PHÓNG XẠ
LÝ SINH HỌC
PHÓNG XẠ
PHẦN I. PHÓNG XẠ, TIA PHÓNG XẠ VÀ BẢN CHẤT
1.Khái niệm về phóng xạ:
a. Khái niệm:
- Phóng xạ là hiện tượng một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi
và phát ra các bức xạ hạt nhân (thường được gọi là các tia phóng xạ). Các
nguyên tử có tính phóng xạ gọi là các đồng vị phóng xạ, còn các nguyên tử
không phóng xạ gọi là các đồng vị bền. Các nguyên tố hóa học chỉ gồm các
đồng vị phóng xạ (không có đồng vị bền) gọi là nguyên tố phóng xạ. các tia
phóng xạ có từ tự nhiên có thể bị chặn bởi các tầng khí quyển của trái đất.
- Tia phóng xạ theo nghĩa gốc là các dòng hạt chuyển động nhanh chóng từ
các chất phóng xạ. Các hạt phóng ra có thể chuyển động thành các dòng
định hướng.
- Tia phóng xạ có thể là chùm các hạt mang điện dương như hạt anpha, hạt
proton; mang điện âm như chùm electron (phóng xạ beta); không mang điện
như hạt nơtron, tia gamma (có bản chất giống như ánh sáng nhưng năng
lượng lớn hơn nhiều). Sự tự biến đổi như vậy của hạt nhân nguyên tử,
thường được gọi là sự phân rã phóng xạ hay phân rã hạt nhân.

b. Các nguồn tia phóng xạ:
Trong tự nhiên, tia phóng xạ được chia làm hai loại:
-Tia phóng xạ có bản chất là hạt như các hạt beta β (electron mang điện âm),
alpha α (nhân helium mang điện dượng)…
-Tia phóng xạ có bản chất là sóng điện từ có bước sóng cực ngắn (λ<10
Å) như tia X hay tia gamma (у).
Tia alpha là hạt mang điện tích dương dễ dàng bị chặn lại bởi tờ giấy
hoặc da người. Nếu hấp thụ vào cơ thể qua đường hô hấp hay đường tiêu
hoá, những chất phát tia alpha sẽ gây tác hại cho cơ thể.
Tia beta là các điện tử, sức xuyên thấu của nó mạnh hơn so với tia alpha

nhưng có thể bị chặn lại bằng tấm kính mỏng hoặc tấm kim loại. Sẽ nguy
hiểm nếu hấp thụ vào cơ thể những chất phát ra tia beta.
Tia gamma và tia X tương tự sóng radio và tia sáng, nhưng là sóng điện
từ có bước sóng ngắn. Vì sức xuyên thấu của nó rất lớn nên chỉ có thể chặn
lại bằng vật liệu có nguyên tử lượng lớn như chì hoặc béton, nước.
*Một số tia phóng xạ trong tự nhiên:
1. Mỗi người trung bình trong một năm nhận tia phóng xạ tự
nhiên:khoảng 1,1mSv ( 1, 3mSv nhận từ Radon trong không khí thì
con số này trở thành 2,4mSv).
2. Từ vũ trụ: khoảng 0, 38mSv .
3. Từ đất :khoảng 0, 46mSv từ đất.
4. Thông qua thực phẩm : khoảng 0.24mSv .Dù phải nhận một lượng tia
phóng xạ tự nhiên như vậy nhưng sinh vật vẫn sống bình thường.
5. Mức độ của tia phóng xạ tự nhiên phụ thuộc khu vực.Ở Trung
Quốc,Ấn Độ khoảng 10mSv một năm. Vậy thì phải chăng những
người sống ở khu vực có mức độ phóng xạ tự nhiên cao như thế sẽ bị
ung thư? Và phải chăng là tuổi thọ trung bình sẽ ngắn? Kết quả những
cuộc điều tra từ trước tới nay cho thấy những hiện tượng như thế
không hề xuất hiện.
6. Mức độ gấp 10 lần của phông phóng xạ tự nhiên trung bình cũng
không có ảnh hưởng xấu nào đến sức khoẻ con người.
7. Các hoạt động chẩn đoán y tế gây nhiễm phóng xạ:Kiểm tra dạ dày
bằng chụp tia X sẽ nhận 0,6mSv/lần, kiểm tra chụp tia X cắt lớp vùng
ngực sẽ nhận 6,9mSv/lần, du lịch đi bằng máy bay khứ hồi New York
- Tokyo sẽ nhận 0,19mSv

2.Cơ chế tác dụng sinh vật của bức xạ ion hóa:
• Giai đoạn hóa lý:
Giai đoạn này có thời gian tồn tại rất ngắn, từ 10
-16

đến 10
-6
giây.
Trong giai đoạn này các phân tử sinh học chịu sự tác dụng trực tiếp hoặc tác
dụng gián tiếp của tia phóng xạ. Thuyết tác dụng trực tiếp cho rằng đối
tượng trực tiếp bị chiếu xạ sẽ trực tiếp hấp thụ năng lượng của tia và dẫn đến
tử vong. Thuyết tác dụng gián tiếp lại cho rằng đối tượng bị chiếu xạ không
trực tiếp hấp thụ năng lượng của tia mà chúng tương tác với các sản phẩm
của quá trình phân ly phóng xạ nước dẫn đến tổn thương hoặc tử vong. Đối
với những thí nghiệm invitro thì quan niệm trên dễ phân biệt, còn với thí
nghiệm invivo, các nhà nghiên cứu lại quy ước: khi bị chiếu xạ nếu là tác
dụng trực tiếp thì các phân tử hữu cơ sẽ trực tiếp hấp thụ năng lượng của tia
và bị tổn thương cấu trúc nên dẫn đến tổn thương chức năng.
• Giai đoạn sinh học:
Giai đoạn này thường kéo dài từ vài ngày đến hàng chục năm sau khi
bị chiếu xạ. Trong giai đoạn này những tổn thương hóa sinh không hồi phục
được sẽ kéo theo những tổn thương chuyển hóa, dẫn đến những tổn thương
hình thái và chức năng.
a. Cơ chế tác dụng trực tiếp:
Theo cơ ché này, năng lượng của các bức xạ trực tiếp chuyển giao cho
các phân tử cấu tạo nên tổ chức sinh học mà chủ yếu là các phân tử hữu cơ
và gây nên các quá trình kích thích và ion hóa các nguyên tử cấu tạo nên các
phân tử hữu cơ này. Sau đó, giữa các phân tử mới tạo thành sau khi bị kích
thích hoặc ion hóa xảy ra liên tiếp các phản ứng hóa học. Chỉ sau khoảng
phần ngàn mili giây, các phân tử hữu cơ quan trọng đã bị tổn thương gây
nên các tác dụng sinh học tiếp theo như tổn thương chức năng hoạt động,
gây đột biến gen, đột biếnnhieemx sắc thể, hủy diệt tế bào…
Sơ đồ tóm tắt:
>AB  AB* AB + hµ
> AB  AB*A* + B’ hoặc A’ + B*

Ở trạng thái kích thích, phân tử AB* dễ kết hợp với các phân tử khác
tạo ra phản ứng hóa học mới hoặc chuyển giao năng lượng đã tiếp nhận
được (hµ) cho phân tử khác để trở về trạng thái ổn định ban đầu (AB).
Cũng có khi phân tử AB* bị phân ly thành các phân tử nhỏ hơn và
cũng ở trạng thái kích thích (A*, B*) dễ gây ra các phản ứng hóa học mới và
các phân tử mới với những động năng nhất định (A’, B’) di chuyển trong
môi trường.
Các phân tử bị ion hóa theo sơ đồ sau:
AB (AB)
+
+ e
A
+
, B’ hoặc B
+
, A’
A
-
, B’
AB + e
B
-
, A’
Năng lượng tia ( >) có thể ion hóa các phân tử hữu cơ tạo ra các ion
dương hoặc các ion âm (AB
+
, AB
-
). Các ion này rất dễ kết hợp với nhau
hoặc tự phân ly thành các ion (A

+
, B
+
, A
-
, B
-
) và các phân tử nhỏ hơn với
những động năng nhất định (A’, B’). Các sản phẩm mới này dễ tạo ra các
phản ứng hóa học với các phân tử hữu cơ khác trong tổ chức sinh học. Vì
vậy, các tổn thương trước hết xảy ra ở những phân tử bị kích thích và có các
phản ứng hóa học, sau đó mới lan truyền ra các phân tử khác ở xung quanh.
b. Cơ chế tác dụng gián tiếp:
Cơ chế tác dụng gián tiếp của các bức xạ ion hóa dựa trên vai trò
trung gian của các phân tử nước trong tổ chức sinh hoạt.
Bức xạ ion hóa tác dụng trên các phân tử nước, gây nên những biến
đổi ở đó tạo ra các sản phẩm hóa học mới là các ion dương hoặc âm (H
2
O
-
,
H
2
O
+
, H
+
, OH
-
) và các phân tử ở trạng thái kích thích (H

