ ư ợc tính bằ n g U = k .u ( ) với k = 2 u () độ không đảm bảo tiêu chuẩn của kết quả đo u rel () độ không đảm bảo tiêu chu ẩ n tương đối μ đại lượng sẽ được đo μ 0 mức phông nền w hệ số hiệu chính liên kết với hệ số hiệu ch uẩn và các hệ số hiệu chính theo khí hậu. 4 Nguyên lý Phương pháp đo liên tục nồng độ hoạt độ radon dựa trên các yếu tố sau: a) Liên tục lấy mẫu tại c h ỗ một thể t í ch khí đã được lọc trước đó và đại diện cho không khí đang được điều tra; b) Liên tục phát hiện các phát xạ phát ra bởi radon và các sản phẩm phân rã của radon được tích lũy trong buồng phát hiện. Một số phương pháp đo đáp ứng yêu cầu của tiêu chu ẩ n này. V ề cơ bản, chúng được phân biệt với nhau b ở i loại đại lượng vật lý và cách thức phát hiện đại l ư ợng vật lý. Đại lượng vật lý và sự phát hiện nó có th ể là các ví dụ sau: - Dòng ion hóa sinh ra bởi vài chục nghìn cặp ion tạo ra b ở i mỗi hạt alpha phát ra từ radon có trong buồng phát hiện và các s ả n phẩm phân r ã của radon được h ì nh thành trong đó (xem Phụ l ụ c A); - Điện t í ch sinh ra trong một chất rắn (vật liệu bán d ẫn ( s ilicon)] bởi sự ion hóa từ các hạt alpha c ủ a radon và s ả n phẩm phân r ã của radon; điện tích được phát hiện bởi các hệ điện tử liên quan. Các kết quả đo l à có ngay. Một giá tr ị trung bình hoặc tích phân có thể thu được thông qua việc x ử lý phù hợp dựa trên khoảng tích phân phù hợp với hiện tượng được nghiên cứu nhưng trong mọi trường hợp đều ít hơn hoặc bằng một giờ. Để quan trắc sự thay đổi theo thời gian nồng độ hoạt độ radon, giai đoạn đo phải phù hợp với động lực học của hiện tượng được nghiên cứu. V í dụ, giai đoạn tối thiểu để phát hiện sự thay đổi hàng ngày là xấp x ỉ một tu ầ n. Liên tục quan trắc cho phép đánh giá sự thay đổi theo thời gian c ủ a nồng độ hoạt độ radon. Đối với phép đo thực hiện ngoài trời, phải tính đến các điều kiện về mùa và khí hậu. Đối với phép đo được thực hiện trong tòa nhà, phải xem xét đến lối sống của người ở trong tòa nhà, tầng đặt thiết bị đo (tầng hầm, tầng trệt, các tầng trên) và các đặc điểm thông gió tự nhiên (điều kiện về c ử a ra vào và cửa sổ, được mở hay đóng). 5 Thiết bị Bộ thiết b ị bao gồm: a) Một hệ thống lấy mẫu, bao gồm một bộ phận lọc, để l ấ y mẫu khí trong buồng phát hiện, một thiết bị để bơm khí lấy mẫu nếu cần thực hiện việc lấy mẫu chủ động, và một buồng phát hiện; b) Thiết bị được sử dụng để đo phải thỏa m ã n yêu cầu c ủ a IEC 61577-2. Ví dụ về thiết b ị (buồng ion hóa) cho một phương pháp đo cụ thể được nêu trong Phụ lục A. 6 Lấy mẫu 6.1 Mục tiêu lấy mẫu Mục tiêu lấy mẫu là đặt một mẫu khí đại diện cho không khí đang được điều tra tiếp xúc liên tục với cảm biến. 6.2 Đặc đi ể m l ấ y mẫu Việc lấy mẫu là thụ động (khuếch tán tự nhiên) hoặc chủ động (bơm). Việc lấy mẫu được thực hiện th ô ng qua một bộ phận lọc nhằm ngăn chặn sự đi v à o c ủ a các hạt sol khí có trong không khí tại thời