AN TOÀN BỨC XẠ - CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ LẤY MẪU CHẤT\r\nPHÓNG XẠ TRONG KHÔNG KHÍ
\r\n\r\nRadiation\r\nprotection - General principles for sampling airborne radioactive materials
\r\n\r\nLời nói đầu
\r\n\r\nTCVN 7944 : 2008 hoàn toàn\r\ntương đương với ISO 2889 : 1975
\r\n\r\nTCVN 7944 : 2008 do Ban kỹ\r\nthuật Tiêu chuẩn TCVN/ TC 85 “Năng lượng hạt nhân” biên soạn, Tổng\r\ncục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng để nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
\r\n\r\nLời giới thiệu
\r\n\r\nNguy hiểm tiềm ẩn do việc\r\nhít thở các chất phóng xạ tồn tại trong không khí phải được đánh giá và kiểm\r\nsoát thông qua các phép đo hàm lượng và đặc trưng của các nguyên tố phóng xạ\r\ntrong không khí. Ở những khu vực nhân viên đang hoặc sẽ làm việc, phải xác định\r\nđược hàm lượng phóng xạ trong không khí và so sánh với mức kiểm soát được áp dụng\r\nnhằm đảm bảo rằng nhân viên không bị chiếu xạ do nồng độ phóng xạ vượt quá mức an toàn. Bên cạnh\r\nđó cũng cần xác định\r\ncác mức cần thiết cho việc thiết kế cải tiến thiết bị, cô lập nguồn nhiễm bẩn,\r\nkiểm soát thời gian chiếu, hay mang khẩu trang phù hợp.
\r\n\r\nMục tiêu chính và quan trọng nhất của\r\nviệc lấy mẫu là bảo vệ con người khỏi sự chiếu xạ quá mức do các chất phóng xạ\r\ntích lũy ở bên trong gây ra. Ngoài ra còn có các mục tiêu khác là:
\r\n\r\n1) Cung cấp tài liệu luận chứng về môi\r\ntrường làm việc để chứng tỏ rằng các quy định đều được tuân thủ. Hồ sơ về các mức\r\nnhiễm xạ phải được lưu giữ cùng với những số liệu khác nhằm mục đích xác nhận\r\nhoặc bác bỏ việc đòi bồi thường của nhân viên hoặc những người khác bị thương\r\ndo bức xạ;
\r\n\r\n2) Chú ý tới các thiết bị gây hư hỏng, những\r\nquy trình còn khiếm khuyết, hay những điều kiện khác dẫn đến sự mất kiểm soát đối\r\nvới các chất ở dạng khí khi vận hành. Từ đó xác định hiệu quả của các biện pháp\r\nkhắc phục;
\r\n\r\n3) Đo đạc sự phát thải các chất phóng xạ\r\nvào môi trường thông qua việc lấy mẫu ở gần điểm phát thải. Việc lấy mẫu\r\nchất thải sẽ hỗ trợ cho việc đánh giá và kiểm soát sự chiếu xạ đối với nhân\r\nviên tại cơ sở, nhưng các kết quả từ việc lấy mẫu thường có ý nghĩa quan trọng\r\nhơn ở việc đảm bảo rằng con người trong môi trường không bị chiếu xạ bởi những\r\nmức chất phóng xạ vượt quá các mức đã được thiết lập. Khi xảy ra sự cố, các mẫu\r\nthải được sử dụng để đánh giá hậu quả (có thể xảy ra) và xác định biện pháp khắc\r\nphục cần thiết. Trong một số trường hợp phải xác định nguyên nhân và hậu quả của\r\nnhững sự cố.
\r\n\r\nViệc lấy mẫu phải cho phép đo được tổng\r\nlượng chất nhiễm bẩn phóng xạ phát thải vào môi trường trong những khoảng\r\nthời gian khác nhau.
\r\n\r\nNhững mục tiêu cụ thể sau đây cần phải đạt được\r\nkhi lấy mẫu (theo khuyến\r\ncáo của nhóm chuyên gia)[1]:
\r\n\r\n1) Phải tiến hành việc nghiên cứu chi tiết\r\nđể xác định bản chất của các son khí trong các dạng môi trường làm việc khác\r\nnhau;
\r\n\r\n2) Các mức chung ở những nơi làm việc phải\r\nđược đo và kiểm soát thường xuyên;
\r\n\r\n3) Cho phép thực hiện việc phát hiện\r\nnhanh những mức nhiễm bẩn cao trong quá trình phát thải do tai nạn;
\r\n\r\nƯớc tính mức độ hít vào của\r\ntừng người.
\r\n\r\n\r\n\r\n
AN TOÀN BỨC XẠ\r\n- CÁC NGUYÊN TẮC CHUNG VỀ LẤY MẪU CHẤT PHÓNG XẠ TRONG KHÔNG KHÍ
\r\n\r\nRadiation\r\nprotection - General principles for sampling airborne radioactive materials
\r\n\r\n\r\n\r\nTiêu chuẩn này đưa ra các nguyên tắc chung được\r\náp dụng để nhận được các mẫu đại diện của các chất phóng xạ trong không khí và quy\r\nđịnh các phương pháp và các loại vật liệu được sử dụng để lấy mẫu khí và hạt.
\r\n\r\n\r\n\r\nCác nguyên tắc chung này giới hạn\r\ntrong việc thu gom mẫu; không bao gồm việc đo các chất phóng xạ thu gom được. Điều\r\nnày không có nghĩa là việc đo và đánh giá mẫu không quan trọng bằng việc lấy mẫu.\r\nMặc dù việc đo và đánh giá mẫu một cách chính xác là rất cần thiết, nhưng điều\r\nnày chỉ có giá trị khi mẫu thu được phản ánh đúng các điều kiện cần phân tích.
\r\n\r\nĐối với việc hướng dẫn lấy mẫu các chất\r\nphóng xạ trong không khí ở các cơ sở có sử dụng chất phóng xạ. các nguyên tắc chung\r\nnày còn bị hạn chế hơn nữa, đặc biệt nhấn mạnh đến sự cần thiết phải bảo vệ\r\nnhân viên bức xạ. Tuy nhiên nó bao gồm cả việc lấy mẫu khi thải trước hoặc ngay\r\ntại điểm phát thải từ cơ sở vào không khí. Mặc dù một số kỹ thuật lấy mẫu nhất định\r\nđược loại trừ trong phạm vi của tiêu chuẩn này (như kỹ thuật lấy mẫu môi trường\r\nvà không khí tự do), nhưng hầu hết các phương pháp nêu tại đây đều có thể áp dụng\r\nđược trong tất cả các trường hợp.
\r\n\r\nCác nguyên tắc chung này không quan\r\ntâm đến việc sử dụng các thiết bị lấy mẫu khác nhau trong từng trường hợp cụ thể. Ví\r\ndụ nguyên tắc cụ thể và chi tiết đối với than củi để lấy mẫu iốt sẽ nằm ngoài\r\nphạm vi của tiêu chuẩn này.
\r\n\r\n\r\n\r\n3.1
\r\n\r\nChất hấp thụ (absorbent)
\r\n\r\nChất hút vật chất thông qua nguyên lý\r\nkhuếch tán, cho phép phần tử vật chất xâm nhập vào cấu trúc của chất hấp thụ rắn\r\nhoặc hòa tan trong chất hấp thụ lỏng. Nếu có phản ứng hóa học xảy ra trong quá trình hấp thụ\r\nthì quá trình đó được gọi là hấp thụ hóa học.
\r\n\r\n3.2
\r\n\r\nChất hấp phụ (adsorbent)
\r\n\r\nChất thường ở dạng rắn, giữ vật chất lại\r\nkhi tiếp xúc với nó nhờ các lực phân tử có tầm tác dụng ngắn làm gắn kết chất bị\r\nhấp phụ lên bề mặt của chất hấp phụ.
\r\n\r\n3.3
\r\n\r\nĐường kính khí động (aerodynamic\r\ndiameter)
\r\n\r\nCác hạt có cùng đường kính nhưng có mật\r\nđộ khác nhau sẽ có vận tốc khác nhau. Hai hạt có mật độ khác nhau được gọi coi\r\nlà có “đường kính khí động’’ tương đương nếu các mật độ và đường kính của chúng\r\ncó mối tương quan sao cho vận tốc chúng bằng nhau hoặc bị tác động bởi lực phân\r\ntử khí bằng nhau. Vì các phép so\r\nsánh thường được thực hiện với các chất có mật độ đơn vị nên “đường kính\r\nkhí động” là đường\r\nkính của khối cầu mật độ riêng có cùng vận tốc giống như của hạt cần khảo\r\nsát mà không cần để ý đến\r\nhình dạng.
\r\n\r\n3.4
\r\n\r\nSon khí (aerosol)
\r\n\r\nCác hạt rắn hoặc lỏng phát tán trong không\r\nkhí hoặc trong các\r\nloại khí khác.
\r\n\r\n3.5
\r\n\r\nBất đẳng động học (anisokinetic)
\r\n\r\nĐiều kiện này xảy ra khi vận tốc của\r\nkhí đi vào ống lấy mẫu hoặc thiết bị thu gom đặt trong luồng khí khác với vận tốc\r\ncủa luồng khí được lấy mẫu ở điểm đó.
\r\n\r\n3.6
\r\n\r\nVùng hô hấp (breathing zone)
\r\n\r\nVùng ở gần miệng và mũi của nhân viên\r\nmà không khí từ đó bị hút vào phổi khi đang làm việc. Không khí từ vùng này sẽ\r\nthực sự là không khí mà nhân viên hít phải khi đang làm việc dù là đứng, ngồi hay di\r\nchuyển.
\r\n\r\n3.7
\r\n\r\nLưu giữ (burial)
\r\n\r\nViệc đưa hạt vào trong chất làm màng lọc.
\r\n\r\n3.8
\r\n\r\nHiệu suất thu mẫu (collection\r\nefficiency)
\r\n\r\nPhần hạt bị phin lọc lưu giữ so với tổng\r\nlượng hạt ban đầu trong một thể tích không khí biết trước đi qua phin lọc.
\r\n\r\n3.9
\r\n\r\nGiọt nhỏ (droplet)
\r\n\r\nMột lượng rất nhỏ chất lỏng ở dạng cầu.
\r\n\r\n3.10
\r\n\r\nSự tác động (impaction)
\r\n\r\nQuá trình một hạt hay giọt nhỏ bị văng\r\nra khỏi luồng khí do va đập phải một vật thể nằm trong luồng khí.
\r\n\r\n3.11
\r\n\r\nĐẳng động học (isokinetic)
\r\n\r\nĐiều kiện này xảy ra khi vận tốc của không khí\r\nđi vào ống thu hoặc thiết bị thu gom được đặt trong luống khi bằng với vận tốc\r\ncủa luồng khí được lấy mẫu ở điểm đó.
\r\n\r\n3.12
\r\n\r\nBộ lọc màng (membrane filter)
\r\n\r\nThành phần làm màng lọc nói chung bao gồm màng hữu\r\ncơ rất mỏng có\r\nđộ rỗng và thành phần được kiểm\r\nsoát trong một khoảng được lựa chọn trước. (Các màng kim loại xốp rất mỏng cũng được\r\ndùng làm màng lọc.)
\r\n\r\n3.13
\r\n\r\nMáy đo phóng xạ (monitor)
\r\n\r\n1) Dùng để đo thành phần phóng xạ dạng\r\nkhí hoặc thành phần thô của chất phóng xạ một cách liên tục hoặc với tần suất\r\ncho phép thực hiện việc đánh giá nồng độ trong một khoảng thời gian nhất định.
\r\n\r\n2) Máy móc hay thiết bị sử dụng trong việc\r\nđo phóng xạ.
\r\n\r\n3.14
\r\n\r\nHạt (particle)
\r\n\r\nMột tập hợp các phân tử tạo\r\nnên khối rắn hoặc lỏng với\r\nkích cỡ nằm trong khoảng từ một vài đường kính phân tử đến vài phần chục\r\nmiiimet (vài trăm micrômet).
\r\n\r\n3.15
\r\n\r\nSự xuyên thấu (penetration)
\r\n\r\nSự đi qua hoàn của chất bẩn phóng xạ\r\nkhí suốt toàn màng lọc hay thiết bị thu gom khác .
\r\n\r\n3.16
\r\n\r\nMức cho phép (permissible level)
\r\n\r\n(được sử dụng trong tiêu chuẩn này):\r\nNồng độ chất khí đã được thiết lập làm mức hướng dẫn hay quy định của địa\r\nphương mà việc tuân thủ mức này sẽ hạn chế được lượng chất phóng xạ hít thở phải.\r\nMức cho phép có thể khác nhau tùy thuộc vào bản chất của chất khí, khoảng thời\r\ngian chiếu xạ dự tính, và sự bảo vệ có được nhờ áo quần chuyên dụng hoặc\r\ncác vật che chắn khác.
\r\n\r\n3.17
\r\n\r\nĐếm “trùng phùng giả ” (“pseudo-coincidence” counting)
\r\n\r\nPhương pháp dùng để xác định nồng độ của\r\ncác nguồn phát hạt a\r\nsống dài, ví dụ như plutonium hay các hợp chất của nó. được thu gom trên màng lọc\r\nvới các nguồn phát a\r\ntrong tự nhiên ví dụ như các sản phẩm phân rã của 222Rn (rađôn) và 220Rn\r\n(thoron). Đầu dò phát hiện và ghi nhận tín hiệu “trùng phùng giả” từ phân rã b của 214Bi và con\r\ncháu của nó, phân rã 214Po, từ đó có được chỉ\r\nsố về lượng của 222Rn có mặt. Các phân rã của 214Po có thời\r\ngian bán rã 150 ms, do vậy\r\nphân rã bố mẹ-con cháu được xem và sử dụng như là “trùng phùng giả”. Việc vận dụng\r\ntương tự cũng đúng cho phân rã từ 212Bi về 212Po. Chúng đều\r\nlà các thành viên của chuỗi phân rã 220Rn.
\r\n\r\n3.18
\r\n\r\nMẫu đại diện (representative\r\nsample)
\r\n\r\nMột phần của môi trường được quan tâm,\r\nmột hoặc nhiều thành phần được lấy từ môi trường này có cùng hàm lượng\r\nvà đặc trưng như trong môi trường.
\r\n\r\n3.19
\r\n\r\nMáy làm sạch (scrubber)
\r\n\r\nThiết bị cho phép chất khí và chất lỏng\r\ntiếp xúc để thực hiện việc di chuyển các chất khí, lỏng, hay rắn được\r\nmang trong chất khí đi vào luồng\r\nchất lỏng. Chất lỏng có thể là khối chất tĩnh mà chất khí bốc lên đi qua đó hay\r\ncó thể được phun vào cột khí hay đi qua nhờ chất mang.
\r\n\r\n3.20
\r\n\r\nMẫu “điểm” (“spot” sample)
\r\n\r\nĐược lấy ngẫu nhiên, mẫu đơn lẻ được lấy\r\ntừ luồng chất trong khoảng thời gian ngắn.
\r\n\r\n3.21
\r\n\r\nDưới đẳng động học (sub-isokinetic)
\r\n\r\nĐiều kiện xảy ra khi vận tốc của khí đi vào ống\r\nlấy mẫu hoặc thiết bị thu gom được giữ trong luồng khí nhỏ hơn vận tốc của luồng\r\nkhí đang được lấy mẫu ở điểm đó.
\r\n\r\n3.22
\r\n\r\nTrên đẳng động học (super-isokinetic)
\r\n\r\nĐiều kiện xảy ra khi vận tốc khí đi\r\nvào ống lấy mẫu hoặc thiết bị thu gom được giữ trong luồng khí lớn hơn vận tốc của\r\nluồng khí đang được lấy mẫu ở điểm đó.
\r\n\r\n3.23
\r\n\r\nHơi (vapour)
\r\n\r\nDạng khí của các chất vốn là chất lỏng\r\nhoặc chất rắn ở nhiệt độ phòng, khác với các khí không ngưng đọng được (các chất\r\nhơi là các chất khí nhưng rộng hơn là được phát thải hoặc làm bay hơi từ các chất\r\nlỏng hoặc chất rắn).
\r\n\r\n3.24
\r\n\r\nDễ bay hơi (volatile)
\r\n\r\nKhả năng xảy ra khi áp suất hơi cao ở\r\nnhiệt độ phòng.
\r\n\r\n\r\n\r\n4.1. Các mẫu đại diện
\r\n\r\nMẫu phải đại diện cho cả luồng chất hoặc\r\nthể tích khi cần phân tích. “Mẫu đại diện” tiêu biểu cho nhiều lượng mẫu khác nhau.
\r\n\r\n4.1.1. Mẫu đại diện theo vị\r\ntrí không gian
\r\n\r\n4.1.1.1. Lấy mẫu trong khu vực\r\nnhân viên làm việc
\r\n\r\nTốt nhất, mẫu phải được lấy từ một hoặc\r\nnhiều điểm nằm trong “vùng hô hấp”\r\ncủa nhân viên.[2] Điểm lấy mẫu\r\nthực tế phải phải lấy gần với mũi và miệng nhân viên. Việc lấy mẫu thường xuyên\r\ntrong trường hợp này là không khả thi và thường phải chấp nhận một số điều kiện.\r\nTrong nhiều trường hợp, có thể chấp nhận thiết bị lấy mẫu chạy bằng pin với thiết\r\nbị thu gom được đặt gần vùng hô\r\nhấp với điều kiện phải đủ\r\nnhạy, đồng thời phải thuận tiện và an toàn cho nhân viên, tránh việc nhân viên\r\nphải mang thêm thiết bị.
\r\n\r\nĐể đơn giản, các mẫu khí thường được lấy\r\nnhờ các thiết bị lấy mẫu cố định. Do đó cần phải cẩn thận trong việc lựa chọn vị\r\ntrí và số lượng thiết\r\nbị lấy mẫu trong một khu vực làm việc cho trước. Vị trí lấy mẫu phải được lựa\r\nchọn sao cho càng gần vùng hít thở càng tốt mà không làm ảnh hưởng đến công việc và\r\nnhân viên. Việc lấy mẫu bằng các thiết bị lấy mẫu cố định phải chấp nhận nguyên\r\ntắc mẫu đại diện theo vị trí không gian của điểm lấy mẫu; tuy nhiên nếu việc chọn\r\nđiểm lấy mẫu đúng và phù hợp với các thiết bị lấy\r\nmẫu trong vùng hô hấp thực tế thì có thể sử dụng thiết bị lấy mẫu cố định.
\r\n\r\nCác mẫu nhận được theo định kỳ từ các vị\r\ntrí cố định sẽ cho biết những thay đổi chung về các nồng độ phóng xạ trong không khí,\r\ntừ đó giúp xác định nguồn gây nhiễm bẩn phóng xạ. Khi bố trí hệ thống thông gió\r\ntrong phòng để không khí trong phòng bị hút qua một hay một số ống dẫn, thì các\r\nthiết bị lấy mẫu được đặt ở lối thoát của ống thông gió trước khi qua phin lọc\r\ncó thể cho giá trị nồng độ trung bình tổng cộng trong không khí tốt hơn, nhưng lại có thể\r\nkhông đại diện cho lượng khí thực được hít vào. Điều này càng đúng nếu\r\nnguồn là chỗ rò rỉ biệt lập\r\ntrong phòng ở gần vùng hít thở, hoặc nếu các hạt được quan tâm có bán kính khí động\r\nlớn do chúng có xu hướng lắng đọng sau một quãng đường đi tương đối ngắn. Một số\r\nnghiên cứu cho thấy cần phải chú ý\r\nđến những vấn đề về lấy\r\nmẫu đại diện từ các thiết bị lấy mẫu.[3, 4, 5, 6]
\r\n\r\nCác thiết bị lấy mẫu có thể được lắp đặt\r\ngần ngay trên đầu và ở trước mặt nhân viên hoặc cũng có thể được lắp đặt ở\r\nmặt trước của mũ đội đầu, hộp găng tay hoặc buồng được dùng để chứa chất phóng\r\nxạ cần xử lý. Phin lọc thiết bị thu gom thường được đặt theo mặt phẳng thẳng đứng\r\nđể giảm khả năng thu gom những hạt lớn hơn do lắng đọng dưới tác dụng của trọng\r\nlực. Mặc dù nguyên tắc lấy mẫu đẳng động học không thực hiện với các thiết bị\r\nlấy mẫu khí cố định trong phòng, các hạt được quan tâm gần như luôn có kích thước\r\nđủ nhỏ để không làm ảnh hưởng tới các sai số do lấy mẫu bất đẳng động học.
\r\n\r\nDo vậy cần phải xem xét đến số lượng,\r\nvị trí và những yêu cầu về dịch chuyển của khối khí đối với các\r\nthiết bị lấy mẫu trong khi thiết kế thiết bị mà các chất phóng xạ được xử lý\r\ntrong đó.