2
O*, H*, OH*,
HO
2
*…) và các sản phẩm mới này sẽ gây nên các phản ứng hóa học với các
phân tử hữu cơ của tổ chức sinh học và làm biến đổi chúng. Như vậy năng
lượng của chùm tia đã tác dụng lên các phân tử hữu cơ, gián tiếp thông qua
các phân tử nước có trong tổ chức sinh học.
- Đầu tiên các phân tử nước bị kích thích:
H
+
> H
2
O  H
2
O*
OH
-
- Sau đó là quá trình ion hóa phân tử nước:
+ Bức xạ đánh bật điện tử của phân tử nước và biến nó thành ion
dương (H
2
O)
+
.
> H
2
O  (H
2
O)

+
+ e
H
+
OH*
+ Hoặc phân tử nước nhận thêm một điện tử để trở thành ion âm
(H
2
O)
-
.
OH
-
H
2
O + e  (H
2
O)
-

H*
Các phân tử ở trạng thái kích thích H*, OH* rất dễ kết hợp với nhau
tạo ra các sản phẩm hóa học mới:
H* + H*  H
2
*
OH* + H*  H
2
O*
OH* + OH*  H

2
O
2
H
2
O
2
là chất oxi hóa mạnh và là chất độc đối với các phân tử hữu cơ.
Thực tế, lượng H
2
O
2
sinh ra rất nhiều, nhất là khi hàm lượng oxy trong môi
trường càng nhiều.
H
2
O* + O
2
 OH* + H
2
O*
H* + O
2
 HO
2
HO
2
+ HO
2
 H

2
O
2
+ O
2
Ngoài ra, các nguyên, phân ở trạng thái kích thích H*, OH* cũng dễ
phản ứng với các phân tử hữu cớ (RH) gây nên những biến đổi tại đó và tạo
ra thêm những phân tử H
2
O
2
:
RH + H*  R* + H
2
RH + OH*  R* + H
2
O
2
Các gốc R* bị kích thích cũng dễ gây ra phản ứng hóa học mới làm
cho số lượng các phân tử hữu cơ tăng lên rất nhiều:
R* + O
2
 RO
2
*
RO
2
+ RH  ROOH + R*
Các phản ứng dây chuyền này góp phần gây ra các tác dụng lan
truyền ra xa, tác dụng kéo dài trên cá tổ chức sinh học sau khi chiếu xạ.

Cho nên có thể nhận thấy rằng, vì cơ chế gián tiếp diễn ra phức tạp
hơn nên nếu xét trong cùng một khoảng thời gian nhất định, những tổ chức
sinh học có hàm lượng cao sẽ có mức độ tổn thương do bức xạ ion hóa thấp
hơn so với những tổ chức có hàm lượng nước thấp. Tuy nhiên, nếu xét về
lâu dài, cơ chế tác dụng gián tiếp sẽ có tác dụng kéo dài, do đó những tổ
chức có hàm lượng nước cao sẽ bị tổn thương ở mức độ nặng hơn.
 Để phân biệt cơ chế tác dụng trực tiếp và gián tiếp của tia phóng xạ,
người ta sử dụng các hiệu ứng sau:
 Hiệu ứng tích lũy
 Hiệu ứng pha loãng
 Hiệu ứng oxy
 Hiệu ứng bảo vệ phóng xạ
3. Tác dụng của tia phóng xạ lên phân tử sinh học:
a. Tác dụng của tia phóng xạ lên nước:
Nước chiếm tỉ lệ cao trong cơ thể sống (70%). Dưới tác dụng của
các bức xạ ion hóa phân tử nước bị ion hóa:
H
2
O + hf  H
2
O
+
+ e
-
H
2
O + e
-
 H
2

O
-
H
2
O
+
 H* + OH*
H
2
O
-
 H
+
+ OH
-
Hoặc e
-
bị đánh bậc ra tác dụng với nước ban đầu
H
2
O + hv  H
2
O
+
+ e
-
 H
2
O
+

 H* + OH*
Như vậy dưới tác dụng của tia phóng xạ, trong nước hình thành số
lượng lớn góc tự do H* và OH*
Gốc H* có thời gian sống ngắn (10
-6
– 10
-5
s), trong thời gian này chúng tác
dụng với nhau:
H* + H*  H
2
H* + OH*  H
2
O
H* tác dụng với phân tử hóa tan trong nuxocs giải phóng e
-
Khi có oxy: H* + O
2
 HO
2
*
Sau khi hình thành các gốc tự do sẽ tham gia phản ứng hóa học với
các chất khác trong hệ.
Gốc OH* tham gia vào các phản ứng sau:
Fe
++
+ OH*  Fe
+++
+ OH
-

Tách phân tử H ra khỏi chất hữu cơ:
CH
3
-CH
2
OH + OH*  CH
3
-CH*OH + H
2
O
Tạo liên kết với các liên kết đôi
Khử các chất oxy hóa mạnh
Gốc H* và OH* còn có khả năng gây phản ứng trùng hợp hoặc tách
nguyên tử Hydro ra khỏi chất hữu cơ. Do đó, tia phóng xạ gián tiếp làm rối
loạn các phản ứng trong cơ thể.
b. Tác dụng của bức xạ ion hóa lên cơ thể sống:
b
1
. Tổn thương ở mức độ phân tử:
- Gây hiện tượng đứt mạch dẫn tới làm giảm trọng lượng của phân
tử hoặc khâu mạch sẽ làm tăng trọng lượng phân tử.
- Làm thay đổi tính chất hóa lý dung dịch bị chiếu xạ như thay đổi
độ nhớt, thay đổi hệ số lắng…
- Gây tổn thương cấu trúc hoặc phá hủy cấu trúc phân tử.
- Làm thay đổi hoặc phá hủy chức năng sinh học của phân tử.
Đối với các loại axit nucleic như DNA, RNA có vai trò đặc biệt quan
trọng trong quá trình tích lũy, truyền thông tin và sinh tổng hợp. Khi DNA bị
chiếu xạ có thể xảy ra những khả năng sau:
- Hai chuỗi xoắn kép bị đứt.
- Các phân tử DNA kiên kết với nhau, hiệu ứng khâu dính các chuỗi

polynucleotit với nhau.
- Làm biến đổi các gốc bazơ nitơ của DNA, cac bazơ này có thể
được giải phóng hoặc bị biến đổi.
- Xảy ra các phản ứng amin hóa giải phóng phân tử NH
3
, gốc PO
4
.
Kết quả của những biến đổi về cấu trúc và hóa học của các phân tử
axit nucleic đều làm nó mất chức năng sinh học.
Với các phân tử protein, tác dụng của tia phóng xạ lại càng phức tạp,
bao gồm các loại biến đổi như sau:
- Phá vỡ liên kết peptit trong mạch chính hoặc phá hủy cầu disunfit,
dẫn tới làm giảm trọng lượng phân tử.
- Xảy ra hiện tượng khâu mạch làm kết dính các phân tử protein với
nhau làm tăng độ nhớt dung dịch.
- Phá hủy cấu trúc phân tử làm mất chức năng sinh học.
Từ những biến đổi trên đã làm thay đổi tính chất hóa lý của các phân
tử protein dẫn đễn thay đổi hoạt tính sinh học của nó. Khi chiếu xạ, số phân
tử bị Phá hủy chỉ chiếm một phần rất nhỏ trong tổng số các phân tử có trong
tế bào nhưng cũng đuur gấy ra đột biến di truyền, làm tổn thương hình thái
và chức năng, nếu nặng có thể giết chết tế bào.
b
2
. Tổn thương ở mức độ tế bào:
*Sự tổn thương tế bào bởi bức xạ, chủ yếu do các hiệu ứng trên DNA
và có thể gồm 3 hiệu ứng chính sau:
- Tế bào có thể chết
- Chất lêiuj di truyền tế bào thay đổi và được truyền cho các tế bào
mới.

