Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10759-1:2016 ISO 11665-1:2012 Đo hoạt độ phóng xạ môi trường-Không khí: randon-222-Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã sống ngắn và các phương pháp đo

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10759-1:2016

ISO 11665-1:2012

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 1: NGUỒN GỐC, CÁC SẢN PHẨM PHÂN RÃ SỐNG NGẮN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement methods

Lời nói đầu

TCVN 10759-1:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 11665-1:2012

TCVN 10759-1:2016 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 85/SC 2 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 tiêu chuẩn TCVN 10759 (ISO 11665), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 gồm các tiêu chuẩn sau:

- TCVN 10759-1:2016 (ISO 11665-1:2012), Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã sống 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 sản 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 tàng của sản phẩm phân 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 bình với việc lấy mẫu thụ động và phân tích trễ.

- 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 để xác định nồng độ hoạt độ.

- TCVN 10759-7:2016 (ISO 11665-7:2012), Phần 7: Phương 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 chuẩn sau:

- ISO 11665-9, Part 9: Method for determining exhalation rate of dense building materials.

Lời giới thiệu

Đồng vị radon 222, 220 và 219 là các khí phóng xạ được tạo ra do sự phân rã đồng vị radi 226, 224 và 223, là các sản phẩm phân rã của urani-238, thori-232 và urani-235, và đều được tìm thấy trong lớp vỏ trái đất (xem Phụ lục A). Các nguyên tố thể rắn, cũng có tính phóng xạ, và được tiếp theo bởi nguyên tố chì bền là được tạo ra bởi sự phân rã radon^[1] Radon được xem là khí trơ trong bảng nguyên tố tuần hoàn, cùng với heli, argon, neon, frypton và xenon.

Khi phân rã, radon phát xạ hạt alpha và tạo ra các sản phẩm phân rã thể rắn, và có tính phóng xạ (poloni, bitmut, chì,...). Ảnh hưởng tiềm ẩn lên sức khỏe con người của radon nằm ở các sản phẩm phân rã của nó hơn là do bản thân khí radon. Dù khí radon có gắn với sol khí hay không, sản phẩm 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 chúng^[2][3][4][5].

Radon ngày nay được xem là nguồn phơi nhiễm chính của con người với bức xạ tự nhiên. Báo cáo của UNSCEAR (2006)^[6] cho rằng, tại mức độ trên toàn thế giới, radon đại diện cho 52 % mức phơi nhiễm trung bình với bức xạ tự nhiên. Tác động bức xạ của đồng vị radon-222 (48 %) là đáng kể hơn so với đồng vị radon-220 (4 %), trong khi đồng vị radon-219 được xem là không đáng kể (xem Phụ lục 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. Sự phơi nhiễm với radon và các sản phẩm phân rã của nó thay đổi nhiều từ địa điểm này đến địa điểm khác, vì nó phụ thuộc trước tiên vào lượng radon 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 thể bị phơi nhiễm.

Các giá trị thường được tìm 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 sát được trong môi trường đại dương. Nồng độ hoạt độ radon thay đổi trong các ngôi nhà từ vài chục becquerel đến vài trăm becquerel trên mét khối^[7]. Nồng độ hoạt độ có thể đạt tới vài nghìn becquerel trên mét khối trong không gian kín. Sự thay đổi của vài nanojun trên mét khối đến vài nghìn nanojun trên mét khối được quan sát đối với nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã radon sống ngắn.

Bộ TCVN 10759 (ISO 11665) gồm các phần (xem Hình 1) đề cập đến:

- Phương pháp đo radon-222 và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó (xem TCVN 10759-2 (ISO 11665-2). TCVN 10759-3 (ISO 11665-3), TCVN 10759-4 (ISO 11665-4), TCVN 10759-5 (ISO 11665-5) và TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)

CHÚ THÍCH 1: Có nhiều phương pháp để đo nồng độ hoạt độ của radon-222 và nồng độ năng lượng tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó. Việc lựa chọn phương pháp đo sẽ tùy thuộc vào mức nồng độ dự đoán và mục đích sử dụng của dữ liệu, như nghiên cứu khoa học và đánh giá liên quan đến sức khỏe^[8][9].

- Phương pháp đo tốc độ xả radon-222 (xem TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) và ISO 11665-9);

CHÚ THÍCH 2: TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) tham chiếu đến TCVN 10759-5 (ISO ISO 11665-5) và TCVN 10759-6 (ISO 11665-6).

- Phương pháp đo hệ số khuếch tán radon-222 (xem ISO 11665-10)1);

- Phương pháp luận đối với phép đo radon-222 trong các tòa nhà (TCVN 10759-8 (ISO 11665-8)).

CHÚ THÍCH 3: TCVN 10759-8 (ISO 11665-8) tham chiếu TCVN 10759-4 (ISO 11665-4) đối với phép đo cho mục đích khảo sát sơ bộ trong một tòa nhà và đến TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và TCVN 10759-7 (ISO 11665-7) đối với các phép đo cho khảo sát bổ sung.

Hình 1 - Cấu trúc của bộ TCVN 10759 (ISO 11665)

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 1: NGUỒN GỐC, CÁC SẢN PHẨM PHÂN RÃ SỐNG NGẮN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐO

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 1: Origins of radon and its short-lived decay products and associated measurement methods

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn cho việc đo nồng độ hoạt độ radon-222 và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222 trong không khí.

Các phương pháp đo được chia làm ba loại:

a) Phương pháp đo điểm;

b) Phương pháp đo liên tục;

c) Phương pháp đo tích hợp.

Tiêu chuẩn này đưa ra một số phương pháp thường được sử dụng để đo radon-222 và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó trong không khí.

Tiêu chuẩn này cũng đưa ra hướng dẫn việc xác định độ không đảm bảo đo gắn với các phương pháp đo được mô tả trong các phần khác nhau của bộ tiêu chuẩn.

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 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 bản sửa đổi, bổ sung (nếu có).

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

IEC 61577-1, Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments - Part 1: General principles (Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã của radon - Phần 1: Nguyên tắc chung).

IEC 61577-2, Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments - Part 2: Specific requirements for radon measuring instruments (Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã của radon - Phần 2: Yêu cầu riêng cho các thiết bị đo radon).

IEC 61577-3, Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments - Part 3: Specific requirements for radon decay product measuring instruments (Dụng cụ bảo vệ bức xạ - Thiết bị đo radon và các sản phẩm phân rã của radon - Phần 3: Yêu cầu riêng cho các thiết bị đo sản phẩm phân rã của radon).

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa như sau.

3.1.1

Lấy mẫu chủ động (active sampling)

Lấy mẫu bằng cách sử dụng các thiết bị chủ động như bơm để lấy mẫu không khí.

[IEC 61577-1:2006]

3.1.2

Hoạt độ (activity)

Tốc độ phân rã (disintegration rate)

Số phân rã hạt nhân tự phát xảy ra trong một lượng vật liệu xác định trong một khoảng thời gian ngắn thích hợp chia cho chính khoảng thời gian đó.

[ISO 921:1997, Thuật ngữ 23]

CHÚ THÍCH 1: Hoạt độ, A, được thể hiện bởi mối quan hệ nêu trong Công thức (1):

A = l · N                       (1)

Trong đó:

l là hằng số phân rã trên giây;

N là số lượng nguyên tử.

CHÚ THÍCH 2: Hằng số phân rã quan hệ với chu kỳ bán rã như sau:

                      (2)

Trong đó:

T_½ là chu kỳ bán rã của hạt nhân phóng xạ, tính bằng giây.

3.1.3

Nồng độ hoạt độ (activity concentration)

Hoạt độ trên đơn vị thể tích.

[IEC 61577-1:2006]

3.1.4

Phần liên quan (attached fraction)

Phần nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn gắn với sol khí môi trường.

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Các chất mang dạng sol khí mà hầu hết các sản phẩm phân rã sống ngắn được gắn vào thường có kích thước trung bình trong khoảng từ 0,1 mm đến 0,3 mm.

3.1.5

Nồng độ hoạt độ trung bình (average activity concentration)

Phơi nhiễm nồng độ hoạt độ lấy trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu.

