4  Mục tiêu đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

4.1  Tổng quát

Khi bắt đầu khảo sát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, cần phải giả định một kịch bản là trường hợp xấu nhất. Cần tiếp cận các khu vực, môi trường hoặc cơ sở với giả định là ở các nơi đó đang có suất liều cao. Nếu việc khảo sát ban đầu xác nhận rằng suất liều không ở mức nguy hại phóng xạ cần phải có biện pháp che chắn, thì vấn đề nhiễm bẩn phóng xạ cần được giải quyết.

Nếu việc khảo sát là thường nhật thì có thể không cần khảo sát ban đầu với giả định có thể có suất liều cao. Việc khảo sát này chỉ cần tiến hành trong vùng bề mặt có thể bị nhiễm bẩn phóng xạ.

Khi đã xác định được là có nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, cần xem xét vấn đề của các thiết bị kiểm soát nhiễm bẩn phóng xạ. Phải đánh giá các yếu tố như đáp ứng của thiết bị về khả năng sẽ có nhiễm bẩn phóng xạ và các yếu tố khác nữa. Diện tích cần giám sát có thể sẽ xác định kích thước của detector phù hợp nhất.

Trong Danh mục tài liệu tham khảo có các tài liệu đưa ra các hướng dẫn về các thiết bị đo phù hợp.

4.2  Các quy định quốc gia và quốc tế

Ngoài các yêu cầu của khách hàng, cần tuân thủ các quy định của quốc gia và quốc tế hiện hành hoặc các tiêu chuẩn và hướng dẫn hiện hành. Các quy định quốc gia và quốc tế cung cấp hướng dẫn về cách tính diện tích trung bình. Cụ thể, cần thiết lập các khu vực mà ở đó các phép do có thể được tính trung bình nhằm phân chia các khu vực dựa trên mức nhiễm bẩn phóng xạ.

4.3  Xác định chương trình đo lường

...

...

...

- Phát hiện các hạt ion hóa hoặc photon phát ra từ một bề mặt bị nhiễm bẩn chất phóng xạ, và

- Đánh giá các chỉ số hiển thị của thiết bị có thể được sử dụng để ước tính về lượng của các đặc tính của các nhiễm bẩn phóng xạ.

Để đạt được các mục tiêu này với mức độ tin cậy hợp lý, cần lập kế hoạch cho quy trình quan trắc, ở nhiều tổ chức, có các quy trình chuẩn quy định các quan trắc bảo vệ bức xạ thông thường cần được tiến hành. Việc quan trắc tại các khu vực quen thuộc do chính nhân viên của tổ chức đó thực hiện, sử dụng thiết bị quan trắc và hệ thống báo cáo riêng của họ.

Trong một số trường hợp, có thể không có quy trình chuẩn để xây dựng một chương trình đo thích hợp. Trong những trường hợp đó, cần thu thập thông tin, mà thông tin đó có thể bao gồm việc thu thập và lập hồ sơ các chi tiết sau:

a) Nhận diện người vận hành;

b) Định rõ các khu vực hoặc các hạng mục cần quan trắc;

c) Lịch sử của các khu vực được quan trắc bao gồm

1) Các nhân phóng xạ được sử dụng trong khu vực, tại thời điểm nào và với số lượng bao nhiêu;

2) Lịch sử cải tạo/nâng cấp, sửa chữa và bảo dưỡng, và

...

...

...

d) Mức độ của chi tiết và mức độ chính xác do người vận hành yêu cầu;

e) Chiến lược lấy mẫu;

f) Sự cần thiết phân biệt giữa nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt và nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt;

g) Sự cần thiết đo trực tiếp hoặc đo gián tiếp;

h) Loại và số lượng thiết bị cần thiết cho các phép đo cụ thể và khả năng sẵn có bao gồm cả tình trạng hiệu chuẩn;

i) Dữ liệu chi tiết về mức độ suất liều hiện có tại các khu vực xung quanh và bên trong khu vực cần khảo sát;

j) Những hạn chế khi tiếp cận;

k) Nhu cầu về thiết bị bảo vệ cá nhân (bộ áo liền quần, thiết bị thở, găng tay cao su);

l) Phương tiện để thải bỏ chất thải phóng xạ;

...

...

...

n) Điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt độ, độ ẩm);

o) Các loại bề mặt cần quan trắc (ví dụ, bê tông thô, bề mặt sơn bị nhiễm xạ).

Sau khi thu thập được các thông tin liên quan được liệt kê ở trên, cần xây dựng và lập thành tài liệu một chương trình đo thích hợp. Chương trình đo phải bao gồm các tính toán và các giả định sẽ được áp dụng trong việc thiết lập các mức hành động. Chương trình đo nên thể hiện mức hành động theo cùng một đơn vị hiển thị trên các thiết bị đo đã xác định. Chương trình đo phải bao gồm các bước thực hiện khi các mức hiển thị này bị vượt quá, và chỉ định nhân viên có thẩm quyền cho phép tiếp tục thực hiện lại chương trình đo nếu các mức hành động đã bị vượt quá.

5  Phương pháp đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt trực tiếp và gián tiếp

5.1  Tổng quát

Nhiễm bẩn phóng xạ trên bề mặt có thể được đánh giá trực tiếp hoặc gián tiếp.

Việc khảo sát ban đầu về nhiễm bẩn phóng xạ của các cơ sở cần giả định trường hợp xấu nhất, cần tiếp cận cơ sở với giả định rằng ở đó có thể có suất liều đáng kể. Điều này có thể áp dụng cho chỉ một phòng thử nghiệm hoặc có thể cho toàn bộ cơ sở. Nếu khảo sát ban đầu xác nhận rằng suất liều không gây ra vấn đề cho việc che chắn hoặc các nguy hại phóng xạ, khi đó có thể đề cập đến vấn đề nhiễm bẩn phóng xạ.

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 rất nhiều vào các trường hợp cụ thể, ví dụ như dạng vật lý và hóa học của nhiễm bẩn phóng xạ, độ bám dính của nhiễm bẩn phóng xạ trên bề mặt (nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt hoặc không bám chặt), khả năng tiếp cận bề mặt để đo hoặc sự tồn tại của các trường bức xạ gây nhiễu.

Đo trực tiếp được sử dụng khi có thể tiếp cận dễ dàng bề mặt cần đo mà không có:

...

...

...

- Trường bức xạ gây nhiễu mà không thể đánh giá được.

Việc đánh giá gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, nhìn chung có thể áp dụng khi bề mặt không dễ tiếp cận, do vị trí hoặc cấu hình, hoặc nơi có các trường bức xạ gây nhiễu ảnh hưởng xấu đến máy đo nhiễm bẩn phóng xạ, hoặc khi không có phương pháp đo trực tiếp bằng thiết bị tiêu chuẩn. Phương pháp gián tiếp không thể đánh giá sự nhiễm bẩn phóng xạ bám chặt, và bởi vì độ không đảm bảo cao liên quan đến hiệu suất lau, nên việc áp dụng phương pháp gián tiếp thường dẫn đến những đánh giá thấp về mức nhiễm bẩn phóng xạ không bám chặt.

Do những hạn chế vốn có của cả hai phương pháp đo trực tiếp và gián tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, nên trong nhiều trường hợp, việc sử dụng cả hai phương pháp song song có thể giúp đảm bảo các kết quả đo đáp ứng tốt nhất mục tiêu đánh giá.

5.2  Phương pháp trực tiếp

Phương pháp trực tiếp là cách tiếp cận tốt nhất bất cứ khi nào có thể. Trong phương pháp trực tiếp, đầu dò của máy đo được di chuyển trên bề mặt, với mặt đo của đầu dò cách bề mặt cần đo ít nhất khoảng 3 mm. Đầu dò phải được giữ ổn định trong khoảng thời gian tối thiểu để có được độ chính xác. Khi đó, có thể sử dụng phép đo này để xác định bức xạ phát ra từ bề mặt.

Có rất nhiều trường hợp, việc đo như nêu ở trên là không khả thi. Bề mặt có thể phức tạp đến mức không thể đo trực tiếp được, hoặc có thể có phông bức xạ quá cao đến mức không thể có được kết quả có ý nghĩa từ phép đo; tuy nhiên, các kết quả này cần được ghi lại vì sau đó sẽ có thể được hiệu chuẩn. Trong những trường hợp này, phải thực hiện phép đo gián tiếp bằng cách sử dụng phương pháp kiểm tra lau.