\r\n\r\n4.1.1.2. Lấy mẫu trong ống dẫn\r\nhoặc ống khói
\r\n\r\nĐể lấy được các mẫu đại diện từ ống dẫn hoặc ống\r\nkhói cần phải chú ý đến vị trí và số lượng ống đi vào và kết cấu của ống được sử dụng.\r\nViệc bố trí thiết bị thu gom trong luồng khí sẽ tốt hơn so với việc sử\r\ndụng các kênh phân phối nằm giữa các điểm lấy mẫu và thiết bị thu gom (xem\r\n4.1.2). Một số khuyến cáo về kết cấu\r\nđầu dò và hướng dẫn đặt các điểm\r\nthải khí trong ống dẫn và ống khói được để cập trong Phụ lục A.
\r\n\r\nĐiểm lấy mẫu có thể chấp nhận được là\r\nđiểm tương ứng với giá trị cực tiểu của năm lần đường kính ống dẫn (hoặc năm lần\r\nkích thước chính của ống dẫn hình chữ nhật) ở phía xuôi dòng sau những thay đổi\r\nđột ngột trong hướng đi của dòng hoặc những chuyển tiếp dễ nhận thấy. Mặc dù\r\ncác hướng dẫn này thường có thể áp dụng được nhưng cũng cần lưu ý rằng các vận\r\ntốc ngang nên được tính đến để chắc\r\nchắn rằng dòng đã có đầy đủ các thành phần tại điểm lấy mẫu.
\r\n\r\n4.1.2. Mẫu đại diện, xét về\r\nthành phần vật lý và hóa học
\r\n\r\n4.1.2.1. Lấy mẫu không phân biệt\r\nkích thước hoặc loại hạt
\r\n\r\nMẫu đại diện phải có cùng thành phần\r\nhóa phóng xạ và vật lý như của không khí mà nhân viên tiếp xúc trong vùng được\r\nlấy mẫu. Ngoài yêu cầu về vị trí không gian phù hợp còn có yêu cầu thiết bị lấy\r\nmẫu không phân loại theo\r\nkích thước hạt hay làm ảnh hưởng đến các tính chất vật lý và hóa học của các\r\nthành phần phóng xạ dạng khí. Yêu cầu này khó thực hiện được một cách hoàn hảo.\r\nMẫu được đưa đến thiết bị thu gom qua bất kỳ kênh phân phối nào cũng có thể loại\r\nbỏ được những hạt lớn nhờ sự lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực khi vận tốc dòng quá lớn, hoặc do\r\ntác động dòng chảy rối\r\nkhi vận tốc dòng quá lớn. Mật độ\r\ncủa hạt trong không khí cũng đóng vai trò quan trọng trong việc phân loại theo\r\nkích cỡ hạt. Một số hướng dẫn tại Phụ lục B cho phép thực hiện các ước tính mất hạt\r\ntrong các kênh lấy mẫu do lắng đọng dưới tác dụng của trọng lực và dòng chảy rối.
\r\n\r\nMẫu nhận được bằng kênh phân phối hoặc\r\nthiết bị thu gom không phân biệt các hạt có kích cỡ khác nhau có thể được đánh\r\ngiá chính xác mức độ phóng xạ chỉ sau khi biết được các tính chất vật lý và hóa\r\nhọc của chất khí thu nhận được. Trong những trường hợp cụ thể, cần thiết phải\r\nnghiên cứu riêng rẽ để xây dựng phân bố kích thước hạt và tính chất hóa học của\r\nchất dạng khí.
\r\n\r\nNhững thay đổi về tính chất của các chất\r\ndạng khí phải được dự đoán trước theo những thay đổi trong các hoạt động tại cơ\r\nsở. Việc xác định đặc trưng của các thành phần khi phải được tiến hành tương đối\r\nthường xuyên để đảm bảo có được những thông tin quan trọng mang tính thống kê đặc\r\ntrưng của chất dạng khí.
\r\n\r\n4.1.2.2. Lấy mẫu có phân biệt\r\nkích thước hạt
\r\n\r\nDo thông tin về phân bố kích thước hạt\r\nrất quan trọng để có thể đánh giá đúng các tác động chiếu xạ nên các thiết bị\r\nthu mẫu và thiết bị thu gom phải được thiết kế để nhận biết hai hay nhiều nhóm\r\nkích thước của chất dạng khí. Việc đo đạc phóng xạ cho mỗi nhóm kích thước sẽ\r\ncho phép xác định độ phóng xạ được lưu giữ riêng trong các phần khác nhau của\r\nđường hô hấp. *) Mặc dù độ phân giải không cao nhưng\r\ncác thiết bị này có thể phân biệt khá tốt tính phóng xạ của các hạt bị giữ lại\r\ntrong phần trên của hệ\r\nhô hấp và các hạt có kích thước nhỏ hơn nhiều có thể đi vào các hốc của phổi.\r\nCác thiết bị lấy mẫu này khá tốt.\r\nTrong trường hợp thiếu thông tin về\r\nkích cỡ hạt trong mẫu khí thì có thể sử dụng\r\nthiết bị này. Có thể tham khảo một số vấn đề này tại các tài liệu [3], [9], [10], [11],\r\n[12], [13].
\r\n\r\n4.1.2.3 Phân biệt kích cỡ hạt\r\ndo lấy mẫu trong điều kiện bất đẳng động học
\r\n\r\nPhân bố kích thước hạt có thể khác\r\nnhau khi vận tốc của khí được lấy mẫu đi vào đầu dò mẫu (hoặc thiết bị thu gom,\r\nkhi được đưa trực tiếp vào luồng khí cần lấy mẫu) khác biệt khá nhiều so với vận tốc của\r\nkhông khí trong luồng khí được lấy mẫu. Khi khí được lấy ra từ thiết bị lấy mẫu\r\nhoặc thiết bị thu gom đặt trong dòng khí có vận tốc nhỏ hơn nhiều so với vận tốc\r\ndòng khí thì các hạt lớn\r\nhơn sẽ được thu gom nhiều hơn. Ngược lại, khi vận tốc khí qua đầu dò hoặc thiết\r\nbị thu gom mẫu lớn hơn vận tốc dòng khí thì các hạt nhỏ hơn sẽ được thu gom nhiều\r\nhơn. Sự phân tách này phụ thuộc vào kích thước hạt, mật độ hạt, phân bố kích\r\nthước hạt cũng như sự khác biệt giữa vận tốc đẳng động học và vận tốc bất đẳng\r\nđộng học. Trừ trường hợp quá đặc biệt, các hạt có đường kính khí động nhỏ hơn\r\n5 mm có thể đi\r\ntheo dòng khí với sai số phân tách không lớn. Phụ lục C đưa ra các số\r\nliệu cho thấy sai số gây ra do bởi điều kiện lấy mẫu bất đẳng động học khác\r\nnhau. Tất nhiên kích thước và mật độ của các hạt được lấy mẫu phải được biết\r\ntrước khi tính toán sai số này. Trong những hoạt động mà các kích thước hạt có\r\nthể thay đổi, đặc biệt là khi các hạt lớn hơn 5 mm được dự đoán trước,\r\nphải bố trí thiết bị lấy mẫu để cho phép dòng gần đẳng động học có thể đi vào đầu\r\ndò tại lối vào của thiết bị lấy mẫu hoặc đi qua thiết bị thu gom khi thiết bị\r\nthu gom đặt hướng vào dòng khí cần lấy mẫu. Do vậy có thể tránh được trường hợp\r\nlấy phải mẫu không đại diện gây ra bởi nguồn tiềm tàng.
\r\n\r\n4.1.2.4 Sai lệch mẫu do các\r\nphản ứng hóa học và các hiệu ứng có liên quan
\r\n\r\nCần phải rất thận trọng khi lấy mẫu từ\r\ndòng khí nếu không\r\nkhí có thể chứa các đồng vị phóng xạ ở dạng phản ứng hóa học được.\r\nCác loại hơi có thể phản ứng, ví dụ như iốt phóng xạ, có thể bị hấp thụ lên trên hoặc\r\nphản ứng với các chất có thể được dùng trong các kênh lấy mẫu, ví dụ như cao\r\nsu, đồng và một số\r\nchất dẻo.
\r\n\r\nTại một số thiết bị thu gom, ví dụ như\r\nbộ va chạm, bẫy trong chất lỏng có hiệu suất thay đổi tùy theo tính tan và kích\r\nthước của hạt. Sự cô đọng lại trên các bề mặt ở bên trong của các kênh lấy mẫu có\r\nthể tạo nên các túi và có tác dụng giống như những cái bẫy hoặc tạo các bề mặt ẩm\r\nướt khiến chất được quan tâm có thể bám dính lên đó. Trong một số trường hợp đặc biệt,\r\ncác bẫy và túi có\r\nthể giống như những máy lọc hiệu quả đối với chất phóng xạ đi qua chúng. Các kênh\r\nlấy mẫu cũng phải sạch bụi hay dầu mỡ vì chúng có thể dẫn đến khả năng lắng đọng nhiều\r\nhơn.
\r\n\r\nKhi không khí được lấy mẫu ở trạng\r\nthái gần bão hòa hơi\r\nnước thì có thể xảy\r\nra sự lắng đọng trên thiết bị thu gom. Hơi ẩm quá cao có thể dẫn tới phá hỏng\r\ntác dụng của chất làm màng lọc lối đi của không khí bị bịt kín hoặc làm yếu đến\r\nmức chất làm màng lọc bị chảy hay bị phá vỡ. Khi xảy ra khả năng đưa hơi ẩm vào thì các kênh lấy\r\nmẫu cần được làm nóng để ngăn ngừa sự kết đọng trong kênh nhằm đưa nhiệt độ thiết\r\nbị thu gom lên cao hơn điểm sương.
\r\n\r\nTất cả các tương tác có thể có làm\r\nthay đổi chất lượng mẫu kể từ thời điểm mẫu được đưa vào thiết bị\r\nthu gom đều phải được xem xét cẩn thận. Phải biết trước dạng hóa học cũng như tính\r\nchất vật lý của các thành phần khí được lấy mẫu.
\r\n\r\n4.1.2.5. Chất lượng của các\r\nphương pháp và thiết bị lấy mẫu
\r\n\r\nTrong mỗi trường hợp, các phương\r\npháp và thiết bị lấy mẫu được sử dụng phải được nghiên cứu và kiểm tra cẩn thận để chắc\r\nchắn rằng chúng sẽ vận hành theo dự định. Độ kín tổng thể và các\r\nphương pháp chung để lấy mẫu phải được xem xét kỹ.
\r\n\r\n4.2. Lập quy trình lấy mẫu
\r\n\r\nViệc xây dựng quy trình lấy\r\nmẫu do nhiều yếu tố tác động. Quy trình lấy mẫu bao gồm tần suất, khoảng thời\r\ngian và lượng thể tích mẫu. Trong hầu hết các trường hợp, khi lập kế\r\nhoạch ba yếu tố này phải nằm giữa các giá trị lý tưởng và phải có ý nghĩa cung\r\ncấp đủ thông tin để đánh giá an\r\ntoàn vận hành cũng như có thể xác định được bằng kỹ thuật, có tính kinh tế và thuận\r\ntiện.
\r\n\r\n4.2.1. Độ nhạy và đo
\r\n\r\nĐộ nhạy và độ chính xác của phương\r\npháp phân tích hoặc đo đếm sẽ xác định thể tích khí nhỏ nhất cần được lấy mẫu để\r\ncó được độ chính xác cần thiết và tính xác thực của các kết quả.
\r\n\r\n4.2.2. Mức cho phép ở vị trí\r\nlấy mẫu
\r\n\r\nNồng độ có thể chấp nhận của các đồng\r\nvị phóng xạ mà ta quan tâm sẽ xác định thể tích tối thiểu cần lấy mẫu. Nếu có\r\nthể được, mẫu phải đủ lớn để cho phép xác định được giá trị một phần mười mức\r\nchấp nhận với độ tin cậy nhất định. Trong một số trường hợp, mẫu phải đủ lớn để\r\ncho phép đo có hiệu quả đối với các mức phóng xạ bằng hoặc nhỏ hơn mức\r\nmôi trường (Xem 4.2.4).
\r\n\r\n4.2.3. Phân rã phóng xạ
\r\n\r\nThời gian bán rã của đồng vị được đo\r\nlà một thông tin quan trọng. Đối với những chất có thời gian bán rã ngắn thì khoảng thời\r\ngian lấy mẫu có thể ngắn cùng với thể tích mẫu lớn và đo nhanh. Một phương pháp\r\nthay thế khác là lấy mẫu cho đến khi chất phóng xạ thu gom được đạt đến trạng\r\nthái cân bằng, ở thời điểm này, tốc độ phân rã bằng với tốc độ tích lũy. Việc\r\nđánh giá đòi hỏi phương pháp định tính phải được thực hiện trong hoặc ngay sau\r\nkhi lấy mẫu. Với những chất có thời gian sống dài, có hoạt độ trong mỗi đơn vị khối\r\nlượng thấp, có thể phải lấy mẫu thể tích lớn để có được độ chính xác cần\r\nthiết khi sử dụng các phép phân tích đo lường phóng xạ.
\r\n\r\n4.2.4. Chất phóng xạ tự\r\nnhiên
\r\n\r\nSự hiện diện của các chất phóng xạ tự\r\nnhiên có thời gian bán rã ngắn có thể làm lu mờ nhiều chất phóng xạ có thời\r\ngian sống dài tồn tại trong cùng môi trường. Do vậy cần phải có những khoảng thời\r\ngian trễ từ thời điểm thu mẫu đến thời điểm đo mẫu. Đo mẫu được lặp lại vào những\r\nthời điểm sau đó hay sử dụng những phương pháp đặc biệt khác, ví dụ như phân biệt\r\nnăng lượng, đếm giả trùng phùng hoặc các phương pháp lấy mẫu phân biệt kích thước\r\nhạt như kỹ thuật phin lọc lựa chọn kích cỡ hạt và vòng đập hình khuyên.[13, 14, 15, 16] (Xem\r\n5.1.2.2).
\r\n\r\n4.2.5. Bản chất của hoạt động\r\nvà quy trình
\r\n\r\nBản chất của hoạt động liên quan đến\r\nchất phóng xạ có thể ảnh hưởng đến chương trình lấy mẫu. Đối với các hoạt động\r\nhay quy trình được thực hiện lần đầu tiên, cần phải lấy mẫu thường xuyên hơn\r\nvà rộng hơn so với những hoạt động hay quy trình đã được thiết lập và xác nhận\r\ntốt từ trước. Khả năng phát thải chất phóng xạ và những hậu quả của sự nhiễm xạ\r\nkhông khí do sự cố phải được xem xét để xác định tần suất và quãng thời gian\r\nlấy mẫu.
\r\n\r\nKhi mục đích của việc lấy mẫu là xác định\r\nmức phát thải tổng cộng của các chất phóng xạ vào môi trường thì quy trình lấy\r\nmẫu phải được thiết kế để đảm bảo nhận được mẫu đầy đủ trong suốt quá trình phát\r\nthải do tai nạn. Trong điều kiện bình thường, việc lấy mẫu không liên tục và\r\ntương đối không thường xuyên có thể là đủ, nhưng khi cần phải tính đến sự lệch\r\nchuẩn hay tình huống tai\r\nnạn thì có thể cần\r\nthiết phải lấy mẫu liên tục. Phải dự đoán trước được các mức tương đối của hoạt\r\nđộ phóng xạ có trong mẫu trong quá trình phát tán do tai nạn. Việc xem xét này\r\ncó thể ảnh hưởng đến mức thể tích mẫu cần lấy trong những trường hợp không\r\nđúng chuẩn. Trong một số trường hợp, phải sử dụng hai hệ thống lấy mẫu riêng biệt\r\nđể xác minh, một hệ thống để thu nhận mẫu đối với những phát tán ở mức cao không liên tục\r\nvà hệ thống còn lại dùng cho đánh giá phát tán hàng ngày. Phương pháp thu gom cũng có thể khác\r\nđi để phục vụ cho hai mục đích trên.
\r\n\r\nPhải dự đoán các điều kiện bất thường\r\ntheo sau tai nạn bức xạ nghiêm trọng trước khi yêu cầu lấy mẫu để đánh giá các\r\nmức chất phóng xạ dạng khí có trong một khu vực bị ảnh hưởng bởi tai nạn (ví dụ\r\ncác mẫu đại diện lấy từ không khí bị nhiễm xạ sau tai nạn lò phản ứng). Việc lấy\r\nmẫu trong những điều kiện xấu phải được dự tính và phải thiết kế cho hệ thống\r\ncác quy trình cần thiết.
\r\n\r\n\r\n\r\nHai dạng chất phóng xạ nhiễm trong không\r\nkhí là dạng hạt và dạng khí; các hạt có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng, mặc\r\ndù người ta thường cho rằng hạt là những phần tử rất nhỏ của chất rắn. Tùy thuộc\r\nvào\r\nviệc\r\náp dụng lấy mẫu đối với dạng khí hay dạng hạt mà ta sẽ có các phương pháp lấy mẫu\r\nchất phóng\r\nxạ\r\nkhác nhau.
\r\n\r\n\r\n\r\n5.1.1. Phân phối mẫu
\r\n\r\nCác nguyên tắc về loại bỏ phần đại diện\r\ncủa luồng chất ra khỏi một ống dẫn lớn đã được để cập đến ở phần trên. Theo\r\ncác nguyên tắc này, kênh lấy mẫu được sẽ dẫn mẫu đại diện đến thiết bị thu gom.\r\nVới những mẫu được lấy từ không khí, ví dụ từ không khí trong phòng, thì không cần đến các\r\nkênh lấy mẫu.
\r\n\r\n5.1.2. Thiết bị thu gom
\r\n\r\nNhiều loại thiết bị thu gom khác nhau\r\ncó thể sử dụng cho việc lấy mẫu chất phóng xạ dạng hạt. Có hai nhóm chính đó\r\nlà:
\r\n\r\n1) các thiết bị thu gom hạt thô không phân biệt\r\nkích thước hạt;
\r\n\r\n2) các thiết bị thu gom hạt có phân biệt kích\r\nthước hạt.
\r\n\r\n5.1.2.1. Các thiết bị thu gom\r\nkhông phân biệt kích thước hạt
\r\n\r\nViệc đánh giá cẩn thận mức chiếu xạ của\r\ncác hạt bụi khí đòi hỏi phải có\r\nthông tin về kích thước hạt và tính chất hóa học của chất. Thông tin này có thể\r\nđược xác định trong quá trình lấy mẫu. Sau khi xác định đặc trưng của\r\nchất dạng khí bằng các nghiên cứu đặc biệt, có thể thực hiện việc thu gom hạt\r\nmà không cần phân biệt kích thước, với điều kiện việc đó không làm thay đổi nhiều\r\nkhả năng nhiễm bẩn phóng xạ. Sau những khoảng thời gian nhất định và khi có bất\r\nkỳ thay đổi nào đã được dự\r\nđoán trước thì chất dạng khí phải được xác định đặc trưng về tính chất vật lý\r\nvà hóa học. Quy trình này phải được thực hiện trong trường hợp xảy ra tai nạn vì khả năng\r\nthay đổi các tính chất chung của chất bẩn phóng xạ ở dạng khí và các mức nồng độ\r\ncao có thể dẫn tới mức nguy hiểm chiếu xạ lớn.
\r\n\r\n5.1.2.1.1 Thiết bị lọc
\r\n\r\nViệc lấy mẫu các hạt chất phóng xạ thường\r\nđược thực hiện bằng phương pháp lọc khí. Người ta thích sử dụng các thiết bị lọc\r\nvì quy trình làm việc đơn giản và ít đòi hỏi về thiết bị. Chất làm màng lọc có\r\nkhoảng đặc trưng làm việc rộng có nhiều ở dạng thương phẩm do đó người ta dễ\r\ndàng tìm được thiết bị lọc thích hợp với hầu hết các chương trình lấy mẫu khí.\r\nViệc thu gom các hạt bằng thiết bị lọc được thực hiện nhờ một hay nhiều cơ chế\r\nsau đây: cản trở trực tiếp,\r\nva chạm, khuếch tán và hút tĩnh điện. Mặc dù các tính chất của các hạt, các thiết\r\nbị lọc và các điều kiện lấy mẫu sẽ xác định những yếu tố thu gom nào có thể\r\ndùng được, với hầu hết các thiết bị lọc thì các cơ chế va chạm và khuếch tán là những cơ\r\nchế nổi trội cần được xem xét. Sự thu gom theo cơ chế va chạm tăng theo kích\r\nthước và vận tốc của hạt trong khi đó cơ chế khuếch tán (chuyển động Braun)\r\nthích hợp hơn với những hạt rất nhỏ trong không khí có những vận tốc rất thấp.
