Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 10759-7:2016 ISO 11665-7:2012 Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường-Không khí: radon-222-Phần 7: Phương pháp tích lũy để ước lượng tốc độ xả bề mặt

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 10759-7:2016

ISO 11665-7:2012

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 7: PHƯƠNG PHÁP TÍCH LŨY ĐỂ ƯỚC LƯỢNG TỐC ĐỘ XẢ BỀ MẶT

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 7: Accumulation method for estimating surface exhalation rate

Lời nói đầu

TCVN 10759-7:2016 hoàn toàn tương đương với ISO 11665-7:2012

TCVN 10759-7:2016 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 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 222 (48%) là đáng kể hơn so với đồng vị 220 (4 %), trong khi đồng vị 219 được xem là không đáng kể. Tham khảo TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) về radon-222.

Chu kỳ bán rã của radon-222 (3,8 ngày) là đủ dài để chúng di chuyển từ đá tạo ra chúng, qua đất vào không khí^[3]. Nguyên tử radon trong đất được tạo ra bởi sự phân rã của radi-226 được chứa trong các hạt khoáng trong môi trường. Một số nguyên tử này chạm tới kẽ giữa các hạt: Đây là hiện tượng xạ khí. Một số nguyên tử tạo ra do xạ khí bề mặt của bề mặt do khuếch tán và đối lưu: đây là hiện tượng xả^[3],[4],[5]. Các cơ chế này cũng xảy ra trong vật liệu (vật liệu xây dựng, tường,...).

Lượng radon-222 trong không khí mở trên đơn vị thời gian và trên đơn vị bề mặt được gọi là tốc độ xả bề mặt của radon-222 và phụ thuộc vào đặc tính lý hoạc của đất và điều kiện thời tiết. Khi bề mặt được bao phủ tuyết hoặc một lớp nước, hoặc bị đóng băng, tốc độ xả bề mặt có thể trở nên rất nhỏ.

Giá trị tốc độ xả bề mặt của radon-222 quan sát được ở Pháp, ví dụ, thay đổi từ 1 mBq/m²/s đến khoảng 100 mBq/m²/s ^[6],[7]. Trong nền có urani, tốc độ xả bề mặt của radon-222 có thể quan sát được đến 50000 mBq/m²/s. Bằng cách so sánh, Ủy ban khoa học liên hiệp quốc ước tính tốc độ xả bề mặt trung bình trên bề mặt của toàn cầu khoảng 20 mBq/m²/s^[8].

CHÚ THÍCH: Nguồn gốc radon-222 và các sản phẩm phân rã sống ngắn của nó trong môi trường không khí và các phương pháp đo khác được mô tả khái quát tại TCVN 10759-1 (ISO 11665-1).

ĐO HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG MÔI TRƯỜNG - KHÔNG KHÍ: RADON-222 - PHẦN 7: PHƯƠNG PHÁP TÍCH LŨY ĐỂ ƯỚC LƯỢNG TỐC ĐỘ XẢ BỀ MẶT

Measurement of radioactivity in the environment - Air: radon-222 - Part 7: Accumulation method for estimating surface exhalation rate

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này đưa ra hướng dẫn ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt trong một khoảng thời gian ngắn (vài giờ), tại một nơi nhất định, tại bề mặt tiếp giáp của vật liệu (đất, đá, vật liệu xây dựng dùng để phủ, tường, v.v...) và không khí. Ước lượng này dựa trên việc đo nồng độ hoạt độ radon phát ra từ bề mặt được khảo sát và được tích lũy vào trong một hộp với thể tích đã biết và trong khoảng thời gian đã biết.

Phương pháp này chỉ là ước lượng vì khó định lượng sự ảnh hưởng của rất nhiều thông số trong điều kiện môi trường. Tuy nhiên, tiêu chuẩn này đặc biệt áp dụng trong trường hợp khảo sát, tìm kiếm các nguồn hoặc nghiên cứu so sánh các tốc độ xả tại cùng địa điểm. Tiêu chuẩn này không bao hàm điều kiện hiệu chuẩn thiết bị ước lượng tốc độ.

Phương pháp đo được mô tả áp dụng cho tốc độ xả radon lớn hơn 5 mBq/m²/s.

CHÚ THÍCH: Độ không đảm bảo của sự ước lượng kết quả thu được qua việc áp dụng tiêu chuẩn này không thể đảm bảo rằng giá trị thông lượng thực đã được tính đến trong phần không đảm bảo.

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 bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi (nếu có).

TCVN 10759-1 (ISO 11665-1), Đo hoạt độ phóng xạ trong môi trường - Không khí: radon-222 - Phần 1: Nguồn gốc, các sản phẩm phân rã có đời sống ngắn và các phương pháp đo

TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), 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

TCVN 10759-6 (ISO 11665-6), 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

TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025), Yêu cầu chung về năng lực 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).

3  Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu

3.1  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này, áp dụng các định nghĩa và thuật ngữ nêu tại TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) và các thuật ngữ, định nghĩa sau.

