Nguồn phóng xạ và các ứng dụng, tag: bai2 #nguonphongxavacacungdung

Có thể hầu hết chúng ta khi nói đến nguồn phóng xạ thì cảm thấy sợ và khó hiểu trừ các chuyên gia trong ngành hoặc những người để ý nghiên cứu, được học và tìm hiểu. Nếu các bạn không muốn mất thời gian thì bỏ qua phần này, còn nếu muốn tò mò một chút thì có thể đọc để có một góc nhìn mới hơn về vai trò của nó trong các ứng dụng vì mục đích hòa bình và phục vụ đời sống của chúng ta.

Bài giới thiệu này ngoài mục đích giới thiệu về dịch vụ cả chục năm kinh nghiệm trong ngành của chúng tôi với các dịch vụ kĩ thuật và hỗ trợ pháp lý đi kèm thì chúng tôi cũng muốn giúp các bạn và quý vị chưa hiểu nhiều lắm về nguồn phóng xạ có một số thông tin cơ bản và nâng cao hơn về nguồn phóng xạ để giúp cho bản thân phòng ngừa và ứng phó các sự cố rủi ro chẳng may khi gặp phải hoặc đang liên quan đến nguồn phóng xạ.

Vậy nguồn phóng xạ cơ bản là gì và sao lại sinh ra nguồn phóng xạ: vì chủ đề này không tập chung chuyên sâu, tôi chỉ nói mấu chốt, vì để giải thích cho nó có hàng tá quyển sách và những câu chuyện lịch sử. Về khoa học thì với các bạn và quý vị được học vật lý, hóa học cấp 3 trở lên đã được học và hiểu khái niệm về bảng tuần hoàn nguyên tố hóa học và cấu tạo nguyên tử và hạt nhân nguyên tử. Thông thường các nguyên tử cấu tạo nên hợp chất, vật chất, tế bào sống và các vật thể không nằm trong tế bào sống là các nguyên tử không phải là nguyên tố phóng xạ, ta gọi là các nguyên tố ở trạng thái cân bằng và không phát ra phóng xạ(Stable). Nhưng khi trong quá trình hình thành từ tự nhiên, phân rã, nhiệt hạch từ các phản ứng của vũ trụ, tự nhiên hoặc lò phản ứng hạt nhân, vũ khí hạt nhân do con người tạo ra đã dẫn đến có 1 số lượng nguyên tố không ở trạng thái cân bằng. Vậy do đâu? Hầu hết do tỷ lệ giữ hạt neutron và proton trong hạt nhân nguyên tử lớn hơn hoặc bằng 1,5. Điều gì sẽ xảy ra: các nguyên tố phóng xạ đó sẽ xảy ra quá trình biến các neutron thành proton hoặc ngược lại. Quá trình đó là quá trình biến từ 1 đồng vị này sang 1 đồng vị khác, hoặc 1 nguyên tố này sang 1 nguyên tố khác và giải phóng ra các tia phóng xạ alpha, beta, gamma. Cụ thể thì các phân rã (phân hạch) khách nhau sẽ phát ra các tia khác nhau, nhưng cơ bản hầu hết cuối cùng chúng sẽ phát tia gamma là 1 loại tia có tần số cao và bước sóng cực ngắn. Và chúng sẽ gây nguy hiểm. Vậy chúng gây nguy hiểm như thế nào? Vấn đề này lại là cả 1 loạt giáo trình và các bạn và quý vị có thể đăng ký tham gia lớp (Bài 4. #tag. ĐÀO TẠO AN TOÀN BỨC XẠ CƠ BẢN) để được tìm hiểu kĩ hơn và chuẩn hơn, tôi sẽ có bài viết về an toàn bức xạ cơ bản theo cách hiểu của tôi ở một bài viết khác và sẽ linh cho các bạn tham khảo sau. Nhưng nôm na, tia gamma khi đâm xuyên qua mô của cơ thể sẽ để lại các ion, nặng hơn sẽ gây đứt gãy AND gây ra lỗi tế bào. Nếu lượng tế bào bị lỗi vượt quá khả năng đào thải và phục hồi của hệ thống “ phòng và chống đỡ, ứng phó” của cơ thể thì vấn đề xảy ra các bạn có thể tưởng tượng là sẽ “không được vui”.

