ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN ĐỊA CHẤT XẠ HIẾM BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI TRONG CÁT KẾT VÙNG TRŨNG NƠNG SƠN Cơ quan chủ trì: Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm Chủ nhiệm đề tài: ThS Vũ Văn Bích 8730 17/6/2011 HÀ NỘI, NĂM 2010 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI BỘ TÀI NGUN VÀ MƠI TRƯỜNG CỤC ĐỊA CHẤT VÀ KHỐNG SẢN VIỆT NAM LIÊN ĐOÀN ĐỊA CHẤT XẠ HIẾM Tác giả: ThS Vũ Văn Bích TS Nguyễn Văn Nam KS Trần Thiên Nhiên ThS Nguyễn Thái Sơn KS Nguyễn Văn Phóng BÁO CÁO ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI TRONG CÁT KẾT VÙNG TRŨNG NƠNG SƠN LIÊN ĐỒN ĐỊA CHÁT XẠ HIẾM Chủ nhiệm đề tài ThS Vũ Văn Bích Hà Nội,NĂM 2010 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI MỤC LỤC MỞ ĐẦU 34 PHẦN 1: CƠ SỞ KHOA HỌC XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, 35 CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 35 1.1 Hiện tượng phóng xạ 35 1.2 Các thông số đặc trưng cho q trình phóng xạ: 35 1.3 Dãy phóng xạ tự nhiên .36 1.4 Cân phóng xạ 37 1.5 Cân phoáng xạ Urani (U) Radi (Ra) 39 1.6 Hệ số eman hóa 40 CHƯƠNG 2: ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT, ĐỊA VẬT LÝ VÀ KHỐNG HĨA 42 2.1 Đặc điểm địa chất khống hóa Urani trũng Nông Sơn 42 2.2 Một số vấn đề liên quan đến đề tài chưa giải 43 PHẦN : XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XA,HỆ SỐ EMAN HÓA 46 CHƯƠNG 3: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG GIỮA RADI VÀ URANI .46 3.1 Sự cân phóng xạ Radi Urani tự nhiên 46 3.2 Ảnh hưởng cân phóng xạ 46 3.3 Các phương pháp xác định hệ số cân phóng xạ 47 3.4 Xác định hàm lượng rađi phương pháp hóa phóng xạ .49 3.5 Xác định hàm lượng Radi phương pháp đo phổ gamma 66 CHƯƠNG 4: XÁC ĐỊNH HỆ SỐ EMAN HÓA .79 4.1 Ảnh hưởng eman hóa .79 4.2 Xác định hệ số eman hóa thực địa .80 4.3 Xác định hệ số eman phòng .84 CHƯƠNG 5: TỔ CHỨC THỰC HIỆN VÀ GIÁ TRỊ THỰC HIỆN ĐỀ TÀI 95 5.1 Thời gian thực 95 5.2 Tình hình sử dụng lao động .95 5.3 Tình hình thực tiêu pháp lệnh 95 5.4 Khối lượng giá trị thực 97 KẾT LUẬN …………………………………………………………………………….109 TÀI LIỆU THAM KHẢO 111 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HĨA QUẶNG URANI 10 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 8.2.4 Tính hàm lượng U3O8 Từ giá trị đo γ đo mẫu phân tích với đồ thị chuẩn ta tính hàm lượng Urani có mẫu theo công thức sau: % U O8 = γ Vdm ⋅100 Vh 10 −6 G (9) Trong đó: Vdm - Thể tích định mức dung dịch phân tích (ml) γ - Giá trị đo máy Vh - Thể tích hút đem đo màu (ml) 8.2.5 Lượng Urani (gam) tính theo cơng thức sau QU = m CU O8 10 −12 ⋅ x 238 x 0,9927 (3 x 238) + (8 x 16) (10) Trong đó: QU - Lượng U (gam) m - Khối lượng mẫu để phân tích (m = gam) CU O8 - Hàm lượng U3O8 (%) 8.2.6 Tính hệ số CBPX Hệ số CBPX tính theo cơng thức: K cb = QRa QU 3,4 10 −7 (11) Trong đó: QRa, QU - Lượng Ra, U mẫu (gam) Phương pháp xác định hệ số CBPX máy đo phổ gamma 9.1 Đặc trưng phóng xạ Urani tự nhiên Urani tự nhiên có đồng vị 238 U, 235 U 234 U Đặc trưng phân rã phóng xạ tỷ lệ đồng vị chúng nêu bảng Bảng - Đặc trưng phóng xạ tỷ lệ đồng vị Uran tự nhiên Đồng vị phóng xạ U-234 U-235 U-238 244.500 703,8 x106 4.468 x 109 % nguyên tử 0,0054 % 0,72 % 99,275 % 100 % % khối lượng 0,0053 % 0,711 % 99,284 % 100 % 48,9 % 2,2 % 48,9 % 100 % Chu kỳ bán rã (năm) % Hoạt độ Tổng số 12 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 9.2 Đặc trưng xạ gamma dãy Urani (U238) Actini (U235) Trong dãy phóng xạ Urani, hạt nhân thường phân rã alpha bêta Trong q trình phân rã phóng xạ, hạt nhân phát xạ Gamma, alpha bê ta với phổ lượng bao gồm nhiều mức lượng khác nhâu Để phân tích phổ gamma hạt nhân họ phóng xạ Urani Actini thường quan tâm đến mức lượng có độc lập có hiệu xuất phát xạ gamma lớn thống kê bảng Đồng vị 235 với U ln có tỷ lệ định Urani tự nhiên Đồng vị 234 Pa trạng thái cân 238 U Như vậy, với việc đo phổ lượng xạ gamma, xác định diện tích đỉnh lượng 63,29 KeV, 143,76 KeV, 185,9 KeV, 1001 KeV đồng vị U235, Pa234, ta xác định hàm lượng Urani mẫu Để xác định Rađi (Ra226) ta thường dựa vào đỉnh lượng 295,2 KeV, 351,9 KeV đồng vị Pb-214 đỉnh lượng 609,3 KeV, 1120,2 KeV, 1754,5 KeV đồng vị Bi-214 Tuy nhiên, tượng phát xạ khí Rađon (eman) tự nhiên, thường hạt nhân Ra-226, Pb-214 Bi-214 không trạng thái cân phóng xạ Để xác định Rađi thông qua hạt nhân Pb-214 Bi-214, phải nhốt mẫu thời gian 20 ngày để tạo cân phóng xạ Rađi-226 với Pb- 214 Bi-214 10 Phương pháp xác định hệ số CBPX máy đo phổ digiDART 10.1 Máy đo phổ gamma didiDART Máy đo phổ gamma dùng để xác định hoạt độ (hàm lượng) Ra, U máy digiDART (do hãng ORTEC Hoa Kỳ sản xuất) máy phổ gamma có tính tương đương Máy digiDART có 8192 kênh đo phổ lượng tia xạ gamma, sử dụng detector bán dẫn siêu tinh khiết HP Ge 83 cm3, độ phân giải lượng (bề rộng nửa chiều cao cực đại đỉnh lượng - FHWM) mức lượng 662 KeV 1,2 KeV Buồng chì chứa mẫu với lớp chì phóng xạ, chiều dầy 100 mm, lớp lót bên đồng thau dầy mm Số đếm phông tổng cộng không lớn 0,9 số đếm/giây Bảng - Các mức lượng gamma đặc trưng dãy phóng xạ Urani Actini Dãy Phóng xạ Dãy Urani Pa234 Năng lượng (KeV) Cường độ (số γ/phân rã) 63,29 Đồng vị 0,031 92,8 0,148 1001 0,006 13 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA Ra226 Ac 0,377 0,47 1120,2 0,166 0,163 185.9 0,55 143,76 228 0,189 1764,5 Dãy Actini 295,2 609,3 U235 0,165 351.9 Bi214 0,035 241,98 Pb214 186,2 0.105 911,07 0,29 10.2 Thiết bị phụ trợ 1) Chày