4  Nguyên tắc của phương pháp đo

Radon-222 (²²²Rn) là khí hoạt độ phóng xạ được sinh ra từ phân rã radi-226 (²²⁶Ra) và ²²⁶Ra là một sản phẩm phân rã của urani-238 (²³⁸U) có tự nhiên trong lớp vỏ trái đất (xem Phụ lục A). Phân rã radon-222 xảy ra theo một chuỗi các nguyên tố hoạt độ phóng xạ không bay hơi và kết thúc ở nguyên tố chì-206 bền (xem Hình 1) (Tài liệu tham khảo [9]).

Hình 1 - Urani-238 và các sản phẩm phân rã của Urani

Có nhiều phương pháp để đo nồng độ hoạt độ của radon-222 trong nước.

Đo nồng độ hoạt độ của radon-222 trong nước liên quan đến các hoạt động sau:

- Lấy mẫu nước đại diện ở thời gian t trong vật chứa thích hợp;

- Bảo quản và vận chuyển mẫu, khi tiến hành phép đo trong phòng thử nghiệm;

- Chuẩn bị mẫu thử bằng cách chuyển radon hòa tan trong nước sang pha khác, khi cần bằng các kỹ thuật phát hiện (đo xạ khi hoặc đếm nhấp nháy lỏng);

...

...

...

Kết quả của phép đo được tính theo becquerel trên lít.

Có thể ứng dụng các phương pháp đã quy định trong bộ tiêu chuẩn này cho tất cả các loại nước (xem Bảng 2), và phương pháp được chọn theo mục đích của phép đo, quan sát hiện tượng hoặc đánh giá tác động phóng xạ có tính đến mức nồng độ hoạt độ radon đã dự kiến trong mẫu thô.

5  Lấy mẫu

Việc lấy mẫu phải được tiến hành theo TCVN 6663-1 (ISO 5667-1) và TCVN 6663-3 (ISO 5667-3).

Các điều kiện lấy mẫu phải tuân theo TCVN 6663-1 (ISO 5667-1), và cũng phải đáp ứng các quy định trong Bảng 1 để giảm tối đa bất cứ sự trao đổi nào với không khí và để duy trì radon ở dạng dung dịch trong mẫu nước.

Vật chứa mẫu phải được dán nhãn.

Phải ghi lại vị trí, ngày và giờ lấy mẫu.

Khi việc đo các nồng độ hoạt độ radon ở mức rất thấp (< 10 Bq L^-1), phải tránh mọi sự tiếp xúc giữa mẫu và khí quyển khi lấy mẫu.

Khi các phương pháp đo yêu cầu các lưu ý cụ thể, liệt kê các lưu ý này trong các phần liên quan của bộ TCVN 12260 (ISO 13164) (ví dụ khi sử dụng các kỹ thuật tách khí, phải ghi lại nhiệt độ của nước).

...

...

...

Phải tuân theo các điều kiện vận chuyển và bảo quản để giữ tính toàn vẹn của mẫu.

Nhiệt độ vận chuyển và bảo quản mẫu phải dưới nhiệt độ vận chuyển và bảo quản của nước ban đầu (nhưng trên 0 °C). Phải bảo vệ và làm kín vật chứa để tránh bị hở trong suốt quá trình vận chuyển. Vật chứa mẫu phải được đóng gói theo cách thích hợp, đặc biệt xung quanh nắp, để ngăn chặn mọi rò rỉ.

Phải đo mẫu càng sớm càng tốt sau khi lấy mẫu. Khi cần bảo quản mẫu để kéo dài khoảng thời gian trước khi đo, phải bảo quản mẫu ở nhiệt độ thấp trong tủ lạnh hoặc phương tiện bảo quản tương tự theo TCVN 6663-1 (ISO 5667-1) và TCVN 6663-3 (ISO 5667-3).

Khoảng thời gian vận chuyển và bảo quản trước khi phân tích phải càng ngắn càng tốt với chu kỳ bán rã nhất định của radon-222, nồng độ hoạt độ dự kiến, và giới hạn phát hiện của phương pháp đo được sử dụng.

Kinh nghiệm cho thấy khoảng thời gian cần thiết giữa lấy mẫu và phân tích không được quá 48 h.

Hình 2 - Sơ đồ minh họa các kỹ thuật sử dụng để đo radon trong nước

Bảng 1 - Các điều kiện lấy mẫu

Kiểu lấy mẫu

...

...

...

Các bước lấy mẫu

Lấy mẫu từ đầu ra (vòi, vòi sen, v.v..)

- Vật chứa phải được làm từ vật liệu mà radon không thể đi qua được (ví dụ nhôm). Tránh sử dụng các vật liệu có tính kỵ nước cao để hạn chế sự có mặt của bọt khí lên thành của vật chứa. Tránh sử dụng dầu và mỡ vì radon có tính hòa tan cao trong các chất này.

- Thể tích của vật chứa phải phù hợp với kích thước mẫu thử cần cho phương pháp đo đã chọn (tham khảo các tiêu chuẩn khác liên quan của bộ tiêu chuẩn này).

- Nắp đậy vật chứa phải kín khí (ví dụ nắp có phủ nhôm).

- Vật chứa phải chống sốc và áp suất.

- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ

- Mở vòi để thu được dòng chảy liên tục để tránh sự xáo trộn ở đầu ra của vòi và trên thành vật chứa.

- Lấy mẫu một cách cẩn thận, cho dòng nước chảy vào thành vật chứa.

...

...

...

- Đóng nắp vật chứa.

CHÚ THÍCH: Trong một số trường hợp,  có thể cần xúc xả hệ thống cung cấp trước khi lấy mẫu.

Lấy mẫu bằng cách nhấn chìm vật chứa trong nước tĩnh

- Kích thước và kiểu vật chứa, xem ở trên.

- Nếu cần, vật chứa phải được đóng nắp dưới nước.

- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ

- Đảm bảo rằng điểm lấy mẫu là đại diện cho thủy vực quan tâm. Do sự phân tầng nên cần lấy một số mẫu ở độ sâu và vị trí khác nhau.

- Lấy mẫu một cách cẩn thận, hạn chế mọi sự xáo trộn

- Làm đầy hoàn toàn vật chứa để tránh sự có mặt của không khí.

...

...

...

Lấy mẫu bằng cách nhấn chìm vật chứa trong nước chảy

- Kích thước và kiểu vật chứa, xem ở trên.

- Nếu cần, vật chứa phải được đóng nắp dưới nước.

- Chuẩn bị thiết bị, dụng cụ.

- Đảm bảo rằng điểm lấy mẫu là đại diện cho thủy vực quan tâm. Do sự phân tầng nên cần lấy một số mẫu ở độ sâu và vị trí khác nhau.

- Quay mặt ngược với hướng dòng chảy.

- Lấy mẫu một cách cẩn thận.

- Làm đầy hoàn toàn vật chứa để tránh sự có mặt của không khí.

- Đóng nắp vật chứa.

...

...

...

7.1  Kỹ thuật tách khí

Các kỹ thuật tách khí được sử dụng để chuyển radon hòa tan trong pha nước sang pha khí sao cho có thể phát hiện và đo được radon bằng cách sử dụng thiết bị đo radon trong không khí.

Vì hệ số Ostwald của radon trong nước là tương đối thấp, nên radon hòa tan sẽ tách pha tự nhiên vào không khí với động lực học tương đối chậm (khoảng vài giờ).

Để thúc đẩy quá trình tách khí, có thể sử dụng một số biện pháp sau:

- Lắc mẫu;

- Sục khí mẫu nước sử dụng bọt khí nhỏ để làm tăng bề mặt trao đổi khí;

- Giảm áp suất trong pha khí.

7.2  Kỹ thuật thấm

Kỹ thuật thấm sử dụng rào chắn vật lý như màng ngăn có các tính chất vật lý và hóa học cho phép chuyển radon từ pha nước sang pha khí ở mặt bên kia của màng (xem Tài liệu tham khảo [11]).

...

...

...

- Sự hấp phụ của radon lên một mặt của màng lọc;

- Sự hòa tan của radon trong màng lọc;

- Sự khuếch tán của radon trong màng lọc do ảnh hưởng của gradien nồng độ;

- Sự giải phóng của radon ở bề mặt bên kia của màng lọc.

7.3  Kỹ thuật chiết lỏng

Radon hòa tan trong các dung môi hữu cơ nhiều hơn trong nước (xem Phụ lục A). Để thuận tiện cho việc chiết radon từ nước và để làm giàu radon trong pha hữu cơ, có thể sử dụng các dung môi hữu cơ như toluen hoặc hexan (xem Tài liệu tham khảo [12]).

8  Kỹ thuật phát hiện

8.1  Đo phổ gamma

Nồng độ hoạt độ của ²²²Rn được suy ra từ các vạch tia gamma của ²¹⁴Bi hoặc ²¹⁴Pb được đo bằng cách sử dụng detector Nal (natri iodua) hoặc detector Ge (gecmani).

...

...

...

Detector Ge được sử dụng để xác định định tính và xác định định lượng.

8.2  Môi trường nhấp nháy sunfua kẽm hoạt hóa bằng bạc (ZnS(Ag))

Một số electron trong môi trường nhấp nháy, như ZnS(Ag), có đặc tính phát photon đặc trưng do sự trở lại trạng thái cơ bản của chúng sau khi bị kích thích bởi hạt alpha. Các photon này có thể được phát hiện bằng sử dụng bộ nhân quang.

Đây là nguyên lý được áp dụng cho các cuvet nhấp nháy, như các cuvet Lucas (xem Tài liệu tham khảo [13]), được sử dụng để đo điểm radon (xem TCVN 10759-6 (ISO 11665-6) ^[5]).

8.3  lon hóa không khí

Khi di chuyển trong không khí, mỗi hạt alpha tạo ra vài chục nghìn cặp ion, trong một số điều kiện thực nghiệm, các ion này tạo ra dòng ion hóa. Mặc dù dòng ion hóa này rất nhỏ, nhưng chúng có thể đo được bằng cách sử dụng buồng ion hóa mà đưa ra thông tin về nồng độ hoạt độ của radon và các sản phẩm phân rã của radon. Khi thực hiện việc lấy mẫu qua môi trường lọc, chỉ có radon khuếch tán vào buồng ion hóa và tín hiệu là tỷ lệ với nồng độ hoạt độ radon (xem Tài liệu tham khảo [14], [15]) và TCVN 10759-5 (ISO 11665-5) ^[4]).

