ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Thị Xuân Đến
TÌM HIỂU VỀ MÔ HÌNH VÀ PHẦN MỀM
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN PHÓNG XẠ
TỚI MÔI TRƢỜNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2016
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
Nguyễn Thị Xuân Đến
TÌM HIỂU VỀ MÔ HÌNH VÀ PHẦN MỀM
ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA CÁC NHÂN PHÓNG XẠ
TỚI CÁC MÔI TRƢỜNG
Chuyên ngành:
Vật lý nguyên tử
Mã số:
60440106
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS Nguyễn Hào Quang
Hà Nội – Năm 2016
MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN .......................................................................................................... iii
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN ................. iv
DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN .........................................v
CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................................................................... vii
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN.....................................................................................4
1.1
Mục đích .......................................................................................................5
1.2
Cơ sở của phƣơng pháp trong ERICA ......................................................5
1.2.1 Mô hình dịch chuyển ..................................................................................6
1.2.2 Phép đo liều ................................................................................................9
1.2.2.1 Hệ số chuyển đổi liều .............................................................................9
1.2.2.2 Tính toán suất liều ...............................................................................10
1.2.3 Các tiêu chuẩn đánh giá tác động của bức xạ tới môi trƣờng. ............11
1.2.3.1 Các tiêu chuẩn dựa trên phân bố độ nhạy cảm của các loài ( SSD) 12
1.2.3.2 Các tiêu chuẩn dựa trên phƣơng pháp hệ số an toàn (SF) ..............13
1.2.3.3 Tác động của phóng xạ tới hệ sinh thái: động vật, thực vật ............17
1.2.4 Mô hình SRS-19 .......................................................................................18
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU-PHẦN
MỀM ERICA ...........................................................................................................21
2.1 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu ................................................................21
2.1.1 Các nhân phóng xạ ...................................................................................21
i
2.1.2 Các sinh vật tham chiếu ...........................................................................23
2.2 Chi tiết về phƣơng pháp đánh giá theo từng mức trong phần mềm
ERICA. ...................................................................................................................24
2.2.1
Mức 1 .......................................................................................................27
2.2.2
Mức 2 .......................................................................................................29
2.1.3
Mức 3 .......................................................................................................32
2.3
Hƣớng dẫn sử dụng phần mềm ERICA ....................................................35
2.3.1 Thêm các đồng vị phóng xạ......................................................................36
2.3.2 Mô tả tên, chi tiết các sinh vật. ................................................................36
CHƢƠNG 3: SỬ DỤNG PHẦN MỀM ERICA ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG CỦA
NHÂN PHÓNG XẠ TỚI MÔI TRƢỜNG. ...........................................................38
3.1 Khu vực Drigg Coast, vƣơng quốc Anh ......................................................38
3.1.1 Tình trạng ..................................................................................................39
3.1.2 Bài toán ......................................................................................................41
3.2 Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ ..53
3.2.1 Tình trạng .................................................................................................53
3.2.2 Bài toán .....................................................................................................53
KẾT LUẬN ..............................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................60
ii
LỜI CẢM ƠN
Để có được bản luận văn này, em xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và
sâu sắc nhất đến T.S Nguyễn Hào Quang -Viện Năng lượng nguyên tử Việt Nam đã
trực tiếp tận tình hướng dẫn, dìu dắt, giúp đỡ em trong suốt quá trình triển khai,
nghiên cứu và hoàn thành Luận văn.
Em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các Thầy cô giáo – Khoa Vật lý, Đại
học Khoa học Tự nhiên Hà Nội đã giảng dạy và truyền đạt những kiến thức khoa
học chuyên ngành bổ ích cho bản thân em trong những năm tháng qua.
Em xin ghi nhận công sức và những đóng góp quý báu và nhiệt tình của các
bạn trong lớp cao học Vật lý khóa 2014-2016 đã đóng góp ý kiến và giúp đỡ em
trong quá trình làm luận văn này. Để hoàn thành luận văn này, em xin cám ơn nhà
trường đã tạo điều kiện hướng dẫn và giúp đỡ em, đặc biệt là sự quan tâm động viên
khuyến khích và cảm thông sâu sắc của gia đình.
Cuối cùng, em rất mong nhận được sự đóng góp, nhận xét và phê bình của
quý Thầy cô và tất cả bạn đọc.
