Nghiên cứu, thiết kế hệ thống giám sát phóng xạ trong môi trường.

- 1 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 DANH MỤC BẢNG 6 LỜI MỞ ĐẦU 8 CHƢƠNG 1 PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 9 1.1.
- Tổng quan về phóng xạ trong môi trƣờng 9 1.1.1.
- Các tia phóng xạ 9 1.1.3.
- Tổng quan các đại lượng đo lường phóng xạ 12 1.2.
- Nguồn gốc phóng xạ trong môi trƣờng 14 1.2.1.
- Các đồng vị phóng xạ tự nhiên 15 1.2.2.
- Các quá trình phát tán chất thải phóng xạ trong khí quyển 17 1.2.3.
- Những nguồn phóng xạ nhân tạo 20 1.3.
- Đánh giá tác động phóng xạ trong môi trƣờng 24 1.3.1.
- Đánh giá chung ảnh hưởng của các nguồn bức xạ đối với các cơ thể sống27 CHƢƠNG 2 ĐO ĐẾM PHÓNG XẠ 30 2.1.
- Tổng quan đo phóng xạ trong môi trƣờng 30 2.1.1.
- Các đơn vị đo lường phóng xạ 30 2.1.2.
- Khái niệm chu kỳ bán rã trong đo lường phóng xạ 31 2.2.
- Các thiết bị đầu đo phóng xạ 31 2.2.1.
- Thực nghiệm đo phóng xạ trong môi trƣờng tại Việt Nam 42 2.3.1.
- Hiện trạng phóng xạ, kết quả đo phóng xạ một số khu vực tại Việt Nam44 2.4.
- Kết luận về hoạt động đo lƣờng giám sát phóng xạ tại Việt Nam 47 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 48 3.1.
- Lựa chọn đầu đo phóng xạ 49 3.2.2.
- Mô phỏng hoạt động của khối đo phóng xạ 57 3.2.6.
- Lập trình phần mềm hiển thị hoạt độ phóng xạ 66 3.4.
- Áp dụng hệ thống giám sát phóng xạ phục vụ NMĐHN 72 4.2.1.
- 11 Hình 1-3 Hoạt độ phóng xạ.
- 13 Hình 1-4 Mô hình một hệ thống giám sát phóng xạ trong môi trường.
- 32 Hình 2-2 Phóng xạ Cerenkov.
- 41 Hình 3-1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát nồng độ phóng xạ không dây.
- 48 Hình 3-2 Sơ đồ phần cứng của thiết bị đo nồng độ phóng xạ không dây.
- 57 Hình 3-11 Thiết lập hoàn chỉnh các khối đo và hiển thị phóng xạ trên Proteus.
- 69 Hình 3-20 Mạch đo và hiển thị nồng độ (hoạt động) phóng xạ.
- 71 Hình 3-23 Kết quả đo nồng độ phóng xạ theo thời gian.
- 21 Bảng 1-7 Hàm lượng các đồng vị phóng xạ điển hình trong các loại đất đá (Nguồn: Báo cáo tác động môi trường, Nghiên cứu tiền khả thi NMĐHN tại Việt Nam, Viện Năng lượng, 9/2003.
- 24 Bảng 1-8 Hàm lượng các đồng vị phóng xạ phụ thuộc vào độ sâu (Nguồn: Báo cáo tác động môi trường, Nghiên cứu tiền khả thi NMĐHN tại Việt Nam, Viện Năng lượng, 9/2003.
- 24 Bảng 1-9 Các hạt nhân phóng xạ trong nước (Nguồn: Báo cáo kết quả lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu phóng xạ, NMĐHN Ninh Thuận 2.
- 27 Bảng 2-1 SI Bảng đơn vị SI đo lường các đại lượng phóng xạ.
- 30 Bảng 2-3 Phân rã phóng xạ.
- 65 Bảng 4-1 Lượng rò rỉ phóng xạ cho phép theo thiết kế.
- 74 Bảng 4-2 Đặc tính kỹ thuật liên quan đến môi trường - rò rỉ phóng xạ.
- Các nguồn bức xạ hạt nhân trong môi trường tự nhiên có thể có nguồn gốc khác nhau như: tia vũ trụ, hạt nhân phóng xạ có nguồn gốc từ vũ trụ, hạt nhân phóng xạ có nguồn gốc ở trái đất.
- Luận văn “Nghiên cứu, thiết kế hệ thống giám sát phóng xạ trong môi trƣờng” gồm 4 chương  Chng 1.
- HỌC VIÊN THỰC HIỆN Lê Việt Dũng 9 CHƢƠNG 1 PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 1.1.