Có vẻ hơi dài rồi, bây giờ tôi muốn nói đến lợi ích của nguồn phóng xạ.

Có trên 20 ứng dụng trong công nghiệp, nghiên cứu, … ứng dụng nguồn phóng xạ hoặc nguồn máy phát tia X công nghiệp.

Sau đây là một số ngành nghề chính có sử dụng các nguồn bức xạ thực hiện các phép đo, phân tích, soi chiếu sử dụng nguồn phóng xạ, thiết bị bức xạ, lợi ích của các phép đó đó và các dịch vụ an toàn bức xạ mà chúng tôi có thể cung cấp:

1.      Ngành sản xuất thép phôi, thép cán, tôn, inox

2.      Ngành sản xuất bia, nước giải khát, đồ uống

3.      Ngành sản xuất điện tử

4.      Ngành cơ khí chính xác

5.      Ngành giấy bao bì

6.      Ngành an toàn thực phẩm

7.      Ngành sản xuất oto, xe máy

8.      Ngành hóa chất

9.      Ngành sản xuất vàng bạc

10.  Ngành sản xuất sản phẩm từ hạt nhựa polyolefin

11.  Ngành sản xuất gỗ ván ép cao cấp

12.  Ngành dầu khí

13.  Ngành địa vật lý giếng khoan

14.  Ngành đánh giá không phá hủy NDT

15.  Ngành khai thác khoáng sản

16.  Ngành chiếu xạ

17.  Ngành y tế

18.  Ngành xi măng

19.  Ngành xây dựng

20.  Các lĩnh vực an ninh

21.  Phòng thí nghiệm trường đại học

22.  Ngành điện,…

Về chi tiết cụ thể các ứng dụng là gì và lợi ích của chúng và các dịch vụ an toàn bức xạ đi kèm của chúng tôi:

1.      Ngành sản xuất thép phôi, thép cán, tôn, inox

Đối với các nhà máy sản xuất thép phôi, các nhà máy sử dụng các nguồn phóng xạ Cs-137 hoặc Co-60 để đo mức nước thép trong khuôn đúc để điều khiển đóng mở tự động hóa các van xả thép lỏng vào khuôn đúc, đồng thời điều khiển thiết bị kéo thép phôi đã điền đầy trong khuôn đúc ra khỏi lò để làm nguội.

Sau đây là hình ảnh một kiện nguồn phóng xạ chứa các nguồn Co-60 dùng trong thiết bị đo mức nước thép lỏng do chúng tôi hỗ trợ làm thủ tục nhập khẩu và vận chuyển:

Đối với ngành sản xuất thép cán, tôn mạ, inox: các cơ sở sử dụng nguồn phóng xạ Am-241 hoặc máy phát tia X để đo độ dày tấm thép cán hoặc tôn mạ, inox trên băng tải sản phẩm đầu ra. Các thiết bị đo hạt nhân chứa nguồn phóng xạ hoặc đầu phát tia X này giúp cho sản phẩm có độ đồng đều, giúp cho việc kiểm soát chất lượng tốt hơn, ngoài ra thiết bị phát tia X có thể đo được độ dày của lớp mạ của tôn. Sau đây là hình ảnh của thiết bị chứa nguồn Am-241 và thiết bị phát tia X:

Chúng tôi sẽ cung cấp các dịch vụ an toàn bức xạ như: làm thủ tục nhập khẩu vận chuyển thiết bị chứa nguồn phóng xạ, xin cấp phép sử dụng, gia hạn sử dụng thiết bị chứa nguồn phóng xạ, máy phát tia X, kiểm xạ, định kì hàng năm cho các nguồn bức xạ, xin cấp phép lưu giữ nguồn phóng xạ tại cơ sở khi không còn sử dụng, lập và xin phê duyệt kế hoạch ứng phó sự cố bức xạ, tổ chức đào tạo an toàn bức xạ, cung cấp liều kế cá nhân và  dịch vụ đọc liều kế cá nhân….để đảm bảo tư vấn hỗ trợ các cơ sở có đủ mọi giấy phép, chứng chỉ theo quy định của Luật năng lượng nguyên tử. Các dịch vụ này cũng áp dụng cho các loại hình tiến hành công việc bức xạ ở các ngành khác sau đây.