Em xin chân thành cảm ơn!
iii
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Hình 1.1: Cơ sở đánh giá trong ERICA
Hình 1.2: Mô hình hệ sinh thái dƣới biển [4]
Hình 1.3: Hàm phân bố độ nhạy loài [7]
Hình 2.1: Cấu trúc của phƣơng pháp tích hợp ERICA [5]
Hình 3.1: Vị trị lấy mẫu trong Khu vực Drigg Coast, vƣơng quốc Anh [7]
Hình 3.2:
Kết quả về hiệu ứng ở mức 2 tại khu vực Drigg Coast
Hình 3.3:
Đồ thị so sánh suất liều trong sinh vật tại mức 2 và mức 3
Hình 3.4:
Kết quả hiệu ứng ở mức 3 tại khu vực Drigg Coast
Hình 3.5:
Kết quả về rủi ro ở mức 2 tại Khu vực xóm Dấu, xã Đông Cửu,
huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ
Hình 3.6:
Kết quả về hiệu ứng ở mức 2 tại Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông
Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ
Hình 3.7:
Kết quả ở mức 3 tại Khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện
Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ
iv
DANH MỤC BẢNG SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
Bảng 1.1: Phƣơng pháp sàng lọc đối với hệ sinh thái trên cạn [7]
Bảng 1.2: Phƣơng pháp sàng lọc đối với hệ sinh thái dƣới nƣớc [7]
Bảng 2.1 Các nhân phóng xạ mặc định trong ERICA [4]
Bảng 2.2: Các hạt nhân con cháu đƣợc sử dụng trong hệ số chuyển đổi liều [4]
Bảng 2.3: Danh sách các sinh vật tham chiếu mặc định trong hệ sinh thái
tƣơng ứng của phần mềm ERICA [4].
Bảng 2.4: Đánh giá rủi ro ở mức 2
Bảng 3.1: Số liệu phông phóng xạ - nồng độ hoạt độ trong đất của các nhân
phóng xạ [7]
Bảng 3.2: Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất tại khu vực Drigg
Coast [7]
Bảng 3.3: Số liệu về hệ số chiếm cứ, kính thƣớc, khối lƣợng của các sinh vật
đại diện cho khu vực Drigg Coast [7]
Bảng 3.4: Kết quả rủi ro cho mức 1 tại khu vực Drigg Coast
Bảng 3.5: Số liệu đầu vào mức 2 – Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ
trong sinh vật tại khu vực Drigg Coast [7]
Bảng 3.6: Kết quả thu đƣợc ở mức 2 tại khu vực Drigg Coast
Bảng 3.7: Kết quả suất liều trong sinh vật mức 3 tại khu vực Drigg Coast
Bảng 3.8: Kết quả ở mức 1 với phông phóng xạ tự nhiên tại khu vƣc Drigg
Coast
v
Bảng 3.9: Nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong đất và cây sắn (cây
lƣơng thực) tại khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh
Phú Thọ [1]
Bảng 3.10: Kết quả thu đƣợc ở mức 1 tại khu vực xóm Dấu Cỏ, xã Đông Cửu,
huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ
Bảng 3.11: Kết quả suất liều cho sinh vật ở mức 3 khu vực xóm Dấu Cỏ, xã
Đông Cửu, huyện Thanh Sơn, tỉnh Phú Thọ
vi
CÁC CHỮ VIẾT TẮT
AW
Ash weight - Khối lƣợng tro
CR
Concentration Ratio - Tỉ lệ nồng độ
DCC
Dose Conversion Coefficient - Hệ số chuyển đổi liều
DW
Dry weight -Khối lƣợng khô
EC
European Commission - Ủy bản châu Âu
EIA
Environmental Impact Assessment - Đánh giá tác động môi
trƣờng
EMCL
Environmental Media Concentration Limits - Giới hạn nồng
độ hoạt độ môi trƣờng
ERA
Ecological Risk Assessment -Đánh giá rủi ro sinh thái
ERICA
Environmental Risk from Ionising Contaminants: Assessment
and Management -Quản lý và đánh giá tác động của nhân
phóng xạ tới môi trƣờng
EAEC
European Atomic Energy Community - Cộng đồng Năng
lƣợng nguyên tử châu Âu
EU
European Union- Liên minh châu Âu
FASSET
Framework for Assessment of Environmental Impact - Quy