- Xảy ra trong tế bào dẫn tới phân chia dị thường.
Mỗi loại tế bào đều có chức năng nhất định. Sữ mất chức năng của tế
bào gắn liền với những phân tử nào đó. Người ta gọi các phân tử quyết định
chức năng và đời sống của tế bào và “phân tử ô chủ chốt”. Nếu các phân tử
đó bị thương, chức năng của tế bào bị rối loạn hoặc tế bào bị chết. Các phân
tử chủ chốt nằm ở tâm nhạy của tế bào, nếu tâm nhạy bị hư hạithif tế bào
chết.
*Tác dụng phóng xạ vào tế bào có nhiều mức độ:
- Phóng xạ không đủ sức làm hư hại tế bào.
- Tế bào bị hư hại lúc đầu nhưng sau đó có thể tự sửa chữa được.
- Tế bào bị phóng xạ, tự sửa chữa được nhưng không hoạt động bình
thường như trước.
- Phóng xạ nặng làm chết tế bào.
Nhân là phần dex bị tổn thương nhất của tế bào. Tế bào chất ít bị tổn
thương hơn nếu chiếu xạ nguyên sinh mà không có mặt của nhân. Màng tế
bào rất nhạy cảm với phóng xạ, tủy theo liều lượng mà có thể làm thya đổi
tính thấm chọn lọc của màng, làm rối loạn cân bằng ion trong và ngoài
màng.
b
3
. Tổn thương ở các mô:
Sự hư hại của nhiều tế bào có thể dẫn đến tổn thương ở mô. Tổn
thương mô do bức xạ bị ảnh hưởng rất nhiều yếu tố mà trước hết là do độ
nhạy cảm phóng xạ khác nhau:
- Rất nhạy cảm: tủy xương, tổ chức lympho, tổ chức sinh dục, niêm
mạc ruột.
- Nhạy cảm vừa: da và niêm mạc của các tạng.
- Nhạy cảm trung bình: mô liên kết, mao mạch, sụn xương.
- Nhạy cảm thấp: xương, các phủ tạng, tuyến nội tiết.
- Rất ít nhạy cảm: cơ bắp, các nơron thần kinh.

b
4
. Tổn thương toàn thân:
Cơ thể con người là đối tượng quan trọng nhất khi nghiên cứu các
hiệu ứng sinh học của bức xạ. Có 2 cách chiếu xạ lên cơ thể người là chiếu
xạ ngoài từ bên ngoài cơ thể và chiếu xạ trong từ bên trong cơ thể.Cơ thể
con người dựa trên một bộ xương. Bao phủ bên ngoài là lớp da có nhiệm vụ
bảo vệ, trao đổi nhiệt và cân bằng thể dịch. Bên trong là các tạng có chức
năng như hô hấp, tiêu hóa, tuần hoàn, tiết niệu,… Về phương diện an toàn
bức xạ, các cơ quan đó cũng là phương tiện, nhờ đó các nhân phóng xạ xâm
nhập vào cơ thể, vận chuyển bên trong đó và cuối cùng là bị thải ra ngoài.
 Hệ tuần hoàn
Các chất phóng xạ có thể xâm nhập vào cơ thể qua các vết thương hở
hoặc qua đường tiêu hóa, đường hô hấp và da tới hệ tuần hoàn và đi khắp
nơi trong cơ thể. Mức độ tác động của các chất phóng xạ lên mô, cơ quan
phụ thuộc vào tính chất hóa học của nhân phóng xạ.
 Hệ hô hấp:
Về mặt an toàn bức xạ, hệ hô hấp là đường xâm nhập vào cơ thể của các
chất phóng xạ thể khí, mà đặc biệt là
bụi phóng xạ. Các hạt bụi có kích
thước lớn hơn 10µm thường bị ngăn
cản ở phần ngoài đường hô hấp nhờ
các lông mũi dày đặt. Những hạt bụi
nhỏ hơn có thể xâm nhập sâu hơn,
nằm lại trong hệ thống hô hấp và chỉ
bị đẩy ra nhờ chuyển động quét của
các mao lót thành phế quản (kết hợp
hành động ho) hoặc bằng đường hóa
học (bị hòa tan) và sau đó là hành động nuốt. Như vậy vật chất xâm nhập
vào đường hô hấp sẽ đến hệ thống tiêu hóa.

Những hạt bụi hòa tan được ở phế nang sẽ
xâm nhập vào máu và đi khắp cơ thể. Những
hạt bụi không hòa tan sẽ bị các tế bào lympho
trong phôit “ăn” và tiêu diệt.
 Hệ tiêu hóa:
Hệ thống tiêu hóa cũng là một trong các
cửa ngõ chính bị các chất phóng xạ xâm nhập
vào cơ thê cùng với trhuwcj phẩm và nước
uống. nếu chất phóng xạ hòa tan được thì
chúng theo hệ tuàn hoàn đi khắp cơ thể. Nếu không hòa tan được, chúng sẽ
bị đầy ra ngoài cùng với phân.
 Da:
Da có chức năng bảo vệ cơ thể khỏi các chất có hại như vi trùng và hóa
chất, bài tiết các chất thải của cơ thể, sấy
ẩm hoặc làm lạnh cơ thể và điều chỉnh sự
lưu thông máu. Khi lớp da bị tổn
thuuwowng thì đây là cửa ngõ chất phóng
xạ có thể xuất nhập vào các bộ phận khác
trong cơ thể.
 Hệ tiết niệu:
Hệ thống tiết niệu là con đường bài tiết chủ yếu
các địch thể dư thừa bao gồm cả các chất phóng xạ
dạng hòa tan từ cơ thể ra ngoài. Nguồn nước thải từ
đường tiết niệu là một trong các thành phần dùng
để đánh giá lượng chất phóng xạ xâm nhập vào cơ
thể. Vì vậy nguồn nước thải này là đối tượng cần
được xử lý chứa một lượng lớn chất thải phóng xạ
từ cơ thể ra.
 Hệ thống bạch huyết:
Hệ thống bạch huyết thực ra là một bộ phận của hệ thống tuần hoàn, có

chức năng vận chuyển nguyên vật liệu giữa các tế bào với hệ tuần hoàn.
Nó còn giữ vai trò bảo vệ, ngăn chặn, tiêu diệt các vi trùng, dị vật và độc
tố xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn. Khi da bị tổn thương, chất phóng xạ
sẽ xâm nhập qua hệ bạch huyết đến các vùng khác nhau của cơ thể.
 Các hệ thống khác.
Một số ảnh hưởng của tia phóng xạ đối với sinh vật:
 Hoạt độ phóng xạ là khả năng phát ra tia phóng xạ của nguồn
phóng xạ .(Trong chương trình lớp 12 gọi là Độ phóng xạ) .Đơn vị của
nó là Becquerel (viết tắt là Bq). Đơn vị lớn hơn là Curi (viết tắt là Ci;
1Ci=3,7. 10^10Bq).
 Đơn vị biểu thị ảnh hưởng của tia phóng xạ đối với con người
là Sievert (Sv). Các đơn vị nhỏ hơn là mSv (1Sv=103mSv= 106mSv).
 Hoạt độ phóng xạ 1 Bq là khả năng của nguồn phóng xạ mà 1
hạt nhân nguyên tử biến đổi trong 1 giây sau đó sinh ra 1 tia phóng xạ.
Còn muốn biết xem con người bị nhiễm phóng xạ đến mức độ nào thì
quy đổi ra đơn vị mSv.
 Khi nhận một lượng tia phóng xạ trong thời gian ngắn thì cơ thể
con người sẽ có những biểu hiện như sau:
Mức 0,2Sv : không có biểu hiện bệnh lý gì
Mức 0,5Sv : giảm cầu lymph trong máu
Mức 3Sv : làm rụng tóc
Mức 5Sv : tỷ lệ tử vong là 50%
Mức 10 Sv: tỷ lệ tử vong gần 100%
 Như vậy, mức độ nhiễm xạ của cơ thể con người (còn được gọi
là liều chiếu) được đo bằng milisievert (mSv), tương tự đơn vị đo như lít,
kg được quốc tế công nhận.
 Ngược lại dòng thời gian của lịch sử, sinh vật trên Trái đất tiến
hóa được là nhờ có nước. Từ xa xưa, Trái đất không có oxy nhưng dưới biển
có rất nhiều tảo sinh sôi. Sự quang hợp của tảo biển đã sinh ra oxy. Lượng
oxy trong không khí ngày càng tăng lên và oxy ở tầng trên biến thành tầng