3.1.6

Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình (average potential alpha energy concentration)

Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng lấy trung bình trong khoảng thời gian lấy mẫu.

3.1.7

Tạp nền (background noise)

Các tín hiệu tạo ra bởi một nguyên nhân nào đó khác với bức xạ cần được đo.

CHÚ THÍCH: Có thể phân biệt các tín hiệu gây ra bởi bức xạ từ các nguồn bên trong hoặc bên ngoài detector mà không phải là nguồn đích của phép đo và các tín hiệu gây ra bởi các khiếm khuyết trong các mạch điện tử của hệ thống phát hiện và nguồn cấp điện của chúng.

3.1.8

Phép đo liên tục (continuous measurement)

Phép đo được thực hiện bằng cách lấy mẫu liên tục (hoặc trong các khoảng thời gian tích hợp thường từ 1 min đến 120 min) với việc phân tích đồng thời hoặc trễ hơn một chút.

CHÚ THÍCH 1: Khoảng thời gian lấy mẫu phải phù hợp với động học của hiện tượng được nghiên cứu để theo dõi sự thay đổi của nồng độ hoạt độ radon theo thời gian.

CHÚ THÍCH 2: Xem Phụ lục B để biết thêm thông tin.

3.1.9

Chiều dài khuếch tán (diffusion length)

Khoảng cách mà một nguyên tử đi qua do lực khuếch tán trước khi phân rã.

CHÚ THÍCH: Chiều dài khuếch tán l được thể hiện bởi mối quan hệ nêu trong Công thức (3)

                     (3)

Trong đó:

D là hệ số khuếch tán, tính bằng mét vuông trên giây;

l là hằng số phân rã trên giây.

3.1.10

Hệ số cân bằng (equilibrium factor)

Tỷ số giữa nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong một thể tích không khí xác định với nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã này nếu chúng đạt trạng thái cân bằng phóng xạ với radon trong cùng thể tích không khí.

CHÚ THÍCH 1: Các sản phẩm phân rã sống ngắn của ²²²Rn trong không khí rất hiếm khi ở trạng thái cân bằng phóng xạ với hạt nhân mẹ (ví dụ, do bị giữ lại trên tường hoặc bị loại bỏ bằng một hệ thống làm thoáng khí) và hệ số cân bằng được sử dụng để định lượng trạng thái “không cân bằng” này.

CHÚ THÍCH 2: Hệ số cân bằng nằm trong khoảng từ 0 đến 1. Hệ số cân bằng trong các tòa nhà thường dao động từ 0,1 đến 0,9 với giá trị trung bình bằng 0,4^[4][6].

CHÚ THÍCH 3: Hệ số cân bằng, F_eq, được thể hiện bằng Công thức (4):

                     (4)

Trong đó:

E_PAEC,222Rn là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của ²²²Rn, tính bằng jun trên mét khối;

5,57 · 10^-9 là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của ²²²Rn cho 1 Bq của ²²²Rn ở trạng thái cân bằng với các sản phẩm phân rã sống ngắn, tính bằng jun trên becquerel;

C_222Rn là nồng độ hoạt độ của ²²²Rn, tính bằng becquerel trên mét khối.

3.1.11

Lấy mẫu tức thời (grab sampling)

Thu thập một mẫu (tức là không khí chứa radon hoặc các hạt sol khí) trong khoảng thời gian được coi là ngắn so với sự biến động của đại lượng đang được đánh giá (đó là hoạt động thể tích của không khí).

[IEC 61577-1:2006]

3.1.12

Giá trị khuyến cáo (guideline value)

Giá trị tương ứng với các yêu cầu khoa học, pháp lý hoặc các yêu cầu khác và dự kiến được đánh giá bởi quy trình đo.

CHÚ THÍCH 1: Ví dụ, giá trị khuyến cáo có thể là hoạt độ, hoạt độ riêng hoặc nồng độ hoạt độ, hoạt độ bề mặt hoặc suất liều.

CHÚ THÍCH 2: Việc so sánh giới hạn phát hiện với giá trị khuyến cáo cho phép xác định quy trình đo có đáp ứng các yêu cầu đặt ra bởi giá trị khuyến cáo hay không và do đó có phù hợp với mục đích đo dự kiến hay không. Quy trình đo đáp ứng yêu cầu nếu giới hạn phát hiện nhỏ hơn giá trị khuyến cáo.

[ISO 11929:2010, thuật ngữ 3.10]

3.1.13

Đo tích hợp (integrated measurement)

Phép đo được thực hiện bằng cách lấy mẫu liên tục một lượng không khí theo thời gian, để nhằm tích lũy được các đại lượng vật lý (số vết hạt nhân, số điện tích, v.v...) liên quan đến sự phân rã radon và/hoặc sản phẩm phân rã của nó và tiếp theo là hoạt động phân tích khi kết thúc giai đoạn tích lũy.

CHÚ THÍCH: Thông tin bổ sung có trong Phụ lục B.

3.1.14

Đo dài hạn (long-term measurement)

Phép đo mà trong đó mẫu khí được thu thập trong khoảng thời gian hơn một tháng.

3.1.15

Đối tượng đo (measurand)

Đại lượng dự kiến được đo.

[TCVN 6165:2009 (ISO/IEC Guide 99:2007), Thuật ngữ 2.3]

3.1.16

Hệ thống đo (measuring systerm)

Bộ gồm một hoặc nhiều thiết bị đo và thường có thêm các thiết bị khác, bao gồm cả chất thử và nguồn điện, được lắp ráp và điều chỉnh để cung cấp thông tin sử dụng cho việc đưa ra các giá trị của đại lượng cần đo trong các khoảng thời gian xác định đối với một lượng của một loại xác định.

[TCVN 6165:2009 (ISO/IEC Guide 99:2007), Thuật ngữ 3.2]

3.1.17

Lấy mẫu thụ động (passive sampling)

Lấy mẫu nhưng không sử dụng các thiết bị chủ động như máy bơm để lấy mẫu không khí, mà trong hầu hết các thiết bị, lấy mẫu được thực hiện chủ yếu nhờ khuếch tán.

CHÚ THÍCH: Được điều chỉnh từ IEC 61577-1:2006.

3.1.18

Năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon (potential alpha energy of short-lived radon decay products)

Toàn bộ năng lượng alpha phát ra trong quá trình phân rã các nguyên tử của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong chuỗi phân rã của ²²²Rn đến ²¹⁰Pb.

CHÚ THÍCH 1: Năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của ²²²Rn, E_PAEC,222Rn, được thể hiện bằng Công thức (5):

               (5)

Trong đó:

E_AE,218Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã ²¹⁸Po, tính bằng jun;

E_AE,214Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã ²¹⁴Po, tính bằng jun;

N_218Po là số của nguyên tử ¹⁸Po;

N_214Pb là số của nguyên tử ²¹⁴Pb;

N_214Bi là số của nguyên tử ²¹⁴Bi;

N_214Po là số nguyên tử của ²¹⁴Po.

CHÚ THÍCH 2: Tổng năng lượng alpha phát ra trong quá trình phân rã các nguyên tử của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong chuỗi phân rã của ²²²Rn đến ²⁰⁸Pb được thể hiện bằng Công thức (6):

                (6)

Trong đó:

E_PAE,220Rn là năng lượng alpha tiềm tàng của ²²⁰Rn, tính bằng jun;

E_AE,216Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã ²¹⁶Po, tính bằng jun;

E_AE,212Bi là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã ²¹²Bi, tính bằng jun;

E_AE,212Po là năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã của ²¹²Po, tính bằng jun;

N_212Pb là số của nguyên tử ²¹²Pb;

N_212Bi là số của nguyên tử ²¹²Bi;

N_212Po là số của nguyên tử ²¹²Po.

3.1.19

Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon (potential alpha energy concantration of short-lived radon decay products)

Nồng độ năng lượng alpha của hỗn hợp bất kỳ các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong không khí với nghĩa năng lượng alpha được phát ra trong thời gian để phân rã hoàn toàn đến ²¹⁰Pb và /hoặc ²⁰⁸Pb

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, E_PAE,i, được thể hiện bằng Công thức (7):

                        (7)

Trong đó:

E_PAE,i là năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, tính bằng jun;

V là thể tích được lấy mẫu, tính bằng mét khối.