trình đánh giá tác động môi trƣờng
FW
Fresh weight –Khối lƣợng tƣơi
HDR
Hazardous Dose Rate -Suất liều ảnh hƣởng độc hại
HNED(R)
The highest no effect dose or dose rate- Suất liều cao nhất mà
không có ảnh hƣởng sinh học
vii
IAEA
International Atomic Energy Agency - Cơ quan năng lƣợng
nguyên tử quốc tế
ICRP
International Commission on Radiological Protection - Ủy ban
quốc tế về bảo vệ phóng xạ
MB
Morbidity - Mắc bệnh
MT
Mortality - Tử vong
MUT
Mutation - Đột biến
PCC
Pearson Correlation Coefficient - Hệ số tƣơng quan Pearson
pdf
Probability distribution function - Hàm phân bố xác suất
PNEC
Predicted No-Effect Concentration – Giá trị nồng độ hoạt độ
dự đoán không ảnh hƣởng
PNED(R)
Predicted No-Effect Dose (Rate) – giá trị suất liều dự đoán
không ảnh hƣởng
RC
Reproductive Capacity - Sinh sản
RQ
Risk Quotient - Mức rủi ro
SCC
Spearman Rank Correlation Coefficient - Hệ số tƣơng quan
Spearman
SF
Safety factor - Hệ sốan toàn
SRS-19
Safety Report Series no 19 – Mô hình SRS-19
SSD
Species Sensitivity Distribution - Phân bố độ nhạy cảm loài
UF
Uncertainty factor - Hệ số sai số
viii
UNSCEAR
The United Nations Scientific Committee on the Effects of
Atomic Radiation - Ủy ban khoa học của Liên hợp quốc về ảnh
hƣởng của bức xạ nguyên tử.
USDOE
United States Department of Energy - Bộ năng lƣợng Hoa Kỳ
ix
MỞ ĐẦU
Ngày nay, các nhà máy điện hạt nhân đã và đang tạo ra nguồn năng lượng rất
lớn phục vụ cho nhu cầu của con người. Nhiều nhà máy điện hạt nhân và lò phản
ứng được xây dựng làm tăng ô nhiễm phóng xạ do rò rỉ phóng xạ, đặc biệt là các sự
cố nổ lò phản ứng hạt nhân (Chenobyl (Nga), Fukushima Daiichi (Nhật Bản), Three
Mile Island (Mỹ), Windscale (Anh)…) đã gây ảnh hưởng rất lớn đối với môi trường
và tác động xấu đến cuộc sống của con người. Các chất thải chứa chất phóng xạ
chưa qua xử lí được thải trực tiếp ra môi trường xung quanh làm tăng hoạt độ chất
phóng xạ trong môi trường. Việc khai thác, chế biến đất hiếm có nguy cơ gây ô
nhiễm môi trường cao do trong quặng đất hiếm có khoáng chất như urani, thori…
mang tính phóng xạ với cường độ cao gây ô nhiễm phóng xạ và phương pháp chế
biến đất hiếm cần sử dụng nhiều hóa chất ảnh hưởng đến môi trường.
-
Bức xạ tự nhiên
Một phần của phông phóng xạ là bức xạ vũ trụ đến từ không gian. Chúng hầu
hết bị cản lại bởi khí quyển bao quanh Trái đất, chỉ một phần nhỏ tới được Trái đất.
Trên đỉnh núi cao hoặc bên ngoài máy bay, độ phóng xạ lớn hơn nhiều so với ở mặt
biển. Các chất phóng xạ có đời sống dài có trong thiên nhiên thường ở dạng các
chất bẩn trong nhiên liệu hoá thạch. Trong lòng đất, các chất như vậy không làm ai
bị chiếu xạ, nhưng khi bị đốt cháy, chúng được thải vào khí quyển rồi sau đó
khuyếch tán vào đất, làm tăng dần phông phóng xạ.
Nguyên nhân chung nhất của sự tăng phông phóng xạ là Radon, một chất khí
sinh ra khi Radi kim loại phân rã. Các chất phóng xạ khác được tạo thành trong quá
trình phân rã tồn tại tại chỗ trong lòng đất, nhưng Radon thì bay lên khỏi mặt đất.
Nếu nó lan toả rộng và hoà tan đi thì không gây ra nguy hại gì, nhưng nếu một
ngôi nhà xây dựng tại nơi có Radon bay lên tới mặt đất, thì Radon có thể tập trung
trong nhà đó, nhất là khi các hệ thống thông khí không thích hợp. Radon tập trung
trong nhà có thể lớn hơn hàng trăm lần, có khi hàng ngàn lần so với bên ngoài.