điểm l ấ y mẫu, đặc biệt là các sản phẩm phân rã c ủ a radon. Cái lọc không được giữ khí radon. Bộ lấy mẫu phải được sử dụng dưới các điều kiện không làm tắc cái lọc (điều này có thể làm thay đổi điều kiện đo, ví dụ làm suy giảm lượng khí được lấy mẫu do hạ áp suất trong buồng đo). Trong trường hợp bị tắc trong khi lấy mẫu bằng cách bơm, sự giảm áp c ó thể gia tăng, dẫn tới suy giảm hoạt động của bộ đo, và có thể dẫn tới việc cái lọc bị xuyên thủng. Tắc trong khi lấy mẫu b ằ ng khuếch tán tự nhiên có thể dẫn tới việc khí trong buồng ph á t hiện không được làm mới. 6.3 Điều kiện lấy mẫu 6.3.1 Khái quát Việc lấy mẫu phải được thực hiện theo quy định trong TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). Địa điểm l ấy mẫu, ngày và giờ lấy mẫu phải được ghi lại. 6.3.2 Lắp đặt thiết b ị lấy mẫu Lắp đặt thiết bị lấy mẫu phải được thực hiện theo quy đ ị nh trong TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). 6.3.3 Khoảng thời gian lấy mẫu Đối với việc liên tục lấy mẫu, khoảng thời gian lấy mẫu tương t h ích với thời gian đo, là khoảng thời gian phù hợp với động lực học của hiện tượng được nghiên cứu. 6.3.4 K hoảng t í ch phân Khoảng tích phân xác định sự phân giải thời gian của phép đo. Các thông số khác nhau nh ư nồng độ hoạt độ dự kiến của radon hoặc động lực học thay đổi mức radon cần ph ả i được tính đến khi lựa chọn khoảng tích phân thích h ợ p. 6.3.5 Thể tích khí được lấy mẫu Đối với việc lấy mẫu chủ động, th ể tích khí được lấy mẫu phải được đo bằng một lưu lượng kế được hiệu chính theo sự thay đổi nhiệt độ và áp suất (được bi ể u thị bằng mét khối tại áp suất và nhiệt độ tiêu chuẩn l à 1,013 hPa và 0 ° C tương ứng). Đối với việc lấy mẫu thụ động, không cần thiết phải đo trực tiếp thể tích khí được lấy mẫu; hệ số hiệu chu ẩ n (tính bằng hoạt độ trên đơn vị thể tích) sẽ được sử dụng. 7 Phương pháp phát hiện Phư ơn g pháp phát hiện được thực hiện b ằ ng cách sử dụng phương pháp thích hợp nh ư được ch ỉ ra trong TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). 8 Đo 8.1 Quy trình Quy tr ì nh đo là đặc trưng cho phương pháp phát hiện được sử dụng. Ví dụ về một quy trì nh đo có sử dụng buồng ion hóa được nêu tr ong Phụ lục A. 8.2 Đại l ư ợng ảnh hư ở ng Các đại lượng khác nhau có thể d ẫ n tới phép đo bị sai lệch và cho ra kết quả không mang tính đại diện. Tùy thuộc vào phương pháp đo và việc kiểm soát các đại lượng ảnh hưởng thông thường như được nêu trong IEC 61577-1 và TCVN 10759-1 (ISO 11665-1), các đại lượng ảnh hưởng sau phải được xem xét cụ thể: a) Nhiệt độ, độ ẩm và sự nhiễu loạn không khí; các biến số này phải được xem xét khi lựa chọn địa điểm đặt thiết bị; b) Bức xạ phông nền; c) Tạp nền c ủ a thiết bị; d) Trường điện từ; e) Sự gia tăng của việc giảm áp suất do tắc cái lọc đầu vào; f) Khả năng tồn tại các nguồn phát xạ alpha khác (radi, các đồng v ị c ủ a r adon, actinit, v . v ...) trong