Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 7078-2:2018 Đo và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 7078-2:2018

ISO 7503-2:2016

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ - ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ TRÊN BỀ MẶT - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SỬ DỤNG MẪU LAU

Measurement of radioactivity - Measurement and evaluation of surface contamination - Part 2: Test method using wipe - test samples

Lời nói đầu

TCVN 7078-2:2018 thay thế cho TCVN 7078-2:2007;

TCVN 7078-2:2018 hoàn toàn tương đương với ISO 7503-2:2016;

TCVN 7078-2:2018 do Tiểu Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85/SC2 Bảo vệ bức xạ biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ TCVN 7078 (ISO 7503) Đo hoạt độ phóng xạ - Đo và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 7078-1:2018 (ISO 7503-1:2016) Phần 1: Nguyên tắc chung;

- TCVN 7078-2:2018 (ISO 7503-2:2016) Phần 2: Phương pháp kiểm tra sử dụng mẫu lau;

- TCVN 7078-3:2018 (ISO 7503-3:2016) Phần 3: Hiệu chuẩn thiết bị.

Lời giới thiệu

Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn về việc đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt. Tiêu chuẩn này áp dụng cho nhiều tình huống nhiễm bẩn phóng xạ có thể xảy ra. Sự nhiễm bẩn phóng xạ phát sinh từ sự thoát các chất phóng xạ ra môi trường trong khu vực. Trong hầu hết các trường hợp, việc thoát ra phóng xạ là vô ý nhưng, đôi khi có thể là do cố ý. Mặc dù mục đích và phạm vi của cuộc điều tra có thể khác nhau nhưng các phương pháp tiếp cận để đo mức độ và phạm vi nhiễm bẩn phóng xạ là tương tự nhau.

Nhiễm bẩn xạ phóng xạ có thể phát sinh từ một số hoạt động hoặc sự kiện như sau:

- Sử dụng hóa chất phóng xạ tại các phòng thí nghiệm;

- Điều trị y tế;

- Ứng dụng phóng xạ công nghiệp;

- Tai nạn giao thông;

- Các thiết bị gặp sự cố trục trặc;

- Sự phá hoại của kẻ xấu;

- Tai nạn hạt nhân.

Do không có đủ hiểu biết hoặc tài liệu về quá trình xảy ra, nên không phải lúc nào cũng có thể xác định được hoặc phân biệt các nhân phóng xạ khác nhau gây nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, và việc đánh giá sự nhiễm bẩn phóng xạ như vậy không thể được thực hiện trên cơ sở định lượng. Thay vì sử dụng các thiết bị được hiệu chuẩn với các nhân phóng xạ cụ thể, có thể cần phải sử dụng các thiết bị khác cho phù hợp với mục đích đánh giá.

Tuy nhiên, có trường hợp (ví dụ như thùng chứa vận chuyển nhiên liệu bị nhiễm bẩn phóng xạ), có thể xác định rõ được đặc tính của nhân phóng xạ hoặc hỗn hợp nhân phóng xạ. Khi đó, có thể cần phải đánh giá sự nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt vượt lên trên cả việc đánh giá định tính đơn thuần của sự nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bám chặt và không bám chặt. Thêm vào đó, theo yêu cầu được nêu trong các quy định của quốc gia và trong các công ước quốc tế, hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt đo được trên một đơn vị diện tích phải được so sánh với các giá trị khuyến cáo về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt hoặc các giới hạn về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

Các giá trị khuyến cáo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt là các giá trị đối với nhân phóng xạ cụ thể và do đó cần phải hiệu chuẩn tổng thể các thiết bị đo theo các nhân phóng xạ cụ thể. Việc đảm bảo chất lượng hiệu chuẩn là rất quan trọng để tránh không phát hiện được (nghĩa là các sai số quyết định loại II), dẫn đến việc giả định không chính xác việc có tuân thủ các giá trị hoặc giới hạn khuyến cáo về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt nhất định. Đánh giá các bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ bằng một hỗn hợp các nhân phóng xạ ở tỉ lệ đã biết yêu cầu phải có các hệ số hiệu chuẩn tương ứng.

Tiêu chuẩn này liên quan đến việc đo và đánh giá mức độ phóng xạ. Tiêu chuẩn này không cung cấp tư vấn kỹ thuật về tháo dỡ, lập kế hoạch giám sát và kỹ thuật giám sát.

Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt được xác định dưới dạng hoạt độ trên một đơn vị diện tích và các giới hạn dựa trên các khuyến cáo của Ủy ban Quốc tế về Bảo vệ Phóng xạ (ICRP 103).

Tiêu chuẩn này đề cập việc đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bằng phương pháp đo gián tiếp sử dụng mẫu lau.

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ - ĐO VÀ ĐÁNH GIÁ NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ TRÊN BỀ MẶT - PHẦN 2: PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SỬ DỤNG MẪU LAU

Measurement of radioactivity - Measurement and evaluation of surface contamination - Part 2: Test method using wipe - test samples

1  Phạm vi áp dụng

Bộ TCVN 7078:2018 (ISO 7503) (tất cả 3 phần) và TCVN 10802 (ISO 8769) nhằm giúp những người có trách nhiệm xác định độ phóng xạ có trên bề mặt rắn.

