Nguồn phóng xạ Co-60 tác hại đến sức khỏe thế nào?

Việc vô tình hoặc bị đánh cắp nguồn phóng xạ tuy hi hữu nhưng đã từng xảy ra ở Việt Nam, gần đây nhất là việc thiết bị nguồn phóng xạ Co-60 bị mất ở Bà Rịa-Vũng Tàu. Vậy Co-60 là gì, nguy cơ nhiễm xạ và cách phòng chống bức xạ từ Co-60 như thế nào?

Nguồn phóng xạ bị thất lạc. Ảnh: Xuân Mai

Theo Cục bảo vệ môi trường Mỹ (US Environmental Protection Agency), Cobalt (ký hiệu hóa học Co) là một kim loại có thể ở trạng thái ổn định (không phóng xạ, được tìm thấy trong tự nhiên), hoặc không ổn định (có tính phóng xạ, dưới dạng nhân tạo). Các đồng vị phóng xạ phổ biến nhất của cobalt là Cobalt-60 (ký hiệu là Co-60). Nguồn phóng xạ bị mất ở Vũng Tàu là dạng nhân tạo.

Phóng xạ Cobalt-60 được Glenn T. Seaborg và John Livingood thuộc Đại học California - Berkeley phát hiện vào cuối những năm 1930. Sau khi nhà khoa học Thụy Điển có tên là George Brandt đã chứng minh rằng, màu xanh phổ biến trong thủy tinh màu được gây ra bởi một nguyên tố mới có tên là Cobalt.

Co-60 đến từ đâu và có thuộc tính gì?

Coban không có tính phóng xạ xuất hiện trong tự nhiên dưới dạng các khoáng chất khác nhau, nó đã được dùng để tạo màu xanh trong gốm sứ và thủy tinh từ hàng ngàn năm nay. Trong khi các nuclit phóng xạ Co-60 lại được sản xuất để sử dụng thương mại trong các máy gia tốc tuyến tính (linear accelerator). Ngoài ra, nó còn được tạo ra dưới dạng sản phẩm phụ trong các hoạt động của lò phản ứng hạt nhân, khi các cấu trúc vật liệu như thép tiếp xúc với bức xạ neutron.

Cobalt (bao gồm Co-60) là một kim loại cứng, giòn và màu xám pha chút xanh. Trong điều kiện bình thường, nó tồn tại ở dạng rắn với các thuộc tính tương tự như sắt và niken. Đặc biệt, nó có thể từ hóa (nhiễm từ) giống như sắt.

Co-60 được đóng gói dưới dạng các thanh kim loại và cũng được bảo quản trong các ống kim loại

Co-60 được sử dụng để làm gì, vai trò của nó ở lò luyện thép?

Co-60 được ứng dụng nhiều trong công nghiệp phổ biến, như trong các thiết bị canh chỉnh cao trình, và trong thiết bị xạ trị ở các bệnh viện. Một lượng lớn Co-60 hiện đang ngày càng được dùng nhiều trong việc khử trùng các loại gia vị và thực phẩm nhất định. Nguồn năng lượng của các tia gamma sẽ tiêu diệt hết các vi khuẩn và mần bệnh khác nhau mà không làm hỏng thực phẩm/gia vị. Sau quá trình chiếu xạ, sản phẩm không bị nhiễm phóng xạ. Tiến trình này đôi lúc được gọi là "tiệt trùng lạnh".

Bên cạnh đó, Co-60 cũng được dùng trong lĩnh vực chụp X-quang, một tiến trình tương tự như việc dùng một tia X để phát hiện các sai sót trong cấu trúc của một bộ phận kim loại nào đấy. Một trong những ứng dụng của nó là dùng trong thiết bị y tế để điều trị chính xác các dị tật không thể mổ như các mạch máu và các khối u não.

Các trang thiết bị y tế trị xạ có thể ứng dụng Co-60

Việc sử dụng các nguồn bức xạ (radiation sources) của các loại khác nhau trong công nghiệp đã và đang trở nên phổ biến trên thế giới. Tuy nhiên, khác với các ứng dụng công nghiệp khác, nó cần được xử lý và sử dụng một cách hợp lý, an toàn nếu không có thể ảnh hưởng tới sức khỏe của những người sử dụng và cộng đồng.;

Phương pháp này thường được sử dụng để đo độ dày, mật độ hay độ ẩm của vật liệu. Sử dụng nguồn phóng xạ sẽ cho phép đo đạc mà không cần tiếp xúc đối với những đối tượng không thể đo đạc trực tiếp. Ví dụ, nguồn beta thường được dùng để đo độ dày của giấy, nhựa và các kim loại mỏng nhẹ, trong khi nguồn gamma lại được dùng trong nhiều tình huống để xác định tầm dốc hoặc mật độ than đá/dầu khí hay chất lỏng.

