Nhận viết luận văn đại học, thạc sĩ trọn gói, chất lượng, LH ZALO=>0909232620 Tham khảo dịch vụ, bảng giá tại: https://vietbaitotnghiep.com/dich-vu-viet-thue-luan-van Download luận văn thạc sĩ ngành vật lí nguyên tử với đề tài: An toàn bức xạ trong quá trình sản xuất dược chất phóng xạ 18F-FDG tại Trung tâm máy gia tốc 30 MeV, Bệnh viện 108, cho các bạn tham khảo

1. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN QUANG HƯƠNG
AN TOÀN BỨC XẠ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ 18
F-FDG TẠI TRUNG TÂM MÁY
GIA TỐC 30MeV - BỆNH VIỆN 108
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
Hà Nội – Năm 2014

2. ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------
NGUYỄN QUANG HƯƠNG
AN TOÀN BỨC XẠ TRONG QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT
DƯỢC CHẤT PHÓNG XẠ 18
F-FDG TẠI TRUNG TÂM MÁY
GIA TỐC 30MeV - BỆNH VIỆN 108
Chuyên ngành: Vật lý nguyên tử
Mã số: 60440106
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. Đàm Nguyên Bình
Hà Nội – Năm 2014

3. LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được thực hiện tại Trung tâm Máy gia tốc Cyclotron 30 MeV
- Bệnh viện Trung ương Quân đội 108.
Để hoàn thành được luận văn này tôi đã nhận được rất nhiều sự động viên,
giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập thể.
Trước hết, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Đàm Nguyên Bình
đã trực tiếp hướng dẫn tôi thực hiện nghiên cứu của mình.
Tôi xin cùng bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các thầy cô giáo, người đã
đem lại cho tôi những kiến thức bổ trợ, vô cùng hữu ích trong những năm học
vừa qua.
Tôi cũng xin gửi lời cám ơn chân thành tới Lãnh đạo và các anh chị tại
Trung tâm Máy gia tốc Cyclotron 30 MeV, Ban Giám hiệu, Khoa Vật lý, Bộ môn
Vật lý hạt nhân và Phòng Sau đại học trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại
học Quốc gia Hà Nội đã tạo điều kiện cho tôi trong quá trình học tập và nghiên
cứu.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những người đã luôn
bên tôi, động viên và khuyến khích tôi trong quá trình thực hiện đề tài nghiên
cứu của mình.
Hà Nội, ngày 20 tháng 8 năm 2014
Học viên
Nguyễn Quang Hương

4. LỜI CAM ĐOAN
Tên tôi là Nguyễn Quang Hương, học viên cao học khóa 2011 – 2013,
chuyên ngành Vật lý nguyên tử, hạt nhân và năng lượng cao, trường Đại học
Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội. Tôi xin cam đoan Luận văn thạc
sĩ ‘‘An toàn bức xạ trong quá trình sản xuất dược chất phóng xạ 18
F-FDG tại
Trung tâm máy gia tốc 30 MeV, Bệnh viện 108’’ là công trình nghiên cứu của
riêng tôi, số liệu nghiên cứu thu được từ thực nghiệm và không sao chép.
Học viên
Nguyễn Quang Hương

5. MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
DANH MỤC CÁC BẢNG
MỞ ĐẦU ............................................................................................................................ 1
CHƯƠNG 1. AN TOÀN BỨC XẠ TRONG SẢN XUẤT ĐỒNGVỊ PHÓNG XẠ
TRÊN MÁY GIA TỐC CYCLOTRON ............................................................................. 4
1.1. Máy gia tốc Cyclotron dùng cho sản xuất đồng vị phóng xạ................................ 4
1.2. Tác hại của bức xạ đến sức khỏe con người ......................................................... 8
1.3. Tiêu chuẩn về an bức xạ trong tiếp xúc, vận chuyển vật liệu phóng xạ và quản
lý chất thải phóng xạ ................................................................................................. 14
CHƯƠNG 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU................................ 18
2.1. Sản xuất đồng vị phóng xạ trên máy gia tốc cyclone 30 tại Trung tâm Máy gia
tốc – Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 ............................................................... 18
2.2. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................... 27
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN ........................................ 37
3.1. Suất liều bức xạ tại một số vị trí quan trọng Trung tâm Máy gia tốc Cyclotron
30 MeV – Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 trong quá trình sản xuất 18
F-FDG 34
3.2. Độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell tổng hợp, chia liều 18
F-FDG 44
3.3. Xác định hoạt độ phóng xạ của một số đồng vị phóng xạ có trong màng mỏng
của cửa sổ buồng bia ................................................................................................. 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................... 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 62
PHỤ LỤC 1. BẢNG SỐ LIỆU KHẢO SÁT SUẤT LIỀU BỨC XẠ GAMMA TẠI
TRUNG TÂM MÁY GIA TỐC ....................................................................................... 64

6. PHỤ LỤC 2. BẢNG SỐ LIỆU KHẢO SÁT SUẤT LIỀU BỨC XẠ NEUTRON TẠI
TRUNG TÂM MÁY GIA TỐC ....................................................................................... 66
PHỤ LỤC 3. BẢNG SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỘ NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ BỀ MẶT
TẠI PHÒNG HOTCELL TỔNG HỢP, CHIA LIỀU 18
F-FDG ....................................... 67
PHỤ LỤC 4. BẢNG SỐ LIỆU DÙNG PHÂN TÍCH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ TRONG
LÁ HAVAR ..................................................................................................................... 68

7. DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC TỪ VIẾT TẮT
Ký hiệu Ý nghĩa
Cyclotron Máy gia tốc vòng
PET Positron Emission Tomography; Chụp cắt lớp bằng bức xạ
Positron
SPECT Single Photon Emission Computed Tomography; Chụp cắt lớp
bằng bức xạ đơn Photon
FDG Fludeoxyglucose
RF Radio frequency
D Điện cực Dee
α, β, γ, neutron Bức xạ anpha, beta, gamma và nơ tron
DNA Deoxyribonucleic acid; là nguyên liệu di truyền ở người
CT Computed Tomography; Chụp cắt lớp vi tính
QCVN Quy chuẩn Việt nam
BKHCN Bộ Khoa học và Công nghệ
RFLL Radio frequency low level
Coil Cuộn dây
FDM Fluorodeoxymannose
Hotcell Xưởng nóng, nơi tổng hợp, pha chế dược chất phóng xạ
Lab Phòng thí nghiệm
NNDC National Nuclear Data Center

8. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1. Nguyên lý gia tốc cyclotron................................................................................ 5
Hình 1.2. Sơ đồ chung một cơ sở sản xuất đồng vị phóng xạ dùng gia tốc Cyclotron....... 6
Hình 1.3. Minh họa đứt gãy liên kết trong phân tử AND do bức xạ ion hóa. .................. 12
Hình 2.1. Máy gia tốc Cyclone 30 của hãng IBA ............................................................ 19
Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống máy gia tốc Cyclone 30. .......................................................... 19
Hình 2.3. Sơ lược cấu tạo nguồn ion ................................................................................ 20
Hình 2.4. Sơ lược cấu tạo hệ thống bơm chùm ion dọc trục............................................. 21
Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống RF, Các điện cực Dee, lỗ và khớp nối RF. .............................. 21
Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo đường chùm ............................................................................... 22
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý đưa proton ra.......................................................................... 23
Hình 2.8. Giản đồ miêu tả dòng proton có thể chuyển ra ở 5 cổng khác nhau................. 23
Hình 2.9. Hình dạng bề ngoài (trái) và bên trong (phải) của hệ thống hotcell ................. 25
Hình 2.10. Cửa sổ thủy tinh chì để quan sát hoạt động của cánh tay rôbốt ..................... 25
Hình 2.11. Điều khiển hệ thống hoạt động thông qua máy tính bên ngoài. ..................... 26
Hình 2.12. Cấu trúc phân tử 18
F-FDG............................................................................... 26
Hình 2.13. Sơ đồ mặt bằng khu vực máy gia tốc và các điểm khảo sát suất liều bức xạ,
nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt . ............................................................................................ 28
Hình 2.14. Thiết bị AT6012A sử dụng đo suất liều bức xạ gamma ................................. 29
Hình 2.15. Phản ứng giữa neutron và He3........................................................................ 30
Hình 2.16. Máy đo Thermo (hình trái) và cấu tạo bên trong (hình phải). ........................ 30
Hình 2.17. Các vị trí đo độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt trong phòng hotcell.................. 32
Hình 2.18. Thiết bị Radiagem 2000.................................................................................. 32

9. Hình 2.19. Đầu dò nhiễm bẩn α/β SAB – 100. ................................................................. 32
Hình 2.20. Sơ đồ khối hệ phổ kế bán dẫn BEGe-Canberra . ............................................ 34
Hình 2.21. Khối phân tích số DSA-1000.......................................................................... 36
Hình 3.1. Mặt ngoài hệ hotcell.......................................................................................... 39
Hình 3.2. Khe hở đường ray cửa buồng bia dẫn đến lọt bức xạ neutron.......................... 40
Hình 3.3. Sự thăng giáng suất liều bức xạ gamma và neutron tại cửa buồng bia trong
quá trình bắn chùm tia vào bia theo các ngày sản xuất đồng vị........................................ 40
Hình 3.4. Sự thay đổi độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell tổng hợp, chia
liều 18F-FDG. ................................................................................................................... 45
Hình 3.5. Cấu tạo của bia lỏng đặt ngoài dùng sản xuất 18
F-FDG.................................... 47
Hình 3.6. Đường chuẩn năng lượng.................................................................................. 50
Hình 3.7. Đường cong hiệu suất ghi. ................................................................................ 52
Hình 3.8. Tỉ lệ đóng góp hoạt độ các đồng vị phóng xạ trên lá Havar được đo............... 56

10. DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Giới hạn của Việt Nam về liều chiếu xạ đối với các đối tượng theo quy định
tại Thông tư số 19/2012/TT-BKHCN ngày 8/11/2012 của Bộ Khoa học và Công nghệ. 16
Bảng 2.1. Một số phản ứng hạt nhân tại hệ thống bia....................................................... 24
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật đầu dò của phổ kế AT6102A.............................................. 29
Bảng 3.2. Thông số kỹ thuật đầu dò neutron FH 40 GL-10. ............................................ 31
Bảng 3.1. Trung bình suất liều bức xạ gamma tại các vị trí trong khu vực kiểm soát
Trung tâm máy gia tốc. ..................................................................................................... 38
Bảng 3.2. Trung bình suất liều bức xạ neutron tại các vị trí trong thời gian bắn chùm tia
gia tốc vào buồng bia. ....................................................................................................... 38
Bảng 3.3. Trung bình độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell tổng hợp, chia
liều 18F-FDG. ................................................................................................................... 44
Bảng 3.4. Phản ứng hạt nhân có thể xảy ra khi chùm proton và neutron thứ cấp tương
tác với lá Havar. ................................................................................................................ 48
Bảng 3.5. Thông tin nguồn gamma chuẩn. ....................................................................... 49
Bảng 3.6. Số liệu các tia gamma được chọn để chuẩn năng lượng và vị trí cực đại
(kênh) tương ứng............................................................................................................... 50
Bảng 3.7. Diện tích đỉnh hấp thụ toàn phần của các đỉnh năng lượng được chọn để xây
dựng đường cong hiệu suất ghi......................................................................................... 51
Bảng 3.8. Hiệu suất ghi của hệ đo với các đỉnh năng lượng được chọn để xây dựng
đường cong hiệu suất ghi. ................................................................................................. 51
Bảng 3.9. Danh sách các đồng vị phóng xạ sinh tra trên lá Havar. .................................. 54
Bảng 3.10. Kết quả xác định hoạt độ các đồng vị phóng xạ trên lá Havar....................... 56
Bảng 3.11. Mức hoạt độ miễn trừ. .................................................................................... 57

11. 1
MỞ ĐẦU
Cùng với sự phát triển của khoa học và công nghệ, ứng dụng kỹ thuật bức xạ và
hạt nhân hiện đang được sử dụng ngày càng nhiều và rộng rãi trên thế giới trong các
lĩnh vực của đời sống như y tế, công nghiệp, nông nghiệp, nghiên cứu khoa học, vv…
và đem lại những hiệu quả kinh tế, xã hội đáng ghi nhận. Qua nhiều thập kỉ, các chất
phóng xạ nhân tạo đã đem lại nhiều lợi ích to lớn trong chẩn đoán, điều trị bệnh, cũng
như trong kỹ thuật khoa học, nghiên cứu, nông nghiệp và công nghiệp. Những thành
tựu này đã góp phần cải thiện cuộc sống trên Trái đất với mức độ khó có thể đánh giá
được.
Tuy nhiên, việc sử dụng kỹ thuật bức xạ và hạt nhân cũng tiềm ẩn nhiều nguy
cơ mất an toàn và an ninh bức xạ, hạt nhân, ảnh hưởng đến sức khỏe của nhân viên làm
việc và cộng đồng nếu không được kiểm soát và bảo vệ chặt chẽ. Vấn đề quản lý, vận
chuyển, lưu giữ chất thải phóng xạ, ảnh hưởng của phóng xạ đối với môi trường và con
người là những vấn đề rất quan trọng trong công tác quản lý pháp quy về an toàn bức
xạ. Trong số các cơ sở bức xạ, đáng lưu ý là các cơ sở sử dụng máy gia tốc dùng sản
xuất đồng vị phóng xạ, đặc thù của các cơ sở này là thường có nhiều chất phóng xạ tồn
tại bên trong hệ thống máy gia tốc, mặc dù các cơ sở vận hành máy gia tốc được thiết
kế rất công phu, nhằm đảm bảo các chất phóng xạ được giam giữ trong hệ thống tòa
nhà máy gia tốc nhưng rõ ràng vẫn tiềm ẩn nhiều nguy cơ có thể xảy ra các tai nạn ví
dụ như các hỏng hóc hoặc hư hại máy móc, thiết bị vv…, các thiếu sót trong thiết kế,
các thao tác chủ quan sai lầm của các nhân viên vận hành hoặc việc không quan tâm
đúng mức tới công tác quản lý chất lượng, kiểm tra theo dõi thường xuyên để đề phòng
những phát sinh bất thường.
Hiện nay Bệnh viện Trung ương quân đội 108 đang quản lý và vận hành một
máy gia tốc Cyclotron 30 MeV của hãng IBA đặt tại Trung tâm Máy gia tốc Cyclotron
30 MeV. Máy gia tốc Cyclotron 30 MeV có khả năng gia tốc hai loại hạt là proton và
deuteron, 3 kênh dẫn chùm tia dùng để bắn vào các bia rắn, lỏng, khí và một kênh dùng
cho nghiên cứu cơ bản về vật lý, hóa học. Máy gia tốc Cyclotron 30MeV này có khả