1
Loại trừ khí Radon, bức xạ tự nhiên không có hại đối với sức khoẻ. Nó là một
phần của tự nhiên và các chất phóng xạ có trong cơ thể con người cũng là một phần
của tạo hoá.
-
Bức xạ nhân tạo
Những hoạt động của con người cũng tạo ra các chất phóng xạ được tìm thấy
trong môi trường và cơ thể. Một số chất đã được thải vào khí quyển do các vụ thử
vũ khí hạt nhân và phần nhỏ hơn nhiều là các nhà máy điện hạt nhân. Những giới
hạn phát thải được phép đối với nhà máy điện hạt nhân bảo đảm chúng không gây
tác hại gì. Hầu hết các chất phóng xạ sinh ra từ phân hạch hạt nhân nằm trong chất
thải phóng xạ và được lưu giữ cách biệt với môi trường.
Do đó việc xác định và đánh giá liều lượng phóng xạ mà sinh vật nhận được là
khá quan trọng để kiểm soát mức độ ảnh hưởng của môi trường đối với sinh vật và
cuộc sống của con người.
Phương pháp phổ biến và chính xác nhất để xác định liều mà sinh vật nhận
được do các đồng vị phóng xạ gây ra là lấy mẫu và phân tích trong phòng thí
nghiệm. Tuy nhiên công việc này cần kết hợp với việc sử dụng các mô hình mô tả
quá trình xâm nhập của các nhân phóng xạ vào trong các cấu phần của hệ sinh thái
để có thể đánh giá các tác động xấu của các nhân phóng xạ tới môi trường một cách
nhanh và hiệu quả hơn. ERICA là một phương pháp hiệu quả để tính toán suất liều
và xem xét ảnh hưởng xấu của chúng tới sinh vật dựa trên sự phân chia hệ sinh thái
thành các cấu phần nhỏ là hệ sinh thái trên cạn, hệ sinh thái nước ngọt và hệ sinh
sinh thái biển. Luận văn “Tìm hiểu về mô hình và phần mềm đánh giá tác động của
nhân phóng xạ tới môi trƣờng” giới thiệu về phần mềm tính toán liều phóng xạ
trong môi trường ERICA và sử dụng nó để phân tích và đánh giá tác động của các
nhân phóng xạ tới các môi trường tại hai khu vực Drigg Coast, vương quốc Anh và
khu vực Phú Thọ, Việt Nam.
Luận văn được trình bày trong ba chương:
2
-
Chương 1 trình bày về mục đích, cở sở của phương pháp và các mô hình
trong phần mềm ERICA;
-
Chương 2 trình bày chi tiết về phần mềm ERICA và cách sử dụng phần mềm
cho tính toán rủi ro trong môi trường;
-
Chương 3 sử dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của các nhân
phóng xạ tới các môi trường tại hai khu vực Drigg và khu vực ở Phú Thọ.
Một vài kết luận và kiến nghị của tác giả được trình bày ở cuối luận văn.
3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN
ERICA là dự án được tài trợ bởi Cộng đồng nguyên tử châu Âu
(EURATOM), bao gồm 15 tổ chức trong 7 nước Châu Âu (Anh, Pháp, Đức, Tây
Ban Nha, Wale, Ai-len, Thụy Điển) tham gia vào dự án này. Dự án được thực hiện
từ năm 2004 tới 2007 với mục đích hỗ trợ, giúp đỡ các nước châu Âu đánh giá tác
động của bức xạ ion hóa tới môi trường và bảo vệ môi trường khỏi các ảnh hưởng
xấu của chất phóng xạ [2]. Hiện nay, ngoài các nước trong khu vực châu Âu thì
một số quốc gia khác cũng sử dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của các
nhân phóng xạ trong môi trường như: Nhật, Nga (ứng dụng vào đánh giá trong sự
cố nhà máy điện hạt nhân), Úc (đánh giá tác động của phóng xạ xung quanh khu
vực lưu trữ chất thải phóng xạ, nước cộng hòa Komi (đánh giá ảnh hưởng xấu của
phóng xạ tự nhiên tới sinh vật)…
Phương pháp tích hợp ERICA là phương pháp bảo vệ môi trường khỏi các
tác động xấu của phóng xạ bao gồm các yếu tố về đánh giá, đặc điểm rủi ro và quản
lý. Phương pháp hướng dẫn người dùng cách xây dựng vấn đề và thực hiện các
đánh giá tác động. Đánh giá trong ERICA được chia thành ba mức là: mức sàng lọc
chung, mức sàng lọc riêng và mức phân tích chi tiết, được dựa trên các khái niệm
sinh vật tham chiếu liên quan tới liều chiếu, liều ảnh hưởng và các nhóm động thực
vật tương thích với phương pháp đánh giá của ICRP [2].