cối đá mã não chày cối sứ; 2) Chén nung thạch anh; 3) Lò nung đến 500oC ± 10oC; 4) Tủ sấy đến 250oC ± 5oC; 5) Cân phân tích có độ xác 0,1 mg; 6) Khay thép không gỉ; 7) Bát thạch anh φ 150 - 200 mm; φ 100 mm; 10.3 Phần mềm kèm theo Phần mềm GammaVision32 kèm theo digioDART sử dụng để đo phổ lượng xạ gamma hạt nhân mẫu 10.4 Quá trình xác định hệ số CBPX máy đo phổ digiDART Bao gồm bước thực sau đây: - Chuẩn bị mẫu - Đo mẫu chuẩn, xây dựng đường chuẩn kênh – lượng đường chuẩn hiệu suất - Đo mẫu - Sử dụng phần mềm để xác định hoạt độ (hàm lượng) Ra U - Tính hệ số cân phóng xạ 10.5 Chuẩn bị mẫu 10.5.1 Lấy gia công mẫu Lấy mẫu gia công mẫu thực điều 10 11 quy trình Khối lượng mẫu sau gia công, gửi đo phổ gamma phải từ 0,5kg trở lên 14 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 10.5.2 Nhốt mẫu + Hộp đựng mẫu hình trụ trịn, đường kính 92mm, có nắp đậy kín, chiều cao 50mm Vật liệu làm hộp kim loại nhựa có hoạt độ phóng xạ thấp + Thao tác nhốt mẫu: - Trước sử dụng, hộp đựng mẫu rửa nước lã, phơi khô - Mẫu bột mịn sấy khô, đổ vào hộp với khối lượng 200gam Sau đổ xong, nén chặt mẫu, dàn mẫu cho mặt phẳng - Đặt nhẹ nhàng bìa cứng (bìa phóng xạ, dày 1-2mm) lên mặt mẫu cho vừa khít với thành hộp Dùng keo dán chặt bìa với thành hộp để cho mẫu bột khơng bị xô lệch - Đổ parafin lên mặt hộp, bề dày parafin 1cm, để bịt kín, khơng cho khơng khí từ mẫu ngồi - Lau bụi bên hộp mẫu Đậy nắp hộp dán nhãn; ghi rõ số hiệu mẫu, khối lượng mẫu, ngày nhốt mẫu - Sau thời gian nhốt mẫu 30 ngày sử dụng để đo phổ 10.6 Mẫu chuẩn 10.6.1 Các mẫu chuẩn định tính Đối với thiết bị phân tích phổ lượng cần có mẫu chuẩn định tính, nhằm xác định mối quan hệ kênh đo phổ với lượng tương ứng nhận diện đồng vị phóng xạ phổ lượng đo từ mẫu đo Mẫu chuẩn định tính thường sử dụng mẫu phóng xạ có tia gamma đơn phân bố giải lượng từ vài chục KeV đến 600 KeV Ví dụ mẫu chuẩn định tính liệt kê bảng Bảng - Bộ mẫu chuẩn định tính Số thứ tự Tên mẫu chuẩn Chu kỳ bán rã Năng lượng xạ gamma Eγ (KeV) Cd109 463 ngày 88,03 57 271 ngày 122,1 113 115 ngày 255,1 Co Sn Cs137 30 năm 661,66 54 314 ngày 834,8 65 245 ngày 115,5 1.925,5 ngày 173,24 Mn Zn Co60 332,50 15 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 10.6 Các mẫu chuẩn định lượng Các mẫu chuẩn định lượng dùng làm mẫu chuẩn để xác định hàm lượng đồng vị phóng xạ Hoạt độ (hàm lượng) phóng xạ chuẩn phải xác định với độ xác cao sai số phân tích mẫu cho phép phải bậc với hoạt độ (hàm lượng) phóng xạ mẫu đo Một mẫu chuẩn định lượng phải có mẫu chuẩn Urani, Rađi, Thori (ở trạng thái CBPX) Kali Việc nhốt mẫu chuẩn tương tự mẫu thơng thường (xem mục 15.5.2 quy trình này) Khối lượng mẫu chuẩn 200 gam Ví dụ đặc trưng phổ lượng gamma mẫu chuẩn Ra nêu