ozon. Nhờ có tầng ozon này mà tia tử ngoại (có khả năng gây tổn thương
cho sinh vật) từ vũ trụ chiếu xuống Trái đất bị hạn chế đi. Sinh vật đã có thể
tiến từ biển lên đất liền và tiến hóa như ngày nay.
 Tia tử ngoại là sóng điện từ, về ý nghĩa rộng nó cũng được coi
là tia phóng xạ. Một lượng tia tử ngoại phù hợp rất cần thiết cho cơ thể, nó
tạo ra vitamin. Người dân nhiều nước rất thích tắm nắng. Nhưng nếu nhận
một lượng lớn tia tử ngoại sẽ có khả năng bị ung thư da.
 Quay trở lại thời điểm sinh vật tiến hóa lên đất liền cách đây vài
trăm triệu năm, khi đó lượng tia phóng xạ trên Trái đất lớn rất nhiều so với
bây giờ. Có giả thuyết cho rằng, nhờ tia phóng xạ gây đột biến gen mà sinh
vật có thể trở nên thích ứng với môi trường và tiến hóa được một cách nhanh
chóng (ngược lại thì bị diệt vong). Nói khác đi, sinh vật nhờ lợi dụng một
cách tài tình tia phóng xạ mà có được quá trình tiến hóa.
Các triệu chứng của bệnh nhiễm xạ cấp tính(acute exposure) (trong 1
ngày)
Biểu hiện toàn thân của tổn thương do bức xạ được gọi là bệnh nhiễm
xạ cấp hoặc mãn. Chiếu xạ ở mức độ cao và trong thời gian ngắn gọi là
chiếu xạ cấp tính.
0– 0.25 Sv (0 – 250 mSv): không có
0.25 – 1 Sv (250 – 1000 mSv): Buổn nôn và không muốn ăn. Tủy
sống hạch bạch huyết và lách bị tổn thương,.
1 – 3 Sv (1000 – 3000 mSv): Buổn nôn, không muốn ăn, nhiễm
khuẩn.Tủy sống , hạch bạch huyết và lách bị tỗn thượng nhiều,khó hồi phục
3 – 6 Sv (3000 – 6000 mSv): Buổn nôn nhiểu, không muốn ăn, xuất
huyết, nhiễm khuẩn, tiêu chảy, da tróc, vô sinh, chết nếu không chữa.

6 – 10 Sv (6000 – 10000 mSv): các triệu chúng trên kèm theo hệ thẩn
kinh trung ượng bị tổn thượng, chờ chết

Trên 10 Sv (10000 mSv): Tàn phế và tử vong

4. Tương tác bức xạ ion hóa đối với vật chất.
Tương tác của bức xạ với vật chất có thể hoặc là khuếch tán hoặc hấp thu
Nhưng cơ chế của sự hấp thu bức xạ đáng quan tâm hơn vì:
- khi bức xạ được hấp thu vào mô cơ thể nó sẽ gây tổn thượng
- sự hấp thu là nguyên lý dùng làm cơ sở trong việc dò đo bức xạ
- mức độ hấp thu là yếu tố chính để xác định các điểu kiện bảo vệ
hữu hiệu chống bức xạ.
Sư truyển năng lượng từ bức xạ phóng thích sang cho vật chất xẩy ra theo
hai cách chính là ion hóa và kích thích.Trong ion hóa, một electron được
bứt ra khỏi nguyên tử làm cho phẩn nguyên tử còn lại có dương tính. Trong
kích thích, năng lượng được cung cấp thêm cho nguyên tử để đưa nó từ
trạng thái nển lên trạng thái kích thích.
a. Tương tác tia γ, tia X với vật chất:
Tia γ và tia X có bản chất vật lý giống nhau, chúng có bước sóng cực
ngắn và E lớn, do tác động của chúng với vật chất giống nhau. Vì các tia X
và γ không mang điện nên không ion-hóa trực tiếp vât chất như các hạt
mang điện.Tuy nhiên các tia này có đủ năng lượng để tạo các hat mang điện
thứ cấp làmion hóa vật chất. Tia gamma là một bức xạ điện từ tẩn số cao
nên sức xuyên thấu vật chất của nó mạnh hơn các tia alpha vả beta nhiểu. Vì
vậy khi bức xạ phóng xạ bắn tử nguổn bên ngoài vào cơ thể thì trong khi các
tia alpha và beta chỉ gây tổn thượng khu trú (như phỏng da vì phóng xạ) tia
gamma lại làm tổn thương khắp người tăng cao rủi ro ung thư. Khi xâm
nhập vào trong cơ thể chất phóng xạ gamma gây nhiểu tỗn thương nhất khi
năng lượng của tia gamma ỡ trong giải từ 3đến 10MeV.
Các loại tia này khi đi qua vật chất đều tác động như nhau. Mối liên
quan giữa cường độ của tia trước khi xuyên qua vật chất I
0
và sau khi đi qua
vật chất I được mô tả qua công thức:
I = Io.e

-kx

- k: hệ số hấp thụ của chất.
- I
0
: cường độ tia tới
- I: cường độ đã xuyên qua vật chất.
- X: quãng đường đi.
Quá trình hấp thụ năng lượng của vật chất có thể thực hiện bởi một
trong ba hiệu ứng cơ bản: hiệu ứng quan điện, hiệu ứng compton và hiệu
ứng tạo cặp.
a
1
. Hiệu ứng quang điện:
Đây là hiện tượng các điện tử bị hút ra khỏi lớp vỏ điện tử của nguyên
tử do tác dụng của tia γ và tia X. Năng lượng này một phần dùng làm công
ion hóa, phần còn lại làm động năng của điện tử Ed.
Ε = h.v = ω + Ed
Như vậy, muốn biết điện tử ra khỏi nguyên tử thì năng lượng của tia γ
(tia X) phải lớn hơn ω.
Về phía nguyên tử vật chất, khi một điện tử bị bật ra khỏi quỹ đạo,
điện tử khác ở ngoài có thể đến thế chỗ.
Năng lượng dư thừa do sự chênh lệch của Eq giữa hai quỹ đạo, sẽ
được phát ra dưới dạng một photon ( photon thứ cấp).
h.v = Eq.L – Eq.K
EqK và EqL là Eq của điện tử ở vành K và vành L.
Người ta nhạn thấy hiệu ứng quang điện thường xảy ra với những
chùm photon có năng lượng nhỏ hơn 0,1 MeV.

a

2
. Hiệu ứng compton:
Compton là hiệu ứng người đầu tiên phát hiện thấy rằng photon có
năng lượng khoảng 0,1 – 2MeV đi qua vật chất sẽ tương tác với điện tử tự
do trong đó điện tử này nhận toàn bộ năng lượng ε = h.v của proton tới giữ
lấy một phần làm động năng của mình để dịch chuyển, phần còn lại sẽ phát
ra dưới dạng một photon khác ở năng lượng nhỏ hơn và có một hướng
truyền làm thành một góc với hướng truyền của nơtron tới.
Người ta gọi là điện tử lùi và photon thứ cấp củ hiệu ứng photon thứ
cấp của hiệu ứng compton.
Ta có: hv = hv’ + Ed
- hv: Năng lượng của photon tới.
- hv’: năng lượng của photon thứ cấp.
- Ed: động năng của điện tử tự do.
Chính điện tử lùi với động năng Ed sẽ tiếp tục tương tác với vật chất
gây hiện tượng ion hóa như phần trên.
a
3
. Hiệu ứng tạo cặp:
Những proton có năng lượng bằng hoặc lớn hơn 1,02MeV có thể gây
ra hiệu ứng tạo cặp. Khi những photon đi đến gần hạt nhân có số Z lớn
chúng tương tác với trường hạt nhân và biến mất, đồng thời xuất hiện một
cặp pozitron – electron.
Như vậy năng lượng của photn đã chuyển hóa thành 2 hạt e+ và e- và
động năng của chúng. Hệ thức năng lượng của quá trình tạo cặp là:
Hv = Ed
+
+ Ed
-
+ 1,02MeV

Trong ddos Ed+, Ed- là động năng của pozitron và electron tính theo
công thức của Einstein E = mc
2
, trong đó E là năng lượng tương đương với
khối lượng m, c là vận tốc ánh sáng (~300,000 km/h).
Sau khi tạo thành các hạt này có khả năng tiếp tục ion hóa hay gây
kích thích chất hấp thụ. Có khi chúng tương tác với nhau kèm theo giải
phóng tia γ. Tia γ lại tác dụng với vật chất theo hiệu ứng quang điện hoặc
hiệu ứng compton.
b. Tương tác của các hạt vi mô tích điện với vật chất:
Khi một hạt mang điện đụng vào một electron hành tinh cũa một nguyên tử
thì electron này sẽ bị đánh bật ra khỏi nguyên tử và một cặp ion được tạo
thành: nguyên tữ mang điện dương (vì mất đimột electron) và electron tư do
mang điện âm. Vì khả năng tạo cặp ion như vậy nên loại bức xạ hat này
được gọi là bức xạ ion hoá
Các hạt alpha Hạt alpha là một nhân nguyên tử helium (tức là một
nguyên tử helium bị lột hết các electron hành tinh). Hạt alpha được phóng ra
với vận tốc bẳng 1/20 vận tốc ánh sáng và với năng lương từ 4 đến 9MeV.
Hạt alpha tạo nhiểu cặp ion trên đường đi của nó nên chặng đường đi của hạt
này rất ngắn.(khoảng vài cen-ti-mét trong không khí).Vỉ vậy nếu nguổn
phóng xạ alpha ở bên ngoài cơ thể thì không có gì nguy hiểm cho con
người.Nhưng khi đổng vị phóng xạ alpha xâm nhập vào trong cơ thể thì nó
sẽ gây tổn thương cho các mô ở xung quanh nơi chất phóng xạ qui tụ
Các hạt beta Giống như các hạt alpha,các hạt beta mất năng lượng do
ion hoá và kích thích ,nhưng vì các cặp ion tạo trên đường đi của các hạt
beta ít nên chặng đi trong vật chất của các hat này sẽ dài hơn các hạt alpha
nhiểu .Ngoài ra hạt beta khi đụng vào các nhân nguyên tử trên đường đi của
nó có thể phóng thích tia X. Như vậy hạt beta có thể gây nguy hại cho con
người cả từ nguồn phóng xạ bên ngoài cơ thể bắn tới lẫn khi chất phóng xạ
xâm nhập vào trong cơ thể.