- TỔNG QUAN VỀ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 1.1.1.
- Các khái niệm cơ bản Phóng xạ là năng lượng phát ra từ nguồn, truyền qua vật liệu hoặc không gian.
- Ánh sáng, nhiệt và âm thanh cũng là các loại phóng xạ.
- Tuy nhiên, loại phóng xạ nhắc đến trong luận văn này là phóng x ion hóa (ionizing radiation), do nó có thể tạo ra các hạt mang điện (ion) trong vật chất.
- Những nguyên tử không ổn định mang năng lượng phóng xạ.
- Các loại phóng xạ (trong phạm vi luận văn này) có thể bao gồm phóng x n t hoặc phóng x ht (ví dụ, phát ra khối lượng dư với động năng).
- Các tia phóng xạ Phóng xạ bao gồm một dải rộng các loại năng lượng, hình thành quang phổ điện từ (theo hình dưới đây).
- Đây chính là loại phóng xạ mà mọi người nghĩ đến khi nhắc đến “phóng xạ”.
- Con người sử dụng đặc tính này của phóng xạ ion hóa để sản xuất điện, tiêu diệt tế bào ung thư và phục vụ các quá trình sản xuất.
- Các hạt phóng xạ ion này có thể bị chặn bởi một tờ giấy, bởi da hoặc thậm chí qua lớp không khí.
- Đơn vị để đo lượng độ phóng xạ này là curie (Ci) và becquerel (Bq.
- tip xúc(Exposure) miêu tả lượng phóng xạ đi qua không khí, đưa đến một điểm.
- Rất nhiều bộ giám sát phóng xạ thực hiện nhiệm vụ đo đếm đại lượng này.
- (dose equivalent) hay còn gọi là liều suất hiệu dụng (effective dose) phụ thuộc vào hai yếu tố, một là lượng phóng xạ được hấp thụ và hai là hiệu ứng y tế của loại bức xạ đó.
- Có 3 dãy phóng xạ trong tự nhiên với đồng vị xuất phát 238U (dãy Uran), 235U (dãy Actini) và 232Th (dãy Thori).
- Các đồng vị cuối cùng trong các dãy phóng xạ là các đồng vị bền 206Pb, 207Pb và 208Pb.
- Các quá trình phát tán chất thải phóng xạ trong khí quyển i) Phát tán phóng xạ Khi rơi vào khí quyển, các hạt nhân phóng xạ chịu ảnh hưởng của các quá trình vật lý khác nhau.
- Quá trình quan trọng nhất là phát tán các sản phẩm phóng xạ trong khí quyển và sau đó chúng tách ra khỏi khí quyển.
- Đầu tiên các hạt nhân phóng xạ bị tán xạ do sự tuần hoàn cục bộ của khí quyển.
- Quá trình này xảy ra trong một vài giây hoặc phút dẫn đến phát tán các hạt nhân phóng xạ trong dải ngang vì kilomét.
- Các hạt nhân phóng xạ có thể được giải phóng ở các dạng sau.
- Tất cả các loại than đều chứa các hạt nhân của dãy phóng xạ Uran và Thori ở trạng thái cân bằng thế kỷ.
- Những hạt nhân phóng xạ tự nhiên xuất hiện và tồn tại từ hàng triệu năm trước đây cùng với sự hình thành của trái đất.
- Các phương thức tiến hành thử hạt nhân có ảnh hưởng lớn đến đặc điểm phát sinh các chất phóng xạ đưa vào môi trường.
- Phần lớn các sản phẩm phóng xạ được tạo thành từ đồng vị 238U.
- Các neutron tạo thành trong khi phân hạch hoặc tổng hợp hạt nhân có thể làm sinh ra các phản ứng hạt nhân thứ cấp tạo ra các đồng vị phóng xạ mới gọi là đồng vị thứ cấp.
- Các đồng vị phóng xạ trong chất thải của lò được sinh ra bởi phóng xạ neutron.
- và 4,9% các sản phẩm phóng xạ và các đồng vị mới của các nguyên tố kim loại năng bao gồm 2% hỗn hợp các loại đồng bị của phutonium.
- Trong quá trình tái chế, một số các chất thải có độ phóng xạ nhỏ hơn xuất hiện như các lớp vỏ, khoảng không gian, các chất không hoà tan).
- Chúng chứa một số lượng các 24 đồng vị phóng xạ có chu kỳ sống dài.
- Các vỏ thùng chứa phóng xạ bêta, gamma và alpha.
- Việc thải chất phóng xạ vào môi trường có thể xảy ra dưới nhiều dạng : Thải rắn, thải khí và xon khí, thải ở dạng bụi.