\r\n\r\nVới thiết bị lọc và vận tốc ban đầu\r\ncho trước thì có một kích\r\nthước hạt lý thuyết cho ta khả năng đi xuyên lớn nhất; các hạt lớn hơn hoặc nhỏ\r\nhơn kích thước này có thể bị bắt nhiều hơn. Hiệu suất lọc được các nhà sản xuất\r\nđưa ra thường được dựa trên những phép kiểm tra với các hạt xấp xỉ 0,3 mm. Son khí có kích cỡ\r\nnhư vậy có thể lớn hơn từ 2 đến 5 lần kích cỡ của những son khí có khả năng đâm xuyên\r\nlớn nhất đối với một số môi trường và điều kiện dòng chảy nhất định. Các giá trị\r\nhiệu suất được đưa ra phải được xem như là những giá trị lý thuyết và trong những\r\ntrường hợp đặc biệt, cần có thêm các phép đo hiệu suất. Vì các hiệu suất thu\r\ngom được xác định như vậy có thể khác với hiệu suất đối với son khí thực nên cần\r\nphải chú ý tới những sai số có thể có sinh ra từ nguồn này. Người ta không yêu\r\ncầu hiệu suất lọc đạt 100% nhưng cần phải biết hiệu suất ứng với kích thước hạt\r\nvà lưu lượng dòng đã được lựa\r\nchọn; hoặc phải biết rằng\r\nhiệu suất sẽ bằng với hoặc lớn hơn một số giá trị hiệu suất nhỏ nhất chấp nhận\r\nđược. Thông thường, nếu một\r\nthiết bị lọc được coi là có hiệu suất “cao”, nghĩa là lớn hơn 99%, thì nó lại ít có khả\r\nnăng nhạy với những thay đổi về kích thước hạt trong khi thiết bị lọc hiệu suất\r\nthấp lại có thể thực hiện được. Mặc dù các nhà thực nghiệm đưa ra nhiều giá trị\r\nhiệu suất khác nhau nhưng về cấp độ lớn thì cũng gần như nhau. Ngoài sự khác biệt\r\nvề hiệu suất thu gom, chất làm màng lọc còn khác nhau về khả năng cản trở dòng\r\nkhí, độ ẩm và khô, độ nhám bề mặt và mức độ dễ dàng trong việc lau chùi tẩy rửa\r\nhóa học. Các tính chất này có thể quan trọng hơn hoặc ít quan trọng hơn và khi\r\náp dụng trong thực tế phải được xem xét cẩn thận trong việc lựa chọn chất làm màng lọc.\r\nThường thì việc lựa chọn\r\nthiết bị lọc phải thể hiện sự dung hòa giữa các yếu tố này. Việc lựa chọn thường\r\nđược thực hiện dựa trên năm loại thiết\r\nbị lọc: Xenlulôza, xenlulôza-amiăng, sợi\r\nthủy tinh, sợi tổng\r\nhợp và màng. Các đặc trưng của một số chất làm màng lọc điển hình được trình\r\nbày trong Bảng 1.
\r\n\r\nBảng 1 - Hiệu\r\nsuất thu gom và khả năng cản trở dòng chảy của các chất làm màng lọc lấy mẫu khí được lựa\r\nchọn*)
\r\n\r\n\r\n Loại thiết\r\n bị\r\n lọc \r\n | \r\n \r\n Ký hiệu \r\n | \r\n \r\n Hiệu suất\r\n thu gom, \r\n% để lưu giữ\r\n 0,3 mm DOP \r\n | \r\n \r\n Khả năng cản\r\n trở dòng chảy, \r\nmmHg \r\n | \r\n ||||||
\r\n Vận tốc,\r\n cm/s \r\n | \r\n \r\n Vận tốc,\r\n cm/s \r\n | \r\n ||||||||
\r\n 10,7 \r\n | \r\n \r\n 26,7 \r\n | \r\n \r\n 53 \r\n | \r\n \r\n 106 \r\n | \r\n \r\n 35 \r\n | \r\n \r\n 53 \r\n | \r\n \r\n 71 \r\n | \r\n \r\n 106 \r\n | \r\n ||
\r\n Xenlulôza \r\n | \r\n \r\n Supplier A \r\nSupplier B \r\nSupplier C \r\n | \r\n \r\n 64 \r\n46 \r\n62 \r\n | \r\n \r\n 72 \r\n56 \r\n74 \r\n | \r\n \r\n 84 \r\n66 \r\n86 \r\n | \r\n \r\n 98 \r\n80 \r\n98 \r\n | \r\n \r\n 24 \r\n18 \r\n23 \r\n | \r\n \r\n 36 \r\n27 \r\n40 \r\n | \r\n \r\n 48 \r\n37 \r\n48 \r\n | \r\n \r\n 72 \r\n56 \r\n81 \r\n | \r\n
\r\n Xenlulôza- amiăng \r\n | \r\n \r\n Supplier D \r\nSupplier E \r\n | \r\n \r\n 99,18 \r\n96,6 \r\n | \r\n \r\n 99,28 \r\n98,2 \r\n | \r\n \r\n 99,52 \r\n99,2 \r\n | \r\n \r\n 99,75 \r\n99,8 \r\n | \r\n \r\n 38 \r\n44 \r\n | \r\n \r\n 57 \r\n64 \r\n | \r\n \r\n 75 \r\n87 \r\n | \r\n \r\n 112 \r\n127 \r\n | \r\n
\r\n Thủy tinh \r\n | \r\n \r\n Supplier F \r\nSupplier G \r\n | \r\n \r\n 99,968 \r\n99,974 \r\n | \r\n \r\n 99,932 \r\n99,964 \r\n | \r\n \r\n 99,952 \r\n99,970 \r\n | \r\n \r\n 99,978 \r\n99,986 \r\n | \r\n \r\n 20 \r\n19 \r\n | \r\n \r\n 30 \r\n28 \r\n | \r\n \r\n 40 \r\n38 \r\n | \r\n \r\n 61 \r\n57 \r\n | \r\n
\r\n Màng \r\n | \r\n \r\n Supplier H \r\n(Kích thước\r\n lỗ 0,8 mm) \r\n | \r\n \r\n 99,992 \r\n | \r\n \r\n 99,985 \r\n | \r\n \r\n 99,980 \r\n | \r\n \r\n - \r\n | \r\n \r\n 98 \r\n | \r\n \r\n 142 \r\n | \r\n \r\n 195 \r\n | \r\n \r\n 285 \r\n | \r\n
\r\n Supplier G \r\n(Kích thước\r\n lỗ 5 mm) \r\n | \r\n \r\n 88 \r\n | \r\n \r\n 88 \r\n | \r\n \r\n 92 \r\n | \r\n \r\n 95 \r\n | \r\n \r\n 56 \r\n | \r\n \r\n 84 \r\n | \r\n \r\n 117 \r\n | \r\n \r\n 190 \r\n | \r\n
5.1.2.1.1.1. Xenlulôzơ
\r\n\r\nCác thiết bị lọc xenlulôzơ là loại\r\nthông dụng trong hóa phân tích được làm từ bột xenlulôzơ đã tinh chế. Do vậy,\r\ncác thiết bị lọc loại này có thành phần tro nhỏ và dễ dàng phân hủy bằng cách xử\r\nlý hóa học (các axit ôxy hóa). Chúng có khả năng cản trở nhỏ đối với dòng khí\r\nnhưng có thể tăng sức cản dòng khí do có thêm các hạt bụi. Hiệu suất thu gom phụ\r\nthuộc vào vận tốc và các thiết bị này phải được làm việc ở vận tốc ứng với hiệu\r\nsuất theo yêu cầu. Các vận tốc lớn được yêu cầu để hoạt động tốt nhất. Sự lưu\r\ngiữ phần tử phóng xạ trong chất làm màng lọc có vai trò quan trọng, do vậy giấy\r\nxenlulôzơ không thích hợp lắm để dùng cho việc phát hiện các đồng vị phóng xạ\r\nphát ra hạt a bằng cách đếm\r\ntrực tiếp.
\r\n\r\nCác thiết bị lọc làm từ xenlulôzơ bền\r\nvững và không dễ bị phá hủy khi sử dụng. Trong số năm nhóm thiết bị lọc thì đây là nhóm\r\ncó chi phí rẻ nhất.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.2. Xenlulôzơ-Amiăng
\r\n\r\nKhi cấu trúc khoáng ví dụ như amiăng\r\nđược trộn với xenlulôzơ thì hiệu suất thu gom của thiết bị lọc sẽ được cải thiện và\r\nđộ bền hóa học của chúng tốt hơn.
\r\n\r\nVì thành phần amiăng có ý nghĩa quan\r\ntrọng nên cần phải xử lý hóa học đặc biệt để làm sạch thiết bị lọc. Do vậy các\r\nthiết bị lọc xenlulôzơ-amiăng chỉ thường được sử dụng hạn chế trong các chương\r\ntrình theo dõi không khí, vì trong đó không có sự phân tách hóa phóng xạ. Các thiết bị\r\nlọc không dễ bị phá hủy và được dùng rộng rãi trong việc lấy mẫu khí.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.3. Sợi thủy tinh
\r\n\r\nNhững tấm phin lọc làm bằng sợi thủy\r\ntinh nhỏ mịn có thể có hiệu suất thu gom cao và những mất mát do bị hấp thụ thấp\r\nhơn so với các thiết bị lọc xenlulôzơ-amiăng. Một đặc trưng nổi bật của các thiết\r\nbị lọc loại này là việc tăng hiệu suất ghi không làm tăng khả năng cản trở luồng\r\nkhí. Các thiết bị lọc làm bằng thủy tinh có thể được sử dụng ở những nhiệt độ\r\ncao hơn các thiết bị lọc làm từ xenlulôzơ hoặc xenlulôzơ-amiăng. Yếu điểm chính\r\ncủa môi trường này là tính tương đối dễ gãy vỡ và chống chịu kém với axit flohiđric. Lợi\r\nthế của chúng là ở tính trơ hóa học vì khi cần loại bỏ, có thể hòa tan chất thu\r\ngom trong khi thiết bị lọc thì không.
\r\n\r\nCó thể tìm thấy những lượng nhỏ 40K\r\ntrong các thiết bị lọc làm bằng sợi thủy tinh. Với những mức nguồn phát xạ hạt a cực kỳ thấp cũng cần\r\nphải tính đến sự đóng góp từ nguồn này.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.4. Sợi tổng hợp
\r\n\r\nHiện nay có nhiều loại sợi hữu cơ khác nhau và\r\nchúng có thể được dùng cho các thiết bị lọc có các đặc trưng riêng được xác định\r\nbởi thành phần và đường kính của sợi. Cácbon florua, polypropylen,\r\nnilon và các loại sợi khác có thể ứng dụng làm chất làm màng lọc cho thiết bị lọc.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.5. Thiết bị lọc màng
\r\n\r\nCác thiết bị lọc màng là chất gen khô\r\nxốp làm từ các loại ête xenlulôzơ, thường được sản xuất dưới dạng axêtát hoặc\r\nnitrat. Cấu trúc và\r\nkích thước lỗ rỗng có thể kiểm soát được bằng nhiều quy trình sản xuất. Các thiết\r\nbị lọc dạng\r\nthương phẩm hiện tại có các kích cỡ lỗ rỗng (đường kính) nằm trong khoảng từ 10\r\nnm đến 10 mm. Các thiết\r\nbị lọc này có thể hòa tan hoàn toàn trong nhiều dung môi hữu cơ và có thể bị\r\nphân hủy dễ dàng bởi các axit ôxy hóa. Các thiết bị lọc với các đường kính lỗ rỗng\r\nnhỏ hơn micrômét có hiệu suất thu gom cao nhất trong số bốn dạng bề mặt thiết bị\r\nlọc vì thế những mất mát lưu giữ là nhỏ nhất. Vì tính dễ vỡ của các thiết bị lọc\r\ndạng màng nên chúng cần có sự hỗ trợ đặc biệt của bộ giữ thiết bị lọc và phải\r\nđược sử dụng cẩn thận trong quá trình thay đổi mẫu. Nhược điểm chính của các\r\nthiết bị lọc loại này là sự cản trở dòng khí lớn. Để có được thể tích\r\nmẫu theo yêu cầu có thể phải cần thời gian lấy mẫu dài hoặc phải sử dụng đến những\r\nbộ đẩy khí có kiểu hay\r\nkích cỡ không thể có\r\ntrong quy trình.
\r\n\r\nNhững thiết bị lọc dạng màng lỗ rỗng lớn\r\n- có bán kính lỗ rỗng lớn hơn\r\n1 mm - đạt được\r\nhiệu suất thu gom bề mặt cao so với các thiết bị lọc cỡ dưới micrômét nhưng cản\r\ntrở dòng ít hơn nhiều. Khả năng hạt đi xuyên qua các thiết bị lọc lỗ rỗng lớn cao\r\nhơn so với các thiết bị lọc làm từ xenlulôzơ-amiăng hoặc sợi thủy tinh.\r\nTuy nhiên, các thiết bị lọc dạng màng có lỗ rỗng lớn lại rất thích hợp cho việc\r\nlấy mẫu các đồng vị phóng xạ phát ra hạt a vì hiệu suất thu gom thấp hơn đủ để các hạt\r\nđược giữ lại không bị hấp thụ vào chất làm màng lọc.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.6. Các thiết bị lọc làm\r\nbằng kim loại
\r\n\r\nCác thiết bị lọc hiện có là những màng\r\nrất mỏng làm bằng kim loại xốp. Do vậy chúng sẽ được sử dụng trong những ứng dụng\r\nrất đặc biệt; ví dụ như thiết bị lọc làm bằng bạc tinh khiết có thể được dùng để\r\nbẫy đồng thời các hạt\r\nvà iốt phân tử.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.7. Thiết bị có liên quan\r\nđến việc lấy mẫu bằng thiết bị lọc
\r\n\r\n5.1.2.1.1.7.1 Giá đỡ bộ lọc
\r\n\r\nCái lọc cần phải có sự hỗ trợ của bộ\r\ngiá đỡ được thiết kế tốt.
\r\n\r\nCác đặc trưng có trong thiết kế là:
\r\n\r\n1) Màn hoặc đĩa rỗ xốp bổ trợ. Bề mặt tiếp xúc\r\ncủa thiết bị lọc phải trơn, phẳng và cách xa các bề mặt nhám và cạnh sắc. Trong\r\nmột số trường hợp với những thiết bị lọc có diện tích nhỏ khi độ bền của chất\r\nlàm màng lọc cho phép thì đĩa rỗ xốp hỗ trợ có thể bỏ đi được. Đây là trường hợp\r\nngoại lệ chứ không phải là quy tắc chung.
\r\n\r\n2) Vòng gắn áp lực được thiết kế\r\nđể ép đường vành đai của thiết bị lọc lên bộ phận hỗ trợ để đảm bảo sự kín khí. Có nhiều chất\r\nchịu lực khác nhau có thể sử dụng, như chất dẻo hoặc cao su. áp suất ở trên mối\r\nhàn phải đồng đều bằng cách sử dụng các thiết bị kẹp, cam được thiết kế phù hợp\r\nhoặc các cơ cấu kín chịu áp lực khác.
\r\n\r\n3) Bộ hỗ trợ thiết bị lọc phải đóng mở dễ dàng để\r\nviệc thay mẫu được thuận tiện.
\r\n\r\n4) Chất làm bộ hỗ trợ thiết bị lọc phải\r\nchịu được sự ăn mòn trong không khí nơi mẫu được thu gom.
\r\n\r\n5) Bộ thu mẫu với thiết bị lọc được di\r\nchuyển liên tục hoặc gián đoạn yêu cầu phải có bộ hỗ trợ thiết bị lọc và cơ chế\r\ngắn kín phức tạp hơn. Các thiết kế thương mại phải được xem xét kỹ càng về toàn\r\nbộ phần gắn kín chất làm\r\nmàng lọc, cơ cấu đẩy\r\nthiết bị lọc và sự linh hoạt.
\r\n\r\n6) Trong những trường hợp đặc biệt cần\r\nthiết phải cung cấp màn lưới đặt trước thiết bị lọc. Màn này sẽ thu gom mọi thứ từ các\r\nloại côn trùng, là cây hay các mảnh nhỏ khác không đại diện cho son khí cần quan\r\ntâm.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.7.2. Bộ đẩy khí
\r\n\r\nCác mẫu khí có thể được lấy ra từ thiết\r\nbị thu gom bằng nhiều loại bộ đẩy khí khác nhau. Yêu cầu quan trọng nhất của bộ\r\nđẩy khí là có thể cung cấp luồng khí cần thiết để thắng sự cản trở của hệ thống\r\nlấy mẫu. Các loại bơm hành trình dương ví dụ như bơm đẩy loại xoay hoặc loại\r\npíttông quay (loại bánh răng) đóng vai trò quan trọng vì chúng sẽ duy trì dòng\r\nchảy gần như không đổi ngay cả khi có những thay đổi áp suất đột ngột. Khi độ\r\ngiảm áp suất trên thiết bị\r\nthu gom khá nhỏ thì nên dùng quạt ly tâm hoặc tuabin tốc độ cao. Loại bộ đẩy\r\nkhí này phải được lựa chọn và sử dụng phụ thuộc đặc trưng giảm áp suất dòng của\r\nkhối lấy mẫu. Do đặc trưng của thiết kế, các bộ đẩy khí này sẽ thay thế những\r\nthể tích khí lớn khi chạy tự do (thay đổi áp suất rất bé) nhưng dòng sẽ suy giảm\r\nmạnh khi bộ đẩy khí phải thắng chênh lệch áp suất. Sự chênh lệch áp suất tăng\r\nlên do bụi trong môi trường bít kín thiết bị lọc sẽ làm giảm nhanh dòng chảy.
\r\n\r\nLoại ống venturi, máy hút khí được\r\ndùng trong những ứng dụng đặc biệt, ở những nơi không có điện, các cột trụ khí\r\nnén hoặc loại khí khác có thể được dùng để vận hành bộ lấy mẫu hút khí. Trong\r\nnhững ứng dụng mà chi phí sử dụng các máy bơm cơ học cao và gặp khó khăn trong\r\nbảo dưỡng, ví dụ\r\nnhư ở nơi các loại khí có khả năng\r\ngây ăn mòn cao, thì máy phun hơi\r\nđược sử dụng để có được chênh lệch áp suất phục vụ cho việc lấy mẫu là rất phù\r\nhợp.
\r\n\r\nTrong những ứng dụng cần có bộ đẩy khí\r\ntự chứa, ví dụ như dùng cho việc lấy mẫu khí riêng lẻ, các máy bơm hành trình dương sử dụng\r\nắcquy có khả năng nạp nhiều lần tỏ ra rất thích hợp.
\r\n\r\nTrong một cơ sở cần lấy mẫu ở nhiều vị\r\ntrí dự tính trước thì một máy bơm chân không trung tâm được khuyến cáo thiết kế\r\nriêng biệt để\r\ndùng cho mục đích này. Hệ thống chân không phải có một bơm chân không và bộ tiếp\r\nnhận đủ lớn để có thể lấy mẫu ở mức thiết kế đồng thời từ tất cả các thiết bị\r\nthu gom mẫu có trong hệ thống.
\r\n\r\nMột vấn đề quan trọng là độ ồn ở vị\r\ntrí làm việc phát sinh từ không khí và từ chính bộ đẩy khí. Do vậy cần phải chú ý\r\nđến những đặc trưng về tiếng ồn và các\r\nmức có thể cho phép ở nơi làm việc.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.7.3. Thiết bị đo dòng
\r\n\r\nLưu lượng dòng phải được đo để xác định\r\nnồng độ chất phóng xạ và đảm bảo rằng thiết bị thu gom được vận hành phù hợp với\r\nmức lưu lượng dòng theo thiết kế. Thiết bị đo dòng thường được dùng nhất là\r\n“lưu lượng kế kiểu phao”, một thiết bị\r\ncó khe có thể thay đổi. Các đồng hồ ống venturi, các lỗ cố định, máy đo gió dạng\r\nquay và các ống hở một đầu có thể được sử dụng trong những phạm vi nhất định. Bộ\r\nlấy tổng dòng, ví dụ như đồng hồ do độ dịch chuyển, phù hợp khi các mức lấy mẫu\r\nthay đổi trong các quãng thời gian được dự tính trước. Tất cả các thiết bị phải\r\nđược chuẩn đạt độ chính xác theo yêu cầu trong những điều kiện sử dụng có dùng\r\nthiết bị chuẩn.
\r\n\r\nCác thiết bị đo dòng trong mọi trường\r\nhợp đều có thể\r\nđược đặt ở phía dưới dòng (vùng áp suất thấp hơn) của thiết bị thu gom. Với vị\r\ntrí này, sự lắng đọng các hạt và hơi trong thiết bị đo dòng sẽ không làm giảm nồng\r\nđộ biểu kiến và máy đo dòng phải được giữ thật sạch. Trong những trường hợp\r\nnày, máy đo dòng sẽ đo không khí ở áp suất thấp hơn áp suất khí quyển. Việc hiệu chỉnh thích\r\nhợp đối với thể tích đi qua thiết bị thu gom do vậy có thể được yêu cầu thực hiện\r\nhoặc được tính đến trong khi chuẩn.
\r\n\r\n5.1.2.1.1.7.4. Kiểm soát lưu lượng
\r\n\r\nTrong quy trình phải tính đến việc hiệu\r\nchỉnh tốc độ lấy mẫu theo giá trị được yêu cầu. Trong hầu hết các trường hợp, để\r\nlàm được điều này, người ta sử dụng van kiểm soát đặt trên đường thẳng nằm giữa\r\nbộ đẩy khí và thiết bị thu gom. Ngoài ra có thể cần đến một van rẽ nhánh nếu bộ\r\nđẩy khí hoạt động dưới mức quy định và cần có thêm không khí để làm nguội bơm. Van rẽ\r\nnhánh có thể điều khiển được bằng tay hoặc bằng van kiểm tra bóng với sức căng\r\nđiều chỉnh được bằng lò xo.