PHẦN II. THÍ NGHIỆM THỰC TIỄN TRÊN TẾ BÀO SỐNG
( ĐỐI VỚI THỰC VẬT).
Bảng số liệu đo phân rã trong những khoảng thời gian đối với một số đối
tượng và với các loại tia phóng xạ:
Mẫu vật Loại tia
phóng xạ
Thời gian đo- số lượng phân rã
1 phút 10 phút 20 phút
Biểu bì tỏi
α
25 297 524
β
197 682 2659
γ
80 860 1594
Biểu bì hành tím
α
30 273 553
β
242 635 2804
γ
98 802 1663
HÌnh ảnh mẫu vật Nhận xét
Bình thường chưa chiếu tia phóng xạ
Chưa chiếu tia phóng xạ tế bào tròn,
màng tế bào dính sát vào thành
xenlulozo
chiếu tia α 1 phút
tế bào chưa có nhiều sự biến đổi
chiếu tia α 10 phút

bắt đầu thấy màng sinh chất tách ra
khỏi thành tế bào
tế bào teo lại
chiếu tia α 20 phút
màng tế bào tách xa khỏi thành tế
bào
co nguyên sinh tế bào
chiếu tia β 1 phút
không có sự biến đổi rõ rệt
chiếu tia β 10 phút thấy tác dung của tia β đã làm tế bào
co lại
chiếu tia β 20 phút
màng tế bào co nhúm lại hiên tượng
rõ rệt
chiếu tia γ 1 phút
chưa có biến đổi rõ rệt
chiếu tia γ 10 phút
tế bào bắt đầu co lại
chiếu tia γ 20 phút
màng tế bào nhăn nheo và tách khỏi
thành xenlulozo
bình thường chưa chiếu tia phóng xạ
thành tế bào dính sát vào màng tế
bào
chiếu tia α 1 phút
chưa có biến đổi rõ rệt
chiếu tia α 10 phút
màng tế bào bắt đầu tách khỏi thành
tế bào
chiếu tia α 20 phút

màng tế bào co nhúm lại khoảng
cách giữa thành tế bào và màng tế
bào tăng lên
chiếu tia β 1 phút
chưa có nhiều biến đổi
chiếu tia β 10 phút
màng tế bào co lại
chiếu tia β 20 phút
màng tế bào tách khỏi thành tế bào
chiếu tia γ 1 phút
chưa có biến đổi rõ rệt
chiếu tia γ 10 phút
co màng tế bào lại
màng tế bào tách khỏi thành
xenlulozo
chiếu tia γ 20 phút
màng tế bào bị phá hủy nhiều
Nhận xét chung:
o Thực tế thực hành thí nghiệm đã chứng minh tinh đúng đắn của
ly thuyết về tia phóng xạ đối với tế bào sông mà ở đây là đối với
tế bào thực vật.
o Tác dụng của tia phóng xạ γ đối với tế bào sống là lớn nhất điều
này hoàn toàn trùng khớp với lý thuyết phóng xạ, vì tia γ có khả
năng đâm xuyên mạnh nhất , tác dụng sinh học mang nhất so với
hai tia phóng xạ trong thí nghiệm là α,β
PHẦN III. ỨNG DỤNG CỦA PHÓNG XẠ SINH HỌC
TRONG ĐỜI SỐNG.
Một số ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ ở nước ta
Ngày nay kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ được ứng dụng có hiệu
quả vào nhiều lĩnh vực khác nhau của đời sống xã hội. Kể đến như: sản xuất

đồng vị và điều chế dược chất phóng xạ phục vụ chẩn đoán và điều trị bệnh;
sử dụng kỹ thuật nguồn kín để xây dựng các hệ đo đạc hạt nhân như đo mức
chất lỏng, đo độ dày, độ ẩm của vật liệu; trong các dây chuyền tự động hóa
của các nhà máy công nghiệp; phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân để
tham gia vào các chương trình thăm dò, khai thác tài nguyên khoáng sản và
nghiên cứu, bảo vệ môi trường; sử dụng các đồng vị tự nhiên và nhân tạo để
đánh giá một số quá trình trong tự nhiên như hiện tượng bồi lấp, xói mòn; sử
dụng các nguồn bức xạ cường độ cao để khử trùng các dụng cụ, chế phẩm và
bảo quản thực phẩm, dược phẩm; ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông
nghiệp và sinh học
1. Phục vụ nhu cầu của ngành y tế
Kỹ thuật nguồn kín dùng trong xạ trị được áp dụng từ những năm 1960
tại Bệnh viện K, Hà Nội, Trung tâm ung bướu Tp. Hồ Chí Minh và một số
bệnh viện quân đội. Năm 1971, 2 khoa Y học hạt nhân tại Bệnh viện Bạch
mai, Hà Nội và Bệnh viện Chợ Rẫy, Tp Hồ Chí Minh được hình thành. Từ
thời điểm đó, kỹ thuật nguồn hở hay đồng vị phóng xạ được sử dụng để chẩn
đoán và điều trị bệnh với một số thiết bị đơn giản như máy quét hiện hình,
xạ ký thận hay các máy đo độ tập trung của iốt trong tuyến giáp. Đáng kể là
từ khi Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt được đưa vào hoạt động với một trong
các chức năng chủ yếu là nghiên cứu sản xuất đồng vị phóng xạ và dược
chất đánh dấu thì số lượng các Khoa Y học hạt nhân ngày càng tăng nhanh
và đến nay trên 20 Khoa Y học hạt nhân được hình thành trên phạm vi toàn
quốc, nhiều thiết bị hiện đại được nâng cấp và trang bị. Nếu năm 1992 cả
nước ta chỉ có 01 hệ máy hiện hình Gamma Camera thì đến cuối năm 1998
số lượng máy Gamma Camera và thậm chí có cả SPECT đã lên 9 hệ. Trung
bình mỗi tháng khoảng 100 bệnh nhân đối với các khoa có quy mô nhỏ và
gần 1.000 bệnh nhân với các Khoa có quy mô lớn được chẩn đoán và điều trị
bệnh.
Các đồng vị phóng xạ và dược chất đánh dấu cung cấp cho các Khoa Y
học hạt nhân được sản xuất tại Lò phản ứng hạt nhân Đà Lạt hoặc nhập

ngoại. Các loại đồng vị chính được sản xuất tại Đà Lạt là tấm áp P-32 để
điều trị các bệnh ngoài da; dung dịch I-131 dưới dạng tiêm hoặc uống để
chẩn đoán và điều trị bệnh bướu cổ; Tc-99m để hiện hình tìm các khối u bất
thường trong não và tuyến nước bọt; các dược chất phóng xạ dưới dạng kit
in-vivo đánh dấu với Tc-99m để hiện hình chẩn đoán chức năng và bệnh lý
các cơ quan nội tạng của cơ thể như thận, gan, phổi, hệ tiêu hóa. Hàng năm,
khoảng 150 Ci chất phóng xạ các loại được sản xuất tại Lò phản ứng hạt
nhân Đà lạt, đáp ứng khoảng 60% nhu cầu của Ngành Y tế.
2. Phục vụ nhu cầu của ngành công nghiệp
Ứng dụng điển hình của kỹ thuật hạt nhân trong công nghiệp là sử dụng
kỹ thuật nguồn kín để xây dựng các hệ đo và tự động hóa trong các dây
chuyền sản xuất của các nhà máy công nghiệp, chẳng hạn:
- Đo mức cho các bể đựng phối liệu, đo độ ẩm và mật độ của sản phẩm
giấy trong các nhà máy sản xuất giấy;
- Đo mức chất lỏng trong các bể đựng phối liệu của nhà máy sản xuất xi
măng;
- Đo mức trong các hộp sản phẩm của các nhà máy sản xuất bia và nước
giải khát;
- Đo độ dày sản phẩm của các nhà máy sản xuất vật liệu sắt thép;
- Các hệ đo phóng xạ trong các giếng khoan của công nghiệp dầu khí.
Ưu điểm của các hệ đo bằng phương pháp hạt nhân là không làm ảnh
hưởng đến quá trình làm việc của các hệ công nghệ, cho phép đo trong điều
kiện nhiệt độ và áp suất cao, vì đầu đo không tiếp xúc với vật liệu cần đo
nên cho phép đo mức cả các dung dịch hóa chất độc hại như axít đậm đặc,
v.v Bên cạnh kỹ thuật nguồn kín, kỹ thuật nguồn hở hay đồng vị phóng xạ
đánh dấu cũng được sử dụng phổ biến và mang lại hiệu quả kinh tế cao,
chẳng hạn, việc tối ưu hóa quy trình và thời gian pha trộn phế liệu trong các
dây chuyền của các nhà máy sản xuất xi măng, nhà máy hóa chất, v.v
Trong lĩnh vực khai thác dầu khí, kỹ thuật đánh dấu phóng xạ được sử dụng
để xác định mặt cắt nước bơm ép trong các giếng bơm ép, nghiên cứu hiện