Tiêu chuẩn này được áp dụng để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt theo hoạt độ trên một đơn vị diện tích bằng một phương pháp đo gián tiếp.

Tiêu chuẩn này được áp dụng cho các bề mặt được xác định rõ, như bề mặt của các thiết bị và phương tiện, các thùng chứa vật liệu phóng xạ, các nguồn kín và tòa nhà hoặc đất.

Tiêu chuẩn này có thể được dùng cho việc kiểm soát các phòng thí nghiệm và các thiết bị/các phương tiện, cũng như cho các hoạt động cải tạo và quan trắc nhằm tuân thủ các tiêu chí đã ban hành.

Tiêu chuẩn này cũng đề cập đến các tổ chức/cơ quan có thẩm quyền thực hiện kiểm soát việc vận chuyển vật liệu hạt nhân, hoặc thanh lý vật liệu/thiết bị theo các giá trị khuyến cáo pháp lý quốc gia hoặc các giới hạn của các công ước quốc tế.

Tiêu chuẩn này không áp dụng đối với nhiễm bẩn phóng xạ trên da, trên quần áo hoặc vật liệu hạt rời như trên sỏi.

CHÚ THÍCH: Việc đánh giá trực tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt từ các nguồn phát alpha, beta và các bức xạ photon được quy định trong TCVN 7078-1 (ISO 7503-1). Việc hiệu chuẩn thiết bị để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt nêu trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3).

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên 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, bổ sung (nếu có).

TCVN 6830 (ISO 9698), Chất lượng nước - Xác định nồng độ hoạt độ triti - Phương pháp đếm nhấp nháy lỏng

TCVN 10758-2 (ISO 18589-2), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 2: Hướng dẫn chiến lược lấy mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu

TCVN 10802 (ISO 8769), Nguồn chuẩn - Hiệu chuẩn các thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt - Nguồn phát alpha, beta và photon

TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025), Yêu cầu chung về năng lực của phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn

ISO 11929, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit, and limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation - Fundamentals and application (Xác định các giới hạn đặc trưng (ngưỡng quyết định, giới hạn phát hiện và giới hạn của khoảng tin cậy) đối với phép đo bức xạ ion hóa - Các cơ sở và ứng dụng).

IEC 60325, Radiation protection instrumentation - Alpha, beta and alpha/beta (beta energy >60 keV) contamination meters and monitors (Thiết bị bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo và giám sát alpha, beta và alpha/beta (năng lượng beta >60 keV)

3  Thuật ngữ và định nghĩa, ký hiệu và chữ viết tắt

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1.1

Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt (removable surface contamination)

Vật liệu phóng xạ có thể được loại khỏi bề mặt bằng biện pháp không phá hủy, bao gồm cả cách tiếp xúc thông thường, lau hoặc rửa.

CHÚ THÍCH 1: Cần lưu ý rằng dưới ảnh hưởng của độ ẩm, hóa chất v.v. hoặc do hậu quả của sự ăn mòn hoặc khuếch tán, nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt có thể trở thành nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt hoặc ngược lại mà không cần bất kỳ hành động nào khác của con người. Hơn nữa, nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt có thể giảm đi do bay hơi và thăng hoa.

CHÚ THÍCH 2: Cần nhấn mạnh rằng tỷ lệ giữa nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt và nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt có thể thay đổi theo thời gian, và một số quyết định, như liên quan đến thanh lý, cần dựa vào tổng hoạt độ có tiềm năng sẽ trở thành nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt theo thời gian, chứ không chỉ gồm lượng hoạt độ không bám chặt ở thời điểm khảo sát.

3.1.2

Kiểm tra bằng phương pháp lau (kiểm tra lau) (wipe test)

Kiểm tra để xác định nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt bằng cách lau bề mặt bằng vật liệu khô hoặc ướt và sau đó đánh giá vật liệu lau về nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt.

CHÚ THÍCH 1: Thể loại thử nghiệm mẫu lau, ướt hoặc khô cần được đánh giá bởi người có năng lực. Trong một số trường hợp (ví dụ: nhiễm bẩn phóng xạ triti) có thể nên sử dụng phương pháp lau ướt. Trong những trường hợp khác, phương pháp lau khô sẽ thực tế hơn hoặc được khuyến khích áp dụng hơn.

3.1.3

Hiệu suất lau (wiping efficiency)

Tỷ số giữa hoạt độ của các nhân phóng xạ được loại bỏ khỏi bề mặt bằng một mẫu lau và hoạt độ của nhân phóng xạ trên bề mặt nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt trước khi lấy mẫu này.

CHÚ THÍCH 1: Hiệu suất lau được xác định theo mối tương quan sau:

ε = a_R / a_T

Trong đó

a_R là hoạt độ của các nhân phóng xạ tẩy bỏ được bằng cách kiểm tra lau;

a_T là tổng hoạt độ tẩy bỏ được của các nhân phóng xạ có trên diện tích đã lau.

CHÚ THÍCH 2: Trong thực tế, gần như không thể đo tổng hoạt độ không bám chặt trên bề mặt; và trong hầu hết trường hợp, giá trị "hiệu suất lau" không thể đánh giá được mà chỉ có thể ước tính.