- ĐÁNH GIÁ TÁC ĐỘNG PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 1.3.1.
- Ảnh hƣởng đối với môi trƣờng đất: Các hạt nhân phóng xạ tự nhiên sinh ra do sự tương tác của các tia trong Vũ Trụ và các bức xạ khác với khí quyển và ngưng đọng lại ở các lớp đá.
- Các đồng vị này gây nên sự ô nhiễm phóng xạ trong đất.
- Thông thường ở độ sâu 45cm ÷ 55cm thì không thấy tồn tại các đồng vị phóng xạ nhân tạo.
- Bảng 1-9 Các hạt nhân phóng xạ trong nƣớc (Nguồn: Báo cáo kết quả lấy mẫu và phân tích các chỉ tiêu phóng xạ, NMĐHN Ninh Thuận 2) Hạt nhân phóng xạ Chu kỳ bán rã Phản ứng hạt nhân, mô tả.
- Cường độ phóng xạ của Cs137 và Ba137 sau chừng 100 năm vẫn không giảm.
- Ngoài ra, các chất phóng xạ này lại thực hiện chu trình phân rã của mình tạo thành các khí phóng xạ hoặc sol khí phóng xạ.
- Các lò phản ứng hạt nhân cũng là nguồn đáng kể phát tán các chất phóng xạ vào khí quyển.
- Cùng với hoạt động sản xuất trong các nhà máy nhiên liệu hạt nhân, các hoạt động nghiên cứu thực nghiệm quanh và trong các lò phản ứng hạt nhân thường phát tán các chất phóng xạ làm nhiễm bẩn môi trường.
- Các bệnh phóng xạ (bệnh tia) do bị chiếu xạ bắt đầu xuất hiện khi bị chiếu một liều 100 Rad.
- 30 CHƢƠNG 2 ĐO ĐẾM PHÓNG XẠ 2.1.
- TỔNG QUAN ĐO PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 2.1.1.
- Lượng phóng xạ trong một lượng vật chất có thể xác định bằng số curies của vật chất.
- Một lượng lớn vật chất có thể có một lượng nhỏ phóng xạ và ngược lại.
- Theo hệ thống đơn vị quốc tế, becquerel (Bq) là đơn vị hoạt độ (độ hoạt động) phóng xạ.
- Chu kỳ bán rã là khoảng thời gian sau khi cường độ phóng xạ giảm còn một nửa.
- CÁC THIẾT BỊ ĐẦU ĐO PHÓNG XẠ Một tính năng cơ bản của các quá trình hạt nhân là năng lượng phát ra lớn hơn năng lượng liên kết các điện tử của nguyên tử .
- Phóng xạ hạt nhân còn gọi là phóng xạ ion hóa.
- Chất nhấp nháy chuyển đổi năng lượng phóng xạ hấp thụ thành quang năng thông qua quá trình phát quang.
- KẾT LUẬN VỀ HOẠT ĐỘNG ĐO LƢỜNG GIÁM SÁT PHÓNG XẠ TẠI VIỆT NAM Môi trường - kể cả những nơi chưa từng bị con người tác động bao giờ - luôn luôn chứa đựng một số thành phần của bức xạ hạt nhân.
- NMĐHN thường không gây ra tăng liều suất phóng xạ lớn trong môi trường, tỷ lệ sự cố cũng rất thấp.
- Sự am hiểu về trao đổi chất phóng xạ từ môi trường tới cơ thể sống giúp ta Nhờ vậy có thể làm giảm thiểu hệ quả tác động môi trường của điện hạt nhân.
- 48 CHƢƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG GIÁM SÁT PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƢỜNG 3.1.
- Ý tưởng về thiết bị đo nồng độ phóng xạ không dây được thể hiện ở hình 3.1.
- Hình 3-1 Sơ đồ khối hệ thống giám sát nồng độ phóng xạ không dây Chú m c.
- Khối cảm biến đo nồng độ phóng xạ (Sử dụng ống Geiger Muller SBM-20.
- Vi điều khiển đọc tín hiệu xung đếm chuyển về từ cảm biến, tính toán ra nồng độ phóng xạ d.
- Tuy để có được nồng độ phóng xạ trong môi trường, vi điều khiển tiếp tục áp dụng hai phép quy đổi sau đây a.
- Mặt khác, qua khối truyền thông (MAX232-COM) sẽ được mã hóa và truyền phát không dây Hình 3-13 Mô phỏng hoạt động khối đo và hiển thị nồng độ (hoạt độ) phóng xạ 60 3.2.6

Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn
hoặc xem Tóm tắt