tượng ngập lụt trong các giếng khai thác của mỏ dầu Bạch Hổ.
3. Phát triển các kỹ thuật phân tích hạt nhân
Một thế mạnh mang tính đặc thù của Ngành hạt nhân là sử dụng các chùm
neutron của Lò phản ứng để tiến hành phân tích hàm lượng đa nguyên tố với
độ chính xác cao. Kỹ thuật kích hoạt nơtron và các kỹ thuật phân tích hỗ trợ
khác được sử dụng có hiệu quả kể từ ngày đưa Lò phản ứng Đà Lạt vào hoạt
động, đó là các kỹ thuật kích hoạt neutron dụng cụ (INAA), kích hoạt
neutron có xử lý hóa (RNAA), kích hoạt neutron gamma tức thời (PGNAA),
huỳnh quang tia X (XRFA). Các kỹ thuật cực phổ, sắc ký lỏng cao áp, đo
quang phổ vùng khả kiến và tử ngoại, quang kế ngọn lửa, v.v cũng được
phát triển trong ngành hạt nhân nhằm bổ trợ về phương pháp và đối tượng
để mở rộng khả năng dịch vụ cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Hiện nay, nhiều
quy trình phân tích ổn định cho các đối tượng khác nhau đã được xây dựng,
cho phép triển khai các dịch vụ phân tích cho ngành địa chất để định lượng
nguyên tố trong các mẫu thăm dò và khai thác; cho ngành dầu khí để xác
định thành phần các nguyên tố vi lượng trong các giếng khoan nhằm xác
định nguồn gốc của các mỏ dầu; cho ngành nông nghiệp và sinh học để xác
định quá trình trao đổi chất và hấp thụ nguyên tố của các loại cây trồng;
phân tích cho các đối tượng môi trường để đánh giá mức độ nhiễm bẩn môi
trường khí và biển. Ngoài ra, phân tích để phục vụ công tác kiểm định hàng
hóa, sản phẩm cũng là một trong các hướng có ý nghĩa thực tế. Trung bình
mỗi năm trên 3.000 mẫu các loại với trên 30.000 chỉ tiêu khác nhau được
phân tích nhờ kỹ thuật hạt nhân.
4. Nghiên cứu các quá trình trong tự nhiên
Sử dụng đồng vị phóng xạ môi trường kết hợp với kỹ thuật đánh dấu
phóng xạ để nghiên cứu diễn biến nhiều quá trình như sa bồi, bào mòn, trầm
tích, rò rỉ, v.v Các lĩnh vực và đối tượng được nghiên cứu và ứng dụng có
thể kể đến như xác định quá trình di chuyển của sa bồi lớp đáy tại các cửa
cảng, lòng sông với các thông tin quan trọng được biết là hướng, tốc độ và
độ dày lớp sa bồi di chuyển nhằm giúp cho các nhà quản lý thực hiện việc

duy tu, nạo vét hợp lý, mang lại hiệu quả kinh tế cao; đánh giá tốc độ và
nguồn gốc bồi lấp của các lòng hồ; xác định vị trí và tốc độ rò rỉ của các hồ
chứa nước và các đập thủy điện; xác định các nguồn nước ngầm và nghiên
cứu đánh giá khả năng nhiễm bẩn các nguồn nước sinh hoạt v.v Kết hợp
với các thông tin về thủy văn và địa chất, các kết quả nghiên cứu của ngành
hạt nhân cung cấp cho các nhà quản lý ngành nông nghiệp, thủy lợi các số
liệu điều tra quan trọng và mang ý nghĩa thực tế cao.
5. Nghiên cứu và bảo vệ môi trường
Nghiên cứu phóng xạ môi trường và ô nhiễm môi trường sử dụng các kỹ
thuật phân tích hạt nhân và liên quan cho phép theo dõi biến động của phông
phóng xạ và tình hình ô nhiễm môi trường không khí đã được tiến hành
trong nhiều năm qua ở một số khu công nghiệp và thành phố lớn như Hà
Nội, Tp Hồ Chí Minh và thành phố Đà Lạt. Ứng dụng các kỹ thuật hạt nhân
để nghiên cứu ô nhiễm môi trường biển cũng đang được tiến hành. Ngoài ra,
các nghiên cứu khảo sát nồng độ các nhân phóng xạ nhân tạo sinh ra do các
vụ thử vũ khí và sự cố hạt nhân trên thế giới ảnh hưởng đến Việt Nam cũng
được thực hiện trong thời gian qua, đã cung cấp bộ số liệu nền về hoạt độ
Cs-137 trên toàn lãnh thổ nước ta.
6. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong khử trùng, bảo quản và biến
tính vật liệu
Lĩnh vực khoa học về công nghệ bức xạ nhằm các mục đích khử trùng,
biến tính vật liệu, bảo quản thực phẩm và nông sản, cải tạo sinh khối, chế tạo
một số chế phẩm bằng bức xạ như chất mang vacxin, màng chữa bỏng, chất
kích thích tăng trưởng thực vật, chế phẩm phòng chống nấm thực vật, v.v
được nghiên cứu và triển khai khá thành công trong gần 20 năm qua. ứng
dụng kỹ thuật hạt nhân cho các mục đích trên đưa lại hiệu quả kinh tế cao,
an toàn môi trường. Thiết bị chính phục vụ cho lĩnh vực nghiên cứu này là
các nguồn gamma Co-60 cường độ cao. Nguồn Co-60 với hoạt độ ban đầu
16.5 kCi được lắp đặt tại Đà Lạt vào năm 1981 đã mở ra hướng nghiên cứu
ứng dụng công nghệ bức xạ ở Việt Nam. Trên cơ sở các kết quả nghiên cứu

thu được, một nguồn quy mô bán công nghiệp với hoạt độ 110 kCi dùng cho
mục đích bảo quản nông sản thực phẩm được lắp đặt tại Hà Nội vào năm
1989; nguồn quy mô công nghiệp đầu tiên với hoạt độ 400 kCi dùng cho
khử trùng các dụng cụ và sản phẩm của ngành y tế và các ngành khác được
lắp đặt và đưa vào hoạt động tại Tp Hồ Chí Minh từ tháng 2/1999.
Kỹ thuật chiếu xạ liều cao để cắt mạch các polymer tự nhiên và các oligo
để tạo ra các chế phẩm mới là một hướng ứng dụng tiên tiến của công nghệ
bức xạ. Chế phẩm kích thích tăng trưởng thực vật từ alginat rong biển được
chế tạo và đang triển khai thử nghiệm diện rộng trên phạm vi cả nước với
diện tích hàng trăm hecta các loại cây rau quả, lương thực và cho năng suất
tăng từ 15 - 30% so với đối chứng. Màng chữa bỏng từ PVP và chitosan vỏ
tôm cua được sản xuất và đang thử nghiệm lâm sàng tại một số bệnh viện
cho kết quả tốt. Các chế phẩm phòng chống nấm cũng được nghiên cứu và
sản xuất. Ngoài ra các chế phẩm ống nhựa chịu nhiệt chất lượng cao, kính
thủy tinh màu, v.v được sản xuất nhờ kỹ thuật hạt nhân được người sử
dụng ưa chuộng.
Dùng bức xạ neutron từ Lò phản ứng Đà Lạt để chiếu xạ silic dùng trong
công nghiệp chế tạo linh kiện điện tử, chiếu xạ làm lệch mạng tinh thể để tạo
màu đá quý và bán quý như Topaz, Saphire là những hướng ứng dụng mang
hiệu quả kinh tế cao.
Kỹ thuật sơn phủ bề mặt giấy và gỗ bằng bức xạ tia cực tím (UV) được
nghiên cứu và triển khai thành công. Mỗi năm, hàng chục ngàn m2 các loại
bao bì giấy được phủ láng bằng thiết bị UV. Hướng ứng dụng này đang
được nhiều khách hàng quan tâm.
7. Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nông nghiệp và sinh học
Nghiên cứu sinh học phóng xạ sử dụng bức xạ gamma kết hợp với những
tác nhân khác để cải tạo giống cây trồng, sử dụng đồng vị đánh dấu để
nghiên cứu các quá trình sinh học, đặc biệt là vấn đề dinh dưỡng cây, con
được ngành hạt nhân thực hiện từ nhiều năm qua. Các nghiên cứu chiếu xạ
một số giống cây (ngô, khoai, lúa, một số loài hoa, dâu tằm, v.v ) ở liều