3.1.1

Hộp tích lũy (accumulation container)

Vật nhận với đặc điểm hình học đã được biết được sử dụng để tích lũy radon, với một mặt mở tiếp xúc với bề mặt đang được khảo sát

3.1.2

Thời gian tích lũy (accumulation duration)

Thời gian kể từ khi lắp đặt hộp sau khi đạt được sự kín khí cho đến khi kết thúc lấy mẫu

3.1.3

Khuếch tán ngược (back diffusion)

Cơ chế hiện tượng vận chuyển radon từ không khí trong hộp tích lũy vào vật liệu đang được khảo sát

3.1.4

Bề mặt hiệu dụng (effective surface)

Bề mặt trong của mặt mở của hộp và được tiếp xúc với bề mặt đang được khảo sát

3.1.5

Thể tích hiệu dụng (effective volume)

Thể tích khả dụng bên trong hộp để tích lũy radon sau khi hộp được lắp đặt

3.2  Ký hiệu

Tiêu chuẩn này sử dụng các ký hiệu nêu tại TCVN 10759-1 (ISO 11665-1) và các ký hiệu sau.

4  Nguyên lý của việc đo đánh giá tốc độ xả bề mặt

Phương pháp đo để ước lượng tốc độ xả bề mặt radon dựa trên các yếu tố sau:

a) Tích lũy radon trong một hộp tích lũy không có radon trước đó trong một khoảng thời gian xác định được áp dụng cho bề mặt đang được khảo sát

b) Lấy mẫu một thể tích khí đại diện cho khí được chứa trong hộp tích lũy;

c) Đo nồng độ hoạt độ radon trong mẫu khí;

d) Tính tốc độ xả bề mặt.

Ước lượng tốc độ xả bề mặt được tính từ các yếu tố sau:

- Sự biến đổi nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy giữa hai thời điểm xác định;

- Bề mặt hiệu dụng của hộp tích lũy tiếp xúc với bề mặt đang được khảo sát;

- Thể tích hiệu dụng của hộp tích lũy.

Nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy tăng lên theo thời gian phụ thuộc vào tốc độ xả bề mặt, thể tích của hộp tích lũy và các yếu tố ảnh hưởng như không đủ độ kín khí (rò rỉ) và khuếch tán ngược.

Sự tăng lên của nồng độ hoạt độ radon có thể tính theo hàm số mũ:

Trong đó:

Do nồng độ hoạt độ radon nền trong hộp gần bằng không tại thời điểm bắt đầu quá trình tích lũy nên độ dốc ban đầu của đường cong không phụ thuộc vào sự khuếch tán ngược^[9],[10]. Giả định rằng sự thất thoát radon do rò rỉ là không đáng kể, pha tích lũy có thể tính xấp xỉ bằng sự tăng lên tuyến tính của nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy (xem ví dụ trong Hình 1) như được mô tả bởi Công thức (3):

Hình 1 - Ví dụ về sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy

Đối với phép đo ngoài trời, để phân tích kết quả đo cần phải biết rõ về điều kiện khí hậu. Ví dụ, phép đo tốc độ xả bề mặt của radon được thực hiện khi có tuyết hoặc mưa chỉ đại diện cho các điều kiện thời tiết này.

Đối với việc khảo sát đất, thì tất cả các điều kiện bề mặt, địa hình, địa lý, thổ nhưỡng, thực vật, v.v..., phải được tính tới. Độ ẩm trong đất vào thời điểm lấy mẫu phải được xác định (xem TCVN 6648 (ISO 11465)).

Vài phương pháp đo đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn này. Chúng có thể được phân biệt bằng cách không khí được lấy mẫu từ hộp tích lũy.

5  Thiết bị

Bộ thiết bị bao gồm các bộ phận sau.

a) Một hộp tích lũy với đặc điểm hình học đã biết (xem Hình 2): đặc điểm hộp tích lũy phải được chọn lựa sao cho bất kỳ sự không đồng đều nào của bề mặt đang được khảo sát không gây ra độ không đảm bảo lớn hơn 10% trong thể tích hiệu dụng của hộp tích lũy. Bề mặt hiệu dụng của hộp tích lũy phải được lựa chọn để bảo đảm số đo có tính đại diện nhất có thể cho bề mặt đang được khảo sát (tức là bề mặt hiệu dụng phải phù hợp với vùng bề mặt đang được khảo sát). Thể tích hiệu dụng của hộp tích lũy phải ít nhất lớn hơn 10 lần thể tích khi được lấy mẫu từ hộp tích lũy bằng thiết bị đo radon. Vật liệu được sử dụng trong hộp tích lũy phải không cho phép radon khuếch tán ra ngoài thung trong suốt thời gian tích lũy. Vật liệu hộp tích lũy và màu sắc hộp tích lũy đều không được hỗ trợ cho sự tăng nhiệt độ trong thể tích hiệu dụng trong trường hợp hộp đặt dưới ánh sáng mặt trời. Hộp tích lũy phải có một hoặc hai lỗ với hệ thống đóng cho mục đích lấy mẫu. Khi hộp tích lũy được đặt trên bề mặt đang được khảo sát, các lỗ này phải mở ra để ngăn chặn sự quá áp trong hộp.

b) Một hệ thống đồng nhất trong hộp tích lũy: Tùy thuộc vào kích thước của hộp tích lũy mà có thể có một hệ thống để làm đồng nhất toàn bộ thể tích của hộp.

c) Một thiết bị lấy mẫu khí.

d) Một thiết bị đo được hiệu chính cho phù hợp với đại lượng vật lý được đo.

Thiết bị cần thiết cho các phương pháp đo cụ thể được nêu trong các Phụ lục B và Phụ lục C.