bảng Bảng - Đặc trưng phổ lượng gamma mẫu chuẩn Ra Số thứ tự Tên đồng vị Ra226 214 Pb Bi 214 Chu kỳ bán rã Năng lượng xạ gamma Eγ (KeV) 1.600 năm 186,21 28,6 phút 241,96 295,21 351,92 19,9 phút 609,32 120,28 238,11 764,51 10.7 Thao tác đo mẫu mẫu chuẩn 1) Đặt hộp mẫu đo vào tâm giá đựng mẫu buồng chì đập nắp buồng chì; 2) Mở máy tính cài đặt phần mềm GAMMAVISION32 (kèm theo máy digiDART) kết nối với digiDART; 3) Bật nguồn cung cấp cho máy digiDART; 4) Khởi động phần mềm GAMMAVISION32; 5) Bật nguồn cung cấp điện cho cao áp detector digiDART; 6) Đặt cao áp 000V theo hướng dẫn sử dụng detector đặt thời gian đo phổ từ 000 đến 000 giây; 7) Chọn menu Acquire/Start phần mềm GAMMAVISION32 để bắt đầu phổ; 8) Lưu file kết đo phổ gamma cách chọn menu Acquire/Stop; Hình ví dụ phổ lượng xạ gamma mẫu đo 16 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HĨA Hình - Phổ lượng xạ gamma mẫu đo 10.8 Xây dựng đường chuẩn kênh-năng lượng 10.8.1 Đường chuẩn kênh-năng lượng Thông thường, mối quan hệ kênh đo lượng tia xạ gamma tuyến tính, gọi đường chuẩn kênh-năng lượng, xác định theo công thức: E =a+bxN Trong đó: - E lượng tia gamma tính KeV; - N số thứ tự kênh đo, có giá trị từ đến 8192; - a, b hệ số; 10.8.2 Thao tác xây dựng đường chuẩn kênh-năng lượng Dùng phần mềm GAMMAVISION32 để xây dựng chuẩn kênh - lượng theo bước sau: 1) Khởi động phần mềm GAMMAVISION32 mở file liệu đo phổ gamma mẫu chuẩn 2) Mở chức chuẩn kênh- lượng công cụ phần mềm cách chọn menu Calibrate/Energy; 3) Di chuyển trỏ hình đến kênh có số đếm cao đỉnh lượng biết phổ đo được, lượng thấp đến cao; 17 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 4) Nhập vào lượng tương ứng kênh bàn phím máy tính Phần mềm GammaVision32 tự động đưa phương trình cho đường chuẩn kênh - lượng hình Hình - Đường chuẩn kênh - lượng 10.9 Xây dựng đường chuẩn hiệu suất 10.9.1 Đường chuẩn hiệu suất Hiệu suất ghi thiết bị ε(E) mức lượng tính theo cơng thức tổng qt: ε (E) = RS - RO 100[%] AS Trong : ε(E) hiệu suất ghi đỉnh lượng E (KeV), % RS số đọc (tốc độ đếm) mẫu chuẩn đỉnh lượng E, xung/giây RO số đọc (tốc độ đếm) phông, xung/giây AS hoạt độ mẫu chuẩn lượng E, Bq Đồ thị biểu thị mối quan hệ hiệu suất ghi ε(E) thiết bị lượng xạ gamma gọi đường chuẩn hiệu suất Đường chuẩn kênh-năng lượng đường chuẩn hiệu suất sở để xác định hàm lượng (hoạt độ) đồng vị phóng xạ 10.9.2 Thao tác xây dựng đường chuẩn hiệu suất 18 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HĨA Dùng cơng thức (2) để tính hiệu suất đỉnh lượng khác phổ gamma thu từ mẫu chuẩn Thao tác sau: 1) Mở chức chuẩn hiệu suất công cụ phần mềm GammaVision32; 2) Nhập giá trị hiệu suất xác định được, cách chọn menu Calibrate/Efficiency; Phần mềm GammaVision32 