\r\n\r\nCác lỗ được bố trí trên một trục thẳng\r\nở phía xuôi dòng của thiết bị thu gom để cho dòng ổn định. Chênh lệch áp suất\r\nphải đảm bảo đủ để bộ đẩy khí tạo ra dòng chảy tới hạn qua lỗ.
\r\n\r\nTrong một số trường hợp, lưu lượng có\r\nthể được thay đổi và kiểm soát bằng cách thay đổi tốc độ bơm. Điều này có thể\r\nthực hiện được bằng cách điều chỉnh điện áp của động cơ loại phổ biến.
\r\n\r\nSự tích lũy bụi trên thiết bị lọc\r\ntrong suốt quá trình lấy mẫu\r\nlàm giảm dòng đi qua thiết bị lọc. Mức độ giảm này phụ thuộc vào các đặc trưng\r\ncủa bộ đẩy khí và lượng bụi vào thiết bị lọc. Nếu sự gia tăng tích lũy bụi là\r\ntuyến tính với thời gian thì lưu lượng dòng có thể xác định bằng cách lấy trung\r\nbình các lưu lượng\r\ntại điểm đầu và điểm cuối trong quãng thời gian lấy mẫu. Người ta khuyến cáo sử\r\ndụng các bộ ghi và bộ lấy tổng lưu lượng dòng để thiết lập kích thước mẫu tổng\r\ncộng. Các bộ lấy tổng dòng đặc biệt hữu ích trong trường hợp thời gian lấy mẫu\r\ndài, trong thời gian đó dòng có thể thay đổi đáng kể. Trong nhiều trường hợp,\r\nngười ta quan tâm đến dòng tổng cộng hơn lưu lượng dòng. Một ưu điểm nữa là khả\r\nnăng ghi nhận dòng tổng cộng từ xa. Hiện đã có các bộ điều chỉnh dòng ổn định\r\nvà thường có các van ổn định được lắp nối tiếp hoặc song song với dòng khí. Khi\r\nsự cản trở của thiết bị\r\nlọc tăng lên do bụi tích\r\nlũy lại thì van mở (hoặc đóng nếu\r\nlắp song song) để duy trì ổn định\r\nsức cản của hệ thống và dòng khí cho đến khi van đã được điều chỉnh hết cỡ và đạt\r\nđến điểm kết thúc thời gian kiểm soát. Các thiết bị này phải được xem xét sử dụng\r\nkhi các dòng khí thay đổi tương đối nhiều theo thời gian.
\r\n\r\n5.1.2.1.2 Bộ lắng
\r\n\r\n5.1.2.1.2.1 Bộ lắng tĩnh điện
\r\n\r\nBộ lắng tĩnh điện giúp loại bỏ hạt vật chất\r\nra khỏi dòng khí đang di chuyển bằng cách tích điện cho các hạt có trong dòng\r\nvà thu gom chúng trên một bề mặt được tích điện trái dấu. Các\r\nthiết bị thu gom dùng bộ lắng tĩnh điện được thiết kế tốt vận hành theo các\r\nkhuyến cáo của nhà sản xuất có thể loại bỏ có hiệu quả các\r\nhạt gây nguy hiểm chiếu xạ đến con người. Điện áp và hình học thiết bị thu gom\r\ncó thể được lựa chọn để đảm bảo sự loại bỏ gần như hoàn toàn tất cả các hạt được\r\nquan tâm. Hiện nay có thể tìm thấy trên thị trường một số bộ lắng tĩnh điện làm việc\r\ntrong một dải rộng của dòng chất. Bộ lắng tĩnh điện có ưu điểm nổi bật là tích\r\nlũy mẫu không làm gia tăng độ cản trở dòng. Các mẫu có thể được đếm trực tiếp\r\ntrên đĩa thu gom mà không cần (hoặc rất ít) phải hiệu chỉnh hiện tượng tự hấp\r\nthụ. Người ta thường chỉ áp dụng bộ lắng tĩnh điện này cho việc lấy mẫu khí\r\nphóng xạ đặc biệt với những khoảng thời gian ngắn, do bởi các yêu cầu về bảo dưỡng\r\nvận hành và vấn đề an toàn khi sử dụng điện áp cao. Tuy nhiên, chúng là một\r\ncông cụ phụ trợ rất giá trị cho các quy trình theo dõi khi phóng xạ.
\r\n\r\n5.1.2.1.2.2. Bộ lắng nhiệt
\r\n\r\nViệc thu gom hạt bằng bộ lắng nhiệt phụ\r\nthuộc vào lực tác dụng lên hạt khi hạt đi qua vùng giữa một dây được nung nóng\r\nvà thiết bị thu gom. Các bộ lắng nhiệt là hữu ích khi dùng để thu gom các hạt\r\nnhỏ hơn micrômet trong kiểm tra bằng kính hiển vi điện tử vì lưu lượng dòng cần\r\nlấy mẫu quá nhỏ, các bộ lắng nhiệt chỉ được ứng dụng trong việc lấy mẫu khí\r\nhàng ngày đối với các hạt phóng xạ.
\r\n\r\n5.1.2.1.2.3. Thiết bị liên quan\r\ndùng cho lấy mẫu sử dụng các bộ lắng
\r\n\r\nĐầu thu sử dụng bộ lắng tĩnh điện ở dạng\r\nđĩa hoặc tấm, thường bằng kim loại mỏng. Đối với bộ lắng nhiệt, thiết bị thu\r\ngom ở dạng đĩa nhỏ. Một hay nhiều lưới kính hiển vi điện tử cùng với các tấm\r\nphim thích hợp có thể được gắn trực tiếp bên dưới dây nóng.
\r\n\r\nDòng khí thường được duy trì bằng bơm\r\ntổng gắn liền với thiết bị. Dòng chảy trong các thiết bị này ở trạng thái tới hạn\r\nvà các phép đo dòng được thực hiện bằng cách sử dụng các phương pháp đã được để\r\ncập trong 5.1.2.1.1.7.3. Cần phải tuân\r\nthủ các khuyến cáo của nhà sản xuất.
\r\n\r\n5.1.2.1.3. Bộ lắng trọng lực
\r\n\r\nCác bộ lắng trọng lực tồn tại ở dạng mở, các khay lấy\r\nmẫu thường được đặt ở phía xuôi\r\ndòng tính từ các điểm nguồn phát thải để xác định mức lắng đọng phóng xạ ở bề mặt.\r\nKhi sử dụng đủ lượng khay, có thể nhận được các thông tin cần thiết liên quan tới\r\nnhiễm xạ bề mặt. Tuy nhiên, các khay lấy mẫu không được sử dụng trực tiếp để\r\nxác định nồng độ khí tổng\r\ncộng của phóng xạ ở dạng hạt. Một loại thiết bị thu gom hạt tương tự được gọi\r\nlà “tấm đón khí” có vỏ là một\r\nlớp chất dẻo được dàn ra trên một khung dây dùng để đo phóng xạ khí ở dạng hạt.
\r\n\r\nNhược điểm của khay lấy mẫu dạng này\r\nlà do gió trên bề mặt có thể thổi các hạt đã lắng đọng trước đó ở thiết bị thu\r\ngom. Có thể giảm mất mát này bằng cách sử dụng lớp dính, phủ lên\r\nkhay bằng giấy hồ hoặc bằng cách sử dụng dung dịch nước-cồn. Tuy nhiên,\r\nchất dính phải chịu sự tác động của thời tiết nên thời gian làm việc của chúng\r\nbị giới hạn. Chất lỏng phải được\r\nbổ sung để bù vào lượng bay hơi.
\r\n\r\n5.1.2.1.4. Máy đo phóng xạ cá\r\nnhân
\r\n\r\nCác máy đo phóng xạ cá nhân cho phép\r\ncác mẫu được lấy từ những vùng hô hấp của nhân viên. Các thiết bị này bao gồm một\r\nbộ lấy mẫu gắn ở ve áo và hoạt động\r\nnhờ pin gắn ở gần thắt lưng. Mẫu được thu gom trong những khoảng thời gian\r\ntương đối dài do tốc độ lấy mẫu thấp [16].
\r\n\r\n5.1.2.2. Thiết bị thu gom hạt\r\ncó phân biệt kích cỡ
\r\n\r\nViệc phân tách và thu gom các hạt\r\nthành từng khoảng kích thước khác nhau được thực hiện bằng bộ lấy mẫu sử dụng\r\ntính ì của các hạt và lắng đọng do trọng lực. Phân bố kích thước của những hạt\r\nrất nhỏ có thể được xác định bằng cách khuếch tán đến các thành ống do chuyển động\r\nBraun khi các hạt đi qua ống hoặc kênh. Vì hệ số khuếch tán của các hạt\r\nrất nhỏ nên phương pháp này chỉ được quan tâm đến khi các phân bố kích cỡ hạt\r\nbao gồm những hạt có kích thước nhỏ hơn 0,05 mm [14].
\r\n\r\n5.1.2.2.1. Bộ va chạm
\r\n\r\nBộ va chạm hoạt động dựa trên nguyên tắc\r\ncác hạt trong dòng khí đang di chuyển sẽ va chạm vào vật, ví dụ như một tấm chắn\r\nđược đặt vuông góc với dòng khí với điều kiện là quán tính của các hạt đủ để thắng\r\nlực cuốn của dòng khí khi nó\r\nđi qua tấm chắn. Khi các hạt đang di chuyển đến tấm chắn thì các hạt nhỏ\r\nhơn được kéo vòng quanh tấm chắn do lực cuốn của dòng khí. Bằng cách thiết kế bộ\r\nva chạm với một loạt các vòi có kích thước giảm dần nhờ vậy mà có thể phân biệt\r\nđược kích thước hạt của son khí. Các hạt quá nhỏ để có thể đập vào tấm chắn ở giai đoạn\r\ncuối cùng thì có thể được thu gom lại nhờ thiết bị lọc. Với thiết kế phù hợp có\r\nthể có được sự phân loại tốt với mất mát ở thành ống trong thiết bị thấp. Một số\r\nthiết bị lấy mẫu kiểu va chạm được để cập trong các tài liệu tham khảo [18], [19], [20].
\r\n\r\n5.1.2.2.1.1 Bộ va chạm hình\r\nkhuyên
\r\n\r\nBộ va chạm hình khuyên là bộ va chạm một\r\nlần đặc biệt được\r\ngắn với thiết bị lấy mẫu thể tích lớn [12]. Thiết bị này được\r\nthiết kế riêng cho việc thu gom các hạt phát hạt a có kích thước lớn,\r\nkhối lượng riêng lớn hơn ví dụ như plutonium trong khi chỉ thu gom một phần các\r\nhạt bụi nhỏ hơn tồn tại đồng thời có mang các sản phẩm con cháu của radon và\r\nthoron. Mặc dù sự phân tách là không hoàn toàn nhưng thiết bị thu gom này cho\r\nphép đếm tức thời mẫu được thu gom mà không cần phải đợi từ 6 h đến 24 h để\r\nphóng xạ con cháu phân rã như phải làm với các mẫu thu được từ thiết bị lọc.
\r\n\r\nKích cỡ của các hạt được thu gom phụ\r\nthuộc vào lưu lượng dòng chảy, thể tích của thiết bị lấy mẫu và sự điều chỉnh độ rộng khe. Cần thiết phải\r\nphủ bề mặt va chạm bằng\r\nchất dính để đảm bảo giữ lại hiệu quả những hạt có kích thước lớn.
\r\n\r\nNếu bộ va chạm hình khuyên được dự định\r\nsử dụng thì cần phải\r\nnghiên cứu để xác định hiệu suất thu đối với các hạt\r\nđược quan tâm trong khu vực lấy mẫu.
\r\n\r\n5.1.2.2.1.2. Bộ tiền thu trọng lực
\r\n\r\nBuồng lắng đọng có thể được sử dụng ở\r\ntrên thiết bị thu gom để loại bỏ những hạt lớn bằng lắng đọng trọng lực. Phần lắng\r\nđọng được chia thành một số kênh nông nằm ngang có kích thước phù hợp sao cho\r\ncác hạt có kích cỡ lớn hơn một số giá trị nhất định sẽ lắng đọng lên đáy của một\r\ntrong số các kênh đo với tốc độ lấy mẫu theo thiết kế. Một phần lớn các hạt nhỏ\r\nhơn cũng sẽ bị giữ lại. Do vậy cần phải đánh giá thận trọng hiệu suất của thiết\r\nbị thu mẫu khi có ý định sử dụng chúng. Bộ tiền thu trọng lực được để cập trong\r\ntài liệu tham\r\nkhảo [9].
\r\n\r\nKhi đánh giá sơ bộ có sự tồn tại của\r\nnhiều hạt lớn và thiết bị thu gom không phân biệt kích thước hạt có thể phản ánh không\r\nđúng giá trị nồng độ hạt đã hít thở, cần sử dụng Bộ tiền thu gom trọng lực có\r\nphân biệt kích thước hạt.
\r\n\r\n5.1.2.2.2. Thiết bị ly tâm
\r\n\r\nCác thiết bị thu gom dựa trên đặc\r\ntrưng quán tính của hạt đã được phát triển có thiết kế cho phép phân tách các hạt\r\nthành hai nhóm [3,\r\n9, 10, 11, 12]. Phần thứ nhất bao gồm những hạt có kích thước lớn là những\r\nhạt sẽ bị giữ lại trong khoang mũi hoặc cuống phổi. Phần kích thước thứ hai bao\r\ngồm những hạt nhỏ hơn sẽ đi sâu vào trong phổi.
\r\n\r\n5.1.2.2.2.1. Thiết bị tiền thu gom\r\nkiểu quay
\r\n\r\nGiai đoạn đầu tiên là bộ tách kiểu\r\nquay thu nhỏ được bố trí để loại bỏ\r\ncác hạt kích thước lớn khi vận hành ở mức dòng thiết kế. Trong giai đoạn thứ\r\nhai, thiết bị thu gom là thiết bị lọc.
\r\n\r\n5.1.2.2.2.2. Thiết bị hướng tâm
\r\n\r\nMáy hướng tâm phân tầng [21] phụ thuộc\r\nvào tác dụng phân tách khí động học các hạt có kích cỡ khác nhau. Máy hướng tâm\r\ncá nhân\r\n[13] dựa trên cơ\r\nsở giai đoạn đơn của máy hướng tâm phân tầng. Hai phần của son khí được thu gom\r\nbằng một tấm giấy lọc thủy tinh, các hạt lớn hơn tập trung trên vùng trung và\r\ncác hạt nhỏ hơn nằm ở vòng\r\nxuyến bên ngoài.
\r\n\r\n\r\n\r\nCác khí và hơi phóng xạ thường là những\r\nchất gây nhiễm bẩn dạng khí quan trọng và việc lấy mẫu cũng như thu gom chúng yêu cầu phải có\r\nkỹ thuật và phương pháp khác với khi lấy mẫu hạt. Hai phương pháp tổng quát để\r\nlấy mẫu là:
\r\n\r\n1) Lấy mẫu bằng thiết bị thu gom lấy\r\nthành phần riêng lẻ từ dòng khí và giữ nó trong suốt quá trình lấy mẫu;
\r\n\r\n2) Lấy mẫu không tách và lưu giữ thành phần.
\r\n\r\n5.2.1. Lấy mẫu và thu gom\r\ncác thành phần cụ thể
\r\n\r\n5.2.1.1. Khái quát
\r\n\r\nViệc lấy mẫu lựa chọn và thu gom các\r\nthành phần cụ thể yêu cầu phải có\r\nthông tin về các đặc trưng hóa học và vật lý của chất phóng xạ được quan tâm, kể\r\ncả những chất\r\ncó thể gây nhiễu ví dụ như các hạt, khí không phóng xạ đi cùng (các axit, các\r\nchất hữu cơ, ...). Do có thể có nhiều sự kết hợp của các tính chất của các thành\r\nphần cần đo và các chất dạng\r\nkhí đi kèm nên cần phải\r\nnghiên cứu việc lựa chọn thiết bị thu gom sao cho tối ưu. Khí và các thành\r\nphần hơi có thể hòa tan được trong nước, có thể phản ứng mạnh với một số dung dịch nhất\r\nđịnh, hoặc hòa tan trong một số dung môi không có nước, hoặc bị giữ lại trên một số chất hấp thụ\r\nrắn nhất định hay các môi trường được\r\nchuẩn bị riêng biệt khác. Nói tóm lại, các mẫu được lấy liên tục, chứ không phải\r\nlà các mẫu lấy ngẫu nhiên, thu được khi cần tách và lọc chọn thành phần. Các mức lấy mẫu\r\nphải được thiết lập để đảm bảo đủ độ nhạy cho phương pháp phân tích phóng\r\nxạ được lựa chọn và phải phù hợp với các đặc trưng hoạt động của thiết bị thu gom. Trong\r\ncác mục dưới đây, các\r\nthiết bị thu gom quan trọng được xem xét tóm lược.
\r\n\r\n5.2.1.2. Chất hấp thụ rắn
\r\n\r\n5.2.1.2.1. Khái quát
\r\n\r\nCác đệm rắn kiểu hạt có thể được sử dụng\r\nlàm thiết bị thu gom. Một số yếu tố cần phải được xem xét cẩn thận khi lựa chọn\r\nđệm hút thu. Điều quan trọng để ứng dụng thành công là:
\r\n\r\n1) Chất hấp thụ phải đặc trưng và dùng có\r\nhiệu quả đối với khí hoặc hơi phóng xạ,\r\nhoặc phương pháp đo khí hoặc hơi phóng xạ bị hấp thụ phải có khả năng đánh giá\r\nđối với tất cả các chất được hấp thụ.
\r\n\r\n2) Các chất không phóng xạ có mặt không tác động\r\nvào hoặc làm ảnh hưởng tới hiệu suất của chất hút thu. Hơi nước, bụi, các hợp chất\r\nhữu cơ, các loại axit và một số hợp chất hóa học khác có thể làm mất khả năng\r\nhoặc “đầu độc” tấm đệm. Các\r\nchất này phải được đánh giá và loại bỏ khỏi dòng chảy; hoặc mức lấy mẫu, thời\r\ngian và kích thước của tấm đệm phải được lựa chọn cẩn thận để giảm thiểu những\r\nnhiễu loạn.
\r\n\r\n3) Phương pháp\r\nđo độ phóng xạ cuối cùng của chất hấp thụ được sử dụng cũng phải được tính đến.\r\nNếu khí hoặc hơi\r\nphóng xạ bị hấp thụ được đo bằng cách đạt toàn bộ tấm đệm lên trên tinh thể nhấp\r\nnháy, các vấn đề\r\nvề hình học, độ nhạy và khả năng phân tích của hệ thống phải được tính\r\nđến. Nếu chất phóng xạ bị hấp thụ được tách rửa khỏi thiết bị thu gom hoặc loại\r\nbỏ bằng cách nung nóng thì chất lỏng thích hợp dùng để rửa, thể tích, mức\r\nđộ, nhiệt độ phù hợp, ... phải được xác định.
\r\n\r\n4) Nhiệt độ chất hấp thụ phải được thiết\r\nlập và duy trì trong suốt thời gian lấy mẫu. Đối với sự hấp thụ của một số chất\r\nkhí phóng xạ thì cần thiết phải duy trì tấm hấp thụ ở nhiệt độ thấp. Một số chất hấp\r\nthụ thường xuyên được sử dụng phổ biến hơn cả được để cập trong các nội dung\r\nsau.
\r\n\r\n5.2.1.2.2. Than
\r\n\r\nThan hoạt tính thường được sử dụng làm\r\nvỏ bọc hoặc tấm đệm dạng hạt, là chất hấp thụ có hiệu quả đối với các khí\r\nhalogen, đặc biệt là iốt phóng xạ.\r\nCác hợp chất hữu cơ có chứa iốt cũng bị loại bỏ một cách hiệu quả bằng than được\r\nlàm cho có khả năng hút thấm phù hợp; như vậy than cũng có thể được sử dụng làm\r\nthiết bị thu gom đối với các hợp chất hữu cơ của iốt. Độ ẩm cao cũng có thể làm\r\ngiảm hiệu suất thu của than, đặc biệt là đối với các hợp chất hữu cơ halogen\r\nhóa. Những chất nhất định được đưa vào than đã được tìm thấy để nâng cao hiệu\r\nsuất và khả năng giữ các hợp chất hữu cơ trong than, ví dụ như iốt mêtyn, và phải được\r\nsử dụng khi dự đoán có mặt iốt\r\nhữu cơ. Thời gian đi qua tấm đệm phải đủ dài để đảm bảo sự hút thấm hiệu quả [22]. Khả năng giữ\r\nhạt được tăng lên nếu than được giữ ở nhiệt độ thấp. Cần phải chú ý đến khả\r\nnăng các hạt và các hợp chất hữu cơ không phóng xạ có mặt trong dòng chảy làm\r\nbít kín và/hoặc làm bão hòa vùng hoạt động của than. Có chứng cứ chứng tỏ rằng\r\nhiệu suất có thể giảm ở những mức iốt quá thấp.