CHÚ THÍCH 3: Khi có sự kết hợp quan trọng của các chất gây nhiễm bẩn phóng xạ với bề mặt vật liệu, hiệu suất lau có thể được xác định bằng thực nghiệm, áp dụng phương pháp "tẩy bỏ triệt để bằng các phép thử lau lặp lại". Việc từng bước bổ sung thêm hoạt độ chất phóng xạ không bám chặt sẽ cho kết quả gần đúng về tổng hoạt độ nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt (a_T), mà tổng hoạt độ này sẽ được liên hệ với hoạt độ nhân phóng xạ không bám chặt của lần lau đầu tiên (a_R) để thu được hiệu suất lau.

CHÚ THÍCH 4: Phương pháp "tẩy bỏ triệt để bằng cách lau lặp lại" chỉ có thể áp dụng nếu có thể đảm bảo rằng chính xác mỗi lần lau lại chỉ lau đúng một chỗ với chính xác cùng áp lực được duy trì đồng đều trên diện tích lau. Hơn nữa, kết quả của phương pháp này chỉ có giá trị đối với tính chất đặc thù và cấu trúc cụ thể của một bề mặt, và không thể chuyển đổi kết quả đó sang áp dụng cho các cấu trúc bề mặt khác.

3.1.4

Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bởi triti (tritium surface contmination)

Tổng hoạt độ của triti hấp phụ lên bề mặt và hấp thụ vào trong bề mặt.

3.1.5

Nhiễm bẩn phóng xạ triti không bám chặt (removable triti surface contamination)

Phần nhiễm bẩn phóng xạ có thể tẩy bỏ hoặc chuyển đi trong điều kiện làm việc bình thường.

CHÚ THÍCH 1: Cần lưu ý rằng:

a) Dưới tác động hóa học từ bên ngoài (ví dụ như độ ẩm, sự ăn mòn), hoặc các tác động vật lý từ bên ngoài (ví dụ như thay đổi nhiệt độ hoặc áp suất môi trường xung quanh, rung động, va chạm, co ngót và dãn nở,...), cũng như quá trình khuếch tán, tổng hoạt độ triti có thể chuyển thành dạng nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt hoặc nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt. Trạng thái này có thể thuận nghịch nhiều lần.

b) Nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt triti có thể bay hơi hoặc có chứa các phần bay hơi và có thể bay hơi trong điều kiện làm việc bình thường - phần nhiễm này cũng góp phần vào dạng nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt và cần được đánh giá thích hợp (xem thêm Điều 7), và

c) Do sự khuếch tán triti vào cấu trúc bề mặt, nên việc tẩy bỏ triệt để nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bởi triti bằng khăn lau triệt để vẫn có thể không hiệu quả, do triti vừa được tẩy ra có thể lại được thay thế ngay trong khoảng thời gian ngắn (xem thêm Điều 7).

3.1.6

Đánh giá gián tiếp độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt do triti không bám chặt (indirect evaluation of removable triti surface contamination)

Đánh giá hoạt độ triti không bám chặt trên bề mặt bằng phương pháp kiểm tra lau.

CHÚ THÍCH 1: Việc phân tích triti trên mẫu lau chỉ đáng tin cậy khi sử dụng bộ đếm nhấp nháy lỏng. Phép đo trực tiếp mẫu lau nhiễm bẩn phóng xạ do triti có thể có độ không đảm bảo lớn hơn hoặc không thể thực hiện được.

3.2  Ký hiệu và từ viết tắt

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các ký hiệu và chữ viết tắt sau:

ε_W  hiệu suất lau

a_R  hoạt độ của nhân phóng xạ được tẩy bỏ bằng cách lấy mẫu lau, tính bằng Bq

a_T  tổng hoạt độ tẩy bỏ được của các nhân phóng xạ có trong diện tích đã lau, tính bằng Bq

a_r  hoạt độ trên đơn vị diện tích nhiễm bẩn phóng xạ có thể tẩy bỏ của bề mặt được lau, tính bằng Bq∙cm^-2

a_W  hoạt độ của mẫu lau, tính bằng Bq

S_W  diện tích bề mặt đã lau, tính bằng cm^-2

C(A)^ind  hệ số hiệu chuẩn hoạt độ đối với mấu lau, tính bằng (Bq∙cm^-2)/s^-1

4  Nguồn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Một bề mặt có thể bị nhiễm bẩn phóng xạ bởi các nhân phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo.

Các nhân phóng xạ tự nhiên chính là ⁴⁰K và các nhân phóng xạ có nguồn gốc từ chuỗi phân rã ²³⁸U và ²³²Th. Hoạt độ phóng xạ tự nhiên có thể thay đổi đáng kể từ một loại vật liệu tự nhiên này đến loại vật liệu tự nhiên khác (ví dụ: các vật liệu xây dựng).

Các phòng thử nghiệm, dự định được sử dụng để xử lý vật liệu có trong phóng xạ tự nhiên, ví dụ như radi hoặc thori, cần phải được dự đoán trước là nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bởi các nhân phóng xạ này.

Các nguồn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt bởi các nhân phóng xạ nhân tạo có thể phát sinh từ một số các hoạt động như sau:

- Sử dụng các hóa chất phóng xạ trong phòng thí nghiệm thường quy;

- Điều trị y tế;

- Ứng dụng trong công nghiệp;

- Tai nạn giao thông;

- Trục trặc thiết bị;

- Sự cố phá hoại;

- Sự cố hạt nhân.