ERICA là một phần mềm tính toán linh hoạt có cấu trúc dựa theo phương
pháp tích hợp ERICA để đánh giá rủi ro sinh học trong sinh vật. Phần mềm cũng
liên kết với cơ sở dữ liệu hiệu ứng bức xạ trong FREDERICA-được biên soạn qua
các tài liệu khoa học, thí nghiệm tác dụng bức xạ và các nghiên cứu thực địa, xung
quanh các nhóm động vật hoang dã khác nhau với hầu hết dữ liệu và phân loại rộng
rãi theo hiệu ứng sinh học, bao gồm bốn loại hiệu ứng chính: mắc bệnh, tử vong,
sinh sản và đột biến. Trong đó, cơ sở dữ liệu được xây dựng dựa trên các sinh vật
tham chiếu, mỗi sinh vật tham chiếu có quy định riêng về hình học, khối lượng và
chúng đại diện cho các sinh vật trên đất liền, trong nước ngọt và hệ sinh thái biển.
4
1.1 Mục đích
Áp dụng phần mềm ERICA để đánh giá tác động của nhân phóng xạ tới môi
trường, bảo vệ sinh vât, môi trường khỏi tác động xấu của phóng xạ. Trên thực tế,
các đánh giá để xác định liều phóng xạ và ước tính ảnh hưởng của chúng tới con
người là rõ ràng, chi tiết và phát triển hơn so với hệ sinh thái. Tuy nhiên, khi đề cập
tới sinh vật, người ta cho rằng mức độ an toàn bức xạ đối với con người cũng sẽ là
đủ để bảo vệ môi trường tự nhiên. Theo Ủy ban Quốc tế về an toàn bức xạ (ICRP)
đã tuyên bố năm 1977: “Các nguyên tắc hướng tới mục tiêu an toàn bức xạ là phù
hợp, hiệu quả và duy trì điều kiện an toàn cho các nồng độ hoạt độ liên quan tới
con người. Mức độ an toàn được yêu cầu để bảo vệ con người là phù hợp để bảo
vệ các loài khác” [2].
Năm 1990, ICRP quan tâm tới hướng di chuyển phóng xạ trong môi trường
và cho rằng: Các tiêu chuẩn để kiểm soát môi trường để bảo vệ con người ở mức
độ hiện nay được cho rằng sẽ đảm bảo an toàn cho các sinh vật khác tránh khỏi các
rủi ro. Con đường chiếu phóng xạ tới con người và sinh vật rất khác nhau kể cả khi
sinh sống trong cùng một môi trường, do đó, suất liều nhận được cũng khác nhau.
Ví dụ, trong hệ sinh thái biển, liều mà sinh vật đáy nhận được rất cao, trong khi liều
mà con người nhận được lại ở dưới ngưỡng phát hiện. Do vậy, rủi ro mà con người
nhận được sẽ khác so với rủi ro mà môi trường nhận được và đánh giá rủi ro sinh
học được sử dụng để đánh giá các ảnh hưởng xấu có thể gây ra cho sinh vật do bị
chiếu xạ [2].
1.2 Cơ sở của phƣơng pháp trong ERICA
Cơ sở của phương pháp ERICA là dựa vào các mô hình dịch chuyển, phép
đo liều, các tiêu chuẩn và hiệu ứng sinh học trong các sinh vật tham chiếu. Trong
trường hợp, số liệu về nồng độ hoạt độ môi trường bị thiếu thì phần mềm ERICA
cung cấp cho người dùng mô hình phát tán để ước lượng nồng độ hoạt độ môi
trường.
5
Hình 1.1: Cơ sở đánh giá trong ERICA
1.2.1 Mô hình dịch chuyển
Trong mỗi hệ sinh thái (hệ sinh thái trên cạn, nước ngọt và biển) sẽ có mô
hình dịch chuyển riêng. Mỗi mô hình dịch chuyển thể hiện mối quan hệ giữa nguồn
phát, hướng di chuyển của nhân phóng xạ và sinh vật tham chiếu. Hình 1.2 là ví dụ
mô hình đối với hệ sinh thái dưới biển.