12. 2
năng tạo ra khoảng 10 loại đồng vị phóng xạ được sử dụng nhiều trong y học hạt nhân
là: 124
I, 123
I, 201
Tl, 67
Ga, 111
In, 11
C, 18
F,13
N, 15
O, 22
Na, 48
V.
Việc sản xuất đồng vị phóng xạ trên máy gia tốc Cyclotron 30MeV, quá trình
tổng hợp, kiểm nghiệm, vận chuyển các dược chất phóng xạ, lưu trữ các vật liệu phóng
xạ sinh ra từ quá trình sản xuất dược chất phóng xạ đòi hỏi công tác đảm bảo an toàn
bức xạ phải được quan tâm một cách nghiêm ngặt, nhất là trong quá trình bắn chùm tia
gia tốc vào bia để tạo đồng vị phóng xạ, các tia bức xạ gamma, tia X, chùm tia neutron
được sinh ra có thể gây nguy hiểm cho các kỹ sư vận hành cũng như các nhân viên làm
việc ở phạm vi gần nếu không được che chắn phù hợp. Việc khảo sát, đo đạc suất liều
bức xạ gamma và suất liều chùm tia neutron trước, trong và sau khi vận hành máy gia
tốc sản xuất đồng vị là việc hết sức quan trọng để đánh giá mức độ an toàn bức xạ và
khả năng che chắn của các khối vật liệu.
Luận văn này được thực hiện nhằm mục đích đánh giá mức độ an toàn bức xạ
dựa vào các biện luận khoa học từ các phép đo suất liều bức xạ gamma và neutron, độ
nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại một số địa điểm xung quanh khu vực máy gia tốc
Cyclotron 30MeV trước, trong, sau khi sản xuất đồng vị phóng xạ 18
F. Ngoài ra Luận
văn còn tiến hành các phép đo và tính toán nhằm xác định hoạt độ của một số đồng vị
phóng xạ có trong màng mỏng của cửa sổ buồng bia máy gia tốc Cyclotron 30MeV,
các màng mỏng này bị kích hoạt trở thành vật liệu phóng xạ trong quá trình bắn chùm
tia gia tốc vào bia, kết quả của việc xác định hoạt độ sẽ làm cơ sở tham khảo cho công
tác quản lý và lưu giữ các vật liệu phóng xạ này trước khi thải ra môi trường.
Với mục đích nêu trên, Luận văn được hoàn thành với bố cục gồm 3 chương:
Chương 1. An toàn bức xạ trong sản xuất đồng vị phóng xạ trên máy gia tốc
cyclotron: Trình bày khái quát về máy gia tốc cyclotron, các loại bức xạ phát ra trong
quá trình sản xuất đồng vị phóng xạ trên máy gia tốc cyclotron; tác hại của bức xạ đến
sức khỏe con người; các tiêu chuẩn an toàn bức xạ trong tiếp xúc, vận chuyển và quản
vật liệu phóng xạ của Việt Nam.

13. 3
Chương 2. Đối tượng và Phương pháp nghiên cứu: Trình bày nội dung và đối
tượng khảo nghiên cứu của Luận văn, giới thiệu về máy gia tốc cyclotron 30 MeV
dùng sản suất đồng vị phóng xạ, hệ thiết bị tổng hợp, chia liều dược chất phóng xạ 18
F-
FDG, quy trình sản xuất dược chất phóng xạ 18
F-FDG, các phương và thiết bị được sử
dụng để khảo sát suất liều bức xạ gamma, neutron, độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt và
xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ trong màng mỏng của cửa sổ buồng bia máy gia tốc.
Chương 3. Kết quả thực nghiệm và bàn luận: Trình bày kết quả khảo sát thực
nghiệm phông bức xạ, suất liều bức xạ gamma và neutron trong quá trình sản xuất
dược chất phóng xạ 18
F-FDG tại một số vị trí quan trọng trong khu vực máy gia tốc
Cyclotron 30 MeV; xác định độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại khu vực hệ thiết bị
tổng hợp, chia liều dược chất phóng xạ 18
F-FDG; xác định hoạt độ của một số đồng vị
phóng xạ trong màng mỏng của cửa sổ buồng bia.

14. 4
CHƯƠNG 1
AN TOÀN BỨC XẠ TRONG SẢN XUẤT ĐỒNGVỊ PHÓNG XẠ TRÊN
MÁY GIA TỐC CYCLOTRON
1.1. MÁY GIA TỐC CYCLOTRON DÙNG CHO SẢN XUẤT ĐỒNG VỊ
PHÓNG XẠ
1.1.1. Giới thiệu
Nguyên lý gia tốc tuần hoàn được khám phá vào khoảng năm 1920 là một nền
tảng quan trọng trong vật lý năng lượng cao. Theo nguyên lý này, sự gia tốc được thực
hiện bằng phương pháp hiệu điện thế biến thiên theo thời gian thay cho hiệu điện thế
tĩnh sử dụng trong các máy gia tốc ví dụ như máy gia tốc Van de Graff. Máy gia tốc
đầu tiên có tầm quan trọng thực tiễn dựa trên nguyên lý gia tốc tuần hoàn là cyclotron,
do Ernest Orlando Lawrence phát minh ra.
Ban đầu, cyclotron được dùng để gia tốc các ion (proton, deuteron và các hạt
nặng hơn) tới động năng cỡ vài MeV sử dụng trong nghiên cứu vật lý hạt nhân cơ bản,
nhưng sau đó đã trở nên quan trọng trong các ứng dụng y học. Nó cho phép tạo ra các
đồng vị phóng xạ cho y học hạt nhân cũng như tạo ra các chùm proton cho xạ trị.
Trong cyclotron, các hạt được gia tốc theo các quỹ đạo xoắn ốc đi trong hai điện cực
hình bán trụ chân không bởi từ trường đều (khoảng 1T) được tạo ra giữa các cực của
một nam châm lớn. Một điện áp tần số vô tuyến (RF) với tần số từ 10 đến 30MHz được
đặt vào giữa hai điện cực. Các hạt mang điện được gia tốc khi chúng vượt qua khoảng
trống giữa hai điện cực này. Bên trong các điện cực không có điện trường và các hạt
này chuyển động dưới ảnh hưởng của từ trường theo quỹ đạo nửa vòng tròn với tốc độ
không đổi cho tới khi chúng lại đi qua khoảng trống giữa hai điện cực, lúc này điện
trường đổi chiều và hạt sẽ lại được gia tốc khi qua khoảng trống giữa hai điện cực, hạt
có thêm một lượng động năng nhỏ khi di chuyển trong điện cực kia theo nửa vòng tròn
có bán kính lớn hơn nửa vòng tròn trong điện cực trước, tạo nên một quỹ đạo hình

15. 5
xoắn ốc và động năng của hạt tăng dần sau một số lớn lần vượt qua khoảng trống giữa
hai điện cực.
Hình 1.1. Nguyên lý gia tốc cyclotron.
Quá trình gia tốc cứ tiếp diễn cho đến khi hạt đạt được năng lượng danh định và
tiến ra ngoài bán kính tách chùm tia. Năng lượng cực đại mà một ion có thể thu được
bằng gia tốc cyclotron được tính qua công thức:
Emax =
1
2
mv2
=
(mv)2
2m
=
(qBRtach)2
2m
(1.1)
Trong đó: Rtach là bán kính tách chùm tia; Rtách =
mv
|q|B
m là khối lượng ion được gia tốc.
v là vận tốc của ion tại bán kính tách.
q là điện tích của ion.
B là từ trường đều có phương vuông góc với mặt phẳng chuyển động
của hạt được gia tốc.
Việc sản xuất các động vị phóng xạ bằng gia tốc yêu cầu chùm hạt gia tốc cần
có hai yếu tố sau: Các chùm hạt phải có đủ năng lượng để tạo ra phản ứng hạt nhân cần
thiết và dòng chùm tia đủ lớn để cho hiệu suất thực tế. Thiết kế mặt bằng chung của
một cơ sở sản xuất đồng vị phóng xạ bằng cyclotron được thể hiện trên hình 1.2 [17]

16. 6
Hình 1.2. Sơ đồ chung một cơ sở sản xuất đồng vị phóng xạ dùng gia tốc
Cyclotron.
1.1.2. Các loại bức xạ phát ra trong quá trình sản xuất đồng vị phóng xạ trên
máy gia tốc cyclotron
Như đã đề cập tại mục 1.1.1, để tạo ra các đồng vị phóng xạ, ta cần gia tốc chùm
tia đến năng lượng đủ để xảy ra các phản ứng hạt nhân. Trong quá trình vận hành máy
gia tốc cyclotron, các chùm hạt gia tốc năng lượng cao không những bắn vào bia để tạo
ra đồng vị phóng xạ mà còn có khả năng va đập vào các vật liệu khác tạo ra các loại vật
liệu phóng xạ bên trong hệ thống và cấu trúc xung quanh chùm tia. Các bức xạ sinh ra
trong quá trình sản xuất đồng vị phóng xạ bằng máy gia tốc cyclotron có thể bao gồm:
a. Bức xạ tức thời
Bức xạ tức thời là bức xạ sinh ra do chùm tia gia tốc hoặc từ sự tương tác trực tiếp
của chùm tia gia tốc với các vật liệu. Bức xạ tức thời được sinh ra chỉ khi có chùm tia
gia tốc (máy gia tốc được vận hành). Bức xạ tức thời chủ yếu là tia X (hoặc tia gamma)
năng lượng cao và bức xạ neutron. Việc chiếu xạ trực tiếp do chùm tia gia tốc hoặc bức
xạ tức thời có thể dẫn đến việc nhận liều bức xạ nguy hiểm hoặc gây chết người. (suất
liều quanh chùm tia gia tốc có thể lớn hơn 1,6 Sv/giờ). Do đó các điểm truy cập vào
các khu vực có thể tồn tại bức xạ tức thời cần phải có các rào cản an toàn để ngăn ngừa

17. 7
chiếu xạ do bức xạ tức thời trong quá trình vận hành máy gia tốc. Một số địa điểm mà
mức độ bức xạ tức thời có thể tăng cao do gần với trường chùm tia gia tốc cần được
xem xét như các đường ống đâm xuyên vào phòng máy gia tốc mà không được che
chắn, mặt sàn phía trên trần của phòng máy gia tốc, phần hệ thống che chắn trong vùng
lân cận của chùm tia gia tốc.
b. Bức xạ thứ cấp
Bức xạ tức thời năng lượng cao tương tác với các vật liệu cũng có thể gây ra sự
hình thành các vật liệu phóng xạ. Quá trình này thường được gọi là "kích hoạt" và các
vật liệu phóng xạ được tạo ra lại có khả năng phát các tia bức xạ gọi là "bức xạ thứ
cấp". Vật liệu bị kích hoạt chủ yếu phát ra bức xạ gamma và beta. Một số vật liệu
phóng xạ có thời gian sống ngắn và hoạt độ giảm nhanh chóng trong vòng vài ngày
hoặc vài tuần sau khi bị kích hoạt. Một số vật liệu phóng xạ khác phải mất nhiều năm
để phân rã các đồng vị đến mức ổn định. Việc chiếu xạ do các vật liệu phóng xạ này
chính là phần đóng góp lớn vào liều bức xạ của các nhân viên.
Vật liệu nằm trên các bộ phận đường chùm tia, từ trường, bộ hãm và dừng chùm
tia, bia, detector và các thiết bị thí nghiệm khác là những nơi thường xảy ra việc kích
hoạt vật liệu. Các vật liệu khác có thể bị kích hoạt là các chất bôi trơn, nước làm mát
và không khí bên trong các không gian đường chùm tia. Cần chú ý rằng hệ thống làm
mát khép kín kết hợp bộ hãm chùm tia có thể chứa một số vật liệu kích hoạt dẫn đến
nguy cơ chiếu xạ ngay tại thời điểm máy gia tốc vận hành và cả trong thời gian bảo trì
các hệ thống này. Do vậy các tòa nhà hoặc các phòng làm mát các bộ phận hệ thống
chùm tia năng lượng cao cũng cần thiết phải có các biện pháp kiểm soát ra vào.
c. Các vật liệu nhiễm phóng xạ
Vật liệu bị nhiễm phóng xạ là những thiết bị, công cụ bị nhiễm bẩn phóng xạ bề
mặt có thể tháo rời hoặc vật liệu bị nhiễm bẩn phóng xạ trên bề mặt nhưng có thể được
loại bỏ bằng cách mài mòn hoặc phản ứng hóa học. Các chất lỏng phóng xạ cũng là
một nguồn gây nhiễm bẩn phóng xạ. Các vật liệu kích hoạt có thể trở thành một nguồn
gây nhiễm bẩn phóng xạ trong quá trình hoạt động của máy gia tốc do các tác động

