Một nhân viên phòng thí nghiệm hằng ngày tiếp xúc với một nguồn phóng xạ

22/28

Một nhân viên phòng thí nghiệm hằng ngày tiếp xúc với một nguồn phóng xạ \(_{27}^{60}{\rm{Co}}\) phát đẳng hướng có độ phóng xạ ban đầu ở mức \(1,{48.10^9}\;{\rm{Bq}}\). Người này luôn đứng cách xa nguồn 4 m và làm việc 4 h mỗi ngày. Phần diện tích cơ thể tiếp xúc với tia phóng xạ là \(1,5\;{{\rm{m}}^2}\). Mỗi hạt nhân \(_{27}^{60}{\rm{Co}}\) khi phân rã phát ra một hạt \(\gamma \) có năng lượng \(2,50{\rm{MeV}}\). Cơ thể người nhân viên sẽ hấp thụ \(50\% \) lượng tia \(\gamma \) tiếp xúc cơ thể. Biết chu kì bán rã của hạt nhân \(_{27}^{60}{\rm{Co}}\) là 5,27 năm.

Để tăng cường sự an toàn, người này cần sử dụng các tấm chắn nguồn phóng xạ đủ tốt.

ĐúngSai

Sau 10,54 năm thì độ phóng xạ của \(_{27}^{60}{\rm{Co}}\) còn lại bằng \(0,{74.10^9}\;{\rm{Bq}}\).

ĐúngSai

Khối lượng nguồn \(_{27}^{60}{\rm{Co}}\) ban đầu là \(34,5\mu \;{\rm{g}}\).

ĐúngSai

Liều hấp thụ phóng xạ D được định nghĩa là năng lượng hấp thụ phóng xạ trên một đơn vị khối lượng của vật hấp thụ phóng xạ. Liều hấp thụ phóng xạ có đơn vị là \(1\;{\rm{Gy}} = 1\;{\rm{J}}/{\rm{kg}}\). Biết khối lượng của nhân viên bằng 70 kg . Trong một ngày làm việc, lượng hấp thụ bức xạ của người này là \(4,{5.10^{ - 4}}\) Gy.

ĐúngSai

Giải thích

a) Đúng

b) Sai. \(H = {H_0} \cdot {2^{\frac{{ - t}}{T}}} = 1,48 \cdot {10^9} \cdot {2^{\frac{{ - 10,54}}{{5,27}}}} = 0,37 \cdot {10^9}\;{\rm{Bq}}\)

c) Sai. \({H_0} = \lambda {N_0} = \frac{{\ln 2}}{T} \cdot {N_0} \Rightarrow 1,48 \cdot {10^9} = \frac{{\ln 2}}{{5,27 \cdot 365 \cdot 24 \cdot 60 \cdot 60}} \cdot {N_0} \Rightarrow {N_0} \approx 3,55 \cdot {10^{17}}\)

\({n_0} = \frac{{{N_0}}}{{{N_A}}} = \frac{{3,55 \cdot {{10}^{17}}}}{{6,02 \cdot {{10}^{23}}}} \approx 5,9 \cdot {10^{ - 7}}\;{\rm{mol}}\)

\({m_0} = {n_0}M = 5,9 \cdot {10^{ - 7}} \cdot 60 \approx 3,54 \cdot {10^{ - 5}}\;{\rm{g}} = 35,4\mu \;{\rm{g}}\)

d) Đúng. \(\Delta N = {N_0}\left( {1 - {2^{\frac{{ - t}}{T}}}} \right) = 3,55 \cdot {10^{17}} \cdot \left( {1 - {2^{\frac{{ - 4}}{{5,27365 \cdot 24}}}}} \right) \approx 2,13 \cdot {10^{13}}\)

\(Q = 0,5 \cdot \Delta N \cdot E \cdot \frac{S}{{4\pi {r^2}}} = 0,5 \cdot 2,13 \cdot {10^{13}} \cdot 2,5 \cdot 1,6 \cdot {10^{ - 13}} \cdot \frac{{1,5}}{{4\pi \cdot {4^2}}} \approx 0,0318\;{\rm{J}}\)

\(D = \frac{Q}{m} = \frac{{0,0318}}{{70}} \approx 4,5 \cdot {10^{ - 4}}Gy\)