thể tích phát hiện; nếu có nghi ngờ về sự tồn tại của các đồng vị radon khác th ì phải kiểm tra bằng cách sử dụng một hệ thống phù hợp, ví dụ buồng ổn định. g) Khả năng tồn tại các nguồn phát gamma khác trong th ể tích phát hiện. Các khuyến nghị c ủ a nhà sản xuất trong chỉ dẫn vận hành thiết bị đo phải được tuân thủ. 8.3 Hiệu chu ẩ n Toàn bộ thiết bị đo (bộ l ấ y mẫu, lưu lượng kế, detector và các hệ điện tử liên quan) phải được hiệu chuẩn như quy định trong TCVN 10759-1 (ISO 11665-1). Mối quan hệ giữa thông s ố vật lý được đo bởi thiết bị phát hiện (số điện tích, tốc độ đếm, v.v...) và nồng độ hoạt độ của radon trong khí phải được thiết lập dựa trên việc đo không khí có radon-222 chuẩn. Nồng độ hoạt độ radon-222 trong không khí quy chiếu phải truy được về tiêu chu ẩ n khí radon-222 gốc. Kết quả hiệu chuẩn thiết bị phải cho phép truy ra kết quả đo theo chuẩn gốc. 9 Biểu thị kết quả 9.1 Nồng độ hoạt độ radon Nồng độ hoạt độ radon được tính theo Công thức (1): (1) 9.2 Độ không đảm bả o tiêu chuẩn Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC 98-3), độ không đảm bảo tiêu chuẩn của C được tính theo Công thức (2): (2) 9.3 Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện Các giới hạn đặc trưng của đối tượng đo được tính theo IS O 11929. Ví dụ các phép tính độ không đảm bảo và giới hạn đặc trưng được mô t ả trong Phụ lục A cho một phương pháp cụ thể. 9.4 Giới hạn của khoảng t i n cậy Giới hạn dưới, và giới hạn trên c ủ a khoảng tin cậy đ ư ợc tính theo các Công thức (3) và (4) (xem ISO 11929): ( 3 ); ( 4 ); Trong đó: , F là hàm phân bố của phân bố thông thư ờ ng được tiêu chuẩn hóa; w = 1 có thể được xác lập nếu C ≥ 4 × u ( C ), trong trư ờ ng hợp này: g = 0,05 với k 1- g /2 = 19 , 6 thường được chọn theo mặc định. 10 Báo cáo thử nghiệm 10.1 Báo cáo thử nghiệm phải tuân theo các quy định của TCVN ISO/IEC 17025 và phải bao gồm các thông tin sau: a) Viện dẫn tới tiêu chuẩn này; b) Phương pháp đo (liên tục); c) Đặc điểm lấy mẫu ( thụ động hay ch ủ động); d) Thời điểm lấy mẫu (ngày và giờ); e) Khoảng thời gian lấy mẫu; f) Vị trí l ấ y mẫu; g) Các đơn vị biểu thị kết qu ả h) Kết quả thử nghiệm, C ± u ( C ) hoặc C ± U , với giá tr ị k liên đới. 10.2 Có thể đưa các thông tin bổ sung như: a) Mục đích đo; b) Xác suất α , β và (1 - g ); c) Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện; tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng mà có các cách thể hiện kết quả: 1) Nếu nồng độ hoạt độ radon-222 được so sánh với ngư ỡ ng quyết định (xem ISO 11929) thì kết quả của phép đo cần phải th ể hiện l à ≤ C * nếu kết quả thấp hơn ngưỡng quyết định; 2) Nếu nồng độ hoạt độ radon-222 được so sánh v ớ i giới hạn phát hiện thì kết quả đo sẽ được thể hiện là ≤ C # nếu kết quả thấp hơn giới hạn phát hiện. Nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị hướng dẫn thì phải lập thành tài liệu về phương pháp đo