Các thiết bị chiếu xạ gamma ứng dụng trong xử lý bằng bức xạ

qu¸ tr×nh chiÕu x¹ cè ®Þnh, th× nguån phãng x¹ ®−îc dÞch chuyÓn ®Õn buång chiÕu sau khi c¸c thïng chøa s¶n phÈm ®· ®−îc xÕp, ®Æt t¹i ®ã ®Ó chiÕu x¹. ThiÕt bÞ chiÕu x¹ còng cÇn bè trÝ c¸c khu vùc ®Ó l−u tr÷ c¸c s¶n phÈm ch−a xö lý vµ c¸c s¶n phÈm ®· xö lý. Yªu cÇu th«ng th−êng ®èi víi thiÕt kÕ thiÕt bÞ chiÕu x¹ lµ hai lo¹i s¶n phÈm nãi trªn kh«ng ®−îc phÐp lÉn lén víi nhau mét c¸ch kh«ng cè ý (chó ý hµng rµo ng¨n c¸ch trong h×nh 6). Vµ tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ còng ph¶i ®−îc trang bÞ c¸c phßng thÝ nghiÖm phï hîp ®Ó thùc hiÖn c¸c phÐp ®o liÒu. Mét sè thiÕt bÞ chiÕu x¹ còng cÇn trang bÞ mét phßng thÝ nghiÖm vi sinh hoÆc mét phßng thÝ nghiÖm kiÓm tra vËt liÖu. c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma c¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ. Cã mét sè lo¹i nguån chiÕu x¹ phï hîp víi quy m« c«ng nghiÖp. Do ®ã, mét nhµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ chiÕu x¹ cã n¨ng lùc dÔ dµng chän lùa mét lo¹i nguån phï hîp nhÊt cho môc ®Ých chiÕu x¹ c«ng nghiÖp. ThiÕt kÕ mét nguån chiÕu x¹ thay ®æi tõ lo¹i nhá, nã phï hîp cho nghiªn cøu vÒ bøc x¹, ®Õn lo¹i rÊt lín, nã ®¸p øng cho viÖc xö lý hµng tr¨m tÊn s¶n phÈm mçi ngµy. Nh÷ng kh¸c biÖt chÝnh gi÷a c¸c nguån chiÕu x¹ lµ tæng ho¹t ®é phãng x¹ cña nguån (VÝ dô, tæng ho¹t ®é cña cobalt) vµ ph−¬ng thøc dÞch chuyÓn c¸c s¶n phÈm trong buång chiÕu x¹. Bªn c¹nh ®ã, ph−¬ng thøc vËn hµnh cña nguån phãng x¹ còng cã thÓ ®−îc lùa chän sao cho phï hîp víi mét øng dông riªng. Thªm vµo ®ã, c¸c nhµ s¶n xuÊt cã thÓ vµ sÏ thay ®æi thiÕt kÕ cña mét nguån chiÕu x¹ sao cho phï hîp h¬n víi c¸c yªu cÇu riªng. C¸c nguyªn t¾c thiÕt kÕ c¬ b¶n ®èi víi tÊt c¶ c¸c nguån chiÕu x¹ lµ: - §¹t ®−îc n¨ng l−îng hiÖu dông tèi ®a cña bøc x¹ - §¹t ®−îc ®é ®ång liÒu t−¬ng ®èi trong s¶n phÈm, vµ - §¶m b¶o an toµn vµ vËn hµnh ®¬n gi¶n. C¸c nguyªn t¾c nµy lu«n kÕt hîp chÆt chÏ víi c¸c yÕu tè thiÕt kÕ sau ®©y, nã ®· ®−îc c«ng nhËn tõ khi chiÕu x¹ c«ng nghiÖp míi ra ®êi vµ ®−îc thùc hiÖn tèt: - C¸c bót ch× nguån cobalt-60 ®−îc bäc hai líp, - BÓ b¶o qu¶n nguån phãng x¹ b»ng n−íc (chèng ion ho¸), - Mét vµi líp (d·y) s¶n phÈm xung quanh nguån phãng x¹, vµ - T−êng b¶o vÖ sinh häc d¹ng rÝch r¾c ®−îc lµm b»ng bª t«ng cã mËt ®é theo ®óng tiªu chuÈn. thiÕt kÕ c«ng suÊt vµ ho¹t ®é cho nguån phãng x¹ C«ng suÊt xö lý s¶n phÈm chñ yÕu phô thuéc vµo ho¹t ®é hiÖn t¹i cña nguån phãng x¹ ®−îc l¾p ®Æt vµ c¸c yªu cÇu vÒ liÒu bøc x¹. Ho¹t ®é cña nguån cã thÓ thay ®æi tõ hµng chôc kCi ®Õn vµi MCi. Ho¹t ®é khi l¾p ®Æt lu«n nhá h¬n ho¹t ®é cùc ®¹i ®èi víi nguån chiÕu x¹ ®· ®−îc thiÕt kÕ, mµ nã liªn quan ®Õn “c«ng suÊt khi thiÕt kÕ”. ViÖc lùa chän mét c«ng suÊt theo thiÕt kÕ dùa vµo c¸c yªu cÇu vÒ liÒu ®èi víi c¸c øng dông ®· ®−îc x¸c ®Þnh vµ c«ng suÊt tèi ®a xö lý s¶n phÈm hµng n¨m ®−îc kú väng trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ chiÕu x¹, bao gåm c¶ c¸c yªu cÇu trong t−¬ng lai. Th«ng th−êng, cÇn thö nghiÖm khi b¾t ®Çu vËn hµnh mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ víi nguån cã ho¹t ®é nhá h¬n (nh− nh÷ng yªu cÇu hiÖn t¹i) so víi thùc tÕ thiÕt kÕ cña nã, vµ sau ®ã n¹p thªm dÇn cobalt vµo b¶ng nguån cho b»ng víi yªu cÇu. Mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ kh«ng ®−îc cÊp phÐp khi ho¹t ®é phãng x¹ cña nguån lín h¬n c«ng suÊt ®−îc thiÕt kÕ bëi v× nã ®· ®−îc thiÕt kÕ cho c«ng suÊt ®· ®Þnh, ®Æc biÖt lµ ph¶i ®¸p øng c¸c yªu cÇu vÒ che ch¾n phãng x¹. B¶ng II chØ ra ph©n bè c«ng suÊt thiÕt kÕ vµ ho¹t ®é phãng x¹ ®−îc l¾p ®Æt hiÖn nay cña 165 thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma th−¬ng m¹i, mµ chóng ®¸p øng ®−îc c¸c yªu cÇu nãi trªn [10,11]. SuÊt liÒu trong s¶n phÈm chiÕu x¹ cã liªn quan trùc tiÕp ®Õn ho¹t ®é phãng x¹ cña nguån ®−îc l¾p ®Æt. KiÓm so¸t liÒu hÊp thô ®−îc chØ ®Þnh b»ng c¸ch ®iÒu chØnh thêi gian chiÕu x¹ hoÆc tèc ®é hÖ b¨ng t¶i. ChØ cÇn sù suy gi¶m cña ho¹t ®é nguån phãng x¹ do sù ph©n r· phãng x¹; nÕu kh«ng ®−îc xem xÐt th× nã cã thÓ ¶nh h−ëng rÊt lín ®Õn ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ - c¶ vÒ tµi chÝnh còng nh− lµ kÕ ho¹t ho¹t ®éng cña ®¬n vÞ. Ho¹t ®é cña mét nguån cobalt-60 hµng n¨m gi¶m kho¶ng 12%. Do vËy, nhµ vËn hµnh thiÕt bÞ chiÕu x¹ cÇn bï b¾p cho l−îng ho¹t ®é bÞ mÊt ®i nµy (nã lµm gi¶m c¶ suÊt liÒu) b»ng viÖc t¨ng thªm thêi gian chiÕu x¹ kho¶ng 1% mçi th¸ng ®Ó s¶n phÈm nhËn ®−îc ®ñ liÒu yÒu cÇu. Th«ng th−êng thêi gian chiÕu x¹ trë nªn dµi h¬n, kh«ng ®¸p øng ®−îc trong thùc tÕ (lµm gi¶m c«ng suÊt xö lý s¶n phÈm), cho nªn yªu cÇu ®−îc ®Æt ra lµ cÇn n¹p thªm c¸c bót ch× cobalt-60 vµo b¶ng nguån (bæ sung nguån) sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh, ®iÒu nµy phô thuéc vµo c¸c yªu cÇu xö lý s¶n phÈm. HiÖn nay, th«ng th−êng ®èi víi c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ th−¬ng m¹i th× n¨ng l−îng hiÖu dông ph¸t ra tõ nguån phãng x¹ mµ s¶n phÈm hÊp thô ®−îc lµ 30%. Do ®ã, mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ víi ho¹t ®é nguån cobalt-60 lµ 1 MCi (1 triÖu Ci) th× sÏ xö lý ®−îc 4 tÊn (Mg) s¶n phÈm mçi giê víi liÒu cùc tiÓu lµ 4 kGy (th−êng ®èi víi chiÕu x¹ thùc phÈm). NÕu liÒu yªu cÇu lµ 25 kGy (¸p dông cho khö trïng c¸c s¶n phÈm ch¨m sãc søc khoÎ), th× c«ng suÊt xö lý sÏ gi¶m chØ cßn 0.65 tÊn mét giê. liÒu xö lý vµ liÒu chØ ®Þnh LiÒu xö lý lµ liÒu cÇn thiÕt ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu øng mong muèn ®èi víi s¶n phÈm, nã ®−îc x¸c ®Þnh th«ng qua nghiªn cøu vÒ bøc x¹, nã liªn quan ®Õn viÖc x¸c ®Þnh mèi quan hÖ liÒu-hiÖu øng cña s¶n phÈm/hiÖu øng trong c¸c øng dông khö trïng c¸c s¶n phÈm ch¨m sãc søc khoÎ hoÆc lµm gi¶m sè l−îng vi khuÈn g©y ®éc trong thÞt gµ. Nh×n chung, kÕt qu¶ cña viÖc nghiªn cøu nãi trªn lµ t×m hiÓu vÒ hai lo¹i giíi h¹n vÒ liÒu: giíi h¹n liÒu thÊp víi liÒu cùc tiÓu ®−îc yªu cÇu ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu øng mong muèn trong s¶n phÈm, vµ giíi h¹n liÒu cao ®−îc x¸c ®Þnh nh»m ®¶m b¶o r»ng bøc x¹ sÏ kh«ng ¶nh h−ëng ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm (ch¼ng h¹n nh−: c¸c thµnh phÇn nhùa trong c¸c s¶n phÈm ch¨m sãc søc khoÎ cã thÓ trë nªn bÞ gißn-g·y, hoÆc c¸c lo¹i gia vÞ cã thÓ bÞ mÊt ®i h−¬ng vÞ). B¶ng II. Ph©n bè c«ng suÊt thiÕt kÕ vµ ho¹t ®é cña c¸c nguån phãng x¹ ®−îc l¾p ®Æt theo vïng l∙nh thæ ®èi víi 165 thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma th−¬ng m¹i Ho¹t ®é cña nguån cobalt-60 (kCi) Trªn toµn Ch©u phi §«ng ¸ vµ Ch©u ©u Ch©u Mü la Nam mü T©y ¸ thÕ giíi th¸i b×nh d−¬ng tinh C«ng