3.1.20

Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng (potential alpha enrgy concentration exposure)

Tích phân theo thời gian của nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng được tích Iũy trong thời gian phơi nhiễm.

CHÚ THÍCH: Phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, X_PAEC, được thể hiện bằng Công thức (8):

                 (8)

Trong đó:

E_paec là nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, tính bằng jun trên mét khối;

t là khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

3.1.21

Chuẩn đầu (primary standard)

Chuẩn được thiết kế hoặc được thừa nhận rộng rãi là có chất lượng đo cao nhất và các giá trị của nó được chấp nhận mà không cần tham chiếu đến các chuẩn khác của cùng đại lượng.

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH: Khái niệm về chuẩn gốc có giá trị như nhau cho các đại lượng cơ sở và đại lượng dẫn suất.

3.1.22

Cân bằng phóng xạ của radon-222 với các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó (radioactive equilibriim of randon-222 with its short-lived decay products)

Trạng thái của radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó mà trong đó hoạt độ của mỗi hạt nhân phóng xạ là cân bằng.

CHÚ THÍCH: Trong trạng thái cân bằng phóng xạ, hoạt độ của mỗi sản phẩm phân rã sống ngắn giảm theo thời gian giống như hoạt độ của radon.

3.1.23

Thoát radon (radon emanation)

Cơ chế mà trong đó một nguyên tử radon rời khỏi hạt chất rắn đơn lẻ mà nó đã được hình thành trong đó và di chuyển đến không gian tự do của các khoảng rỗng.

3.1.24

Xả radon (radon exhalation)

Cơ chế mà trong đó một nguyên tử radon được sinh ra bởi cơ chế thoát radon và di chuyển (nhờ khuếch tán hoặc đối lưu) về phía bề mặt vật liệu, được giải phóng khỏi vật liệu để đi vào môi trường xung quanh (khí).

3.1.25

Tốc độ xả radon (radon exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trong một đơn vị thời gian.

CHÚ THÍCH 1: Tốc độ xả radon trong các điều kiện mà nồng độ hoạt độ radon tại bề mặt vật liệu bằng 0 được gọi là tốc độ xả không có radon.

CHÚ THÍCH 2: Tốc độ xả radon xấp xỉ tốc độ xả không có radon nếu hoạt độ radon tại bề mặt vật liệu có giá trị đủ thấp.

3.1.26

Tốc độ xả radon bề mặt (radon surface exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trên một đơn vị bề mặt vật liệu trên một đơn vị thời gian.

3.1.27

Tốc độ xả radon khối (radon mass exhalation rate)

Giá trị nồng độ hoạt độ của các nguyên tử radon thoát khỏi vật liệu trên một đơn vị khối lượng vật liệu trên một đơn vị thời gian.

3.1.28

Phơi nhiễm radon (radon exposure)

Tích phân theo thời gian của nồng độ hoạt độ radon được tích lũy trong thời gian phơi nhiễm.

CHÚ THÍCH: Phơi nhiễm radon, X, được thể hiện bằng Công thức (9):

                     (9)

Trong đó:

C là nồng độ hoạt độ, tính bằng becquerel trên mét khối;

t là khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

3.1.29

Không khí quy chiếu (reference atmosphere)

Không khí phóng xạ mà các đại lượng ảnh hưởng trong đó (sol khí, hoạt độ bức xạ, điều kiện khí hậu, v.v...) được biết rõ hoặc được kiểm soát đủ để cho phép sử dụng nó trong một quy trình kiểm tra các thiết bị đo radon hoặc các sản phẩm phân rã sống ngắn.

CHÚ THÍCH 1: Các giá trị tham số liên quan phải truy về được các chuẩn đã được công nhận.

CHÚ THÍCH 2: Điều chỉnh từ IEC 61577-1:2006.

3.1.30

Nguồn chuẩn (reference source)

Nguồn phóng xạ chuẩn thứ được sử dụng trong việc hiệu chuẩn các thiết bị đo.

[IEC 61577-1:2006]

3.1.31

Khoảng thời gian lấy mẫu (sampling duration)

Khoảng thời gian mà việc lấy mẫu được thực hiện tại một điểm nhất định.

3.1.32

Kế hoạch lấy mẫu (sampling plan)

Kế hoạch chi tiết đã áp dụng các nguyên tắc của chiến lược được chấp nhận, nó xác định không gian và khoảng thời gian lấy mẫu, tần suất, số lượng mẫu, các đại lượng được lấy mẫu, v.v..., và nguồn nhân lực được sử dụng cho các hoạt động lấy mẫu.

CHÚ THÍCH: Xem TCVN ISO/IEC 17025:2005, 5.7, để biết thêm thông tin về kế hoạch lấy mẫu.

3.1.33

Chiến lược lấy mẫu (sampling strategy)

Bộ các nguyên tắc kỹ thuật nhằm giải quyết hai vấn đề chính là mật độ lấy mẫu và phân bố không gian của khu vực lấy mẫu, tùy thuộc vào mục đích và địa điểm đang được xem xét.

CHÚ THÍCH: Chiến lược lấy mẫu đưa ra bộ các phương án kỹ thuật cần có trong kế hoạch lấy mẫu.

3.1.34

Cảm biến (sensor)

Phần của một hệ thống đo chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi đối tượng đặc trưng cho hiện tượng, hoặc chất mang theo thông tin đại lượng cần đo.

[TCVN 6165:2009 (ISO/IEC Guide 99:2007), Thuật ngữ 3.8]

CHÚ THÍCH: Thuật ngữ “detector” cũng được sử dụng cho khái niệm này.

3.1.35

Sản phẩm phân rã sống ngắn (short-lived decay products)

Hạt nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã dưới một giờ sinh ra bởi phân rã Radon-222 (²²²Rn): poloni-218 (²¹⁸Po), chì-214 (²¹⁴Pb), bitmut-214 (²¹⁴Bi) và poloni-214 (²¹⁴Po).

Xem Hình A.1.

CHÚ THÍCH: Sản phẩm phân rã của radon-220 như poloni-216 (²¹⁶Po), chì-212 (²¹²Pb), bitmut-212 (²¹²Bi), poloni-212 (²¹²Po) và tali-208 (²⁰⁸Tl) có thể làm nhiễu phép đo radon-222 (xem Hình A.2).

3.1.36

Đo ngắn hạn (short-term measurement)

Phép đo dựa trên việc một mẫu khí được thu thập trong một khoảng thời gian tương đương với thời gian của chu kỳ bán rã radon.

3.1.37

Đo điểm (spot measurement)

Phép đo dựa trên việc một mẫu được lấy tức thời trong khoảng thời gian dưới một giờ, tại một điểm xác định trong không gian, với việc phân tích được thực hiện đồng thời hoặc sau một khoảng thời gian đã được xác lập.

CHÚ THÍCH: Xem Phụ lục B để biết thêm thông tin.

3.1.38

Phần không liên quan E_PAEC,222Rn (unattached fraction of E_PAEC,222Rn)

Một phần của nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn không gắn kết với các sol khí môi trường.

[IEC 61577-1:2006]

CHÚ THÍCH 1: Kích thước hạt có liên quan ở cấp nano mét.

CHÚ THÍCH 2: Đối với ²²²Rn, chu kỳ bán rã tương đối dài của ²¹²Pb có thể dẫn đến trường hợp ²²²Rn hoàn toàn biến mất trước khi xuất hiện ²¹²Bi; trong trường hợp này, phần không liên quan của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-220 không thể xác định được.

3.2  Ký hiệu

Tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu sau.

A_i  hoạt độ của hạt nhân i, tính bằng becquerel.

C_i  nồng độ hoạt độ của hạt nhân i, tính bằng becquerel trên mét khối.

  nồng độ hoạt độ trung bình của hạt nhân i, tính bằng becquerel trên mét khối.

D  hệ số khuếch tán, tính bằng mét vuông trên giây.

