Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10756:2016 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 13161:2011) quy định phương pháp xác định nồng độ hoạt độ của poloni 210 (210Po) trong nước bằng phương pháp phổ alpha. Đây là một tiêu chuẩn kỹ thuật quan trọng trong lĩnh vực quan trắc môi trường và kiểm soát chất lượng nước, giúp đánh giá mức độ ô nhiễm phóng xạ tự nhiên hoặc nhân tạo trong các nguồn nước khác nhau. Dưới đây là tóm tắt chi tiết nội dung phần mở đầu và các điều khoản đầu tiên (từ Điều 1 đến Điều 4) của tiêu chuẩn này.

- Phạm vi áp dụng (Điều 1)

• Tiêu chuẩn này quy định quy trình xác định nồng độ hoạt độ của poloni 210 (210Po) trong tất cả các loại nước bằng phương pháp phổ alpha sau khi thực hiện quá trình tách hóa học.
• Đối tượng áp dụng bao gồm các loại nước thô (nước mưa, nước bề mặt, nước ngầm), nước uống, nước đóng chai và nước thải công nghiệp hoặc sinh hoạt.
• Giới hạn phát hiện của phương pháp phụ thuộc lớn vào thể tích mẫu thử, hiệu suất của thiết bị đo phổ alpha, phông nền của đầu dò, thời gian đo và hiệu suất thu hồi hóa học. Thông thường, với thể tích mẫu thử là 1 lít và thời gian đo là 86.400 giây (tương đương 24 giờ), giới hạn phát hiện có thể đạt mức dưới 5 mBq/l, đáp ứng tốt các yêu cầu nghiêm ngặt về kiểm soát an toàn phóng xạ nguồn nước.

- Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

• Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn các tài liệu tiêu chuẩn liên quan là bắt buộc. Các tài liệu viện dẫn cốt lõi bao gồm:
• Bộ tiêu chuẩn TCVN 6663 (ISO 5667) về Chất lượng nước - Lấy mẫu, nhằm đảm bảo mẫu nước được thu thập, bảo quản và vận chuyển đúng quy chuẩn, không làm thất thoát hoặc biến đổi hàm lượng poloni.
• ISO/IEC Guide 98-3 về Độ không đảm bảo đo, hướng dẫn cách xác định và trình bày độ không đảm bảo đo trong các phép đo vật lý và hóa học.
• ISO 11929 về Xác định các giới hạn đặc trưng (ngưỡng quyết định, giới hạn phát hiện và các giới hạn của khoảng bao) đối với các phép đo bức xạ ion hóa, giúp chuẩn hóa cách tính toán sai số và độ nhạy của phép đo phổ alpha.

- Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)

• Tiêu chuẩn đưa ra các định nghĩa chuyên ngành quan trọng để thống nhất cách hiểu trong quá trình thực hành phân tích:
• Poloni 210 (210Po): Là một đồng vị phóng xạ phát hạt alpha mạnh, thuộc chuỗi phân rã tự nhiên của urani 238, có chu kỳ bán rã vật lý khoảng 138,4 ngày.
• Chất đánh dấu (Tracer): Là một đồng vị phóng xạ của poloni (thường sử dụng poloni 209 hoặc poloni 208) được thêm vào mẫu thử với hoạt độ đã biết trước. Chất đánh dấu này có vai trò xác định hiệu suất thu hồi hóa học của toàn bộ quy trình xử lý mẫu.
• Hiệu suất thu hồi hóa học (Chemical yield): Tỷ lệ giữa hoạt độ của chất đánh dấu đo được sau quá trình xử lý hóa học so với hoạt độ ban đầu được thêm vào mẫu, dùng để hiệu chỉnh kết quả đo của 210Po.
• Phổ alpha (Alpha spectrometry): Kỹ thuật đo năng lượng và tốc độ đếm của các hạt alpha phát ra từ nguồn mẫu nhằm định danh và định lượng các hạt nhân phóng xạ phát alpha cụ thể.

- Nguyên tắc của phương pháp (Điều 4)

• Phương pháp xác định nồng độ hoạt độ của 210Po dựa trên nguyên tắc đo phổ alpha sau khi đã làm giàu hóa học và tự kết tủa chọn lọc lên đĩa kim loại. Quy trình nguyên tắc bao gồm các bước cốt lõi sau:
• Bổ sung chất đánh dấu: Một lượng chính xác chất đánh dấu (208Po hoặc 209Po) được thêm vào mẫu nước ngay từ đầu quá trình phân tích để kiểm soát tổn thất hóa học trong suốt các bước xử lý tiếp theo.
• Xử lý mẫu và làm giàu: Mẫu nước được axit hóa để giữ poloni ở dạng hòa tan ổn định. Sau đó, tiến hành cô đặc bằng cách bay hơi hoặc đồng kết tủa (thường sử dụng sắt hydroxit hoặc mangan dioxit) để tách poloni ra khỏi thể tích nước lớn.
• Tự kết tủa (Spontaneous deposition): Poloni trong dung dịch axit yếu (thường là axit clohydric) được tự kết tủa chọn lọc lên một đĩa kim loại (thường là đĩa bạc, đồng hoặc niken) ở nhiệt độ thích hợp (khoảng 80 độ C đến 90 độ C). Quá trình này thường bổ sung thêm chất khử như axit ascorbic để ngăn cản sự can thiệp của các ion sắt (Fe3+).
• Đo phổ alpha: Đĩa kim loại sau khi kết tủa được rửa sạch, làm khô và đưa vào buồng đo chân không của thiết bị phổ alpha sử dụng đầu dò bán dẫn để đo phổ năng lượng hạt alpha của 210Po và chất đánh dấu (208Po hoặc 209Po).
• Tính toán kết quả: Nồng độ hoạt độ của 210Po trong mẫu nước được tính toán dựa trên tỷ lệ diện tích đỉnh phổ của 210Po so với đỉnh phổ của chất đánh dấu, kết hợp với hoạt độ ban đầu của chất đánh dấu và thể tích mẫu nước ban đầu.