tự động tính đường cong hiệu suất Ví dụ đường chuẩn hiệu suất thể hình Hình - Đường chuẩn hiệu suất 10.10 Tính hoạt độ (hàm lượng) phóng xạ đồng vị mẫu Hoạt độ (hàm lượng) phóng xạ đồng vị mẫu đo tính tự động phần mềm phân tích phổ GAMMAVISION 32 (Nêu thao tác cụ thể với phần mềm) Ví dụ kết phân tích phổ, tính hoạt độ đồng vị phóng xạ mẫu đo minh hoạ hình 19 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HĨA Hình - Kết phân tích phổ hoạt độ đồng vị phóng xạ 10.11 Tính hệ số CBPX Nếu kết đo phân tích phổ cho kết hoạt độ phóng xạ hệ số CBPX tính theo cơng thức: K cb = A Ra × 100 (%) AU (12) Nếu kết đo phân tích phổ cho kết hàm lượng hệ số CBPX tính theo cơng thức: K cb = Q Ra × 100 (%) QU 3, 10 − (13) Trong đó: ARa , AU - Hoạt độ Ra U mẫu (tính becơren, Bq) QRa , QU - Hàm lượng Ra U mẫu 20 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HĨA Phần Quy trình xác định hệ số eman hóa quặng urani cát kết Phạm vi áp dụng Quy trình quy định thủ tục để xác định hệ số eman hóa (HSE) quặng urani xây dựng mơ hình eman hóa thực địa đo cường độ phóng xạ mơ hình thời điểm khác Quy trình xác định HSE áp dụng cho đơn vị thực công tác tìm kiếm, thăm dị khai thác quặng Urani thuộc Bộ Tài ngun Mơi trường Khuyến khích áp dụng cho đơn vị, cá nhân ngành địa chất tham khảo, áp dụng Tài liệu viện dẫn TCVN 6398 -10:2000 (ISO 31-10:1992) Đại lượng đơn vị đo – Phần 10: Phản ứng hạt nhân xạ ion hoá IEC 61577-1: 2000 Radiation protection instrumentation - Radon and radon decay product measuring instruments Part 1: General principles (Thiết bị bảo vệ xạ - Thiết bị đo Radon sản phẩm phân rã Radon Phần 1: Nguyên tắc chung) Thuật ngữ, định nghĩa 3.1 Radon Nguyên tố hoá học, có ký hiệu Rn nguyên tử số 86 Radon khí trơ đợc tạo thành nguyên tố Rai (Ra) phân rà Đồng vị bền khí Radon Radon-222 (Rn222) có chu kỳ bán rà 3,8 ngày, có hoạt tính phóng xạ gây ảnh hởng tới sức khoẻ ngời Trong quy trình này, khí Radon đợc hiểu đồng vÞ Radon –222 3.2 Sự eman hố Các đá ln chứa đồng vị Radi ( 226Ra , 224 Ra , 223 Ra ) phân rã chúng tạo khí phóng xạ (cịn gọi eman) - Rn, Tn An Một phần chúng thoát vào khơng gian lỗ hổng Khi tích luỹ đá có lỗ hổng khe nứt, khí phóng xạ có khả khuếch tán nên lan truyền từ đối tượng eman hoá theo hướng nồng độ giảm Một phần khí phóng xạ vào khí Sự di chuyển khí phóng xạ khỏi đất đá mẫu quặng gọi eman hóa 3.3 Hệ số eman hóa Hệ số eman hóa tỷ số lượng khí Radon khỏi thân quặng tồn lượng Radon tích luỹ thời gian Hệ số eman hóa thường tính phần trăm, theo cơng thức: 21 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HĨA K em = N Rntd ×100% N Rn (1) Trong đó: Kem - Hệ số eman hóa (%) NRntd - Lượng khí Radon khỏi thân quặng NRn - Lượng khí Radon tích lũy