5  Mục tiêu của việc đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Mục tiêu cuối cùng là bảo vệ người lao động và dân chúng khỏi bị phơi nhiễm phóng xạ trực tiếp và gián tiếp, như hít phải, nuốt phải, tiếp xúc với da và hấp thụ qua da. Việc đánh giá được thực hiện bằng cách đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt để đánh giá tác động của việc phát tán phóng xạ và nhằm ngăn ngừa sự tái lơ lửng và tái di chuyển của vật liệu phóng xạ.

Bảo vệ bức xạ phụ thuộc vào kiến thức về hoạt độ bề mặt và phần hoạt độ phóng xạ không bám chặt.

Phần nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt (có thể tẩy bỏ) có thể thay đổi theo thời gian (xem Điều 7) và phải được vận dụng một cách thận trọng, tùy thuộc vào mục đích của việc xác định đặc tính nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

Trước khi thực hiện bất kỳ phép đo nào, các chuyên gia phóng xạ có kinh nghiệm và có chuyên môn cao trong lĩnh vực phóng xạ, cần lập ra chương trình làm việc cần thiết để đảm bảo thu thập được thông tin tốt nhất để xác định đặc tính của loại nhiễm bẩn phóng xạ và về sự lan ra của nhiễm bẩn phóng xạ.

6  Chiến lược

Chiến lược xác định nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt phải được thiết lập bởi những chuyên gia có trình độ, kinh nghiệm và phù hợp trong lĩnh vực đo và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt. Chiến lược cần dựa trên:

- Việc sàng lọc ngẫu nhiên và/hoặc sàng lọc hệ thống^{[1], [2], [7]},

- Kiểm tra các vị trí quan trọng (ví dụ: khu vực bảo quản nguồn phóng xạ, tay nắm cửa hoặc bề mặt của bất kỳ vật chứa hoặc tòa nhà trong đó vật liệu phóng xạ được lưu giữ), và

- Quan trắc hoàn toàn bề mặt.

Quy trình giám sát khắc phục (ví dụ Tài liệu tham khảo [7]) hoặc chiến lược quan trắc có hệ thống như được nêu trong TCVN 10758-2 (ISO 18589-2) có thể làm cơ sở cho quy định kỹ thuật để xác định các điểm đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt ở phòng thí nghiệm, trên contenơ kéo dài hoặc trên một địa điểm.

Tuy nhiên, các chiến lược như vậy không thay thế việc giám sát hoàn toàn các bề mặt được giả định là bị nhiễm bẩn phóng xạ.

Một chiến lược kiểm soát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại một cơ sở vận hành cũng có thể là việc phân tích và nhận biết các chuỗi hoạt động quan trọng, có khả năng dẫn đến nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

7  Phương pháp đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Khả năng áp dụng và độ tin cậy của phép đo trực tiếp hoặc đánh giá gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt phụ thuộc nhiều vào các trường hợp cụ thể [ví dụ dạng vật lý và hóa học của sự nhiễm bẩn phóng xạ, sự bám dính của chất gây nhiễm trên bề mặt (bám chặt hoặc không bám chặt), khả năng tiếp cận tới bề mặt để đo hoặc sự hiện diện của các trường bức xạ gây nhiễu].

Phép đo trực tiếp quy định trong TCVN 7078-1 (ISO 7503-1) được sử dụng khi bề mặt dễ tiếp cận, khá sạch và không có bức xạ gây nhiễu, như không có phông bức xạ cao. Việc đo trực tiếp được sử dụng để xác lập sự hiện diện của cả nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt và nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt.

Việc đánh giá gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, thường có thể áp dụng khi không thể dễ dàng tiếp cận với bề mặt, vì khó khăn về vị trí hoặc cấu hình, nơi có trường bức xạ gây nhiễu ảnh hưởng bất lợi đến thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ hoặc khi phương pháp đo trực tiếp bằng thiết bị đo tiêu chuẩn không có sẵn (ví dụ: triti). Ngoài ra, phương pháp gián tiếp không thể đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bám chắc, và do có độ không đảm bảo liên quan đến hiệu suất lau, việc áp dụng phương pháp gián tiếp này cần phải thận trọng khi đánh giá.

Do những khiếm khuyết vốn có của cả phép đo trực tiếp và đánh giá gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, trong nhiều trường hợp, việc kết hợp sử dụng đồng thời cả hai phương pháp sẽ đảm bảo cho kết quả đáp ứng tốt nhất mục tiêu của việc đánh giá.

Triti và các hợp chất của nó là trường hợp đặc biệt. Là một nhân của hydro, triti có tính linh động cao và có thể thâm nhập sâu vào bề mặt (ví dụ dọc theo các đường biên của các hạt hoặc tinh thể) gây khó khăn cho việc đánh giá gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ triti. Điều này cũng gặp ở các nhân phóng xạ linh động khác.