18. 8
mài, giũa, đốt, hàn, gia công, cắt hoặc khoan. Nhiễm bẩn phóng xạ cũng có thể xảy ra
do sự kích hoạt của vật liệu vốn đã bị lão hóa hoặc xuống cấp như bụi, rỉ sét, chất bôi
trơn và chất lỏng.
d. Các nguồn phóng xạ không có nguồn gốc từ chùm tia gia tốc
Các nguồn phóng xạ không có nguồn gốc từ chùm tia gia tốc có thể bao gồm:
Nguồn phóng xạ hoạt độ nhỏ hoặc máy phát tia X được sử dụng trong việc hiệu chuẩn
thiết bị đo, các tần số vô tuyến (RF) sử dụng để gia tốc chùm tia sinh ra các tia X khi
hoạt động, do đó chúng cũng phải được hoạt động trong khu vực đã được che chắn,
kín. Một số thiết bị như ống klystron, nguồn điện áp cao và các thiết bị điện tử năng
lượng cao khác cũng có thể tạo ra tia X khi hoạt động.
1.2. TÁC HẠI CỦA BỨC XẠ ĐẾN SỨC KHỎE CON NGƯỜI
1.2.1. Các loại bức xạ ion hóa [1]
Thuật ngữ “bức xạ” được dùng chung để mô tả hiện tương vật lý khi vật chất phát
ra năng lượng dưới các dạng khác nhau vào môi trường. Có hai loại bức xạ là bức xạ
không ion hóa (non - ionizing) và bức xạ ion hóa (ionizing). Bức xạ không ion hóa là
loại bức xạ có đủ năng lượng để di chuyển các nguyên tử trong một phân tử hoặc làm
các nguyên tử rung động, nhưng không đủ năng lượng để bứt các điện tử ra khỏi
nguyên tử (ví dụ: sóng âm, ánh sáng mắt thấy được, sóng vi ba…). Bức xạ ion hóa là
loại bức xạ (một hạt hoặc một tia bức xạ bất kỳ) có đủ năng lượng để bứt các điện tử ra
khỏi các nguyên tử, phân tử hoặc ion và gây ra sự ion hóa môi trường vật chất mà nó đi
qua. Bức xạ ion hóa thường được chia làm hai loại là tia bức xạ hạt (α, β, neutron) và
tia bức xạ điện từ (tia X và tia gamma).
Tia anpha (α): Tia anpha là hạt nhân của nguyên tử hê li, mang điện tích dương
và có tác dụng ion hoá rất mạnh nhưng khả năng đâm xuyên rất kém (vài centimét
không khí hay da là đủ để chặn lại) tuy nhiên, nếu một chất phát tia anpha được đưa
vào trong cơ thể, nó có thể tạo ra liều chiếu trong nguy hiểm đối với các mô nhạy cảm
do các mô này không có lớp bảo vệ bên ngoài giống như da.

19. 9
Tia bêta (β): Tia bêta gồm có hai loại, tia bêta cộng (β+
) là hạt positron mang
điện tích nguyên tố dương, tia bêta trừ (β-
) là hạt electron mang điện tích nguyên tố âm.
Nói chung khả năng ion hoá của tia bêta kém hơn tia α rất nhiều nhưng tia bêta đâm
xuyên mạnh hơn. Năng lượng của tia β có thể biến thành tia γ hay tia X khi các hạt β bị
hãm lại lúc đi gần một hạt nhân của môi trường vật chất (bức xạ hãm).
Tia gamma (γ): Tia gamma sinh ra từ quá trình phân rã các hạt nhân nguyên tử,
từ các phản ứng hạt nhân, hay tương tác giữa các hạt như quá trình hủy cặp electron-
positron. Tia gamma là một loại bức xạ điện từ có bước sóng rất ngắn, nhỏ hơn 10−12
m
[24], không bị từ trường làm lệch hướng chuyển động do không mang điện. Nếu không
tính đến phản ứng hạt nhân, tương tác của bức xạ gamma với vật chất bao gồm: hiệu
ứng quang điện, hiệu ứng compton và hiệu ứng tạo cặp electron - posistron. Khả năng
ion hoá của tia gamma kém hơn rất nhiều nhưng lại có khả năng đâm xuyên rất mạnh
so với các tia α và β.
Bức xạ neutron: Neutron là một hạt hạ nguyên tử có trong thành phần hạt nhân
nguyên tử, trung hòa về điện tích và có khối lượng bằng 1,67492716×10−27
kg [24].
Bức xạ neutron được sinh ra trong quá trình phân hạch các hạt nhân nguyên tử nặng.
Neutron được chia làm 3 loại tùy thuộc vào năng lượng của chúng (neutron nhanh năng
lượng lớn hơn 100 keV, neutron trung bình năng lượng từ 0,025 đến 100 keV, neutron
nhiệt năng lượng nhỏ hơn 0,025 keV) [24].
Neutron là hạt không tích điện và vì vậy chúng không gây ra sự ion hoá trực tiếp
môi trường mà chúng truyền qua, neutron tương tác với môi trường vật chất thông qua
ba phương thức là tán xạ đàn hồi, tán xạ không đàn hồi và hấp thụ neutron. Tương tác
của neutron với môi trường vật chất có thể kích hoạt các hạt nhân môi trường vật chất
phát ra tia gamma hay các hạt tích điện thứ cấp khác gián tiếp gây ra bức xạ ion hoá.
Neutron có khả năng đâm xuyên rất mạnh nhưng tùy thuộc vào năng lượng của chúng.
Tia X: Giống như tia gamma, tia X cũng là bức xạ điện từ nhưng có bước sóng
dài hơn tia gamma. Các tính chất của tia X cũng tương tự như tia gamma.

20. 10
1.2.2. Tác hại của bức xạ ion hóa lên cơ thể con người
Sau khi Becquerel khám ra hiện tượng phóng xạ và việc ông bà Curie tìm ra chất
phóng xạ tự nhiên Radium và Poloium, bắt đầu một kỉ nguyên nghiên cứu và ứng dụng
đồng vị phóng xạ trong y sinh học. Cho đến nay các chất phóng xạ và các thiết bị phát
bức xạ ion hóa được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt trong y tế. Việc sử
dụng bức xạ đã đem lại những hiệu quả vô cùng to lớn trong công tác chẩn đoán và
điều trị. Những lợi ích của việc sử dụng bức xạ trong đời sống con người thực sự to lớn
nhưng không vì thế mà con người xem nhẹ những tác hại của chúng.
Có hai con đường bức xạ ion hóa tác động lên cơ thể con người, đó là chiếu xạ từ
bên ngoài và chiếu xạ từ bên trong.
Chiếu xạ từ bên ngoài: Nguồn chiếu xạ nằm ngoài cơ thể con người. Việc chiếu
xạ xảy ra khi con người nằm trên đường đi của các tia bức xạ phát ra từ một thiết bị
phát bức xạ hay các chất phóng xạ nằm bên ngoài cơ thể con người. Việc chiếu xạ có
thể xảy ra đối với toàn bộ cơ thể hoặc đối với một phần cơ thể con người. Việc chiếu
xạ ngoài sẽ kết thúc khi cơ thể thôi tiếp xúc với nguồn phát tia bức xạ.
Chiếu xạ từ bên trong: Chiếu xạ xảy ra khi chất phóng xạ nằm bên trong cơ thể,
các chất phóng xạ này có thể vào bên trong cơ thể con người bằng đường hô hấp, ăn
uống, tổn thương da, sau đó lan truyền bên trong cơ thể. Chiếu xạ bên trong chỉ kết
thúc khi chất phóng xạ bị đào thải ra khỏi cơ thể do sự bài tiết và do sự suy giảm cường
độ phóng xạ theo thời gian.
Đối với cơ thể sống, Tác động sinh học cơ bản và nguy hiểm nhất của bức xạ ion
hóa là quá trình ion hoá xảy ra trong các tổ chức mô khi bức xạ đi qua. Sự ion hóa
những phân tử nước (thành phần chủ yếu của các phân tử cấu tạo nên tế bào) có thể
dẫn đến những thay đổi bên trong phân tử và tạo ra các loại hợp chất gây hại cho các
nhiễm sắc thể. Sự hủy hoại này thể hiện ở sự biến đổi về cấu trúc và chức năng của
phân tử. Trong cơ thể người, sự thay đổi này có thể tự biểu lộ qua các triệu trứng bệnh
lý như ốm mệt do phóng xạ, đục thủy tinh thể hoặc về lâu dài là ung thư.

21. 11
Cơ chế gây tổn thương trực tiếp: Bức xạ ion hoá trực tiếp truyền năng lượng và
gây nên quá trình kích thích, ion hoá các phân tử sinh học dẫn đến tổn thương các phân
tử đó.
Cơ chế gây tổn thương gián tiếp: Bức xạ ion hoá tác dụng lên các phân tử nước
(chiếm 75% trong tổ chức sống) làm phân ly các phân tử nước tạo thành các ion: H+
,
OH-
..., các gốc tự do *H, *OH, ..., các hợp chất có khả năng ôxy hoá cao HO2, H2O2,
..., chúng phản ứng với các phân tử sinh học và gây tổn thương.
Sau khi các phân tử sinh học cấu tạo tổ chức sống chịu tác dụng trực tiếp hoặc
gián tiếp của bức xạ ion hóa, các sản phẩm phản ứng tương tác với các phân tử hữu cơ
quan trọng của tế bào. Các gốc tự do và các tác nhân oxy hóa có thể tấn công các phân
tử phức tạp là thành phần của các nhiễm sắc thể, chúng có thể tự gắn vào một phân tử
hoặc làm gãy các liên kết trong các phân tử dạng chuỗi dài đó. Những tổn thương ở
giai đoạn đầu nếu không được hồi phục sẽ dẫn đến những rối loạn về chuyển hóa. Các
gốc tự do phản ứng với những gốc hoạt động của hệ thống men có nhóm –SH biến
chúng thành những nhóm disulfur không hoạt động. Kết quả là hoạt tính phân giải của
hệ thống men có gốc –SH bị phá hủy, một phần chất men này rất cần thiết đối với sự
tổng hợp nucleoproteit và acid nucleic là những nhân tố quan trọng trong sự sống của
cơ thể. Ngoài ra các gốc tự do và các tác nhân oxy hóalàm suy biến các chất men
enzym protein, các chất enzym này đóng vài trò là xúc tác điều hòa đời sống của tế
bào, nếu chúng bị suy biến thì tế bào không thể hoạt động bình thường dẫn đến tế bào
bị chết hay bị hủy hoại. Do ảnh hưởng của sự chiếu bức xạ ion hóa, số lượng các DNA
và dexexyripo nucleoproteit trong các tổ chức sống và nhân tế bào bị giảm nên tốc độ
hồi phục của chúng chậm.
Các hiệu ứng của bức xạ trên cơ thể con người là kết quả của các thương tổn
trong từng tế bào đơn lẻ. Những hiệu ứng này có thể chia thành hai loại, loại soma và
loại di truyền. Các hiệu ứng soma bắt đầu từ những thương tổn trong các tế bào bình
thường của cơ thể và chỉ ảnh hưởng đến người bị chiếu xạ. Các hiệu ứng di truyền thì
lại do những tổn thương trong các tế bào của cơ quan sinh dục. Sự khác biệt quan trọng

22. 12
trong trường hợp này là những thương tổn đó có thể truyền sang cho con của người bị
chiếu xạ và các thế hệ sau nữa. Các tổn thương do bức xạ ion hóa có thể phân chia như
dưới đây.
a. Các tổn thương xảy ra ở mức độ phân tử
Khi chiếu xạ, năng lượng của chùm tia truyền trực tiếp hoặc gián tiếp cho các
phân tử sinh học từ đó có thể phá vỡ mối liên kết hoá học hoặc phân ly các phân tử
sinh học. Kết quả làm cho các phân tử này bị tổn thương dẫn đến chết hoặc làm thay
đổi các thông tin bên trong của chúng.
Hình 1.3. Minh họa đứt gãy liên kết trong phân tử AND do tác động của bức xạ
ion hóa.
b. Các tổn thương xảy ra ở mức độ tế bào
Khi bị chiếu xạ các đặc tính của tế bào có thể thay đổi ở cả trong nhân và nguyên
sinh chất. Nếu bị chiếu xạ bởi liều cao tế bào có thể bị phá huỷ hoàn toàn. Theo mức
độ tổn thương, tế bào sau khi bị chiếu có thể xảy ra các trường hợp sau:
- Tế bào hồi phục bình thường;
- Tế bào chết do tổn thương nặng ở nhân và chất nguyên sinh;