kích thích hoặc đột biến để tạo giống có năng suất cao hơn hoặc thích hợp
hơn với điều kiện môi trường khắc nghiệt, nghiên cứu quy trình nhân giống
vô tính in-vitro, nuôi cấy tế bào một số loài hoa, cây đặc sản và cây rừng quý
hiếm, v.v cũng được tiến hành.
Ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong nghiên cứu công nghệ nấm là một
hướng đang được Ngành hạt nhân quan tâm. Từ các kết quả nghiên cứu, cho
phép tuyển chọn, nuôi trồng và chuyển giao công nghệ trồng các loại nấm
quý như nấm Linh chi, nấm Bào ngư, v.v cho nông dân nhằm tận thu
nguồn phụ phế liệu xơ - sợi nông nghiệp. Ngoài ra, sử dụng kỹ thuật hạt
nhân để xử lý các chất thải nông nghiệp, tận thu để làm thức ăn cho động vật
cũng được các cán bộ của ngành hạt nhân quan tâm và thực hiện.
8. Dịch vụ đo liều bức xạ
Nghiên cứu kỹ thuật đo liều bức xạ, sử dụng các phương pháp vật lý, hóa
học và sinh học nhằm kiểm soát và định lượng các loại bức xạ khác nhau
như gamma, beta, neutron và bức xạ hỗn hợp. Hiện nay các cơ sở của ngành
hạt nhân có khả năng sản xuất các liều kế cá nhân dùng kỹ thuật nhiệt phát
quang để theo dõi liều chiếu cho hàng trăm cán bộ trong Ngành và hàng
ngàn cán bộ của các cơ sở y tế, công nghiệp có tiếp xúc với phóng xạ. Kỹ
thuật định liều chiếu trong bằng phân tích các nhân phóng xạ phát gamma có
trong thành phần của nước tiểu người đã được xây dựng thành công cho
phép triển khai diện rộng. Nghiên cứu sai hình nhiễm sắc thể của tế bào
lympho máu ngoại vi cũng được tiến hành trong nhiều năm qua cho một số
cán bộ của ngành hạt nhân và đang được triển khai nghiên cứu đối với một
số đối tượng dân cư khác nhau trên địa bàn tỉnh Lâm Đồng nhằm đánh giá
sự ảnh hưởng của các loại hóa chất dùng trong nông nghiệp đến sức khỏe
của dân chúng.
Dịch vụ an toàn bức xạ đang là một trong các hướng phục vụ xã hội thiết
thực, đặc biệt kể từ khi ban hành Nghị định 50/NĐ-CP ngày 16/7/1998 về
hướng dẫn chi tiết thi hành Pháp lệnh An toàn và kiểm soát bức xạ 50L/CTN
do Chủ tịch nước phê chuẩn ngày 3/7/1996.

9. Thiết kế, chế tạo các thiết bị điện tử hạt nhân
Nghiên cứu thiết kế và chế tạo các thiết bị hạt nhân phục vụ cho các hoạt
động của ngành cũng như các khoa y học hạt nhân, các cơ sở công nghiệp và
các lĩnh vực nghiên cứu khác là một trong các hướng triển khai thành công
trong ngành hạt nhân nhằm tạo điều kiện cho các ngành hình thành và phát
triển việc ứng dụng kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ, góp phần mở
rộng nhu cầu thị trường hạt nhân trong nước. Chẳng hạn, nhiều khoa y học
hạt nhân được trang bị các thiết bị đo đếm và phân tích hạt nhân như hệ đo
độ tập trung của iốt, xạ ký thận, đo suất liều, v.v ; để phục vụ nhu cầu phân
tích đánh giá chất lượng vàng, nhiều hệ phân tích huỳnh quang tia X được
chế tạo và chuyển giao cho các cơ sở có nhu cầu; cải tiến thiết bị hiện hình
scanner trên cơ sở ghép nối với máy vi tính để hiện đại hóa việc chẩn đoán
bệnh cho khoa y học hạt nhân; chế tạo các interface đa chức năng để xây
dựng các hệ phổ kế hạt nhân trên máy vi tính phục vụ nghiên cứu và dịch vụ
phân tích, v.v
Nghiên cứu thiết kế, xây dựng các hệ đo trong công nghiệp bằng kỹ thuật
hạt nhân như đo mức chất lỏng trong các bình kín của dây chuyền sản xuất
bia, trong các bình trộn phối liệu của các nhà máy công nghiệp, v.v cũng
đang được phát triển tại các cơ sở trong ngành hạt nhân. Bên cạnh đó kỹ
thuật kiểm tra không phá hủy mẫu cũng là một trong các hướng đặc thù của
ngành hạt nhân mà trong nhiều trường hợp không có phương pháp khác thay
thế, chẳng hạn sử dụng phương pháp bức xạ truyền qua để chụp kiểm tra
chất lượng mối hàn các đường ống kim loại trong các nhà máy, kiểm tra
đánh giá tình trạng bên trong của các tháp chưng cất và tháp hấp thụ với
đường kính đến 4 m và chiều cao đến 30 m trong công nghiệp hóa chất,
kiểm tra chất lượng các cọc nhồi của các công trình xây dựng; sử dụng
phương pháp bức xạ tán xạ ngược để xác định chất lượng của các công trình
đường giao thông, đo mật độ của vật liệu, v.v
10. Phát triển năng lượng hạt nhân phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại
hóa đất nước

Chính sách phát triển năng lượng bền vững được Đảng và Nhà nước ta
quan tâm mà nội dung cơ bản là đa dạng hóa các nguồn năng lượng có tính
đến việc bảo tồn phát triển tài nguyên và bảo vệ môi trường. Nhận thức rõ
vai trò của điện hạt nhân trong chính sách phát triển năng lượng trong quá
trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước, ngành hạt nhân được giao
nhiệm vụ tham gia "Nghiên cứu xây dựng nhà máy điện nguyên tử trong quy
hoạch dài hạn". Cùng với các kết quả đã thu được từ các đề tài nghiên cứu
giai đoạn 1981-1985, 1991-1995 và các dự án của Cơ quan năng lượng
nguyên tử quốc tế, đề án phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam được nghiên
cứu xây dựng nhằm làm rõ các nội dung: sự cần thiết phải có điện hạt nhân ở
Việt Nam; khả năng phát triển điện hạt nhân ở Việt Nam; vai trò của điện
hạt nhân trong chính sách phát triển năng lượng bền vững, trong tăng cường
tiềm lực quốc gia và góp phần cải thiện đời sống nhân dân.
Từ việc phân tích một cách khách quan xu thế hiện nay của thế giới và
khu vực đối với việc phát triển điện hạt nhân; từ việc xem xét trên các quan
điểm về nhu cầu, về an ninh năng lượng và về phát triển tiềm lực của đất
nước; từ việc đánh giá tính khả thi của chương trình điện hạt nhân dựa trên
các cơ sở về giá thành và đầu tư, về an toàn và xử lý thải, về cơ sở hạ tầng
và nhân lực, về địa điểm xây dựng nhà máy; v.v có thể khẳng định rằng
Việt Nam hoàn toàn có đủ điều kiện để thực thi Chương trình phát triển điện
hạt nhân trong những năm đầu của thế kỷ 21.
Kỹ thuật hạt nhân và đồng vị phóng xạ đóng vai trò quan trọng trong các
ứng dụng vì mục đích hòa bình của Năng lượng nguyên tử của nhiều nước,
trong đó có nước ta, bởi lẽ các ứng dụng của kỹ thuật hạt nhân không những
đóng góp có ý nghĩa vào chương trình phát triển kinh tế - xã hội mà còn góp
phần chuẩn bị nhân lực và mở rộng khả năng chấp nhận của dân chúng đối
với Chương trình điện hạt nhân trong tương lai.
Sau hơn 20 năm hình thành và phát triển, ngành hạt nhân nước ta đang
phấn đấu để bước sang một giai đoạn mới, giai đoạn trưởng thành. Hiện nay
ngành đang có nhiều thuận lợi cơ bản, đó là các viện và trung tâm trong