5.3  Phương pháp gián tiếp (phương pháp kiểm tra lau)

Quy trình kiểm tra thường được thực hiện bằng cách sử dụng giấy lọc hoặc vật liệu lau khác, điển hình là có đường kính từ 20 mm đến 60 mm, được đặt trong hộp chứa có bán thương mại. Dùng giấy lọc lau trên diện tích nhiễm bẩn phóng xạ cần đo, thông thường diện tích tối thiểu là 100 cm², hoặc các diện tích được xác định là bề mặt có thể bị nhiễm bẩn bởi nhân phóng xạ. Giấy lọc sau đó có thể được đặt vào ngăn đo của máy đo phòng thử nghiệm để đánh giá mức và loại hoạt độ của nhân phóng xạ, hoặc được gửi tới phòng thử nghiệm hóa phóng xạ để đánh giá đầy đủ về loại và hoạt độ của các nhân phóng xạ. Trong cả hai trường hợp, tất cả các phép đo cần phải liên kết chuẩn với chuẩn quốc gia hoặc được điều chỉnh bởi các yêu cầu của địa phương.

Phương pháp kiểm tra lau có thể là "lau khô" hoặc "lau ướt". Nói chung, thường chuyên gia y vật lý cao cấp sẽ quyết định nên sử dụng phương pháp nào.

...

...

...

5.4  Độ không đảm bảo trong phương pháp kiểm tra lau

Thảo luận ngắn gọn về độ không đảm bảo được đưa ra trong 10.3.

6  Xác định nhân phóng xạ và phân tích phổ

Thông thường, các nhân phóng xạ đều đã được biết. Nếu chưa biết, cần nhận biết chúng. Việc nhận biết nhân phóng xạ của các chất gây nhiễm bẩn bằng các thiết bị cầm tay chỉ có thể thực hiện được nếu nhiễm bẩn là các nhân phát ra gamma với năng lượng trong khoảng từ 50 keV đến 1500 keV. Nếu chất nhiễm bẩn phóng xạ không phát các photon trong dải này, có thể không xác định được nhân phóng xạ bằng thiết bị cầm tay. Trong các trường hợp xảy ra sự cố phóng xạ, hoặc ở những nơi chỉ sử dụng một nhân phóng xạ, thì có thể không cần phải xác định chất nhiễm bẩn phóng xạ, vì chất nhiễm bẩn phóng xạ đã được biết. Nếu không, cần phải có những kỹ thuật tinh vi hơn như đo phổ beta và alpha, và những kỹ thuật này thường chỉ có trong phòng thử nghiệm được trang bị tốt, tại đó các mẫu được lấy từ khu vực bị nhiễm bẩn phóng xạ có thể được chuẩn bị và phân tích.

Các thiết bị cầm tay nhỏ hiện nay cũng cho phép phân tích phổ bức xạ gamma. Nói chung, những thiết bị này sử dụng một tinh thể Nal (TI) nhỏ với kích thước khoảng 40 mm x 40 mm như là detector chính. Do tinh thể Nal nhạy với bức xạ gamma làm cho thiết bị đặc biệt hữu ích như một thiết bị “tìm kiếm và xác định vị trí", đặc biệt là để tìm và xác định các nguồn gamma bị mất hoặc bị ẩn. Tuy nhiên, việc sử dụng thiết bị này không thể đánh giá chính xác mức độ nhiễm bẩn phóng xạ. Một tinh thể Nal nhỏ kết nối với một máy phân tích đa kênh (MCA) cho phép phân tích phổ của bức xạ môi trường xung quanh. MCA cũng có thể chứa một thư viện điện tử của nhiều nhân phóng xạ phổ biến và hình ảnh các đỉnh phổ tương ứng của chúng.

Trước khi sử dụng, thiết bị này phải được hiệu chuẩn tại một cơ sở hiệu chuẩn có thể liên kết chuẩn với chuẩn quốc gia. Việc hiệu chuẩn cần xác nhận không chỉ độ chính xác về suất liều, mà còn xác nhận máy phân tích đa kênh (MCA) đã được thiết lập đúng. Nếu MCA không được thiết lập đúng, thì thiết bị không thể thực hiện nhận dạng các nhân phóng xạ tự động được. Người sử dụng cần hiểu rằng, việc nhận dạng nhân tự động chỉ giới hạn đối với những nhân phóng xạ có trong thư viện của máy. Nếu trong phổ gamma thu được mà có đỉnh không xác định tự động được, thì cần đánh giá năng lượng của đỉnh photon từ phổ và sử dụng các nguồn tài liệu để tìm cách xác định nhân phóng xạ mẹ. Cách khác, người sử dụng nên tham vấn với các chuyên gia y vật lý có kinh nghiệm hoặc chuyên gia hóa phóng xạ.

Trong trường hợp có một số nhân phóng xạ phát tia gamma, thiết bị này có thể không đủ khả năng để phân giải được các đỉnh phổ riêng lẻ vì độ phân giải của detector tinh thể Nal kém hơn so với tinh thể gecmani. Trong trường hợp này, phải dùng các detector gecmani thay thế cho detector Nal.

Thời gian cần thiết để thu được phổ phụ thuộc chủ yếu vào phông bức xạ xung quanh và mức nhiễm bẩn phóng xạ. Nếu phông bức xạ cao hoặc biến thiên, thì có thể khó hoặc không thể thu thập được phổ thỏa đáng. Nếu phông bức xạ đặc biệt cao, thì nó có thể gây ra sự dịch chuyển phổ và làm hạn chế khả năng tự động nhận dạng nhân phóng xạ. Nên sử dụng các thiết bị có che chắn tốt.

7  Thiết bị đo

...

...

...

CHÚ THÍCH: Trong Điều này có nêu các máy đo suất liều, bởi vì trước khi tiến hành bất kỳ cuộc khảo sát nào để đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt đều phải đo suất liều môi trường xung quanh.

Việc lựa chọn các máy đo thích hợp phụ thuộc vào:

- (Các) loại bức xạ dự đoán là sẽ đo (alpha, beta, photon);

- Mức nhiễm bẩn phóng xạ có thể gặp phải;

- Giới hạn phát hiện theo yêu cầu;

- Độ chính xác theo yêu cầu của các phép đo.

Việc lựa chọn máy đo cần được tiến hành theo sự tư vấn của chuyên gia có trình độ phù hợp.

7.2  Giới thiệu về hiệu chuẩn thiết bị đo trực tiếp nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Đối với các mục đích pháp quy, các mức nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt cho phép tối đa được thể hiện bằng đơn vị hoạt độ trên một đơn vị diện tích (Bq.cm^-2).

...

...

...

Trong nhiều trường hợp khác, không xảy ra kịch bản đơn giản như thế. Trường hợp xấu nhất, có nhiều nhân phóng xạ chưa biết cùng có mặt với nồng độ hoạt độ khác nhau và trên nhiều bề mặt khác nhau. Điều này cũng có thể bao gồm cả những phân bố hoạt độ từ dưới bề mặt cho đến và vượt cả quãng chạy cực đại của mọi bức xạ ion hóa của bất kỳ hạt nào. Trong trường hợp đó, mối quan tâm trước tiên là xác định được mức độ trải rộng của nhiễm bẩn phóng xạ và sự biến thiên về mức độ nhiễm bẩn phóng xạ. Lấy mẫu ngẫu nhiên kết hợp với đo phổ có thể đánh giá được hỗn hợp nhân phóng xạ và hoạt độ tương đối. Kết hợp với kiến thức về các đặc tính đáp ứng của máy đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, có thể có được đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

Việc hiệu chuẩn từng máy đo cho mọi kịch bản có khả năng là không khả thi. Giải pháp thực tế là chứng minh được rằng máy đo phù hợp với mục đích sử dụng sao cho người dùng có thể dựa vào dữ liệu kiểm tra kiểu loại và các dữ liệu đáp ứng đã công bố khác và các dữ liệu này cung cấp thông tin đủ để xác định được các đặc tính đáp ứng năng lượng của phát xạ alpha, beta và photon. Cách tiếp cận để hiệu chuẩn từng máy đo là để xác nhận rằng chúng phù hợp với dữ liệu kiểm tra kiểu loại. Điều này có thể là rất đơn giản, nhanh chóng, thiết thực và không tốn kém. Có thể được thực hiện với tối thiểu nguồn tham chiếu chất lượng cao, mà không cần phải là đại diện cho các bề mặt cần được giám sát trong thực tế. Việc khẳng định sự tuân thủ với dữ liệu kiểm tra kiểu loại cho phép nội suy hệ số đáp ứng đối với tất cả các nhân phóng xạ trên cơ sở dữ liệu phân rã phóng xạ đã biết; việc nội suy này có thể được thực hiện nội bộ hoặc nhờ bên thứ ba.

Việc hiệu chuẩn được mô tả chi tiết trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3).

Tất cả các máy đo phải được hiệu chuẩn theo tiêu chuẩn đáp ứng các yêu cầu pháp lý của quốc gia. Tất cả các máy đo phải được hiệu chuẩn lại định kỳ, phù hợp với quy định của quốc gia, thường là 12 tháng một lần, nhưng ở nhiều quốc gia, định kỳ hiệu chuẩn lại máy dài hơn 12 tháng.

Việc hiệu chuẩn phải được thực hiện tại các phòng thí nghiệm hiệu chuẩn, nơi cho phép liên kết chuẩn tới chuẩn quốc gia và đáp ứng các yêu cầu về đảm bảo chất lượng theo TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025).