2. Ngành sản xuất bia, nước giải khát, đồ uống

Trong các ngành này, các nhà máy thường sử dụng nguồn phóng xạ Am-241 hoặc máy phát tia X có công suất nhỏ để đo mức nước trong mỗi sản phẩm trên băng chuyền đầu ra, hoặc sử dụng nguồn phóng xạ Ni-63 trong các thiết bị phân tích sắc ký khí để phát hiện các loại khí có hại trong một số sản phẩm đồ uống có ga, các sản phẩm đầu ra của các nhà máy này sẽ có chất lượng tốt và đồng đều, đủ lượng sản phẩm bên trong.

                   3. Ngành sản xuất điện tử

Các ứng dụng sử dụng nguồn bức xạ trong công nghiệp điện tử đều là các thiết bị phát tia X. Theo quy định hiện nay thì các thiết bị phát tia X này cần được khai báo cấp phép để sử dụng đảm bảo an toàn cho nhân viên vận hành. Bao gồm các máy soi bo mạch điện tử, các máy phân tích thành phần vật liệu kiểm tra chất độc hại trong sản phẩm theo tiêu chuẩn RoHS, các máy huỳnh quang tia X XRF đo độ dày lớp phủ.

4. Ngành cơ khí chính xác

Gần giống với ngành điện tử, các ứng dụng trong ngành cơ khí chính xác cũng dùng các máy phát tia X để phân tích thành phần vật liệu và đo độ dày lớp mạ.

5. Ngành giấy bao bì

Trong ngành sản xuất giấy, bột giấy, bao bì xi măng, bao bì nhựa, bao bì đóng gói bánh kẹo cà phê,... các nhà máy sử dụng nguồn phóng xạ Kr-85, Sr-90 để đo độ dày, định lượng và độ ẩm, nguồn Cs-137 đo mức bồn dăm gỗ.

6. Ngành an toàn thực phẩm

Trong ngành ngày các phóng thí nghiệm có thể dùng máy phân tích sắc ký khí để phân tích dư lượng chất bảo quản thực vật, thuốc trừ sâu và các chất độc hại khác trong các sản phẩm rau củ quả.

7. Ngành sản xuất oto, xe máy

Một trong những ứng dụng cụ thể của ngành công nghiệp phụ trợ sản xuất oto, xe máy là người ta dùng má phát tia X để soi kiểm tra chất lượng khung vô lăng oto, kiểm tra thành phần vật liệu trên dây cáp dẫn điện của oto và xe máy, kiểm tra lốp oto.

8. Ngành hoát chất

Các nhà máy đạm, phân lân, hóa chất thường dùng các nguồn phóng xạ Cs-137, Co-60,…cùng với các thiết bị đo hạt nhân đi kèm để đo mức trong các bồn chứa hóa chất, nguyên nhiên liệu phục vụ điều khiển tự động hóa và giám sát sản xuất.

9. Ngành sản xuất vàng bạc

Người ta dùng các thiết bị huỳnh quang tia X hoặc thiết bị sử dụng nguồn phóng xạ Am-241 để đo tuổi và tỷ lệ vàng, bạc.

10. Ngành sản xuất sản phẩm từ hạt nhựa polyolefin

Cũng tương tự như ngành giấy, bao bì, sau đây là hình ảnh một dây chuyền sản xuất bao bì từ hạt nhựa sử dụng nguồn phóng xạ Am-241 trong thiết bị đo độ dày.

11. Ngành sản xuất gỗ ván ép cao cấp

Trong ngành này các nhà máy sản xuất gỗ ván ép cao cấp thường sử dụng nguồn phóng xạ Cs-137 để đo mức trong các tháp sấy dăm gỗ.