ngành đã tích lũy được cơ sở vật chất kỹ thuật tương đối toàn diện và hiện
đại, có đội ngũ cán bộ đáp ứng được công tác quản lý, vận hành thiết bị,
nghiên cứu khoa học và triển khai kỹ thuật hạt nhân; ngành luôn nhận được
sự quan tâm của các cấp lãnh đạo Đảng, Nhà nước; quan hệ hợp tác và uy tín
của ngành với các cơ quan trong và ngoài nước ngày càng được mở rộng và
nâng cao. Bên cạnh đó, Nghị quyết Trung ương 2 (khóa VIII) về "Định
hướng chiến lược phát triển KH-CN trong thời kỳ công nghiệp hóa, hiện đại
hóa" ra đời tạo điều kiện cho các cơ quan khoa học nói chung và ngành hạt
nhân nói riêng có thêm nhiều điều kiện để thực thi những nhiệm vụ chính trị
của mình.
Với khả năng và tiềm lực hiện có, với nhu cầu của đất nước và thị trường
khu vực đối với khoa học kỹ thuật hạt nhân ngày càng phát triển, hy vọng
rằng trong tương lai ngành hạt nhân nước ta có thể đóng góp ngày càng hữu
hiệu hơn vào việc đáp ứng các nhu cầu ứng dụng kỹ thuật hạt nhân của xã
hội, đóng góp thiết thựcvào quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất
nước
CÁC ỨNG DỤNG
Trong công nghiệp
Hiện nay đồng vị phóng xạ đang được sử dụng trong tất cả các ngành
công nghiệp bao gồm cả luyện thép, hóa chất và tổng hợp hoá dầu, điện hạt
nhân và nhiệt điện và các cơ sở kỹ thuật công nghiệp nặng. Dưới đây là một
vài ví dụ.
Kiểm tra không phá huỷ mẫu (Non-destructive testing: NDT)
Ngày nay phương pháp chụp ảnh phóng xạ bằng cách sử dụng nguồn
bức xạ gamma cobalt-60 và iridium-192 được sử dụng rộng rãi nhấẩttong số
các phương pháp NDT bảo đảm chất lượng công trình.
Diệt trùng bằng phóng xạ
Bức xạ trị liệu là phương pháp ưa thích cho sự diệt trùng các sản
phẩm và thiết bị y tế trên khắp thế giới. Sản phẩm bao gồm chỉ khâu, dụng
cụ cho và truyền máu, dụng cụ tiêm, dụng cụ phẫu thuật và dao mổ và một

số dược phẩm.
Bức xạ gamma và điện tử cũng có thể được sử dụng tiêu diệt các vi
sinh gây bệnh trong bùn nước thải. Bùn sau xử lý như vậy là an toàn, hoặc
được sử dụng vào môi trường hoặc sử dụng như là phân bón, thức ăn gia
súc.
Thủy học và thủy lực học
Thủy lực học phóng xạ (isotope hydrology) đã nổi lên như là một môn
khoa học riêng biệt và đã được minh chứng có giá trị trong lĩnh vực quản lý
tài nguyên nước, điều rất quan trọng với nhiều quốc gia. Lò phản ứng sản
xuất những chất đồng vị cũng như những chất đồng vị môi trường (cả phóng
xạ lẫn bền) được sử dụng để khảo sát nguồn gốc của nguồn nước và những
vấn đề xây dựng dân dụng. Chúng bao gồm những nghiên cứu về tái tạo
nước bề mặt, sự xâm nhập nước biển vào tầng ngậm nước ven biển, sự thấm
tạo rò rỉ trong các con đập và hệ thống kênh dẫn cũng như sự di chuyển lớp
trầm tích dưới đáy biển của một lượng lớn các cảng biển và cảng trong nước
và quốc tế.
Tìm chỗ hỏng bằng sử dụng vết phóng xạ(Trouble shooting using
radiotracers)
Những đồng vị phóng xạ được sử dụng như những đồng vị đánh dấu
là những công cụ duy nhất để chẩn đoán những vấn đề trong những quá trình
sản xuất công nghiệp, từ sự dò tìm rò rỉ trong những ống dẫn chôn ngầm
dưới đất đến sự đánh giá các chức năng hoạt động của những lò phản ứng
hóa học. Gần như mọi nhà máy sản xuất thép sử dụng những đồng vị phóng
xạ để theo dõi sản phẩm trong những lò luyện sắt lót gạch chịu lửa. Thủy
ngân phóng xạ thường được sử dụng để kiểm tra thủy ngân trong những nhà
máy sản xuất sôđa ăn da.
Xử lý bức xạ (Radiation Processing)
Xử lý bức xạ công nghiệp đang mở rộng một cách nhanh chóng vùng
sử dụng bức xạ năng lượng cao cho sự sản xuất các vật liệu công nghiệp mới
và tốt hơn. Bức xạ năng lượng cao trong khi xuyên qua vật chất sẽ gây ion

hóa và kích thích những phân tử. Sự xử lý bức xạ nhằm sử dụng một cách
thành công những biến đổi hóa – lý này để sinh ra những sản phẩm mới có
những tính chất được cải tiến.
Về cơ bản, xử lý bức xạ công nghiệp bao gồm bắn phá các vật liệu
bằng bức xạ năng lượng cao dưới những điều kiện được kiểm soát để đưa ra
những thay đổi mong muốn trong vật liệu. Các nguồn gamma (Co-60 và Cs-
137) và thiết bị dòng electron (electron beam: EB) dựa trên công nghệ cao
được sử dụng rộng rãi trong xử lý bức xạ; hơn 50% của toàn bộ thiết bị y tế
sử dụng một lần được khử trùng bằng bức xạ của Co-60 dựa trên thiết bị bức
xạ. Hệ thống gồm băng tải mang trên đó sản phẩm được chuyển động với
tốc độ chậm xung quanh nguồn và sản phẩm thông thường sẽ được chiếu bởi
liều 25 kGy để diệt trùng dụng cụ y tế. Thiết bị EB được sử dụng trong xử lý
polimer, chế biến, ghép nối phân tử hoá chất bằng bức xạ (radiation
crosslinks) cho dây và cáp điện, nhuộm màu bằng bức xạ cho đá quý (ngọc).
Bảo quản thực phẩm bằng xử lý bức xạ là một trong những công nghệ mới
nổi bật lên hiện nay liên quan đến việc khử trùng diệt gien sinh sản của sản
phẩm gia vị, hành, khoai tây, thịt cá.
Phát năng lượng từ những nguồn đồng vị phóng xạ
Máy phát nhiệt đồng vị (Radioisotopes Thermal Generators: RTG)
được sử dụng ngày càng tăng trong những tàu vũ trụ, đèn hải đăng định vị từ
xa, và những ứng dụng trong y học. Những nguồn thường được sử dụng là
Sr-90 và Pu-238. Nhiệt được phát sinh bởi sự phân rã hạt nhân được chuyển
thành điện năng bằng việc sử dụng những cặp nhiệt điện và nguồn điện cỡ
vài hàng trăm oát có thể tạo bằng RTG có thiết kế thích hợp. Pu-238 được sử
dụng rộng rãi như là một tế bào tim mạch để phát những xung điện điều
chỉnh nhịp đập tim.
Trong Y học
Các ứng dụng kỹ thuật hạt nhân trong y học đã dẫn tới sự phát triển
nhánh mới của y học được gọi là "Y học hạt nhân". Nhánh mới này dùng
dược phẩm phóng xạ cho chẩn đoán những bệnh xác định, theo dõi và nhận

diện sự phát triển và diễn tiến của chúng. Phương pháp này cũng tham gia
điều trị những bệnh nhất định với sự sử dụng dược phẩm phóng xạ.
Trong chẩn đoán, hai dạng kỹ thuật được sử dụng rộng rãi, cụ thể là
kỹ thuật trong-cơ thể (in-vivo) và trong-ống nghiệm (in-vitro). Đối với
nghiên cứu in-vivo, một dược phẩm phóng xạ thực sự phân tán vào cơ thể
của bệnh nhân trong khi đó trong kỹ thuật in-vitro không có dược phẩm
phóng xạ nào phân tán vào cơ thể của bệnh nhân, và đánh giá tỉ mỉ số lượng
các hoóc môn, thuốc và các chế phẩm sinh học hoà tan trong mẫu máu được
thực hiện với giúp đỡ của các đồng vị phóng xạ trong phòng thí nghiệm. Kỹ
thuật in-vivo bao gồm nghiên cứu cả hình ảnh và không – hình ảnh. Trong
những nghiên cứu không – hình ảnh, động học và phân bố sinh học của dược
phẩm phóng xạ phân tán trong cơ thể được nghiên cứu với sự giúp đỡ của
các thiết bị hạt nhân thích hợp. Nghiên cứu hình ảnh với các hạt nhân phóng
xạ là phần chính yếu của y học hạt nhân ngày nay.
Tạo ảnh hạt nhân phóng xạ (Radio Nuclide Imaging: RNI)