E_AE,i  năng lượng hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã của hạt nhân i, tính bằng jun.

E_PAE,i  năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân i, tính bằng jun.

E_paec,i  nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của hạt nhân tính bằng jun trên mét khối.

  năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của hạt nhân i, tính bằng jun.

  nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của hạt nhân i, tính bằng jun trên mét khối.

E_eq  hệ số cân bằng (không thứ nguyên).

l  chiều dài khuếch tán, tính bằng mét.

N_i  số của nguyên tử hạt nhân i.

T_1/2,i  chu kỳ bán rã của hạt nhân i, tính bằng giây.

t  khoảng thời gian lấy mẫu, tính bằng giây.

U  độ không đảm bảo mở rộng, được tính bằng U = k.u() với k = 2.

u()  độ không đảm bảo tiêu chuẩn của kết quả đo.

V  thể tích được lấy mẫu, tính bằng mét khối.

X  phơi nhiễm radon, tính bằng becquerel giờ trên mét khối.

X_PAEC  phơi nhiễm nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng, tính bằng jun giờ trên mét khối.

Y  kết quả đo sơ cấp của đối tượng đo.

y^*  ngưỡng quyết định của đối tượng đo.

y^#  giới hạn phát hiện của đối tượng đo.

  giới hạn dưới của khoảng tin cậy của đối tượng đo.

  giới hạn trên của khoảng tin cậy của đối tượng đo.

f  tốc độ xả, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây.

f_f  tốc độ xả không có radon, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây.

f_m  tốc độ xả khối, tính bằng becqurel trên mét vuông trên giây.

f_s  tốc độ xả bề mặt, tính bằng becquerel trên mét vuông trên giây.

l_i  hằng số phân rã của hạt nhân i, trên giây.

4  Nguyên lý

Các phương pháp đo được trình bày trong tiêu chuẩn này được dựa trên các yếu tố sau:

a) Lấy mẫu một thể tích khí đại diện cho không khí đang được khảo sát.

b) Phát hiện bức xạ sinh ra do phân rã phóng xạ liên tiếp của các đồng vị radon và các sản phẩm phân rã của chúng.

CHÚ THÍCH: Ví dụ về các kết quả đo nồng độ hoạt độ radon hoạt độ được nêu trong Phụ lục B.

5  Thiết bị

Thiết bị đặc trưng cho các phương pháp đo khác nhau và được mô tả trong các phần khác nhau của TCVN 10759 (ISO 11665). Thiết bị phải phù hợp với IEC 61577-1, IEC 61577-2 và IEC 61577-3.

6  Lấy mẫu

6.1  Khái quát

Lựa chọn phương pháp lấy mẫu thích hợp phụ thuộc vào địa điểm đang được khảo sát (hầm mỏ, ngoài trời, nhà ở, tòa nhà công cộng, nơi làm việc, v.v...), mục đích sử dụng dữ liệu và mức dự tính của nồng độ hoạt độ radon.

Nồng độ hoạt độ radon và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã của nó thay đổi rất nhiều theo thời gian (xem Phụ lục A). Có thể quan sát thấy sự thay đổi theo thời gian với mức rõ rệt tại cùng một nơi và do đó kết quả đo sẽ phụ thuộc vào khoảng thời gian lấy mẫu, có thể kéo dài từ vài phút đến vài giờ hoặc vài tháng^[10] và vào ngày lấy mẫu (xem Hình B.2).

Để ngoại suy từ nồng độ hoạt độ trung bình thu được từ một phép đo thực hiện trong một khoảng thời gian lấy mẫu xác định tại một thời điểm lấy mẫu xác định ra đại diện nồng độ hoạt độ trung bình của một khoảng thời gian lấy mẫu khác và/hoặc thời điểm lấy mẫu khác đòi hỏi phải hiểu về tính thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong khoảng thời gian được suy luận. Trong một số trường hợp, độ không đảm bảo đo thay đổi này có thể rất lớn nên việc ngoại suy trở nên không có nghĩa đối với mục tiêu của phép đo.

Do đó điều quan trọng là lựa chọn phương pháp lấy mẫu, khoảng thời gian và thời điểm lấy mẫu phải tương thích với mục tiêu đo và độ không đảm bảo cần có của nó. Vì những lý do này, các kết quả đo sau khi kiểm tra một khu vực trong một khoảng thời gian lấy mẫu ngắn cần phải được giải thích một cách rõ ràng.

Quá trình lấy mẫu sẽ được thực hiện bằng các cách tiếp cận khác nhau hoặc các chiến lược lấy mẫu khác nhau tùy thuộc vào mục tiêu đề ra. Bất kể mục tiêu này là gì, chiến lược lấy mẫu phải được lựa chọn cẩn thận vì nó xác định một số lượng lớn các quyết định và có thể đưa ra các hoạt động quan trọng và tốn kém.

Các kết quả đo nồng độ hoạt độ radon và kết quả đo nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng chỉ có thể được giải thích một cách chính xác nếu mẫu là đại diện cho khí đang được phân tích.

Việc xác định chiến lược lấy mẫu phải thực hiện theo các giai đoạn sau:

a) Phân tích các hồ sơ để cho phép nghiên cứu về mặt lịch sử của việc sử dụng địa điểm lấy mẫu;

b) khảo sát địa điểm (trong một số trường hợp, có thể sử dụng các kỹ thuật điều tra phân tích sử dụng các thiết bị phát hiện phóng xạ cầm tay để xác định các khu vực cần được nghiên cứu một cách chi tiết);

c) Xác định các đường di chuyển ưu tiên và/hoặc các khu vực tích lũy;

d) Khảo sát thăm dò địa điểm để thực hiện lấy mẫu.

Thực hiện chiến lược này, bao gồm cả việc xác định mục tiêu chất lượng dữ liệu theo các thông số được phân tích, sẽ đưa ra kế hoạch lấy mẫu.

Kế hoạch lấy mẫu phải chỉ ra các hoạt động sẽ được thực hiện theo quy định tại TCVN ISO/IEC 17025.

6.2  Mục tiêu lấy mẫu

Mục tiêu của việc lấy mẫu là cung cấp các mẫu có đủ tính đại diện để các kết quả đo phù hợp với mục đích sử dụng chúng.

6.3  Đặc điểm lấy mẫu

Việc lấy mẫu có thể là chủ động hoặc thụ động.

Thời điểm lấy mẫu (ngày và giờ), khoảng thời gian và vị trí lấy mẫu, và việc lấy mẫu là chủ động hay thụ động, phải được xác định cho tất cả các phép đo radon và các sản phẩm phân rã trong môi trường hoặc trong một khoảng không khí bị giới hạn.

Các đặc điểm lấy mẫu cho mỗi phương pháp đo radon và các sản phẩm phân rã của nó được mô tả trong các phần khác nhau của bộ TCVN 10759 (ISO 11665).

6.4  Điều kiện lấy mẫu

6.4.1  Lắp đặt thiết bị lấy mẫu

6.4.1.1. Lấy mẫu bên ngoài tòa nhà

Vị trí lấy mẫu được phân bố ngoài tòa nhà có tính đến các thông số sau: địa hình, hướng gió thường thổi, các khu vực hoạt động (đô thị, nhà máy, nông nghiệp và nhà ở) và các điểm phát thải tiềm tàng.

Trong một khu vực mở, việc lấy mẫu phải lấy được mẫu đại diện cho khí được đo. Mọi chướng ngại vật tự nhiên và nhân tạo (trừ mái che thời tiết) phải ở ngoài một hình nón ngược có góc 140^o mở lên phía trên và điểm lấy mẫu ở đỉnh nón phía dưới, và ở ngoài không gian hình cầu có đường kính 1 m với tâm là vị trí lấy mẫu (xem Hình 2). Vị trí lấy mẫu phải ở trên bề mặt hỗ trợ (như nền đất) một khoảng từ 1 m đến 2 m. Việc lắp đặt thiết bị không được làm xáo trộn không khí xung quanh.

