THUẬN 2 CỦA TẬP ĐOÀN ĐIỆN LỰC VIỆT NAM (EVN)
3.1. Giới thiệu về phần mềm Radiological Toolbox của USNRC
Trên cơ sở các kết quả tính toán từ các mô hình ở trên (mô hình khuếch tán, mô hình quỹ đạo biến thiên, mô hình phần tử theo ô mạng, mô hình đám mây nguyên tố, mô hình điều biến gió trung bình không đổi), cơ quan pháp quy hạt nhân Hoa Kỳ đã tập hợp thành bộ thư viện các hệ số tương ứng nhằm tra cứu suất liều phóng xạ theo từng nhân phóng xạ lên cơ thể người và được cụ thể hóa thành phần mềm Radiological Toolbox (Rad Toolbox).
Phần mềm Toolbox có dữ liệu phân hạch phóng xạ, dữ liệu động học y sinh, các hệ số liều chiếu trong và chiếu ngoài, các hệ số tương tác phóng xạ cho các nguyên tố và vật liệu, photon và nơtron, hệ số Kerma, các dữ liệu có liên quan tới vật lý trị liệu y tế, kỹ thuật phóng xạ và các công việc khác trong chuyên ngành bức xạ. Toolbox bao gồm những tính năng xuất dữ liệu tính toán ra các bảng trong Microsoft Excel để sử dụng cho những tính toán khác. Phần mềm chạy trên hầu hết các phiên bản của Windows.
Bảng 10. Mô tả chung về các yếu tố dữ liệu trong phần mềm Toolbox [28]
Dữ liệu lựa chọn Mô tả về dữ liệu được lựa chọn
Dữ liệu sinh học Các mô hình động học y sinh, dữ liệu liên quan tới giải phẫu học, dữ liệu xét nghiệm sinh học, và thông tin tổng hợp về các hiệu ứng bức xạ đến sức khỏe Dữ liệu phân rã phóng xạ Thông tin chi tiết về bức xạ phát ra từ các nhân phóng
xạ và các nhân trong chuỗi phân rã
Các hệ số liều bức xạ Hệ số liều chiếu trong do hít thở các nhân phóng xạ của nhân viên và công chúng, hệ số liều chiếu ngoài
Dữ liệu lựa chọn Mô tả về dữ liệu được lựa chọn
Tính toán liều bức xạ Tính toán liều bức xạ nhân viên và công chúng bị phơi nhiễm do sự pha trộn của các nhân phóng xạ Ảnh hưởng ban đầu do hô
hấp
Hệ số liều hấp thụ được lấy tích phân cho toàn bộ thời gian từ khi hít phải nhân phóng xạ
Dữ liệu về nguyên tố Hệ số tương tác bức xạ của nguyên tố với các bức xạ alpha, electron, photon, và nơtron
Dữ liệu về vật liệu Hệ số tương tác của các bức xạ alpha, electron, photon, và nơtron với vật liệu
Dữ liệu chiếu xạ công chúng
Thông tin tổng hợp về phơi nhiễm phóng xạ từ phông bức xạ tự nhiên và chiếu xạ trong y tế
Dữ liệu trường bức xạ Liều bức xạ lên các cơ quan trong cơ thể của nhân viên từ trường xạ nơtron và photon lý tưởng
Hệ số rủi ro Hệ số rủi ro của từng nhân phóng xạ trong chiếu xạ công chúng
Dữ liệu bổ sung Thu thập dải thông tin liên quan từ đơn vị trong hệ SI cho tới giới hạn số học về thành phần hoạt độ các nhân phóng xạ trong quá trình vận chuyển
Quy trình tính toán trong Toolbox cho phép tính các hệ số liều hấp thụ trong một khoảng thời gian ảnh hưởng cụ thể từ trước tại giá trị cực trị do hấp thụ qua đường hô hấp cần được tính đến trong đánh giá các hiệu ứng tất định, hoạt độ của các nhân phóng xạ trong chuỗi phân rã ở những khoảng thời gian cụ thể và liều hiệu dụng cũng như liều hiệu dụng tương đương do sự pha tạp từ từng nhân phóng xạ cụ thể. Thông tin cũng được cung cấp về sự bài tiết và tồn dư của các nhân phóng xạ được lựa chọn trong quá trình hấp thụ qua đường hô hấp tại các vị trí làm việc.