CHÚ DẪN:

1 thiết bị đo

2 hộp tích lũy

3 thể tích hiệu dụng

4 bề mặt tiếp xúc

5 bề mặt hiệu dụng

Hình 2 - Ví dụ bố trí bộ thiết bị

Phải sử dụng cùng một kiểu hộp tích lũy khi khảo sát một địa điểm để tìm ra các vùng có tốc độ xả cao nhất.

6  Tích lũy radon trong hộp

6.1  Đặc điểm tích lũy

Mặt mở của hộp tích lũy phải được đặt trên bề mặt của vật liệu đang được khảo sát (đất, đá, vật liệu xây dựng, v.v...). Hình học của hộp tích lũy phải phù hợp với bề mặt đang được khảo sát. Bề mặt tiếp xúc phải được bố trí để bảo đảm sự tiếp xúc đồng đều giữa đế của hộp tích lũy và bề mặt đang được khảo sát (cỏ, đá, sỏi, rễ cây phải được dọn đi) (xem Hình 2). Mọi sự thay đổi của bề mặt đang được khảo sát phải được ghi lại trên bảng kết quả (xem Phụ lục A). Bất cứ khi nào có thể, bề mặt được khảo sát phải được lựa chọn để sự không đồng đều không tạo ra độ không đảm bảo lớn hơn 10% trong thể tích hiệu dụng của hộp tích lũy.

Sau khi lắp đặt và trước khi làm cho hộp tích lũy kín khí trên bề mặt được khảo sát, hộp phải được làm sạch bằng khí không có radon để bảo đảm rằng nồng độ hoạt độ radon gần bằng không khí bắt đầu quá trình tích lũy.

6.2  Thời gian tích lũy

Kết quả thử nghiệm cho thấy quá trình tích lũy diễn ra từ 1 h đến 3 h tùy thuộc vào thể tích hộp tích lũy.

7  Lấy mẫu

7.1  Mục tiêu lấy mẫu

Mục tiêu lấy mẫu là đưa một mẫu khí đại diện cho khí trong hộp tích lũy tiếp xúc với detector của thiết bị đo radon.

7.2  Đặc điểm lấy mẫu

7.2.1  Khái quát

Việc lấy mẫu hoặc là chủ động thông qua bơm hoặc thụ động thông qua khuếch tán tự nhiên. Việc lấy mẫu không được làm xáo trộn các hiện tượng tích lũy.

Hoặc điểm lấy mẫu phụ thuộc thiết bị đo được sử dụng (xem TCVN 10759-5 (ISO 11665-5) và TCVN 10759-6 (ISO 11665-6), Phụ lục B và Phụ lục C).

7.2.2  Lấy mẫu nhanh

Khi thực hiện lấy mẫu nhanh, việc lấy mẫu được thực hiện lúc bắt đầu và trước khi kết thúc giai đoạn lấy mẫu. Lấy mẫu được thực hiện như quy định trong TCVN 10759-6 (ISO 11665-6).

7.2.3  Lấy mẫu liên tục

Lấy mẫu liên tục có thể là

a) Chủ động, trong đó bơm được tích hợp trong thiết bị đo nồng độ hoạt độ radon cho phép lưu thông khí liên tục giữa thiết bị đo và hộp tích lũy, hoặc

b) Thụ động bằng khuếch tán.

Lấy mẫu được thực hiện như quy định trong TCVN 10759-5 (ISO 11665-5).

7.3  Thời gian lấy mẫu

Thời gian lấy mẫu phụ thuộc vào phương pháp đo được sử dụng (xem TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và các Phụ lục B và Phụ lục C).

7.4  Thể tích khí được lấy mẫu

Thể tích khí được lấy mẫu phụ thuộc vào phương pháp đo được sử dụng (xem TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và các Phụ lục B và Phụ lục C). Nó phải được xác định chính xác. Để tránh làm biến đổi quá trình xả trong trường hợp lấy mẫu nhanh, tổng thể tích khi được lấy mẫu không được vượt quá 10% thể tích hiệu dụng của hộp.

8  Phương pháp phát hiện

Các phương pháp phát hiện khác nhau có thể được sử dụng để đo nồng độ hoạt độ radon của mẫu khí từ hộp tích lũy.

Đối với việc lấy mẫu nhanh, các phương pháp phát hiện phải phù hợp với TCVN 10759-6 (ISO 11665-6).

Đối với việc lấy mẫu liên tục, các phương pháp phát hiện phải phù hợp với TCVN 10759-5 (ISO 11665-5).

9  Đo

9.1  Quy trình

Phép đo được thực hiện như sau:

a) Lựa chọn và ấn định nơi đo.

b) Ghi lại vị trí của nơi đo.

c) Chuẩn bị bề mặt được khảo sát bằng cách dọn đá, rễ cây, v.v..., nếu cần thiết.

d) Lắp đặt hộp tích lũy trên bề mặt vật liệu đang được khảo sát.

e) Làm sạch hộp tích lũy bằng khí không có radon.

f) Bảo đảm tiếp xúc giữa hộp tích lũy và bề mặt đang được khảo sát phải kín khí.

g) Ghi lại thời điểm bắt đầu (ngày và giờ) của quá trình tích lũy.

h) Đợi tích lũy radon trong hộp.

i) Lấy mẫu khi đại diện cho khí trong hộp.

j) Ghi lại thời điểm (ngày và giờ) lấy mẫu.

k) Đo nồng độ hoạt độ radon của khí được lấy mẫu. Trường hợp lấy mẫu liên tục thì phải tiến hành đo nồng độ hoạt độ radon trong khi tích lũy.