Trong nhiều trường hợp, nhiễm bẩn phóng xạ triti thể hiện ở dạng nước bị nhiễm xạ, mà nước có thể bay hơi, làm xuất hiện triti truyền trong không khí. Do khả năng của triti (như HT, T₂ hoặc HTO) dễ khuếch tán và thay thế hydro bằng triti trong các hợp chất có chứa hydro, nên việc nhiễm bẩn phóng xạ triti được tìm thấy ở trên và ở trong bề mặt. Do đó, khi đánh giá sự nhiễm bẩn phóng xạ triti bề mặt cần hết sức thận trọng. Tổng nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không thể đánh giá được chính xác trong mọi trường hợp. Các phép đo gián tiếp được thực hiện bằng cách thử nghiệm lau khô hoặc ướt thường chỉ cung cấp một "phỏng đoán tốt nhất" về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chặt tại thời điểm thu thập mẫu. Do có sự khuếch tán (ví dụ HTO) vào trong bề mặt, sự nhiễm bẩn phóng xạ triti được hấp thụ có xu hướng thay thế nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không bám chắc có thể tẩy bỏ một phần hoặc toàn bộ, bởi quá trình khử nhiễm bẩn phóng xạ hoặc bằng thử nghiệm lau ướt. Do vậy, có thể vẫn còn nguy hại phóng xạ từ triti bay hơi.

8  Vật liệu làm mẫu thử lau

Các vật liệu để lau lấy mẫu cần được chọn phù hợp với mục đích thử nghiệm lau và phù hợp với bề mặt cần được kiểm tra (ví dụ, giấy lọc để lau bề mặt nhẵn, vải bông để lau bề mặt mặt thô ráp). Các vật liệu lau được sử dụng là giấy lọc tròn hoặc vải bông tròn. Polystyren xốp [Polystyren (PS) bọt] và tăm bông cũng có thể được sử dụng làm vật liệu lau khi thích hợp.

Nếu sử dụng tác nhân (chất) làm ướt, thì tác nhân làm ướt phải tương thích với tính chất của chất nhiễm bẩn phóng xạ được lấy mẫu, và trong trường hợp dùng bộ đếm nhấp nháy lỏng, thì hỗn hợp nhấp nháy lỏng phải được làm cho thích nghi với tác nhân làm ướt được áp dụng.

9  Thiết bị đo

9.1  Yêu cầu chung

Việc đo các mẫu lau thường được thực hiện bằng các thiết bị phòng thí nghiệm được lắp đặt, thiết bị được che chắn tốt, có chế độ đếm xung.

Cũng có thể sử dụng thiết bị đo cầm tay hoặc máy phát hiện phóng xạ để đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, nhưng không được ưu tiên sử dụng so với thiết bị phòng thí nghiệm được che chắn, lắp đặt tốt.

Các đặc điểm và tính năng làm việc của các thiết bị đo cầm tay phải tuân thủ IEC 60325 và được điều chỉnh cho thích hợp với các mục đích đo.

Cả hai loại thiết bị phải có khả năng đo được hoạt độ dưới mức giá trị khuyến cáo về nhiễm bẩn phóng xạ cụ thể hoặc dưới giới hạn do luật pháp quốc gia hoặc công ước quốc tế quy định.

Nếu thiết bị cầm tay được hiệu chuẩn để sử dụng cho phương pháp đánh giá trực tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, thì rất đáng để hiệu chuẩn thiết bị đó cho phương pháp đánh giá gián tiếp [xem TCVN 7078-3 (ISO 7503-3)]. Trong trường hợp không có trường bức xạ gây nhiễu thì có thể sử dụng thiết bị cầm tay để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt khi không có thiết bị phòng thí nghiệm.

Nếu dự đoán là có thử nghiệm lau với hoạt độ nhiễm xạ cao, thì nên đo nhiễm xạ trước bằng máy đo cầm tay phù hợp để tránh gây nhiễm bẩn phóng xạ các thiết bị đo đã lắp đặt.

9.2  Bộ đếm nhấp nháy lỏng

Sử dụng bộ đếm nhấp nháy lỏng chủ yếu để đếm các hạt beta năng lượng thấp và ít sử dụng bộ đếm nhấp nháy lỏng để đếm các hạt alpha. Hiệu suất của phương pháp đếm này là từ 30 % đến 100 %. Phương pháp đếm nhấp nháy lỏng thường được sử dụng để đo ³H, ⁶³Ni và ¹⁴C.

Mô tả chi tiết về phương pháp đếm nhấp nháy lỏng được đưa ra trong Tài liệu tham khảo [8].

Phát xạ có thể được phát hiện bằng bộ đếm nhấp nháy lỏng với các mức độ hiệu suất khác nhau, tùy thuộc vào những vấn đề sau:

- Loại và năng lượng phát xạ (tia X và photon có thể thoát ra khỏi bộ đếm nhấp nháy lỏng mà không tương tác với máy);

- Mẫu có hòa tan được bên trong máy đếm nhấp nháy lỏng hay không; mẫu ở dạng hạt; hoặc mẫu vẫn bị giữ lại trong vật liệu lau;

- Ảnh hưởng của hóa chất lên máy đếm nhấp nháy lỏng;

- Ánh sáng phát ra bị hấp thụ bởi màu sắc hoặc độ mờ đục của mẫu trước khi nó đi được đến bộ nhân quang;

- Hướng của vật liệu lau trong lọ mẫu.