23. 13
- Tế bào không chết nhưng bị thay đổi. Ví dụ: không phân chia được nhưng số
nhiễm sắc thể tăng gấp đôi và thành tế bào khổng lồ; tế bào phân chia được
nhưng có rối loạn trong cơ chế di truyền...
Các nghiên cứu cho thấy không phải toàn bộ các tế bào cùng có độ nhạy cảm bức
xạ giống nhau mà chúng rất khác nhau. Một số tế bào có độ nhạy cảm với bức xạ cao
như:
- Các tế bào non đang trưởng thành (tế bào phôi);
- Các tế bào sinh sản nhanh, dễ phân chia (tế bào cơ quan tạo máu, niêm mạc
ruột, tinh hoàn, buồng trứng ...);
- Các tế bào thần kinh tùy thuộc loại ít phân chia nhưng cũng rất nhạy cảm phóng
xạ.
c. Các tổn thương xảy ra ở mức độ cơ thể
Tổn thương xảy ra ở mức độ cơ thể kèm theo các hiệu ứng biểu hiện theo thời
gian (hiệu ứng sớm, hiệu ứng muộn).
Hiệu ứng sớm: Là hiệu ứng xảy ra khi các cá thể bị chiếu bởi mức liều lớn (liều
toàn thân khoảng > 500mSv [5]). Các biểu hiện bệnh do bức xạ gây ra sẽ xuất hiện sau
khoảng thời gian ngắn. Các biểu hiện đầu tiên xuất hiện tại những cơ quan có tế bào
nhạy cảm với bức xạ như:
Máu và cơ quan tạo máu: xuất huyết, phù nề, thiếu máu, giảm limpho, bạch cầu,
tiểu cầu và hồng cầu.
Hệ tiêu hoá: ỉa chảy, sút cân, nhiễm độc máu, giảm sức đề kháng cơ thể, những
thay đổi trong hệ thống tiêu hoá thường quyết định hậu quả bệnh phóng xạ.
Da: Sau khi bị chiếu liều cao, các ban đỏ xuất hiện trên da, da bị viêm, xạm, các
tổn thương này có thể dẫn đến viêm loét, thoái hoá, hoại tử da hoặc phát triển thành
ung thư da.

24. 14
Hiệu ứng muộn: Các hiệu ứng muộn được chia làm 2 loại là hiệu ứng sinh thể
bao gồm giảm tuổi thọ, tần suất xuất hiện bệnh ung thư cao hơn, thường là ung thư
máu, ung thư da, ung thư xương, ung thư phổi và hiệu ứng di truyền bao gồm tăng xác
suất xuất hiện các đột biến về di truyền, dị tật bẩm sinh, quái thai.
1.3. TIÊU CHUẨN AN TOÀN BỨC XẠ TRONG TIẾP XÚC, VẬN
CHUYỂN VẬT LIỆU PHÓNG XẠ VÀ QUẢN LÝ CHẤT THẢI PHÓNG XẠ
1.3.1. Tiêu chuẩn đối với liều chiếu xạ cá nhân
An toàn bức xạ bao gồm các hành động thực hiện để ngăn chặn các bức xạ
hoặc để hạn chế hậu quả của bức xạ tại những nơi có sử dụng, vận chuyển và lưu giữ
nguồn phóng xạ như nhà máy điện hạt nhân, y tế, năng lượng, công nghiệp, và sử
dụng quân sự. Mục đích của các tiêu chuẩn cơ bản về an toàn bức xạ là để ngăn ngừa
những hiệu ứng tất định và hạn chế những hiệu ứng ngẫu nhiên gây bởi bức xạ. Một
tiêu chuẩn quan trọng hàng đầu về an toàn bức xạ là các giới hạn về liều chiếu xạ
nghề nghiệp đối với nhân viên bức xạ và liều chiếu xạ dân chúng. Liều chiếu xạ của
một cá nhân được xác định như sau:
Hhd,tổng= Hhd,1 + Hhd,2 (1.2)
Hhd,tổng tổng liều hiệu dụng: là đại lượng được dùng để đánh giá liều bức xạ gây
nên cho tất cả các mô và cơ quan trong cơ thể; Hhd,1: liều hiệu dụng gây bởi chiếu xạ
từ bên ngoài trong một khoảng thời gian xác định; Hhd,2: Liều hiệu dụng gây bởi chất
phóng xạ xâm nhập vào cơ thể trong cùng thời gian đó.
Đơn vị của liều hiệu dụng là jun trên kilogram và được gọi là Sivơ (Sv).
Đối với mọi công việc bức xạ bất kỳ, cần phải bảo vệ nhân viên bức xạ và dân
chúng tránh các rủi ro bức xạ bằng cách giữ cho liều chiếu xạ thấp hơn các giới hạn
liều tương ứng dưới đây.
Bảng 1.1. Giới hạn của Việt Nam về liều chiếu xạ đối với các đối tượng theo quy định
tại Thông tư số 19/2012/TT-BKHCN ngày 8/11/2012 của Bộ Khoa học và Công nghệ

25. 15
Đối tượng Giới hạn về liều
Nhân viên bức xạ
chuyên nghiệp trên 18
tuổi
- Liều hiệu dụng 20 mSv trong một năm được lấy
trung bình trong 5 năm kế tiếp nhau (100 mSv trong 5
năm) và 50 mSv trong một năm đơn lẻ bất kỳ;
- Liều tương đương đối với thủy tinh thể mắt 20 mSv
trong một năm được lấy trung bình trong 5 năm kế tiếp
nhau (100 mSv trong 5 năm)1 và 50 mSv trong một
năm đơn lẻ bất kỳ;
- Liều tương đương đối với chân và tay hoặc da 500
mSv trong một năm;
Dân chúng
- Liều hiệu dụng 1 mSv trong một năm.
- Trong những trường hợp đặc biệt , có thể áp dụng giá
trị giới hạn liều hiệu dụng cao hơn 1 mSv, với điều
kiện giá trị liều hiệu dụng lấy trung bình trong 5 năm
kế tiếp nhau không vượt quá 1 mSv trong một năm.
- Liều tương đương đối với thủy tinh thể mắt 15 mSv
trong một năm.
- Liều tương đương đối với da 50 mSv trong một năm.
- Liều bức xạ của người chăm sóc, hỗ trợ và thăm
bệnh nhân trong chẩn đoán, xét nghiệm và điều trị
bằng bức xạ ion hóa hoặc dược chất phóng xạ có độ
tuổi từ 16 tuổi trở lên không được vượt quá 5 mSv
trong cả thời kỳ bệnh nhân làm xét nghiệm hoặc điều
trị. Liều bức xạ của người chăm sóc, hỗ trợ và thăm
bệnh nhân trong chẩn đoán, xét nghiệm và điều trị
bằng bức xạ ion hóa hoặc dược chất phóng xạ có độ
tuổi nhỏ hơn 16 tuổi không được vượt quá 1 mSv

26. 16
trong cả thời kỳ bệnh nhân làm xét nghiệm hoặc điều
trị.
Người đang học nghề
liên quan đến bức xạ,
học sinh, sinh viên tuổi
từ 16 đên 18 sử dụng
nguồn phóng xạ trong
quá trình học tập
- Liều hiệu dụng 6 mSv trong một năm;
- Liều tương đương đối với thủy tinh thể mắt 20 mSv
trong một năm;
- Liều tương đương đối với chân và tay hoặc da2 150
mSv trong một năm.
1.3.2. Tiêu chuẩn về nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt của Việt Nam [12]
Theo Thông tư số 23/2012/TT-BKHCN ngày 23/11/2012 của Bộ Khoa học và
Công nghệ quy định: Vật nhiễm bẩn bề mặt là vật rắn, bản thân nó không phải là vật
liệu phóng xạ nhưng có chất phóng xạ bám trên bề mặt. Nhiễm bẩn phóng xạ là sự có
mặt của chất phóng xạ trên bề mặt với lượng lớn hơn 0,4 (Bq/cm2
) đối với chất phát
beta, chất phát gama và chất phát anpha độc tính thấp hoặc lớn hơn 0,04 (Bq/cm2
) đối
với chất phát anpha khác.
Nhiễm bẩn phóng xạ không được vượt quá các giới hạn sau: 4 (Bq/cm2
) đối với
chất phát beta, chất phát gama và chất phát anpha độc tính thấp; 0,4 (Bq/cm2
) đối với
các chất phát anpha khác. Các giá trị giới hạn được lấy trung bình trên diện tích 300
(cm2
) hoặc toàn bộ diện tích bề mặt nếu nhỏ hơn 300 (cm2
).
1.3.3. Tiêu chuẩn và điều kiện của Việt Nam về suất liều bức xạ trong vận
chuyển vật liệu phóng xạ
Theo Thông tư số 23/2012/TT-BKHCN ngày 23/11/2012 của Bộ Khoa học và
Công nghệ quy định:
- Đối với kiện miễn trừ, suất liều bức xạ ở sát bề mặt kiện không lớn hơn 5
(µSv/h);
- Đối với các loại kiện khác, suất liều bức xạ trên mặt ngoài của kiện không
lớn hơn 2 (mSv/h);

27. 17
- Đối với thiết bị hoặc vật phẩm không bao gói, suất liều bức xạ tại điểm cách
mặt ngoài 10 (cm) không lớn hơn 0,1 (mSv/h).
1.3.4. Tiêu chuẩn và điều kiện miễn trừ, khai báo, cấp phép chất phóng xạ
nhân tạo của Việt Nam [11]
Chất phóng xạ chứa nhiều hơn một loại nhân phóng xạ nhân tạo thỏa mãn công
thức sau:
1
1

n
i i
i
X
C
(1.3)
Trong đó:
- n là số lượng nhân phóng xạ nhân tạo có trong chất phóng xạ;
- Ci là tổng hoạt độ hoặc hoạt độ riêng của nhân phóng xạ nhân tạo i có
trong chất phóng xạ, đơn vị tính là Becơren (Bq) hoặc Becơren trên
gam (Bq/g) tương ứng;
- Xi là mức miễn trừ khai báo, cấp giấy phép tương ứng đối với nhân
phóng xạ i, đơn vị tính là Becơren (Bq) hoặc Becơren trên gam (Bq/g).
Xi được quy định tại Phụ lục I của QCVN 5: 2010/BKHCN.

28. 18
CHƯƠNG 2
ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Như đã giới thiệu tại phần Mở đầu và Chương 1, Hiện nay Bệnh viện Trung
ương Quân đội 108 đang quản lý và vận hành một máy gia tốc Cyclone 30 có khả năng
tạo ra khoảng 10 đồng vị 124
I, 123
I, 201
Tl, 67
Ga, 111
In, 11
C, 18
F,13
N, 15
O, 22
Na, 48
V sử dụng
trong y học hạt nhân. Đối tượng khảo sát trong phạm vi Luận văn bao gồm việc đo suất
liều bức xạ gamma và neutron, độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại một số địa điểm
xung quanh khu vực máy gia tốc Cyclone 30 trước, trong, sau khi sản xuất đồng vị
phóng xạ nhằm đánh giá mức độ an toàn bức xạ tại đây dựa trên các biện luận khoa
học. Ngoài ra Luận văn còn tiến hành các phép đo và tính toán xác định hoạt độ của
một số đồng vị phóng xạ có trong màng mỏng của cửa sổ buồng bia máy gia tốc
Cyclone 30 làm cơ sở tham khảo cho công tác quản lý và lưu giữ các vật liệu phóng xạ
trước khi thải ra môi trường.
2.1 SẢN XUẤT ĐỒNG VỊ PHÓNG XẠ TRÊN MÁY MÁY GIA TỐC
CYCLONE 30 TẠI TRUNG TÂM MÁY GIA TỐC, BỆNH VIỆN TRUNG
ƯƠNG QUÂN ĐỘI 108
2.1.1 Máy gia tốc Cyclone 30 [2] [15]
Máy gia tốc Cyclone 30 (tên riêng của máy gia tốc cyclotron 30MeV của hãng
IBA Bỉ) là máy gia tốc vòng có tần số ổn định, trường không đổi, có thể gia tốc H-
tới
năng lượng cực đại 30 MeV. Năng lượng chùm ion chiết (beam) có thể thay đổi từ 15
đến 30 MeV với cường độ lên đến 350 µA.

29. 19
Hình 2.1. Máy gia tốc Cyclone 30 của hãng IBA.
Nguyên lý cấu tạo máy gia tốc Cyclone 30
Các hệ thống quan trọng cấu thành Cyclone 30 bao gồm: Nguồn ion (Ion Source);
Hệ thống nam châm chính (Main magnet System); Hệ thống RF (radio frequency
System); Hệ thống bơm chùm ion dọc trục (Axial Injection); Hệ thống chiết chùm
(tripper); Hệ thống chân không (Vacuum System); Các đường chùm (Beam line); Bia
(Target).
Hình 2.2. Sơ đồ hệ thống máy gia tốc Cyclone 30.