I) Xác định tốc độ xả bề mặt bằng tính toán.

Để diễn giải kết quả thì cần phải biết về việc lấy mẫu và các điều kiện môi trường.

Quy trình đo của mỗi phương pháp đo, được phân biệt với nhau bởi loại lấy mẫu, được nêu cụ thể trong các Phụ lục B và Phụ lục C.

9.2  Các đại lượng ảnh hưởng

9.2.1  Khái quát

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, TCVN 10759-1 (ISO 11665-1), các đại lượng ảnh hưởng được nêu trong 9.2.2 và 9.2.3 phải được xem xét cụ thể.

9.2.2  Các đại lượng ảnh hưởng trong khi tích lũy

Việc đặt hộp tích lũy trên bề mặt được khảo sát gây ra một cách hệ thống sự nhiễu loạn tốc độ xả bề mặt tự do.

Các đại lượng sau có ảnh hưởng đáng kể đối với ước lượng cuối cùng và phải được hạn chế.

a) Sự thay đổi điều kiện (áp suất, nhiệt độ, độ ẩm) bên trong và ngoài hộp tích lũy: để giảm thiểu ảnh hưởng của chúng, quá trình tích lũy phải được thực hiện trong thời gian có ít sự biến đổi các điều kiện bên trong và bên ngoài hộp (tránh khi mưa nặng hạt và mưa rào). Tuy nhiên, hộp tích lũy có thể được cách nhiệt.

b) Không đủ kín khí (rò khí) và khuếch tán ngược làm mất radon. Để giảm thiểu ảnh hưởng do rò khí thì cần tăng độ kín khí. Để giảm thiểu ảnh hưởng của khuếch tán ngược thì hộp phải được làm sạch bằng khí không có radon trước khi bắt đầu quá trình tích lũy và phép tính tốc độ xả phải dựa trên độ dốc ban đầu của đường cong tích lũy.

9.2.3  Các đại lượng ảnh hưởng trong khi đo nồng độ hoạt độ radon

Các đại lượng ảnh hưởng được nêu trong TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), cho phép đo liên tục và trong TCVN 10759-6 (ISO 11665-6), cho phép đo điểm phải được tính đến một cách thích hợp.

CHÚ THÍCH: Khi nồng độ hoạt độ khối của radi-226 và radi-228 trong đất như nhau, tốc độ xả của radon-220 lớn hơn hai bậc so với tốc độ xả của radon-222. Việc sử dụng các thiết bị đo không phân biệt hai nhân phóng xạ này sẽ cho ra kết quả sai.

10  Biểu thị kết quả

10.1  Tốc độ xả radon khỏi bề mặt

Phù hợp với quy trình đo được mô tả trong 9.1, tốc độ xả radon khỏi bề mặt, được ước lượng từ sự thay đổi ban đầu của nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy theo thời gian, được tính theo Công thức (4):

10.2  Độ không đảm bảo tiêu chuẩn

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f được tính theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3). Các ví dụ về phép tính độ không đảm bảo được nêu cụ thể trong các phần khác nhau của bộ TCVN 10759 (ISO 11665) cho mỗi phương pháp đo được mô tả (xem TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và các Phụ lục B và Phụ lục C).

10.3  Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện

Các giới hạn đặc trưng của đối tượng đo được tính theo ISO 11929. Ví dụ các phép tính cho giới hạn đặc trưng được nêu cụ thể trong các phần khác nhau của bộ TCVN 10759 (ISO 11665) cho mỗi phương pháp đo được mô tả (xem TCVN 10759-5 (ISO 11665-5), TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) và các Phụ lục B và Phụ lục C).

10.4  Giới hạn của khoảng tin cậy

Giới hạn dưới, , vá giới hạn trên, , của khoảng tin cậy được tính theo các Công thức (5) và (6) (xem ISO 11929):

Trong đó:

ω = Φ[y/u(y)], Φ là hàm phân bố của phân bố thông thường được tiêu chuẩn hóa;

ω = 1 có thể được xác lập nếu f ≥ 4.u(f), trong trường hợp này:

với  thường được chọn theo mặc định.

11  Báo cáo thử nghiệm

11.1  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 tiêu chuẩn này;

b) Phương pháp đo (liên tục, điểm);

c) Đặc điểm hộp tích lũy (hình học, chiều cao, đường kính, bề mặt hiệu dụng, thể tích hiệu dụng);

d) Vị trí hộp tích lũy

e) Đặc điểm vị trí hộp tích lũy (đặc điểm của bề mặt được khảo sát, v.v...);

f) Thời điểm lắp đặt hộp tích lũy (ngày và giờ);

g) Thời gian tích lũy;

h) Nhận dạng mẫu;

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

j) Thời điểm lấy mẫu (ngày và giờ);

k) Khoảng thời gian lấy mẫu;

I) Thời điểm đo (ngày và giờ);

m) Các đơn vị trong kết quả thể hiện;

n) Kết quả thử nghiệm, f ± u(f) hoặc f ± U, với giá trị k liên đới.