\r\n\r\nGiấy lọc có chứa hạt than đôi khi được\r\nsử dụng làm thiết bị thu gom; tuy nhiên, giấy lọc và các môi trường tương tự thường được\r\ndùng cùng với đệm than dạng hạt tiếp sau đó để đảm bảo việc thu gom và giữ toàn\r\nbộ lượng iốt cả ở dạng cơ bản cũng như các hơi hợp chất hữu cơ. Giấy thấm than\r\ncó thể có hiệu suất thu gom thay đổi và phải được đánh giá trước khi sử dụng.
\r\n\r\n5.2.1.2.3. Lưới, màn và đệm kim\r\nloại
\r\n\r\nLưới bạc hoặc đồng tinh khiết là ví dụ\r\ncho thiết bị thu gom được dùng để lấy hơi phóng xạ dạng khí. Một số (từ 3 đến\r\n6) màn làm bằng dây bạc hoặc đồng với kích thước khe 149 mm sẽ loại bỏ có hiệu\r\nquả gần như 100% iốt phóng xạ ở dạng nguyên tố trong không khí. (Chúng không giữ\r\ncác hợp chất hữu cơ của iốt). Các bề mặt phải được giữ sạch và không có dầu mỡ\r\ncũng như bị ăn mòn. Các\r\nmàn này thường được đặt sau một phin lọc rỗng xốp mịn để loại bỏ các hạt và có\r\nphin lọc thấm than và đệm than hỗ trợ ở phía sau.
\r\n\r\n5.2.1.2.4. Silicagen
\r\n\r\n5.2.1.2.5 Gen silic điôxít cũng\r\nđược dùng làm thiết bị thu gom, mặc dù không phổ biến như than. Nước trong không\r\nkhí sẽ cạnh tranh với các thành phần khác và dần dần làm bão hòa tấm đệm. Các\r\nchất thu gom được có thể được đo ở ngay trên tấm đệm nếu năng lượng của tia\r\ngamma phát ra đủ lớn, hoặc chất bẩn\r\nphóng xạ có thể được tẩy rửa bằng cách cho khí nóng hoặc dung môi thích hợp\r\nđi qua tấm đệm. Các lưu lượng khi phải được lựa chọn để cho phép có đủ thời\r\ngian khuếch tán đến và hấp thụ trên nền gen. Hơi nước có chứa tritium dưới dạng\r\ntritium ôxit có thể được thu gom bằng gen silic điôxit. Nước được loại bỏ bằng\r\ncách sử dụng luồng khí khô,\r\nnóng, được cô đọng lại và việc đo đạc tritium được tiến hành bằng một trong một\r\nsố các phương\r\npháp. Các phương pháp thông dụng khác dùng để thu gom tritium ôxít là sử dụng bộ\r\ntạo bọt nước hoặc bẫy lạnh để cô đọng hơi nước.
\r\n\r\n5.2.1.3. Làm sạch khí
\r\n\r\nCác phản ứng hóa học đặc trưng hoặc tính\r\nhòa tan của chất lỏng có thể được sử dụng để loại bỏ các khí và hơi phóng xạ nhất\r\nđịnh từ mẫu dòng khí. Cấu trúc của\r\nthiết bị lấy mẫu là buồng chứa chất lỏng phản ứng mà mẫu khí sẽ đi qua đó. Để\r\nloại bỏ có hiệu quả các thành phần khí, khí phải được phát tán dưới dạng bọt sử dụng\r\nđĩa phân phối xốp rỗng hoặc cổng vào khoan thủng. Việc bọc gói buồng hoặc cột bằng\r\nchất gốm trơ, hạt thủy\r\ntinh hoặc chất khác có diện tích bề mặt lớn đảm bảo sự tiếp xúc tốt và hiệu suất\r\nloại bỏ tối ưu. Các phần tử khí cũng\r\nsẽ bị loại bỏ khá hiệu quả, đặc\r\nbiệt là nếu chúng hòa tan được và không nhỏ hơn cỡ micrômét. Các hạt được loại\r\nbỏ nhờ phin lọc đặt trước bẫy hóa lỏng.
\r\n\r\nMột ví dụ về thiết bị lấy mẫu bằng\r\ncách “rửa khí” là sử dụng\r\ndung dịch kiềm (NaOH hoặc KOH) để loại bỏ iốt phân tử ra khỏi luồng khí.\r\nRutheni tetraôxít ở dạng khí cũng sẽ bị loại khỏi nhờ thiết bị rửa khí này. Hiệu suất\r\ncủa một cấu trúc, dung dịch và lưu lượng dòng cụ thể phải được xác định cho mỗi\r\ntrường hợp. Những giá trị hiệu suất lớn hơn 99% đối với iốt phân tử ở trong chất\r\nkiềm phải đạt được dễ dàng.
\r\n\r\n5.2.1.4. Ngưng tụ
\r\n\r\nCác bẫy lạnh có thể được sử dụng để loại\r\nbỏ các thành phần phóng xạ dễ bay hơi. Mặc dù hiếm khi được sử dụng trong công\r\nviệc lấy mẫu thông thường nhưng các bẫy lạnh có thể dùng trong những thí nghiệm\r\nnghiên cứu được xây dựng để xác định đặc trưng đầy đủ của các thành phần khí có\r\ntrong dòng khí. Bẫy lạnh có thể\r\ncó một ống hình chữ U được giữ\r\ntrong buồng băng khô để bẫy các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi, hoặc có thể có các hệ\r\nthống bẫy lỏng-khí phức\r\ntạp hơn để bẫy các khí trơ như xênên\r\nvà kryptôn. Hơi nước có trong đó có thể gây khó khăn trừ khi bị loại bỏ trong một\r\nthiết bị thu gom đặc biệt nằm ở phía trước bẫy hơi. Cần có bình\r\ncách nhiệt chứa khí hóa lỏng để\r\ngiữ cho mẫu ở dưới điểm sôi trong quá trình vận chuyển đến phòng thí nghiệm để\r\nphân tích.
\r\n\r\n5.2.2. Lấy mẫu và thu\r\ngom không cần phân tách\r\ncác thành phần cụ thể
\r\n\r\nTrong một số trường hợp, mẫu chất khí\r\nvà tất cả các mẫu có chứa các thành phần phóng xạ có thể được đo để xác định\r\nkhuynh hướng hoặc đo các mức chất phóng xạ khí. Mẫu có thể thu gom được bằng\r\ncách sử dụng buồng chân không cho phép mở ra được bằng van ở trong môi trường không\r\nkhí cần lấy mẫu sau đó được khóa lại và đem về phòng thí nghiệm để đo tổng lượng\r\nphát phóng xạ. Cách khác để lấy mẫu, là mẫu có thể thu được bằng cách cho dòng\r\nchất đi qua buồng mẫu cho đến khi dòng khí mẫu thay thế hoàn toàn khí có sẵn\r\ntrong bình, sau đó van vào và van ra được đóng lại.
\r\n\r\nBuồng mẫu cho dòng chất đi qua có thể\r\nlà buồng ion tạo dòng ion và ion của nó phản ánh độ phóng xạ tương đối của chất\r\ncó trong chất khí. Cần phải cẩn\r\nthận để giữ cho chất khí ở trên điểm sương khi ở trong hệ lấy mẫu và buồng ion\r\nhóa. Chất bẩn phóng xạ sẽ dần tích lũy trong buồng và được biểu hiện qua sự tăng dần\r\ngiá trị đo đối với khí sạch ở trong buồng.
\r\n\r\nCác thiết bị lấy mẫu trong buồng cho\r\ndòng chất đi qua có thể được xem tương tự như các ống đếm tinh thể nhấp nháy dùng cho\r\ntia gamma hoặc các đầu dò khác được đặt gần hoặc đưa vào trong giếng nằm trong\r\nthành buồng. Sự tăng phông nền\r\ndo nhiễm bẩn phóng xạ phải được tính đến trong các thiết bị lấy mẫu này và buồng\r\nphải được tẩy xạ để tránh các sai số từ nguồn này. Việc lọc trước đối với luồng\r\nchất khí sẽ giúp giữ cho buồng được sạch vì chỉ có các thành phần khí là cần đo.
\r\n\r\nVì các chất phóng xạ thành phần được\r\nquan tâm đến không được thu gom và tập trung trong mẫu cho dòng chất đi qua hoặc\r\nlấy ngẫu nhiên nên độ nhạy phát hiện không cao có thể làm hạn chế hoặc ngăn cản\r\nviệc sử dụng chúng. Mỗi một trường hợp sẽ phải được đánh giá riêng biệt để xác\r\nđịnh tính khả thi của việc đo mẫu thô.
\r\n\r\n6. Xác nhận hiệu quả\r\nlấy mẫu
\r\n\r\nViệc lấy mẫu khí dựa trên việc áp dụng\r\nlinh hoạt các nguyên tắc và phương pháp được đưa ra trong tiêu chuẩn này phải\r\ncho những thông tin cần thiết để đánh giá đúng và kiểm soát mức độ nguy hiểm\r\nchiếu xạ khí. Tuy nhiên, cần phải thận trọng kiểm tra lại tất cả các thông tin\r\ncó thể tác động đến các kết quả nhận được từ việc lấy mẫu và giúp xác nhận các\r\nkết luận thu được từ việc lấy mẫu. Luận chứng cuối cùng về tính hiệu quả có được\r\ntừ việc chứng tỏ rằng nhân viên trong những vùng được lấy mẫu tiếp tục phải chịu\r\nnhững tác động không lớn đến cơ thể từ các đồng vị phóng xạ được quan tâm. Các\r\nmức bài tiết qua phân và nước tiểu đối với các chất này hoặc các kết quả đếm\r\ntoàn thân phải nhất quán với các kết\r\nquả lấy mẫu nếu việc lấy mẫu cho phép xác định đúng các chất phóng xạ hít thở\r\nphải. Các kết quả xét nghiệm sinh học định kỳ và các số đếm toàn thân phải được\r\nnghiên cứu cẩn thận để phát hiện chứng cứ chứng tỏ việc lấy mẫu có thể là không\r\nđại diện hoặc đầy đủ. Sự hiện diện của các đồng vị phóng xạ được quan tâm trong\r\nphân và nước tiêu ở mức cao phải được xem là chứng cứ chứng tỏ rằng việc lấy mẫu\r\nkhí, phân tích và/hoặc việc xác định có thể có sai số hoặc nhân viên bị chiếu xạ\r\ntheo cách khác ngoài hít thở. Việc xem xét cẩn thận các điều kiện trong mỗi trường\r\nhợp có thể phát hiện sự hiện diện của nguồn gây nhiễm xạ khi cần nghi vấn hoặc các mô hình\r\ndòng chảy đặc biệt đã khiến cho thiết bị lấy mẫu không tiếp cận được với không\r\nkhí ở vùng hít thở thật sự. Ví dụ một trường hợp cần chú ý là một\r\nvật nằm trong buồng làm việc\r\nkín, chẳng hạn như hộp có găng tay, có rò rỉ được cho là qua các găng tay mà từ\r\nđó chất bẩn khuếch tán hoặc được hướng nhiều đến vùng hít thở của nhân viên hơn\r\nlà đến thiết bị lấy mẫu. Việc nghiên cứu cẩn thận về các khả năng phát thải bất\r\nthường này, có tính đến những dấu hiệu trong xét nghiệm sinh học lấy mẫu khí và\r\nsố liệu đếm toàn thân, giúp phát hiện ra những nguồn phát sinh của các chất khí\r\ncó thể bị bỏ sót.
\r\n\r\nMột cách tương ứng, các kết quả nhận\r\nđược từ việc lấy mẫu ở ống khói hoặc nguồn phát thải khác từ cơ sở phải\r\nnhất quán với các kết quả thu được từ các mẫu khi lấy ở phía xuôi gió hoặc ở gần\r\ncơ sở. Mặc dù việc\r\nđo đạc trên các mẫu khi phải chịu những bất định lớn do các thay đổi khí tượng nhưng\r\nvẫn có thể khẳng định được\r\ntính xác thực của việc lấy mẫu bằng cách chứng tỏ rằng các giá trị nồng độ trong\r\nmôi trường là phù hợp với các kết quả lấy mẫu dòng chất thải.
\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n
Hướng\r\ndẫn lấy mẫu từ ống dẫn và ống khói
\r\n\r\nA.1 Khái quát
\r\n\r\nCác mẫu hạt đại diện lấy từ các ống dẫn\r\nvà ống khói lớn chỉ có thể được đảm bảo bằng việc lựa chọn cẩn thận vị trí lấy\r\nmẫu và chú ý đến thiết kế của đầu dò và bố trí thiết bị lấy mẫu. Ngay cả khi đã\r\nnhận biết đầy đủ các điều kiện cần phải biết để có được mẫu đại diện thì người\r\ncó trách nhiệm thiết kế cũng phải hầu như luôn luôn đi đến sự dung hòa. Điều\r\nnày thường là giữa việc lựa chọn địa điểm tốt nhất về phương diện kỹ thuật để lấy\r\nmẫu và khả năng tiếp cận. Điều này đặc biệt đúng khi lấy mẫu các chất phóng xạ từ các ống\r\ndẫn và ống khói vì trong nhiều trường hợp các mức bức xạ gần điểm lấy mẫu “tốt\r\nnhất” lại gặp trở ngại khi lắp\r\nđặt thiết bị lấy mẫu được thiết kế tốt ở điểm đó. Những trở ngại khác có thể gặp\r\nphải trong việc lựa chọn vị trí tốt nhất về mặt kỹ thuật. Trong khi có thể xác\r\nđịnh rằng một mẫu đại diện đầy đủ chỉ có thể nhận được từ lối ra của một ống\r\nkhói rất lớn thì những vấn đề trong thực tế thường đòi hỏi mẫu được lấy ở một\r\nđiểm nằm trong ống khói chứ không phải ở lối ra.
\r\n\r\nMột khuyến cáo hiển nhiên là nên tránh\r\nviệc dùng các kênh phân phối mẫu dài; mặc dù vậy để nhận được các mẫu cho phép\r\nviệc đo đạc được thường xuyên hay liên tục các chất phóng xạ dạng hạt trong ống\r\ndẫn hoặc ống khói yêu cầu mẫu phải được lấy từ ống khói vào thiết bị thu gom có\r\nthể đánh giá một cách liên tục hoặc gián đoạn bằng đầu dò bức xạ. Khi\r\ncó yêu cầu này thì cần đặc biệt\r\nchú ý trong việc đánh giá các sai số lấy mẫu có thể có.
\r\n\r\nMặc dù luôn phải có những hiệu chỉnh\r\ntrong mọi trường hợp nhưng những thông tin tốt nhất hiện có về những sai số\r\ntrong việc lấy mẫu phải được sử dụng để giảm thiểu sai số và đi đến đánh giá về\r\nđộ lớn có thể của sai số. Phụ lục này\r\nvà các Phụ lục tiếp được dự định để hỗ trợ việc thiết kế các thiết bị lấy mẫu.
\r\n\r\nMột trong những vấn đề quan trọng nhất\r\nđược nhấn mạnh trong các Phụ lục về các sai số lấy mẫu trong điều kiện đẳng động\r\nhọc và sai số lắng đọng trong các kênh lấy mẫu là kích thước hạt và mật độ chất\r\nphóng xạ trong dòng chảy. Phải luôn luôn biết hay thực hiện ước tính đúng các\r\nkích cỡ hạt hiện hữu hay được quan tâm trước khi có thể xác định mức độ dung\r\nhòa phải có trong thiết kế cho một thiết bị lấy mẫu. Việc bố trí lấy mẫu là rất\r\nkhó thực hiện vào tất cả các thời điểm để đảm bảo có được mẫu đại diện có\r\ntất cả các kích cỡ hạt cùng với những yêu cầu về tần suất và độ\r\nnhạy thích hợp trong hầu hết các trường hợp. Khi cần có những dung hòa so với\r\nlý tưởng thì mức độ mẫu\r\ncó thể có sai lệch phải được ước tính và xác định để xem có chấp nhận được hay\r\nkhông các dữ liệu nhận được trong một ứng dụng cụ thể.
\r\n\r\nCác yêu cầu đối với việc lấy mẫu phải\r\nđược xác định và chỉ rõ sớm trong thiết kế của thiết bị mới Điều này cực kỳ\r\nquan trọng và không thể thực hiện sơ sài. Việc thiếu sự đoán nhận trước về vấn\r\nđề này sẽ\r\nluôn\r\nluôn đưa đến những sự dung hòa không thể chấp nhận được. Các yêu cầu lấy mẫu phải\r\nđược xem trọng như bất kỳ công đoạn nào khác trong thiết kế thiết bị và phải được\r\nthực hiện đầy đủ.
\r\n\r\nỞ những bước đầu tiên trong\r\nviệc thiết kế thiết bị mới, các dữ liệu về bản chất của các hạt được lấy mẫu và đặc trưng\r\ncủa dòng chảy trong mỗi ống dẫn hoặc ống khói có thể không được biết. Trong những\r\ntrường hợp như vậy thì cần phải cung cấp\r\nnhững thông tin đầy đủ hơn về những thay đổi có thể có nảy sinh trong quá trình\r\nhoạt động của cơ sở.
\r\n\r\nTrong trường hợp các ống dẫn hoặc các ống\r\nkhói được lọc trước khi thải vào không khí thì điểm lấy mẫu phải được chọn ở\r\nphía phát thải của hệ thống lọc. Điều này đảm bảo rằng thiết bị lấy mẫu kiểm\r\ntra mẫu đại diện của chất được thải vào không khí.
\r\n\r\nA.2 Lựa chọn điểm lấy mẫu trong ống dẫn\r\nhoặc ống khói
\r\n\r\nVị trí trong ống dẫn hoặc ống khói để\r\nlấy mẫu phải được lựa chọn sau khi có tính đến một vài yếu tố. Trong vùng ngay\r\nsau những chỗ uốn cong hoặc chuyển tiếp đột ngột thì các mô hình dòng chảy có\r\nthể bị sai lệch lớn. Các vị trí này phải nên tránh. Một số trường hợp phân tách\r\nhạt có thể xảy ra do kích thước nếu các hạt lớn hơn khoảng 5 mm do các hiệu ứng\r\nquán tính. Lý do thứ hai là việc thiết lập mức lấy mẫu đúng cho dòng đẳng động\r\nhọc (nếu được yêu cầu) ở những vị trí có thể gặp khó khăn do có các\r\ndòng ngang hoặc các chuyển động chiếm ưu thế khác của dòng do các chỗ chuyển tiếp\r\nhoặc uốn cong.
\r\n\r\nHướng dẫn chung chỉ ra rằng khoảng cách\r\ntừ chỗ chuyển tiếp hay gấp khúc đến điểm lấy mẫu tối thiểu phải là năm và nên là mười lần đường\r\nkính hoặc hơn nữa ở phía xuôi dòng. Trong một số trường hợp thì khoảng cách\r\nnày là không đủ. Cần khuyến cáo\r\nrằng phân bố vận tốc được đo ở phần dự tính để khẳng định dòng đã phát\r\ntriển đầy đủ và hòa trộn hoàn toàn. Đánh giá này là đặc biệt quan trọng khi\r\nphân bố được tạo ra bởi các ống nối dòng được lấy mẫu, đặc biệt là với những\r\nlưu lượng dòng nhỏ (hằng số Re thấp). Những dòng chảy tới hạn như vậy có thể đóng\r\ngóp hạt vào dòng khí được\r\nlấy mẫu và cần một khoảng cách xuôi dòng khá lớn để phân bố đều các hạt này.\r\nTrong những trường hợp đặc biệt, ví dụ như khi một số dòng lớn đi vào một ống\r\nkhói qua các lối khác nhau ở phần chân ống khói thì cần khéo léo\r\nđánh giá phân bố hạt ở điểm lấy mẫu trong ống dẫn hoặc ống khói trước khi lựa\r\nchọn lần cuối cùng\r\nđiểm hay các điểm lấy mẫu từ dòng chảy. Việc lấy mẫu riêng lẻ do mỗi dòng đóng\r\ngóp có thể cho kết quả đo tin cậy\r\nhơn đối với các chất\r\nhạt.
\r\n\r\nNếu phải lựa chọn giữa việc lấy mẫu từ\r\nống dẫn ngang và ống dẫn đứng thì nên chọn ống dẫn đứng. Nhờ vậy có thể tránh\r\nđược sự phân lớp do lắng trọng lực.
\r\n\r\nMột yếu tố có thể dễ dàng bị\r\nbỏ quên là những thay đổi\r\ntrong phẩm chất của các hạt và các khí được mang đi trong dòng khí khi di chuyển\r\ndọc theo đường đi. Các thay đổi có thể xảy ra do phản ứng giữa các khí để\r\nhình thành nên các hạt rắn; các hạt có thể là ẩm hoặc khô tùy theo nhiệt độ và\r\nđộ ẩm; chúng có thể tích tụ lại nếu nồng độ đủ lớn (không nhiều khả năng trong\r\nhầu hết các trường hợp); các sản phẩm bào mòn bị nhiễm xạ từ các thành ống dẫn\r\nhoặc ống khói có thể đi vào dòng chảy; hoặc chất lắng đọng trước kia có thể bị vỡ ra\r\nvà tham gia vào dòng khí. Khả năng xảy ra những vấn đề phức tạp như vậy phải được\r\nxem xét đến khi chọn vị trí lấy mẫu. Giải pháp chắc chắn là chọn điểm lấy mẫu ở\r\nvị trí càng xa càng tốt theo phía xuôi dòng. Trong trường hợp ống dẫn hoặc ống\r\nkhói phát thải vào không khí thì trạm lấy mẫu phải nằm ở hoặc gần với\r\nđiểm phát thải nếu các hiệu ứng này được dự đoán trước. Trong nhiều trường hợp,\r\nkhả năng xảy ra những tình huống như thế có thể thấp.