Trạng thái hiệu chuẩn của máy đo phải còn hiệu lực.

Cần phải kiểm tra kỹ các thiết bị mới để đảm bảo chúng đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của nhà sản xuất. Đôi khi, nhà sản xuất cung cấp dịch vụ này, nhưng người sử dụng cũng có thể cần kiểm tra và hiệu chuẩn thiết bị bởi một phòng thí nghiệm độc lập đủ năng lực. Điều này, được gọi là kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu (TBFU).

Bản chất của các chương trình hiệu chuẩn đối với các thiết bị kiểm tra nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt và đo liều, được xác định bởi bản chất của các kịch bản nhiễm bẩn phóng xạ dự kiến sẽ gặp.

7.3  Các kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu (TBFU)

...

...

...

Máy đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

a) Đáp ứng với (các) loại và năng lượng bức xạ ion hóa phù hợp với mục đích sử dụng

b) Độ tuyến tính của đáp ứng với suất phát xạ trong dải sẽ sử dụng

c) Độ nhạy tương đối với các loại bức xạ ion hóa khác nhau

d) Độ nhạy với ánh sáng

e) Tính đồng nhất của đáp ứng dọc theo cửa sổ vào của đầu dò detector

f) Sự ảnh hưởng của bất kỳ điều kiện môi trường đặc biệt nào được coi là có liên quan

g) Chỉ thị về vượt thang đo

h) Đặc tính của phông

...

...

...

j) Ngưỡng cảnh báo

Máy đo suất liều

k) Đáp ứng với (các) loại và năng lượng bức xạ ion hóa phù hợp với mục đích sử dụng

l) Đáp ứng với suất liều cao

m) Độ tuyến tính của đáp ứng với suất liều vượt quá dải có thể sử dụng

n) Tính phụ thuộc vào năng lượng

o) Tính phụ thuộc vào hướng

p) Đáp ứng với các bức xạ ion hóa gây nhiễu

q) Ảnh hưởng của bất kỳ điều kiện môi trường đặc biệt nào được coi là có liên quan

...

...

...

Điều quan trọng là thiết bị được thiết lập theo đúng các quy định kỹ thuật của nhà sản xuất và có chứng chỉ hiệu chuẩn còn giá trị.

7.4  Hiệu chuẩn định kỳ

Các thiết bị cần được hiệu chuẩn định kỳ. Khoảng thời gian hiệu chuẩn phụ thuộc vào pháp luật quốc gia liên quan, tuy nhiên, thời hạn hiệu chuẩn hàng năm được chấp nhận chung là khoảng thời gian thích hợp. Nếu không có hướng dẫn pháp lý, thì khoảng thời gian được đề xuất là hàng năm, và mỗi lần sau khi sửa chữa hoặc điều chỉnh mà có thể ảnh hưởng đến đặc tính phát hiện của thiết bị. Việc hiệu chuẩn định kỳ nên bao gồm kiểm tra theo các mục từ a) đến d) ở trên và kiểm tra kỹ tình trạng của thiết bị, ví dụ kiểm tra trạng thái pin và bất kỳ hư hỏng vật lý nào. Hướng dẫn cụ thể về việc hiệu chuẩn máy đo được đưa ra trong Phụ lục A (thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt) và Phụ lục C (thiết bị đo liều).

7.5  Kiểm tra chức năng

Tùy thuộc vào cách sử dụng thiết bị và các điều kiện sử dụng, cũng có thể cần thiết phải thực hiện kiểm tra chức năng thường xuyên. Kiểm tra chức năng không phải là hiệu chuẩn nhưng cho phép có một độ tin cậy hợp lý rằng, thiết bị vẫn hoạt động chính xác và hiệu chuẩn vẫn còn có giá trị. Kiểm tra chức năng có thể đơn giản là việc đảm bảo thiết bị vẫn đang cho đáp ứng chính xác với phông, hoặc đưa máy gần với nguồn phóng xạ nhỏ để xác nhận các số đọc được vẫn bình thường. Điều quan trọng trong việc kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu là: phông, ngưỡng cảnh báo, chỉ thị cảnh báo và hằng số của thiết bị đo suất liều được kiểm tra.

8  Đánh giá đáp ứng và hệ số hiệu chuẩn của thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

8.1  Tổng quát

Khi không có hệ số đáp ứng hoặc hệ số hiệu chuẩn cho hỗn hợp cụ thể của (các) nhân phóng xạ và các bề mặt đang cần được quan trắc, cần đánh giá các hệ số đáp ứng và hiệu chuẩn thích hợp. Quy trình hiệu chuẩn theo mục đích, được mô tả trong Phụ lục A, cung cấp các dữ liệu về đặc tính để có thể được sử dụng để thực hiện các ước tính này. Phương pháp chuẩn là đo hệ số hiệu chuẩn với các nguồn có thể liên kết chuẩn.

Các thiết bị đo sẽ đáp ứng với bức xạ đi vào thể tích nhạy của thiết bị đo, chúng không đáp ứng trực tiếp với hoạt độ. Cùng một hoạt độ trên hai bề mặt khác nhau, có hai phát xạ khác nhau có thể tạo ra hai đáp ứng khác nhau ở các máy đo. Đại lượng đo được là đáp ứng của thiết bị đối với sự phát xạ khi đi vào cửa sổ detector. Trong thực tế, bề mặt phát ra bức xạ ion hóa theo 2π. Hệ số đáp ứng cơ bản là đáp ứng của thiết bị với hoặc là (a) lượng phát xạ trên một đơn vị diện tích bề mặt đối với một nguồn phát lan rộng, hoặc là (b) lượng phát xạ từ nguồn điểm. Trong thực tế, sự đáp ứng (a) thì hữu ích hơn.

...

...

...

Các hệ số là:

Đơn vị: s¹/(s^-1 cm^-2)

Trong đó

ρ_c  là tốc độ đếm quan sát được từ nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1;

ρ₀  là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-1;

R_c  là suất phát xạ của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1;

S_c  là diện tích của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng cm².

...

...

...

Trong đó

A_c  là hoạt độ của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng Bq;

P  là tỷ số giữa suất sinh của các hạt hoặc photon (hoạt độ) và suất phát xạ từ bề mặt [xem TCVN 7078-3 (ISO 7503-3)].

8.2  Mối tương quan giữa suất phát xạ bề mặt và hoạt độ

Nếu thiết bị chỉ thị "becquerel trên centimet vuông", thì hệ số hiệu chuẩn đã được lưu trong thiết bị. Việc chuyển đổi số đếm trên giây thành becquerel trên centimet vuông có thể là phức tạp. Phương pháp để thực hiện việc chuyển đổi này được nêu trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3). Việc này đòi hỏi phải có kiến thức sâu về các sơ đồ phân rã phóng xạ, đặc trưng làm việc của thiết bị và việc đánh giá các điều kiện tại chỗ (ví dụ kết cấu của bề mặt) có thể ảnh hưởng đến tốc độ đếm quan sát được. Phép đo phải được thực hiện bằng việc sử dụng nguồn chuẩn đã hiệu chuẩn.

Giấy chứng nhận hiệu chuẩn ghi lại sự đáp ứng của thiết bị đối với một loạt các nguồn chuẩn trong TCVN 10802 (ISO 8769) ở một khoảng cách xác định. Đây là một bộ các nguồn chuyên dụng được sản xuất cho mục đích hiệu chuẩn. Trong trường hợp các nguồn phát xạ photon được điều chỉnh bằng các bộ lọc, thì các nguồn này không được coi là nguồn thực của một nhân phóng xạ cụ thể. Các nguồn này được thiết kế để cung cấp cho các phòng thử nghiệm hiệu chuẩn với một phương pháp thống nhất, dễ tái lập để xác định sự đáp ứng của detector đối với một dải các loại bức xạ và năng lượng bức xạ.

Đại lượng có thể liên kết chuẩn của nguồn hiệu chuẩn có chứng nhận là suất phát xạ bề mặt hoặc số lượng các hạt /photon phát ra từ bề mặt của nguồn trong một giây.

a) Đáp ứng của thiết bị I (E), theo liều lượng phát xạ trên một đơn vị diện tích:

...

...

...

ρ_c  là tốc độ đếm quan sát được từ nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1;

ρ₀  là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-1:

R_c  là suất phát xạ của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng s^-1;

S_c là diện tích của nguồn hiệu chuẩn, tính bằng cm².

Đây là đáp ứng đối với các bức xạ beta ở năng lượng lớn nhất 708 keV theo suất phát xạ bề mặt,

b) Hiệu suất của thiết bị ε theo suất phát xạ trên bề mặt. Thường được biểu thị theo phần trăm:

Nếu S_c ≥ S_p,

...

...

...

Trong đó

S_p là diện tích hiệu dụng cửa sổ detector (trong ví dụ này là 10 cm²).