8.4  Bộ bán dẫn (phát hiện anpha)

Detector bán dẫn, ví dụ được làm bằng sllic, sẽ chuyển đổi năng lượng từ hạt anpha thành hạt tích điện. Các hạt tích điện này được chuyển thành xung có biên độ tỷ lệ với năng lượng của các hạt anpha do radon và các sản phẩm phân rã sống ngắn của radon phát ra (xem Tài liệu tham khảo [16]).

CHÚ THÍCH: Nguyên tắc phát hiện này đôi khi có liên quan với sự kết tủa tỉnh điện của các đồng vị phát anpha.

...

...

...

Kỹ thuật này sử dụng hỗn hợp nhấp nháy đồng nhất bằng cách thêm hỗn hợp nhấp nháy lỏng vào mẫu nước. Các hạt anpha sinh ra từ phân rã radon giải phóng năng lượng của chúng vào chất nhấp nháy, thông qua việc kích thích các phân tử. Khi bị kích thích các phân tử sẽ trở lại trạng thái cơ bản, chúng phát ra các photon mà có thể được phát hiện bằng detector quang (xem Tài liệu tham khảo [17]).

9  Phương pháp đo

9.1  Khái quát

Phương pháp đo gồm hai loại:

- Đo mẫu nước trực tiếp mà không chuẩn bị mẫu thử;

- Đo mẫu gián tiếp liên quan tới việc chuyển radon-222 từ pha lỏng sang pha khác, trước khi thực hiện phép đo.

Tóm tắt các phương pháp đo thực hiện trong thời gian nhỏ hơn 24 h, cùng với lĩnh vực ứng dụng của các phương pháp, đã nêu trong Bảng 2.

Sự lựa chọn phương pháp đo phụ thuộc vào mục tiêu của yêu cầu (xem Bảng 2).

9.2  Phương pháp đo phổ gamma

...

...

...

Phương pháp này được mô tả chi tiết trong TCVN 12260-2 (ISO 13164-2).

Bảng 2 - Tóm tắt các kỹ thuật được sử dụng để đo radon trong nước và phạm vi áp dụng của chúng

Phương pháp phát hiện

Chuyển radon

Thể tích lấy mẫu thông thường

Khoảng đo

Điều liên quan

Khoảng thời gian đo

Các ứng dụng

...

...

...

L

Bq L^-1

Hiện trường

Phòng thử nghiệm

...

...

...

Không

từ 0,5 đến 2

từ 1 đến >100000

Xem 9.2 và TCVN12260-2 (ISO 13164-2)

Vài giờ

Phép đo hàng ngày của nồng độ hoạt độ radon trong nước

?

?

Nhấp nháy anpha

...

...

...

từ 0,01 đến 0,75

từ 0,1 đến > 100000

Xem 9.3 và TCVN12260-3 (ISO 131643)

Thấp hơn 1 h^a

Thử nghiệm ngay lập tức và nhanh cho sự có mặt của radon trong nước

?

?

Buồng ion hóa

0,1

...

...

...

Thấp hơn 1 h

Phép đo ngay và nhanh của nồng độ hoạt độ radon trong nước

?

?

Detector silic

từ 0,1 đến 0,4

từ 1 đến 37000

Thấp hơn 1 h

Đo ngay và nhanh nồng độ hoạt độ của radon trong nước

...

...

...

?

Nhấp nháy lỏng

Có/không^b

từ 1 đến 2

từ 0,1 đến 100000

Xem 9.4

Vài giờ

Đo hằng ngày của nồng độ hoạt độ radon trong nước

?

...

...

...

Detector silic

Thấm^c

Từ vài lít đến lấy mẫu liên tục

từ 0,5 đến 100000

Xem 9.5

Vài giờ

Đo liên tục hoặc rời rạc nồng độ hoạt độ của radon trong nước

?

...

...

...

^a Phương pháp này được sử dụng để phân tích tại chỗ liên tục của nồng độ hoạt độ của radon trong nước bằng thấm.

^b Phụ thuộc vào kiểu hỗn hợp nhấp nháy được sử dụng.

^c Sau khi đạt tới sự cân bằng radon-222 với các sản phẩm phân rã của radon

9.3  Phương pháp đo xạ khí

Xác định nồng độ hoạt độ radon-222 trong nước sau khi tách khí radon từ pha lỏng sang pha khí. Khi tách khí hoàn thành, có thể sử dụng một số kỹ thuật phát hiện để định lượng nồng độ hoạt độ radon trong pha khí, bao gồm cả nhấp nháy ZnS(Ag) (Tài liệu tham khảo [21], [22]), buồng ion hóa khi (Tài liệu tham khảo [23]) hoặc detector bán dẫn (phát hiện anpha) (Tài liệu tham khảo [24], [25]).

Phương pháp này được mô tả chi tiết trong TCVN 12260-3 (ISO 13164-3).

9.4  Phương pháp đếm nhấp nháy lòng (LSC)

Nồng độ hoạt độ radon-222 trong nước được xác định bằng cách thêm hỗn hợp nhấp nháy lỏng vào mẫu nước.