\r\n\r\nA.3 Vị trí lấy mẫu trong tiết diện ngang của\r\nống dẫn
\r\n\r\nA.3.1 Tiêu chí
\r\n\r\nCác tiêu chí về vị trí\r\n(hay các vị trí) mà mẫu được lấy đó là:
\r\n\r\n1) Thành phần hạt và khí đại diện ở điểm\r\ntrong tiết diện ngang được lựa chọn hoặc các điểm thỏa mãn nằm\r\ntrong tiết diện ngang được lấy mẫu đồng thời hoặc tuần tự để cho mẫu đại diện,\r\ntrung bình;
\r\n\r\n2) Vận tốc và phân bố dòng trong ống dẫn ở\r\ntiết diện ngang được biết trước để có thể được lựa chọn mức lấy mẫu nhằm lấy mẫu\r\ngần đẳng động học đối với những hạt lớn khoảng từ 2 đến 5 mm (Xem Phụ lục C).
\r\n\r\nA.3.2 Điểm lấy mẫu\r\ntrong tiết diện ngang để đảm bảo cho mẫu đại diện
\r\n\r\nVới một số chú ý trong lựa chọn điểm nằm\r\ntrên ống dẫn hoặc ống khói làm lối vào để nhận được mẫu thì khả năng thành phần\r\nhạt không đồng đều ở tiết diện ngang bị giảm thiểu. Tuy nhiên, để đảm bảo chắc\r\nchắn hơn rằng mẫu có thành phần trung bình thì các mẫu thường phải được lấy từ\r\nmột số điểm, số lượng tùy thuộc vào hình dạng và diện tích tiết diện ngang của ống\r\ndẫn. Với những ống dẫn có đường kính nhỏ hơn 20 cm (8 inches) thì một điểm lấy\r\nmẫu là đủ; một kiểu bố trí tốt hơn là hai điểm lấy mẫu, mỗi điểm ở điểm có vận\r\ntốc trung bình. (Xem mục\r\nnhỏ ở dưới.)
\r\n\r\nBảng 2
\r\n\r\n\r\n Đường kính ống\r\n dẫn \r\n | \r\n \r\n Số điểm tối\r\n thiểu \r\n | \r\n |
\r\n mm \r\n | \r\n \r\n in-sơ \r\n | \r\n |
\r\n 50 đến 200 \r\n201 đến 305 \r\n306 đến 457 \r\n458 đến 711 \r\n712 đến 1\r\n 219 \r\n1 220 và lớn\r\n hơn \r\n | \r\n \r\n 2 đến 8 \r\n8 đến 12 \r\n12 đến 18 \r\n18 đến 28 \r\n28 đến 48 \r\n48 và lớn hơn \r\n | \r\n \r\n 1 \r\n2 \r\n3 \r\n4 \r\n5 \r\n6 \r\n | \r\n
Với những ống dẫn hoặc ống khói tròn lớn\r\nhơn thì số lượng tối thiểu các điểm phải như sau:
\r\n\r\nMỗi điểm lấy mẫu trong các ống tròn phải\r\nđược chỉnh tâm trong diện tích hình khuyên đều có kích thước bằng diện tích tiết\r\ndiện ngang chia cho số lượng đầu dò. Các điểm lấy mẫu có thể nằm trên đường\r\nkính hay tốt hơn cả là\r\ndàn đều để nhận được các mẫu trên tiết diện toàn phần.
\r\n\r\nCác ống dẫn hình vuông và\r\nhình chữ nhật phải được lấy mẫu từ những điểm nằm trên tiết diện\r\nngang tương ứng xấp xỉ về diện tích, số lượng các điểm lấy mẫu như sau:
\r\n\r\nBảng 3
\r\n\r\n\r\n Diện tích ống dẫn \r\n | \r\n \r\n Số lượng điểm\r\n được đề xuất \r\n | \r\n |
\r\n cm2 \r\n | \r\n \r\n ft2 \r\n | \r\n |
\r\n Nhỏ hơn 465 \r\n930 đến 1\r\n 860 \r\n1 860 đến\r\n 23 200 \r\n> 23 200 \r\n | \r\n \r\n Nhỏ hơn 0,5 \r\n1 đến 2 \r\n2 đến 25 \r\n> 25 \r\n | \r\n \r\n 1 \r\n4 \r\n6 đến 12 \r\n20 \r\n | \r\n
Số lượng điểm lấy mẫu được dùng có thể\r\nít hơn nếu các\r\nnghiên cứu kỹ lưỡng trong những trường hợp cho trước cho thấy sự đồng đều về thành\r\nphần trong cả tiết diện ngang của ống dẫn. Một số khó khăn thực tế nảy sinh khi\r\nthiết kế hệ thống phân phối mẫu để lấy mẫu đồng thời ở nhiều điểm trên tiết diện\r\nngang. Các yêu cầu về thể tích\r\nmẫu tổng cộng có thể nhỏ đến mức sự phân bố dòng tổng cộng này trên nhiều đầu\r\ndò có thể cho những đường kính lối vào đầu dò quá nhỏ để có được dòng gần đẳng động học.\r\nVới các ống dẫn trong đó dòng chảy từ điểm này đến điểm kia thay đổi nhiều thì lý tưởng nhất là duy\r\ntrì các vận tốc\r\nkhác nhau ở các lối vào của các điểm lấy mẫu. Nghiên cứu về phân bố vận tốc ở tiết diện\r\nngang cho thấy rằng có thể xác định được những điểm trong tiết diện ngang để đặt các đầu dò có lưu\r\nlượng bằng nhau. Các đầu dò được định tâm ở những vùng có vận tốc bằng nhau có\r\nthể được đưa vào kênh phân phối thông thường để nhận được các mẫu phức hợp.\r\nTrong một số trường hợp cần\r\ncó hai hoặc nhiều tập hợp đầu dò để lấy mẫu trên một tiết diện ngang một cách\r\nthích hợp, mỗi tập hợp đầu dò được nối\r\nvới một kênh phân phối mẫu riêng.
\r\n\r\nTrong một số trường hợp cho thấy điểm\r\nưu việt khi thiết kế hệ thống đầu dò lấy mẫu để thu gom mẫu có thể tích lớn hơn\r\nrất nhiều so với mức cần thiết cho phân tích. Một phần thích hợp sau đó được lấy\r\nra từ kênh phân phối lớn mang mẫu khối. Tất cả các yêu cầu để nhận được mẫu đại\r\ndiện thứ cấp từ mẫu khối phải được xác định. Hai giá trị lưu lượng dòng cần phải\r\nđo và những cơ hội mất mát hạt do lắng đọng tăng lên. Nói chung nên tránh việc\r\ndùng cơ chế lấy mẫu sơ cấp-thứ cấp.
\r\n\r\nKhi cần có các mẫu được lấy đồng thời để dùng cho\r\ncác mục đích khác nhau thì việc sử dụng hệ thống lấy mẫu sơ cấp-thứ cấp là hợp\r\nlý. Một ví dụ là trường hợp ba mục tiêu cần đạt được từ các mẫu trên cơ sở liên\r\ntục:
\r\n\r\n1) Mẫu tổng hợp thể hiện một phần của chất\r\ntổng cộng có trong vòng 24 h hoặc lâu hơn;
\r\n\r\n2) Mẫu được lấy để theo dõi phóng xạ hạt\r\nliên tục hay gián đoạn;
\r\n\r\n3) Mẫu được lấy để đo chất phóng xạ bất\r\nthường đi qua ống dẫn, cả ở dạng khí và dạng hạt, ví dụ như đo tia gamma\r\ntrực tiếp hoặc đo bằng buồng ion hóa trên một phần của dòng chảy.
\r\n\r\nA.3.3 Phân bố vận tốc và những\r\nhệ quả đối với\r\nviệc lấy mẫu
\r\n\r\nPhân bố vận tốc theo mặt cắt ngang của\r\nống dẫn hoặc ống\r\nkhói nên được xác định thông qua vận tốc ngang trực tiếp ở phần được chọn để đặt\r\nđiểm lấy mẫu. Phân bố vận tốc phải được xác định vì hai lý do. Một là để xác định\r\nmức lấy mẫu nhằm duy trì dòng đẳng động học cho đầu dò lấy mẫu được đưa vào một\r\nđiểm cho trước trong ống dẫn hoặc ống khói. Hai là nhằm cung cấp thông tin cho\r\nphép dòng chất phóng xạ tổng cộng đi qua hệ thống được xác định từ mẫu thu nhận.
\r\n\r\nNên biết vận tốc ngang trực tiếp. Tuy\r\nnhiên, vì các mục tiêu thiết kế mà các phân bố vận tốc được tính toán hoặc được lập\r\nthành bảng và vị trí ở đó có vận tốc trung bình trên tiết diện ngang là hữu\r\ních. Một số dữ liệu được cung cấp ở đây giúp xác định điểm có lưu lượng trung\r\nbình và để cho thấy dạng của profin vận tốc.
\r\n\r\nA.3.3.1 Dòng chảy phân\r\nlớp trong ống dẫn được lấy mẫu
\r\n\r\nVới dòng chảy lớp (Re £ 2 100) trong các ống\r\ndẫn tròn, profin dòng là phân bố vận tốc dạng parabol, vận tốc cực đại đạt được\r\nở trục của ống dẫn và vận tốc trung bình bằng một phần hai dòng ở đường tâm. Vận\r\ntốc trung bình đạt được ở khoảng cách 0,7 lần bán kính tính từ trục của ống dẫn\r\nđến thành ống. Mẫu được\r\nlấy ra ở điểm này có vận tốc đi qua lối vào của đầu dò bằng với vận tốc trung\r\nbình ở trong ống dẫn sẽ cho mẫu phù hợp, giả thiết rằng các hạt và khí được\r\nphân bố đồng đều trong phần được lấy mẫu. Việc lấy mẫu trên đường tâm của các ống\r\ndẫn có đường kính nhỏ yêu cầu chỉ một đầu dò cũng đã đủ. Với những ống dẫn lớn\r\nhơn thì sau khi đã chứng tỏ được rằng vị trí đường tâm thể hiện vị trí trung\r\nbình của nồng độ chất dạng\r\nkhí sẽ được lấy mẫu thì việc lấy mẫu trên đường tâm được luận chứng. Vận tốc lấy\r\nmẫu đẳng động học lớn gấp hai lần vận tốc trung bình khi lấy mẫu ở đường tâm\r\ntrong những trường hợp dòng chảy phân lớp. Điều này có thể được khẳng định khi\r\nxác định vận tốc chuyển động ngang.
\r\n\r\nTrong Bảng 4, các giá trị vận tốc và\r\nlưu lượng được đưa ra ứng với Re = 2 100. ở trên những vận tốc và lưu lượng\r\nnày, tồn tại dòng chảy\r\nrối.
\r\n\r\nBảng 4
\r\n\r\nLưu lượng\r\ndòng cực đại trong các ống dẫn tròn ở các điều kiện có phân lớp (Re =\r\n2 100)
\r\n\r\n\r\n r = 1,2 kg/m3 ; \r\n | \r\n \r\n h = 0,000 18r Re = | \r\n ||||
\r\n Đường kính\r\n trong của ống dẫn \r\n | \r\n \r\n Vận tốc\r\n trung bình để \r\nRe = 2 100 \r\n | \r\n \r\n Lưu lượng\r\n dòng chảy \r\n | \r\n |||
\r\n cm \r\n | \r\n \r\n Inches \r\n | \r\n \r\n cm/s \r\n | \r\n \r\n ft/s \r\n | \r\n \r\n cm3/s \r\n | \r\n \r\n ft3/phút \r\n | \r\n
\r\n 7,6 \r\n12,6 \r\n15,2 \r\n20,3 \r\n25,4 \r\n30,5 \r\n40,6 \r\n50,8 \r\n61,0 \r\n76,0 \r\n91,2 \r\n101,6 \r\n | \r\n \r\n 3 \r\n5 \r\n6 \r\n8 \r\n10 \r\n12 \r\n16 \r\n20 \r\n24 \r\n30 \r\n36 \r\n40 \r\n | \r\n \r\n 41,5 \r\n25 \r\n20,8 \r\n15,5 \r\n12,4 \r\n10,3 \r\n7,8 \r\n6,2 \r\n5,2 \r\n4,1 \r\n3,4 \r\n3,1 \r\n | \r\n \r\n 1,36 \r\n0,82 \r\n0,68 \r\n0,51 \r\n0,41 \r\n0,34 \r\n0,26 \r\n0,20 \r\n0,17 \r\n0,13 \r\n0,11 \r\n0,10 \r\n | \r\n \r\n 1 880 \r\n3 117 \r\n3 773 \r\n5 015 \r\n6 282 \r\n7 525 \r\n10 100 \r\n12 620 \r\n15 140 \r\n18 820 \r\n22 470 \r\n24 800 \r\n | \r\n \r\n 3,99 \r\n6,61 \r\n8,00 \r\n10,63 \r\n13,32 \r\n15,95 \r\n21,40 \r\n26,77 \r\n32,09 \r\n39,91 \r\n47,64 \r\n52,59 \r\n | \r\n
Với các ống dẫn hình vuông và hình chữ\r\nnhật, cần khuyến cáo rằng việc nghiên cứu profin vận tốc phải luôn được thực hiện\r\nđể thiết lập mô hình phân bố dòng chảy. Điểm hoặc các điểm ở đó có lưu lượng\r\ndòng chảy trung bình có thể xác định được. Nếu ống dẫn có kích thước mà hai hay\r\nnhiều điểm thu mẫu được nêu trong A.3.2 thì các điểm thu mẫu nên được chọn ở gần\r\nnhững vị trí có vận tốc trung bình trên tiết diện ngang.
\r\n\r\nVới những ống dẫn lớn khi mà việc lấy\r\nmẫu đại diện đòi hỏi phải có một số điểm thu mẫu thì các điểm thu mẫu phải được\r\nlấy ở các điểm có cùng vận tốc cách đều tới mức có thể được. Do các điểm này\r\nkhông đại diện đầy đủ cho tiết diện ngang toàn phần của ống dẫn nên phải có các\r\nđầu dò bổ sung đặt trên các đường tại đó vận tốc tương đương. Mẫu riêng lẻ được\r\nlấy từ các đầu dò này.
\r\n\r\nA.3.3.2 Dòng chảy rối\r\ntrong ống dẫn được lấy mẫu
\r\n\r\nMột khi dòng chảy trở nên rối hơn thì\r\nvận tốc trở nên gần đồng đều trên tiết diện ngang của ống dẫn. Trường hợp này được thể hiện\r\ncho các ống dẫn tròn ở trong Hình 1.
\r\n\r\nA.3.4 Cấu hình đầu dò\r\nlấy mẫu
\r\n\r\nCác cấu hình đầu dò lấy mẫu không thể\r\nđược chuẩn hóa ngay vì khoảng điều\r\nkiện thay đổi rộng mà chúng có thể gặp phải. Như đã đề cập,\r\nvà được trình bày trong Phụ lục B, những mất mát do lắng đọng có thể đóng\r\nvai trò quan trọng trong một phạm vi rộng các mức lấy mẫu, kích thước hạt, lượng\r\nhơi ẩm và nhiều yếu tố khác. Xuất phát từ lý do này và việc thiếu những điều kiện\r\nxác định, đầu dò lấy mẫu luôn nên để thiết bị thu gom trực tiếp vào dòng chảy\r\nđược lấy mẫu. Khi thiết bị thu gom phải đặt ở điểm nằm trên đường lấy mẫu thì cần phải tiến\r\nhành đánh giá những mất mát hạt ở trong hệ thống. Trong các bản vẽ phác họa dưới\r\nđây, các Hình 2, 3, 4 và 5, một số cấu trúc đầu dò được trình bày có thể\r\nđược dùng trong các giới hạn như đã chỉ ra trước đây và cần biết rằng hiện tượng\r\nlắng đọng có thể đóng vai trò quan trọng trong nhũng ứng dụng cụ thể. Đặc trưng\r\nchung của các đầu dò được trình bày ở đây là các quy trình để di chuyển chúng sẵn\r\nsàng cho việc thay thế, làm sạch hay đánh giá mất mát do lắng đọng. Đặc trưng\r\nchung thứ hai là phải tránh những thay đổi đột ngột về hướng dòng chảy do đó giảm\r\nthiểu va chạm do quán tính của các hạt. Không nên sử dụng các thiết\r\nkế đầu dò không kết hợp được cả hai đặc trưng này.
\r\n\r\nHình 1 - Tỷ số\r\nvận tốc là hàm của chỉ số Reynold cho ống trơn[1]
\r\n\r\nHình 2 – Bộ lấy mẫu\r\ntròn đơn
\r\n\r\nHình 3 - Bộ lấy\r\nmẫu hình chữ nhật
\r\n\r\nHình 4 - Thiết\r\nbị lọc thu hồi được đầu dò\r\nđơn
\r\n\r\nHình 5 - Thiết bị lấy\r\nmẫu nhiều đầu dùng\r\ncho ống dẫn hoặc ống\r\nkhói kích thước lớn
\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n
B.1 Giới thiệu
\r\n\r\nNhư đã đề cập trong 4.1.2, các mẫu có thể\r\nbị thay đổi thành phần khi mẫu nhận được bằng cách hút không khí có chứa hạt\r\nqua các kênh lấy mẫu. Cần khuyến cáo rằng nên tránh sử dụng các kênh lấy mẫu bất\r\ncứ khi nào có thể\r\nđược và luôn giữ được độ dài nhỏ nhất khi phải dùng đến kênh lấy mẫu. Trong mọi\r\ntrường hợp khi cần phải có các kênh phân phối mẫu thì cần phải đánh giá sự lắng\r\nđọng trong các\r\nkênh này.
\r\n\r\nTrong nhiều trường hợp, các cơ chế lắng\r\nđọng hạt trong các hệ thống vận chuyển các hạt không được hiểu biết đầy đủ và\r\ncác dữ liệu lý thuyết, hay ngay cả các dữ liệu thực nghiệm, cũng không phù hợp.\r\nTuy nhiên, có những dữ liệu thực nghiệm có thể sử dụng làm hướng dẫn để xác định\r\nmức độ các hạt sẽ lắng đọng trong những điều kiện khác nhau. Các cơ chế chính\r\nmà theo đó các hạt lắng đọng là lắng đọng do trọng lực và khuếch tán Braun khi\r\ndòng chảy lớp và lắng đọng do chảy rối khi dòng chảy rối. Mục\r\nđích của Phụ lục này là giới thiệu các số liệu có thể được sử dụng để ước tính\r\nphần hạt bị lắng đọng trong các kênh lấy mẫu trong những điều kiện khác nhau.
\r\n\r\nB.2 Lắng đọng do trọng\r\nlực
\r\n\r\nCác hạt được mang đi trong dòng khí\r\nchuyển động trong ống nằm ngang sẽ có khuynh hướng lắng đọng xuống đáy của ống\r\ndo tác dụng của trọng lực. Các công thức nhận được và các thí nghiệm đã cho thấy\r\nrằng các công thức cho phép thực hiện những ước tính khả dĩ đối với sự loại bỏ bởi\r\nlắng đọng do trọng lực. Các công thức này chỉ áp dụng với dòng chảy phân lớp.[1] Bảng 5 cho\r\nbiết độ dài của các ống nằm ngang bằng một số lần đường kính mà trên đó 100% và\r\n50% các hạt có kích thước cho trước sẽ lắng đọng khi dòng trung bình là 15 m/s\r\n(50 ft/s).
\r\n\r\nĐộ dài để lắng 100% được cho bởi công\r\nthức
\r\n\r\n (1)
Trong đó
\r\n\r\nL100 là độ dài để\r\nlắng đọng 100%, [cm];
\r\n\r\nr là bán kính của ống, [cm];
\r\n\r\nut là vận tốc lắng đọng\r\ncuối cùng, [cm/s];
\r\n\r\nVav là vận tốc trung bình\r\ntrong ống, [cm/s];
\r\n\r\nĐộ dài lắng đọng 50% là
\r\n\r\nL50 = 0,354 L100 (2)
\r\n\r\nCó thể thấy rằng độ dài lắng đọng 50%\r\nhay 100% đều tỷ lệ thuận với bán kính ống và vận tốc trung bình, và tỷ lệ nghịch\r\nvới vận tốc lắng đọng, ut. Vận tốc lắng đọng có thể được tính theo định\r\nlý Stoke:
\r\n\r\n (3)
Trong đó
\r\n\r\n\r\n ut \r\n | \r\n \r\n tốc độ lắng đọng, đơn vị centimet\r\n trên giây [cm/s]; \r\n | \r\n
\r\n g \r\n | \r\n \r\n hằng số hấp dẫn (980 cm/s2); \r\n | \r\n
\r\n dp \r\n | \r\n \r\n đường kính của hạt, centimet [cm]; \r\n | \r\n
\r\n rp \r\n | \r\n \r\n mật độ của hạt, gam trên centimet\r\n khối [g/cm3]; \r\n | \r\n
\r\n rg \r\n | \r\n \r\n mật độ của khí, gam trên centimet khối\r\n [g/cm3]; \r\n | \r\n
\r\n h \r\n | \r\n \r\n độ nhớt của khí (khoảng 0,000 18\r\n g/cm.s); \r\n | \r\n
\r\n Km \r\n | \r\n \r\n hệ số hiệu chỉnh Cunningham cho “hiệu\r\n ứng trượt” \r\n | \r\n
Với
\r\n\r\ndp = 2 mm, Km= 1,075
\r\n\r\ndp = 5 mm, Km = 1,032
\r\n\r\ndp = 10 mm, Km, = 1,016
\r\n\r\nTừ số liệu trong Bảng 5 ta có thể nội\r\nsuy và ngoại suy để xác định trọng số tương đối của lắng đọng do trọng lực.