CHÚ THÍCH: Do hình học biến đổi của khăn lau được đưa vào lọ đựng mẫu, nên cần tuân thủ chính xác việc đo, trừ khi mẫu lau được xử lý để hòa tan trong hỗn hợp nhấp nháy, như trong polystyren [bọt polystyren (PS)].

10  Hiệu chuẩn

10.1  Hiệu chuẩn các thiết bị đã được lắp đặt cố định

Các thiết bị đo đã được lắp đặt (ví dụ: các máy đếm nhấp nháy lỏng đã được hiệu chuẩn theo TCVN 6830 (ISO 9698) phải có giấy chứng nhận hiệu chuẩn có thể truy nguyên, là máy có đáp ứng với hoạt độ trên chất liệu lau.

10.2  Hiệu chuẩn thiết bị cầm tay

Hiệu chuẩn thiết bị cầm tay phải được thực hiện bằng phương pháp chuẩn nguồn phát xạ chuẩn, với các thông tin đã biết về bức xạ theo TCVN 10802 (ISO 8769). Việc hiệu chuẩn thiết bị cầm tay phải tiến hành phù hợp với các phương pháp hiệu chuẩn được quy định trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3), Phụ lục D.

11  Hướng dẫn lấy mẫu thử lau

11.1  Yêu cầu chung

Việc phát hiện và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một hoặc nhiều mẫu thử lau khô hoặc ướt.

Khi lấy mẫu thử lau từ các khu vực lớn, cần chú ý đến các các nội dung sau đây.

a) Phác thảo đánh dấu khu vực cần lau bằng dây hoặc băng, ví dụ, khu vực 100 cm² đối với giá trị nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, hoặc 300 cm² đối với các giới hạn nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt^[3]

b) Nếu sử dụng tác nhân làm ướt để làm ướt vật liệu lau, thì không nên để tác nhân làm ướt này rò thấm ra khỏi vật liệu lau.

CẢNH BÁO - Vì nhiễm bẩn phóng xạ có thể được hấp thụ vào cấu trúc của vật liệu lau hoặc có thể được che khuất bởi độ ẩm còn dư lại, nên việc sử dụng tác nhân làm ướt có thể dẫn đến việc đánh giá thấp mức độ nhiễm bẩn phóng xạ trong trường hợp phóng xạ là alpha.

c) Chất phóng xạ phải được hòa tan hoặc lơ lửng trong tác nhân làm ướt. Nước của tác nhân làm ướt nên được sử dụng đối với triti, bụi và các chất hòa tan trong nước.

d) Cần phải lau nhẹ nhàng lên bề mặt cần kiểm tra, bằng cách sử dụng đầu ngón tay hoặc, tốt nhất là bằng một dụng cụ hỗ trợ.

e) Toàn bộ diện tích theo quy định cần phải được lau.

f) Sau khi lấy mẫu, nếu sử dụng các phương pháp đo khác ngoài phương pháp đếm nhấp nháy lỏng, thì vật liệu lau phải được làm khô cẩn thận sao cho không để hoạt độ bị mất. Trong trường hợp chất nhiễm bẩn phóng xạ là triti, đồng vị iốt hoặc các đồng vị bay hơi khác, thì phải bỏ qua quy trình làm khô vật liệu lau.

g) Phải hết sức thận trọng khi thao tác với các vật liệu lau có nguy cơ (khả năng) bị nhiễm bẩn phóng xạ, để ngăn ngừa nhiễm bẩn phóng xạ chéo.

11.2  Hướng dẫn lấy mẫu nhiễm bẩn phóng xạ triti không bám chặt

Hướng dẫn đối với triti, nêu trong điều này, cũng áp dụng được đối với iốt hoặc các nhân phóng xạ bay hơi khác.

Phát hiện và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ triti không bám chặt phải được thực hiện bằng cách lấy mẫu lau ướt.

Trong trường hợp nhiễm bẩn phóng xạ triti ở dạng các hạt không hòa tan trong hỗn hợp nhấp nháy lỏng (ví dụ: hydrua kim loại), thì chất liệu lau khô có thể được sử dụng để phát hiện triti.

Khi lấy mẫu thử lau cần chú ý đến các các nội dung sau đây.

a) Nếu có thể, diện tích khu vực cần lau phải là 100 cm².

b) Trong trường hợp quy định cho phép diện tích lau lớn hơn thì sử dụng diện tích cụ thể đó để lấy mẫu, và kích thước thực tế đó sẽ được sử dụng để tính kết quả theo Điều 13; nên tránh lau các diện tích rất lớn với một lần lau duy nhất, vì hệ số tẩy xạ sẽ giảm khi diện tích lau tăng.

c) Khi lau vật liệu lau phải tỳ ép vừa phải lên bề mặt cần lau, tốt nhất là bằng một dụng cụ hỗ trợ được thiết kế để đảm bảo lực ép đồng đều và không đổi.

d) Toàn bộ diện tích 100 cm², hoặc diện tích lớn hơn, phải được lau hết.

e) Các vật liệu lau chưa sử dụng nên được bảo quản trong không khí không có triti.

f) Khi lau, nên sử dụng găng tay dùng một lần trong khi lau lấy mẫu bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ cao; phải thay đổi găng tay để tránh lây nhiễm chéo cho mẫu.