Đây là hiệu suất đối với các bức xạ gamma với năng lượng trung bình 124 keV (không phải đối với nhân phóng xạ ⁵⁷Co),

c) Hệ số hiệu chuẩn C(E) theo suất phát xạ bề mặt [C(E) là giá trị nghịch đảo của I(E)):

Đây là hệ số hiệu chuẩn được sử dụng để nhân với số đọc thực trên thiết bị để thu được số lượng hạt alpha với năng lượng trung bình 5,5 MeV, được phát hiện.

...

...

...

Phòng thí nghiệm hiệu chuẩn có thể cung cấp giá trị đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ của nguồn tính bằng Bq. Đối với các nguồn hiệu chuẩn liên quan, trong một môi trường được kiểm soát, điều này là tương đối dễ dàng để tính được:

Ví dụ. ³⁶CI đáp ứng (đối với một nguồn lý tưởng ³⁶Cl không có tán xạ ngược, P = 2)

Đây là sự đáp ứng đối với bức xạ beta ở năng lượng lớn nhất 708 keV theo hoạt độ.

9  Đánh giá dữ liệu đo

Khi chỉ có một nhân phóng xạ được biết là gây ra nhiễm bẩn phóng xạ và tính chất của nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt đã được biết rõ, thì nhiễm bẩn phóng xạ trên một đơn vị diện tích có thể được đánh giá từ đáp ứng của máy đo như quy định tại Điều 8. Ví dụ, bằng việc sử dụng hệ số hiệu chuẩn hoạt độ tương ứng, bằng giá trị nghịch đảo của đáp ứng của thiết bị đối với hoạt độ 1(A), thì hoạt độ trên một đơn vị diện tích sẽ tính được theo công thức:

Trong đó

...

...

...

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

ρ_g

là tốc độ đếm (tổng) tính được, tính bằng s^-1;

ρ₀

là tốc độ đếm phông, tính bằng s^-1;

P

là tỷ số giữa suất sinh các hạt hoặc photon (hoạt độ) và suất phát xạ từ bề mặt (xem TCVN 7078-3 (ISO 7503-3).

ε

là hiệu suất của thiết bị;

...

...

...

diện tích hiệu dụng cửa sổ detector, tính bằng cm²

Những đánh giá này sẽ được thảo luận chi tiết hơn trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3), Phụ lục C.

10  Độ không đảm bảo

10.1  Tổng quát

Phân tích độ không đảm bảo là một lĩnh vực nghiên cứu đang được phát triển, đặc biệt là trong lĩnh vực quan trắc phóng xạ. Trong những năm qua, đã có những thay đổi nhỏ trong cách tiếp cận vấn đề này, và những hướng dẫn dưới đây sẽ rất hữu ích, tuy nhiên còn nhiều trường hợp đặc biệt vẫn cần áp dụng các quy tắc hơi khác một chút.

Mỗi phép đo đều có độ không đảm bảo đi kèm với phép đo. Nói chung, độ không đảm bảo trong hệ số hiệu chuẩn thiết bị được đánh giá bởi một trung tâm kiểm định chuyên nghiệp, có chứng chỉ, sử dụng các nguồn chuẩn và thiết bị đo lường chuẩn và độ không đảm bảo trong hệ số hiệu chuẩn có thể là nhỏ, nhưng thường vẫn lớn hơn một vài phần trăm. Tuy nhiên, quá trình đo hoặc quan trắc lại không được xác định rõ ràng, và độ không đảm bảo liên quan tối thiểu cũng cao gấp mười lần (cao hơn một bậc) độ không đảm bảo của hệ số hiệu chuẩn và có thể còn lớn hơn nhiều. Độ không đảm bảo trong kết quả khảo sát hoặc điều tra nhiễm bẩn phóng xạ bao gồm: độ không đảm bảo trong hệ số hiệu chuẩn thiết bị, và các độ không đảm bảo phát sinh trong quá trình quan trắc và độ không đảm bảo này cần được xem xét riêng rẽ.

10.2  Đánh giá độ không đảm bảo trong các hệ số hiệu chuẩn

Việc đánh giá độ không đảm bảo và các đặc trưng cần được xác định phù hợp với các hướng dẫn trong ISO 11929 và TCVN 9595-3 (ISO/IEC Guide 98-3).

Việc đánh giá độ không đảm bảo trong hệ số hiệu chuẩn là tương đối dễ xác định.

...

...

...

- Độ không đảm bảo của suất phát xạ bề mặt từ nguồn hiệu chuẩn thường được lấy từ giấy chứng nhận chất lượng của nguồn hiệu chuẩn;

- Độ không đảm bảo do khoảng cách từ thiết bị đến nguồn bức xạ khi tiến hành hiệu chuẩn;

- Vị trí nằm ngang của detector so với nguồn hiệu chuẩn;

- Độ không đảm bảo trong số đọc hiển thị của thiết bị phát sinh từ độ không đảm bảo trong tính thống kê khi đo đếm, độ chụm của thang đo và thị sai (parallax);

- Độ không đảm bảo trong các thông số khác của detector như: thời gian chết, điện áp và độ không đồng nhất của detector.

Còn có các độ không đảm bảo khác, nhưng nhìn chung, không đáng kể.

Các thiết bị đo suất liều bao gồm độ không đảm bảo trong suất liều đưa vào thiết bị và độ không đảm bảo trong số đọc hiển thị của thiết bị. Các thiết bị đo suất liều bức xạ được đề cập nhiều hơn trong tiêu chuẩn TCVN 7078-3 (ISO 7503-3), nhưng độ không đảm bảo có thể bao gồm, nhưng không chỉ giới hạn các yếu tố sau:

- Độ không đảm bảo trong hệ số hiệu chuẩn của thiết bị chuẩn đầu và chuẩn thứ cấp được dùng đo suất liều, thường lấy từ giấy chứng nhận thiết bị chuẩn;

- Độ không đảm bảo do khoảng cách từ thiết bị đến nguồn bức xạ khi tiến hành hiệu chuẩn;

...

...

...

- Sự thay đổi trong suất liều bức xạ phông ở tại cơ sở kiểm tra;

- Các thay đổi trong các điều kiện môi trường;

- Mọi thành phần bức xạ tán xạ phát sinh từ cấu trúc của thiết bị kiểm tra và thiết bị hỗ trợ;

- Mọi sự phụ thuộc vào hướng của thiết bị cần hiệu chuẩn;

- Độ không đảm bảo trong việc đọc của thiết bị cần hiệu chuẩn.

10.3  Đánh giá độ không đảm bảo trong phép đo

Thiết bị đã hiệu chuẩn có độ không đảm bảo liên quan đến hệ số hiệu chuẩn của thiết bị được ghi trong giấy chứng nhận hiệu chuẩn (Xem 10.1). Nếu thiết bị được sử dụng để đo trong những điều kiện giống hệt như các điều kiện khi hiệu chuẩn, thì ngoài độ không đảm bảo của số đọc hiển thị, chỉ cần xem xét độ không đảm bảo của hệ số hiệu chuẩn. Tuy nhiên, điều này hiếm khi xảy ra, và trong hầu hết các trường hợp, các phép đo được thực hiện trong các điều kiện rất khác biệt so với điều kiện trong cơ sở hiệu chuẩn. Điều này làm tăng độ không đảm bảo trong chỉ số hiển thị, gây khó khăn cho việc thiết lập giá trị chính xác của phép đo.

Đối với các thiết bị đo suất liều, nhiều khả năng, sẽ có độ sai lệch so với các điều kiện hiệu chuẩn như sau:

- Năng lượng của bức xạ tới thiết bị, rất ít khi là đơn năng hoặc giống như năng lượng đã dùng để hiệu chuẩn;

...

...

...

- Phân bố góc của trường bức xạ tới đến detector;

- Độ đồng nhất của trường bức xạ đối với thể tích của detector.

Đối với các thiết bị do nhiễm bẩn phóng xạ, nhiều khả năng, sẽ có độ sai lệch so với các điều kiện hiệu chuẩn là do các yếu tố sau:

- Năng lượng của bức xạ tới thiết bị, rất ít khi là đơn năng hoặc giống như năng lượng đã dùng để hiệu chuẩn, và cũng có thể được phát ra bởi hỗn hợp phức tạp của các nhân;

- Điều kiện của bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ. Dạng bề mặt, lượng bụi, mỡ bôi trơn và bụi phủ hoặc “nhiễm bẩn phóng xạ bám hoặc các dạng nhiễm xạ hỗn hợp và hình dạng của bề mặt;

- Khoảng cách từ detector hoặc đầu dò tới bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ;

- Tốc độ quan trắc, nghĩa là tốc độ di chuyển của detector trên bề mặt cần được kiểm tra;

- Sự phân bố của nhiễm bẩn phóng xạ, nghĩa là chất nhiễm bẩn phóng xạ phân bổ như những điểm ngẫu nhiên hoặc thành các vết tròn, hoặc được trải đều trên bề mặt;

- Bề mặt cửa sổ của detector không song song với bề mặt được đo.