CHÚ DẪN:

1  nền đất

2  cột đỡ

3  không gian hình cầu không có vật cản (đường kính 1 m)

4  nơi lấy mẫu

5  mái che thời tiết

6  hình nón không có vật cản (140^o)

Hình 2 - Ví dụ về bố trí nơi lấy mẫu ngoài tòa nhà

6.4.1.2  Lấy mẫu trong tòa nhà

Số mẫu và vị trí lấy mẫu trong tòa nhà được quyết định bởi mục đích sử dụng của các kết quả đo (khảo sát ban đầu, tìm kiếm các nguồn phóng xạ, nghiên cứu sự vận chuyển hạt nhân phóng xạ, xác minh tính đồng nhất của một tham số được đo trong một môi trường hoặc xác định các bất thường đánh giá sự phơi nhiễm của con người với bức xạ, v.v...) có tính đến các đặc điểm kiến trúc của tòa nhà (hộp kỹ thuật, tầng hầm, tòa nhà nhiều tầng, nền bằng đất, vật liệu xây dựng, v.v...), các đặc điểm của phòng và cả thiết bị đo được sử dụng (xem TCVN 10759-8 (ISO 11665-8)).

6.4.2  Khoảng thời gian lấy mẫu

Khoảng thời gian lấy mẫu có thể thay đổi từ vài phút đến vài giờ hoặc vài tháng.

Do cả nồng độ hoạt độ radon và nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng thay đổi rất nhiều theo thời gian và không gian (xem Phụ lục A) nên khoảng thời gian lấy mẫu được quyết định dựa theo mục đích sử dụng các kết quả đo (xem Bảng 1).

Bảng 1 - Khoảng thời gian lấy mẫu dựa trên kiểu lấy mẫu

6.4.3  Thể tích khí được lấy mẫu

Đối với việc lấy mẫu chủ động, thể tích khí được lấy mẫu phải được đo bằng một lưu lượng kế đã được hiệu chuẩn theo nhiệt độ và áp suất (tính bằng mét khối ở áp suất và nhiệt độ chuẩn tương ứng là 1,013 hPa và 0 ^oC).

Đối với việc lấy mẫu thụ động, không cần đo trực tiếp thể tích khí được lấy mẫu vì hệ số hiệu chuẩn, tính bằng hoạt độ trên đơn vị thể tích, được sử dụng để tính nồng độ hoạt độ.

7  Phương pháp phát hiện

Bẩy loại phương pháp phát hiện khác nhau có thể được sử dụng. Xem 7.1 đến 7.7.

7.1  Phương pháp đếm nhấp nháy sử dụng kẽm sunfua hoạt hóa bạc ZnS(Ag)

Một số electron trong vật liệu nhấp nháy như ZnS(Ag) có đặc điểm là phát ra các photon ánh sáng khi chúng bị kích thích bởi một hạt alpha và quay trở về trạng thái cơ bản. Các photon ánh sáng có thể được phát hiện bằng bộ nhân quang.

Đây là nguyên lý được áp dụng cho các ống nhấp nháy (như các tế bào Lucas) được sử dụng để thực hiện phép đo điểm đối với radon.

Ống nhấp nháy ZnS(Ag) cũng có thể được sử dụng để phát hiện các sản phẩm phân rã radon thu thập được trên một cái lọc.

CHÚ THÍCH: Nguyên lý phát hiện này đôi khi được sử dụng cho lấy mẫu liên tục.

7.2  Phương pháp phổ gamma

Radon hấp phụ trên than chì hoạt tính đặt trong một bình chứa kín, được xác định bằng phép đo phổ gamma cho các sản phẩm phân rã của nó (²¹⁴Bi và ²¹⁴Pb) sau khi đạt được trạng thái cân bằng phóng xạ.

7.3  Phương pháp đếm nhấp nháy lỏng

Radon hấp phụ trên than chì hoạt tính đặt trong một lọ nhỏ sẽ được đo sau khi thêm một hỗn hợp nhấp nháy vào. Phép đo được thực hiện bằng cách đếm các hạt alpha và beta phát ra từ radon và các sản phẩm phân rã của nó (²¹⁸Po, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Pb, ²¹⁴Po) sau khi đạt được trạng thái cân bằng phóng xạ.

7.4  Phương pháp ion hóa không khí

Khi di chuyển trong khí, mỗi hạt alpha tạo ra vài chục ngàn cặp ion mà trong điều kiện thử nghiệm, sẽ tạo ra một dòng ion hóa. Mặc dù rất thấp, dòng này có thể được đo bằng cách sử dụng một buồng ion hóa và từ đó cho biết nồng độ hoạt độ radon và các sản phẩm phân rã của nó. Khi lấy mẫu được thực hiện thông qua một vật liệu lọc, chỉ radon mới khuếch tán được vào buồng ion hóa và các tín hiệu tỉ lệ với nồng độ hoạt độ radon.

7.5  Phương pháp sử dụng detector bán dẫn (phát hiện alpha)

Một detector bán dẫn (ví dụ làm bằng silic) sẽ chuyển năng lượng từ một hạt alpha tới thành các điện tích. Các điện tích này được chuyển thành các xung điện với biên độ tỉ lệ với năng lượng của các hạt alpha phát ra từ radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó.

CHÚ THÍCH: Nguyên lý phát hiện này đôi khi gắn với sự kết tủa tĩnh điện của các đồng vị phát alpha.

7.6  Phương pháp sử dụng detector vết hạt nhân ở trạng thái rắn (SSNTD)

Một hạt alpha gây ra sự ion hóa khi nó đi qua một số detector vết hạt nhân polyme (ví dụ như nitrat xenluloza). Tái hợp ion chưa được hoàn thành sau khi hạt đã đi qua. Việc tạo vết thích hợp tác động như một tác nhân phát triển diễn giải kết quả đo. Sau đó, detector sẽ cho thấy các tạo vết dạng lỗ hoặc tạo vết hình nón, với số lượng tương ứng với số các hạt alpha đã đi qua detector.

7.7  Phương pháp phóng điện của bề mặt phân cực bên trong buồng ion hóa

Một đĩa polytetrafloroethylene (PTFE) với điện thế dương được đưa vào một buồng ion hóa có thể tích xác định, làm bằng vật liệu dẻo dẫn điện. Trường điện từ được tạo ra bên trong buồng sẽ thu gom các ion hình thành trong quá trình phân rã radon và các sản phẩm phân rã của nó trên đĩa. Sau khi các ion đã được thu thập, điện thế của đĩa giảm xuống theo nồng độ hoạt độ radon. Một điện kế sẽ đo sự thay đổi điện thế này, trực tiếp với nồng độ hoạt độ radon trong thời gian phơi nhiễm.

8  Quy trình đo

8.1  Phương pháp

Như đã đề cập trong 6.1, khoảng thời gian lấy mẫu rất quan trọng để đạt được mục tiêu đo và độ không đảm bảo cần có của nó. Theo cách thực hiện, các phương pháp đo do đó có thể được phân biệt dựa trên thời gian của giai đoạn lấy mẫu: phương pháp đo điểm, phương pháp đo liên tục và phương pháp đo tích hợp. Thông tin mà các phép đo của ba loại này cung cấp được mô tả ngắn gọn dưới đây.

a) Phương pháp đo tích hợp: phương pháp này biểu thị việc đo nồng độ hoạt độ trung bình của radon-222 hoặc nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong không khí trong các chu kỳ thay đổi từ vài ngày đến một năm. Phương pháp đo tích hợp dài hạn được áp dụng trong việc đánh giá phơi nhiễm con người với khí radon và các sản phẩm phân rã của nó.

b) Phương pháp đo liên tục: việc liên tục theo dõi cho phép đánh giá sự thay đổi tức thời nồng độ hoạt độ radon trong môi trường, trong các tòa nhà công cộng, trong nhà ở và tại nơi làm việc, như một hàm của các điều kiện thông gió và/hoặc điều kiện khí tượng.

c) Phương pháp đo điểm: phương pháp này cho phép biểu thị việc đo điểm, thực hiện trong vài phút tại một điểm xác định, đối với nồng độ hoạt độ radon hoặc nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon trong không khí mở và không khí bị giới hạn.