Khi sử dụng một hỗn hợp kỵ nước, thì tạo ra mẫu hai pha. Radon-222 được chuyển từ nước vào hỗn hợp bằng cách lắc mạnh vì radon có tính hòa tan cao trong các dung môi hữu cơ. Các đồng vị nuclit phóng xạ khác, như các sản phẩm phân rã của radon phần lớn là ưa nước nên sẽ duy trì trong nước. Trước khi đo, mẫu phải được bảo quản khoảng 3 h cho đến khi đạt tới cân bằng giữa radon-222 và các sản phẩm phân rã phát tia anpha của radon.

...

...

...

Có thể đếm các hạt anpha (5,49 MeV của ²²²Rn, 6,0 MeV của ²¹⁸Po và 7,69 MeV của ²¹⁴Po) và beta (mức năng lượng cực đại khoảng từ 0,65 MeV của ²¹⁴Pb tới 3,26 MeV của ²¹⁴Bi) sinh ra từ phân rã radon bằng LSC với hiệu suất gần 100 % (Tài liệu tham khảo [27]).

9.5  Phương pháp thấm

Xác định nồng độ hoạt độ radon-222 trong nước sau khi chuyển radon từ pha lỏng sang pha khí qua một màng ngăn. Khi việc chuyển hoàn thành, có thể sử dụng một số kỹ thuật phát hiện để định lượng radon trong pha khí, bao gồm cả detector bán dẫn (phát hiện anpha) (Tài liệu tham khảo [28]).

Có thể sử dụng kỹ thuật thấm để đo trực tiếp trong nước tại chỗ hoặc để thực hiện phép đo liên tục nồng độ hoạt độ của radon hòa tan (Tài liệu tham khảo [29]).

Phương pháp này không được mô tả trong tiêu chuẩn này.

10  Hiệu chuẩn

Nên thiết lập mối tương quan giữa biến số vật lý đo được bằng hệ thống phát hiện (dòng, số đếm, v.v...) và nồng độ hoạt độ radon và các sản phẩm phân rã của radon trong nước bằng cách sử dụng nguồn hoạt độ phóng xạ chuẩn thích hợp.

Các điều kiện hiệu chuẩn có thể áp dụng cho từng phương pháp đo đã quy định trong TCVN 12260-2 (ISO 13164-2) và TCVN 12260-3 (ISO 13164-3).

11  Chương trình kiểm soát chất lượng và đảm bảo chất lượng

...

...

...

Các hoạt động kiểm soát chất lượng phải đáp ứng các yêu cầu của TCVN ISO/IEC 17025.

11.2  Đại lượng ảnh hưởng

Một số đại lượng có thể dẫn đến độ chệch của phép đo và gây ra các kết quả không có tính đại diện. Tùy theo phương pháp đo, các đại lượng ảnh hưởng có thể tác động đến các giai đoạn sau trong quá trình đo thử nghiệm: việc lấy mẫu; vận chuyển và bảo quản mẫu; chuyển radon từ pha lỏng sang pha khác; và phép đo nồng độ hoạt độ của radon.

Các đại lượng ảnh hưởng có tác động tới từng phương pháp đo được đề cập trong TCVN 12260-2 (ISO 13164-2) và TCVN 12260-3 (ISO 13164-3).

11.3  Kiểm định thiết bị

Các thông số thiết bị chính (hiệu suất, chảy tràn, phông nền) phải được kiểm tra định kỳ trong chương trình đảm bảo chất lượng được phòng thử nghiệm thiết lập và theo hướng dẫn của nhà sản xuất.

11.4  Kiểm định phương pháp

Kiểm tra định kỳ độ chính xác của phương pháp bằng cách:

- Tham gia thực hiện liên phòng thử nghiệm;

...

...

...

Phương pháp lặp lại cũng cần được kiểm tra, ví dụ bằng các phép đo lặp.

Cần xác định các giới hạn chấp nhận của các phép thử được đề cập trong phần trước đó.

11.5  Chứng minh năng lực của người phân tích

Nếu trước đây người phân tích chưa từng sử dụng quy trình này, thì phép thử độ chệch và độ chụm phải được thực hiện bằng việc lặp lại các phép thử của chất chuẩn. Các giới hạn chấp nhận cho các kết quả thử phải được phòng thử nghiệm xác định.

Người phân tích phải thực hiện các phép thử tương tự hàng ngày bằng quy trình này với việc xác định định kỳ bởi phòng thử nghiệm. Phải xác định các giới hạn chấp nhận đối với các kết quả thử.

12  Biểu thị kết quả

Mô hình đánh giá nồng độ hoạt độ và độ không đảm bảo chuẩn và các giới hạn đặc tính liên quan tới nồng độ hoạt độ được tính theo TCVN 9595-3 (ISO/IEC Gulde 98-3)^[7] và ISO 11929^[6] và được nêu chi tiết trong bộ tiêu chuẩn này đối với từng phương pháp đo được mô tả.

Đối với phương pháp đo phổ gamma (TCVN 12260-2 (ISO 13164-2), tính nồng độ hoạt độ và độ không đảm bảo chuẩn và các giới hạn đặc tính liên quan tới nồng độ hoạt độ theo TCVN 7175 (ISO 10703).