30. 20
a. Nguồn ion: Nguồn ion được cung cấp từ plasma đa cực tạo ra bởi nam châm
vĩnh cửu đặt dưới các tấm mạ nhôm. Bên trong buồng chứa khí H2, các phân tử hydro
chuyển động hỗn loạn vì nhiệt, khi tiếp xúc với các điện tử mang năng lượng phát ra từ
ca-tốt được nung nóng, sẽ xảy ra phản ứng: H2 → ionH−
Hình 2.3. Sơ lược cấu tạo nguồn ion.
b. Hệ thống bơm chùm ion dọc trục (axial Injection): Hệ thống bơm chùm
ion dọc trục là bộ phận chuyển H-
được sinh ta từ nguồn ion tới trung tâm của máy gia
tốc, các bộ phận chính bao gồm:
- Nam châm lái: Cho phép di chuyển chùm sang bên dọc theo hai trục X và Y
vuông góc với nhau và với trục bơm;
- Thấu kính tĩnh điện Einzell: Có tác dụng hội tụ chùm yếu;
- Thấu kính solenoid (Glazer): Có tác dụng hội tụ chùm mạnh;
- Bộ gom hạt (puller): Nguồn ion được tạo ra là dòng liên tục, nhưng do tính
chất tuần hoàn của cyclotron chỉ cho phép khoảng 10% chùm được gia tốc.
Bộ gom hoạt động theo tốc độ của các hạt, tăng số hạt tới D đúng pha gia
tốc;
- Bơm tĩnh điện: Đẩy chùm gia tốc xuống đường bơm tới từ trường của
cyclotron.

31. 21
Hình 2.4. Sơ lược cấu tạo hệ thống bơm chùm ion dọc trục.
c. Hệ thống RF: Hệ thống RF cung cấp điện trường dao dộng để đẩy các ion
qua các khe gia tốc, là nơi mà chúng thu nhận năng lượng sau mỗi vòng, cho tới khi đạt
tới năng lượng mong muốn ở bán kính chiết.
Hình 2.5. Sơ đồ hệ thống RF, Các điện cực Dee, lỗ và khớp nối RF.
Hệ thống RF về cơ bản là hệ thống khuếch đại năng lượng cao, khuếch đại sóng
sin của bộ dao động thạch anh nhỏ tới năng lượng 25 hoặc 40kW. Năng lượng RF cấp
tới hai cặp điện cực gia tốc phẳng đối diện bên trong cyclotron.
d. Hệ thống nam châm chính (Main magnet System): Tạo ra từ trường đều có
phương vuông góc với mặt phẳng chuyển động của hạt được gia tốc. Đặc tính của hệ
thống nam châm chính gồm: Số lượng các sector: 4; góc các sector: 54-58 độ; Cường
độ từ trường vùng đồi: 1,7 Tesla; Cường độ từ trường vùng rãnh: 0,12 Tesla; Năng
lượng dòng một chiều trong các cuộn dây: 7,2 kW.

32. 22
e. Hệ thống chân không: Hệ thống chân không trong cyclotron phải đảm bảo
độ chân không cao để tránh sự ion hóa các điện tích bởi các khí dư. Buồng ion và hệ
thống dẫn chùm tia được hút chân không đến 10−8
− 10−10
bar, buồng cyclotron được
hút chân không đến 5 × 10−10
bar.
g. Đường chùm (Beam line): Sau khi ra khỏi cyclotron, dòng proton này sẽ
được truyền qua đường chùm (beam line) đến kích hoạt bia đã được làm giàu tạo ra các
đồng vị phóng xạ. Đường chùm là một ống được chế tạo bằng nhôm để hạn chế việc
kích hoạt.
Hình 2.6. Sơ đồ cấu tạo đường chùm.
h. Hệ thống triết chùm: Được đặt cuối đường chùm để tách chùm tia đến các
cổng đã được lắp đặt hệ thống bia. Hệ thống chiết chùm lấy điện tử của các ion khi
chúng đi qua lá carbon. Chùm hạt sau khi đi qua lá các bon là proton mang điện dương
được lái ra ngoài bởi từ trường đến các đường chiết chùm tia.

33. 23
Hình 2.7. Sơ đồ nguyên lý đưa proton ra.
Có 5 cổng chiết chùm tia được lắp trên buồng chân không của nam châm
chuyển mạch. Vai trò của nam châm chuyển mạch là lái chùm tới một trong các cổng
đó.
Hình 2.8. Giản đồ miêu tả dòng proton có thể chuyển ra ở 5 cổng khác
nhau.
i. Hệ thống bia: Nằm bên ngoài cyclotron, có 3 loại vật liệu bia là: rắn, lỏng,
khí. Chùm proton năng lượng cao bắn vào bia tạo ra các phản ứng hạt nhân, từ đó sinh
ra các đồng vị phóng xạ.
Bảng 2.1. Một số phản ứng hạt nhân tại hệ thống bia.
Đồng
vị
Phản ứng
hạt nhân
Vật liệu bia
Công thức hóa học
của sản phẩm đồng vị
15
O 15
N(p,n)O15
15
N2 + 16
O2
(2.5%)
[15
O]O2

34. 24
13
N 16
O(p,α)N13
5mM ethanol trong nước vô trùng [13
N]NH4
11
C 14
N(p,α)C11
15
N2 + 16
O2
(1%)
[11
C]CO2
18
F 18
O(p,n)F18
H2
18
Oc
[18
F]F-
18
F 18
O(p,n)F18 18
O2 [18
F]F2
e
j. Hệ điều khiển: Việc điều khiển hoạt động của cyclotron thông qua hệ thống
tự động thiết kế linh hoạt, tin cậy, được xây dựng xung quanh bộ điều khiển logic lập
trình PLC – Siemens simatic S7-400, chạy trên PC.
2.1.2 Hệ hotcell tổng hợp, chia liều dược chất phóng xạ 18
F-FDG [4]
Hiện tại máy gia tốc cyclone 30 tại Trung tâm máy gia tốc 30 MeV - Bệnh viện
Trung ương Quân đội 108 được sử dụng chủ yếu để sản xuất đồng vị 18
F là nhân phóng
xạ positron dùng cho máy chụp hình cắt lớp bức xạ positron (Positron Emission
Tomography-PET).18
F được tạo ra tại buồng bia lỏng theo phản ứng hạt nhân
18
O(p,α)18
F trong khoảng 20-30 phút ở điều kiện năng lượng chùm tia proton 18 MeV,
cường đội chùm tia khoảng 35-40 μA. Sản phẩm 18
F được tạo ra có hoạt độ 1000 –
1200 mCi sau đó sẽ được dẫn truyền vào hệ tổng hợp, chia liều dược chất phóng xạ (hệ
hotcell). Tại đây một phần 18
F sẽ được tổng hợp thành FDG, 1 phần sẽ đi vào lọ thải.
Sau khi tổng hợp xong, hệ hotcell sẽ tự động chia liều tùy theo lượng hoạt độ mỗi liều
đã được đặt trước bởi kỹ thuật viên cho việc kiểm nghiệm hoặc cho các đơn vị sử
dụng.
Hệ chia liều là hệ thống rôbốt được thiết kế với độ an toàn rất cao trong việc
che chắn bức xạ đồng thời có hệ thống giám sát liều lượng bên trong và bên ngoài đi
kèm.

35. 25
Hình 2.9. Hình dạng bề ngoài (trái) và bên trong (phải) của hệ thống hotcell.
Phần bên trong hệ hotcell là khu vực tiếp xúc trực tiếp với chất phóng xạ, được
thực hiện bởi cánh tay rôbốt rất linh hoạt có 6 bậc tự do.
Để quan sát quá trình tổng hợp, chia liều và hoạt động của cánh tay rôbốt, có một
tấm cửa thủy tinh chì dày 75 mm, kích thước 140 x 140 mm.
Hình 2.10. Cửa sổ thủy tinh chì để quan sát hoạt động của cánh tay rôbốt.
Việc chia liều dược chất phóng xạ được đảm bảo độ chính xác cao bằng hệ
thống Theodorico lập trình chia liều tự động cho rôbốt bằng máy tính.

36. 26
Hình 2.11. Điều khiển hệ thống hoạt động thông qua máy tính bên ngoài.
2.1.3. Quy trình sản xuất dược chất phóng xạ18
F-FDG [4] [16]
a. Giới thiệu chung về 18
F-FDG
18
F-FDG là một dạng tương tự của đường glucose trong đó nhóm hydroxyl trên
một nguyên tử C của một phân tử glucose được thay thế bằng một nguyên tử F. 18
F-
FDG có tên hóa học là Fluoro deoxy glucose, khối lượng phân tử 181.15 g/mol.
Hình 2.12. Cấu trúc phân tử 18
F-FDG.
- Dạng hóa học: 18
F-FDG
- Phản ứng trên bia: 18
O (p,n) 18
F
- Thời gian bán rã T1/2 = 110 phút
- Vật liệu bia: H2
18
O
- Năng lượng chùm proton: 18 MeV

37. 27
- Thời gian chiếu: 60 phút cho 400µl hoặc 120 phút cho 2 ml
- Hoạt độ (mCi): 700 (400µl), 5000 (2ml)
b. Quy trình sản xuất 18
F-FDG
Các giai đoạn sản xuất dược chất phóng xạ 18
F-FDG gồm:
- Chuẩn bị bia, bia dùng cho sản xuất 18
F là bia nước giàu 18
O;
- Tính toán tối ưu các điều kiện chiếu xạ và chiếu bia;
- Xử lý hóa học bia nóng sau khi đã được chiếu xạ;
- Tổng hợp 18
F thành dược chất phóng xạ 18
F-FDG;
- Chia liều dược chất phóng xạ 18
F-FDG;
- Kiểm nghiệm dược chất18
F-FDG đáp ứng các tiêu chuẩn dược chất;
Trong các giai đoạn sản xuất dược chất phóng xạ 18
F-FDG, giai đoạn tổng hợp,
chia liều và vận chuyển dược chất phóng xạ là khoảng thời gian chủ yếu gây nên liều
chiếu cho các nhân viên ngay tại thời điểm sản xuất. Quá trình xử lý, lưu giữ chất thải
phóng xạ sinh ra trong quá trình sản xuất 18
F-FDG cũng có nguy cơ làm tăng liều chiếu
xạ đối với các nhân viên. Ngoài ra như đã trình bày tại Chương 1, một số vật liệu nằm
trong hệ thống máy gia tốc có thể bị chiếu xạ và kích hoạt trở thành vật liệu phóng xạ,
do đó trong quá trình bảo dưỡng, sửa chữa máy gia tốc, đặc biệt là tại buồng bia có thể
gây liều chiếu xạ thêm cho nhân viên.
2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Khảo sát suất liều gamma
a. Phương pháp và vị trí đo
Khảo sát phông và suất liều bức xạ gamma tại các vị trí cửa buồng bia (1), cửa
phòng hệ hotcell (2), trung tâm phòng hotcell (3), hành lang đi lại (4), cách cửa buồng
bia 0,5m (5), cách cửa buồng bia 4m (6) thể hiện trên sơ đồ mặt bằng khu vực máy gia

38. 28
tốc hình 2.13, phòng lấy mẫu 18
F-FDG (phòng Lab phân tích phổ gamma), phòng kiểm
nghiệm 18
F-FDG (phòng Lab sắc ký) trước, trong và sau khi sản xuất 18
F-FDG.
Đo suất liều gamma bên ngoài các container chứa dược chất phóng xạ 18
F-FDG
sau khi đã tổng hợp và bên ngoài xe kéo tay chở các container này.
Các giá trị suất liều gamma được đo 03 lần và lấy giá trị trung bình.
Hình 2.13. Sơ đồ mặt bằng khu vực máy gia tốc và các điểm khảo sát suất liều
bức xạ, nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.
b. Thiết bị đo
Thiết bị sử dụng đo suất liều bức xạ gamma là máy phổ kế AT6102A cầm tay
đa chức năng, bên trong có đầu dò nhấp nháy với tinh thể Na(TI) Ø40x40 mm và ống
đếm Geiger-Muller.

39. 29
Hình 2.14. Thiết bị AT6012A sử dụng đo suất liều bức xạ gamma.
Bảng 2.2. Thông số kỹ thuật đầu dò của phổ kế AT6102A.
Loại đầu dò của
phổ kế AT6012A
Khoảng đo suất liều bức xạ
gamma
Khoảng năng lượng bức xạ
gamma ghi nhận được (keV)
Nal (Tl) 0.01 uSv/h - 300 uSv/h 50 - 3000
Geiger-Muller 10uSv/h-100 mSv/h 60 - 3000
2.2.2. Khảo sát suất liều neutron
a. Phương pháp và vị trí đo
Khảo sát phông và suất liều bức xạ neutron tại các vị trí 1, 2, 3, 4, 5, 6 trên sơ đồ
mặt bằng khu vực máy gia tốc hình 2.13 trước, trong và sau khi sản xuất 18
F-FDG. Các
giá trị suất liều neutron được đo 03 lần và lấy giá trị trung bình.
b. Thiết bị đo [7]
Nguyên lý ghi đo bức xạ neutron: Neutron năng lượng cao bay đến, bị làm chậm
khi đi qua lớp polyetylen và trở thành neutron nhiệt. Sau đó đi vào ống chứa khí He-3,

40. 30
tại đây neutron nhiệt sẽ phản ứng với He3 theo phương trình
3 3
0,764He n T p MeV    .
Hình 2.15. Phản ứng giữa neutron và He3.
Các hạt mang điện Triti và proton sẽ được phát hiện bởi đám mây tích điện
được tạo ra trong vùng khí của ống đếm tỉ lệ hoặc ống đếm Gerger Muler.
Thiết bị đo suất liều neutron được sử dụng trong Luận văn là Thermo FH 40
GL-10 có cấu tạo và đặc tính kỹ thuật được mô tả tại hình 2.16 và bảng 2.3. Cấu tạo
Thermo FH 40 GL-10 gồm: ống trụ có vỏ dày làm bằng polyetylen; lớp bột Vonfram;
ống đếm chứa khí He-3; vá cao su tẩm boric; tiền khuếch đại; màn hình hiển thị Led;
cáp kết nối
Hình 2.16. Máy đo Thermo (hình trái) và cấu tạo bên trong (hình phải).