12  Quy trình đo

Phải tuân thủ các hướng dẫn vận hành thiết bị được sử dụng để đo các mẫu lau. Mức phông bức xạ trong khu vực đo các mẫu lau phải thấp và ổn định. Phải tuân theo các yêu cầu sau đây.

a) Trước khi thực hiện đo các mẫu lau, phải xác định tốc độ đếm phông bức xạ tại vị trí tiến hành đo.

b) Phải được kiểm tra tốc độ đếm phông bức xạ theo thời gian để đưa vào tính toán khi mức bức xạ phông có thay đổi.

c) Thiết bị đo phải ở trạng thái còn hạn hiệu chuẩn và phải được kiểm định bằng nguồn kiểm tra phù hợp. Tần suất kiểm tra: hàng ngày đối với các thiết bị thường xuyên sử dụng, nếu không, tiến hành kiểm tra trước mỗi lần sử dụng. Nếu độ lệch lớn hơn 25 % so với giá trị đã thỏa thuận phải hiệu chuẩn lại thiết bị.

d) Phải có được các hệ số hiệu chuẩn thiết bị phù hợp đối với các nhân phóng xạ cần đo.

e) Các điều kiện về hình học trong quá trình đo phải giống như các điều kiện đã sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn thiết bị. Đối với các thiết bị cầm tay, các điều kiện về hình học khi đo phải gần giống với các điều kiện đã sử dụng trong quá trình hiệu chuẩn thiết bị; có thể sử dụng một miếng đệm, loại có thể tháo ra lắp vào, cho mục đích này.

f) Đối với các phương pháp không phải là kỹ thuật đếm nhấp nháy lỏng, thì vùng nhạy của detector phải lớn hơn mẫu lau.

g) Nếu cần đo mẫu lau có phát bức xạ alpha hoặc beta, thì phải sử dụng bộ phân biệt xung alpha-beta.

Để đo các mẫu lau bằng kỹ thuật đếm nhấp nháy lỏng, cần tuân thủ các yêu cầu sau đây.

a) Đối với các mẫu lau nước ướt, cần phải có các loại hỗn hợp nhấp nháy thích hợp.

b) Mẫu lau triti cần được đặt vào lọ đếm đã chứa một lượng thích hợp hỗn hợp nhấp nháy.

c) Các mẫu lau triti ướt phải được đặt trực tiếp vào trong hỗn hợp nhấp nháy trong khoảng 20 min trước khi đếm, để tiếp cận được sự phân bố cân bằng hoạt độ triti và thích nghi với bóng tối.

d) Cần phải cẩn thận là việc đưa mẫu lau vào hỗn hợp nhấp nháy không gây ra sự mất ánh sáng quá mức do khối lượng của vật liệu hoặc do các hiệu ứng tắt dần, và không gây ra các đốm sáng giả do các tác nhân làm sáng.

13  Đánh giá các dữ liệu đo

13.1  Tính hoạt độ trên một đơn vị diện tích cho kết quả đo của các thiết bị lắp đặt

Sử dụng các thiết bị đã được lắp đặt, có thể thu được hoạt độ trên một đơn vị diện tích của nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt của bề mặt được lau từ kết quả đo hoạt độ của vật liệu lau. Đối với các thiết bị lắp đặt, hoạt độ trên một đơn vị diện tích a_r của nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt tại bề mặt được lau, biểu thị bằng Bq.cm^-2, liên quan tới hoạt độ a_W của mẫu lau, được tính theo Công thức (1):

      (1)

Trong đó

a_w là hoạt độ đo được của mẫu lau, tính bằng Bq;

S_w là diện tích bề mặt được lau, tính bằng cm²;

ε_w là hiệu suất lau.

Xác định hiệu suất lau bằng thực nghiệm đòi hỏi có thời gian và công sức. Thông thường, sử dụng một giá trị thận trọng là 0,1 với giả định rằng chất liệu lau chỉ lấy được 10 % lượng chất gây nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt hiện có^[5].

13.2  Tính toán hoạt độ trên một đơn vị diện tích cho kết quả đo của thiết bị cầm tay

Các thiết bị cầm tay được hiệu chuẩn theo TCVN 7078-3 (ISO 7503-3), Phụ lục D, có thể được sử dụng để xác định hoạt độ trên một đơn vị diện tích nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt của bề mặt được lau, được biểu thị bằng Bq.cm^-2, tính được theo Công thức (2):

a_r = C(A)^ind · (ρ_g - ρ₀)       (2)

Trong đó

C(A)^ind là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ, tính bằng Bq.cm^-2/s^-1;

ρ_g là tổng tốc độ đếm đo được, tính bằng s^-1;

ρ₀ là tốc độ đếm phông bức xạ, tính bằng s^-1.

13.3  Áp dụng ISO 11929

Việc tính toán các giới hạn đặc trưng (ngưỡng quyết định, giới hạn phát hiện và giới hạn của khoảng tin cậy) theo ISO 11929 được nêu trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3), Phụ lục F.