không phù hợp cho mục đích của phép đo; d) Tất cả các thông tin liên quan có thể ảnh hưởng đến kết quả: 1) Điều kiện thời tiết vào thời điểm lấy mẫu; 2) Điều kiện thông gió đối với việc đo tr ong nhà (hệ thống thông gió cơ học, cửa ra vào và cửa sổ được mở hay đóng, v.v...) trước khi lấy mẫu (trong khoảng vài giờ) và thời điểm lấy mẫu. 10.3 Kết quả có thể được thể hiện theo mẫu tương tự như được ch ỉ ra trong TCVN 10759-1:2016 (ISO 11665-1:2012), Phụ l ục C . Phụ lục A (Tham khảo) Phương pháp đo sử dụng buồng ion hóa được thông gió và buồng ion hóa dòng A.1 Khái quát Phụ lục này nêu phương pháp đo sử dụng buồng ion hóa, một trong một số phương pháp đáp ứng yêu cầu c ủ a tiêu chuẩn này. Các buồng ion h ó a được thông gi ó và buồng ion hóa dòng hoạt động trong áp suất khí quyển. Phụ lục này sử dụng các ký hiệu trong Điều 3 và các ký hiệu sau. năng lượng trung b ì nh phát ra bởi bức xạ trong khí của buồng cho nhiệt độ T (K) và áp suất p (hPa), t í nh bằng jun . e điện tích, t í nh bằng culong ( e = 1,602 x 10 - 19 C). F C hệ số hiệu chuẩn, tính bằng bequere l trên mét khối trên ampe. f p hệ số hiệu chính cho áp suất không khí, không có thứ nguyên. f T hệ số hiệu ch í nh cho nhiệt độ, không có thứ nguyên. I dòng ion hóa do radon, tính bằng ampe. I g dòng ion hóa cho buồng ion hóa được thông khí, tính bằng ampe. I g dòng ion hóa do bức xạ gamma, tính b ằ ng ampe. I 0 dòng ion h ó a c ủ a phông nền, tính bằng ampe. p e áp suất khí quyển kh i hiệu chuẩn buồng, t í nh bằng hecto p ascal. p m áp su ấ t khí quyển khi vận hành buồng, t í nh bằng hecto pascal. T e nhiệt độ c ủ a khí khi hiệu chuẩn buồng, t í nh b ằ ng kelvin. T m nhiệt độ c ủ a khí khi vận hành buồng, tính b ằ ng kelvin. V ch th ể tích khí trong buồng, tính bằng mét khối. w air năn g lượng trung b ì nh được tiêu thụ đ ể sinh ra một cặp ion trong khí của buồng, tính bằng jun. A.2 Nguyên lý c ủ a ph ươ ng pháp đo Đo liên tục nồng độ hoạt độ radon có sử dụng buồng ion hóa d ò ng dựa trên các yếu tố sau: a) L ấ y mẫu khí chủ động bằng bơm lấy mẫu: Việc lấy mẫu được thực hiện liên tục thông qua các cái lọc để ngăn chặn các sản phẩm phân r ã radon đi vào buồng ion hóa và sử dụng một buồng ổn đ ị nh để loại bỏ sự ảnh hưởng của đồng v ị radon-220. b) Lưu thông mẫu kh í trong buồng ion hóa của thiết b ị đo tại áp suất và nhiệt độ đã biết, giữa hai điện cực với các điện áp khác nhau: Sự tồn tại kh í radon trong thể tích phát hiện của buồng ion hóa gây ra sự phát hạt alpha 5,5 MeV cùng với các hạt khác. Khi chúng đi qua khí trong thể t í ch phát hiện, các hạt này phát ra toàn bộ hoặc một phần năng lượng c ủ a chúng. Năng lượng phát ra được chuyển thành các cặp ion (điện tích dương và âm), với mỗi hạt alpha 5,5 MeV đóng góp vào việc tạo thành khoảng 1,6 x 10 5 cặp ion trong khí. Mỗi loại ion sau đ ó được thu thập b ở i điện cực tương ứng. c) Đo dòng điện (dòng ion hóa) sinh ra