Việc lựa chọn phương pháp đo phụ thuộc vào mục tiêu và dự kiến sử dụng các kết quả đo. Phương pháp đo, hoạt động lấy mẫu và phát hiện được mô tả trong các phần khác nhau của bộ TCVN 10759 (ISO 11665) và được thể hiện trong Bảng 2.

8.2  Đại lượng ảnh hưởng

Các đại lượng khác nhau có thể dẫn 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, các đại lượng sau phải được xem xét cụ thể:

a) Nhiệt độ trong quá trình lấy mẫu;

b) Ảnh hưởng của độ ẩm đối với khả năng thu thập mẫu của thiết bị lấy mẫu;

c) Nhiễu loạn không khí trong quá trình lấy mẫu;

d) Lưu lượng dòng không khí được lấy mẫu;

e) Điều kiện bảo quản detector trước khi lấy mẫu;

f) Tính ổn định của bộ lấy mẫu hệ thống đo trong quá trình đo;

g) Lưu giữ và bảo quản mẫu

h) Sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon và/hoặc nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon;

i) Nồng độ các sản phẩm phân rã radon khi đo các đồng vị radon;

j) Sự tồn tại các hạt nhân phóng xạ dạng khí khác phát bức xạ alpha, beta hay gama, trong thể tích đo, bao gồm cả các đồng vị radon khác và các sản phẩm phân rã của chúng;

k) Phông nền bức xạ trong quá trình đo;

I) Phông nền thiết bị đo và sự thay đổi của nó theo thời gian.

Bảng 2 - Đặc điểm các phương pháp đo được mô tả trong bộ TCVN 10759 (ISO 11665)

8.3  Hiệu chuẩn

Cần hiệu chuẩn thiết bị để thiết lập mối quan hệ giữa các biến số được đo bằng hệ thống phát hiện (dòng điện, tốc độ đếm) và nồng độ hoạt độ radon và/hoặc các sản phẩm phân rã của nó trong không khí bằng cách sử dụng nguồn phóng xạ chuẩn hoặc không khí quy chiếu, với nồng độ hoạt độ của radon và/hoặc các sản phẩm phân rã của nó được kiểm soát.

Kết quả hiệu chuẩn thiết bị phải cho phép xác nhận độ tin cậy của các kết quả đo dựa trên một chuẩn đầu. Trường hợp không có chuẩn gốc thì sử dụng không khí quy chiếu trong cơ sở dữ liệu so sánh quốc tế (xem IEC 61.577-4).

8.4  Kiểm soát chất lượng

Các phương pháp phải được lựa chọn và các quy trình liên quan được thực hiện bởi các nhân viên có kỹ năng phù hợp trong chương trình bảo đảm chất lượng và kiểm soát chất lượng.

Độ tin cậy của các kết quả đo được duy trì bởi việc thường xuyên sử dụng vật liệu chuẩn đã được chứng nhận và tiến hành so sánh liên phòng thử nghiệm và thử nghiệm chất lượng (xem TCVN ISO/IEC 17025).

Các quy trình của phòng thử nghiệm phải đảm bảo rằng không xảy ra sự nhiễm bẩn phòng của thí nghiệm và thiết bị cũng như nhiễm bẩn chéo các mẫu.

9  Biểu thị kết quả

Các mô hình đánh giá đối tượng đo cũng như độ không đảm bảo tiêu chuẩn và các giới hạn đặc trưng gắn liền với đối tượng đo được tính theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC 98-3) và ISO 11929, như được mô tả chi tiết trong các phần khác nhau của TCVN 10759 (ISO 11665) cho mỗi phương pháp đo.

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 được sử dụng cho phép đo;

b) Phương pháp đo (điểm, tích hợp hay liên tục);

c) Nhận dạng mẫu;

d) Đặc điểm lấy mẫu (chủ động hay thụ động);

e) Thời điểm lấy mẫu (ngày và giờ);

f) Khoảng thời gian lấy mẫu;

g) Vị trí lấy mẫu;

h) Các đơn vị biểu thị kết quả;

i) Kết quả thử nghiệm, y ± u(y) hoặc y ± U (độ không đảm bảo tiêu chuẩn hoặc mở rộng), với giá trị k liên đới.

10.2  Có thể đưa các thông tin bổ sung như:

a) Mục đích đo;

b) Xác suất a, b và (1 - g);

c) Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện; tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng mà có các cách khác nhau để thể hiện kết quả:

1) Khi đối tượng đo được so sánh với ngưỡng quyết định (xem ISO 11929) thì kết quả của phép đo được thể hiện là ≤ y^* nếu kết quả thấp hơn ngưỡng quyết định;

2) Khi đối tượng đo được so sánh với giới hạn phát hiện thì kết quả của phép đo được thể hiện là ≤ y^# nếu kết quả thấp hơn giới hạn phát hiện hoặc nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị khuyến cáo 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 tại thời điểm lấy mẫu;

2) Điều kiện thông gió đối với việc đo trong nhà (hệ thống thông gió cơ học, cửa ra vào và cửa sổ được mở hoặc đóng, v.v...).

10.3  Kết quả có thể được thể hiện theo mẫu tương tự như được chỉ ra trong Phụ lục C.

Phụ lục A

(Tham khảo)

Radon và các sản phẩm phân rã của nó - Thông tin chung

A.1  Các đồng vị radon

Radon có ba đồng vị tự nhiên sinh ra bởi hạt nhân phóng xạ trong vỏ trái đất. Do đó, dư lượng của chúng phụ thuộc vào loại đất dưới bề mặt (hàm lượng ²³⁵U, ²³⁸U và ²³²Th) và chu kỳ bán rã phóng xạ của chúng (xem các Hình A.1, A.2 và A.3).

Radon-222, một sản phẩm phân rã của ²³⁸U, phát ra ít hơn radon-220 (trung bình thấp hơn 100 lần). Tuy nhiên, nó là đồng vị phổ biến nhất trong không khí do chu kỳ bán rã (3,823 5 ngày) đủ lâu để nó di chuyển từ đá sinh ra nó, qua đất và vào không khí.

Radon-220 (thoron), một sản phẩm phân rã của ²³²Th, là đồng vị có nhiều nhất trong ba đồng vị phát ra từ đất. Nó biến mất rất nhanh do chu kỳ bán rã ngắn (55,8 s).

Radon-219 (actinon), một sản phẩm phân rã của ²³⁵U, là đồng vị ít nhất trong số ba đồng vị. Hàm lượng ²³⁵U trong đá và đất bằng khoảng 0,7 % hàm lượng ²³⁸U. Do chu kỳ bán rã ngắn (3,96 s), nó hầu như không thể phát hiện được trong không khí và nước ngầm.

Hàm lượng của ba đồng vị này có thể thay đổi tại một số địa điểm sản xuất.

Hằng số phân rã (l) của radon-222 là 2,1x10^-6s^-1, 1,25x10^-2s^-1 đối với radon-220. Hoạt độ 1 Bq (một lần phân rã mỗi giây) tương ứng với 476 600 nguyên tử radon-222 and 80 nguyên tử radon-220.

TCVN 10759 (ISO 11665) chỉ xem xét radon-222.

Hình A.1 - Urani-238 và các sản phẩm phân rã của nó^[1]

Hình A.2 - Thori-232 và các sản phẩm phân rã của nó^[1]

Hình A.3 - Urani-235 và các sản phẩm phân rã của nó^[1]

A.2  Sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon

A.2.1  Trong đất

Radon có nguồn gốc chủ yếu trong vỏ trái đất nơi nó được sinh ra bởi sự phân rã nguyên tử radi có trong các khoáng tạo nên đá. Lượng radon-222 được sinh ra tỉ lệ với hàm lượng radi-226 trong đất. Tuy nhiên, chỉ một phần thoát ra, còn phần lớn nguyên tử bị mắc trong mạng tinh thể của đá mẹ, nơi chúng phân rã. Tùy thuộc vào độ xốp đất, kích cỡ các hạt, độ ẩm và các yếu tố khác, tỷ lệ thoát ra thay đổi đáng kể, từ một vài chục phần trăm đến khoảng 30 %. Một khi nguyên tử radon đã thoát ra khỏi mạng, chúng được vận chuyển qua không khí hoặc nước ngầm qua các khoảng cách khác nhau qua khuếch tán hoặc đối lưu. Nồng độ hoạt độ radon-222 trong đất thay đổi đặc biệt theo gradient theo phương thẳng đứng và thời gian, tùy thuộc vào điều kiện thời tiết và các đặc điểm nội tại của đất như là độ thẩm thấu, độ xốp, v.v...