...

...

...

Trong quan trắc nhiễm bẩn phóng xạ, đặc biệt là trong quan trắc các hạt alpha và beta năng lượng thấp, việc đánh giá các yếu tố "nổi trội" và năng lượng của các hạt phát nổi trội là vô cùng khó khăn và đối với bất kỳ việc đọc trường bức xạ nào đều phải áp dụng độ không đảm bảo rất lớn.

10.4  Độ không đảm bảo trong kiểm tra bằng phương pháp lau

Độ không đảm bảo trong việc đánh giá mức nhiễm bẩn phóng xạ bằng phương pháp kiểm tra lau là rất lớn. Tài liệu tham khảo [1] thảo luận rõ vấn đề này. Hiệu suất lau, nghĩa là, tỷ lệ phần trăm của nhiễm bẩn phóng xạ được loại bỏ bởi một lần lau bề mặt, chịu ảnh hưởng của yếu tố, bao gồm, nhưng không giới chỉ hạn trong các yếu tố sau:

- Loại vật liệu dùng để lau;

- Áp lực do người lau đè xuống khi lau;

- Diện tích vùng được lau;

- Phân bố nhiễm bẩn phóng xạ;

- Độ chính xác của phép đo phông;

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

...

...

...

11  Báo cáo kiểm tra đối với thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

Yêu cầu về báo cáo kiểm tra được nêu chi tiết trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3). Trong tất cả mọi trường hợp, các yêu cầu này phải tuân thủ theo các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025 (ISO/IEC 17025).

Bởi vì giấy chứng nhận hiệu chuẩn thường được lưu trong hồ sơ với mục đích đảm bảo chất lượng và không đi kèm với thiết bị tại nơi làm việc, vì vậy khuyến cáo các thiết bị sau khi hiệu chuẩn, cần được dán nhãn với các thông tin:

a) Mô tả thiết bị (bao gồm cả loại thiết bị và số seri);

b) Ngày hiệu chuẩn hoặc ngày kiểm tra;

c) Số giấy chứng nhận hiệu chuẩn;

d) Loại và số sê ri của đầu dò, nếu cần. Nhiều thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bao gồm một đầu đo suất liều và một đầu dò có thể tháo rời. Cả hai bộ phận này thường được hiệu chuẩn như là một thiết bị. Do đó, nhãn hiệu chuẩn cần phải được ghi gắn vào cả đầu dò và đầu đo suất liều và có tham chiếu đến bộ phận khác.

Nếu một thiết bị không đáp ứng các tiêu chí đạt/không đạt bất kỳ thành phần nào của phép thử, thì phòng hiệu chuẩn hoặc phòng thử nghiệm phải ghi nhãn cho thiết bị đó là thiết bị không đạt và nêu rõ tính chất của sự không đạt vào giấy chứng nhận hoặc báo cáo thử nghiệm. Điều quan trọng là trong báo cáo thử nghiệm phải ghi rõ ràng là thiết bị như vậy là không đạt tiêu chuẩn để sử dụng.

...

...

...

(Tham khảo)

Hiệu chuẩn các thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

A.1  Tổng quát

Bản chất của chương trình hiệu chuẩn các thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt được xác định bởi bản chất của các kịch bản nhiễm bẩn phóng xạ mà dự kiến sẽ gặp phải. Thông thường, chỉ có một hoặc hai nhân phóng xạ gây ra nhiễm bẩn phóng xạ, và bề mặt có thể bị nhiễm bẩn phóng xạ đã được mô tả rõ đặc điểm; do đó, có thể sử dụng hiệu chuẩn trực tiếp theo hoạt độ.

A.2  Hiệu chuẩn trực tiếp

Trong một số trường hợp, sẽ thuận tiện hơn để tạo ra nguồn hiệu chuẩn từ các dung dịch sẵn có với nồng độ hoạt độ đã biết trước. Điều quan trọng là giá trị hoạt độ có thể liên kết chuẩn đến chuẩn quốc gia. Các phần mẫu đã biết của dung dịch này sẽ được chia vào một mẫu đại diện của bề mặt và để cho khô (cần làm cẩn thận để đảm bảo rằng hoạt độ không bị mất do bay hơi trong quá trình làm khô, như có thể xảy ra với một số nguyên tố, như thủy ngân và iốt). Thích hợp nhất là để cho mẫu này lắng đọng tại vài vị trí khác nhau trên bề mặt. Thông thường, cần có ít nhất hai vị trí lắng đọng mẫu như vậy. Một vị trí cần có một diện tích tối thiểu (đủ để đại diện cho một nguồn điểm), và vị trí thứ hai cần cho mẫu lắng đọng đồng đều trên một diện tích lớn hơn diện tích cửa sổ của detector. Hiệu suất phát hiện của nhiều detector thay đổi theo bề mặt cửa sổ của detector. Sử dụng nguồn điểm và nguồn bán vô hạn cho phép những thay đổi này được xác định đặc trưng. Hệ số hiệu chuẩn xác định được theo phương pháp này là hệ số hiệu chuẩn hoạt độ, nhưng hệ số này chỉ phù hợp với nhân phóng xạ trên bề mặt đã xác định.

A.3  Khái niệm phù hợp với mục đích

Mục đích của việc hiệu chuẩn là để khẳng định rằng thiết bị đo vẫn bảo đảm các đặc tính làm việc được xác định trong quá trình kiểm tra về loại thiết bị và vẫn phù hợp với mục đích sử dụng. Các hệ số hiệu chuẩn này có thể bao hàm một loạt các nhân phóng xạ trên các bề mặt khác nhau và ở các khoảng cách khác nhau từ nguồn phát xạ đến detector. Khoảng cách từ nguồn phát xạ đến detector là khoảng cách giữa bề mặt bị nhiễm bẩn phóng xạ và điểm gần nhất của vỏ detector. Khoảng cách giữa nguồn phát xạ và detector được khuyến cáo tối thiểu là 3 mm, khoảng cách này thường lấy từ bề mặt phát xạ đến mặt trước của detector. Việc khẳng định tính phù hợp với mục đích cũng cho phép áp dụng kết quả do các bên khác thực hiện, trong cùng một điều kiện hiệu chuẩn.

Việc xác định các hệ số hiệu chuẩn là không thực tế đối với tất cả các nhân phóng xạ, trên tất cả các bề mặt và ở tất cả các khoảng cách từ nguồn đến thiết bị đo. Cách tiếp cận thực tế là, xác nhận các hệ số hiệu chuẩn cho một dải hạn chế nhân phóng xạ, ở khoảng cách từ nguồn phát xạ đến detector là 3 mm, và nguồn được phân bố đều trên bề mặt với mức phát xạ suy giảm tối thiểu. Lý tưởng là, diện tích của các nguồn phát xạ này lớn hơn diện tích của detector. Những nguồn này nên có dải năng lượng có thể sẽ gặp trong các tình huống quan trắc thông thường. Điển hình là, đối với bức xạ alpha, một nhân phóng xạ có thể là đủ; đối với bức xạ beta, thì cần hai nhân phóng xạ và; đối với các chất phát photon, cần ba hoặc bốn nhân phóng xạ. Với điều kiện là quá trình hiệu chuẩn xác nhận tính phù hợp với mục đích sử dụng, thì điều này cho phép nội suy các hệ số hiệu chuẩn với độ chính xác hợp lý cho cả ba loại bức xạ (alpha, beta, và photon).

...

...

...

Một bộ các nguồn hiệu chuẩn điển hình, được khuyến nghị trong TCVN 10802 (ISO 8769), có thể là: Alpha: ²⁴¹ Am, ²³⁸Pu

Beta: ¹⁴C và ³⁶CI (⁹⁰Sr có thể được sử dụng thay cho ³⁶Cl, nhưng cần lưu ý rằng nguồn ⁹⁰Sr cũng phát ra beta từ ⁹⁰Y)

Photon: ⁵⁵Fe, ²³⁸Pu, ¹²⁹l, ²⁴¹Am, ⁵⁷Co, ¹³⁷Cs và ⁶⁰Co (tất cả cần được lọc để loại bức xạ alpha và beta, trừ ⁵⁵Fe)

Những nguồn hiệu chuẩn này phải tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật trong TCVN 10802 (ISO 8769).

Nếu khẳng định được tính thích hợp của thiết bị, thì hệ số hiệu chuẩn cho bất kỳ nhân phóng xạ nào có thể tính được theo kiến thức về các đặc tính phân ra của nhân phóng xạ. Những tính toán này cần được xử lý cẩn thận và phải được thực hiện bởi những người có chứng chỉ chuyên môn và có kinh nghiệm trong lĩnh vực này. Cần lưu ý đặc biệt để tính đến việc các bức xạ được phát ra đồng thời từ sự phân rã của cùng một nhân phóng xạ chỉ tạo ra một xung trên máy đo [Xem TCVN 7078-3 (ISO 7503-3)].

