Trạm quan trắc phóng xạ môi trường đo liên tục suất liều gamma trong không khí, thường tính bằng nanosievert hoặc microsievert mỗi giờ, và ở trạm đầy đủ còn lọc bụi không khí để tìm đồng vị phóng xạ. Ở hầu hết mọi nơi, số đọc bình thường nằm trong khoảng vài chục đến vài trăm nanosievert mỗi giờ, đến từ đất đá, không khí và tia vũ trụ. Việc chính của trạm là nhận ra khi nào một con số tăng lên là do mưa hay địa chất, và khi nào là dấu hiệu thật cần báo động.
Phóng xạ nền: con số "bình thường" mà ai cũng nhận
Con người luôn sống trong phóng xạ tự nhiên. Theo Uỷ ban Khoa học Liên Hợp Quốc về ảnh hưởng của bức xạ nguyên tử (UNSCEAR), liều trung bình mỗi người nhận từ nguồn tự nhiên vào khoảng 2,4 millisievert (mSv) mỗi năm, và ở phần lớn các nơi nằm trong khoảng 1 đến 10 mSv. Phần lớn đến từ khí radon thoát ra từ đất đá, phần còn lại từ phóng xạ trong đất, trong thức ăn, và tia vũ trụ từ không gian.
| Ví dụ | Liều tham khảo |
|---|---|
| Suất liều gamma ngoài trời ở nhiều nơi | Khoảng 0,05 đến 0,2 µSv/h, vùng đá granit có thể cao hơn |
| Phóng xạ tự nhiên trung bình cả năm | Khoảng 2,4 mSv (theo UNSCEAR) |
| Một lần chụp X-quang ngực | Khoảng 0,02 đến 0,1 mSv, tuỳ máy và kỹ thuật |
| Một chuyến bay dài xuyên lục địa | Vài chục microsievert, do tia vũ trụ mạnh hơn ở độ cao lớn |
| Một lần chụp CT | Vài mSv, tuỳ vùng chụp |
Nhớ đơn vị: 1 mSv bằng 1.000 µSv, 1 µSv bằng 1.000 nSv. Trạm quan trắc thường báo theo suất liều, tức liều mỗi giờ. Muốn ước liều cả năm thì nhân với khoảng 8.760 giờ, nhưng phải nhớ con người không đứng ngoài trời suốt cả năm và trong nhà có thể khác ngoài trời.
Bên trong một trạm quan trắc phóng xạ
Trạm tự động đơn giản nhất là một cột cảm biến đặt ngoài trời, thường cao khoảng một mét so với mặt đất, trên nền cỏ hoặc đất tự nhiên, xa tường nhà và mái hiên. Cảm biến có thể là ống đếm Geiger – Müller, buồng ion hoá, hoặc tinh thể nhấp nháy. Số đo được gửi về trung tâm vài phút một lần, kèm số liệu khí tượng như mưa, gió, vì như sẽ thấy, thời tiết ảnh hưởng mạnh đến số đọc.
Trạm đầy đủ hơn có thêm:
- Đầu dò phổ gamma: không chỉ đếm bao nhiêu tia gamma mà còn đo năng lượng của chúng. Mỗi đồng vị có "dấu vân tay" năng lượng riêng, nên phổ cho biết số đọc tăng là do sản phẩm phân rã radon tự nhiên hay do một đồng vị nhân tạo như cesium-137, iod-131.
- Máy hút không khí qua phin lọc: bụi trong không khí bám lại trên giấy lọc, đem đo trong phòng thí nghiệm để tìm đồng vị ở nồng độ rất thấp.
- Lấy mẫu định kỳ: đất, nước mưa, nước sông, rau, sữa được phân tích để theo dõi xu hướng dài hạn.