Các hệ số liều bức xạ trong Toolbox được tính theo ba nhóm hệ số liều cho từng nhân phóng xạ cụ thể. Những hệ số này là: hệ số suất liều chiếu ngoài cho 826 nhân phóng xạ theo Hướng dẫn báo cáo liên bang số 12 (EPA 1993), hệ số liều nhiễm từ ăn uống và hít thở theo 738 nhân phóng xạ đối với nhân viên theo ICRP 30 và 68 (ICRP, 1979, 1994; EPA, 1988) và hệ số liều nhiễm phụ thuộc lứa tuổi
theo đường ăn uống và hô hấp theo 738 nhân phóng xạ đối với công chúng (nhận được theo sáu độ tuổi) theo ICRP 72 (ICRP, 1995) (Số lượng nhân phóng xạ khác nhau giữa FGR 12 với ICRP 30, 68 và 72 được thiết lập cuối cùng trong những tài liệu này là không tính đến việc hấp thụ các nhân phóng xạ có chu kỳ bán rã dưới 10 phút). Các hệ số này là phù hợp theo ICRP 68 và 72 được truy xuất từ ICRP CD (ICRP, 2002) là bộ cơ sở dữ liệu về hệ số liều bức xạ của ICRP cho nhân viên và công chúng, hiện tại có thể được tải về để nghiên cứu miễn phí. Các hệ số trong ICRP 30 đã có trong các tệp dữ liệu ở ORNL. Tương ứng với từng bộ hệ số liều bức xạ có thể hiển thị cho 20 nhân phóng xạ ở từng thời điểm tương ứng theo phương thức phơi nhiễm hoặc hấp thụ.
Việc tính toán liều bức xạ được xây dựng để có thể tính liều bức xạ số học đơn giản hơn nữa bằng việc trộn lẫn các nhân phóng xạ. Người dùng lựa chọn thư mục với hệ số liều bức xạ tương ứng rồi xác định nhân phóng xạ và hoạt độ của chúng.
Bảng lựa chọn này có thể chứa tới 20 nhân phóng xạ. Trong trường hợp chiếu xạ ngoài, hệ số liều được xác định duy nhất theo phương thức phơi nhiễm và nhân phóng xạ. Do vậy, nó có thể bao gồm liều bức xạ tổng cộng trong bộ dữ liệu nhập vào và không áp dụng trong trường hợp hấp thụ các nhân phóng xạ tồn tại trong những cấu trúc hóa học khác nhau. Tổng liều phóng xạ nhận được thông qua hô hấp và ăn uống là liều nhận được theo từng cấu trúc hóa học. Người dùng có thể xuất ra bản Excel, xóa các cột với những cấu trúc hóa học không phù hợp, sau đó tính lại liều tổng cộng trong bảng Excel.
Đặc trưng về hoạt độ theo bảng dữ liệu phân rã có thể được dùng để suy ra hoạt độ (và hoạt độ tích phân theo thời gian) của các nhân trong chuỗi phân rã.
Hình 9. Khung khởi tạo của phần mềm Rad Toolbox [28]
Mục tiêu của phần mềm Toolbox Radiological là cung cấp công cụ phần mềm trong đánh giá tác động về sức khỏe từ những dữ liệu thu thập được từ thực tế phát thải chất phóng xạ trong bảo vệ bức xạ nghề nghiệp và môi trường. Những dữ liệu này sẵn có trong các tài liệu đã ban hành của các tổ chức khác nhau trong nước và quốc tế.
Các phép tính cũng được dùng để tính tiết diện tương tác cho từng vật liệu cụ thể, phân bố phổ beta, phân bố hoạt độ của các nhân phóng xạ trong chuỗi phân rã ở từng thời điểm cụ thể và phân bố liều bức xạ lên mô từ việc hấp thụ nhân phóng xạ.
Việc lựa chọn các phép tính liều bức xạ để đơn giản hơn các phép tính số học về liều do sự pha trộn của các nhân phóng xạ thì cần lựa chọn các thư mục tương
ứng với hệ số liều và sau đó xác định các nhân phóng xạ và hoạt độ của chúng. Hỗn hợp pha trộn có thể lên tới 20 nhân phóng xạ.
Trong trường hợp chiếu xạ ngoài, hệ số liều bức xạ được xác định là duy nhất theo con đường chiếu xạ với các nhân phóng xạ. Do đó, liều phóng xạ ở đây là liều tổng cộng do sự pha trộn các nhân phóng xạ có trong bảng dữ liệu đưa vào. Còn đối với chiếu xạ trong, phần mềm không đưa ra liều tổng cộng mà tính liều hấp thụ cho từng nhân cụ thể. Người dùng có thể xuất ra bảng Excel, xóa những cột chứa các nhân không liên quan và tính tổng hoạt độ.