Ngày tham chiếu để biểu thị các kết quả đo là ngày và giờ lấy mẫu.

...

...

...

Báo cáo thử nghiệm phải phù hợp với TCVNISO/IEC 17025 và phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

a) Phương pháp thử được sử dụng, viện dẫn tiêu chuẩn này (TCVN12260-1:2018 (ISO 13164-1:2013);

b) Phương pháp đo;

c) Nhận dạng mẫu;

d) Ngày và giờ đo;

e) Đơn vị biểu thị các kết quả;

f) Kết quả thử, c_A ±u(c_A) hoặc c_A ±U, với giá trị k liên quan.

Thông tin bổ sung có thể được cung cấp như sau:

g) Ngày và giờ lấy mẫu;

...

...

...

i) Các xác suất α, β  và (1 - );

j) Ngưỡng quyết định và giới hạn phát hiện - tùy thuộc vào yêu cầu của khách hàng, có nhiều cách khác nhau để biểu thị kết quả:

- Khi so sánh nồng độ hoạt độ với ngưỡng quyết định (xem ISO 11929^[6]), kết quả của phép đo phải được biểu thị bằng ≤ c^*_A nếu kết quả nằm dưới ngưỡng quyết định.

- Khi so sánh nồng độ hoạt độ với giới hạn phát hiện, kết quả của phép đo có thể được biểu thị bằng ≤ c^#_A nếu kết quả nằm dưới giới hạn phát hiện - nếu giới hạn phát hiện vượt quá giá trị hướng dẫn, thì phải ghi vào hồ sơ rằng phương pháp là không phù hợp với mục đích của phép đo.

k) Đề cập tới mọi thông tin liên quan có ảnh hưởng đến kết quả.

Các kết quả được biểu thị theo biểu mẫu tương tự với biểu mẫu được chỉ ra trong Phụ lục B.

Phụ lục A

(Tham khảo)

...

...

...

A.1  Khí radon

Radon-222, radon-220 và radon-219 là các khí hoạt độ phóng xạ được sinh ra bởi phân rã của các đồng vị radi-226, radi-224 và radi-223, các đồng vị này là các sản phẩm tự phân rã của urani-238, thori-232 và uran-235 tương ứng, tất cả các đồng vị này được tìm thấy trong vỏ trái đất. Radon phân rã qua chuỗi các đồng vị phóng xạ thể rắn tới đồng vị chì bền.

Radon là khí trơ trong bảng tuần hoàn các nguyên tố, cùng chu kỳ với neon, argon, kryton và xeton.

Radon thường là nguồn phơi nhiễm chính của con người về bức xạ tự nhiên. Tài liệu tham khảo [30] cho rằng, ở phạm vi lớn, radon chiếm 54 % mức chiếu xạ trung bình đối với phơi nhiễm tổng từ bức xạ tự nhiên. Radon-222 (50 %) đóng góp nhiều hơn radon-220 (4 %), trong khi radon-219 đóng góp không đáng kể.

Radon phát ra các hạt anpha và sinh ra các sản phẩm phân rã không bay hơi, các sản phẩm này cũng có tính phóng xạ (poloni, bitmut, chì, v.v..). Phơi nhiễm phóng xạ tiềm ẩn của con người đối với radon chủ yếu là do các sản phẩm phân rã thể rắn của radon. Dù có hay không các sản phẩm phân rã radon đã tham gia vào các soi khí trong khí quyển, chúng có thể bị hít vào và tích tụ ở các độ sâu khác nhau trong đường phế quản tùy theo kích thước của chúng.

A.2  Radon trong nước

Radon có mặt trong tất cả nước mặt và nước dưới đất với nồng độ hoạt độ trong khoảng từ vài becquerel trên lít (nước mặt) tới vài nghìn becquerel trên lít (tầng chứa nước sâu, nước giếng khoan, nước địa nhiệt, v.v..).

Radon có nguồn gốc chủ yếu do sự khuếch tán radon từ đá vào nước và tới mức độ thấp hơn từ phân rã phóng xạ của radi-226 hòa tan trong nước. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến giá trị của nồng độ hoạt độ radon trong nước dưới đất là hệ số xạ khí của các đá hồ chứa và hàm lượng của radi-226 mẹ trong các đá này (Tài liệu tham khảo [31]).

Sự có mặt của radon trong nước được biểu thị qua nồng độ hoạt độ, c_A (xem 3.1.2), tính theo becquerel trên lít.

...

...

...

Đặc biệt, trong một số trung tâm trị liệu spa, lượng xả khí radon từ các lượng lớn nước suối khoáng được sử dụng trong trị liệu có thể gây ra các nồng độ hoạt độ radon trong nhà cao hơn vài nghìn becquerel trên mét khối (Tài liệu tham khảo [32]).

Việc sử dụng nước trong sinh hoạt tại nhà, các khu công cộng, các khách sạn, bể bơi, v.v.. có thể gây ra sự phát sinh radon vào khí quyển trong tòa nhà. Trong các ngôi nhà thông thường, 10 Bq L^-1 radon trong nước được ước tính là đóng góp 1 Bq L^-3 radon trong không khí trong nhà (Tài liệu tham khảo từ [33] đến [35]).

Các phép đo nồng độ hoạt độ radon trong nước cũng làm tăng sự quan tâm của các nhà địa chất thủy văn. Sự hiểu biết về các nồng độ hoạt độ radon trong tầng chứa nước sâu sẽ cung cấp thông tin quan trọng về cấu trúc của các tầng chứa nước này, trên bề mặt của trái đất nói chung, và sự tồn tại của các quặng urani trong đá xung quanh. Chúng cũng có thể được sử dụng để phân biệt giữa nước dưới đất và nước mặt vì nước mặt là chịu ảnh hưởng bởi nước mưa.

Vì radon là khí phóng xạ trơ với chu kỳ bán rã 3,82 ngày nên radon có thể di chuyển tự do qua môi trường xốp như cát hoặc đá vụn. Khi các lỗ rỗng bị bão hòa bằng nước, như trường hợp trong các lớp đất và lớp đá dưới mức tầng chứa nước, radon hòa tan trong nước và nước mang theo radon. Đất bão hòa nước với độ xốp 20 % và nồng độ radi 40 Bq kg^-1 (giá trị trung bình đối với vỏ trái đất) tạo ra nồng độ hoạt độ của radon trong nước dưới đất ở trạng thái cân trong khoảng 50 Bq L^-1 (Tài liệu tham khảo [36]).

Một số nghiên cứu được tiến hành ở các quốc gia thành viên của Hội đồng Châu Âu EU (Tài liệu tham khảo [27]) đã chỉ ra rằng các nồng độ hoạt độ của radon trong nước mặt là rất thấp, thường nước giếng khoan dưới giá trị 1 Bq L^-1. Trong nước dưới đất, trong các tầng chứa nước đá trầm tích nồng độ có thể trong khoảng từ 1 Bq L^-1 đến 50 Bq L^-1 trong nước giếng khoan từ 10 Bq L^-1 đến 300 Bq L^-1, và trong đá tinh thể từ 100 Bq L^-1 đến 1000 Bq L^-1. Nồng độ hoạt độ cao nhất thường tìm thấy trong các đá giàu urani. Có sự biến động lớn về nồng độ hoạt độ trong các tầng đá ngậm nước. Thậm chí trong vùng có các kiểu đá tương đối đồng nhất, một số giếng khoan có thể biểu hiện nồng độ hoạt độ lớn hơn trung bình so với vùng. Sự biến động đáng kể theo mùa cũng được quan sát.

A.3  Độ hòa tan của radon trong nước

A.3.1  Khái quát

Độ hòa tan của radon trong nước là một trong các yếu tố quan trọng nhất để tiến hành khi đo radon trong nước. Một trong những hạn chế chủ yếu trong suốt quá trình lấy mẫu là ngăn radon khỏi sự tách khí từ mẫu trước khi đo mẫu.

A.3.2  Hệ số Ostwald

...

...

...

Hệ số Ostwald được xác định như sau (xem 3.1.16):

(A.1)

Trong đó:

V_g

là thể tích của khí ở áp suất riêng phần của nó, p , và nhiệt độ, ;

V_l

là thể tích của dung môi được sử dụng để hấp thụ khí ở nhiệt độ, .

Giả định rằng thể tích của dung môi không thay đổi sau sự hấp thụ của khí, có thể tính hệ số Ostwald ở nhiệt độ đã cho theo Công thức (A.2) (Tài liệu tham khảo [37]):

...

...

...

(A.2)

Tỉ số của hệ số Ostwald cho radon giữa hợp chất hữu cơ và nước thường được gọi là hệ số riêng phần. Việc sử dụng hệ số này chỉ ra rằng các nồng độ hoạt độ radon trong nhiều hợp chất hữu cơ là cao hơn trong nước. Bảng 1 đưa ra các giá trị của các hệ số này đối với các hợp chất hữu cơ khác nhau. Hệ số riêng phần có xu hướng tăng theo chiều dài của chuỗi cacbon. Giá trị của hệ số Ostwald đối với nước thấp thì khẳng định tính bay hơi của radon cao.

Bảng A.1 - Độ tan của radon trong các hợp chất hữu cơ (Tài liệu tham khảo từ [37] đến [39]).

Hợp chất hữu cơ

Hệ số Ostwald

Nhiệt độ

°C

Hệ Số riêng phần

Tên

...

...

...

Nước

H₂O

0,245

20

1

Etanon

C₂H₆O

6,03

20

...

...

...

Axeton

C₃H₆O

6,1

20

24,89

Etyl axetat

C₄H₈O₂

7,16

18

...

...

...

Benzen

C₆H₆

12,82

18

52,32

Toluen

C₇H₈

13,24

20

...

...

...

Etyl ete

C₄H₁₀O

14,8

20

60,40

Clorofom

CHCl₃

14,6

20

...

...

...

15,1

18

61,63

Hexan

C₆H₁₄

14,7

20

60,00

16,56

...

...

...

67,59

A.3.3  Hệ số Bunsen

Độ hòa tan của radon trong nước đôi khi được biểu thị bằng hệ số Bunsen.

Hệ số Bunsen được liên kết với hệ số Ostwald bằng Công thức (A.3):

(A.3)

Trong đó nhiệt độ  được tính bằng độ kenvin (°K).