14  Độ không đảm bảo của mẫu lau

Độ không đảm bảo trong việc đánh giá mức độ nhiễm bẩn phóng xạ từ các thử nghiệm mẫu lau là rất lớn và chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố bao gồm, nhưng không giới hạn ở các yếu tố sau:

- Loại vật liệu dùng để lau;

- Áp lực ép lên chất liệu lau của người lau;

- Diện tích khu vực được lau;

- Sự phân bố nhiễm bẩn phóng xạ;

- Độ xốp, thành phần hóa học, kết cấu và độ sạch của bề mặt.

Tài liệu tham khảo [6] cho thấy hiệu suất lau có thể khác nhau rất lớn và hầu như không thể đánh giá chính xác được. Độ không đảm bảo trong hiệu suất lau cao hơn một bậc (cả chục lần) so với các độ không đảm bảo khác trong phép đo. Do đó, trong thực hành đã chấp nhận một giá trị hiệu suất lau thận trọng/bảo thủ là 10 %, mà về bản chất chỉ là một "phỏng đoán tốt nhất".

15  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải phù hợp với các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025) và phải gồm các thông tin sau:

- Ngày;

- Địa điểm và vị trí;

- Loại bề mặt;

- Thiết bị được sử dụng, số sê-ri;

- Tham chiếu đến quy trình đo và đánh giá được sử dụng;

- Viện dẫn tiêu chuẩn hiệu chuẩn được sử dụng;

- Nhận dạng của mẫu;

- Các đơn vị biểu thị kết quả;

- Kết quả thử, a_r ± u hoặc a_r ± U, với giá trị k liên quan.

Thông tin bổ sung, mà nhiều thông tin trong số đó là phù hợp với ISO 11929, phải được đưa vào vì lợi ích của người dùng, như sau:

a) Vật liệu lau (khô hoặc ướt);

b) Tác nhân làm ướt;

c) Diện tích đã lau;

d) Hiệu quả lau, đối với đo gián tiếp (đo được hoặc giả định);

e) Hiệu suất thiết bị, ngày hiệu chuẩn;

f) Nguồn tham chiếu: truy nguyên nguồn gốc của kết quả hiệu chuẩn nguồn;

g) Thời gian đo mẫu và đo phông;

h) Thiết bị đọc mẫu lau;

i) Thiết bị đọc phông;

j) Ghi chú về mức độ nhiễm bẩn phóng xạ;

k) Các quan sát khác (sự xuất hiện của phóng xạ bay hơi, v.v.);

l) Tên của người thực hiện;

m) Xác suất α, ß và (1 - g);

n) Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện;

o) Tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng, có nhiều cách khác nhau để trình bày kết quả:

1) Nếu nồng độ hoạt độ bề mặt a_r được so sánh với ngưỡng quyết định, phù hợp với ISO 11929, thì kết quả đo cần phải thể hiện là ≤ a_r* khi kết quả thấp hơn ngưỡng quyết định;

2) Khi nồng độ hoạt độ bề mặt a_r được so sánh với giới hạn phát hiện, thì kết quả đo có thể được thể hiện là ≤ a_r^# khi kết quả thấp hơn giới hạn phát hiện. Nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị khuyến cáo, thì phải lập thành tài liệu chỉ rõ phương pháp đo không phù hợp với mục đích đo.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] I.C.R.U. Report 75 Sampling for radionuclides in the environment, Oxford University Press: Journal of the ICRU. 2006, 6 (1)

[2] U.S. NUCLEAR REGULATORY COMMISSION Multi-Agency Radiation Survey and Site Investigation Manual (MARSSIM), Revision 1 Report NUREG-1575, Rev.1; August 2000

[3] IAEA SAFETY STANDARDS SERIES No SSR-6 Regulations for the Safe Transport of Radioactive Material - 2012 Edition International Atomic Energy Agency, Vienna, 2012

[4] M.J. Slobodien, R.W. Granlund Extruded-Expanded Polystyrene - A Smear Material for Use in Liquid Scintillation Counting Health Phys. 1974 July, 27 pp. 128-129

[5] J.D EAKINS, W. P HUTCHINSON The Radiological Hazard from Triti Absorbed on Metal Surfaces Part 2: The estimation of the Level of Triti Contamination on Metal Surfaces by Smearing AERE-R-5988, 1969

[6] H. Jung, J.F. Kunze, J.D. Nurrenbern Consistency and efficiency of standard swipe procedures taken on slightly radioactive contaminated metal surfaces Health Phys. 2001 May, 80 pp. S80-S88

[7] IAEA SAFETY REPORTS SERIES No 72 Monitoring for Compliance with Remediation Criteria for Sites International Atomic Energy Agency, Vienna, 2012

[8] M.F. L’Annunziata Handbook of Radioactivity Analysis Elsevier Academic Press, Third Edition, 2012

[9] TCVN 7870-1 (ISO 80000-1), Đại lượng và đơn vị - Phần 1: Quy định chung;

[10] TCVN 7870-10 (ISO 80000-10), Đại lượng và đơn vị - Phần 10: Vật lý nguyên tử và hạt nhân;

[11] TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), Độ không đảm bảo đo - Phần 3: Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo (GUM:1995)

[12] TCVN 6165 (ISO/IEC Guide 99), Từ vựng quốc tế về đo lường học - Khái niệm, thuật ngữ chung và cơ bản (VIM)