Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8879:2011 (hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 10704:2009) quy định phương pháp xác định tổng hoạt độ phóng xạ anpha và beta trong nước không mặn bằng phương pháp lắng đọng nguồn mỏng. Dưới đây là phần tóm tắt chi tiết và chuyên sâu nội dung từ Điều 1 đến Điều 4 của tiêu chuẩn này, bao gồm phạm vi áp dụng, tài liệu viện dẫn, thuật ngữ định nghĩa và nguyên tắc cốt lõi của phương pháp.

1. Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Điều này xác định rõ giới hạn, đối tượng và khả năng áp dụng thực tế của phương pháp đo phóng xạ:

• Đối tượng mẫu nước: Phương pháp này được thiết kế chuyên biệt để áp dụng cho các loại nước không mặn, bao gồm nước uống, nước ngầm, nước mặt và nước sinh hoạt.
• Mục đích đo lường: Xác định tổng hoạt độ phóng xạ anpha và beta của các hạt nhân phóng xạ phát anpha và beta có thời gian bán rã dài.
• Giới hạn và phạm vi loại trừ:
  • Phương pháp này không phù hợp để đo các hạt nhân phóng xạ dễ bay hơi ở nhiệt độ chuẩn bị mẫu (ví dụ: radon, các hợp chất của iod phóng xạ).
  • Không áp dụng cho các hạt nhân phát bức xạ beta có năng lượng cực thấp như tritium (H-3) hoặc carbon-14 (C-14) do hiện tượng tự hấp thụ mạnh trong nguồn đo.
• Yêu cầu về hàm lượng chất rắn: Phương pháp lắng đọng nguồn mỏng đòi hỏi lượng chất rắn hòa tan trong mẫu nước phải ở mức thấp để đảm bảo độ dày của nguồn đo sau khi cô cạn là tối thiểu, giúp giảm thiểu sai số do tự hấp thụ bức xạ.

2. Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, việc viện dẫn và tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan về lấy mẫu và quản lý chất lượng là bắt buộc:

• TCVN 6663-1 (ISO 5667-1): Hướng dẫn thiết kế chương trình lấy mẫu và kỹ thuật lấy mẫu nước.
• TCVN 6663-3 (ISO 5667-3): Hướng dẫn bảo quản và xử lý mẫu nước nhằm đảm bảo tính nguyên vẹn của các hạt nhân phóng xạ trước khi phân tích.
• ISO/IEC 17025: Yêu cầu chung về năng lực của các phòng thử nghiệm và hiệu chuẩn để đảm bảo độ tin cậy của kết quả đo.

3. Thuật ngữ, định nghĩa và ký hiệu (Điều 3)

Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm kỹ thuật nền tảng để thống nhất cách hiểu và tính toán kết quả:

• Tổng hoạt độ anpha (Gross alpha activity): Tổng hoạt độ của tất cả các hạt nhân phát bức xạ anpha có trong mẫu nước, được đo bằng thiết bị đo bức xạ chuyên dụng sau khi đã chuẩn bị nguồn mỏng từ mẫu.
• Tổng hoạt độ beta (Gross beta activity): Tổng hoạt độ của tất cả các hạt nhân phát bức xạ beta có trong mẫu nước, ngoại trừ hoạt độ của các hạt nhân phát beta năng lượng rất thấp hoặc dễ bay hơi.
• Nguồn mỏng (Thin source): Nguồn phóng xạ được chuẩn bị bằng cách phân bố đều một lượng chất rắn rất nhỏ (thu được từ việc cô cạn mẫu nước) lên đĩa đo (planchet). Độ dày của lớp chất rắn này phải đủ mỏng để hiện tượng tự hấp thụ bức xạ của mẫu là không đáng kể hoặc có thể hiệu chỉnh chính xác.

4. Nguyên tắc của phương pháp (Điều 4)

Nguyên tắc đo tổng hoạt độ phóng xạ anpha và beta bằng phương pháp lắng đọng nguồn mỏng được thực hiện qua các bước kỹ thuật nghiêm ngặt sau:

• Ổn định mẫu: Mẫu nước sau khi lấy được axit hóa ngay bằng axit nitric (HNO3) để ngăn ngừa sự hấp phụ của các hạt nhân phóng xạ lên thành bình chứa.
• Cô cạn và tạo nguồn mỏng: Một thể tích mẫu nước xác định được cô cạn dần bằng nhiệt độ kiểm soát (tránh đun sôi mạnh gây thất thoát chất phóng xạ). Phần cặn khô còn lại được chuyển định lượng và dàn đều lên một đĩa đo kim loại phẳng (thường bằng thép không gỉ) có kích thước tiêu chuẩn, sau đó sấy khô hoàn toàn để tạo thành nguồn mỏng.
• Đo hoạt độ phóng xạ: Đĩa đo chứa nguồn mỏng được đưa vào thiết bị đo phóng xạ chuyên dụng. Thiết bị này thường là đầu dò tỷ lệ dòng khí (gas-flow proportional counter) hoặc đầu dò nhấp nháy (scintillation counter) có khả năng đo đồng thời hoặc riêng biệt bức xạ anpha và beta.
• Hiệu chuẩn và tính toán kết quả:
  • Thiết bị đo được hiệu chuẩn hiệu suất bằng các nguồn chuẩn anpha (như Am-241 hoặc Pu-239) và nguồn chuẩn beta (như Sr-90/Y-90 hoặc K-40) có đặc tính hình học tương tự nguồn đo.
  • Kết quả đo cuối cùng được tính toán dựa trên số tốc độ đếm xung, hiệu suất của đầu dò, thể tích mẫu nước ban đầu và được hiệu chỉnh theo hệ số tự hấp thụ bức xạ của lớp chất rắn trên đĩa đo.