41. 31
Bảng 2.3. Thông số kỹ thuật đầu dò neutron FH 40 GL-10.
Dải đo (Cf-252) 1 nSv/h – 100 mSv/h
Độ nhạy (Cf-252) 0,84 1
s
/(µSv/h)
Dải năng lượng 25 meV – 5GeV
Góc đo ± 20% tất cả các hướng
Gamma truyền qua <5. 5
10
với 100 mSv/h (Cs137)
Khí lấp đầy He3, 2 bar
Kích thước/Khối lượng Φ 230 mm×h 340 mm/13,5 kg
2.2.3. Khảo sát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt
a. Phương pháp, vị trí đo
Như đã biết, Trung tâm máy gia tốc Cyclotron 30 MeV hiện chủ yếu chỉ sản
xuất 18
F-FDG, 18
F là đồng vị phát bức xạ positron năng lượng 0.6335 MeV với suất ra
97%. Ngoài đồng vị chính 18
F còn nhiều các đồng vị khác sinh ra trong quá trình bắn
bia, đối tượng khảo sát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không chỉ có positron và gamma
mà có thể có cả beta- và alpha. Tuy nhiên trong quá trình khảo sát, chưa khi nào phát
hiện được nhiễm bẩn phóng xạ alpha, do đó loại bức xạ gây nhiễm bẩn bề mặt được
đánh giá trong Luận văn là bức xạ positron, beta- và gamma.
Do quá trình sản xuất 18
F-FDG là một chu trình khép kín, nhiễm bẩn phóng xạ
bề mặt thường có khả năng lớn nhất xảy ra tại phòng hotcell tổng hợp và chia liều 18
F-
FDG. Đo nhiễm bẩn bằng phương pháp trực tiếp, giữ đầu dò đo nhiễm bẩn cách bề mặt
cần đo 0,1 cm tại các vị trí cách chân hệ hotcell 1m (B), 0,3m (C), sát chân hệ hotcell
(B) thể hiện tại hình 2.17. Mỗi điểm đo 3 lần, mỗi lần đo trong thời gian 2 phút và lấy
giá trị trung bình độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt.

42. 32
Hình 2.17. Các vị trí đo độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt trong phòng hotcell.
Ta thấy rằng tại vị trí cửa đưa vào, ra container chứa dược chất phóng xạ 18
F-
FDG có thể có khả năng nhiễm bẩn phóng xạ cao, tuy nhiên nếu thực hiện khảo sát độ
nhiễm bẩn tại đây, kết quả đo sẽ không khách quan do bên trong hệ hotcell đang có
dược chất phóng xạ 18
F-FDG, do đó không thực hiện đo nhiễm bẩn phóng xạ tại vị trí
này.
b. Thiết bị đo
Việc đo nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt được thực hiện bằng cách sử dụng hệ thiết
bị Radiagem 2000 đi kèm đầu dò Đầu dò nhiễm bẩn α/β SAB – 100.
Hình 2.18. Thiết bị Radiagem 2000. Hình 2.19. Đầu dò nhiễm bẩn α/β SAB – 100.
Đầu dò nhiễm bẩn α/β SAB – 100: Đầu dò có khả năng chỉ đo bức xạ alpha; chỉ
đo bức xạ beta; cả bức xạ alpha và beta; cả bức xạ anpha, beta và gamma. Đầu dò sử
Cửa đưa vào,
ra container
chứa dược chất
phòng xạ 18
F-
FDG

43. 33
dụng một tấm phim nhấp nháy ZnS(Ag) đặt lên trên một tấm plastic nhấp nháy dày
0.5mm. Diện tích phát hiện 102 cm2
(68 x 150 mm). Dải đo từ 0 – 10000 c/s.
2.2.4. Xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ bằng hệ phổ kế gamma [8] [9] [23]
a. Phương pháp xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ
Hiện nay, để xác định hoạt độ của một số đồng vị trong mẫu môi trường,
phương pháp thường được sử dụng nhiều đó là phương pháp tuyệt đối. Trong phương
pháp này, chúng ta cần phải xác định được hiệu suất ghi đối với đỉnh năng lượng tia
gamma phát ra tương ứng với dạng hình học của mẫu. Chính điều này đặt ra nhu cầu
xây dựng đường cong hiệu suất đối với detector ứng với từng đỉnh năng lượng theo độ
cao. Việc xây dựng đường cong hiệu suất này giúp tính toán hoạt độ phóng xạ của các
mẫu đo có dạng hình học nhất định. Đường cong hiệu suất ghi là đường mô tả sự phụ
thuộc của hiệu suất ghi vào năng lượng bức xạ gamma. Hiệu suất ghi đỉnh của detector
ηh(E) được tính theo công thức:
ηh(E) =
N
IγAfsumt
[7] [8] [9] (2.1)
Trong đó: N: diện tích (số đếm) của đỉnh năng lượng quan tâm,
Iγ [%]: là hiệu suất phát gamma ứng với năng lượng Eγ
A [Bq]: hoạt độ của mẫu tại thời điểm đo
fsum: hệ số hiệu chỉnh cho hiệu ứng trùng phùng tổng
t [s]: thời gian đo mẫu
Ngoài ra còn có các hiệu chỉnh khác như: tự hấp thụ, hình học đo…
Hiệu suất ghi đỉnh là hàm theo năng lượng, ηh(E) có dạng:
ln[ηh(E)] = a0 + a1.ln(E) + a2.[ln(E)]2
+ a3.[ln(E)]3
+ a4.[ln(E)]4
…. [23] (2.2)
Do vậy, đầu tiên cần xác định hiệu suất ghi ηh(E) tương ứng với từng đỉnh năng
lượng E của mẫu nguồn chuẩn, sau đó làm khớp bộ số liệu đo được với hàm tại biểu
thức (2.2) nêu trên để xác định hệ số ai. Sau khi đã xác định được hiệu suất ghi đỉnh
ηh(E), áp dụng vào biểu thức (2.1) ta sẽ tính được hoạt độ A[Bq] của các đồng vị phóng
xạ có trong mẫu cần phân tích.

44. 34
b. Hệ phổ kế gamma bán dẫn dùng xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ [23]
Phổ kế gamma với detector bán dẫn được sử dụng rộng rãi trong các nghiên cứu
cơ bản cũng như ứng dụng của khoa học và công nghệ hạt nhân. Trung tâm Máy gia
tốc Cyclotron 30MeV – Bệnh viện Trung ương Quân đội 108 hiện được trang bị một
hệ phổ kế gamma bán dẫn dải năng lượng rộng BEGe- Canberra, với tinh thể có đường
kính 80.5mm, diện tích 5000 mm2
, chiều dày 31mm, làm lạnh bằng ni tơ lỏng do hãng
Canberra chế tạo. Hệ phổ kế gamma này được sử dụng tại Trung tâm cho công tác
kiểm nghiệm dược chất phóng xạ và nghiên cứu.
Trong phạm vi của Luận văn, hệ phổ kế gamma này được sử dụng để xác định
hoạt độ của một số đồng vị phóng xạ có trong các màng mỏng của cửa sổ buồng bia
máy gia tốc (lá Havar). Màng mỏng này bị chiếu xạ và kích hoạt bởi chùm proton trong
quá trình bắn phá bia tạo ra các đồng vị phóng xạ 18
F.
Sơ lược cấu tạo hệ phổ kế gamma bán dẫn BEGe- Canberra
Cấu tạo hệ phổ kế gamma bán dẫn BEGe – Canberra gồm: buồng chì, detector
bán dẫn Ge giải năng lượng rộng (BEGe), các hệ điện tử như tiền khuếch đại, khuếch
đại phổ, bộ biến đổi tương tự số (ADC), máy phân tích biên độ nhiều kênh (MCA),
nguồn nuôi cao áp…
Hình 2.20. Sơ đồ khối hệ phổ kế gamma bán dẫn BEGe – Canberra.
Hệ phổ kế gamma tại Trung tâm máy gia tốc Cyclotron 30MeVđược sử dụng
trong luận văn này không có các khối cao áp, khuếch đại như các hệ thông thường mà
chúng đã được tích hợp vào khối phân tích phổ số (DSA-1000) sẽ được trình bày dưới
đây.

45. 35
Một số đặc trưng kỹ thuật của hệ phổ kế gamma bán dẫn BEGe –
Canberra tại Trung tâm máy gia tốc Cyclotron 30MeV
Detector BEGe: Có dải năng lượng rộng từ 3 keV tới 3 MeV. Độ phân giải
năng lượng ở vùng năng lượng thấp của BEGe tương đương với độ phân giải năng
lượng của detector Ge năng lượng thấp, độ phân giải năng lượng ở vùng năng lượng
cao tương đương với độ phân giải năng lượng của detector đối xứng trục chất lượng
tốt.
Khối phân tích số DSA-1000: Là thiết bị được tích hợp bộ phân tích đa kênh
(MCA) 16000 kênh dựa trên kĩ thuật xử lý tín hiệu số tiên tiến (DSP). Khi kết hợp với
máy tính, DSA-1000 sẽ trở thành thiết bị phân tích phổ hoàn chỉnh, có khả năng thu
nhận và phân tích với chất lượng cao nhất. Thiết bị này tích hợp với phần lớn đầu dò
hiện nay như HPGe, NaI, Si (Li), CDT hoặc Cd(Zn)Te. [18]
DSA-1000 được vận hành thông qua phần mềm phân tích phổ Genie 2000. Phần
quan trọng nhất của DSA-1000 là hệ thống phụ xử lý tín hiệu số. Không giống như hệ
thống thường mà tại đó tín hiệu được số hóa ở cuối chuỗi xử lý tín hiệu, đối với DSA-
1000 thì tín hiệu được số hóa ở trước chuỗi xử lý tín hiệu. Phương pháp này giúp giảm
thiểu số mạch tương tự dẫn đến tăng tính ổn định, tính chính xác. [18]
Hình 2.21. Khối phân tích số DSA-1000.
Buồng chì: Để giảm bớt phông do các đồng vị phóng xạ tự nhiên và nhân tạo
phân bố xung quanh detector làm ảnh hưởng tới kết quả phân tích phổ gamma đo được,

46. 36
điều tất yếu là phải có vật liệu che chắn thích hợp. Với detector BEGe dạng thẳng đứng
sử dụng buồng chì có vỏ ngoài làm bằng thép cacbon. [23]

47. 37
CHƯƠNG 3
KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN
3.1. SUẤT LIỀU BỨC XẠ TẠI MỘT SỐ VỊ TRÍ QUAN TRỌNG TRUNG
TÂM MÁY GIA TỐC CYCLOTRON 30 MeV TRONG QUÁ TRÌNH SẢN SUẤT
18
F-FDG
Suất liều bức xạ gamma được khảo sát tại các vị trí đã nêu tại Chương 2. Thời
gian khảo sát thực hiện trong 6 lần sản xuất dược chất phóng xạ 18
F-FDG định kỳ
(khoảng 02 tháng) được thể hiện tại bảng 3.1 như dưới đây.
Bảng 3.1. Trung bình suất liều bức xạ gamma tại các vị trí trong khu vực kiểm
soát Trung tâm máy gia tốc.
Vị trí đo Điểm đặt thiết bị đo Trung bình suất liều bức xạ γ (µSv/h)
Trước khi
bắn chùm
tia vào bia
Trong quá
trình bắn chùm
tia vào bia
Sau khi sản
xuất 18
F-
FDG 60 phút
Chuyển 18
F
từ buồng bia
đến hotcell
Phông bức xạ gamma: 0,11 µSv/h
Cửa buồng
Cyclotron
Cách cửa 0,5m; cao
1m
0,11 ± 0,02 0,13 ± 0,03 0,11 ± 0,02 Không đo
Cửa buồng bia Cách cửa 0,5m; cao
1m
0,13 ± 0,02 1,07 ± 0,20 0,16 ± 0,02
Cách cửa 4m; cao 1m Không đo 1,01 ± 0,22 Không đo
Cửa phòng
hotcell
Tại cửa, cao 0,5m 0,12 ± 0,02 0,12 ± 0,01 0,10 ± 0,02
Phòng hotcell Trung tâm phòng, cao
0,5m
0,16 ± 0,01 0,16 ± 0,02 0,18 ± 0,01 0,43 ± 0,13
Vị trí đo Điểm đặt thiết bị đo Trung bình suất liều γ (µSv/h)
Vận chuyển container chứa Cách container 0,2m 6,85 ± 0,67