bởi sự thu thập các ion được hình th à nh tr ong thể tích phát hiện của buồng ion hóa. d) Xác định sự đóng góp c ủ a bức xạ ion hóa môi trường, đặc biệt bức xạ gamma, đối với dòng điện đo được: Sự ả nh hưởng của bức xạ gamma đối với phép đo radon được xác đ ị nh bằng cách sử dụng buồng bù trừ kín có liên kết với buồng đo. Sự phản ứng của buồng kín chỉ tương xứng với bức xạ gamma môi trường. Sự phản ứng đối với suất liều gamma từ một buồng kim loại 10 L là 10 -16 A/nGy/h (v í dụ ở Pháp, suất liều thay đổi từ 30 nGy/h đến 230 nGy/h [6] ). e) Xác định nồng độ hoạt độ từ dòng ion hóa đo được đã được hiệu ch ỉ nh từ sự đóng góp của bức xạ gamma: Dòng ion hóa phát ra từ buồng ion hóa được thông khí tỷ lệ thuận với: 1) số nguyên tử ra d on có tr ong buồng ph á t hiện mà tại đó lưu thông kh í lấy mẫu, 2) năng lượng trung b ì nh giải phóng trong không khí của buồng bởi bức xạ từ sự phân rã alpha, và 3) năng lượng ion hóa trung bình c ủ a khí tr ong buồng. CHÚ THÍCH: Năng lượng ion h ó a trung bình trong khí thay đổi í t v ớ i các đặc điểm của môi trường khí và loại hạt và năng lượng liên quan (xem B ả ng A.1). Giá tr ị đi ển hình là xấp xỉ 35 eV [ 5 ] . Một hạt beta hoặc gamma phát ra bởi nhân phóng xạ trừ radon và các sản ph ẩ m phân r ã radon c ó trong thể tích phát hiện có th ể làm nhiễu việc đo bằng cách tạo ra 0,05 x 10 5 đến 0,15 x 10 5 cặp i on. Bảng A.1 - Sự đáp ứng của buồng ion hóa 10 L với các hạt nhân phóng xạ khác nhau so với radon [ 1 ][5] Nhân phóng xạ 3 H 14 C 41 Ar 8 5 Kr 133 Xe 222 Rn Năng lư ợ ng trung bình của các hạt liên quan, kev 5 , 7 49,4 464 251 101 5500 Sự đáp ứng so với 222 Rn, % 0 , 1 0,9 8,4 4,5 1,8 100 A.3 Thiết bị Bộ thiết bị gồm các bộ phận sau (xem H ì nh A.1). CHÚ D Ẫ N 1 hệ thống lấy mẫu 2 đầu lấy mẫu 3 cái lọc sơ cấp 4 bộ khử nước trong khí 5 buồng lưu giữ 6 cái lọc sản phẩm phân rã 7 nhiệt kế 8 áp kế 9 buồng ion hóa kín 10 buồng ion hóa thông khí 11 hệ điện tử kèm theo 12 lưu lượng kế 13 bơm Hình A.1 - Sơ đồ cơ bản của h ệ thống đo nồng độ hoạt độ radon với các buồng i on hóa thông khí và buồng ion hóa dòng (bơm được lắp đặt xuôi dòng) a) Một bộ lấy mẫu bao gồm một đầu lấy mẫu, cái lọc sơ c ấ p ở đầu v à o và bộ khử nước trong k hí. Trong trường hợp dự đo á n c ó nồng độ lớn các hạt lơ lửng th ì cái lọc sơ cấp phải đư ợ c đặt trong hoặc ngay sau đầu lấy mẫu. Cái lọc sơ cấp được làm bằng vật liệu có khả năng chịu độ ẩm tốt và sự giảm áp suất rất thấp và nó không giữ radon. b) Một buồng ổn định, trong trường h ợ p có sự ảnh hưởng của đ ồ ng vị radon-220. Để loại bỏ radon-220, thời gian lưu khí trong buồng ổ n định phải í t nhất bằng năm lần thời gian bán rã phóng xạ c ủ a radon-220. c) Một cái lọc với sự giảm áp suất thấp tại lối vào của th ể tích phát hiện. Cái lọc này nhằm chặn lại tất cả sản phẩm phân rã radon dạng rắn có trong khí được lấy mẫu ngay trước khi phân tích. N ó được đặt gần