\r\n\r\nBảng 5 - Độ dài ống nằm\r\nngang để lắng đọng\r\n100% và 50% do trọng lực
\r\n\r\n(Lưu lượng\r\ntrung bình = 50 cm/s)
\r\n\r\n\r\n Đường kính\r\n hạt \r\ndp \r\n | \r\n \r\n Đường kính\r\n trong của ống \r\n2 r \r\n | \r\n \r\n Lưu lượng \r\n | \r\n \r\n Mật độ hạt \r\n | \r\n |||||
\r\n r = 2 \r\n | \r\n \r\n r = 5 \r\n | \r\n \r\n r = 10 \r\n | \r\n ||||||
\r\n L100 \r\n | \r\n \r\n L50 \r\n | \r\n \r\n L100 \r\n | \r\n \r\n L50 \r\n | \r\n \r\n L100 \r\n | \r\n \r\n L50 \r\n | \r\n |||
\r\n mm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm3/s \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n Cm \r\n | \r\n
\r\n 2 \r\n | \r\n \r\n 1 \r\n2 \r\n4 \r\n6 \r\n | \r\n \r\n 39 \r\n157 \r\n628 \r\n1 413 \r\n | \r\n \r\n 2 563 \r\n5 126 \r\n10 252 \r\n15 378 \r\n | \r\n \r\n 907 \r\n1 815 \r\n3 629 \r\n5 444 \r\n | \r\n \r\n 1 026 \r\n2 052 \r\n4 102 \r\n6 154 \r\n | \r\n \r\n 363 \r\n726 \r\n1 452 \r\n2 178 \r\n | \r\n \r\n 511 \r\n1 027 \r\n2 051 \r\n3 076 \r\n | \r\n \r\n 181 \r\n366 \r\n726 \r\n1 089 \r\n | \r\n
\r\n 5 \r\n | \r\n \r\n 1 \r\n2 \r\n4 \r\n6 \r\n | \r\n \r\n 39 \r\n157 \r\n628 \r\n1 413 \r\n | \r\n \r\n 427 \r\n854 \r\n1 708 \r\n2 562 \r\n | \r\n \r\n 151 \r\n302 \r\n605 \r\n907 \r\n | \r\n \r\n 171 \r\n342 \r\n683 \r\n1 025 \r\n | \r\n \r\n 61 \r\n121 \r\n242 \r\n363 \r\n | \r\n \r\n 86 \r\n171 \r\n342 \r\n513 \r\n | \r\n \r\n 30 \r\n61 \r\n121 \r\n182 \r\n | \r\n
\r\n 10 \r\n | \r\n \r\n 1 \r\n2 \r\n4 \r\n6 \r\n | \r\n \r\n 39 \r\n157 \r\n628 \r\n1 413 \r\n | \r\n \r\n 108 \r\n217 \r\n434 \r\n651 \r\n | \r\n \r\n 38 \r\n77 \r\n154 \r\n230 \r\n | \r\n \r\n 43 \r\n87 \r\n174 \r\n260 \r\n | \r\n \r\n 15 \r\n31 \r\n62 \r\n92 \r\n | \r\n \r\n 22 \r\n43 \r\n87 \r\n130 \r\n | \r\n \r\n 8 \r\n16 \r\n31 \r\n46 \r\n | \r\n
B.3 Khuếch tán Braun
\r\n\r\nCác hạt rất nhỏ có thể khuếch tán vào\r\nthành ống dẫn do chuyển động Braun. Các công thức cho phép ước tính sự lắng đọng\r\ndo chuyển động khuếch tán Braun được cho bởi Townsend[2], Gormly và\r\nKennedy[3] và DeMarcus[4]. Phần hạt đi\r\nqua một ống có tiết diện ngang hình tròn mà không lắng đọng được tính theo công\r\nthức
\r\n\r\nFp = 0,819 e-a + 0,097 5 e-6,1 a + 0,032 5 e-16a (4)
\r\n\r\nTrong đó
\r\n\r\nD hằng số khuếch tán, [cm/s]
\r\n\r\n với không khí;
L độ dài của ống dẫn, [cm];
\r\n\r\nQ lưu lượng, [cm3/s].
\r\n\r\nCông thức*) được thỏa mãn khi Fp\r\nnhỏ hơn 0,78. Khi Fp lớn hơn 0,78,
\r\n\r\nFp = 1 - 1.09 a2/3 - 0,328 a + 0,009 7 a4/3 (5)
\r\n\r\nThomas[6] đã chứng\r\nminh rằng công thức bậc nhất dưới đây sẽ diễn tả chính xác phần đi qua ống trong những\r\nđiều kiện dòng chảy phân lớp trên toàn bộ khoảng lắng đọng một phần :
\r\n\r\nFp = 0,819 e-a + 0,097 e -6,1a + 0,032 e -15,6a + 0,027 e-33,6a + 0,025 e-205a (6)
\r\n\r\nNếu hằng số khuếch tán được biết thì\r\ncác công thức có thể được sử dụng để ước tính sự lắng đọng trên các thành ống\r\ndẫn. Bảng 6 trình bày một số\r\nđộ dài tính toán được của các ống trong đó 20, 50 và 75 % số hạt sẽ lắng đọng.
\r\n\r\nSự lắng đọng không bị ảnh hưởng bởi đường\r\nkính ống vì với một lưu lượng cho trước, vận tốc dòng chảy qua ống bị giảm\r\n1/4 khi tăng gấp đôi đường kính; nhưng ngay cả khi các hạt tiếp tục lắng đọng\r\nthì chúng cũng có thời gian dài hơn gấp bốn lần so với khuếch tán trên cùng độ\r\ndài của ống dẫn.**
\r\n\r\nKích thước hạt có ý nghĩa cực kỳ quan\r\ntrọng. Những hạt rất nhỏ bị mất vào thành ống một cách nhanh chóng khi dòng khí\r\ndi chuyển quá chậm. Các vận tốc phải được giữ ở mức đủ cao để tránh những mất\r\nmát đáng kể do khuếch tán Braun.
\r\n\r\nBảng 6 - Độ\r\ndài ống trong đó 20, 50 và 75 % số hạt sẽ lắng đọng
\r\n\r\n\r\n Q \r\n | \r\n \r\n Độ dài (cm)\r\n lắng đọng \r\n | \r\n ||||||||
\r\n 20% \r\n | \r\n \r\n 50% \r\n | \r\n \r\n 75% \r\n | \r\n |||||||
\r\n cm3/s \r\n | \r\n \r\n 0,001 mm \r\n | \r\n \r\n 0,01 mm \r\n | \r\n \r\n 0,1 mm \r\n | \r\n \r\n 0,001 mm \r\n | \r\n \r\n 0,01 mm \r\n | \r\n \r\n 0,1 mm \r\n | \r\n \r\n 0,001 mm \r\n | \r\n \r\n 0,01 mm \r\n | \r\n \r\n 0,1 mm \r\n | \r\n
\r\n 0,25 \r\n | \r\n \r\n 0,043 \r\n | \r\n \r\n 3,4 \r\n | \r\n \r\n 268 \r\n | \r\n \r\n 0,23 \r\n | \r\n \r\n 18 \r\n | \r\n \r\n 1 400 \r\n | \r\n \r\n 0,53 \r\n | \r\n \r\n 42 \r\n | \r\n \r\n 3 330 \r\n | \r\n
\r\n 0,50 \r\n | \r\n \r\n 0,085 \r\n | \r\n \r\n 6,8 \r\n | \r\n \r\n 536 \r\n | \r\n \r\n 0,45 \r\n | \r\n \r\n 36 \r\n | \r\n \r\n 2 800 \r\n | \r\n \r\n 1,06 \r\n | \r\n \r\n 83 \r\n | \r\n \r\n 6 600 \r\n | \r\n
\r\n 1 \r\n | \r\n \r\n 0,17 \r\n | \r\n \r\n 13,6 \r\n | \r\n \r\n 1 070 \r\n | \r\n \r\n 0,90 \r\n | \r\n \r\n 72 \r\n | \r\n \r\n 5 630 \r\n | \r\n \r\n 2,12 \r\n | \r\n \r\n 166 \r\n | \r\n \r\n 13 200 \r\n | \r\n
\r\n 2 \r\n | \r\n \r\n 0,34 \r\n | \r\n \r\n 27 \r\n | \r\n \r\n 2 140 \r\n | \r\n \r\n 1,81 \r\n | \r\n \r\n 143 \r\n | \r\n \r\n 11 300 \r\n | \r\n \r\n 4,24 \r\n | \r\n \r\n 332 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 5 \r\n | \r\n \r\n 0,85 \r\n | \r\n \r\n 68 \r\n | \r\n \r\n 5 280 \r\n | \r\n \r\n 4,5 \r\n | \r\n \r\n 358 \r\n | \r\n \r\n 28 150 \r\n | \r\n \r\n 10,6 \r\n | \r\n \r\n 830 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 10 \r\n | \r\n \r\n 1,7 \r\n | \r\n \r\n 136 \r\n | \r\n \r\n 10 560 \r\n | \r\n \r\n 9,0 \r\n | \r\n \r\n 715 \r\n | \r\n \r\n 56 300 \r\n | \r\n \r\n 21,2 \r\n | \r\n \r\n 1 660 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 20 \r\n | \r\n \r\n 3,4 \r\n | \r\n \r\n 272 \r\n | \r\n \r\n 21 120 \r\n | \r\n \r\n 18,1 \r\n | \r\n \r\n 1 430 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 42,4 \r\n | \r\n \r\n 3 320 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 40 \r\n | \r\n \r\n 6,8 \r\n | \r\n \r\n 544 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 36,2 \r\n | \r\n \r\n 2 860 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 85 \r\n | \r\n \r\n 6 640 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 100 \r\n | \r\n \r\n 17 \r\n | \r\n \r\n 1 360 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 90 \r\n | \r\n \r\n 7 150 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 212 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 200 \r\n | \r\n \r\n 34 \r\n | \r\n \r\n 2 720 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 181 \r\n | \r\n \r\n 14 300 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 424 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
\r\n 400 \r\n | \r\n \r\n 68 \r\n | \r\n \r\n 5 440 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 362 \r\n | \r\n \r\n 28 600 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 848 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n
B.4 Lắng đọng do chảy rối
\r\n\r\nCác hạt được mang theo trong dòng chảy\r\nrối sẽ lắng đọng\r\ntrên các thành ống dẫn ở mức độ lớn hơn hay nhỏ hơn tùy thuộc vào kích cỡ và mật\r\nđộ hạt, vận tốc trung bình của không khí, đường kính và độ dài của ống dẫn. Công\r\nthức cho phép ước tính những mất mát do lắng đọng là:
\r\n\r\n (7)
và
\r\n\r\nTrong đó
\r\n\r\nC0 nồng độ hạt ở một điểm\r\nban đầu;
\r\n\r\nC nồng độ hạt ở điểm được quan tâm ở phía xuôi\r\ndòng kể từ điểm ban đầu;
\r\n\r\nL khoảng cách từ điểm ban đầu đến điểm\r\ncần quan tâm, đơn vị centimet (cm);
\r\n\r\nD đường kính trong của kênh lấy mẫu,\r\nđơn vị centimet (cm);
\r\n\r\nVav vận tốc trung bình\r\ntrong kênh lấy mẫu, đơn vị centimet trên giây (cm/s);
\r\n\r\nK tốc độ lắng đọng, đơn vị centimet\r\ntrên giây [cm/s];
\r\n\r\nL50 độ dài lắng đọng\r\n50%.
\r\n\r\nTốc độ lắng đọng K là hàm của một vài\r\nbiến và được xác định cho một số tương đối ít trường hợp cụ thể. Việc tính toán\r\nlý thuyết cho đến nay vẫn chưa cho phép có được một công thức tổng quát để diễn\r\ntả mối quan hệ rõ rệt giữa K với tất cả các biến. Hai biến số quan trọng nhất\r\nlà đường kính hạt và vận tốc trung bình trong ống dẫn. Mật độ hạt cũng quan trọng\r\nkhi xác định sự lắng đọng. Việc xác định bằng thí nghiệm đối với K đã chứng\r\nminh sự phụ thuộc bậc cao của K vào vận tốc và kích thước hạt. Việc dự đoán những\r\nmất mát do lắng đọng phải chịu những bất định do những thay đổi nhỏ của vận tốc\r\nkhí hoặc chất lượng hạt có thể tác động lớn đến hằng số lắng đọng. Những mất\r\nmát trên thành ống trong dòng chảy rối được ước tính trong Bảng 7 với một số điều\r\nkiện.
\r\n\r\nCác số liệu này có thể được dùng để ước\r\ntính những mất mát trên thành ống trong một tình huống cho trước. Cần phải nhớ\r\nrằng để có thể áp dụng được cho một dải các kích thước hạt thì sự suy giảm ứng\r\nvới mỗi kích thước phải được xác định và tổng cộng mất mát thành phần tính được\r\nbằng việc nhân trọng số và lấy tổng.
\r\n\r\nSự lắng đọng không tiếp tục tăng đến\r\nvô hạn giống như sự gia tăng vận tốc và kích thước hạt. Khi vận tốc lớn hơn một\r\ngiá trị nào đó thì hạt sẽ lại hòa vào dòng chảy. Điểm bắt đầu tái hòa trộn là một\r\nhàm của kích thước hạt, mật độ hạt, đường kính ống và các đặc trưng bám dính của\r\nhạt và thành ống. Số liệu được cho trong Bảng 7 áp dụng cho các ống khô, sạch\r\nvà trải rộng trên một dải các giá trị lưu lượng, kích thước hạt và các đường\r\nkính ống khi mà sự tái hòa trộn còn nhỏ. Trong vùng mà các giá trị được in đậm\r\ncó thể có sự tái hòa trộn ở mức độ nhỏ làm cho sự lắng đọng ít hơn một chút so\r\nvới các giá trị cho ở trong Bảng. Với những lưu lượng dòng lớn hơn thì với những\r\ngiá trị đường kính được cho và các hạt cũng lớn hơn so với các giá trị được cho\r\ntrong bảng thì sự tái hòa trộn mạnh mẽ có thể xảy ra; vì vậy, việc ngoại suy nằm\r\nngoài những giá trị cho ở trong bảng không được luận chứng.
\r\n\r\nHiện nay, thông tin về các thông số và\r\nnhững mối quan hệ kiểm soát sự tái hòa trộn còn thiếu, do vậy rất khó thực hiện\r\nđược việc tiên đoán định lượng. Bất kỳ sự tái hòa trộn nào cũng làm giảm những\r\nmất mát do lắng đọng nhưng không được biết đầy đủ để các nhà thiết kế có thể sử\r\ndụng sự tái hòa trộn tăng cường nhằm giảm thiểu những mất mát trên thành ống dẫn.
\r\n\r\nBảng 7 - Phần\r\nhạt đi vào bị lắng đọng trên kênh lấy mẫu thẳng\r\nđứng*
\r\n\r\n\r\n Đường kính hạt \r\n | \r\n \r\n Đường kính ống \r\n | \r\n \r\n Chỉ số Reynold của ống \r\n
| \r\n \r\n Lưu lượng \r\n | \r\n \r\n Phần hạt lắng đọng \r\n | \r\n ||||||||||||
\r\n r= 1 \r\n | \r\n \r\n r = 4 \r\n | \r\n \r\n r = 6 \r\n | \r\n \r\n r = 8 \r\n | \r\n |||||||||||||
\r\n Độ dài ống (cm) \r\n | \r\n \r\n Độ dài ống\r\n (cm) \r\n | \r\n \r\n Độ dài ống\r\n (cm) \r\n | \r\n \r\n Độ dài ống\r\n (cm) \r\n | \r\n |||||||||||||
\r\n mm \r\n | \r\n \r\n cm \r\n | \r\n \r\n cm3/s \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n | \r\n \r\n 500 \r\n | \r\n \r\n 2 000 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n | \r\n \r\n 500 \r\n | \r\n \r\n 2 000 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n | \r\n \r\n 500 \r\n | \r\n \r\n 2 000 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n | \r\n \r\n 500 \r\n | \r\n \r\n 2 000 \r\n | \r\n ||
\r\n 1 \r\n | \r\n \r\n 0,5 \r\n1,0 \r\n2,0 \r\n4,0 \r\n | \r\n \r\n 4 000 \r\n6 000 \r\n8 000 \r\n10 000 \r\n | \r\n \r\n 241 \r\n723 \r\n1 928 \r\n4 820 \r\n | \r\n \r\n Nhỏ hơn 0,01 \r\n | \r\n \r\n Nhỏ hơn 0,01 \r\n | \r\n \r\n 0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,05 \r\n0,02 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,02 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,09 \r\n0,04 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n | \r\n |||||
\r\n 2 \r\n | \r\n \r\n 0,5 \r\n1,0 \r\n2,0 \r\n4,0 \r\n | \r\n \r\n 4 000 \r\n6 000 \r\n8 000 \r\n10 000 \r\n | \r\n \r\n 241 \r\n723 \r\n1 928 \r\n4 820 \r\n | \r\n \r\n Nhỏ hơn \r\n0,01 \r\n | \r\n \r\n 0,04 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,09 \r\n0,04 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,31 \r\n0,14 \r\n0,04 \r\n0,01 \r\n | \r\n \r\n 0,08 \r\n0,04 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,19 \r\n0,08 \r\n0,02 \r\n0,01 \r\n | \r\n \r\n 0,87 \r\n0,29 \r\n0,08 \r\n0,02 \r\n | \r\n \r\n 0,14 \r\n0,06 \r\n0,02 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 0,31 \r\n0,14 \r\n0,04 \r\n1,00 \r\n | \r\n \r\n 0,77 \r\n0,45 \r\n0,15 \r\n0,03 \r\n | \r\n |||
\r\n 6 \r\n | \r\n \r\n 0,5 \r\n1,0 \r\n2,0 \r\n4,0 \r\n | \r\n \r\n 4 000 \r\n6 000 \r\n8 000 \r\n10 000 \r\n | \r\n \r\n 241 \r\n723 \r\n1 928 \r\n4 820 \r\n | \r\n \r\n 0,11 \r\n0,01 \r\n0,01 \r\n0,01 \r\n | \r\n \r\n 0,26 \r\n0,01 \r\n0,00 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 0,93 \r\n0,68 \r\n0,25 \r\n0,06 \r\n | \r\n \r\n 0,99 \r\n0,93 \r\n0,51 \r\n0,14 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,94 \r\n0,46 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n0,89 \r\n0,45 \r\n0,12 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,77 \r\n0,27 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,99 \r\n0,77 \r\n | \r\n \r\n 1,0 \r\n0,97 \r\n0,62 \r\n0,19 \r\n | \r\n \r\n 1,0 \r\n1,0 \r\n0,91 \r\n0,41 \r\n | \r\n \r\n 1,0 \r\n1,0 \r\n0,99 \r\n0,88 \r\n | \r\n |
\r\n 10 \r\n | \r\n \r\n 0,5 \r\n1,0 \r\n2,0 \r\n4,0 \r\n | \r\n \r\n 4 000 \r\n6 000 \r\n8 000 \r\n10 000 \r\n | \r\n \r\n 241 \r\n723 \r\n1 928 \r\n4 820 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n0,50 \r\n0,02 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n0,82 \r\n0,04 \r\n0,00 \r\n | \r\n \r\n \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,81 \r\n0,30 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,98 \r\n0,59 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n0,98 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,95 \r\n0,48 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n0,80 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n0,98 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n0,99 \r\n0,61 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n0,99 \r\n | \r\n \r\n 1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n | \r\n |
\r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n | \r\n |
* Các giá trị cho trong bảng này là những giá\r\ntrị phù hợp với sự tương quan được trình bày trong tài liệu tham khảo [5], ngoại trừ\r\nnhững hạt có mật độ 1 g/cm3 (cột 5) được đo trực tiếp từ những lắng đọng của\r\ncác hạt xanh uranium-mêtilen. (Số liệu không được xuất bản - Schwediman và\r\nSehmen). Các ô nhập in đậm là những giá trị nhận được từ những điểm ngoại suy nằm\r\nngoài lân cận khoảng các giá trị thí nghiệm ở đó sự tương quan đã được xác lập.