Vì sao mưa làm số đọc tăng vọt
Đây là "dị thường" quen thuộc nhất với người trực trạm. Khí radon từ đất bay vào không khí, phân rã thành chì-214 và bismut-214, những hạt bám vào bụi lơ lửng. Khi trời mưa, nước mưa cuốn chúng xuống mặt đất một lượt. Số đọc gamma có thể tăng vài chục phần trăm, đôi khi gấp đôi, ngay khi mưa bắt đầu, rồi giảm về bình thường trong vài giờ vì các đồng vị này có chu kỳ bán rã chỉ vài chục phút.
Người không quen dễ hoảng khi thấy đồ thị vọt lên. Người trực trạm thì nhìn ngay cột lượng mưa bên cạnh, và nếu có đầu dò phổ, kiểm tra xem đỉnh năng lượng thuộc chì-214, bismut-214 hay là đồng vị nhân tạo. Ngoài mưa, số đọc còn giảm khi có tuyết phủ (tuyết che bớt bức xạ từ đất), thay đổi theo độ ẩm đất, và tăng nhẹ khi có xe chở vật liệu xây dựng đi ngang.
Những vùng nền cao tự nhiên
Một số nơi có phóng xạ tự nhiên cao hơn nhiều mức trung bình: vùng Ramsar ở Iran có những điểm do suối nước nóng giàu radium, vùng bờ biển Kerala ở Ấn Độ có cát chứa monazit giàu thori, nhiều vùng đá granit ở châu Âu có radon cao. Người dân ở đó sống bình thường từ nhiều thế hệ, và các nghiên cứu dịch tễ ở những vùng này vẫn đang được thực hiện để hiểu tác động của liều thấp kéo dài. Với trạm quan trắc, điều quan trọng là biết "nền" của chính nơi mình đặt máy, và báo động dựa trên độ lệch so với nền đó, không dựa trên một con số chung cho mọi nơi.
Khi số đọc tăng là thật: bài học năm 1986
Sáng ngày 28 tháng 4 năm 1986, tại nhà máy điện hạt nhân Forsmark ở Thuỵ Điển, máy kiểm tra nhiễm bẩn ở cổng báo động khi nhân viên đi qua. Ban đầu nhà máy nghĩ có rò rỉ từ chính lò của mình và cho sơ tán. Nhưng phân tích đồng vị cho thấy thành phần không khớp với lò Forsmark, và gió thổi từ phía đông nam. Đó là một trong những dấu hiệu đầu tiên cho thế giới biết về tai nạn ở nhà máy Chernobyl, cách hơn một nghìn km.
Sau sự kiện này, nhiều nước châu Âu xây mạng lưới trạm quan trắc tự động dày đặc và chia sẻ số liệu với nhau. Hiện nền tảng trao đổi dữ liệu phóng xạ châu Âu (EURDEP) gom số liệu từ hàng nghìn trạm. Sau tai nạn Fukushima năm 2011, Nhật Bản lắp thêm rất nhiều điểm đo ở trường học, công viên và công bố số liệu công khai. Mỹ có mạng RadNet do Cơ quan Bảo vệ Môi trường (EPA) vận hành.
Những báo động "lạ" thường gặp
- Người vừa điều trị y học hạt nhân: bệnh nhân được tiêm hoặc uống chất phóng xạ để chẩn đoán, điều trị có thể làm cổng kiểm tra ở sân bay, cửa khẩu báo động trong vài ngày. Bệnh viện thường cấp giấy xác nhận cho trường hợp này.
- Hàng hoá có phóng xạ tự nhiên: gạch men, đá granit, phân kali, cát zircon có thể làm cảm biến ở cảng tăng nhẹ.
- Lỗi máy: ẩm vào mạch, sét đánh gần, nguồn điện chập chờn có thể tạo những vạch nhọn đơn lẻ. Dấu hiệu nhận ra là chỉ một trạm tăng trong khi các trạm quanh đó vẫn bình thường.