A.3.4  Các thông số ảnh hưởng độ hòa tan của radon

Một trong những thông số có ảnh hưởng nhất là nhiệt độ của chất lỏng. Độ tan của radon trong chất lỏng giảm khi nhiệt độ của chất lỏng tăng như đã chỉ ra đối với clorofom và hexan trong Bảng A.1.

...

...

...

(A.4)

CHÚ THÍCH: Biểu hiện giống như Công thức (A.4) được nêu trong Tài liệu tham khảo [40] để tính hệ số Bunsen.

CHÚ DẪN:

α

Hệ số Bunsen

Nhiệt độ nước

...

...

...

Thành phần khoáng của nước cũng là đại lượng ảnh hưởng lên nồng độ hoạt độ radon. Ví dụ, radon hòa tan ít trong nước biển hơn là trong nước ngọt.

Phụ lục B

(Tham khảo)

Ví dụ về biểu mẫu ghi số liệu

B.1  Lấy mẫu

• Nhận dạng

Phiếu lấy mẫu số

...

...

...

• Vị trí điểm lấy mẫu

Quốc gia

Trụ sở hoặc quận huyện

Mã quốc gia

Thành phố hoặc làng

...

...

...

Địa điểm

Địa điểm chính xác lấy mẫu

• Nguồn gốc của nước

□ Nước mặt

□ Nước dưới đất

...

...

...

□ Loại khác (nêu rõ)

• Nhận dạng thiết bị lấy mẫu

Tên, ký hiệu vật chứa

Loại vật chứa

Khối lượng vật chứa (rỗng)

...

...

...

Thể tích bên trong vật chứa

L

• Các điều kiện lấy mẫu

Phương pháp lấy mẫu

□ Vòi

□ Nhấn chìm

Cơ khí (bơm, ống hút lối vào, v.v...)

Phương pháp khác (nêu rõ)

...

...

...

Ngày lấy mẫu

Độ sâu

m

Thời gian bắt đầu nạp mẫu

Thời gian kết thúc nạp mẫu

...

...

...

Nhiệt độ của mẫu

◦C

Khối lượng vật chứa (đầy)

g

• Các điều kiện khí hậu

...

...

...

• Nhận xét

Tên của người lấy mẫu

Chữ ký

B.2  Đóng gói, bảo quản và vận chuyển

...

...

...

• Phương pháp sử dụng

Tên gọi của kỹ thuật đo

Tiêu chuẩn viện dẫn

...

...

...

• Mẫu thử/ước số

Thể tích

HOẶC

Khối lượng

Bắt đầu phép đo lúc

...

...

...

...h...

Kết thúc phép đo

.../.../...

...h...

Nồng độ hoạt độ radon

...

...

...

Bq L^-1

Độ không đảm bảo

Ngày đối chiếu

Nhiệt độ

◦C

Điều kiện

...

...

...

Nhận xét

Người phụ trách kỹ thuật

Chữ ký

...

...

...

B.3  Phép đo nồng độ hoạt độ của radon trong nước

• Đóng gói

Gói cách ly

• Bảo guản

Nhiệt độ

°C

• Sự tiếp nhận tại Phòng thí nghiệm phân tích

...

...

...

.../..../...

Thời gian

...

Nhiệt độ

°C

Điều kiện

Chữ ký

...

...

...

Thư mục tài liệu tham khảo

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

[2]  TCVN 8184-1:2009 (ISO 6107-1:2004), Chất lượng nước - Thuật ngữ- Phần 1.

[3]  TCVN 8184-2:2009 (ISO 6107-2:2006), Chất lượng nước - Thuật ngữ- Phần 2.

[4]  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.

[5]  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.

[6]  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.

...

...

...

[8]  IEC 61577 (all parts), Radiological protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments.

[9]  Laboratoire National Henri Becquerel Nuclear Data Base. Decay Data Evaluation Project. http://www.nucleide.org/DDEP_WG/DDEPdata.htm

[10] H. Gamsjäger, J.w. Lorimer, P. Scharlin, D.G. Shaw Glossary of terms related to solubility (IUPAC Recommendations 2008). Pure Appl. Chem. 2008, 80, pp. 233-276. Available (viewed 2013-03-05) at: http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/2008/pdf/8002x0233.pdf.

[11]  V. Labed Étude de la perméation du radon 222 à travers les membranes plastiques. Application à une méthode de mesure du radon dans I’eau et les sols saturés [Study of radon 222 permeation through plastic membranes. Application to continuous measurement of radon in water and saturated soils]. Report CEA-R-5580, Vol. 1,1991.

[12]  P. Doremus, Y. Quinifs, J.M. Charlet Mise au point d’un détecteur passif du radon 222 en milieu saturé: Premiers résultats [Development of a passive detector of radon 222 in saturated media: First results], Ann. Soc. Géol. Nord. 1988, 107 pp. 211-219.

[13]  Lucas H.F. Improved low level alpha-scintillation counter for radon. Rev. Sci. Instrum. 1957, 28 pp. 680-683.

[14]  Knoll G.F. Radiation detection and measurement. Hoboken, NJ: Wiley, Fourth Edition, 2010, 830 p.