buồng ion hóa nhất có thể. Do kích thước của các hạt sol khí mang s ả n ph ẩ m phân rã radon dạng rắn nhìn chung nhỏ hơn 1 μm nên cái lọc phải thuộc loại lọc tuyệt đối. d) Một buồng ion hóa được thông khí tạo thành thể tích phát hiện (buồng đo). Nó bao gồm một vỏ b ọ c kim loại với thể tích thể tích phát hiện từ vài centimet khối đến vài chục lít . e) Một buồng ion hóa k í n được sử dụng để bù trừ bức xạ gamma môi trường (buồng bù trừ). Buồng bù t r ừ có các đặc điểm giống như các đặc điểm c ủ a buồng đo mà nó được sử dụng cùng. f) Các hệ điện t ử phù hợp để cho phép đo trực tiếp dòng ion hóa yếu (xấp x ỉ 10 - 12 A đến 10 - 15 A). g) Một bơm kh í với đặc điểm hoạt động phù hợp với th ể tích của buồng ion hóa (lưu lượng bảo đảm đ ủ làm mới khí trong thể tích phát hiện). Bơm kh í phải được lắp đặt trước hoặc sau buồng đo. h) Trong các trường hợp cụ thể: các đầu đo lưu lượng, áp suất và nhiệt độ. A.4 Lấy mẫu Điều kiện lấy mẫu phải theo quy định tại Điều 6. Nếu việc lấy mẫu được thực hiện ngoài trời, đầu lấy mẫu phải có thêm thiết bị che chắn ảnh hư ở ng c ủ a thời tiết (xem TCVN 10759-1 (ISO 11665-1)). Cái lọc sơ c ấ p và cái lọc phải được thay thế thường xuyên, đặc biệt nếu chúng có dấu hiệu bị tắc. Việc lấy mẫu chủ động được thực hiện liên tục với một bơm lấy mẫu c ó các đặc điểm phù hợp với thể tích c ủ a buồng ion hóa. Khí trong thể tích phát hiện nên được làm mới từ một đến ba lần một phút. Đối với buồng ion hóa 10 L, tốc độ lấy m ẫ u 20 L/ min là phù hợp. Bơm có thể được lắp trước hoặc sau buồng ion hóa. Hoạt động c ủ a bơm không được làm ô nhiễm buồng ion hóa. Chênh lệch áp suất giữa buồng ion hóa và nơi lấy mẫu phải được giữ trong dải ch ấ p nhận được (± 50 hPa) để bảo đảm tính chính xác c ủ a phép đo và tính to à n v ẹ n c ủ a hệ thống. Chênh lệch áp suất được kiểm tra bằng cách quan trắc sự giảm áp tại biên cái lọc {trong đó Δ p min = cái lọc được thông lỗ và Δ p max = cái lọc bị tắc). Hệ thống phải không b ị rò r ỉ để bảo đảm phép đo radon ch ỉ thực hiện trong khí được lấy mẫu qua đầu lấy mẫu. A.5 Các đại lư ợ ng ảnh h ư ởng Ngoái các đại lượng ả nh hưởng được nêu trong 8.2, phải t í nh tới các đại lượng sau: a) Hai buồng ion hóa phải được đặt trong cùng một trường bức xạ đồng nh ấ t. Tránh để nguồn ph ó ng xạ gần một trong hai buồng ion hóa và nguồn ph ó ng xạ phải được đặt cách các buồng ion h ó a càng xa càng tốt. b) Khí được theo dõi phải có độ ẩm tư ơn g đối dưới 80 %. Nếu điều kiện độ ẩ m c ủ a khí được lấy mẫu không phù hợp với hoạt động c ủ a buồng th ì phải giảm độ ẩ m tương đối (ví dụ, bằng cách tăng nhiệt độ trong buồng phát hiện). Tuy nhiên, nhiệt độ trong buồng ion hóa phải duy tr ì dưới 60 ° C . c) Trong khi đo, nếu độ chênh lệch nhiệt độ và áp suất tương ứng vượt quá ± 20 ° C và ± 50 hPa th ì cần phải có sự hiệu chính. Các kh u yến nghị của nhà sản xuất trong hướng dẫn vận hành cho thiết bị đo ph