11.2  Có thể đưa các thông tin bổ sung như:

a) Mục đích đo;

b) Xác suất α, β và (1 - γ);

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

1) Nếu tốc độ xả radon-222 khỏi bề mặt được so sánh với ngưỡng quyết định (xem ISO 11929) thì kết quả của phép đo cần phải thể hiện là ≤ f^* nếu kết quả thấp hơn ngưỡng quyết định;

2) Nếu tốc độ xả radon-222 khỏi bề mặt được so sánh với giới hạn phát hiện thì kết quả đo sẽ được thể hiện là ≤ f^#  nếu kết quả thấp hơn giới hạn phát hiện. Nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị hướng dẫn thì phải lập thành tài liệu về phương pháp đo không phù hợp cho mục đích của phép đo;

d) Tất cả các thông tin liên quan có thể ảnh hưởng đến kết quả:

1) Điều kiện thời tiết khi tích lũy (mưa, tuyết, bão, độ ẩm, áp suất không khí, nhiệt độ khí xung quanh, v.v...);

2) Điều kiện thông gió đối với việc đo trong nhà (hệ thống thông gió cơ khí, cửa ra vào và cửa sổ được mở hay đóng, v.v...) trước khi lấy mẫu (trong giai đoạn vài giờ) và khi lấy mẫu.

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

Phụ lục A

(Tham khảo)

Ví dụ bảng kết quả mẫu

KẾT QUÁ ĐO NỒNG ĐỘ HOẠT ĐỘ RADON

Phụ lục B

(Tham khảo)

Ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt bằng cách sử dụng phương pháp đo liên tục

B.1  Khái quát

Phụ lục này nêu cách ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt bằng cách sử dụng phương pháp đo liên tục thông qua lưu thông hoặc khuếch tán.

Ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt tại một nơi nhất định có sử dụng phương pháp đo liên tục liên quan đến việc cần đo sự biến đổi nồng độ hoạt độ radon như là một hàm thời gian, trong hộp tích lũy với đặc điểm hình học đã biết và một mặt mở áp với bề mặt được khảo sát (đất, đá, vật liệu xây dựng, tường, v.v...).

Khoảng thời gian tích lũy phải đủ ngắn để sự khuếch tán ngược được coi như không đáng kể. Sự kín khí của hộp tích lũy được giả định là đã được tăng cường để sự thông gió do rò rỉ có thể coi như không đáng kể.

Phụ lục này sử dụng các ký hiệu trong Điều 3 và các ký hiệu sau:

B.2  Nguyên lý của phương pháp đo

B.2.1  Phương pháp đo lưu thông

Bộ thiết bị (xem Hình B.1) bao gồm một hộp tích lũy và một thiết bị đo radon liên tục thông qua lưu thông.

Hộp tích lũy là một ống hình trụ polypropylen với mặt ngoài được phủ bằng một lớp nhôm để phản chiếu ánh sáng tối đa và do đó ngăn ngừa hiện tượng quá nóng. Có hai miệng lỗ để liên tục lấy mẫu khí để đo nồng độ hoạt độ radon. Bơm được tích hợp với thiết bị đo để giữ cho sự lưu thông khí với tốc độ dòng lấy mẫu ở cường độ thấp (bằng 0,5 L/min) để tránh hút radon từ khí trong đất.

Kích thước hộp tích lũy có thể như sau:

a) Chiều cao: 14 cm;

b) Đường kính: 16 cm;

hoặc các kích thước tương đương dựa trên các nguyên lý khoa học.

CHÚ DẪN:

1 hộp tích lũy

2 ống polyetylen mật độ cao

3 điểm lấy mẫu

4 thiết bị đo radon liên tục với bơm

Hình B.1 - Sơ đồ thiết bị dùng để ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt có sử dụng phương pháp đo lưu thông liên tục

B.2.2  Phương pháp đo khuếch tán

Bộ thiết bị (xem Hình B.2) bao gồm các bộ phận sau:

a) Một hộp tích lũy;

b) Một thiết bị, được đặt trong buồng phát hiện, dùng để lấy mẫu, một cách liên tục và trong điều kiện khuếch tán, một thể tích khí trong khoang tích lũy và đo bức xạ phát ra bởi radon và các sản phẩm phân rã radon.

Hộp tích lũy là ống hình trụ làm bằng thép không rỉ với một thiết bị ở mặt trên tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động của thiết bị đo radon.

Kích thước hộp tích lũy có thể như sau:

-  Chiều cao: 4,5 cm

-  Đường kính: 60 cm

hoặc các kích thước tương đương dựa trên các nguyên lý khoa học.

CHÚ DẪN:

1 thiết bị đo radon liên tục

2 hệ điện tử của detector

3 detector

4 hộp tích lũy

Hình B.2 - Sơ họa thiết bị ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt có sử dụng phương pháp đo khuếch tán liên tục

B.3  Quy trình đo

Phép đo được thực hiện như sau:

a) Lựa chọn và ấn định nơi đo.

b) Ghi lại vị trí nơi đo.

c) Chuẩn bị bề mặt được khảo sát bằng cách dọn dẹp đá, rễ cây, v.v..., nếu cần thiết.

d) Lắp đặt hộp tích lũy.

e) Đặt thiết bị đo radon vào vị trí.

f) Làm sạch hộp tích lũy bằng khí không có radon.

g) Bảo đảm sự kín khí giữa hộp tích lũy và bề mặt được khảo sát.

h) Cho phép radon được tích lũy trong hộp và theo dõi sự biến đổi nồng độ hoạt độ radon được đo bởi thiết bị đo radon liên tục trong khoảng thời gian từ 1 h đến 3 h.

i) Ghi lại thời gian (ngày và giờ) của quá trình tích lũy.

j) Đọc dữ liệu (nồng độ hoạt độ radon) ghi được trong quá trình tích lũy và tính toán tốc độ xả khỏi bề mặt.