thời gian Cơng thức tính HSE Theo công thức (1), để xác định HSE thân quặng phóng xạ thực địa, cần phải xác định đại lượng lượng khí Radon khỏi lượng khí Radon tích lũy thời gian Đó cơng việc khó khăn Tuy nhiên, đại lượng thay cường độ phóng xạ ghi kênh urani máy đo phổ mơ hình Khi đó, HSE tính theo cơng thức: K em = I − I1 ×100 (%) I2 (2) Trong đó: I1 - Cường độ phóng xạ (lần thứ 1) đo kênh Urani máy đo phổ, bề mặt thân quặng phóng xạ I2 - Cường độ phóng xạ (lần thhứ 2) đo kênh Urani máy đo phổ, bề mặt thân quặng phóng xạ, sau giữ cho khơng khí thân quặng khơng khỏi bề mặt thời gian 30 ngày Quy trình mơ tả quy trình xác định HSE thân quặng phóng xạ thực địa theo cơng thức (2) nêu Mơ hình mẫu chuẩn Urani Mơ hình mẫu chuẩn Urani mơ hình bão hoà tia gamma chế tạo từ quặng Urani cân phóng xạ Kcb = (có hàm lượng qU = 0,025%) có kích thước 1,2 x 1,2 x 1,2m Vỏ mơ hình thép khơng gỉ hàn kín để tránh khí radon, đảm bảo quặng Urani mơ hình có hệ số eman hố Ke = Tại trường cơng tác tìm kiếm thăm dị, quặng Urani thường cân phóng xạ ln có khí radon, có hệ số cân phóng xạ Kcb ≠ hệ số eman hóa Ke ≠ Như điều kiện bắt buộc toán định lượng xác định hàm lượng quặng Urani theo phương pháp tương đối cách so sánh cường độ xạ gamma đo thân quặng với mơ hình chuẩn quặng Urani bị phá vỡ Chính cơng tác tìm kiếm thăm dị phóng xạ, phải xác định hệ số cân phóng xạ (giữa Urani Radi) xác định hệ số eman hoá quặng để đưa vào số hiệu chỉnh cần thiết cho công thức định lượng 22 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA Thiết bị đo phổ gamma Các thiết bị đo phổ gamma dùng để xác định HSE phải đạt yêu cầu sau: - Có kênh đo Kali, Urani Thori riêng biệt - Sai số tương đối kênh Urani phải nhỏ lần yêu cầu sai số xác định HSE - Máy phải kiểm chuẩn, chứng nhận chất lượng kỹ thuật quan có thẩm quyền kiểm định Các máy phổ gamma mặt đất dùng : GAD – 6, GR – 320, Gamma Superveyor… hoàn toàn đáp ứng yêu cầu Quá trình thực việc xác định HSE thực địa Quá trình thực việc xác định HSE thực địa bao gồm bước: 1) Xây dựng mơ hình xác định HSE thực địa 2) Đo cường độ phóng xạ sau xây dựng xong mơ hình 3) Tích lũy Radon 4) Đo cường độ phóng xạ sau tích lũy Radon 5) Tính HSE Xây dựng mơ hình xác định HSE thực địa 8.1 Chuẩn bị nắp đậy giữ khí Chuẩn bị kim loại mỏng (ví dụ tơn) hình chữ nhật, chiều lớn 1,2m, mép bẻ gập lại 20cm, cho khơng có khe hở ỏ mép gập 8.2 Xây dựng mơ hình + Chọn vị trí tương đối phẳng thân quặng phóng xạ, nơi có cường độ phóng xạ tương đối cao, dọn làm phẳng, có diện tích khoảng 2m2 + Đào rãnh hẹp xung quanh, phù hợp với kích thước nắp đậy; sâu 20-25cm + Đậy tơn nói lên bề mặt thân quặng vừa dọn, cho mép tôn (được bẻ gập) cắm vào rãnh đào Việc đặt tôn phải đảm bảo tôn