48. 38
dược chất phóng xạ liều đơn Cách xe chuyên chở 0,5m, cao 1m 0,26 ± 0,05
Vận chuyển container chứa
dược chất phóng xạ liều tổng
Cách container 0,2m 168,50 ± 5,99
Cách xe chuyên chở 0,5m, cao 1m 3,45 ± 0,67
Phòng Lab phân tích phổ
gamma (lấy mẫu kiểm nghiệm)
Cách phía sau bình phong chì nơi
lấy mẫu 18
F-FDG 0,2m
33,33 ± 2,34
Phòng Lab sắc ký (kiểm nghiệm
dược chất phóng xạ)
Nơi đặt hệ máy kiểm nghiệm
dược chất phóng xạ
0,19 ± 0,01
Như đã trình bày tại Chương 1, bức xạ neutron là bức xạ tức thời sinh ra do các
phản ứng hạt nhân trong quá trình vận hành máy gia tốc. Do thiết bị đo suất liều
neutron Thermo FH 40 GL-10 dùng trong luận văn có độ đáp ứng về thời gian chậm,
nên để đảm bảo tính chính xác kết quả đo suất liều neutron, trong quá trình vận hành
máy gia tốc, thiết bị đo suất liều neutron được dùng để đo theo thứ tự thời gian từ các
vị trí ít có khả năng có mặt của bức xạ neutron (cửa buồng cyclotron, cửa phòng hotcell,
trong phòng hotcell) đến các vị trí phía trước cửa buồng bia. Kết quả cho thấy chỉ phát
hiện được sự có mặt của bức xạ neutron tại vị trí cửa buồng bia trong quá trình bắn
chùm tia gia tốc vào buồng bia, thể hiện ở bảng 3.2 dưới đây.
Bảng 3.2. Trung bình suất liều bức xạ neutron tại các vị trí trong thời gian bắn chùm tia
gia tốc vào buồng bia.
Vị trí đo Điểm đặt thiết bị đo n (µSv/h)
Cửa buồng bia (cách 0,5m; sát mặt đất) 3,32 ± 0,20
Cửa buồng bia (cách 0,5m; cao 1m) 1,37 ± 0,08
Các vị trí cửa buồng cyclotron, cửa
phòng hotcell, trong phòng hotcell
Không phát hiện có bức xạ neutron

49. 39
3.1.1. Đánh giá kết quả đo
Kết quả bảng 4.1 cho thấy suất liều bức xạ gamma tại các vị trí khu vực sản xuất
18
F-FDG Trung tâm máy gia tốc Cyclotron 30MeV về cơ bản nằm trong giới hạn suất
liều của khu vực kiểm soát. Chủ yếu suất liều bức xạ gamma tăng lên tại khu vực cửa
buồng bia trong quá trình bắn chùm tia vào bia do xảy ra các phản ứng hạt nhân tại
đây, tuy nhiên trong quá trình này hầu như không có bất kỳ nhân viên nào làm việc tại
khu vực cửa buồng bia.
Suất liều bức xạ gamma trong phòng hotcell cũng tăng lên trong khoảng thời
gian chuyển xạ 18
F từ buồng bia vào hệ hotcell để tổng hợp 18
F-FDG, tuy nhiên khoảng
thời gian này rất ngắn (khoảng 2 phút) và suất liều bức xạ gamma không cao do đó
không có nguy cơ lớn về bức xạ đối với nhân viên.
Hình 3.1. Mặt ngoài hệ hotcell.
Quá trình đáng chú ý nhất gây liều chiếu chủ yếu cho nhân viên là quá trình vận
chuyển các container đã chứa dược chất phóng xạ 18
F-FDG và quá trình lấy mẫu kiểm
nghiệm 18
F-FDG sau khi sản xuất xong.

50. 40
Trong quá trình bắn chùm tia vào bia để tạo ra 18
F, ta thấy có mặt bức xạ
neutron tại vị trí cửa buồng bia. Mặt khác suất liều neutron tại cùng một khoảng cách
tới cửa buồng bia giảm dần khi đưa detector lên cao. Điều này có thể giải thích do bức
xạ neutron chỉ lọt được qua khe hở nhỏ giữa cửa buồng bia với mặt sàn và khe đường
ray cửa buồng bia (hình 3.2).
Hình 3.2. Khe hở đường ray cửa buồng bia dẫn đến lọt bức xạ neutron.
Suất liều bức xạ gamma và neutron tại cửa buồng bia trong quá trình bắn chùm
tia vào bia thường khác nhau trong mỗi ca sản xuất do yêu cầu về lượng 18
F trong mỗi
ca sản xuất khác nhau, điều kiện vận hành như cường độ, thời gian bắn tia, góc bắn
tia… là khác nhau.
Hình 3.3. Sự thăng giáng suất liều bức xạ gamma và neutron tại cửa buồng bia trong
quá trình bắn chùm tia vào bia theo các ngày sản xuất đồng vị.
3,45
3,12
3,48
3,09
3,55
3,2
1,3 1,43 1,5
1,27 1,37 1,36
0,89 0,79
1,3
1,03 1 1,2
0
1
2
3
4
18.06.2013 25.06.2013 02.07.2013 09.07.2013 16.07.2013 23.07.2013
Suấtliều(microSv/h)
Ngày khảo sát
suất liều neutron
(vị trí cách 0.5m, sát mặt đất)
suất liều neutron
(vị trí cách 0.5m, cao 1m)
suất liều gamma
(vị trí cách 0.5m, cao 1m)

51. 41
Tại các vị trí khác như cửa phòng máy gia tốc, phòng điều khiển.. suất liều bức
xạ gamma tương đương với phông bức xạ môi trường, đồng thời không phát hiện thấy
sự có mặt của bức xạ neutron.
3.1.2. Đánh giá liều chiếu cho nhân viên trong quá trình sản xuất đồng vị
phóng xạ 18
F-FDG
Đề có cơ sở đánh giá mức độ an toàn trong quá trình sản xuất 18
F-FDG, chúng ta
sẽ tính tổng liều hấp thụ tối đa một nhân viên có thể nhận được.
Theo lý thuyết, liều hấp thụ trung bình được tính như sau: [10]
D = S x t (3.1)
Trong đó:
D[µSv] là liều hấp thụ trung bình nhân viên nhận được trong khoảng thời gian t;
S[µSv/h] là suất liều bức xạ;
t[h] là thời gian tiếp xúc với bức xạ.
Liều hấp thụ trung bình tại vị trí cửa buồng bia:
Quãng thời gian bắn chùm tia vào buồng bia tạo 18
F trung bình khoảng 30 phút.
Thông thường, trong khi bắn chùm tia và bia, nhân viên thường không làm việc tại khu
vực này. Tuy nhiên, giả sử nhân viên vẫn phải di chuyển qua khu vực này trong quá
trình làm việc trong khoảng thời gian 6 phút, suất liều gamma và neutron trung bình tại
khu vực này lần lượt là 1,07 ± 0,20 µSv/h và 3,32 ± 0,20 µSv/h, liều hấp thụ trung bình
nhận được tại đây như sau:
Dbuongbia = Sgammaxt + Sneutronxt = 0,439± 0,04 µSv (3.2)
Liều hấp thụ trung bình tại phòng hotcell tổng hợp 18
F-FDG:
Thời gian chuyển 18
F từ buồng bia đến phòng hotcell trung bình khoảng 2 phút.
Trong quá trình này, nhân viên làm việc tại phòng hotcell để chuẩn bị container chứa

52. 42
18
F-FDG và lập trình hệ chia liều. Suất liều gamma trung bình trong thời gian này tại
phòng hotcell là 0,43 ± 0,13µSv/h, liều hấp thụ trung bình nhận được tại đây như sau:
Dhotcell = Shocellxt = 0,43 x 0,033 = 0,014 ± 0,004 µSv (3.3)
Liều hấp thụ trung bình trong quá trình vận chuyển container chứa liều
đơn 18
F-FDG:
Liều đơn 18
F-FDG có hoạt độ phóng xạ trong khoảng 13- 33 mCi được dùng
cho việc kiểm nghiệm dược chất phóng xạ trước khi cho phép sử dụng trong y học.
Việc vận chuyển liều đơn bao gồm 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1 tính từ lúc bắt đầu lấy container chứa 18
F-FDG ra khỏi hotcell đưa
đến xe chuyên dụng và lấy từ xe chuyên dụng đến vị trí lấy mẫu 18
F-FDG kiểm nghiệm
tại phòng Lab phân tích phổ gamma. Nhân viên dùng tay xách trực tiếp container với
khoảng cách 20cm trong khoảng thời gian 2 phút, suất liều gamma trung bình trong
trường hợp này là 6,85 ± 0,67µSv/h;
- Giai đoạn 2 là giai đoạn vận chuyển container bằng xe chuyên. Khoảng cách từ
nhân viên đến xe chuyên dụng là 50cm trong khoảng thời gian 5 phút, suất liều gamma
trung bình trong trường hợp này là 0,26 ± 0,05 µSv/h.
Liều hấp thụ trung bình nhận được:
Dvanchuyenlieudon = Sgiaidoan1 x t1 + Sgiaidoan2 x t2 = 0,25 ± 0,026 µSv (3.4)
Liều hấp thụ trung bình trong quá trình lấy mẫu 18
F-FDG kiểm nghiệm
dược chất phóng xạ:
Quá trình lấy mẫu 18
F-FDG thường kéo dài khoảng 2, suất liều gamma trung
bình trong trường hợp này là 33,33 ± 2,34 µSv/h. Liều hấp thụ trung bình nhận được:
Dlaymau = Slaymau x t = 1,10 ± 0,077 µSv (3.5)

53. 43
Liều hấp thụ trung bình trong quá trình vận chuyển container chứa liều
tổng 18
F-FDG:
Liều tổng 18
F-FDG là liều được tổng hợp cho nhu cầu điều trị tại các bệnh viện,
tùy thuộc vào số lượng bệnh nhân, liều tổng thường có tổng hoạt độ từ 20 mCi đến 200
mCi. Thời gian vận chuyển được tính kể từ khi nhân viên lấy container từ hotcell cho
đến lúc đưa container vào xe chuyên dụng, thường thời gian này khoảng 1 phút, suất
liều gamma trung bình trong trường hợp này là 168,50 ± 5,99 µSv/h. Liều hấp thụ
trung bình nhận được:
Dvanchuyenlieutong = Svanchuyenlieutongx t = 2,87 ± 0,101 µSv (3.6)
Như vậy, nếu một nhân viên bức xạ làm việc trong quá trình sản xuất 18
F-FDG,
vừa thực hiện lấy mẫu 18
F-FDG, vừa vận chuyển các container và di chuyển qua khu
vực cửa buồng bia trong quá trình bắn tia. Liều hấp thụ tối đa nhân viên này có thể
nhận được như sau:
Dtong = Dbuongbia + Dhotcell + Dvanchuyenlieudon + Dlaymau + Dvanchuyenlieutong
= 4,67 ± 0,248 µSv (3.7)
Trong một tháng, có 08 ca sản xuất đồng vị phóng xạ, nếu nhân viên bức xạ làm
việc trong cả 08 ca thì liều hấp thụ tối đa nhận được trong 1 tháng là 37,38 ± 1,98 µSv.
Giới hạn liều hiệu dụng tính theo tháng đối với nhân viên bức xạ theo Thông tư
số 19/2012/TT-BKHCN là 1,67 mSv. Như vậy với điều kiện làm việc bình thường
trong quá trình sản xuất 18
F-FDG, nhân viên bức xạ nhận liều hấp thụ nhỏ hơn rất
nhiều liều giới hạn cho phép.
Ngoài ra, đối với quá trình vận chuyển 18
F-FDG đến các bệnh viện phục vụ chẩn
đoán và điều trị bệnh, suất liều vận chuyển container chứa dược chất phóng xạ tại Bảng
3.1 cho thấy cách bề mặt xe chuyển dụng vận chuyển 50cm trung bình 3,45 µSv/h,
thấp hơn so với quy định tại Thông tư số 23/2012/TT-BKHCN.

54. 44
3.2. ĐỘ NHIỄM BẨN PHÓNG XẠ BỀ MẶT TẠI PHÒNG HOTCELL
TỔNG HỢP, CHIA LIỀU 18
F-FDG
Như đã trình bày tại Chương 2, việc khảo sát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt được
thực hiện chủ yếu trong khu vực phòng hotcell tổng hợp, chia liều dược chất phóng xạ
18
F-FDG. 18
F là đồng vị phát tia positron năng lượng 0.6335 MeV với suất ra 97%.
Ngoài đồng vị chính 18
F còn nhiều các đồng vị khác sinh ra trong quá trình bắn bia, đối
tượng khảo sát nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt không chỉ có positron và gamma mà có thể
có cả beta- và alpha. Tuy nhiên trong quá trình khảo sát, chưa khi nào phát hiện được
nhiễm bẩn phóng xạ alpha, do đó loại bức xạ gây nhiễm bẩn bề mặt được đánh giá
trong Luận văn là bức xạ positron, beta- và gamma. Kết quả đánh giá độ nhiễm bẩn
phóng xạ được thể hiện tại bảng 3.3.
Bảng 3.3. Trung bình độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell tổng hợp,
chia liều 18
F-FDG.
Ngoài khu vực phòng hotcell tổng hợp, chia liều được chất phóng xạ, phòng Lab
phân tích phổ gamma và phòng Lab sắc ký cũng là hai khu vực tiềm ẩn nguy cơ nhiễm
bẩn phóng xạ bề mặt, tuy nhiên khu vực này nếu xảy ra nhiễm bẩn bề mặt thì thường
xuất phát từ quá trình lấy mẫu, kiểm nghiệm dược chất không cẩn thận, để vây mẫu
dược chất phóng xạ ra ngoài (do lỗi của nhân viên). Việc đánh giá nhiễm bẩn phóng xạ
bề mặt tại đây sẽ không phản ảnh được khả năng nhiễm bẩn phóng xạ có nguyên nhân
Vị trí Trung bình độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt (Bq/cm2
)
Trước khi sản xuất
18
F-FDG
Sau khi sản xuất
18
F-FDG 10 phút
Sau khi sản xuất
18
F-FDG 480 phút
Cửa phòng hocell (A) 0,65 ± 0,05 0,66 ± 0,04 0,68 ± 0,05
Cách chân hệ hotcell 1,0m) (B) 0,71 ± 0,03 0,74 ± 0,03 0,70 ± 0,03
Cách chân hệ hotcell 0,3m (C) 0,81 ± 0,05 0,90 ± 0,05 0,84 ± 0,05
Mép chân hệ hotcell (D) 0,89 ± 0,03 1,54 ± 0,03 0,89 ± 0,03