B.4  Biểu thị kết quả

B.4.1  Tốc độ xả khỏi bề mặt

Tốc độ xả radon khỏi bề mặt được ước lượng bằng cách sử dụng Công thức (4) và được biểu thị bằng mối quan hệ đưa ra trong Công thức (B.1):

Trong đó:

p là độ dốc của đường thẳng giảm tuyến tính được tính từ C_i và t_i trong khoảng thời gian Δt và được xác định bởi mối quan hệ:

Sự suy giảm nồng độ hoạt độ radon trong hộp do sự phân rã phóng xạ của nó, sự khuếch tán nước và sự thông gió được coi như không đáng kể.

B.4.2  Độ không đảm bảo tiêu chuẩn

Các biến số p, V và S được coi là độc lập.

Theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f phải được tính như trong Công thức (B.3):

với

Để tính các giới hạn đặc trưng (xem ISO 11929) thì cần phải tính , tức là độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f như một hàm của giá trị thực của nó, được tính theo Công thức (B.6):

B.4.3  Ngưỡng quyết định

Ngưỡng quyết định, f^*, thu được từ Công thức (B.6) cho (xem ISO 11929), tức là cho tất cả các giá trị của i.

Từ đây suy ra Công thức (B.7):

α = 0,05 với k_1-α = 1,65 thường được chọn theo mặc định.

B.4.4  Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện, f^#, được tính theo Công thức (B.8) (xem ISO 11929):

với

Nếu α = b thì kéo theo f^# = 2 . a

α = 0,05 với k_1-α = k_1-β = 1,65 thường được chọn theo mặc định.

B.5  Ví dụ

Ví dụ sau dựa trên ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt của đất ở vùng Haute-Vienne (Pháp). Những sự thay đổi trong nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy được trình bày trong Hình B.3.

Hình B.3 - Những thay đổi trong nồng độ hoạt độ radon trong hộp tích lũy

Dữ liệu được sử dụng để tính độ dốc ban đầu của đường cong tích lũy là dữ liệu được gộp trong khoảng thời gian Δt và được đưa vào trong Bảng B.1.

Bảng B.1 - Dữ liệu được sử dụng để tính độ dốc của đường cong tích lũy

Nồng độ hoạt độ radon nền của thiết bị đo radon, với độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nó, là:

C₀ =20 ± 10 Bq/m³

Độ dốc được tính theo Công thức (B.2) và độ không đảm bảo tiêu chuẩn theo Công thức (B.5).

Giá trị thu được cho độ dốc, với độ không đảm bảo tiêu chuẩn của nó, là:

p = 0,0967 ± 0,013 Bq/m³/s

Các đặc điểm hình học sau cho hộp tích lũy liên quan đến phép tính tốc độ xả:

a) thể tích hiệu dụng: V = 12,7 ± 1,25 x 10^-3 m³;

b) bề mặt hiệu dụng: S = 28,3 ± 1,4 x 10^-2 m².

Độ không đảm bảo của thể tích hiệu dụng được coi như bằng 10%. Giá trị này có tính đến sự không đồng đều của bề mặt được khảo sát và việc đặt hộp tích lũy trên đất (hộp tích lũy ngập trong nền đất nhiều hay ít).

Độ không đảm bảo của bề mặt hiệu dụng được coi như bằng 5%. Giá trị này bao gồm cả sự không đồng đều của bề mặt được khảo sát.

Tốc độ xả radon khỏi bề mặt được tính theo Công thức (B.1):

f = 4,34 x 10^-3 Bq/m²/s

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f được tính theo Công thức (B.3):

u(f) = 0,75 x 10^-3 Bq/m²/s

Do đó, kết quả được biểu thị là:

f = 4,34 ± 0,75 Bq/m²/s

Ngưỡng quyết định, f^*, thu được từ Công thức (B.7):

f^* = 0,37 x 10^-3 Bq/m²/s

Giới hạn phát hiện, f^#, được tính theo Công thức (B.8) với α = β = 0,05 và k_1-α = k_1-β = 1,65:

f^# = 1,06 x 10^-3 Bq/m²/s

Phụ lục C

(Tham khảo)

Ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt có sử dụng phương pháp đo điểm

C.1  Khái quát

Phụ lục này nêu cách ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt có sử dụng phương pháp đo điểm.

Để ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt tại một nơi cụ thể cần phải đo sự thay đổi nồng độ hoạt độ radon trong một khoảng thời gian nhất định, trong một hộp tích lũy với đặc điểm hình học đã biết và với một mặt mở áp vào bề mặt được khảo sát (đất, đá, vật liệu xây dựng, tường, v.v...).