ép sát vào đất đá, khơng cịn khoảng trống tơn thân quặng + Nhồi kín mép tơn ximăng cát sét dẻo, cho khơng khí phía tôn lưu chuyển tự qua mép tơn ngồi Sơ đồ mơ hình xác định HSE thực địa thể hình 23 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHĨNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA Mặt đất đá Vị trí đo phóng xạ Nắp đậy Thân quặng phóng xạ Vữa ximăng cát 20-25 cm Trên m Hình - Sơ đồ mơ hình xác định HSE thực địa Đo cường độ phóng xạ 9.1 Đo cường độ phóng xạ lần thứ (I1) Trước chuẩn bị đậy nắp mơ hình, phải chuẩn bị máy đo phổ gamma Ngay sau xây dựng xong mơ hình, tiến hành đo cường độ phóng xạ máy đo phổ gamma, lấy kênh Urani Vị trí đo cường độ phóng xạ bề mặt, tâm mơ hình Thao tác đo phải thực quy định sử dụng máy Quy phạm thăm dò phóng xạ hành Số liệu đo I1 trung bình số học lần đo 9.2 Tích lũy Radon Sau đo xong, giữ ngun mơ hình để tích lũy Radon thời gian 30 ngày Trong thời gian đó, khơng thay đổi mơ hình Nếu có nước chảy vào mơ hình, phải đầu rãnh để hướng dịng chảy cách xa mơ hình 2m 9.3 Đo cường độ phóng xạ lần thứ (I2) Chỉ tiến hành đo cường độ phóng xạ lần thứ điều kiện sau thỏa mãn: Thời gian tích lũy Radon 30 ngày; Mơ hình khơng bị tác động học đáng kể (không bị đào xới, thủng nắp đậy, bật nắp …); Khơng có mưa với lượng mưa 100mm/ngày có dịng nước chảy tràn qua mơ hình vịng ngày trước đo; Thao tác đo cường độ phóng xạ lần thứ tương tự mục 9.1 quy trình 24 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA 10 Tính HSE Sau có giá trị I1 I2, tính HSE theo cơng thức (2) quy trình 11 Hiệu lực thi hành Quy trình có hiệu lực thi hành sau 15 ngày, kể từ ngày ký định ban hành 25 QUY TRÌNH XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ VÀ HỆ SỐ EMAN HÓA Thư mục tài liệu tham khảo [1] Báo cáo tổng kết đề tài nghiên cứu “Xác định hệ số cân phóng xạ hệ số eman hóa đất đá quặng phương pháp hóa phóng xạ” Nguyễn Tuấn Phong nnk, Hà Nội, năm 1989 Lưu trữ Liên đoàn Địa chất Xạ Hiếm [2] Địa vật lý phóng xạ Lê Khánh Phồn.Trường Đại học Mỏ-Địa chất, năm 2004 [3] Hướng dẫn sử dụng digiDART GAMMAVISION32 (bản tiếng Anh) [4] Hướng dẫn sử dụng Radon Detector (RAD7) (bản tiếng Anh) [5] Pháp lệnh đo lường Nghị định hướng dẫn thi hành Nxb Chính trị quốc gia Hà Nội, năm 2002 26 ... CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG... ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI 10 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI 11 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ... NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI 15 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN BẰNG PHÓNG XẠ, HỆ SỐ EMAN HÓA QUẶNG URANI 16 ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HỆ SỐ CÂN