suÊt thiÕt kÕ Kh«ng sö dông* 15-500 500-100 >1000 28 47 37 53 3 1 0 1 9 41 23 13 12 2 9 8 0 2 3 4 1 1 0 27 3 0 2 0 Ho¹t ®é hiªn t¹i Kh«ng sö dông* 15-500 500-100 >1000 70 53 14 28 0 4 1 0 44 28 5 9 11 12 3 5 1 4 3 1 14 1 1 13 0 4 1 0 (*): - Th«ng tin kh«ng chÝnh thøc, - Kh«ng sö dông ®Ó chiÕu x¹ th−¬ng m¹i. Th«ng th−êng, mçi s¶n phÈm/qu¸ tr×nh cÇn quan t©m ®Õn hai giíi h¹n vÒ liÒu nãi trªn, vµ c¸c gi¸ trÞ nµy x¸c ®inh kh¶ n¨ng cã thÓ chÊp nhËn d¶i liÒu ®Ó sao cho tÊt c¶ c¸c phÇn cña s¶n phÈm sÏ nhËn ®−îc liÒu trong d¶i ®ã. C¸c gi¸ trÞ giíi h¹n vÒ liÒu nµy, ®Æc biÖt ®èi víi c¸c s¶n phÈm th«ng th−êng nh− thùc phÈm vµ c¸c s¶n phÈm ch¨m sãc søc khoÎ ph¶i ®−îc quy ®Þnh bëi c¸c c¬ quan cã thÈm quyÒn cña quèc gia. Tû sè gi÷a giíi h¹n liÒu cùc ®¹i vµ giíi h¹n liÒu cùc tiÓu cã thÓ ®−îc xem nh− tû sè giíi h¹n liÒu. Trong qu¸ tr×nh xö lý chiÕu x¹, c¸c bøc x¹ gamma t−¬ng t¸c víi s¶n phÈm th«ng qua mét sè lo¹i t−¬ng t¸c nguyªn tö, ch¼ng h¹n nh− t¸n x¹ Compton, hiÖu øng quang ®iÖn vµ qu¸ tr×nh t¹o cÆp [12]. Th«ng qua c¸c lo¹i t−¬ng t¸c nµy vµ kÕt qu¶ lµ nã sÏ truyÒn n¨ng l−îng cho s¶n phÈm, do ®ã s¶n phÈm nhËn ®−îc liÒu bøc x¹. c−êng ®é bøc x¹ bÞ gi¶m khi xuyªn qua s¶n phÈm, dÉn ®Õn viÖc gi¶m liÒu theo bÒ dµy cña s¶n phÈm. H×nh 7. Ph©n bè liÒu-chiÒu s©u trong mét thïng s¶n phÈm ®−îc chiÕu x¹ tõ hai mÆt b»ng nguån cobalt-60. §−êng cong ‘a’ minh ho¹ ph©n bè liÒu-chiÒu s©u khi s¶n phÈm chØ ®−îc chiÕu x¹ tõ mét mÆt (nguån ë vÞ trÝ ‘a’). t−¬ng tù, khi nguån ë vÞ ttrÝ ‘b’, ph©n bè liÒu- chiÒu s©u ®−îc minh ho¹ bëi ®−êng cong ‘b’. Do vËy, tæng liÒu chiÕu x¹ tõ hai mÆt cña thïng s¶n phÈm ®−îc thÓ hiÖn b»ng ®−êng cong ‘a+b’. Chó ý r»ng liÒu tæng céng nµy lµ ®ång ®Òu h¬n so víi tr−êng hîp chØ chiÕu x¹ tõ mét mÆt cña thïng s¶n phÈm (®−êng cong ‘a’ hoÆc ‘b’). §iÒu nµy ®−îc xem nh− ph©n bè liÒu-chiÒu s©u (xem h×nh 7, ®−êng cong a hoÆc b). Tèc ®é suy gi¶m liÒu phô thuéc vµo thµnh phÇn vµ mËt ®é cña s¶n phÈm, còng nh− lµ n¨ng l−îng cña bøc x¹ gamma. Bªn c¹nh ®ã, sù thay ®æi cña liÒu theo chiÒu s©u còng t¹o nªn sù kh¸c biÖt vÒ liÒu theo c¸c mÆt bªn. Sù thay ®æi vÒ liÒu nµy phô thuéc vµo cÊu h×nh chiÕu x¹. C¶ hai sù thay ®æi vÒ liÒu ®ã g©y nªn sù kh«ng ®ång ®Òu vÒ liÒu ®−îc chØ ®Þnh ®èi víi s¶n phÈm. Sù chªnh lÖch vÒ liÒu trong s¶n phÈm ®−îc chiÕu x¹ lµ kh«ng thÓ tr¸nh khái ®−îc. Mét ph−¬ng ph¸p ®−îc chÊp nhËn ®Ó miªu t¶ sù kh«ng ®ång liÒu nµy lµ kh¸i niÖm tû sè ®ång liÒu (DUR), nã lµ tû sè gi÷a gi¸ trÞ liÒu cùc ®¹i vµ liÒu cùc tiÓu trong mét thïng s¶n phÈm. Tû sè nµy t¨ng theo mËt ®é cña s¶n phÈm vµ kÝch th−íc cña thïng s¶n phÈm (xem h×nh 8). HÖ sè ®ång liÒu (DUR) H×nh 8. Sù phô thuéc cña hÖ sè ®ång liÒu (DUR) vµo mËt ®é s¶n phÈm ®èi víi hai cÊu h×nh cña thiÕt bÞ chiÕu x¹ (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ Nordion MSD, Canada). Tû sè nµy cã thÓ tiÖm cËn ®Õn sù ®ång nhÊt (vÝ dô, nhá h¬n 1.05) ®èi víi c¸c mÉu nghiªn cøu bøc x¹, khi mµ môc ®Ých nghiªn cøu nh»m x¸c ®Þnh mèi t−¬ng quan gi÷a hiÖu øng bøc x¹ vµ liÒu hÊp thô trong mÉu. Nh×n chung, ®iÒu nµy cã thÓ ®¹t ®−îc b»ng c¸ch gi¶m kÝch th−íc cña mÉu. §èi víi chiÕu x¹ c«ng nghiÖp th× kh«ng thÓ ®¹t ®−îc hÖ sè ®ång liÒu nh− vËy v× c¸c lý do kinh tÕ. Mét thïng s¶n phÈm th−êng cã kÝch th−íc lµ 60 cm x 50 cm x 150 cm, vµ mét sè thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®−îc thiÕt kÕ ®Ó chiÕu x¹ c¶ gi¸ s¶n phÈm cã kÝch th−íc 120cm x 100 cm x 150 cm. HÖ sè ®ång liÒu sÏ trë nªn cã ý nghÜa h¬n sù ®ång nhÊt trong c¸c thïng s¶n phÈm lín ®ã. Tuy nhiªn, may m¾n lµ vÊn ®Ò quan träng nhÊt trong c¸c øng dông lµ tån t¹i mét d¶i liÒu réng mµ cã thÓ ®−îc chÊp nhËn ®Ó ®¹t ®−îc hiÖu øng mong muèn mµ kh«ng ¶nh h−ëng xÊu ®Õn chÊt l−îng s¶n phÈm. VÝ dô nh−, tû sè giíi h¹n liÒu trong kho¶ng 1.5 ®Õn 3 ¸p dông cho nhiÒu øng dông, ®«i khi cã thÓ lín h¬n phô thuéc vµo s¶n phÈm vµ qu¸ tr×nh chiÕu x¹. Do ®ã, nguyªn t¾c h−íng dÉn lµ: HÖ sè ®ång liÒu ®o ®−îc ph¶i nhá h¬n hÖ sè giíi h¹n liÒu ®−îc quy ®Þnh cho øng dông ®ã. Cã hai c¸ch ®Ó gi¶m hÖ sè ®ång liÒu trong thïng s¶n phÈm (tøc lµ lµm cho liÒu hÊp thô trong s¶n phÈm trë nªn ®ång ®Òu h¬n). Sù thay ®æi liÒu theo chiÒu s©u cña s¶n phÈm ®−îc gi¶m dÔ dµng b»ng c¸ch chiÕu x¹ tõ nhiÒu h¬n mét mÆt cña thïng s¶n phÈm (nh− ®−îc minh ho¹ trong h×nh 7). §iÒu nµy cã thÓ thùc hiÖn ®−îc b»ng viÖc quay thïng s¶n phÈm trong qu¸ tr×nh chiÕu x¹ hoÆc thïng s¶n phÈm chuyÓn ®éng xung quanh nguån phãng x¹. TÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ¸p dông mét trong hai ph−¬ng thøc nµy nh»m môc ®Ých gi¶m hÖ sè ®ång liÒu. Còng cã mét sè ph−¬ng ph¸p ®Ó gi¶m sù thay ®æi vÒ liÒu t¹i c¸c vÞ trÝ trªn mÆt bªn c¹nh cña thïng s¶n phÈm, ®ã lµ bè trÝ c¸c bót ch× nguån cã ho¹t ®é cao h¬n gÇn hai bªn cña b¶ng nguån (lµm gi·n réng vïng ho¹t cña nguån), vµ s¾p xÕp c¸c thïng s¶n phÈm sao cho c©n ®èi víi nguån phãng x¹ (nguån lÊn qua s¶n phÈm hoÆc ng−îc l¹i). C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ kh¸c ¸p dông nhiÒu ph−¬ng ph¸p kh¸c nhau ®Ó gia t¨ng sù ®ång ®Òu cña liÒu hÊp thô trong s¶n phÈm. C¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ Tr¶i qua nhiÒu n¨m, c¸c nhµ s¶n xuÊt vµ c¸c nhµ cung cÊp thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®· cã rÊt nhiÒu nç lùc nh»m ®¸p øng nh÷ng yªu cÇu gia t¨ng cña ngµnh c«ng nghiÖp chiÕu x¹. C¸c yÕu tè chÝnh ®−îc tËp chung lµ c¸c vÊn ®Ò: hiÖu qu¶ xö lý b»ng bøc x¹, sù ®ång ®Òu vÒ liÒu trong s¶n phÈm, sù tin cËy hoµn toµn vÒ thêi gian vµ ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ chiÕu x¹. C¸c vÊn ®Ò nµy ®· ®−îc c¶i thiÖn ®Òu ®Æn theo thêi gian. C¸c phÐp ®o nµy mang l¹i kÕt qu¶ lµ c¸c quy m« vµ thiÕt kÕ kh¸c nhau cña c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®ã cã thÓ phï hîp cho c¸c øng dông riªng biÖt. Do ®ã, c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ quy m« th−¬ng m¹i cã thÓ ®¸p øng víi hÇu hÕt c¸c yªu cÇu trong c«ng nghiÖp xö lý chiÕu x¹. Bªn c¹nh ®ã, c¸c thiÕt kÕ cã thÓ c¶i tiÕn cho phï hîp h¬n víi c¸c yªu cÇu riªng cña mét øng dông. C¸c kh¸i niÖm vÒ thiÕt kÕ kh¸c vµ mét sè thiÕt kÕ riªng cña thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®−îc th¶o luËn trong tµi liÖu tham kh¶o [13]. VÒ c¬ b¶n, c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma cã thÓ ph©n thµnh hai nhãm sau: ƒ C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®éc lËp, vµ ƒ C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®a n¨ng. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®éc lËp (theo ph©n lo¹i cña IAEA lµ lo¹i I vµ III) C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®éc lËp ®−îc thiÕt kÕ riªng cho nghiªn cøu vµ c¸c øng dông víi yªu cÇu liÒu thÊp vµ c«ng suÊt nhá, còng nh− lµ chiÕu x¹ m¸u ®Ó phßng tr¸nh TA- GVHD vµ ®Ó diÖt c«n trïng ®èi víi c¸c ch−¬ng tr×nh kiÓm so¸t c«n trïng g©y h¹i. PhÇn lín c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy cã nguån phãng x¹ b¶o qu¶n kh« vµ ho¹t ®é phãng x¹ cña nguån giíi h¹n vµo kho¶ng 25 kCi (xem h×nh 9). C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy, nguån phãng x¹ ®Æt ë trong buång chiÕu (cã thÓ lµ nguån cobalt-60 hoÆc caesium-137) ®−îc che ch¾n b»ng t−êng ch× hoÆc vËt liÖu t−¬ng tù, vµ cã ®éng c¬ ®Ó dÞch chuyÓn mÉu tõ vÞ trÝ n¹p ®Õn vÞ trÝ chiÕu x¹. C¸c nguån chiÕu x¹ lo¹i nµy cã thÓ ®−îc ®Æt rÊt thuËn tiÖn t¹i mét phßng thÝ nghiÖm hoÆc mét buång chiÕu mµ kh«ng cÇn ph¶i che ch¾n thªm. Nh÷ng −u ®iÓm c¬ b¶n cña c¸c nguån chiÕu x¹ nhá nµy lµ l¾p ®Æt vµ vËn hµnh chóng dÔ dµng, chóng t¹o ra suÊt liÒu cao vµ ®¹t ®−îc sù ®ång liÒu tèt, vµ ®iÒu nµy rÊt cÇn thiÕt cho c«ng t¸c nghiªn cøu vÒ bøc x¹. C¸c ®Æc tÝnh nµy ®¹t ®−îc do mÉu ®−îc ®Æt víi c¸c bót ch× nguån bao quanh, v× thÕ nã nhËn ®−îc bøc x¹ tõ tÊt c¶ c¸c h−íng. C¸c nguån chiÕu x¹ lo¹i nµy chØ giíi h¹n ®Æt ®−îc c¸c mÉu cã thÓ tÝch tõ 1-5 lÝt. Tuy nhiªn, kÝch th−íc nµy lµ hoµn toµn ®¸p øng cho c¸c mÉu nghiªn cøu vµ chiÕu x¹ quy m« nhá. §Ó chiÕu x¹, th× mÉu ®−îc ®Æt trong buång chiÕu t¹i vÝ trÝ n¹p (®−îc b¶o vÖ-che ch¾n hoµn toµn), vµ thêi gian chiÕu x¹ ®−îc ®Æt sao cho mÉu nhËn ®−îc liÒu ®· ®−îc chØ ®Þnh (xem h×nh 9). NhÊn mét nót trªn b¶ng ®iÒu khiÓn ®Ó buång chiÕu cïng víi mÉu sÏ tù ®éng dÞch chuyÓn ®Õn vÞ trÝ chiÕu x¹ vµ nã sÏ quay l¹i vÞ trÝ dì mÉu ra (®−îc che ch¾n) khi kÕt thóc qu¸ tr×nh chiÕu x¹. H×nh 9. ThiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma ®éc lËp, nguån ®−îc b¶o qu¶n kh« phï hîp cho c«ng t¸c nghiªn cøu vµ chiÕu x¹ quy m« nhá. Trong qu¸ tr×nh chuÈn bÞ chiÕu x¹, mét gi¸ chøa mÉu ®−îc ®Æt trong buång chiÕu khi nã ë vÞ trÝ n¹p mÉu. Tuú thuéc vµo suÊt liÒu cña ngµy chiÕu x¹, mµ ®ång hå ®o thêi gian trªn b¶ng ®iÒu khiÓn (nót bªn ph¶i) ®−îc ®Æt sao cho mÉu nhËn ®−îc liÒu mong muèn. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®éc lËp nµy ®−îc IAEA ph©n thµnh lo¹i I (nguån b¶o qu¶n kh«) vµ lo¹i III (nguån b¶o qu¶n −ít). C¸c øng dông vµ c¸c thñ tôc ®èi víi viÖc sö dông hai lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ nµy ®−îc miªu t¶ trong sæ tay thùc hµnh an toµn bøc x¹ do IAEA xuÊt b¶n [14]. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®a n¨ng (theo ph©n lo¹i cña IAEA lµ lo¹i II vµ IV) §èi víi c¸c nguån chiÕu x¹ quy m« thÝ nghiÖm vµ quy m« th−¬ng m¹i hoµn toµn th× C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®a n¨ng lµ phï hîp h¬n, v× nguån phãng x¹ cña chóng cã thÓ bao gåm mét sè bót ch× nguån cobalt-60 ®−îc s¾p ®Æt trªn mét b¶ng nguån (nh− b¶ng nguån trong h×nh 6) hoÆc d¹ng h×nh trô (h×nh 11), mµ chóng cã thÓ ®−îc chuyÓn vµo mét buång chiÕu x¹ lín. Khi dÞch chuyÓn khái buång chiÕu nµy th× nguån phãng x¹ ®−îc b¶o qu¶n bëi n−íc (b¶o qu¶n −ít), hoÆc b¶o qu¶n b»ng ch× hoÆc c¸c vËt liÖu cã nguyªn tö khèi cao thÝch hîp (b¶o qu¶n kh«). Do c¸c nguån phãng x¹ ph¸t ra bøc x¹ gamma theo tÊt c¶ c¸c h−íng, nªn c¸c thïng chøa s¶n phÈm ®−îc ®Æt xung quanh ®Ó t¨ng hiÖu qu¶ sö dông n¨ng l−îng. V× vËy, nhiÒu thïng chøa s¶n phÈm (100 ®Õn 200) th−êng ®−îc chiÕu x¹ ®ång thêi. §èi viÖc bè trÝ chiÕu x¹ nh− vËy, suÊt liÒu trung b×nh thÊp h¬n nhiÒu vµ s¶n phÈm cÇn ®−îc chiÕu x¹ trong kho¶ng thêi gian dµi h¬n. Tuy nhiªn, bï l¹i lµ trong thùc tÕ nhiÒu thïng s¶n phÈm lín ®−îc chiÕu x¹ ®ång thêi. C¸c thiÕt bÞ xö lý bøc x¹ cã thÓ ®−îc ph©n lo¹i theo kiÓu ho¹t ®éng-theo mÎ hoÆc liªn tôc. C¸c s¶n phÈm cã thÓ ®−îc dÞch chuyÓn trong buång chiÕu x¹ (n¬i diÔn ra qu¸ tr×nh chiÕu x¹) khi nguån phãng x¹ ë vÞ trÝ b¶o qu¶n hoµn toµn (chiÕu x¹ theo mÎ) hoÆc khi nguån ®ang ë vÞ trÝ chiÕu x¹ (chÕ ®é chiÕu x¹ liªn tôc). §Ó gi¶m sù kh¸c biÖt vÒ liÒu hÊp thô trong thïng s¶n phÈm th× nã cã thÓ ®−îc xoay trong qu¸ tr×nh chiÕu x¹ (thÝch hîp cho chÕ ®é chiÕu x¹ theo mÎ) hoÆc thïng s¶n phÈm ®−îc dÞch chuyÓn quanh nguån phãng x¹; phï hîp ®èi víi chÕ ®é chiÕu x¹ liªn tôc, nh−ng còng cã thÓ ¸p dông cho mét sè thiÕt bÞ chiÕu x¹ theo mÎ. §èi víi c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®ßi hái c«ng suÊt lín th× chÕ ®é ho¹t ®éng liªn tôc lµ thÝch hîp h¬n. Phô thuéc vµo thiÕt kÕ cña thiÕt bÞ chiÕu x¹, c¸c thïng chøa s¶n phÈm ®i xung quanh nguån phãng x¹ trªn mét hÖ b¨ng t¶i (hoÆc ®−îc treo theo ®−êng ray tõ trªn trÇn cña buång chiÕu x¹) mét vµi lÇn (th«ng th−êng, tõ 1 ®Õn 4 lÇn), vµ thïng s¶n phÈm còng cã thÓ dÞch chuyÓn trªn c¸c ®é cao kh¸c nhau (®¶o tÇng). Môc ®Ých c¬ b¶n lµ ®Ó s¶n phÈm hÊp thô ®−îc nhiÒu nhÊt n¨ng l−îng bøc x¹ cã thÓ vµ ®¹t ®−îc sù ®ång liÒu t−¬ng ®èi. §èi víi c¸c yªu cÇu chiÕu x¹ liÒu thÊp, thïng s¶n phÈm cã thÓ ®−îc dÞch chuyÓn liªn tôc; tèc ®é b¨ng t¶i ®−îc lùa chon sao cho ®¸p øng ®−îc liÒu yªu cÇu. Tuy nhiªn, ®èi víi c¸c øng dông yªu cÇu chiÕu x¹ liÒu cao, th× nh×n chung tèc ®é cña b¨ng t¶i sÏ rÊt thÊp, do ®ã thiÕt bÞ ho¹t ®éng theo chÕ ®é dõng lµ thÝch hîp h¬n. Trong chÕ ®é ho¹t ®éng nµy, c¸c thïng s¶n phÈm ®øng l¹i (dõng) t¹i c¸c vÞ trÝ chiÕu x¹ ®−îc x¸c ®Þnh xung quanh nguån phãng x¹ trong mét kho¶ng thêi gian dõng nµo ®ã (th−êng lµ vµi phót), vµ sau ®ã tÊt c¶ chóng ®−îc dÞch ®Õn c¸c vÞ trÝ tiÕp theo, sao cho mçi thïng s¶n phÈm cuèi cïng sÏ dõng ë tõng vÞ trÝ (t¹i tÊt c¶ ®−êng xung quanh nguån) tr−íc khi chóng ®i ra khái buång chiÕu. §èi víi chÕ ®é ho¹t ®éng nµy, thêi gian dõng ®−îc lùa chän dùa vµo liÒu yªu cÇu. H×nh 10 chØ ra chuçi dÞch chuyÓn cña thïng s¶n phÈm xung quanh b¶ng nguån, víi 4 ®−êng ®i cho mét møc ®é cao cña thïng s¶n phÈm cña mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ ho¹t ®éng theo chÕ ®é dõng. H×nh 10. VÝ dô vÒ mét chuçi trong qu¸ tr×nh chiÕu x¹ cña mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ víi 4 ®−êng ®i cho mét møc ®é cao cña thïng s¶n phÈm. mçi thïng s¶n phÈm chiÕm mét trªn 40 vÞ trÝ cña chuçi trong qu¸ tr×nh chiÕu x¹ trong buång chiÕu. VÞ trÝ ‘A’ ®−îc cè ®Þnh (vÞ trÝ duy nhÊt, t−ëng t−îng) trªn mÆt bªn cña thïng s¶n phÈm, nã ®¸nh dÊu thïng s¶n phÈm ®−îc ®¶o mÆt h−íng vµo b¶ng nguån khi thïng s¶n phÈm ®i quanh nguån. B»ng c¸ch nµy, mçi thïng s¶n phÈm ®−îc chiÕu x¹ tõ hai mÆt. §èi víi c¸c thiÕt bÞ yªu cÇu c«ng suÊt chiÕu x¹ t−¬ng ®èi nhá th× thiÕt bÞ cã kh¶ n¨ng xö lý s¶n phÈm theo mÎ trë nªn h÷u dông h¬n. H×nh 11 chØ ra s¬ ®å khèi cña mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ theo mÎ ®¬n gi¶n mµ nguån phãng x¹ lµ c¸c thanh cobalt-60 h×nh trô ®¬n gi¶n. §èi víi chÕ ®é ho¹t ®éng nµy, mét sè thïng s¶n phÈm (mét nhãm thïng) ®−îc ®Æt b»ng tay hoÆc tù ®éng vµo buång chiÕu khi nguån phãng x¹ ®−îc b¶o vÖ t¹i bÓ b¶o qu¶n nguån. Sau ®ã buång chiÕu x¹ ®−îc ®ãng l¹i, nguån ®−îc dÞch chuyÓn vµo buång ®Õn vÞ trÝ chiÕu x¹ cè ®Þnh ®−îc x¸c ®Þnh tr−íc t¹i trung t©m cña c¸c thïng s¶n phÈm vµ chóng ®−îc chiÕu x¹ trong kho¶ng thêi gian yªu cÇu. C¸c thïng s¶n phÈm cã thÓ xoay quanh trôc cña nã hoÆc quay trßn xung quanh nguån trong qu¸ tr×nh chóng ®−îc chiÕu x¹ ®Ó t¨ng sù ®ång liÒu. Sau khi hoµn thµnh qu¸ tr×nh chiÕu x¹, nguån ®−îc dÞch chuyÓn vÒ vÞ trÝ b¶o qu¶n, vµ c¸c thïng s¶n phÈm ®· chiÕu x¹ ®−îc thay thÕ bëi mét nhãm s¶n phÈm kh¸c cho qu¸ tr×nh chiÕu x¹ tiÕp theo. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ë chÕ ®é theo mÎ rÊt phï hîp cho chiÕu x¹ ë quy m« thÝ nghiÖm v× vËn hµnh chóng dÔ dµng. Thªm vµo ®ã, c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy kh¸ dÔ dµng thay ®æi suÊt liÒu còng nh− lµ cÊu h×nh nguån/s¶n phÈm chiÕu x¹ cho môc ®Ých nghiªn cøu. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®a n¨ng nµy ®−îc IAEA ph©n thµnh lo¹i II (nguån b¶o qu¶n kh«) vµ lo¹i IV (nguån b¶o qu¶n −ít). C¸c øng dông vµ c¸c thñ tôc ®èi víi viÖc sö dông hai lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ nµy ®−îc miªu t¶ trong sæ tay thùc hµnh an toµn bøc x¹ do IAEA xuÊt b¶n [15]. H×nh 11. ThiÕt bÞ chiÕu x¹ theo mÎ. Víi thiÕt kÕ ®¬n gi¶n nhÊt, mét nh©n viªn l¸i xe n©ng ®Æt bèn gi¸ s¶n phÈm trªn hÖ cã thÓ quay trong buång chiÕu x¹. Sau ®ã, nh©n viªn ®i ra ngoµi vµ buång chiÕu ®−îc ®ãng l¹i, nguån ®−îc n©ng lªn vµ c¸c gi¸ s¶n phÈm ®−îc quay trong suèt qu¸ tr×nh chiÕu x¹. C¸c ®Æc tÝnh tù ®éng cã thÓ ®−îc thªm vµo ®Ó t¨ng c«ng suÊt xö lý s¶n phÈm (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ Nordion MSD, Canada). C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®a n¨ng phï hîp víi quy m« th−¬ng m¹i Cïng víi sù ph¸t triÓn cña c«ng nghiÖp chiÕu x¹, ngµy cµng cã nhiÒu s¶n phÈm ®· ®−îc xö lý b»ng bøc x¹ gamma víi c¸c môc ®Ých kh¸c nhau. Ngµy nay, nhiÒu lo¹i vËt liÖu ®−îc chiÕu x¹ víi c¸c øng dông kh¸c nhau. Th¸ch thøc kh«ng thay ®æi mµ c¸c nhµ thiÕt kÕ thiÕt bÞ chiÕu x¹ vÉn ph¶i ®èi mÆt lµ: lµm thÕ nµo ®Ó s¶n phÈm chiÕu x¹ nhËn ®−îc tèi ®a n¨ng l−îng hiÖu dông vµ sù ®ång liÒu cao nhÊt, b»ng mét ph−¬ng ph¸p ®¬n gi¶n vµ ®¸ng tin cËy. C¸c ®Æc tÝnh cña c¸c s¶n phÈm míi, ch¼ng h¹n nh− h×nh d¹ng, mËt ®é vµ thµnh phÇn dÉn ®Õn yªu cÇu th−êng xuyªn lµ thay ®æi thiÕt kÕ thiÕt bÞ chiÕu x¹. Mét sè s¶n phÈm cã c¸c yªu cÇu ®Æc biÖt, ch¼ng h¹n nh− thùc phÈm l¹nh vµ ®«ng l¹nh. Víi nh÷ng th¸ch thøc nµy, c¸c nhµ thiÕt kÕ ®· cã mét sè thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®−îc ph¸t triÓn, chóng ®−îc miªu t¶ ë ®©y: C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ mµ s¶n phÈm bao phñ qua nguån phãng x¹: ThiÕt kÕ c¬ b¶n nhÊt lµ ®Æt s¶n phÈm trong c¸c thïng kim lo¹i ®Ó chiÕu x¹. C¸c thïng chøa lo¹i nµy ®«i khi ®−îc xem nh− dông cô mang s¶n phÈm. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy rÊt ®a n¨ng, chóng cã thÓ c¸c s¶n phÈm trong c¸c hép, tói, hoÆc c¸c thïng. Phô thuéc vµo thiÕt kÕ cña thiÕt bÞ chiÕu x¹, mét thïng cã thÓ chøa ®−îc vµi tr¨m kg s¶n phÈm. C¸c thïng nµy dÞch chuyÓn xung quanh nguån phãng x¹ trªn c¸c b¨ng t¶i d¹ng con l¨n trªn bèn hµng (mçi bªn b¶ng nguån cã hai hµng) vµ ë hai tÇng. Cã mét hÖ n©ng-h¹ c¸c thïng gi÷a hai tÇng cña b¨ng t¶i. §é cao tæng céng cña hai thïng s¶n phÈm lµ cao h¬n b¶ng nguån, chÝnh v× thÕ nã ®−îc gäi lµ thiÕt bÞ chiÕu x¹ mµ s¶n phÈm bao phñ qua nguån phãng x¹ (xem h×nh 12), thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy cã thÓ ®¹t ®−îc sù ®ång liÒu trong s¶n phÈm. H¬n n÷a, s¶n phÈm tiÕp xóc ®−îc nhiÒu bøc x¹ h¬n ph¸t ra tõ nguån, vµ v× thÕ hiÖu qu¶ sö dông n¨ng l−îng t−¬ng ®èi cao ®èi víi thiÕt kÕ lo¹i nµy. Tuy nhiªn, s¶n phÈm ®i qua hai ®é cao kh¸c nhau lµm cho c¬ chÕ truyÒn t¶i trë nªn phøc t¹p h¬n. H×nh 12. Hai cÊu h×nh chiÕu x¹: s¶n phÈm bao phñ qua nguån phãng x¹ vµ nguån phãng x¹ lÊn qua s¶n phÈm. Chó ý r»ng ®èi víi cÊu h×nh s¶n phÈm bao phñ qua nguån phãng x¹, ®é cao tæng céng cña hai thïng s¶n phÈm cao h¬n b¶ng nguån vµ mçi thïng s¶n phÈm ph¶i ®i qua hai ®é cao kh¸c nhau sau mét chu tr×nh chiÕu x¹. Cßn ®èi víi cÊu h×nh nguån phãng x¹ lÊn qua s¶n phÈm th× ®é cao cña nguån lín h¬n ®é cao cña thïng s¶n phÈm vµ mçi thïng s¶n phÈm chØ ®i ë mét ®é cao sau mét chu tr×nh chiÕu x¹ hoµn chØnh (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ Nordion MSD, Canada). C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ nguån lÊn qua s¶n phÈm: Xem xÐt mét c¸ch ®¬n gi¶n nhÊt c¬ chÕ truyÒn t¶i, th× nh×n chung c¸c thïng s¶n phÈm cña lo¹i thiÕt bÞ nµy dÞch chuyÓn theo bèn hµng hoÆc nhiÒu h¬n nh−ng chØ ë mét ®é cao x¸c ®Þnh. Mét thïng s¶n phÈm (®«i khi chÝnh lµ c¸c dông cô mang s¶n phÈm) cã chiÒu dµi lín h¬n thïng s¶n phÈm ®èi víi tr−êng hîp cÊu h×nh s¶n phÈm bao trïm qua nguån phãng x¹, nh−ng ®é cao nµy vÉn nhá h¬n ®é cao cña b¶ng nguån, vËy nªn nã t¹o thµnh cÊu h×nh nguån lÊn qua s¶n phÈm (xem h×nh 12). C¸c thïng s¶n phÈm cña lo¹i thiÕt bÞ nµy th−êng ®−îc treo tõ mét ®−êng ray tõ trªn trÇn cña buång chiÕu x¹. §é ®ång liÒu cã thÓ so s¸nh ®−îc víi tr−êng hîp cÊu h×nh s¶n phÈm lÊn qua nguån phãng x¹, nh−ng n¨ng l−îng hiÖu dông th× nhá h¬n. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ c¶ gi¸ s¶n phÈm: C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy ®−îc thiÕt kÕ ®Ó chiÕu x¹ toµn bé gi¸ s¶n phÈm nh− khi nhËn ®−îc. C¸c s¶n phÈm ®−îc nhËn víi kÝch th−íc chuÈn cña gi¸ (c¸c thïng chøa), sao cho phï hîp víi c¶ c¸c c«ng ®o¹n kh¸c cña qu¸ tr×nh chiÕu x¹ (bao gåm c¶ viÖc vËn chuyÓn trªn hÖ b¨ng t¶i). Trong mét sè khÝa c¹nh kh¸c, th× c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy t−¬ng tù nh− thiÕt bÞ chiÕu x¹ víi cÊu h×nh s¶n phÈm lÊn qua nguån phãng x¹. Cã hai −u ®iÓm chÝnh ®èi víi thiÕt bÞ chiÕu x¹ c¶ gi¸ s¶n phÈm. Nã tiÕt kiÖm c«ng søc trong viÖc di dêi c¸c hép s¶n phÈm khái c¸c gi¸ ®Ó xÕp chóng vµo trong mét thïng chøa s¶n phÈm (vÝ dô mét thïng mang s¶n phÈm) chuÈn bÞ cho viÖc chiÕu x¹, vµ sau ®ã, khi xö lý xong l¹i dì c¸c hép s¶n phÈm ®ã vµ ®Æt lªn c¸c gi¸ ®Ó chuyÓn ®i. ThiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy tr¸nh ®−îc viÖc h− h¹i c¸c s¶n phÈm do qu¸ tr×nh n¹p-dì. NhËn thÊy r»ng kÝch th−íc cña c¸c gi¸ s¶n phÈm lµ kh«ng gièng nhau ë c¸c vïng trªn thÕ giíi, cho nªn c¸c nhµ cung cÊp thiÕt bÞ chiÕu x¹ cã thÓ thiÕt kÕ thiÕt bÞ theo yªu cÇu cña kh¸ch hµng. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ theo mÎ: C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ lo¹i nµy lµ t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n vµ phï hîp cho chiÕu x¹ quy m« nhá. C¸c thïng s¶n phÈm ®−îc s¾p ®Æt vµo trong buång chiÕu khi nguån phãng x¹ ë vÞ trÝ b¶o qu¶n. §Ó ®¹t ®−îc yªu cÇu vÒ sù ®ång liÒu, th× mçi thïng s¶n phÈm ®−îc ®Æt trªn mét dông cô cã thÓ quay liªn tôc trong suèt qu¸ tr×nh chiÕu x¹. Ch¼ng h¹n, c¸c thïng s¶n phÈm cã thÓ xoay trßn quanh nguån phãng x¹. C¸c tÝnh chÊt ®Æc biÖt: Cã thÓ cã nh÷ng yªu cÇu riªng cho mét sè qu¸ tr×nh mµ cã thÓ kÕt hîp chÆt chÏ trong mét sè thiÕt kÕ. Nã bao gåm: - ChiÕu x¹ c¸c s¶n phÈm trong ®iÒu kiÖn ®«ng l¹nh vµ l¹nh: Qu¸ tr×nh nµy th−êng kÌm theo viÖc sö dông c¸c thïng chøa c¸ch nhiÖt. - LiÒu chØ ®Þnh cã thÓ mang l¹i lîi nhuËn: §èi víi chÕ ®é ho¹t ®éng liªn tôc, cho phÐp chiÕu x¹ ®ång thêi c¸c s¶n phÈm víi c¸c yªu cÇu vÒ liÒu kh¸c nhau. C¸c s¶n phÈm yªu cÇu liÒu nhá h¬n ®i ra khái buång chiÕu sau sè vßng chiÕu x¹ Ýt h¬n, trong khi c¸c s¶n phÈm kh¸c tiÕp tôc ®i quanh nguån ®Ó nhËn ®−îc liÒu cao h¬n. - C¸c øng dông liÒu thÊp: Do tèc ®é ®éng c¬ cña hÖ b¨ng t¶i cã giíi h¹n, nªn c¸c kü thuËt kh¸c nhau cã thÓ ®−îc sö dông ®Ó gi¶m suÊt liÒu hÊp thô cho nh÷ng xö lý nµy. C¸c kü thuËt nµy bao gåm chØ sö dông mét phÇn nguån phãng x¹ (vÝ dô n©ng mét trong mét sè phÇn b¶ng nguån lªn vÞ trÝ chiÕu x¹), hoÆc lµ sö dông c¸c vËt liÖu lµm suy gi¶m c−êng ®é phãng x¹, vµ chiÕu x¹ ë c¸c kho¶ng c¸ch lín h¬n ®Õn nguån phãng x¹ (®iÒu nµy cã thÓ lµ chiÕu x¹ ë mét ®−êng nh¸nh riªng). HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®−îc m¸y tÝnh ho¸: PhÇn mÒn m¸y tÝnh qu¶n lý trùc tuyÕn víi c¸c thiÕt bÞ hiÓn thÞ ngµy nay ®· ®−îc trang bÞ ë nhiÒu thiÕt bÞ chiÕu x¹ (xem h×nh 13). Nã lµm cho c«ng t¸c vËn hµnh vµ ®¶m b¶o an toµn ®èi víi mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ trë nªn dÔ dµng b»ng viÖc cung cÊp c¸c th«ng tin vÒ c¸c vÊn ®Ò sau liªn tôc vµ kÞp thêi: - C¸c gi¸ trÞ cña tÊt c¶ c¸c th«ng sè c¬ b¶n mµ cã thÓ ¶nh h−ëng ®Õn liÒu hÊp thô cña s¶n phÈm; nh÷ng th«ng tin nµy lµ cÇn thiÕt cho viÖc kiÓm so¸t qu¸ tr×nh, - Tr¹ng th¸i vÒ vÞ trÝ cña nguån vµ tÊt c¶ c¸c kho¸ liªn ®éng; th«ng tin nµy lµ cÇn thiÕt cho viÖc vËn hµnh an toµn thiÕt bÞ, vµ - VÞ trÝ vµ tr¹ng th¸i cña c¸c thïng s¶n phÈm trong buång chiÕu; th«ng tin nµy lµ cÇn thiÕt cho viÖc kiÓm so¸t s¶n phÈm. H×nh 13. Mµn h×nh ë phßng ®iÒu khiÓn hiÖn thÞ tr¹ng thÝa hiÖn t¹i cña thiÕt bÞ chiÕu x¹ (h×nh trªn, bªn ph¶i). Bøc ¶nh bªn ph¶i phÝa d−íi chØ vÞ trÝ cña phßng ®iÒu khiÓn t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹. Hai bøc ¶nh bªn tr¸i hiÓn thÞ vÞ trÝ cña tÊt c¶ c¸c thïng s¶n phÈm (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ IPEN, Brazil). Nh÷ng th«ng tin ®ã gióp gi¶m sai sè, vµ lµm cho kh¶ n¨ng s¶n xuÊt t¨ng lªn víi cïng kho¶ng thêi gian ®¶m b¶o r»ng tÊt c¶ c¸c s¶n phÈm ®−îc nhËn, ®−îc xö lý, vµ ®−îc giao tr¶ kh«ng chËm trÔ. c¸c tiªu chuÈn lùa chän thiÕt bÞ chiÕu x¹ §Ó vËn hµnh cã hiÖu qu¶ mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ th× tiªu chuÈn cho c¸c yªu cÇu cña øng dông/c¸c øng dông ph¶i ®−îc hiÓu râ rµng tr−íc khi thiÕt bÞ ®−îc thiÕt kÕ vµ x©y dùng. Nã còng quan träng nh− viÖc c¸c yªu cÇu nµy ph¶i ®−îc truyÒn ®¹t râ rµng ®Õn nhµ cung cÊp thiÕt bÞ chiÕu x¹. Khi lªn danh môc c¸c yªu cÇu, kh«ng chØ cÇn thiÕt xem xÐt c¸c yªu cÇu hiÖn t¹i mµ cÇn bao gåm c¶ c¸c yªu cÇu cho t−¬ng lai (cã tÝnh hiÖn thùc). C¸c yªu cÇu nµy sau ®ã nªn ®−îc ®èi chiÕu víi c¸c ®Æc tÝnh cña c¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ kh¸c, vµ viÖc lùa chän ph¶i dùa vµo ®¸nh gi¸ tèt nhÊt. Danh môc mét sè tiªu chuÈn kü thuËt sau ®©y sÏ gióp cho qu¸ tr×nh lùa chän mét thiÕt bÞ chiÕu x¹: - Lo¹i s¶n phÈm sÏ ®−îc xö lý (kÝch th−íc, mËt ®é, d¹ng h×nh häc), - S¶n phÈm theo mïa (mét sè s¶n phÈm thùc phÈm cã thÓ theo mïa), - C¸c yªu cÇu vÒ liÒu vµ sù ®ång liÒu ®èi víi s¶n phÈm vµ qu¸ cã ý ®Þnh xö lý, - C¸c yªu cÇu vÒ c«ng suÊt xö lý; h×nh 14 minh ho¹ mËt ®é cña s¶n phÈm cã thÓ ¶nh h−ëng nh− thÕ nµo ®Õn c«ng suÊt xö lý, - ThiÕt bÞ chiÕu x¹ lµ mét phÇn cña qu¸ tr×nh s¶n xuÊt hay qóa tr×nh kh¸c hoÆc lµ mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ dÞch vô, vµ - ThiÕt bÞ chiÕu x¹ ®¬n gi¶n hay ®a n¨ng. H×nh 14. Sù phô thuéc cña c«ng suÊt xö lý vµo mËt ®é s¶n phÈm ®èi víi hai thiÕt kÕ kh¸c nhau cña thiÕt bÞ chiÕu x¹ (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ Nordion MSD, Canada). Bªn c¹nh c¸c tiªu chuÈn kü thuËt nµy, còng cßn mét sè tiªu chuÈn kh¸c còng nªn ®−îc xem xÐt trong qu¸ tr×nh lùa chän thiÕt bÞ chiÕu x¹. Bao gåm: - Nguån vèn vµ chi phÝ ho¹t ®éng cña toµn bé thiÕt bÞ chiÕu x¹ - C¸c yªu cÇu thùc tiÔn nh− nguån ®iÖn, nguån n−íc, vµ - Kh¶ n¨ng ®¸p øng vÒ chuyªn m«n kü thuËt cña c¸n bé t¹i ®Þa ph−¬ng, bao gåm c¶ nguån nh©n lùc. Phô thuéc vµo quy ®Þnh cña ph¸p luËt ë mçi quèc gia, khi x©y dùng vµ vËn hµnh mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ cÇn ph¶i cã sù cÊp phÐp. Mét sè c¬ quan hoÆc bé cã thÓ liªn quan ®Õn s¶n phÈm ®−îc xö lý, ch¼ng h¹n nh− c¬ quan n¨ng l−îng nguyªn tö, bé y tÕ, bé thùc phÈm, bé c«ng nghiÖp, vv... an toµn bøc x¹ Xö lý b»ng bøc x¹ ®· trë thµnh ngµnh c«ng nghiÖp ho¹t ®éng an toµn trong h¬n bèn m−¬i n¨m qua víi c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ th−¬ng m¹i vµ kinh doanh. Nh÷ng c«ng nh©n lµm viÖc trong c¸c thiÕt bÞ nµy mÆc trang phôc hµng ngµy theo quy ®Þnh vµ ph¶i ®¸p øng c¸c tiªu chuÈn vÒ søc khoÎ vµ c¸c quy ®Þnh vÒ an toµn. NÕu nhËn thÊy mét l−îng lín vËt liÖu phãng x¹ t¹i mét ®Þa ®iÓm víi mét sè môc ®Ých nµo nµo mµ tiÒm Èn rñi ro cho con ng−êi (c¸c c«ng nh©n vµ d©n chóng) vµ m«i tr−êng, th× sÏ cÇn thiÕt ph¶i ®¶m b¶o mét cÊp ®é an toµn vµ ®é tin cËy cao h¬n trong viÖc sö dông c¸c nguån phãng x¹ ®ã. Khi xem xÐt vÊn ®Ò nµy, IAEA phèi hîp víi mét sè tæ chøc quèc tÕ (FAO, ILO, NEA of OECD, WHO vµ PAHO)* xuÊt b¶n c¸c tiªu chuÈn c¬ b¶n (BSS) ®Ó phßng tr¸nh bøc x¹ ion ho¸ vµ ®¶m b¶o an toµn cho c¸c nguån phãng x¹ [16]. C¸c tiªu chuÈn nµy bao gåm c¸c yªu cÇu c¬ b¶n bao trïm toµn bé c¸c ho¹t ®éng liªn quan ®Õn bøc x¹. Nã nh»m môc ®Ých nh− lµ mét h−íng dÉn thùc hµnh ®èi víi c¸c c¬ quan chøc n¨ng vµ c¸c dÞch vô, c¸c nhµ qu¶n lý vµ c«ng nh©n, phßng tr¸nh bøc x¹ cho con ng−êi, c¸c ho¹t ®éng cña thiÕt bÞ, vµ cho c¸c uû ban vÒ an toµn vµ søc kháe. C¸c yªu cÇu nµy bao hµm c¸c thñ tôc b¶o ®¶m chÊt l−îng hiÖu qu¶ cïng víi thiÕt kÕ, s¶n xuÊt, vËn chuyÓn, l¾p ®Æt, vËn hµnh vµ lo¹i th¶ic¸c nguån bøc x¹ mét c¸ch cÈn thËn. N¨m 2003, IAEA ®· xuÊt b¶n mét b¸o c¸o, trong ®ã cung cÊp c¸c th«ng tin vµ h−íng dÉn nh»m thiÕt kÕ vµ vËn hµnh an toµn c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ c«ng nghiÖp cho c¸c tæ chøc cã ý ®Þnh mua vµ vËn hµnh thiÕt bÞ chiÕu x¹ [17]. C¸c th«ng tin nµy tho¶ m·n c¸c yªu cÇu cña BSS trong mét m· ®−îc cung cÊp nh»m ®¶m b¶o r»ng trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng th«ng th−êng, b¶o d−ìng vµ lo¹i th¶i vµ trong c¸c t×nh huèng khÈn cÊp, th× c«ng nh©n vµ d©n chóng bÞ chiÕu víi liÒu trong c¸c giíi h¹n ®· ®Þnh vµ gi÷ ë møc thÊp nhÊt cã thÓ mét c¸ch hîp lý (ALARA). N¨m 1992, IAEA xuÊt b¶n h−íng dÉn vÒ an toµn, ®©y lµ c«ng cô h−íng dÉn riªng ®Ó thiÕt kÕ, vËn hµnh vµ quy ®Þnh ®èi víi c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ [18]. §iÒu nµy ®−îc ¸p dông cho tÊt c¶ c¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹, cho dï chóng ho¹t ®éng cho môc ®Ých th−¬ng m¹i hoÆc cho c¸c môc ®Ých nghiªn cøu ph¸t triÓn. C¸c nhµ s¶n xuÊt thiÕt bÞ chiÕu x¹ tu©n theo c¸c thñ tôc ®−îc thiÕt lËp mµ nã phï hîp víi c¸c quy ®Þnh cña quèc gia vµ quèc tÕ ®Ó thiÕt kÕ vµ s¶n xuÊt c¸c nguån phãng x¹, ch¼ng h¹n nh− tiªu chuÈn ISO 2919 [19]. ViÖc thiÕt kÕ c¸c thïng chøa chÊt phãng x¹ (vÝ dô, cobalt-60) còng nh− c¸c thñ tôc vËn chuyÓn chÞu sù chi phèi bëi c¸c quy ®Þnh cña IAEA trong viÖc vËn chuyÓn an toµn chÊt phãng x¹ [20] vµ luËt ph¸p hiÖn hµnh cña mçi quèc gia. C¸c thïng chøa nµy ®−îc bao bäc bëi vËt liÖu nÆng theo ®óng chi tiÕt kü thuËt thiÕt kÕ nghiªm ngÆt. -------------------- FAO- Tæ chøc n«ng-l−¬ng cña liªn hîp qèc ILO- Tæ chøc lao ®éng quèc tÕ NEA of OECD- C¬ quan n¨ng l−îng nguyªn tö cña c¸c tæ chøc hîp t¸c vµ ph¸t triÓn kinh tÕ WHO- Tæ chøc y tÕ thÕ giíi PAHO- Tæ chøc søc khoÎ cña Mü. Do vËy, chóng cã kh¶ n¨ng chÞu ®−îc va ®Ëp vµ nhiÖt ®é cao mµ vÉn hoµn toµn nguyªn vÑn. §èi víi c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ thiÕt kÕ theo lo¹i IV (thiÕt bÞ ®a n¨ng, nguån phãng x¹ b¶o qu¶n −ít) ph¶i tu©n thñ nghiªm ngÆt tiªu chuÈn ANSI [21] vµ c¸c tiªu chuÈn quèc tÕ kh¸c. V× vËy, tr−íc khi mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ cã thÓ ®−îc x©y dùng vµ vËn hµnh, th× c©n thiÕt ph¶i cã giÊy phÐp cña c¸c c¬ quan cã thÈm quyÒn cña quèc gia. Nã ®¶m b¶o r»ng thiÕt bÞ ®ã ®−îc x©y dùng sao cho trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng b×nh th−êng th× bÊt kú sù chiÕu x¹ ®èi víi c¸c c«ng nh©n còng n»m trong c¸c giíi h¹n liÒu ®−îc quy ®Þnh bëi c¸c tiªu chuÈn c¬ b¶n cña IAEA [16], vµ sù chiÕu x¹ ®èi víi c«ng chóng lµ kh«ng ®¸ng kÓ, vµ viÖc phßng tr¸nh phãng x¹ vµ c¸c thiÕt bÞ an toµn, còng nh− c¸c thñ tôc ph¶i ®−îc thùc hiÖn nghiªm tóc. C¸n bé vËn hµnh vµ c¸c c«ng nh©n kh¸c lµm viÖc t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ n»m trong mét nhãm cã kh¶ n¨ng bÞ chiÕu bëi bøc x¹ ë c¸c møc cao. §iÒu nµy ®−îc phßng tr¸nh th«ng qua c¸c kho¸ liªn ®éng vµ c¸c ®Æc tÝnh thiÕt kÕ tíi h¹n cho ho¹t ®éng cña mét thiÕt bÞ chiÕu x¹. HÖ thèng vµ c¸c thiÕt bÞ an toµn nµy ®−îc kú väng ®¸p øng c¸c tiªu chuÈn nµo ®ã [18], bao gåm: - B¶o vÖ chiÒu s©u: NhiÒu cÊp ®é b¶o vÖ ®−îc thiÕt lËp, do ®ã tèi thiÓu ho¸ sù cÇn thiÕt can thiÖp cña con ng−êi. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ nªn chØ ®−îc ho¹t ®éng nÕu tÊt c¶ c¸c cÊp ®é b¶o vÖ ®−îc thiÕt lËp vµ ®ang cã hiÖu lùc; - Trang thiÕt bÞ dù phßng: C¸c thµnh phÇn chÝnh nªn ®−îc t¨ng gÊp hai lÇn - Sù ®éc lËp: Lçi cña thiÕt bÞ chiÕu x¹ kh«ng ®−îc lµm h− h¹i ®Õn hÖ thèng an toµn; vµ - Dù phßng ®¶m b¶o an toµn: Lçi cña mét hÖ thèng an toµn lu«n do c¸c ®iÒu kiÖn an toµn g©y ra. Dùa vµo c¸c tiªu chuÈn nµy, mét sè hÖ thèng an toµn ®−îc kÕt hîp víi thiÕt kÕ cña mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ nh»m ®−a ra c¶nh b¸o sím vÒ c¸c vÊn ®Ó tiÒm tµng hoÆc ng¨n chÆn c¸c nguy c¬ sÏ x¶y ra. C¸c hÖ thèng nµy ®−îc thiÕt kÕ ®Ó b¶o vÖ s¶n phÈm, thiÕt bÞ, c«ng nh©n, vµ trong tr−êng hîp xÊu nhÊt lµ b¶o vÖ m«i tr−êng xung quanh. TÝn hiÖu c¶nh b¸o tõ c¸c hÖ thèng nµy ®−îc truyÒn ®Õn phßng ®iÒu khiÓn chØ ra chó ý ngay lËp tøc cho nh©n viªn vËn hµnh. C¸c hÖ th«ng nµy bao gåm: - §Çu rß nhiÖt ®é cao: nã nhËn biÕt nhanh viÖc t¨ng nhiÖt ®é bÊt th−êng, mµ cã thÓ dÉn ®Õn h− h¹i s¶n phÈm vµ lµm t¨ng kh¶ n¨ng ch¸y. - Thêi gian trÔ ®Ó gi¶m l−îng «z«n: khi kh«ng khÝ bÞ chiÕu bëi bøc x¹ ion ho¸, «z«n vµ c¸c khÝ ®éc ®−îc h×nh thµnh, ®Ó gi¶m nhanh vµ hót chóng ra khái buång chiÕu cÇn sö dông hÖ thèng th«ng giã. HÖ thèng an toµn nµy nh»m tr¸nh sù x©m nhËp vµo buång chiÕu x¹ trong mét kho¶ng thêi gian ng¾n kÓ tõ khi nguån phãng x¹ trë vÒ vÞ trÝ b¶o qu¶n cho ®Õn khi ®¹t ®−îc møc an toµn cho phÐp ®èi víi c¸c khÝ nµy. - C¶m biÕn x¸c ®Þnh møc n−íc trong bÓ b¶o qu¶n nguån phãng x¹: nã kiÓm so¸t liªn tôc mùc n−íc trong bÓ b¶o qu¶n nguån vµ c¶nh b¸o cho nh©n viªn vËn hµnh khi møc n−íc cao hoÆc thÊp mét c¸ch bÊt th−êng. - KiÓm so¸t bøc x¹: nã liªn tôc kiÓm so¸t møc phãng x¹vµ c¶nh b¸o cho nh©n viªn vËn hµnh nÕu cã møc bÊt th−êng, hai vÞ trÝ th−êng ®Æt hÖ thèng kiÓm so¸t nµy lµ t¹i lèi ra cña s¶n phÈm vµ b×nh khö ion ®èi víi n−íc b¶o qu¶n nguån phãng x¹. - HÖ thèng x¸c ®Þnh vÞ trÝ nguån phãng x¹: nã tr−îc tiÕp chØ ra vÞ trÝ cña mçi b¶ng nguån khi nã ®i ®Õn ®¸y bÓ b¶o qu¶n. - §Çu rß ph¸t hiÖn ®éng ®Êt: nã sÏ ra lÖnh tõ ®éng dÞch chuyÓn nguån phãng x¹ vÒ vÞ trÝ b¶o qu¶n an toµn khi x¶y ra ®éng ®Êt. - §Çu rß phÊt hiÖn s¶n phÈm bÞ chiÕu qu¸ liÒu:nã nhËn thÊy mét sè trôc trÆc ë ®éng c¬ vËn chuyÓn s¶n phÈm vµ tù ®éng dÞch chuyÓn nguån vÒ vÞ trÝ b¶o qu¶n ®Ó tr¸nh cho s¶n phÈm bÞ chiÕu qua liÒu. C¸c nh©n viªn vËn hµnh vµ c«ng nh©n ph¶i mang liÒu kÕ c¸ nh©n trong suèt kho¶ng thêi gian lµm viÖc ®Ó kiÓm so¸t liÒu bøc x¹ mµ hä nhËn ®−îc. C¸c liÒu kÕ nµy ®−îc ®äc ®Òu ®Æn sau nh÷ng kho¶ng thêi gian nhÊt ®Þnh (vÝ dô, cø sau 2 tuÇn ®äc mét lÇn) ®Ó x¸c ®Þnh liÒu nhËn ®−îc. IAEA phèi hîp chÆt chÏ víi mét sè c¬ quan quèc tÕ ®Ó ®−a ra h−íng dÉn vÒ c¸c giíi h¹n liÒu bøc x¹ an toµn mµ c¸c c«ng nh©n cã thÓ nhËn ®−îc [16], nã dùa vµo c¸c khuyÕn c¸o cña ICRP [22]. Do ®ã, c¸c liÒu kÕ c¸ nh©n ®−îc sö dông ®Ó kh¼ng ®Þnh r»ng kh«ng mét nh©n viªn nµo sÏ nhËn ®−îc liÒu v−ît qu¸ giíi h¹n. ThiÕt kÕ thiÕt bÞ chiÕu x¹ vµ c¸c quy tr×nh lµm viÖc sao cho liÒu c¸ nh©n ®−îc gi÷ d−íi giíi h¹n. Theo IAEA, ®iÒu nµy thuéc tr¸ch nhiÖm cña nh©n viªn vËn hµnh thiÕt bÞ, kh«ng chØ gi÷ liÒu c¸ nh©n d−íi giíi h¹n mµ cßn ph¶i gi¶m liÒu c¸ nh©n tíi møc thÊp nhÊt mét c¸ch hîp lý (®−îc gäi lµ nguyªn t¾c ALARA). Do vËy, nh×n chung liÒu bøc x¹ mµ c¸c c«ng nh©n nhËn ®−îc khi lµm viÖc trong ngµnh c«ng nghiÖp xö lý b»ng bøc x¹ lµ thÊp h¬n c¸c giíi h¹n liÒu nµy, gÇn nh− lµ b»ng