Hệ thống giám sát phóng xạ môi trường “di động” mang đến nhiều lợi thế không chỉ ở khả năng khắc phục giới hạn về thời gian, vị trí, thời tiết, mà còn có khả năng đáp ứng nhanh trong trường hợp đột ngột xảy ra sự cố bức xạ và hạt nhân, có thể đến tận vị trí có sự cố và theo dõi mức phóng xạ môi trường, suất liều hấp thụ trong không khí ở đó. Hệ thống tương tác và xử lý dữ liệu được truyền với thời gian thực tới cơ sở giám sát và điều động khẩn cấp, hỗ trợ kỹ thuật để đánh giá chính xác mức độ phóng xạ và ra quyết định kịp thời.
Trong quá trình sử dụng năng lượng hạt nhân, con người phải đối mặt với nhiều thách thức như sự cố rò rỉ hạt nhân và ô nhiễm phóng xạ. Các sự cố bức xạ và hạt nhân có thể xảy ra đột ngột, gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường và dân chúng. Chính vì vậy, các quốc gia hiện đang sử dụng công nghệ bức xạ, công nghệ đến hạt nhân trên thế giới đều coi trọng đến khả năng đảm bảo an toàn và thiết lập các hệ thống tối ưu phản ứng khẩn cấp hạt nhân. Hệ thống phản ứng khẩn cấp được xây dựng nhằm phát hiện kịp thời các sự cố bức xạ và hạt nhân theo thời gian thực, phản ứng nhanh, cung cấp cơ sở kỹ thuật cho các hành động kiểm soát và bảo vệ bức xạ.
Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động
Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường hiện nay có thể được chia thành hai dạng: cố định và di động. Hệ thống quan trắc môi trường bức xạ di động là một loại thiết bị sử dụng phổ kế gamma lắp trên các phương tiện di động để đo loại và hàm lượng hạt nhân phóng xạ trong lòng đất cũng như suất liều hấp thụ trong không khí. Hệ thống này thường bao gồm phương tiện di chuyển, phổ kế gamma, hệ thống định vị vệ tinh, thiết bị đầu cuối tiếp nhận và xử lý dữ liệu.
Với phổ kế gamma, hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động có thể thực hiện tốt việc phát hiện bức xạ trong khu vực đô thị và trở thành công cụ phát hiện bức xạ sử dụng rộng rãi hiện nay. Trong trường hợp thiết bị quan trắc môi trường cố định bị hư hỏng do tác động bên ngoài sau sự cố hạt nhân, phương tiện quan trắc môi trường bức xạ có tính cơ động có thể thay thế kịp thời.
Cấu tạo cơ bản của Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường “di động”.
Hướng phát triển Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động
Từ đầu những năm 1980, các nước phát triển như Hoa Kỳ, Canada và Nhật Bản đã thiết lập và triển khai thành công hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động để giám sát bức xạ môi trường xung quanh các nhà máy điện hạt nhân và các cơ sở bức xạ khác. Hiện nay, đứng hàng đầu ở cấp độ quốc tế là: Hệ thống Ứng phó Khẩn cấp Bức xạ (ERT) do Cơ quan Bảo vệ Môi trường, Phòng thí nghiệm Quan trắc phóng xạ môi trường di động do Công ty Target của Đức sản xuất. Hệ thống này được trang bị nhiều loại thiết bị dò bức xạ cầm tay hoặc hệ thống giám sát bức xạ, có thể nhanh chóng tiến hành giám sát liều lượng phóng xạ và phân tích phổ năng lượng.
Một loại thiết bị đo đạc trên Hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường “di động”
Hiện nay, việc nghiên cứu thiết bị phần cứng cho hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động đã tương đối rộng rãi và phát triển. Việc đo chính xác suất liều môi trường gamma vẫn là trọng tâm của các nhà khoa học. Năm 1962, W. M. Lowder và H. L. Beck bắt đầu nghiên cứu cách xác định nồng độ hoạt độ của các hạt nhân phóng xạ tự nhiên và nhân tạo trong đất bằng phương pháp đo phổ gamma tại chỗ, từ đó tính toán suất liều hấp thụ trong không khí. Sau nhiều thập kỷ nghiên cứu, việc áp dụng phương pháp phổ gamma trong khoa học môi trường đã trở nên hoàn thiện hơn, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) và Ủy ban Quốc tế về Đo lường bức xạ (ICRU) cũng đã khuyến nghị sử dụng các phương pháp phổ gamma để ước tính độ hấp thụ suất liều trong không khí. Năm 1971, Moriuchi lần đầu tiên đề xuất hàm tỷ lệ liều quang phổ (G(E)) để có thể đạt được phép đo tốc độ liều. Tỷ lệ liều xung quanh được biểu thị như sau:
D˙=∑EmaxN(E)G(E)dE/T trong đó, N (E) là phổ năng lượng được đầu dò tinh thể NaI (Tl) đo được.
Trong những năm gần đây, phương pháp chuyển đổi tỷ lệ liều quang phổ đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động để xác định suất liều môi trường và sự đóng góp của nuclide vào tỷ lệ liều môi trường. Mặc dù, hệ thống quan trắc phóng xạ môi trường di động hiện được sử dụng rộng rãi và đã trở thành thiết bị cấp cứu di động chính cho các vụ tai nạn hạt nhân, nhưng, trong công nghệ hiện có, nó thường chỉ được sử dụng để phân tích định tính mức độ phóng xạ môi trường, không thể mô tả chính xác mức độ phóng xạ hoặc suất liều hấp thụ. Ngoài ra, khi sử dụng các thiết bị đo di động khác nhau để đo suất liều không khí hấp thụ, do ảnh hưởng của chiều cao đầu dò và thiết bị che chắn, kết quả đo tại cùng một vị trí có sự chênh lệch nhất định. Do đó, các phương pháp hiệu chuẩn phức tạp là rất cần thiết để hiệu chỉnh liều lượng của dữ liệu đo được.
Từ khóa: Quan trắc phóng xạ; quan trắc phóng xạ di động; sự cố bức xạ và hạt nhân;
– CMD&DND –