ả i được tuân th ủ . A.6 Biểu thị kết quả A.6.1 Nồng độ hoạt độ radon Nồng độ hoạt độ radon được tính theo Công thức (1). Từ đ ây suy ra Công thức (A.1): với và (A.1) Trong đó (A.2) (A.3) (A.4) Thực tế, có thể nhiệt độ đo được, T m , và áp suất đo được, p m , không khác biệt nhiều so với các giá tr ị hiệu chu ẩ n T e và p e Trong trường hợp này, Công thức (A.1) có thể được đơn giản hóa. A.6.2 Độ không đ ả m bảo tiêu chuẩn Độ không đ ả m bảo tiêu chu ẩ n của C thu đ ược từ Công thức (2). Từ đây suy ra Công thức (A.5): (A.5) Trong đó: (A . 6) độ không đảm bảo c ủ a nhiệt độ hiệu chuẩn, T e , và áp suất hiệu chu ẩ n, p e , được coi như không đáng kể. (A.7) (A.8) (A.9) hằng số k I do nhà sản xuất cung c ấ p. Trong Công thức (A.5), các độ không đảm bảo c ủ a các giá trị gắn với thiết bị (cảm bi ế n nhiệt độ và áp suất, v.v...) đã được biết. Đ ể tính các giới hạn đặc trưng theo ISO 11929 thì cần phải có , tức là độ không đảm bảo tiêu chu ẩ n của C như một hàm của giá trị thực c ủ a nó, được tính theo Công thức (A.10): (A.10) A.6.3 Ngưỡng quyết định Ngưỡng quyết định C * thu được theo Công thức (A.10) với (xem ISO 11929). Từ đây suy ra Công thức (A.11): (A.11) α = 0,05 với k 1- α = 1,65 thường được chọn theo mặc định. A.6.4 Giới hạn phát hiện Giới hạn phát hiện, C # , được t í nh theo Công thức (A.12) (xem ISO 11929): (A.1 2 ) β = 0,05 với k 1- β = 1,65 thường được chọn theo mặc định. Giới hạn phát hiện có thể được tính bằng cách giải Công thức (A.12) để t ì m C # hoặc, đơn giản hơn, bằng c á ch lặp lại với việc lấ y x ấ p x ỉ C # = 2 × C * cho vế phải c ủ a Công thức (A.12). Thu được C # với k 1- β = k 1- β = k : Giá trị α = β = 0,05 và do đó k 1- α = k 1- β = 1,65 thường được chọn mặc định. THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nuclear Data Base issued from the Decay Data Evaluation Project. Available at: http://www.nucleide.org/DDEP_WG/DDEPdata.htm [2] UNSCEAR 2006 Report: Effects of ionizing radiation (Vol. 1, report to the General Assembly and two scienti f ic annexes). United Nations Publication, New York, 2008 [3] Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire - Direction Générale de la Santé. Campagne nationale de mesure de I' exposition domestique au r a don. Bilan et représentation cartographique des mesures au 1 Janvier 2000 [4] NeuillyM. Modélisation et estimation des erreurs de mesure. Technique et documentation. CETAMA, Éditions Lavoisier, Paris, 1993 [5] ICRU 31, Average energy requ i red to produce an ion pair. International Commission on Radiation, Units and Measurements, 1979 [6] Bilan de I' état radiologique de I 'environnement f rançais en 2007. Synthèse des résultats des réseaux de surveillance de I' IRSN. Report DEI/SESURE-2008-48, 2008 [7] TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), Độ không đảm b ả o đo - Phần 3: Hướng dẫn biểu thị độ không đảm bảo đo. (GUM: 1995)