12. Ngành dầu khí

Các nhà máy lọc hóa dầu hoặc giàn khoan dầu khí thường sử dụng nguồn phóng xạ để đo mức trong các bồn chứa dầu, đo lưu lượng dầu thô trên ống dẫn.

13. Ngành địa vật lý giếng khoan

Trong ngành này các đơn vị sẽ sử dụng các loại nguồn Co-60, Cs-137, Am-241: Be… để thăm dò mỏ than, hoặc mỏ dầu, mỏ khí,…

14. Ngành đánh giá không phá hủy

Ngành này chủ yếu sử dụng vận chuyển hoặc lưu giữ các nguồn phóng xạ di động để chụp chất lượng mối hàn hoặc soi đường ống dẫn.

15. Ngành khai thác khoáng sản

Trong ngành này các nhà máy khai thác khoáng sản sẽ sử dụng các thiết bị đo mật độ quặng bằng phương pháp gamma truyền qua từ nguồn phóng xạ Cs-137, hoặc sử dụng các phương pháp phân tích mật độ quặng trong dung dịch bể tuyển quặng khác như sử dụng nguồn Pu-238:Be.

16. Ngành chiếu xạ

Các nhà máy chiếu xạ ở Việt Nam sử dụng nguồn phóng xạ Co-60 hoặc máy tia X để chiếu xạ thực phẩm xuất khẩu, sản phẩm sau khi được chiếu xạ có thể đi đường biển sang châu Âu, châu Mỹ với thời gian có thể lên tới trên 30 ngày mà không bị thối hỏng, do các lô hàng đóng kín đã được diệt khuẩn hoàn toàn qua quy trình chiếu xạ gamma từ nguồn Co-60 hoặc máy phát tia X. Chúng tôi tham gia vào quá trình làm thủ tục xin giấy phép nhập khẩu nguồn cho tới áp tải vận chuyển, báo cáo áp tải, lập hồ sơ xin cấp phép sử dụng nguồn phóng xạ.

17. Ngành y tế

Trong ngành y tế, các bệnh viện xạ trị sử dụng các máy phát tia X như X-Quang, CT, máy gia tốc xạ trị hoặc chuẩn đoán ung thư, hoặc nguồn phóng xạ sử dụng trong xạ trị, nguồn phóng xạ để tiệt trùng, Chúng tôi sẽ cung cấp các dịch vụ an toàn bức xạ toàn diện cho các nguồn bức xạ này bao gồm đo kiểm xạ, kiểm định máy, kiểm xạ phòng đặt máy.

18. Ngành xi măng

Các nhà máy xi măng đời mới và công nghệ cao sẽ sử dụng nguồn Cf-252 trong các thiết bị phân tích tỷ lệ thành phần nguyên tố trực tuyến nguyên liệu đầu vào nhà máy bằng phương pháp kích hoạt neutron, sử dụng các nguồn phóng xạ Cs-137 đo mức điều khiển tự động hóa xả clinker trong các tháp cyclone, máy phát tia X để phân tích mẫu nguyên liệu hoặc sản phẩm xi măng.

19. Ngành xây dựng

Ngành này thường dùng máy Troxler hoặc Humboldt chứa nguồn phóng xạ Am-241:Be và Cs-137 để đo độ chặt độ ẩm nền đường công trình.

20. Các lĩnh vực an ninh

Trong lĩnh vực này các đơn vị sẽ sử dụng máy phát tia X soi hành lý xách tay, soi hàng hóa, hoặc thiết bị dò chất nổ chứa nguồn phóng xạ H-3. Chúng tôi sẽ cung cấp dịch vụ kiểm xạ và các thủ tục xin cấp phép sử dụng cho các thiết bị đó.

21. Phòng thí nghiệm trường đại học

Các phòng thí nghiệm một số trường đại học lớn đào tạo chuyên ngành vật lý hạt nhân có trang bị các nguồn phóng xạ cỡ nhỏ, trong đó có một số nguồn nằm ngoài mức miễn trừ xin cấp phép sử dụng.

21. Ngành điện

Các nhà máy nhiệt điện có thể dùng nguồn phóng xạ và cả máy phát tia X.