Tất cả các yêu cầu nên được thử nghiệm bởi phòng thí nghiệm hiệu chuẩn hoặc nhà sản xuất thiết bị. Các phép thử cần thiết bảo đảm cho sự phù hợp của các thiết bị được tóm tắt trong Bảng A.1, Bảng A.2 và Bảng A.3.

Bảng A.1 - Yêu cầu đối với thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ alpha

YÊU CẦU KIỂM TRA

GIẢI THÍCH

...

...

...

Kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu

Kiểm tra định kỳ

SỰ RÒ RỈ/ LỌT ÁNH SÁNG

Phơi thiết bị ra nguồn ánh sáng thích hợp và quan sát sự thay đổi trong đáp ứng của thiết bị. Kiểm tra đáp ứng của thiết bị đối với một nguồn alpha nhỏ, có và không có nguồn sáng.

Thông thường chỉ áp dụng đối với detector nhấp nháy và trạng thái rắn

...

...

...

Có

Có

ĐÁP ỨNG VỚI NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ α

Để detector của thiết bị song song và cách 3 mm phía trên nguồn phát xạ có kích thước, ít nhất, phải bằng kích thước mặt detector, và xác định đáp ứng của thiết bị đo

-

...

...

...

Có

Có

ĐỘ TUYẾN TÍNH

Xác định đáp ứng của thiết bị trên một loạt các nguồn α. Các nguồn phải được chọn để mở rộng dải tốc độ đếm mà thiết bị dự kiến sẽ đo. Cần sử dụng ít nhất ba nguồn điểm: suất phát xạ phù hợp là 20, 200, và 2000 α.s^-1. Nếu thiết bị có thể gặp mức hoạt độ cao có thể phải sử dụng thêm một nguồn hoạt động hơn

Có thể được sử dụng một dụng định cữ để đảm bảo các vị trí của nguồn và detector được tái lập

...

...

...

Có

Có

SỰ ĐỒNG NHẤT CỦA ĐÁP ỨNG

Sử dụng một trong các nguồn điểm từ các phép thử độ tuyến tính để xác định đáp ứng của thiết bị đối với mỗi 10 cm² cửa sổ của detector. Tính giá trị đáp ứng trung bình trên toàn bộ cửa sổ

Chỉ cần thử đối với các thiết bị có diện tích detector vượt quá 40 cm²

...

...

...

Có

Có

SỰ LOẠI BỎ BETA

Đặt thiết bị đo cách nguồn bức xạ ³⁶CI hoặc ⁹⁰Sr/⁹⁰Y 3 mm và tiến hành xác định đáp ứng của thiết bị

...

...

...

Có

Có

BỨC XẠ PHÔNG

Đo tốc độ đếm phông trong một vùng đã biết có mức phông thấp

Nếu tốc độ đếm phông bị tăng lên, thì thiết bị có thể đã bị nhiễm bẩn phóng xạ

...

...

...

Có

Có

Bảng A.2 - Yêu cầu đối với thiết bị đo nhiễm xạ beta

YÊU CẦU KIỂM TRA

GIẢI THÍCH

Tiêu chí đạt/không đạt

Kiểm tra trước khi sử dụng lần dầu

Kiểm tra định kỳ

SỰ RÒ RỈ/ LỌT ÁNH SÁNG

...

...

...

Phơi thiết bị ra nguồn ánh sáng thích hợp hoặc ánh nắng sáng chói.

Nhìn chung chỉ cần áp dụng đối với detector nhấp nháy và trạng thái rắn. Cũng cần một số máy đếm Geiger-Müller cửa vào ở đầu và một số máy đếm dòng khí

Tốc độ đếm của phông không bị ảnh hưởng.

Có

Có

ĐÁP ỨNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ β

...

...

...

Sử dụng nguồn có năng lượng bằng hoặc thấp hơn mức thấp nhất cần kiểm soát ở nơi làm việc: ¹⁴C được khuyến cáo cho tất cả detector có dải năng lượng rộng. Nếu hiệu chuẩn là thích hợp, thì xác định đáp ứng của thiết bị đối với một dạng hình học. Trong cả hai trường hợp, cần sử dụng khoảng cách từ nguồn đến detector tối thiểu là 3mm.

Đáp ứng phải phù hợp trong khoảng ± 30 % hiệu suất quy định của nhà sản xuất

Có

Có

ĐỘ TUYẾN TÍNH

...

...

...

Xác định đáp ứng của thiết bị trên các nguồn β có suất phát xạ đã biết. Các nguồn phải được chọn để mở rộng dải tốc độ đếm mà thiết bị dự kiến sẽ đo. Cần sử dụng ít nhất ba nguồn điểm: suất phát xạ phù hợp là 20, 200, và 2000 β.s^-1

Có thể sử dụng một dụng định cữ để đảm bảo các vị trí của nguồn và detector có thể tái lập được

Mỗi đáp ứng của thiết bị phải phù hợp trong khoảng ± 30 % giá trị trung bình của cả ba đáp ứng

Có

Có

Cách khác, gắn thiết bị, với điểm quy chiếu tại điểm thử nghiệm trong trường bức xạ của nguồn ¹³⁷Cs và xác định đáp ứng của thiết bị đối với suất liều gamma. Yêu cầu phép đo đối với mỗi dải hoặc mỗi quãng 10 đơn vị của thiết bị cho đến suất liều tối đa thiết bị có thể sẽ gặp phải tại nơi làm việc. Đảm bảo trạng thái cân bằng điện tử thứ cấp

...

...

...

Phù hợp trong khoảng ± 30 % của dữ liệu thử cho loại thiết bị

Có

Có

SỰ ĐỒNG NHẤT CỦA ĐÁP ỨNG

Sử dụng một trong các nguồn điểm từ các phép thử độ tuyến tính để xác định đáp ứng của thiết bị đối với mỗi 10 cm² cửa sổ của detector. Tính giá trị đáp ứng trung bình trên toàn bộ cửa sổ

...

...

...

Năng lượng của nguồn sử dụng phải bằng hoặc nhỏ hơn năng lượng nhỏ nhất được quan trắc tại nơi làm việc

Không quá 25 % tổng diện tích detector có đáp ứng ít hơn 35% đáp ứng trung bình đối với toàn bộ detector

Có

Không

SỐ ĐẾM PHÔNG BỨC XẠ

...

...

...

Nếu phông bị tăng, thì thiết bị có thể đã bị nhiễm bẩn phóng xạ. Nếu bức xạ phông không cao thì nên đo ở độ chính xác hợp lý. Ít nhất phải thấp hơn 3 %

Tốc độ đếm phông quan sát được phải tương đương với giá trị do các nhà sản xuất công bố

Có

Không

Bảng A.3 - Yêu cầu đối với thiết bị đo nhiễm xạ photon

YÊU CẦU KIỂM TRA

GIẢI THÍCH

Tiêu chí đạt/không đạt

Kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu

...

...

...

SỰ RÒ RỈ/ LỌT ÁNH SÁNG

Phơi thiết bị ra nguồn ánh sáng thích hợp.

Chỉ cần áp dụng đối với detector nhấp nháy và trạng thái rắn.

Tốc độ đếm phông không bị ảnh hưởng.

Có

...

...

...

ĐÁP ỨNG NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ PHOTON

Nếu hiệu chuẩn tiêu chuẩn là thích hợp, xác định đáp ứng của thiết bị với nguồn photon và khoảng cách từ nguồn đến detector tối thiểu là 3 mm.

-

Đáp ứng phải phù hợp trong khoảng ± 30 % giá trị quy định của nhà sản xuất

Có

...

...

...

ĐỘ TUYẾN TÍNH

Gắn thiết bị theo hướng hiệu chuẩn, với điểm quy chiếu tại điểm thử trong trường bức xạ của nguồn ¹³⁷Cs. Xác định đáp ứng của thiết bị đối với trường bức xạ ở mỗi dải đo hoặc mỗi quãng 10 đơn vị của thiết bị cho đến suất liều tối đa mà thiết bị có thể sẽ gặp phải tại nơi làm việc. Đảm bảo sự cân bằng điện tử thứ cấp.

Nếu detector có đáp ứng tốt với bức xạ beta, thì có thể sử dụng bộ nguồn phát bức xạ beta.

Có thể sử dụng nguồn ⁶⁰Co nếu thuận tiện

Đáp ứng của thiết bị phù hợp trong khoảng ± 30 % của dữ liệu các loại thử.

...

...

...

Có

SỰ ĐỒNG NHẤT CỦA ĐÁP ỨNG

Xác định đáp ứng của thiết bị đối với mỗi 10 cm² cửa sổ detector khi phơi thiết bị ra nguồn bức xạ thích hợp (xem phần Giải thích). Tính giá trị đáp ứng trung bình trên toàn bộ cửa sổ vào.