\r\n\r\nB.5 Lắng đọng ở những\r\nkhúc gấp trong các kênh phân phối mẫu
\r\n\r\nCác mô hình dòng chảy ở những khúc gấp\r\nrất phức tạp, cả trong dòng chảy lớp và chảy rối và làm cho sự lắng đọng hạt lớn\r\nhơn so với ống thẳng có cùng một độ\r\ndài. Hiện chưa có đủ nghiên cứu lý thuyết và rất ít số liệu\r\nthí nghiệm để xác định một cách định lượng những mất mát do lắng đọng như là\r\nhàm của đường kính ống, bán kính cong, lưu lượng và kích thước hạt. Các số liệu\r\nsau đây tập trung vào tầm quan trọng của lắng đọng ở những chỗ gấp.
\r\n\r\nHiện nay, các số liệu có được rất hạn\r\nchế. Như có thể dự đoán trước, sự lắng đọng tăng nhanh theo kích thước hạt và\r\nlưu lượng dòng chảy. Với một số ít các số liệu đo được trình bày ở trong Bảng 8\r\nthì sự lắng đọng nhỏ hơn nhiểu với bán kính dài hơn của ống cong ngoại trừ một điểm mà\r\nở đó sự lắng đọng dường như cao bất thường.
\r\n\r\nNên tránh những khúc gấp trong các kênh lấy mẫu nếu\r\ncó thể được nhưng khi bắt buộc phải như vậy thì bán kính cong của khúc gấp phải\r\ncàng dài càng tốt và lưu lượng dòng thiết kế qua bất kỳ kênh nào có khúc gấp\r\ncũng phải được giữ ở mức thấp. Khi có thể, thiết bị lấy mẫu phải cho phép sự loại\r\nbỏ bằng đầu dò để đánh giá những mất mát ở khúc gấp tại lối vào của đầu dò và\r\ncho phép làm sạch.
\r\n\r\nBảng 8 - Phần\r\nhạt đi vào bị lắng đọng trong đường kính trong 1,01 cm của khúc quanh 90° trong ống nhôm [5]
\r\n\r\n\r\n Đường kính hạt \r\n | \r\n \r\n Mật độ hạt \r\n | \r\n \r\n Lưu lượng \r\n | \r\n \r\n Phần hạt lắng\r\n đọng ở\r\n khúc\r\n gấp 90°* \r\n | \r\n \r\n Phần hạt lắng\r\n đọng ở\r\n khúc\r\n gấp 90°** \r\n | \r\n
\r\n mm \r\n | \r\n \r\n g/cm3 \r\n | \r\n \r\n cm3/s \r\n | \r\n ||
\r\n 2 \r\n | \r\n \r\n 1,1 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n400 \r\n600 \r\n800 \r\n1 000 \r\n | \r\n \r\n không \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n | \r\n \r\n Không đo được \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n | \r\n
\r\n 4 \r\n | \r\n \r\n 1,1 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n400 \r\n600 \r\n800 \r\n1 000 \r\n | \r\n \r\n 0,0 \r\n0,0 \r\n0,09 \r\n0,20 \r\n0,32 \r\n | \r\n \r\n “ \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n“ \r\n | \r\n
\r\n 7,4 \r\n | \r\n \r\n 1,1 \r\n | \r\n \r\n 200 \r\n400 \r\n600 \r\n800 \r\n1 000 \r\n | \r\n \r\n 0,15 \r\n0,31 \r\n0,46 \r\n0,58 \r\n0,66 \r\n | \r\n \r\n 0,08 \r\n0,14 \r\n0,26 \r\n0,44*** \r\n0,68*** \r\n | \r\n
* Bán kính cong = 3,8 cm,
\r\n\r\n** Bán kính cong = 11 cm
\r\n\r\n*** Có lẽ cao.
\r\n\r\nB.6 Tài liệu tham\r\nkhảo (Phụ lục B)
\r\n\r\n[1] J.W. Thomas. “Gravity Settling of Paricles in a\r\nHorizontal Tube,” J. Air Pollut. Control Assoc., Quyển 8, trang 132 (1958).
\r\n\r\n[2] J.S. Townsend. “The diffusion of ions into\r\ngases,” Trans. R.\r\nSoc., 193-4, các trang 129-158 (1900).
\r\n\r\n[3] P>G. Gormeley và M. Kennedy.\r\n“Diffusion from a Stream Flowing\r\nThrough a Cylindrical Tube,” Proc. R. Ir. Acad., 52-A, các trang 136-169 (1949).
\r\n\r\n[4] W.C. DeMarcus và J.W. Thomas.\r\n“Theory of a Diffusion Batter,” ORNL-1413 (16 tháng 10, 1952).
\r\n\r\n[5] L.C. Schwediman, G.A. Sehmel và A.K. Postma.\r\n“Radioactive Particle Retention in Aerosol Transport Systems,” Biên bản lưu của\r\nHội nghị quốc tế về ô nhiễm phóng xạ của Môi trường khí, Saclay, Pháp (Tháng 11\r\nnăm 1963, Quyển II, trang 373).
\r\n\r\n[6] J.W. Thomas. “Particle loss in Sampling\r\nConduits,” trong Assessment of Airborne Radioactivity, Hội nghị chuyên đề của\r\nIAEA, Viên, các trang 701-702 (1967).
\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n
Sai số do lấy mẫu trong điều kiện bất đẳng động\r\nhọc
\r\n\r\nThất bại trong việc lấy mẫu từ một\r\ndòng đang chảy ở cùng vận tốc giống như bên trong dòng sẽ dẫn đến việc lấy mẫu\r\nkhông đại diện. Nếu tốc độ lấy mẫu lớn hơn nhiều so với vận tốc dòng chảy cục bộ\r\nthì một phần lớn các hạt có kích thước nhỏ, chứ không phải là các hạt lớn, sẽ bị\r\nthu vào đầu dò. Nếu tốc độ lấy mẫu nhỏ hơn nhiều so với vận tốc dòng chảy thì\r\nnhững hạt lớn sẽ bị va đập vào đầu dò thu thập.
\r\n\r\nMặc dù đã có các số liệu lý thuyết và\r\nthực nghiệm nhưng chưa có nghiên cứu nào đi sâu về những sai số này. Các số liệu\r\nhầu như hoàn toàn là thực nghiệm và thể hiện những kỹ thuật khác nhau sử dụng\r\ncác hạt khác nhau, ảnh hưởng của hình dạng và kích thước đầu dò vẫn chưa được\r\nđánh giá đầy đủ.
\r\n\r\nCác sai số do tốc độ lấy mẫu trong điều\r\nkiện bất đẳng động học được cho trong Bảng 9, chúng thể hiện số liệu được kết hợp\r\ntừ một số thí nghiệm được thực hiện đối với nhân viên.[1]
\r\n\r\nCác hạt được sử dụng trong các nghiên\r\ncứu cho số liệu như được trình bày là bụi than, dibutylphthalate và các bào tử\r\nnấm. Tất cả chúng đều là những chất có mật độ tương đối thấp, nằm trong khoảng\r\ntừ 1,3 đối với bụi than đến khoảng 1 hay nhỏ hơn một chút đối các bào tử. Do mật\r\nđộ hạt làm gia tăng mạnh các hiệu ứng quán tính nên sai số lấy mẫu có thể là\r\nkhá lớn so với các giá trị được cho trong bảng với một kích thước hạt cho trước.\r\nCột cuối cùng của bảng cho biết giới hạn tỷ số nồng độ đối với những hạt rất lớn\r\nhoặc rất đậm đặc. Nếu vận tốc ở lối vào của đầu dò lấy mẫu chỉ bằng 50% vận tốc\r\ntrong ống dẫn và tất cả các hạt lớn (hoặc đậm đặc) ở vùng thu của lối vào đầu\r\ndò bị va đập với đầu dò thì lượng hạt thu thập được sẽ nhiều hơn gấp hai lần.\r\nTương tự như vậy, nếu vận tốc ở lối vào của đầu dò lấy mẫu lớn gấp hai lần vận\r\ntốc trong ống dẫn và quán tính của hạt cho phép các hạt đến được vùng thu của đầu\r\ndò là bị thu thập thì nồng độ nhận\r\nđược chỉ bằng một nửa giá trị nồng độ thực.
\r\n\r\nCần phải nhớ rằng các hạt được tạo ra\r\nbởi hầu hết các quá trình tự nhiên có khoảng kích thước hạt trải rộng và sai số\r\nlấy mẫu sẽ là tác động tổng hợp của tất cả các kích thước thực.
\r\n\r\nBảng 9 - Tỷ số\r\nnồng độ xác định\r\nđược với nồng độ thực của\r\ncác hạt khi được lấy mẫu với những phần khác nhau và nhiều dòng đẳng động\r\nhọc [1]
\r\n\r\n\r\n
| \r\n \r\n Vận tốc\r\n dòng vào đầu dò \r\n | \r\n \r\n
| \r\n \r\n Nồng độ xác định\r\n được trong mẫu \r\n | \r\n \r\n Giới hạn của những\r\n hạt lớn \r\n | \r\n |||
\r\n Nồng độ thực \r\n | \r\n |||||||
\r\n Vận tốc\r\n dòng trong ống \r\n | \r\n \r\n dp = 4 mm \r\n | \r\n \r\n dp = 12 mm \r\n | \r\n \r\n dp = 17 mm \r\n | \r\n \r\n dp = 31 mm \r\n | \r\n \r\n dp = 37 mm \r\n | \r\n ||
\r\n 0,5 \r\n0,6 \r\n0,7 \r\n0,8 \r\n0,9 \r\n1,0 \r\n1,1 \r\n1,2 \r\n1,3 \r\n1,4 \r\n1,5 \r\n1,6 \r\n1,7 \r\n1,8 \r\n1,9 \r\n2,0 \r\n | \r\n \r\n 1,06 \r\n1,03 \r\n1,02 \r\n1,01 \r\n1,00 \r\n1,00 \r\n0,99 \r\n0,98 \r\n0,97 \r\n0,97 \r\n0,96 \r\n0,95 \r\n0,94 \r\n0,92 \r\n0,9 \r\n0,86 \r\n | \r\n \r\n 1,14 \r\n1,09 \r\n1,05 \r\n1,02 \r\n1,01 \r\n1,00 \r\n0,98 \r\n0,96 \r\n0,94 \r\n0,92 \r\n0,89 \r\n0,83 \r\n0,78 \r\n0,72 \r\n0,65 \r\n* \r\n | \r\n \r\n 1,20 \r\n1,13 \r\n1,08 \r\n1,04 \r\n1,01 \r\n1,00 \r\n0,98 \r\n0,95 \r\n0,94 \r\n0,93 \r\n0,93 \r\n* \r\n* \r\n* \r\n* \r\n* \r\n | \r\n \r\n 1,33 \r\n1,23 \r\n1,14 \r\n1,06 \r\n1,03 \r\n1,00 \r\n0,95 \r\n0,92 \r\n0,85 \r\n0,83 \r\n* \r\n* \r\n* \r\n* \r\n* \r\n* \r\n | \r\n \r\n 1,46 \r\n1,41 \r\n1,32 \r\n1,16 \r\n1,07 \r\n1,00 \r\n0,93 \r\n0,87 \r\n0,84 \r\n0,81 \r\n0,76 \r\n0,74 \r\n0,71 \r\n0,68 \r\n0,66 \r\n0,64 \r\n | \r\n \r\n 2,00 \r\n1,67 \r\n1,44 \r\n1,25 \r\n1,11 \r\n1,00 \r\n0,90 \r\n0,83 \r\n0,77 \r\n0,72 \r\n0,67 \r\n0,63 \r\n0,59 \r\n0,55 \r\n0,53 \r\n0,50 \r\n | \r\n
* Không nằm trong dải này
\r\n\r\nTài liệu tham khảo (Phụ lục C)
\r\n\r\n[1] H.L. Greene và W.R. Lane. Particulate\r\nClouds : Dusts, Smokes and Mists, Lần xuất bản thứ nhất, trang 247, D. van\r\nNostrand Co., Inc., Princeton, New Jersey.
\r\n\r\n\r\n\r\n
THƯ MỤC TÀI\r\nLIỆU THAM KHẢO
\r\n\r\n[1] Recomendations of a Panel on\r\nCoordination of National Research in Aerosol Behavior, tổ chức ở Viên, Áo, từ 10-14\r\ntháng 7 năm 1967, dưới sự bảo trợ của IAEA. Bài thuyết trình số 6.
\r\n\r\n[2] L. Frittelli, A. Moccaldi, và S. Tagliati.\r\n“Representativeness, Statistic and Biological Significance of Airborn\r\nRadioactivity Sampling in the Working\r\nEnvironment.” Italia,\r\nComitato Nazionale per I’Energia\r\nNucleare, Rome (Safety and\r\nProtection) (1963) 33. (Các bản sao của ấn phẩm này hiện có ở dạng tiếng ý với\r\nmột phần được dịch sang tiếng Anh.)
\r\n\r\n[3] H.F. Schulte. “Personal Sampling and\r\nMultiple Stage Sampling\r\n- Interpretation of Results from Personal and Static Air Samplers,”\r\nBiên bản lưu của Hội nghị chuyên đề về Các thiết bị liều bức xạ, ủy\r\nban năng lượng hạt nhân châu Âu, Stốc-khôm, từ 12-16 tháng 6 năm 1967.
\r\n\r\n[4] G.H. Palmer. “Aerosol Studies and the\r\nRelevance of Air Sampling to Personal Exposure in a Plutonium Laboratory,” được giới\r\nthiệu ở Hội nghị hàng năm của Hội vật lý y học, từ 14-17 tháng 6 năm 1965.
\r\n\r\n[5] W.A. Langmead. “The objectives of\r\nAir Monitoring and the Interpretation of Air Sampling Results,” Biên bản lưu của\r\nHội nghị chuyên đề về Thiết bị liều bức xạ, Cơ quan năng lượng hạt nhân châu\r\nÂu, Stốc-khôm, từ\r\n12-16 tháng 6 năm 1967.
\r\n\r\n[6] R.J. Sherwood. “On the\r\nInterpretation of Air Sampling for Radioactive Particles,” Am. Ind. Hyg. Assoc.\r\nJ., 27, trang từ 98-109 (tháng Ba, Tư năm 1966).
\r\n\r\n[7] Nhóm chuyên môn về động học phổi\r\ncủa ủy ban II của ủy ban quốc tế về Bảo vệ chiếu xạ, “Deposition and Retention\r\nModels for Intemal Dosimetry of the Human Respiratory Tract,” Vật lý y học, 12,\r\ncác trang từ 173-207 (năm 1966).
\r\n\r\n[8] Báo cáo của ủy ban ICRP II, Vật lý y học,\r\nTập 3 (1960).
\r\n\r\n[9] M. Lippman và W.B. Harris. “Size\r\nSelective Samplers for Estimating ‘Respirable’ Dust Concentrations,” Vật lý y học,\r\n8, các trang từ 155-162 (1962).
\r\n\r\n[10] W.B. Harris và M. Eisenbud. “Dust\r\nSampler which Simulates Upper and Lower Lung Deposition,” AMA Arch. Of\r\nInd. Hyg. và Occup. Med., Tập 8, các trang từ 446-452 (1953).
\r\n\r\n[11] K.R. May và H.M. Druett. “The\r\nPre-lmpringer - A selective Aerosol Sampler,” Br. J. of Ind. Med., 10,\r\ntrang 142(1953).
\r\n\r\n[12] E.C. Hyatt, H.F. Schulte, C.R. Jensen, R.N.\r\nMitchell và G.H. Ferran. “A study of Two-Stage Air Samplers Designed to\r\nSimulate the Upper and Lower\r\nRespiratory Tract,” Biên bản lưu của Hội nghị quốc tế về Sức khỏe nghề nghiệp,\r\ncác trang từ 485-503 (1961).
\r\n\r\n[13] W.A. Langmead và D.T. O’Cormor. “The\r\npersonal Cantrupeter - A Particle Size - Selective Personal Air Sampler,” Ann. Occup.\r\nHyg., Quyển 12, các trang từ 185-195 (1969).
\r\n\r\n[14] G.W.C. Tait. “Determining Concentration of\r\nAirborne Plutonium Dust,” Kỹ thuật hạt nhân, 14, trang 53 (tháng 1,\r\n1956).
\r\n\r\n[15] F. Billard, Miribel, J. Pradel.\r\n“Contrôle de la Contamination Atmosphérique par ‘Double Mandarin’,” CEA N°\r\n2085, Centre D’études Nucliéaires de Saclay.
\r\n\r\n[16] R.J. Sherwood và D.M.S. Greenhalgh. “A\r\npersonal Air Sampler,” Ann. Occup.\r\nHyg., Quyển 2, các trang 127-132(1960).
\r\n\r\n[17] J.W. Thomas. “Distribution of Radioactivity on a\r\nPolydisperse Aerosol by the Diffusion Method,” Vật lý y học, 12, Quyển\r\n6, các trang 765-768 (1966).
\r\n\r\n[18] A.A. Andersen. “A Sampler for\r\nRespiratory Health Hazard Assessment.” Am. Ind. Hyg. Assoc. J., 27, các\r\ntrang 160-165 (tháng Ba, Tư, 1966).
\r\n\r\n[19] R.l. Mitchel và J.M. Pilcher.\r\n“Improved Cascade Impactor for Measuring Aerosol Particle Sizes,” Ind. and Eng.\r\nChem., Quyển 51, trang 1039 (tháng 9, 1959).
\r\n\r\n[20] T.L. Mercer, M.l. Tillery, C.W. Ballew. “A\r\nCascade Impactor Operating at Low Volumetric Flow Rates,” Lovelace Foundation\r\nReport LF-4, 1962.
\r\n\r\n[21] R.F. Houman và .V. Sherwood. “The\r\nCentripeter : A Device for Determining the Concentration and Size Distribution\r\nof Aerosols,” Am. Ind.\r\nHyg. Assoc. J., 26, các trang 122-131 (1965).
\r\n\r\n[22] D.A. Collins, L.R. Taylor, R. Taylor.\r\n“The Development of Impregnated Charcoal for Trapping Methyl lodine at High\r\nHumidity,” TRG Report\r\n1300 (W) (1967).
\r\n\r\n\r\n\r\n
\r\n\r\n
*) Nhóm nghiên cứu\r\nvề Động học phổi\r\ncủa ủy ban số I của ủy ban quốc tế về bảo vệ chiếu xạ đã phát\r\ntriển và khuyến cáo sử dụng mô hình lắng đọng\r\nbụi được sử dụng phụ thuộc vào thông tin về các kích cỡ hạt nhận được từ các mẫu khí.[7] Khi phân bố kích thước\r\nhạt được biết thì sự lắng đọng\r\nthành phần ở mỗi vùng\r\ntrong 3 vùng của hệ hô hấp có thể ước tính\r\nđược nhờ mô hình này Trong trường hợp số liệu\r\nvề kích thước hạt không đầy đủ, trước đây ICRP đã\r\nkhuyến cáo rằng các hạt hít thở phải được cho là 25% thở ra, 50% lắng đọng ở những\r\nphần trên của hệ\r\nhô hấp (và sau đó được nuốt xuống) và 25% đọng lại trong các là phổi[8]. Trong cả hai\r\ntrường hợp đều cần phải biết một\r\nsố chi tiết về\r\ncác tính chất hóa ly của các hạt\r\nđể ước tính tốc độ loại bỏ ở vùng lắng đọng.
\r\n\r\n*) L.B. Lockhart. “Đặc tính của máy lọc khí sử dụng trong\r\ngiám sát phóng xạ không khí”, NRL Báo cáo số 6054, 20/3/1964
\r\n\r\n*) Công thức xấp xỉ là Fp = 1 - 5,25 (pDL/2Q)2/3. Xem T.A.\r\nRich, “On the\r\nbehavior of airborne partides,” G.E. Co. Report 57GL13, đề ngày 2 tháng\r\n1 năm 1957,\r\nGeneral Electric Company, Schenectady. New York.
\r\n\r\n** Không nên áp dụng\r\ncác công thức trong những trường hợp mà độ dài của ống nhỏ hơn vài lần đường kính ống.\r\nNhững trường hợp được tính ở\r\ntrong bảng 6 là với độ dài ống ngắn hơn nhiều so với đường kính thực sự của ống lấy mẫu, hiếm khi thấy\r\nrằng sự lắng đọng sẽ rất cao ở những\r\nđộ dài thực tế của ống, và với những\r\nkích thước hạt và\r\nlưu lượng dòng có trong bảng sẽ cho những độ dài rất ngắn để lắng đọng 20 %.\r\n50 % và 75 %.
\r\n\r\nFile gốc của Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7944:2008 (ISO 2889 : 1975) về An toàn bức xạ – Các nguyên tắc chung về lấy mẫu chất phóng xạ trong không khí đang được cập nhật.
Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7944:2008 (ISO 2889 : 1975) về An toàn bức xạ – Các nguyên tắc chung về lấy mẫu chất phóng xạ trong không khí
Tóm tắt
Cơ quan ban hành | Đã xác định |
Số hiệu | TCVN7944:2008 |
Loại văn bản | Tiêu chuẩn Việt Nam |
Người ký | Đã xác định |
Ngày ban hành | 2008-01-01 |
Ngày hiệu lực | |
Lĩnh vực | Hóa chất |
Tình trạng | Còn hiệu lực |