Quan trắc phóng xạ môi trường ở Việt Nam
Ở Việt Nam, cơ quan an toàn bức xạ và hạt nhân thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì mạng lưới quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường quốc gia, với các trạm đo tự động đặt ở nhiều tỉnh, thành. Các viện và trung tâm nghiên cứu hạt nhân trong nước phân tích mẫu môi trường trong phòng thí nghiệm. Các đơn vị này cũng tham gia trao đổi thông tin với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) khi có sự cố ở khu vực.
Thông tin về số đo phóng xạ môi trường thường được cơ quan quản lý công bố khi cần thiết. Nếu thấy tin đồn trên mạng về "phóng xạ tăng cao", cách tốt nhất là đối chiếu với thông báo chính thức thay vì tin vào ảnh chụp màn hình một máy đo cầm tay không rõ nguồn.
Góc nhìn hôm nay: đọc đúng một con số phóng xạ
- Xem đơn vị: nSv/h, µSv/h hay mSv/năm? Nhầm một bậc là nhầm một nghìn lần.
- So với nền của chính nơi đó: 0,25 µSv/h có thể là bình thường ở vùng granit nhưng là bất thường ở nơi nền chỉ 0,08.
- Xem thời tiết: vừa mưa xong thì tăng ngắn hạn là chuyện thường.
- Xem các trạm lân cận: một trạm tăng một mình thường là lỗi hoặc nguồn cục bộ; cả vùng cùng tăng mới đáng chú ý.
- Nghe cơ quan chuyên môn: khi có cảnh báo thật, làm theo hướng dẫn chính thức. Không tự uống viên iod dự phòng khi chưa có chỉ định, vì nó có tác dụng phụ và chỉ có ích trong tình huống cụ thể.
Phóng xạ là chuyện không nên doạ, cũng không nên xem nhẹ. Trạm quan trắc tồn tại để thay cảm giác sợ hãi bằng số đo, và thay số đo rời rạc bằng một đường nền dài mà bất cứ độ lệch nào cũng hiện ra rõ ràng.
Câu hỏi thường gặp
Phóng xạ môi trường bao nhiêu là bình thường?
Suất liều gamma ngoài trời ở phần lớn các nơi vào khoảng 0,05 đến 0,2 microsievert mỗi giờ, vùng đá granit có thể cao hơn. Theo UNSCEAR, liều phóng xạ tự nhiên trung bình mỗi người nhận khoảng 2,4 mSv mỗi năm.
Vì sao trời mưa phóng xạ đo được lại tăng?
Nước mưa cuốn các sản phẩm phân rã của khí radon tự nhiên, như chì-214 và bismut-214, từ không khí xuống mặt đất. Số đọc có thể tăng vài chục phần trăm rồi giảm về bình thường sau vài giờ vì các đồng vị này phân rã nhanh.
Microsievert và millisievert khác nhau thế nào?
1 millisievert (mSv) bằng 1.000 microsievert (µSv). Trạm quan trắc thường báo suất liều theo µSv/h hoặc nSv/h, còn giới hạn và liều trung bình năm thường tính bằng mSv.
Ai phát hiện phóng xạ từ Chernobyl đầu tiên ở nước ngoài?
Sáng 28/4/1986, nhà máy điện hạt nhân Forsmark ở Thuỵ Điển phát hiện nhiễm bẩn phóng xạ khi nhân viên đi qua cổng kiểm tra. Phân tích đồng vị và hướng gió cho thấy nguồn không phải từ Forsmark, mà từ một sự cố ở phía Liên Xô.
Việt Nam có trạm quan trắc phóng xạ không?
Có. Việt Nam có mạng lưới quan trắc và cảnh báo phóng xạ môi trường quốc gia do cơ quan an toàn bức xạ và hạt nhân thuộc Bộ Khoa học và Công nghệ chủ trì, với các trạm tự động ở nhiều tỉnh, thành, kết hợp phân tích mẫu trong phòng thí nghiệm.