Đối với các bức xạ có độ đâm xuyên cao, không dễ xác định độ đồng nhất của detector, bởi vì rất khó che chắn hiệu quả phần lớn diện tích detector khỏi bức xạ. Nên cần sử dụng nguồn bức xạ photon có năng lượng tương tự như mức tối thiểu được sử dụng tại nơi làm việc.

Không quá 25 % tổng diện tích detector có đáp ứng ít hơn 35 % đáp ứng trung bình cho toàn bộ detector.

...

...

...

Không

SỐ ĐẾM PHÔNG BỨC XẠ

Đo số đếm phông trong một vùng có mức phông thấp đã biết.

Nếu tốc độ đếm phông tăng cao, thiết bị có thể đã bị nhiễm bẩn phóng xạ.

Tốc độ đếm quan sát được phải tương đương với giá trị do các nhà sản xuất công bố.

...

...

...

Có

Phụ lục B

(Tham khảo)

Ví dụ về đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt

B.1  Tổng quát

CHÚ THÍCH: Một cuộc kiểm tra và thảo luận tổng hợp hơn về việc đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt với thảo luận về các sơ đồ phân rã phóng xạ và các yếu tố nổi bật điển hình được nêu trong TCVN 7078-3 (ISO 7503-3).

Nếu cùng có nhiều nhân phóng xạ, và các hoạt độ tương đối chưa biết, thì việc đánh giá hoạt độ của các thành phần riêng lẻ là một vấn đề phức tạp hơn. Bước đầu tiên cần xác định các nhân phóng xạ có trong đó. Thông thường, lịch sử của cơ sở là đủ để xác định các nhân phóng xạ này. Trong các trường hợp khác, có thể cần phải sử dụng phổ kế gamma và phân tách hóa phóng xạ, và phân tích để nhận biết các nhân phóng xạ hiện có. Ngoài ra, có thể gặp một số tình huống trong đó áp dụng một số quá trình đơn giản bằng cách sử dụng thiết bị đo nhiễm bẩn phóng xạ cầm tay, cho phép đánh giá với độ không đảm bảo chấp nhận được cho một điều tra cụ thể. Rõ ràng là, mỗi tình huống cần được đánh giá riêng rẽ.

Trong ví dụ dưới đây mô tả một kịch bản thực tế, theo đó có thể thực hiện một số phép đo tương đối đơn giản, cho phép xác định hoạt độ của các nhân phóng xạ riêng lẻ.

...

...

...

Ví dụ này sử dụng đầu dò hai mục đích, tương đối không bình thường, nhưng có bán sẵn từ một nhà sản xuất chính. Theo đó đầu dò kết hợp một cửa sổ nhôm mỏng Melinex với một tấm mỏng chất nhấp nháy Csl. Đầu dò này chủ yếu dùng trong khoa học đời sống, mà ở đó cả các chất phát xạ beta năng lượng thấp, như ¹⁴C, và chất phát xạ tia X hoặc tia gamma năng lượng thấp, như ^99mTc được sử dụng, cần lưu ý là, đầu dò này rất khác so với các đầu dò beta nhấp nháy thông thường, mà thường được gọi một cách không đúng là các đầu dò "beta/gamma"; loại đầu dò này có hiệu suất phát hiện gamma rất thấp.

Đầu dò được trang bị một vỏ bọc plastic (chất hấp thụ) dày 1mm. Việc đo đầu tiên được thực hiện mà không có bọc vỏ và ghi lại số đọc hiển thị. Cách đo này là để đo phát xạ từ cả hai nhân phóng xạ. Sau đó lắp vỏ bọc vào và lại tiến hành đo và ghi số đọc hiển thị. Lớp vỏ bọc sẽ hấp thụ tất cả các hạt beta từ ¹⁴C. Đối với ^99mTc, một phần của tia X (18 đến 21) keV bị hấp thụ và các tia gamma với năng lượng 140 keV cũng bị hấp thụ nhưng ở mức thấp hơn nhiều.

Với ví dụ này, giả định rằng hiệu ứng của vỏ bọc hấp thụ đã làm giảm bức xạ ^99mTc tới đầu dò của detector đi một lượng tương đương với 15 % giá trị đọc. Sự suy giảm này có thể được đánh giá hoặc theo lý thuyết hoặc theo thực nghiệm (nên làm thực nghiệm, nếu điều kiện cho phép). Do đó, có như sau:

- Tốc độ đếm với cửa sổ mở (không đậy) 2000 s^-1;

- Tốc độ đếm quan sát được với cửa sổ được đậy vỏ bọc (nghĩa là chỉ riêng ^99mTc) 1200 s^-1.

Dữ liệu thiết bị từ nhà sản xuất của detector này:

- I (A) đối với ¹⁴C (không đậy vỏ) = 3,5 cps trên Bq.cm^-2;

- I (A) đối với ^99mTc (không đậy vỏ) = 12 số đếm trên giây trên Bq.cm^-2;

- I (A) đối với 14c (có đậy vỏ) = 0 cps trên Bq.cm^-2;

...

...

...

Hoạt độ đối với ^99mTc được tính từ chỉ số hiển thị khi đo có vỏ đậy:

1200/10,2 = 118 Bq.cm^-2.

Do đó, ^99mTc đóng góp cho số đo hiển thị khi đo không có vỏ đậy sẽ là:

= 118 cps x 12 = 1416 cps.

Do đó, sự đóng góp của ¹⁴C đối với số đo hiển thị khi đo không có vỏ:

2000 cps -1416 cps = 584 cps

và hoạt độ của ¹⁴C = 584/3,5 = 167 Bq.cm^-2.

B.3  Hiệu ứng bề mặt có dầu mỡ lên hiệu chuẩn

Giả sử có một lớp dầu mỡ mỏng bao phủ bề mặt cần đo và lớp dầu mỡ hấp thụ 40 % lượng phát xạ beta của ¹⁴C. Cũng giả định rằng lớp dầu mỡ hấp thụ 5 % lượng phát xạ ^99mTc. Số đo hiển thị của thiết bị bị ảnh hưởng và bây giờ có thể quan sát được:

...

...

...

- Tốc độ đếm thực với cửa sổ được đậy vỏ (nghĩa là, chỉ riêng ^99mTc, có dầu mỡ) 1140 s^-1.

Các hệ số đáp ứng của thiết bị, được hiệu chỉnh khi có ảnh hưởng của dầu mỡ như sau:

- I (A) cho ¹⁴C (không đậy vỏ, có dầu mỡ) = 0,6 x 3,5 cps trên Bq.cm^-2 = 2,1 cps trên Bq.cm^-2;

- I (A) cho ^99mTc (không đậy vỏ, có dầu mỡ) = 0,95 x 12 cps trên Bq.cm^-2= 11,4 cps trên Bq.cm^-2;

- I (A) cho ¹⁴C (có đậy vỏ, có dầu mỡ) = 0 cps trên Bq.cm^-2;

- I (A) cho ^99mTc (có đậy vỏ, có dầu mỡ) = 0,85 x 11,4 cps trên Bq.cm^-2 = 9,7 cps trên Bq.cm^-2.

Sử dụng các giá trị này sẽ cho hoạt độ của ^99mTc (có đậy vỏ):

1 140/9,7 Bq.cm^-2 = 118 Bq.cm^-2

Số đo hiển thị của thiết bị không có vỏ đậy cho chỉ riêng một mình của ^99mTc khi đó sẽ là:

...

...

...

Điều này cho biết sự đóng góp của ¹⁴C vào số đo hiển thị, không có vỏ đậy là: 1698 cps - 1345 cps = 353 cps,

Tính được hoạt độ của ¹⁴C là 353/2,1 Bq.cm^-2= 168 Bq.cm^-2.

Phụ lục C

(Tham khảo)

Hiệu chuẩn thiết bị đo suất liều

C.1  Tổng quát

Trong những trường hợp việc điều tra nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không phải là công việc thường quy, thì trước khi tiến hành đo xác định nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, cần thực hiện đo suất liều môi trường xung quanh và suất liều liên quan đến nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt. Điều quan trọng là các phép đo này phải được thực hiện bằng thiết bị tin cậy, phù hợp. Phụ lục này cung cấp một cách ngắn gọn các thông tin cần thiết để đảm bảo thiết bị đo suất liều phù hợp cho việc sử dụng.

Thiết bị đo suất liều photon được sản xuất với nhiều loại detector khác nhau như: buồng ion hóa, ống Geiger-Muller, ống đếm tỷ lệ, và cả các detector chất dẻo nhấp nháy và natri iodua nhấp nháy. Các thử nghiệm cần thiết để xác nhận thiết bị đang hoạt động theo đúng đặc trưng kỹ thuật của nhà sản xuất, bao gồm: kiểm tra độ tuyến tính, sự phụ thuộc năng lượng, sự phụ thuộc hướng và các đặc trưng liên quan khác của thiết bị như được nêu dưới đây. Thiết bị cần được hiệu chuẩn tại phòng thử nghiệm được trang bị tốt, nơi có thể bảo đảm suất liều có thể liên kết chuẩn với các chuẩn quốc gia.