55. 45
từ hệ thống máy gia tốc. Do đó phạm vi của Luận văn không thực hiện đánh giá nhiễm
bẩn phóng xạ bề mặt tại hai phòng này.
Hình 3.4. Sự thay đổi độ nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell tổng hợp, chia
liều 18
F-FDG.
Đánh giá và Bàn luận:
Qua kết quả Bảng 3.3 và đồ thị hình 3.4 cho thấy phòng hotcell tổng hơp, chia
liều 18
F-FDG có nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt, đặc biệt là khu vực mép chân hệ hotcell.
Điều này có thể giải thích theo 3 nguyên nhân sau:

56. 46
- Nguyên nhân thứ nhất: 18
F-FDG là chất dễ bay hơi, trong quá trình tổng hợp
trong hệ hotcell, 18
F-FDG lẫn trong các son bụi, không khí, khi cửa phòng
hotcell được mở ra để lấy container hoặc quá trình bảo trì bảo dưỡng cũng có
thể làm son bụi có lẫn lượng nhỏ 18
F-FDG lắng xuống sàn nhà và gây ra
nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt;
- Nguyên nhân thứ hai: dầu dò nhiễm bẩn beta ghi nhận các bức xạ gamma
nhiễu từ lượng 18
F-FDG còn lại trong hệ hotcell;
- Nguyên nhân thứ ba: Độ nhiễm bẩn ở mép chân hệ hotcell cao hơn các vị trí
khác và xuất hiện sau quá trình tổng hợp xong 18
F-FDG có thể do lượng 18
F-
FDG bị rò rỉ từ bên trong hệ hotcell xuống châm mép trong quá trình tổng
hợp chia liều.
Giá trị nhiễm bẩn phóng xạ bề mặt tại phòng hotcell nhỏ hơn giới hạn nhiễm
bẩn cho phép 4 Bq/cm2.
Quá trình khảo sát không phát hiện thấy nhiễm bẩn anpha bề mặt.
3.3. XÁC ĐỊNH HOẠT ĐỘ PHÓNG XẠ CỦA MỘT SỐ ĐỒNG VỊ PHÓNG
XẠ CÓ TRONG MÀNG MỎNG CỦA CỬA SỔ BUỒNG BIA
Trong sản xuất thường quy 18
F-FDG, chùm tia proton sử dụng được gia tốc trên
máy gia tốc Cyclotron tới năng lượng 18 MeV bắn vào bia nước làm giàu 18
O, cường
độ chùm tia dao động xung quanh 35 μA và thời gian chiếu tùy thuộc vào lượng dược
chất phóng xạ được yêu cầu, tuy nhiên với nhu cầu hiện tại thì thời gian chiếu thường
từ 15-30 phút. Bia có cấu tạo dạng hình trụ với đường kính 13 mm và chiều sâu 20 mm.
Phía trước có hai lá kim loại, một lá Havar có độ dày 50 μm để giữ vật liệu bia trong
buồng bia và một là Ti có độ dày 25 μm để ngăn cách chân không giữa đường truyền
chùm tia và vùng làm mát bằng Heli. Cấu tạo của bia lỏng cho sản xuất 18
F-FDG được
thể hiện ở hình 3.5. [15]

57. 47
Hình 3.5. Cấu tạo của bia lỏng đặt ngoài dùng sản xuất 18
F-FDG.
Havar là một lá hợp kim của coban và các kim loại không có tính từ, có khả năng
hoạt động ở cường độ cao, cùng với khả năng chống ăn mòn rất tốt. Thành phần của lá
Havar bao gồm coban (42%), crôm (19,5 %), niken (12,7 %), vonfram (2,7%),
molypden (2,2%), mangan (1,6 %), cacbon (0,2 %) và sắt. Hầu hết những kim loại này
là nguồn để tạo ra các đồng vị phóng xạ. Các đồng vị phóng xạ được tạo ra bởi sự
tương tác chùm tia proton và nơtron thứ cấp với lá Havar. Trong quá trình trên, một số
đồng vị phóng xạ bị loại bỏ vào nước giàu 18
O thông qua quá trình phân hủy. Còn một
số khác sau đó được chuyển cùng 18
F tới bộ tổng hợp. Bảng 3.4 cho thấy các đồng vị
phóng xạ có thể được tạo ra thông qua sự tương tác của chùm proton và nơtron thứ cấp
với lá Havar. [19] [20] [21]
Bảng 3.4. Phản ứng hạt nhân có thể xảy ra khi chùm proton và neutron thứ cấp
tương tác với lá Havar.
Đồng vị được tạo ra Phản ứng hạt nhân trên lá Havar
51
Cr
54
Fe(n,α)51
Cr
50
Cr(n,γ)51
Cr
52
Cr(n,2n)51
Cr
52
Mn 52
Cr(p,n)52
Mn

58. 48
54
Mn
54
Cr(p,n)54
Mn
54
Fe(n,p)54
Mn
55
Mn(n,2n)54
Mn
56
Co 56
Fe(p,n)56
Co
57
Co
57
Fe(p,n)57
Co
58
Ni(n,pn)57
Co
58
Ni(p,2p)57
Co
60
Ni(p,α)57
Co
58
Co
58
Fe(p,n)58
Co
58
Ni(n,p)58
Co
59
Co(p,pn)58
Co
59
Co(n,2n)58
Co
57
Ni 58
Ni(p,d)57
Ni
95
Tc/95m
Tc
95
Mo(p,n)95m
Tc
96
Mo(p,2n)95m
Tc
96
Tc
96
Mo(p,n)96
Tc
97
Mo(p,2n)96
Tc
182
Re 182
W(p,n)182
Re
183
Re
184
W(p,3nγ)183
Re
183
W(p,n)183
Re
184
Re 183
W(p,n)184
Re
186
Re 184
W(p,n)186
Re
Sau một thời gian sử dụng, lá Havar bị chiếu xạ, lão hóa và sẽ được thay thế bởi
các lá khác. Lá Havar bị chiếu xạ được xem như là các vật liệu phóng xạ và được lưu
giữ đủ thời gian để hoạt độ của chúng đạt đến mức miễn trừ, có thể thải ra môi trường.
Để xác định được các đồng vị và hoạt độ của chúng trên lá Havar, chúng ta sử dụng
phương pháp đã được giới thiệu trong Chương 2.
Tiến trình xác định hoạt độ đồng vị phóng xạ trên lá Havar như dưới đây:

59. 49
3.3.1. Xây dựng đường chuẩn năng lượng
Đường chuẩn năng lượng là đồ thị mô tả sự phụ thuộc của vị trí cực đại đỉnh hấp
thụ toàn phần vào năng lượng của vạch bức xạ gamma tương ứng. Để xây dựng đường
chuẩn năng lượng bằng thực nghiệm cần phải xác định vị trí đỉnh hấp thụ toàn phần
của vạch gamma đã biết trước năng lượng. Sử dụng nguồn gamma chuẩn với các thông
số như sau:
Nguồn gamma chuẩn:
Số hiệu (Source no): UB 343;
Kích thước bề mặt hoạt động (Dimensions of active surface) :  10 mm
Kích thước tổng thể (Overall dimensions):  54mm x 3 mm
Ngày sản xuất: 1/1/2012
Bảng 3.5. Thông tin nguồn gamma chuẩn.
Đồng vị
Năng lượng tia 
[MeV]
Hoạt độ
[Bq]
Tốc độ phát
[s-1
]
Americium-241 0.060 3.40E03 1.22E03
Cadmium-109 0.088 1.69E04 6.12E02
Cobalt-57 0.122 6.06E02 5.18E02
Cerium-139 0.166 7.94E02 6.34E02
Mercury-203 0.279 1.39E03 1.13E03
Tin-113 0.392 2.60E03 1.69E03
Strontium-85 0.514 3.13E03 3.08E03
Caesium-137 0.662 2.90E03 2.46E03
Yttium-88 0.898 5.48E03 5.15E03
Cobalt-60 1.173 3.48E03 3.47E03
Cobalt-60 1.333 3.48E03 3.48E03
Yttium-88 1.836 5.48E03 5.44E03
Tiến hành đo mẫu chuẩn trên hệ phổ kế gamma ta sẽ xác định được các đỉnh năng
lượng dùng để chuẩn năng lượng được nêu trong Bảng 3.6.

60. 50
Bảng 3.6. Các đỉnh gamma được chọn để chuẩn năng lượng và vị trí cực đại
(kênh) tương ứng.
Nguồn Năng lượng [keV] Kênh
57
Co 122 366
137
Cs 662 1984
60
Co 1173 3520
60
Co 1332 3998
Chương trình Genie 2000 sẽ thực hiện việc xác định đường chuẩn năng lượng.
Với mỗi đỉnh năng lượng được chọn, nhập số liệu năng lượng bức xạ gamma, chương
trình xử lí phổ, xác định vị trí cực đại, từ tập hợp các số liệu về năng lượng và vị trí cực
đại thu được sau khi phân tích phổ gamma của các nguồn chuẩn. Cuối cùng, ta thu
được đường chuẩn năng lượng (Hình 3.6) của hệ phổ kế gamma sử dụng đầu dò bán
dẫn HPGe.
Hình 3.6. Đường chuẩn năng lượng.
3.3.2. Xây dựng đường cong hiệu suất ghi
Đường cong hiệu suất ghi là đường mô tả sự phụ thuộc của hiệu suất ghi vào năng
lượng bức xạ gamma. Có thể xác định hiệu suất ghi của detector bằng tính toán lý thuyết

61. 51
hoặc đo đạc thực nghiệm. Với detector thông dụng do hãng Canberra sản xuất có thể sử
dụng hàm khớp sau:
ln[ηh(E)] = a0 + a1.ln(E) + a2.[ln(E)]2
+ a3.[ln(E)]3
+ a4.[ln(E)]4
…. (2.2)
Trong đó: ηh(E) là hiệu suất ghi của detector ứng với đỉnh năng lượng E;
E là năng lượng tia gamma; ai là các hệ số làm khớp.
Dựa trên phổ năng lượng thu được sau khi phân tích mẫu chuẩn ở trên, ta tiến
hành xác định diện tích đỉnh hấp thụ toàn phần của bức xạ gamma ứng với các đỉnh
năng lượng và thu được kết quả được nêu ra trong Bảng 3.7.
Bảng 3.7. Diện tích đỉnh hấp thụ toàn phần của các đỉnh năng lượng được chọn
để xây dựng đường cong hiệu suất ghi.
Đồng vị Năng lượng [keV] Diện tích đỉnh Sai số
241
Am 60 2.06E04 166
57
Co 122 1.32E03 73
137
Cs 662 9.06E03 101
60
Co 1173 6.31E03 84
60
Co 1332 5.47E03 75
Thời gian đo tđo = 2600s ta xác định được hiệu suất ghi của hệ đo với từng đỉnh
năng lượng tương ứng như sau:
Bảng 3.8. Hiệu suất ghi của hệ đo với các đỉnh năng lượng.
Đồng vị T1/2 E [keV] Xác suất phát [%] Hiệu suất ghi [%]
Am-241 458y 60 35.88 0.65
Co-57 271d 122 85.47 0.71
Cs-137 30y 662 84.82 0.15
Co-60 5.27y 1173 100 0.09
Co-60 5.27y 1332 100 0.08

62. 52
Sử dụng phần mềm Genie 2000 để chuẩn hiệu suất ghi ta thu được đường cong
hiệu suất như hình 3.7.
Hình 3.7. Đường cong hiệu suất ghi.
Hàm số mô tả sự phụ thuộc của hiệu suất ghi tại đỉnh hấp thụ toàn phần vào năng
lượng của bức xạ gamma có dạng:
Ln[ηhE] = -35.33 + 16.57lnE – 2.885[lnE]2
+ 0.1567[lnE]3
(3.8)
3.3.3. Xác định các đồng vị phóng xạ có trên lá Havar
Do mỗi nguyên tố phóng xạ đều phát ra những đỉnh năng lượng đặc trưng, vì vậy,
để xác định các nguyên tố phóng xạ trong một mẫu phân tích ta cần sử dụng thư viện
các đồng vị kết hợp với phổ gamma thu được khi phân tích trên hệ phổ kế gamma.
Cụ thể ở đây, để xác định các đồng vị phóng xạ có trên lá Havar, ta sẽ dựa trên
Bảng 3.4 để nắm được các đồng vị phóng xạ có thể tạo thành trong quá trình tương tác
của chùm proton và neutron thứ cấp với lá Havar. Sau đó, ta tiến hành phân tích lá
Havar trên hệ phổ kế gamma, xác định các đỉnh năng lượng và diện tích đỉnh hấp thụ
toàn phần của từng đỉnh năng lượng. Kết hợp 2 dữ liệu trên cùng với thư viện đồng vị
phóng xạ ta sẽ xác định được các đồng vị phóng xạ có trên lá Havar cần phân tích. Thư