[15]  Rottger S., A. Paul, A., Honlg U. Keyser On-line low- and medium-level measurements of the radon activity concentration. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2001, 466 pp. 475-481.

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

...

...

...

[18]  Asikainen M., Kahlos H. Natural radioactivity of drinking water in Finland. Health Phys. 1980, 39 pp. 77-83

[19]  Hamanaka S., Shizuma K., Wen X. IWATANI, K. Radioactive disequilibrium between ²²²Rn and its daughter nuclides in ground water. Radioisotopes. 1998, 47 pp. 686-690.

[20]  Michihiro K., Sugiyama H., Kataoka T., Simizu M., Yunoki E. MORI, T. Direct measurement of ²²²Rn in natural water by a gamma ray spectrometer with a Ge detector. Radioisotopes. 1991, 40 pp. 38-41.

[21]  Sansoni B., Heger W. Universal radonmeter for balneology: Field measurements of radon in water and air as well as radon decay products in air with the alpha-scintillometer AlphaSzint GBH 2002. Int. Environ. Consult. Newsl. 1997, 3 pp. 6-18.

[22]  Machaj B., Bartak J. Fast measurement of radon concentration in water with Lucas cell. Nukleonika 1994, 49, pp. 29-31. Available (viewed 2013-03-05) at: http://www.ichtj.waw.pl/ichtj/ nukleon/back/full/vol49_2004/v49n1p029f.pdf.

[23]  Przylibski T.A., Mamont-Ciesla K., Kusyk M., Dorda J., Kozlowska B Radon concentrations in groundwaters of the Polish part of the Sudety Mountains (SW Poland). J. Environ. Radioact. 2004, 75 pp. 193-209.

[24]  Lee J.M., Kim G. A simple and rapid method for analyzing radon in coastal and groundwaters using a radon-in-air monitor. J. Environ. Radioact. 2006, 89 pp. 219-228.

[25]  Burnett W.C., Kim G., Lane-Smith D. A continuous monitor for assessment of ²²²Rn in the coastal ocean. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2001, 249 pp. 167-172

[26]  Salonen L. A rapid method for monitoring of uranium and radium in drinking water. Sci. Total Environ. 1993, 130-131 pp. 23-35

...

...

...

[28]  Labed V., Rannou A., Tymen G. Study of ²²²Rn permeation through polymer membranes: Application to continuous measurement of ²²²Rn in water. Health Phys. 1992, 63 pp. 172-178.

[29]  Panne M.B., Seidel J.L., Monnin M., Morin J.P. Radon as a tracer of fluid motion in fractured aquifers. In: C. Dubois ed. Gas geochemistry, pp 325-334. Science Reviews, 1995.

[30]  UNITED NATIONS SCIENTIFIC COMMITTEE ON THE EFFECTS OF ATOMIC RADIATION Sources and effects of ionizing radiation, 2 Vols. UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly, with scientific annexes. New York, NY: United Nations, 2010.

[31]  Przylibski T.A. Shallow circulation groundwater: The main type of water containing hazardous radon concentration. Nat. Hazards Earth Syst. Sei. 2011, 11 pp. 1695-1703.

[32]  Améon R. Le radon dans les stations thermales: Une source d’exposition aux rayonnements ionisants [Radon in thermal spas: A source of exposure to natural radiation]. Radioprotection. 2003, 38 pp. 201-215.

[33]  Gesell T.F., Prichard H.M. The contribution of radon in tap water to indoor concentrations. In: Natural radiation environment III, (T.F. Gesell, W.M. Lowder eds.). Oak Ridge, TN: Technical Information Center, US Department of Energy, 1980, pp. 1347-63.

[34]  Nazaroff W.W., Doyle S.M., Nero A.V., Sextro R.G. Potable water as a source of airborne ²²²Rn in US dwellings: A review and assessment. Health Phys. 1987, 52 pp. 281-295.

[35]  Hess C.T., Michel J., Horton T.R., Prichard H.M., Coniglio WA. The occurrence of radioactivity in public water supplies in the United States. Health Phys. 1985, 48 pp. 553-586.

[36]  Commission Recommendation of 20 December 2001 on the protection of the public against exposure to radon in drinking water supplies [notified under document number C(2001) 4580], Off. J. Eur. Commun. 2011-12-28, L344, pp. 85-88. Available (viewed 2013-03-05) at: http://eur- lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CELEX:32001H0928:EN:HTML.

...

...

...

[38]  Swinne R. Examination of Dolezalek's gas solubility theory with radium emanation. Z. Phys. Chem. 1913, 84 pp. 348-352.

[39]  Ramstedt E. Sur la solubilité du radium dans les liquides organiques [On the solubility of radium in organic liquids]. Radium. 1911, 8 pp. 253-256.

[40]  Meyer S. Bemerkungen über die Löslichkeit von Radiumemanation und anderen Gasen in Flüssigkeiten [Observations on the solubility of radium and other gases in liquids], Wien. Sitz Ber. 1913, 122 pp. 1281-1294.

[41]  WHO Guidelines for drinking-water quality, 3rd edition. Geneva: World Health Organization, 2008. Available (viewed 2013-03-06) at: http://www.who.int/water_sanitation_health/dwq/gdwq3rev/en/.