...

...

...

Một số thiết bị cho phép điều chỉnh hiển thị của thiết bị, ví dụ, điều chỉnh điện áp hoạt động để xác định đoạn bằng (plateaux) của đồ thị. Cần chú ý để đảm bảo rằng, các thiết bị được thiết lập để có được các đặc tính vận hành mong muốn trước khi tiến hành đo kiểm tra đáp ứng phóng xạ. Thông thường, việc này được thực hiện theo khuyến nghị của nhà sản xuất, nhưng có những trường hợp, lại chọn điểm vận hành khác nhau. Trong những trường hợp như vậy, thay đổi này phải được minh chứng đầy đủ và kèm theo một bằng chứng rõ ràng rằng đặc trưng làm việc của thiết bị không bị ảnh hưởng. Thông tin thu được khi thực hiện việc này, về cơ bản, trở thành dữ liệu của loại thử nghiệm kiểu loại thiết bị. Các chế độ đặt sử dụng trong thử nghiệm, bao gồm cả điện áp hoạt động, nếu phù hợp cần phải được ghi trong giấy chứng nhận hoặc báo cáo thử nghiệm (Xem Điều 11). Bất kỳ sự lệch đáng kể nào trong chế độ đặt của thiết bị so với khuyến nghị của nhà sản xuất, đều phải được ghi lại.

C.2  Kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu và kiểm tra định kỳ

Các kiểm tra cần thiết nhằm đảm bảo cho thiết bị hoạt động chính xác được nêu trong Bảng C.1. Thiết bị phải được hiệu chuẩn trước khi sử dụng sau khi tiếp nhận từ nhà sản xuất, để đảm bảo thiết bị đáp ứng với các khuyến nghị của nhà sản xuất, hoặc tốt hơn là thực hiện thử nghiệm cho dạng thiết bị bảo đảm tuân thủ các yêu cầu của IEC 60846-1. Các thiết bị này sau đó cần được hiệu chuẩn định kỳ đề đảm bảo là trong quá trình sử dụng đã không làm thay đổi các đặc tính vận hành của thiết bị. Bảng A.1 liệt kê các yêu cầu kiểm tra trước khi sử dụng lần đầu và hiệu chuẩn định kỳ. Khoảng thời gian giữa các lần hiệu chuẩn định kỳ có thể do người sử dụng xác định hoặc các quy định quốc gia.

Việc kiểm tra định kỳ và tần suất kiểm tra định kỳ có thể được xác định bởi các kịch bản dự kiến.

C.3  Kiểm tra chức năng

Trong một số trường hợp, có thể cần phải thực hiện "Kiểm tra chức năng" trước khi sử dụng thiết bị. Mặc dù việc kiểm tra chức năng này không liên quan đến việc hiệu chuẩn, nhưng cung cấp một mức tin cậy rằng, thiết bị hoạt động chính xác. Kiểm tra chức năng có thể chỉ đơn giản là kiểm tra việc đọc phông của thiết bị. Ngoài ra, có thể cần sử dụng một nguồn nhỏ cung cấp tín hiệu đủ để đảm bảo rằng thiết bị hoạt động chính xác. Việc kiểm tra chức năng này được thực hiện sau khi thiết bị đã được hiệu chuẩn.

Bảng C.1 - Các kiểm tra cần thiết cho thiết bị đo suất liều photon

YÊU CẦU KIỂM TRA

...

...

...

ĐÁP ỨNG VỚI SUẤT LIỀU CAO

Phơi thiết bị gần nguồn bức xạ với suất liều vượt quá mức mà thiết bị có thể gặp phải một cách hợp lý trong thực tế, trong ít nhất 30 s. Suất liều tối thiểu 10 mSvh^-1 là phù hợp, nhưng có thể sử dụng các suất liều thích hợp khác.

Không kiểm tra đối với các thiết bị được thiết kế để đo suất liều rất thấp và có khả năng bị hư hỏng bởi quá trình này. Chỉ số hiển thị phông từ một số đầu dò nhấp nháy cũng có thể bị tăng lên và phải mất thời gian tới một ngày để nó trở về giá trị ban đầu.

ĐỘ TUYẾN TÍNH

Gắn thiết bị theo hướng hiệu chuẩn, với điểm quy chiếu tại điểm thử trong trường bức xạ của nguồn ¹³⁷Cs. Đảm bảo cho cân bằng điện tử thứ cấp. Xác định đáp ứng của thiết bị đối với trường bức xạ ở mỗi dải đo hoặc mỗi quãng 10 đơn vị của thiết bị cho đến suất liều tối đa mà thiết bị có thể sẽ gặp phải tại nơi làm việc.

Việc đo độ tuyến tính là không thể nếu quá gần với detector.

Có thể sử dụng ⁶⁰Co nếu thuận tiện.

...

...

...

Gắn thiết bị theo hướng hiệu chuẩn, với điểm quy chiếu tại điểm kiểm tra trong trường bức xạ của nguồn photon 60 keV (241 Am). Suất liều từ nguồn 60 keV nên được điều chỉnh cho đến khi số đọc hiển thị trên thiết bị gần với một trong những giá trị thu được cho ¹³⁷Cs trong kiểm tra độ tuyến tính. Xác định đáp ứng của thiết bị đối với nguồn 60 keV.

Cũng có thể sử dụng bức xạ tia X được lọc từ phổ năng lượng thấp hoặc hẹp ISO, đặc biệt đối với các detector suất liều cao.

Nếu thiết bị được sử dụng để đo các photon năng lượng dưới 30 keV, thì cần kiểm tra ở mức năng lượng thấp hơn.

Việc kiểm tra định kỳ có thể không cần khi thiết bị ít chịu tác động do việc sửa chữa không phù hợp.

ĐÁP ỨNG HƯỚNG

Đặt thiết bị và xác định đáp ứng của nó với nguồn 241Am như trong phép thử nghiệm để xác định sự phụ thuộc vào năng lượng. Đối với hầu hết các loại thiết bị, tiến hành xoay thiết bị đi 90° theo chiều kim đồng hồ trên mặt phẳng nằm ngang so với điểm hiệu chuẩn của thiết bị và xác định đáp ứng của thiết bị theo hướng đó. Đưa thiết bị về vị trí ban đầu và sau đó lại xoay thiết bị đi 90° ngược chiều kim đồng hồ so với điểm hiệu chuẩn của thiết bị và xác định đáp ứng của thiết bị.

Một số thiết bị có đáp ứng rất thấp đối với bức xạ 60 keV ở 90°. Trong những trường hợp như vậy, chỉ cần thử nghiệm ở góc xoay lệch đi 60°.

...

...

...

Đối với các thiết bị đo suất liều cao, có thể cần phải sử dụng bức xạ tia X đã lọc.

CHỈ THỊ PHÔNG

Cần kiểm tra chỉ sổ hiển thị phông trong khu vực đã được biết là có suất liều phông thấp, ổn định.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1]  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

[2]  NATIONAL PHYSICAL LABORATORY Measurement Good Practice Guide No. 14 The Examination, Testing and Calibration of Portable Radiation Protection Instruments National Physical Laboratory, Teddington, UK, ISSN 1368-6550, March 1999

[3]  P H BURGESS Handbook on measurement methods and strategies at very low levels and activities, European Commission Report EUR 17624, 1998

...

...

...

[5]  B RICHARD FIRESTONE, VIRGINIA s. SHIRLEY, Table of Isotopes, 1996

[6]  P H BURGESS Guidance on the Choice, Use and Maintenance of Hand-Held Radiation Monitoring Equipment, NRPB R326, 2001

[7]  INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIATION PROTECTION Conversion coefficients for use in Radiological Protection against External Radiation, ICRP Report 74,1997

[8]  http://www.nucleide.org/DDEP WG/DDEPdata.htm

[9]  NATIONAL PHYSICAL LABORATORY Measurement Good Practice Guide No.30, Practical Radiation Monitoring National Physical Laboratory, Teddington, UK, ISSN 1368- 6550, December, 2014

[10]  C.H. Schuler, G. Butterweck, C. Wernli, F. Bochud, J.-F. Valley Calibration and Verification of Surface Contamination Meters - Procedures and Techniques Paul Scherrer Institute, Villigen, Switzerland, PSI Report No. 07-01, ISSN 1019-0643, March, 2007

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

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

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

...

...

...

[15]  TCVN 10758-2 (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 mẫu sơ bộ.

[16]  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)

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

[18]  IEC 60325, Radiation protection instrumentation - Alpha, beta and alpha/beta (beta energy > 60 keV) contamination meters and monitors

[19]  IEC 60846-1, Radiation protection instrumentation -Ambient and/or directional dose equivalent (rate) meters and/or monitors forbeta, X and gamma radiation - Part 1: Portable workplace and environmental meters and monitors.

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7078-1:2018 (ISO 7503-1:2016) về Đo hoạt độ phóng xạ – Đo và đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt Phần 1: Nguyên tắc chung