Hộp tích lũy được làm sạch bằng khí không có radon trước khi quá trình tích lũy bắt đầu và khoảng thời gian tích lũy phải đủ ngắn để sự khuếch tán ngược được coi như không đáng kể. Độ kín khí của hộp tích lũy được giả định là đã được tăng cường để sự thông khí do rò rỉ có thể được coi như không đáng kể.

Phương pháp đo điểm radon được thực hiện với ống đếm nhấp nháy (xem TCVN 10759-6:2015 (ISO 11665-6:2012), Phụ lục A).

Phụ lục này sử dụng các ký hiệu trong Điều 3 và các ký hiệu sau.

C₀ nồng độ hoạt độ nền trong hộp tích lũy, tính bằng becquerel trên mét khối

 số trung bình của số đếm tổng của ống đếm được sử dụng để đo C

 số đếm nền của ống đếm được sử dụng để đo C

 số trung bình của số đếm tổng của ống đếm được sử dụng để đo C₀

 số đếm nền của ống đếm được sử dụng để đo C₀

n số lần đếm của mỗi mẫu

C.2  Thiết bị

Bộ thiết bị (xem Hình C.1) bao gồm các bộ phận sau:

a) một hộp tích lũy;

b) một thiết bị đo radon điểm (thiết bị lấy mẫu và ống đếm nhấp nháy).

CHÚ DẪN:

1 ống đếm nhấp nháy

2 phin lọc

3 thiết bị lấy mẫu

4 nút

5 hộp tích lũy

Hình C.1 - Sơ họa một thiết bị ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt có sử dụng phương pháp đo điểm

Hộp tích lũy làm bằng thép không rỉ và hình trụ, có một lỗ miệng được đóng bằng nút cao su trên mặt đóng của hộp.

Kích thước hộp tích lũy có thể như sau:

- chiều cao: 11 cm;

- đường kính: 30 cm;

hoặc kích thước tương đương dựa trên các nguyên lý khoa học.

Với điều kiện lắp đặt đã cho, thể tích hiệu dụng được ước lượng là 7,06 x 10^-3 m³ và bề mặt hiệu dụng là 7,06 x 10^-2 m².

C.3  Quy trình đo

Phép đo được thực hiện như sau.

a) Lựa chọn và ấn định nơi đo.

b) Ghi lại vị trí nơi đo.

c) Chuẩn bị bề mặt được khảo sát bằng cách dọn dẹp đá, rễ cây, v.v..., nếu cần thiết,

đ) Lắp đặt hộp tích lũy.

e) Làm sạch hộp tích lũy bằng khí không có radon.

f) Bảo đảm sự kín khí giữa hộp tích lũy và bề mặt được khảo sát.

g) Lấy mẫu một thể tích khí đại diện cho khí được chứa trong hộp tại thời điểm bắt đầu tích lũy có sử dụng một hoặc hai ống đếm nhấp nháy đã được đặt trong chân không từ trước (xem TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)).

h) Ghi lại thời gian (ngày, giờ và phút) của quá trình lấy mẫu lần thứ nhất

i) Đợi tích lũy radon trong hộp.

j) Lấy mẫu một thể tích khí đại diện cho khí chứa trong hộp tích lũy tại thời điểm kết thúc quá trình tích lũy (khoảng thời gian từ 1 h đến 3 h) có sử dụng một hoặc hai ống đếm nhấp nháy đã được đặt trong chân không từ trước (xem TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)).

k) Ghi lại thời gian (ngày, giờ và phút) của quá trình lấy mẫu lần thứ hai.

I) Chờ cho đến khi cân bằng phóng xạ giữa ²²²Rn và các sản phẩm phân rã của radon (²¹⁴Po, ²¹⁸Po) đạt được trong mỗi ống đếm. Để tối ưu hóa việc đếm, cần chờ 3 h sau khi lấy mẫu để đạt được cân bằng phóng xạ (xem TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)).

m) Đếm số photon phát ra bởi vật liệu nhấp nháy khi được kích thích bởi các hạt alpha sinh ra bởi sự phân rã radon và các sản phẩm phân rã radon có trong các ống đếm. Một bộ nhân quang đã được hiệu chuẩn đặt trong vỏ bọc cản sáng được sử dụng cho việc đếm (xem TCVN 10759-6 (ISO 11665-6)).

n) Tính tốc độ xả radon khỏi bề mặt.

CHÚ THÍCH: Cần chú ý để tổng thể tích các mẫu phải duy trì dưới 10% thể tích hiệu dụng của hộp tích lũy.

C.4  Biểu thị kết quả

C.4.1  Tốc độ xả bề mặt

Tốc độ xả radon khỏi bề mặt được ước lượng theo Công thức (4).

Nếu sự suy giảm nồng độ hoạt độ radon trong hộp được coi như không đáng kể do sự phân rã của nó thì tốc độ xả radon khỏi bề mặt có thể được đơn giản hóa thông qua triển khai chuỗi theo hàm số mũ và do đó trở thành:

Phù hợp với TCVN 10759-6 (ISO 11665-6), nồng độ hoạt độ radon C và C₀ được tính theo các Công thức (C.2) và (C.3):

trong đó ω phụ thuộc vào thể tích ống đếm, các hệ số hiệu chuẩn và hiệu chính, khoảng thời gian đếm và số nguồn phát alpha có trong ống tại thời điểm đếm (xem TCVN 10759-6:2016 (ISO 11665-6:2012), Phụ lục A).