A.2.2  Tại nơi tiếp xúc đất-không khí

Lượng radon chuyển vào không khí mở trong một đơn vị thời gian và một đơn vị bề mặt (được gọi là tốc độ xả radon-222 bề mặt) phụ thuộc vào nồng độ hoạt độ radon trong đất và điều kiện thời tiết^[29][30]. Do đó, tốc độ xả radon-222 bề mặt thường tăng theo độ ẩm của đất lên tới xấp xỉ 80 % và giảm với sự tăng lên của áp suất khí quyển. Khi nền đất bị bao phủ bởi tuyết hoặc lớp nước, hoặc bị đóng băng, tốc độ xả rất thấp.

Tốc độ xả là một thông số giải thích hữu dụng vì nó được quy định bởi đặc điểm của đất và điều kiện thời tiết^[31].

A.2.3  Trong không khí

Một khi ở trong không khí ngoài trời, sự pha loãng/phát tán radon phụ thuộc vào điều kiện khuếch tán liên quan tới thời tiết và địa hình. Građien theo phương thẳng đứng của sự thay đổi nồng độ hoạt độ và thời gian theo chu kỳ ngày thường được quan sát (xem Hình A.4). Phát tán không khí thường cao hơn vào ban ngày và nồng độ radon tương đối yếu. Sự phân tán không khí thấp hơn khi có sự nghịch đảo nhiệt độ vào ban đêm; radon được tích lũy và nồng độ hoạt độ của nó tăng từ 10 đến 100 lần trong lớp không khí tiếp xúc với nền đất (xem Hình A.5).

Hình A.4 - Ví dụ về sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong không khí ngoài trời theo chu kỳ ngày

Hình A.5 - Ví dụ về sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon ngoài trời theo thời gian

A.2.4  Trong các tòa nhà

Trong các tòa nhà, radon chủ yếu sinh ra từ nền đất tiếp xúc với các tòa nhà và đôi khi từ vật liệu xây dựng. Ít phổ biến hơn, nước từ vòi có thể có nhiều radon (ví dụ khi nước được lấy từ giếng trong vùng đá granit) và trong trường hợp đó việc khử độc là một nguồn đáng kể. Không khí ngoài trời trong các vùng khác nhau cũng có thể là một nguồn radon.

Nồng độ hoạt độ radon trong nhà thay đổi đáng kể theo thời gian và không gian (xem các Hình A.6, A.7 và A.8) vì các lý do khác nhau bao gồm:

- Đặc điểm của tòa nhà, như loại tầng hầm (có hộp kỹ thuật, có hầm chứa, sàn đất, v.v...), số tầng, đường nối giữa các tầng (đường ống, cầu thang, v.v...);

- Hàm lượng radi và kết cấu của nền đất tiếp xúc với các tấm xây dựng và tường;

- Gradient áp suất đang giảm/đang tăng từ bên ngoài vào bên trong;

- Tốc độ cấp khí ngoài trời vào phụ thuộc vào mức độ thông gió, mức độ thẩm thấu của tòa nhà và lối sống của người ở trong nhà.

Nồng độ hoạt độ radon trong tòa nhà thường cao hơn trong không khí bên ngoài vì tốc độ lưu thông khí thấp hơn (xem Hình A.9). Trong một ngày sự thay đổi nồng độ hoạt độ trong các tòa nhà đôi khi được quan sát thấy.

Do nồng độ hoạt độ radon trong nhà cao hơn, quá trình phơi nhiễm radon đối với người trong nhà được đánh giá như minh họa trong Hình A.10.

Hình A.6 - Ví dụ về nồng độ hoạt độ radon trong nhà trong chu kỳ 24 tiếng (Thụy Điển)^[34]

Hình A.7 - Ví dụ về sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong nhà được đo tại hai tầng khác nhau của nhà

Hình A.8 - Ví dụ về sự thay đổi theo tháng của nồng độ hoạt độ radon trung bình trong tháng tại hai địa điểm cách nhau dưới 1 km^[36]

Hình A.9 - Ví dụ về sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong nhà: có ảnh hưởng của thông gió tự nhiên

Hình A.10 - Sơ đồ tổng quát cho quá trình phơi nhiễm radon

A.3  Các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222

Radon-222 phân rã trong không khí, liên tục sinh ra các nguyên tử poIoni-218, chì-214, bitmut-214 và poloni-214 (xem Hình A.1) dưới dạng các hạt siêu nhỏ trong không khí.

Các hạt sol khí này có thể được hít vào. Do chu kỳ bán rã ngắn (165 ms), poloni-214 không đi vào phổi. Ba sản phẩm phân rã khác có chu kỳ bán rã dài hơn có thể đi vào phổi, nơi chúng phân rã và sinh ra chì-210.

Một nguyên tử poloni-218 phát ra một hạt alpha với năng lượng 6,002 MeV khi nó chuyển thành chì-214^[1]. Chì-214 biến đổi thành bitmut-214 và sau đó là poloni-214 thông qua phân rã beta. Poloni-214 sau đó phát ra hạt alpha khác với năng lượng 7,69 MeV và biến đổi thành chì-210 (có chu kỳ bán rã dài hơn rất nhiều là 22,23 năm)^[1]. Tổng năng lượng hai alpha này (13,692 MeV, tức là 2,19 x 10^-12 J; 1 eV = 1,602 x 10^-19 J) là năng lượng alpha tiềm tàng của nguyên tử poloni-218. Năng lượng alpha tiềm tàng của mỗi nguyên tử chì-214 và bitmut-214 là 1,23 x 10^-12 J (7,69 MeV)^[1]. Đây là năng lượng được truyền vào mô phổi khi các nguyên tử này được hít vào.

Đối với 1 Bq radon-222 cân bằng với các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó, năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222 bằng 5,57 x 10^-9 J (xem Bảng A.1).

Bảng A.1 - Năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222^[1][57]

Trong không khí ngoài trời, phụ thuộc vào sự phát tán không khí liên quan đến các điều kiện khí tượng và địa hình, nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn thay đổi rất nhiều theo thời gian và không gian (xem hình A.11)

Nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của ²²²Rn trung bình trong tháng được đo tại lưu vực Pari (Pháp) từ năm 2000 đến năm 2008

Hình A.11 - Ví dụ về sự thay đổi theo mùa của nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222 ở ngoài trời - Dữ liệu trung bình hàng tháng được báo cáo trong thời gian 9 năm^[38].

Phụ lục B

(Tham khảo)

Ví dụ kết quả đo điểm, đo tích hợp và đo liên tục nồng độ hoạt độ radon-222

Kết quả của phép đo tích hợp nồng độ hoạt độ radon được nêu trong Hình B.1.