víi c¸c møc ph«ng phãng x¹ tù nhiªn. Mét phÇn trong c¸c yªu cÇu cña c¸c tiªu chuÈn an toµn c¬ b¶n cña IAEA dµnh cho vÊn ®Ò an ninh cña c¸c nguån phãng x¹ nh»m tr¸nh sù mÊt c¾p hoÆc h− h¹i vµ ®Ó ng¨n chÆn nh÷ng ng−êi kh«ng cã tr¸ch nhiÖm thùc hiÖn c¸c ho¹t ®éng t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹. §iÒu nµy cã thÓ bao gåm, vÝ dô nh− lµ: - Kh«ng kiÓm so¸t khi kh«ng sö dông mét nguån phãng x¹ mµ kh«ng tu©n thñ tÊt c¶ c¸c yªu cÇu nh− trong giÊy phÐp hoÆc ®¨ng kÝ, - Th«ng b¸o ngay lËp tøc cho c¬ quan chøc n¨ng cña quèc gia vÒ viÖc mÊt kiÓm so¸t, bÞ mÊt, bÞ lÊy c¾p hoÆc bÞ thÊt l¹c nguån phãng x¹, - Kh«ng chuyÓn nh−îng mét nguån phãng x¹ trõ khi ng−êi nhËn cã ®−îc sù cÊp phÐp cßn gi¸ trÞ, vµ - KiÓm tra ®Þnh k× sau c¸c kho¶ng thêi gian thÝch hîp vÒ kh¶ c¸c nguån phãng x¹ cã thÓ bÞ di dêi nh»m ch¾c ch¾n r»ng chóng ë ®óng vÞ trÝ vµ ®¶m b¶o an toµn. §Ó ®¸p øng c¸c yªu cÇu nµy, mét sè thiÕt bÞ chiÕu x¹ lín sÏ lËp kÕ ho¹ch nh»m thiÕt lËp c¸c hµng rµo an ninh, kiÓm so¸t vµ theo dâi lèi vµo th«ng qua c¸c hµng rµo b¶o vÖ, ®Ó ®¶m b¶o r»ng nh÷ng ng−êi ®−îc phÐp tiÕp cËn víi nguån phãng x¹ lµ ®¸ng tin cËy, vµ tËp huÊn cho tÊt c¶ nh©n viªn vÒ tÇm quan träng cña c«ng t¸c ®¶m b¶o an ninh cho nguån phãng x¹. c¸c phßng thÝ nghiÖm NhiÒu thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®−îc trang bÞ c¸c phßng thÝ nghiÖm, ch¼ng h¹n nh− phßng ®o liÒu, phßng vi sinh, phßng kiÓm tra thùc phÈm vµ phßng thö nghiÖm c¸c vËt liÖu; ®iÒu nµy phô thuéc vµo nh÷ng s¶n phÈm ®−îc chiÕu x¹ t¹i thiÕt bÞ ®ã. Tuy nhiªn, ®èi víi tÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ th× mét phßng thÝ nghiÖm vÒ ®o liÒu lµ hoµn toµn cÇn thiÕt. H×nh 15 chØ ra c¸c trang thiÕt bÞ liªn quan ®Õn mét sè hÖ ®o liÒu mµ chóng th−êng ®−îc sö dông t¹i mét thiÕt bÞ xö lý b»ng bøc x¹. H×nh 15. Mét sè thiÕt bÞ ®iÓn h×nh cña mét phßng thÝ nghiÖm ®o liÒu t¹i mét thiÕt bÞ xö lý b»ng bøc x¹ (t¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ NCRRT, IAEA, Ai cËp). C«ng t¸c ®o liÒu lµ rÊt cÇn thiÕt ®èi víi c¸c môc ®Ých sau ®©y [23]: - X¸c ®Þnh c¸c giíi h¹n liÒu xö lý (cïng víi c¸c phßng thÝ nghiÖm vi sinh vµ/hoÆc phßng thö nghiÖm vËt liÖu), - Kh¶ n¨ng ho¹t ®éng thiÕt bÞ chiÕu x¹, kh¶ n¨ng vËn hµnh cho mét lo¹i s¶n phÈm/qu¸ tr×nh, vµ - KiÓm so¸t trong suèt qu¸ tr×nh ho¹t ®éng th−êng qui cña thiÕt bÞ. Phßng ®o liÒu ph¶i ®−îc bè trÝ c¸c c¸n bé – c«ng nh©n viªn ®· qua ®µo t¹o vµ cã ®ñ n¨ng lùc. TÊt c¶ c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ cÇn lùa chän Ýt nhÊt mét hÖ ®o liÒu th−êng qui cã ®é chÝnh x¸c vµ tin cËy thÝch hîp cho c¸c øng dông cña bøc x¹ [24]. HiÖn nay, cã nhiÒu hÖ ®o liÒu tèt phï hîp cho c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ th−¬ng m¹i; viÖc lùa chän hÖ ®o liÒu phô dùa vµo viÖc ®èi chiÕu c¸c yªu cÇu cña c¸c øng dông cña bøc x¹ víi c¸c ®Æc ®iÓm kÜ thuËt cña c¸c hÖ ®o liÒu nµy. HÖ ®o liÒu ®−îc lùa chän cÇn ®−îc hiÖu chuÈn [13], vµ cÇn ®−îc sö dông theo ®óng c¸c thñ tôc cña quèc gia hoÆc quèc tÕ ®−îc c«ng nhËn, vÝ dô c¸c thñ tôc nµy ®−îc miªu t¶ trong c¸c tiªu chuÈn ISO/ASTM [23-26]. HÖ ®o liÒu nµy cÇn ®−îc so s¸nh víi c¸c tiªu chuÈn quèc gia hoÆc quèc tÕ ®−îc c«ng nhËn [27]. §©y lµ mét yªu cÇu rÊt cÇn thiÕt, ®Æc biÖt ®èi víi c¸c s¶n phÈm b¾t buéc vµ th−¬ng m¹i quèc tÕ, bëi v× c¸c phÐp ®o nµy kh«ng cã nhiÒu gi¸ trÞ nÕu kh«ng thùc hiÖn c¸c phÐp so s¸nh víi c¸c tiªu chuÈn quèc gia hoÆc quèc tÕ. Ngoµi ra, ng−êi ta còng khuyÕn c¸o r»ng nªn tham gia th−êng xuyªn c¸c phÐp so s¸nh vÒ kÕt qu¶ ®o liÒu gi÷a c¸c phßng ®o liÒu ®Ó ®¶m b¶o chÊt l−îng cña hÖ ®o liÒu ®−îc sö dông. NÕu qu¸ tr×nh chiÕu x¹ chñ yÕu víi môc ®Ých khö trïng hoÆc lµm gi¶m vi sinh vËt th× mét phßng thÝ nghiÖm vi sinh sÏ phï hîp, ë ®ã ®é t¹p nhiÔm ban ®Çu cã thÓ ®−îc ®¸nh gi¸ vµ thö nghiÖm ®Ó xem xÐt ®−a lµ liÒu khö trïng. T−¬ng tù nh− vËy, nÕu qu¸ tr×nh biÕn tÝnh vËt liÖu lµ chñ yÕu, ch¼ng h¹n nh− p«lyme ho¸, th× mét phßng thÝ nghiÖm vÒ vËt liÖu ®−îc trang bÞ c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra ®é bÒn c¬ häc vµ c¸c ®Æc tÝnh lý-ho¸ lµ rÊt h÷u dông. nh÷ng nhËn xÐt chung Ngµy nay, c«ng nghÖ bøc x¹ ®· ®−îc øng dông réng r·i, vµ ®ang ®ãng gãp vµo sù ph¸t triÓn cña c«ng nghiÖp, v× thÕ nã cã vai trß rÊt quan träng. Xem xÐt tæng gi¸ trÞ cña c¸c s¶n phÈm ®−îc xö lý b»ng bøc x¹ ion ho¸, th× gi¸ trÞ kinh tÕ cña c«ng nghÖ nµy lµ rÊt to lín. Mét sè øng dông nh− khö trïng, vµ biÕn tÝnh c¸c p«lyme vµ c¸c chÊt b¸n dÉn ®· ph¸t triÓn réng r·i. §iÒu nµy lµ hoµn toµn chÝnh x¸c ®èi víi c¸c s¶n phÈm ch¨m sãc søc khoÎ ë c¸c n−íc c«ng nghiÖp nh− Mü vµ Canada, n¬i cã ®Õn h¬n mét nöa sè s¶n phÈm nµy ®ang ®−îc khö trïng b»ng bøc x¹ ion ho¸. HiÖn nay, c«ng nghÖ bøc x¹ ®ang ®−îc më réng. NhiÒu thiÕt bÞ ®ang ®−îc x©y dùng, vµ ngµy cµng cã nhiÒu øng dông míi. C¸c øng dông míi nµy nh×n chung theo xu h−íng ph¸t triÓn c«ng nghÖ vµ nhu cÇu cña x· héi, nh− c«ng nghÖ nan«, c¸c p«lyme tù nhiªn, nhùa tæng hîp vµ b¶o vÖ m«i tr−êng. Cïng víi sù gia t¨ng liªn tôc viÖc øng dông bøc x¹ trong c«ng nghiÖp vµ y tÕ, ®ßi hái c¸c nhµ s¶n xuÊt vµ c¸c nhµ cung cÊp thiÕt bÞ chiÕu x¹ ph¶i c¶i tiÕn vµ n©ng cÊp c¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ hiÖn cã còng nh− lµ sÏ ph¶i thiÕt kÕ c¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ míi. Sù ph¸t triÓn c¸c lo¹i thiÕt bÞ chiÕu x¹ míi mang l¹i lîi Ých cho nhµ chñ së h÷u qu¶n lÝ thiÕt bÞ chiÕu x¹, tuy nhiªn ®iÒu nµy còng dÉn ®Õn viÖc ph¶i c©n nh¾c tØ mØ gi÷a c¸c lo¹i thiÕt bÞ thÝch hîp ®Ó lùa chän mét lo¹i thiÕt bÞ ®¸p øng tèt nhÊt c¸c yªu cÇu cña hä. ViÖc lùa chän ®−îc mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ ®óng ®¾n kh«ng chØ lµm cho viÖc vËn hµnh ®−îc dÔ dµng mµ nã cßn ®¹t ®−îc hiÖu qu¶ cao h¬n, vµ v× thÕ còng ®em l¹i nguån lîi vÒ kinh tÕ lín h¬n. phô lôc A Mét sè kh¸i niÖm vµ thuËt ng÷ ®−îc sö dông ®Ó miªu t¶ mét qu¸ tr×nh chiÕu x¹ vµ m« t¶ vÒ c¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma ®−îc th¶o luËn ë ®©y: LiÒu hÊp thô bøc x¹ lµ th−íc ®o n¨ng l−îng bøc x¹ ®−îc hÊp thô, nã ®−îc ®Þnh nghÜa lµ n¨ng l−îng bøc x¹ (ë ®¬n vÞ joule, J) ®−îc hÊp thô bëi mét ®¬n vÞ khèi l−îng s¶n phÈm (ë ®¬n vÞ kil«gam, kg); ®¬n vÞ cña liÒu hÊp thô lµ gray (Gy) [28]. Do ®ã, 1 gray (Gy) = 1 J/kg B¶ng A.I chØ ra c¸c møc liÒu kh¸c nhau ®èi víi c¸c øng dông chñ yÕu cña bøc x¹. Nh×n chung, c¸c øng dông cña bøc x¹ trong th−¬ng m¹i vµ c«ng nghiÖp ®−îc xem nh− lµ ‘xö lý b»ng bøc x¹’ vµ d¶i liÒu ¸p dông ®−îc gäi lµ ‘liÒu xö lý bøc x¹’ hoÆc ‘liÒu cao’. b¶ng A.I c¸c øng dông chñ yÕu cña bøc x¹ vµ c¸c d¶i liÒu t−¬ng øng øng dông d¶i liÒu ¸p dông Y tÕ – chÈn ®o¸n Y tÕ - ®iÒu trÞ C«ng nghiÖp – thùc phÈm vµ n«ng nghiÖp C«ng nghiÖp – khö trïng C«ng nghiÖp – biÕn tÝnh vËt liÖu 10 – 100 mGy 1 – 10 Gy 0.1 – 10 kGy, hoÆc cao h¬n 10 – 30 kGy 50 – 100 kGy, hoÆc cao h¬n SuÊt liÒu lµ liÒu trong mét ®¬n vÞ thêi gian vµ nã ®−îc x¸c ®Þnh bëi ho¹t ®é cña nguån phãng x¹ vµ cÊu h×nh chiÕu x¹. SuÊt liÒu ®−îc ®o víi ®¬n vÞ lµ kGy/h hoÆc Gy/s. C¸c thiÕt bÞ chiÕu x¹ nghiªn cøu cã thÓ ®¹t ®−îc suÊt liÒu ®Õn 20 kGy/h. §èi víi mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ c«ng nghiÖp (ch¼ng h¹n thiÕt bÞ nguån cobbalt-60 víi ho¹t ®é 3 MCi), nã cã thÓ ®¹t ®−îc suÊt liÒu 100 kGy/h t¹i c¸c vÞ trÝ gÇn nguån phãng x¹, nh−ng suÊt liÒu trung b×nh kho¶ng 10 kGy/h. Møc ®é phãng x¹ lµ c−êng ®é (hoÆc c«ng suÊt) cña mét nguån phãng x¹, nã ®−îc ®Þnh nghÜa lµ sè ph©n r· cña hËt nh©n phãng x¹ trong mét gi©y. Tªn riªng cña møc ®é phãng x¹ trong hÖ ®¬n vÞ SI lµ becquerel (Bq) [28]. Tuy nhiªn, ®¬n vÞ nµy chØ mét l−îng phãng x¹ rÊt nhá, vµ nh− vËy ®¬n vÞ ho¹t ®é phãng x¹ cæ ®iÓn lµ curie (Ci). Do ®ã, 1 becquerel (Bq) = 1 ph©n r·/s = 1 s -1 1 curie (Ci) = 3,7 x 10 10 Bq Vµ mét vÝ dô: 100 kCi = 100.000 Ci = 3,7 x 1015 Bq = 3,7 PBq. B¶ng A.II diÔn gi¶i c¸c ®¬n vÞ th−êng ®−îc sö dông trong xö lý b»ng bøc x¹. b¶ng A.II c¸c béi sè cña c¸c ®¬n vÞ trong hÖ SI Thõa sè Béi sè KÝ hiÖu 1015 peta P 1012 109 106 103 10-1 10-2 10-3 10-6 10-9 10-12 tera giga mega kilo deci centi milli micro nano pico T G M k d c m ч n p C«ng suÊt xö lý b»ng bøc x¹ lµ sè l−îng (khèi l−îng hoÆc thÓ tÝch) cña s¶n phÈm ®−îc xö lý trong mét ®¬n vÞ thêi gian (ch¼ng h¹n nh− kg/h hoÆc m3/h) vµ nã ®−îc x¸c ®Þnh bëi møc ®é phãng x¹ (c−êng ®é) cña nguån, mËt ®é s¶n phÈm vµ liÒu hÊp thô. §èi víi mét thiÕt bÞ chiÕu x¹ gamma, c«ng suÊt nguån cã thÓ tÝnh ®−îc dùa vµo ho¹t ®é phãng x¹ cña nguån; cø 1 triÖu curie cobalt-60 th× gi¶i phãng c«ng suÊt 15 kW. H×nh 14 chØ ra sù phô thuéc cña c«ng suÊt xö lý chiÕu x¹ vµo mËt ®é cña s¶n phÈm. Tµi liÖu tham kh¶o [1] CHMIELEWSKI, A.G., HAJI-SAEID, M., Radiation technologies: past, present and future, Radiat. Phys. Chem. 71 (2004) 17–21. [2] DROBNY, J.G., Radiation technology for polymers, CRC Press, New York (2003). [3] FAIRAND, B.P., Radiation sterilization for health care products – X ray, gamma and electron beam, CRC Press, New York (2002). [4] FELDIÁC, G. (Ed.), Industrial application of radioisotopes, Akademiai Kiado, Budapest, Hungary (1986). [5] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Emerging applications of radiation processing, IAEA-TECDOC-1386, Vienna (2004). [6] MASEFIELD, J., Reflections on the evolution and current status of the radiation industry, Radiat. Phys. Chem. 71 (2004) 8–15. [7] MOLINS, R.A. (Ed.), Food irradiation: Principles and applications, John Wiley & Sons, New York (2001). [8] MORRISSEY, R.F., HERRING, C.M., Radiation sterilization: past, present and future, Radiat. Phys. Chem. 63 (2002) 217–221. [9] WORLD HEALTH ORGANIZATION, High-dose irradiation: Wholesome-ness of food irradiated with doses above 10 kGy, Report of a Joint FAO/IAEA/WHO Study Group, WHO Technical Reports Series No. 890, Geneva (1999). [10] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Directory of gamma processing facilities in Member States, IAEA-DGPF/CD, Vienna (2004). [11] ZHU, N., WANG, C., TENG, W., Status of radiation sterilization of healthcare products in China, Radiat. Phys. Chem. 71 (2004) 591–595. [12] ATTIX, F.H., ROESCH, W.C. (Eds.), Radiation dosimetry, Vol. 1, Academic Press, New York (1968). [13] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Dosimetry for food irradiation, TRS No. 409, Vienna (2002). [14] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on self-contained gamma irradiators (Categories I and III), IAEA- PRSM-7, Vienna (1996). [15] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on panoramic gamma irradiators (Categories II and IV), IAEA-PRSM-8, Vienna (1996). 39 [16] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, International basic safety standards for protection against ionizing radiation and for the safety of radiation sources, Safety Series No. 115, Vienna (1996). [17] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Practice specific model regulations: Radiation safety of non-medical irradiation facilities, IAEA-TECDOC-1367, Vienna (2003). [18] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Radiation safety of gamma and electron irradiation facilities, Safety Series No. 107, Vienna (1992). [19] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION, Radiation protection – Sealed radioactive sources – General requirements and classification, ISO 2919, Geneva (1998). [20] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Regulations for the safe transport of radioactive material, Safety Series No. ST-1, Vienna (1996). [21] AMERICAN NATIONAL STANDARDS INSTITUTE, Safe design and use of panoramic, wet source storage irradiators (Category IV), ANSI-N43.10-1984, New York (2001). [22] INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION, Recommendations of the ICRP, Publication No. 60, Pergamon Press, Oxford and New York (1991). [23] AMERICAL SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, Standard practice for dosimetry in gamma irradiation facility for radiation processing, ISO/ASTM 51702, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 12.02, ASTM International, USA (2004). [24] AMERICAL SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, Standard guide for selection and calibration of dosimetry systems for radiation processing, ISO/ASTM 51261, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 12.02, ASTM International, USA (2004). [25] AMERICAL SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, Standard guide for dosimetry in radiation research on food and agriculture products, ISO/ASTM 51900, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 12.02, ASTM International, USA (2004). [26] AMERICAL SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS, Standard practice for dosimetry for a self-contained dry-storage gamma-ray irradiator ISO/ASTM 52116, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 12.02, ASTM International, USA (2004). [27] SHARPE, P.H.G., Calibration and traceability in high dose dosimetry, IAEA- TECDOC-1070, Vienna (1999) 281–288. 40 [28] INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIATION UNITS AND MEASUREMENTS, Fundamental quantities and units for ionizing radiation, ICRU Report 60, USA (1998).