Do đó, công thức (C.1) có thể được biểu thị như sau:

C.4.2  Độ không đảm bảo tiêu chuẩn

Các biến số  và t được xem như độc lập.

Phù hợp với TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3), độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f được tính theo Công thức (C.5):

Trong đó:

và

Để tính các giới hạn đặc trưng (xem ISO 11929) thì cần phải tính , tức là độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f như một hàm của giá trị thực của nó, được tính theo Công thức (C.6):

C.4.3  Ngưỡng quyết định

Ngưỡng quyết định, f^*, thu được từ Công thức (C.6) cho  = 0 (xem ISO 11929).

Từ đây suy ra Công thức (C.7):

α = 0,05 với k_1-α = 1,65 thường được chọn theo mặc định.

C.4.4  Giới hạn phát hiện

Giới hạn phát hiện, f^# , được tính theo Công thức (C.8) (xem ISO 11929):

β = 0,05 với k_1-β = 1,65 thường được chọn theo mặc định.

Giới hạn phát hiện có thể được tính bằng cách giải Công thức (C.8) để tìm f^# hoặc, đơn giản hơn, bằng cách lặp lại với việc lấy xấp xỉ ban đầu f^# = 2 . f^* cho vế phải của Công thức (C.8).

Thu được f^# với k_1-α = k_1-β = k:

Các giá trị α = β = 0,05 và do đó k_1-α = k_1-β = 1,65 thường được chọn theo mặc định.

C.5  Ví dụ

Ví dụ sau dựa trên phép ước lượng tốc độ xả radon khỏi bề mặt của đất ở vùng Pyrénées Atlantiques (Pháp).

Hộp tích lũy có hình trụ. Đặc điểm hình học của nó như sau:

a) thể tích hiệu dụng: V = (7,06 ± 0,7) x 10^-3 m³;

b) bề mặt hiệu dụng: S =(7,06 ± 0,35) x 10^-2 m².

Khoảng thời gian tích lũy t đạt tới (7200 ± 60) s.

Các giá trị ω và cũng là các giá trị được sử dụng trong TCVN 10759-6:2016 (ISO 11665-6:2012), Phụ lục A.

ω = 24,69 và =0,01

Đối với một mẫu được lấy tại t = 0 (lúc bắt đầu quá trình tích lũy):

 xung (với n = 2 lần đếm)

 xung (với n = 2 lần đếm)

Đối với mẫu được thực hiện tại t = 7200 s (lúc kết thúc quá trình tích lũy):

 xung (với n = 2 lần đếm)

 xung (với n = 2 lần đếm)

Tốc độ xả radon khỏi bề mặt được tính theo công thức (C.4):

f = 92,6 x 10^-3 Bq/m²/s

Độ không đảm bảo tiêu chuẩn của f được tính theo Công thức (C.5):

u_f = 14,42 x 10^-3 Bq/m²/s

Do đó, kết quả được biểu thị như sau:

f =(92,6 ± 14,42) Bq/m²/s

Ngưỡng quyết định, f^*, được tính theo Công thức (C.7):

f^* = 1,27 Bq/m²/s

Giới hạn phát hiện, f^#, được tính theo Công thức (C.9):

f^# =3,19 Bq/m²/s

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nuclear Data Base issued from the Decay Data Evaluation Project. Available at: http://www.nucleide.org/DDEP_WG/DDEPdata.htm

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

[3] Tanner A.B. Radon migration in the ground: A review. In: Environment(adams, J.A.S., and Lowder, W.M., eds.). Chicago University Press, 1964, pp. 161-190

[4] TannerA.B. Radon migration in the ground: A supplementary review. In: Natural Radiation Environment III (GeseLL, T.F., Lowder, W.M., eds.). U.S. Department of Energy Report CONF-780422, v. 1,1980, pp. 5-56

[5] Robé M.C., Labed V. Explaining the variation in soil radon concentrations: a study of the influence of some intrinsic properties of a rock matrix on the radon emission factor. In: Gas geochemistry 1995 science review. (Dubois, C. ed.). Northwood, 1995

[6] Robé M.C., RannouA., Le BronecJ., ZeTTwooGP., FourcadeN. Le radon dans I’environnement: aspects physiques et sanitaires. A review of French data. Géologie et Santé, Toulouse, 14-17 May 1991

[7] Robé M.C., RannouA., Le BronecJ. Radon measurements in the environment in France. Radiat. Prot. Dosimetry, 45 (1-4), 1992, pp. 455-457

[8] UNSCEAR 1988 Report: lonizing Radiation Sources and Biological Effects (Report to the General Assembly with annexes). United Nations Publication, New York, 1988

[9] Chao C.Y.H., TunGT.C.W., ChanD.W.T., BumeTTJ. Determination of Radon Emanation and Back Diffusion Characteristics of Building Materials in Small Chamber Tests. Build. Environ., 2 (4), 1997, pp. 355-362

[10] Chao C.Y.H ., TunGT.C.W. Radon Emanation of Building Material - Impact of Back Diffusion and Difference between One-Dimensional and Three-Dimensional Tests. Health Phys., 76 (6), 1999,pp. 675-681

[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 6648 (ISO 11465), Chất lượng đất - Xác định chất khô và hàm lượng nước theo khối lượng - Phương pháp khối lượng

[13] 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

[14] 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.