Hình B.1 - Ví dụ nồng độ hoạt độ radon-222 ngoài trời đo được ở Massif Central (Pháp) trong thời gian một tháng

Hình B.2 - Ảnh hưởng của thời gian tích hợp lên kết quả đo nồng độ hoạt độ radon-222 ngoài trời tiến hành ở Saint-Priest-La-Prugne (Loire, Pháp) trong thờt gian 3 năm^[39]

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ví dụ báo cáo thử nghiệm

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] ICRP Publication 39. Principles for limiting exposure of the public to natural sources of radiation. In: Annals of the ICRP, 14 (1), 1984

[3] ICRP Publication 60. Recommendations of the International Commission on Radiation Protection. In: Annals of the ICRP, 21 (1-3), 1990

[4] ICRP Publication 65. Protection against radon-222 at home and at work. In: Annals of the ICRP, 23 (2), 1993

[5] WHO. Handbook on Indoor Radon. A Public Health Perspective. World Health Organization, 2009

[6] UNSCEAR 2006 Report: Effects of ionizing radiation (Vol. 1, report to the General Assembly and two scientific annexes). United Nations Publication, New York, 2008

[7] Institut de Protection et de Sûreté Nucléaire - Direction Générale de la Santé. Campagne nationale de mesure de I'exposition domestique au radon. Bilan et représentation cartographique des mesures au 1 janvier 2000

[8] Decree 90-222 of 9 March 1990 compteting the general regulations for extraction industries instigated by Decree 80-331 of 7 May 1980. Journal Officiel de la République Francaise, pp. 3067-3071, 13 March 1990

[9] Council Directive 96/29/Euratom of 13 May 1996 laying down basic safety standards for the protection of the health of workers and the general public against the dangers arising from ionizing radiation

[10] Environmental Protection Agency Report, EPA 400-R-92-003 (Washington, USA). Protocols for radon and radon decay product measurements in homes, 1993

[11] AFNOR X 43-021, Air quality - Fitter sampling of special materials in suspension in the ambient air - Automatic sequential equipment, 1984

[12] Lucas H.F. Improved low level alphascintillation counter for radon. Rev. Sci. Instrum., 28, 1957, pp. 689-693

[13] Thomas J.w. Measurement of Radon Daughters in Air. Health Phys., 23,1972, pp. 783-789

[14] Rolle R. Rapid Working Level Monitoring. Health Phys., 22, 1972, pp. 223-238

[15] Hartley B.M. A Computer method for simulating the decay of radon daughters. Radiation protection in Australia, 6 (4), pp. 126-130, 1988

[16] Nazaroff w.w. Optimizing the total three counts technique for measuring concentrations of radon progeny in residences. Health Physics, 46 (2), 1984, pp. 395-405

[17] Thomas J.W., Countess R.J. Continuous radon monitor, Health Phys., 36, 1979, p. 734

[18] Environmental Protection Agency Report, EPA 402-R-92-004 (Washington, USA). Indoor radon and radon decay product measurement device protocols, 1992

[19] Andreas c. George, Passive, integrated measurement of indoor radon using activated carbon. Health Phys., 46 (4), 1984, pp. 867-872

[20] GUEUN M. Réalisation d'un système de référenoe pour la génération du radon 222. Report CEA-R-5636, 1993

[21] Canoba A.C., Lopez F.O., Oliveira A.A. Radon determination by activated charcoal adsorption and liquid scintillation measurement. J. Radioanal. Nucl. Chem., 240 (1), 1999, pp. 237-241

[22] Knoll G.F. Radiation detection and measurements, third edition, J.Wiley, 2000

[23] Rottger S., Paul A., Honig A., Keyser u. On-line low- and medium-level measurements of the radon activity concentration. Nucl. Instrum. and Method Phys. Res., A466. 2001, pp. 475-481

[24] Papastepanou c. An overview of instrumentation for measuring radon in soil gas and groundwaters. J. Environ. Radioact., 63, 2002, pp. 271-283

[25] JEANMAIRE L., Rannou A., Posny F., Verry M. Mesure du radon dans les habitations: comparaison entre des détecteurs actifs et passifs. 6th Int. Congress IRPA, Berlin, May 7-12 1984, in: Proc. of the Congress (Kaul A. et al., Ed.), Vol. III, pp. 1205-1208, 1984

[26] DIN 25706-1, Passive measurements of radon - Part 1: Track etch method

[27] KOTRAPPA P., DEMPSEY J.C., HICKEY J.R, STIEFFL.R. An electret passive environmental ²²²Rn monitor based on ionization measurement. Health Phys., 54, 1988, pp. 47-56

[28] KOTRAPPA P., DEMPSEY J.C., RAMSEY W., STIEFF L.R. A practical E-PERM™ (Electret Passive Environmental Radon Monitor) system for indoor ²²²Rn measurement. Health Phys., 58 (4), 1990, pp. 461-467

[29] IAEA. Measurement of radon concentration and flux. In: Measurement and calculation of radon releases from uranium mill tailings. Technical reports series N^o333, Vienna, 1992

[30] IELSCH G. Mise au point d’une méthode prédictive des zones à fort potentiel d’exhalation du radon, Thèse de I’Université de Bretagne Occidentale, 2000

[31] WlLKENlNG M. Radon in environment studies. In: Environmental Science 4. Elsevier, Amsterdam, Oxford, New York, Tokyo, 1990

[32] ROBÉ M.C., RANNOU A., LE BRONEC J. Radon measurements in the environment in france. Radiat. Prot. Dosimetry, 45 (1-4), 1992, pp. 455-457

[33] AMEON R., DUPUIS M., MARIE L., DIEZ O. Site expérimental de Kersaint-Plabennec. Bilan des données au 15 avril 2005. Report IRSN/DEI/SARG-06-01, 2006

[34] JONSSON G. Statistics and enor considerations at the application of SSNTD-technique in radon measurement. Nucl. Tracks Radiat. Meas., 22, 1993, pp. 347-349

[35] AMEON R., DIEZ O., DUPUIS M., LIONS J., MARI, L., TYMEN G. Experimental and theoretical study of radon levels in a house. Proceedings of the 2nd European International Radiation Protection Association IRPA Congress, Paris, 15-19 May, 2006

[36] STECK D.J. Spatial and Temporal Indoor Radon Variations. Health Phys., 62 (4), 1992, pp. 351-355

[37] ROBE M.C., RANNOU A., LE BRONEC J., TYMEN G. Le radon dans les habitations : identification des voies de transfert et caractérisation des aérosols radioactifs produits. Mém. Expl. Cartes géologiques et minières de la Belgique, no. 32, pp. 93-130, 1992

[38] AMEON R. Influence de la durée et de la période du prélèvement sur le résultat d’une mesure du radon et de ses descendants dans l’atmosphère. Report IRSN/DEI/SARG-09-02, 2009

[39] ROBE M.C., METIVIER H. Le radon de I’environnement à I’homme, Collection Livre IPSN, EDP Sciences, 1999

[40] TCVN 9595-3 (ISO/IEC 98-3), Độ không đảm bảo đo - Hướng dẫn trình bày độ không đảm bảo đo

[41] ISO/IEC Guide 99:2007, International vocabulary of metrology - Basic and general concepts and associated terms (VIM)

[42] ISO 921:1997, Nuclear energy - Vocabulary

[43] TCVN 10759-2, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 2: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng trung bình của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222.

[44] TCVN 10759-3, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 3: Phương pháp đo điểm để xác định nồng độ năng lượng alpha tiềm tàng của sản phẩm phân rã sống ngắn của radon-222

[45] TCVN 10759-4, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 4: Phương pháp đo tích hợp để xác định nồng độ hoạt độ trung bình với việc lấy mẫu thụ động và phân tích trễ.

[46] TCVN 10759-5, 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

[47] TCVN 10759-6, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 6: Phương pháp đo điểm để xác định nồng độ hoạt độ.

[48] TCVN 10759-7, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 7: Phương pháp tích lũy để xác định ước lượng tốc độ xả bề mặt.

[49] TCVN 10759-8, Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 8: Phương pháp luận về khảo sát sơ bộ và khảo sát bổ sung trong các tòa nhà

[50] ISO 11665-9, Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 9: Method for determining exhalation rate of dense building materials

[51] ISO 11665-10, Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 10: Detemnination of diffusion coefficient in waterproof materials using activity concentration measurement

[52] ISO 11929:2010, Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation - Fundamentals and application

[53] TCVN 17058-1 (ISO 18589-1), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 1: Hướng dẫn chung và định nghĩa

[54] TCVN 17058-2 (ISO 18589-2), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Đất - Phần 2: Hướng dẫn lựa chọn chiến lược lấy mẫu, lấy mẫu và xử lý sơ bộ mẫu.

[55] TCVN 7870-10:2010 (ISO 80000-10:2009), Đại lượng và đơn vị đo - Phần 10: Hóa lý và vật lý phân tử.

[56] IEC 61577-4, Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments - Part 4: Equipment for the production of reference atmospheres containing radon isotopes and their decay products (STAR)

[57] ENSDF Brookhaven National Library, http://www.nndc.bnl.gov/nds/