6
Hình 1.2: Mô hình hệ sinh thái dƣới biển [4]
Chú thích:
Là tương tác chắc chắn xảy ra
Là tương tác có thể xảy ra;
Nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong sinh vật được ước tính từ nồng độ
hoạt độ của nhân phóng xạ trong môi trường sử dụng các tỷ số nồng độ hoạt độ
(CR) cho hệ sinh thái trên cạn, hệ số phân bố (Kd) cho hệ sinh thái dưới nước, CR
và Kd được định nghĩa theo công thức (1.1), (1.2) và (1.3):
Đối với sinh vật tham chiếu trên cạn:
(1.1)
Trong đó:
-
ACbio là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong sinh vật (Bq/ kg fw);
7
-
ACsoil là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong đất (Bq /kg dw);
Trường hợp ngoại lệ cho các nguyên tố H-3, C-14, P-32 và S-35:
(1.2)
Trong đó:
-
ACair là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong không khí (Bq/ m3);
Đối với hệ sinh thái dưới nước (Kd là hệ số phân bố được sử dụng để mô tả tỉ
số nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong trầm tích và trong nước):
(1.3)
Trong đó:
-
ACsed là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong trầm tích (Bq /kg dw).
-
ACwater là nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong nước (Bq/ l).
Tuy nhiên, người dùng nên ưu tiên các giá trị CR có được từ thực nghiệm. Cơ sở
dữ liệu mặc định chứa các giá trị về trung bình toán học cùng với độ lệch chuẩn, các
giá trị lớn nhất, nhỏ nhất, hàm phân bố xác suất (pdf), số lượng dữ liệu đầu vào.
Trong trường hợp, nồng độ hoạt độ phóng xạ đang giảm (do ngừng các nồng độ
hoạt độ hạt nhân hoặc khắc phục hậu quả tai nạn phóng xạ), giả định về trạng thái
cân bằng giữa nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong môi trường và trong
các sinh vật (tỉ lệ nồng độ hoạt độ) có thể dẫn đến việc đánh giá thấp liều lượng
trong sinh vật.
8
1.2.2 Phép đo liều
Chiếu xạ được ước tính bằng suất liều hấp thụ (năng lượng được truyền bởi
bức xạ ion hóa qua một đơn vị khối lượng của một sinh vật trong một đơn vị thời
gian, đơn vị là μGy/ h, được sử dụng trong phần mềm ERICA). Giá trị suất liều hấp
thụ được xác định dựa trên nồng độ hoạt độ trong các hệ sinh thái và sinh vật tham
chiếu và hệ số chuyển đổi liều.
Ước tính suất liều hấp thụ (μGy /h) trong phần mềm ERICA, cho phép giải
thích ảnh hưởng của nồng độ hoạt độ của các nhân phóng xạ trong môi trường và
sinh vật. Các nhân phóng xạ có trong môi trường gây ra cả chiếu xạ ngoài và chiếu
xạ trong đối với sinh vật. Chiếu xạ trong tăng do sự hấp thụ các nhân phóng xạ vào
cơ thể nhờ con đường tiêu hóa hoặc hô hấp và được xác định bởi nồng độ hoạt độ
của các nhân phóng xạ trong sinh vật, kích thước của sinh vật, loại và năng lượng
của các bức xạ phát ra. Chiếu xạ ngoài phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: mức độ ô
nhiễm trong môi trường, mối quan hệ hình học giữa nguồn bức xạ và sinh vật tham
chiếu, môi trường sống, kích thước cá thể, tính chất của vật liệu che chắn và các
tính chất vật lý của nhân phóng xạ.
1.2.2.1 Hệ số chuyển đổi liều
Mối quan hệ giữa nồng độ hoạt độ của nhân phóng xạ trong mỗi sinh vật và
suất liều hấp thụ được mô tả bởi hệ số chuyển đổi liều (DCC, đơn vị là (µGy /h)/
(Bq/ kg) fw). Trong trường hợp đơn giản nhất, giả sử sinh vật tồn tại trong môi
trường đồng nhất, vô hạn và có phân bố phóng xạ đồng nhất, dưới điều kiện trên,
hệ số chuyển đổi liều hấp thụ chiếu trong- DCCint và chiếu ngoài - DCCext cho bức
xạ đơn lẻ được định nghĩa như hàm của năng lượng hấp thụ với công thức (1.4) và
(1.5):
(1.4)
(1.5)
9
- Xem thêm -