Trong các lò cao dùng trong ngành công nghiệp luyện thép, cụ thể như trường hợp ở Bà Rịa-Vũng Tàu, nguồn Co-60 thường được dùng để đánh giá độ mòn của lớp lót chịu lửa của lò nhiệt bên dưới. Điều này giúp ích cho những người điều hành và giám sát hệ thống biết được khi nào cần thay thế hoặc gia cố lớp lót chịu lửa cũng như các tác động của quá trình luyện thép tới lớp này mà không cần trực tiếp đo đạc thủ công (ở nơi nhiệt độ quá cao như lớp lót chịu lửa của lò cao), tránh các tai nạn hoặc sự cố đáng tiếc xảy ra.

Nó được bảo quản như thế nào?

Do bản chất Co-60 có tiết diện bắt neutron năng lượng thấp khá cao và do các đặc trưng hấp thụ neutron của nó nên Co-60 thường được tạo ra dưới dạng viên nhỏ hoặc đĩa mỏng. Sau khi kích hoạt, những nguồn dạng viên hoặc đĩa này sẽ được sản xuất thành các nguồn phóng xạ có hoạt độ cần thiết và cũng đôi khi dùng nickel tấm để làm vỏ bọc bảo vệ nguồn.

Các hạt phóng xạ dùng trong công nghiệp hoặc điều trị y tế như Co-60 thường được đặt trong các thùng chứa kim loại hoặc cất vào kho chứa, và được gọi là các bức xạ "nguồn" (radiation sources). Việc che chắn này nhằm giúp bảo vệ những người sử dụng khi tiếp xúc với các tia bức xạ mạnh.

Co-60 được bảo quản trong các thiết bị chuyên dụng

Những nguy cơ Co-60 thất thoát ra môi trường

Thỉnh thoảng Co-60 cũng bị thất thoát ra môi trường do sơ suất hoặc bị đánh cắp, điều này đặt ra một số nguy cơ đáng kể:

- Một số người tiếp xúc chúng mà không hề biết gì về những gì mà họ đã và đang tiếp xúc.

- Đôi khi các nguồn phóng xạ này thất lạc trong các bãi rác và chất thải, nơi có thể phát tán các nguy cơ mà không ai biết để xử lý chúng.

- Vì nó tồn tại dưới vỏ bọc kim loại, nên các nguồn phóng xạ này dễ bị nhầm lẫn/trộn lẫn với các phế liệu kim loại khác mà không bị phát hiện khi chuyển đến các cơ sở phế liệu hoặc tái chế kim loại. Khi đó, nó có thể gây nhiễm xạ tới hàng loạt các sản phẩm kim loại khác và phải mất hàng triệu USD để xử lý/dọn dẹp. Thông thường, các xưởng tái chế phế liệu có thiết bị dò phóng xạ để kiểm tra nguyên liệu đầu vào, nhưng đôi khi vì chủ quan hoặc thao tác thiếu thận trọng, các nguồn phóng xạ này không bị phát hiện.

- Co-60 cũng có thể lan ra cả môi trường do rò rỉ hoặc tràn ra từ các nhà máy điện hạt nhân, trong các chất thải rắn từ các nhà máy điện hạt nhân. Trong quy ước của Ủy ban điều tiết hạt nhân Mỹ, có quy ước cho phép thải một lượng nhỏ Co-60 ra không khí hoặc đổ xuống cống rãnh dưới dạng một phần của chất thải lỏng.

Co-60 thay đổi trong môi trường như thế nào?

Co-60 trải qua sự phân rã phóng xạ của các hạt beta và các bức xạ gamma mạnh. Cuối cùng nó phân rã thành nickel không chứa phóng xạ. Chu kỳ bán rã của Co-60 là 5,27 năm, nó đủ ngắn để cô lập và điều trị trong các khu vực bị lây nhiễm. Trong một số trường hợp, chỉ cần đơn giản là chờ đợi khoảng 10-20 năm để phân rã hết và tái sử dụng khu vực bị lây nhiễm.

Cobalt thâm nhập vào cơ thể ra sao?

Mọi người đều có thể bị nhiễm Co-60 mà không hề biết, do chúng ta ăn phải các thực phẩm và nguồn nước đã bị nhiễm xạ hoặc hít phải nó trong không khí, bụi bẩn. Mối quan tâm lớn được đặt ra bởi Co-60 là việc tiếp xúc với các bức xạ gamma mạnh của nó. Điều này có thể xảy ra khi bạn tiếp xúc với một nguồn lây nhiễm, hoặc nếu bạn tiếp xúc với các chất thải hạt nhân.

Một khi vào trong cơ thể, Co-60 nhanh chóng bị đào thải qua phân. Phần tàn dư còn lại được hấp thụ qua đường máu và các mô, chủ yếu là gan, thận và xương. Cobalt sẽ được đào thải dần ra khỏi cơ thể (ở tốc độ chậm), chủ yếu là qua đường nước tiểu.

Do chứa nhiều nguy cơ rủi ro, nên việc vận chuyển và bảo quản Co-60 đòi hỏi phải đúng phương pháp và khoa học.

Có-60 ảnh hưởng đến sức khỏe con người như thế nào?

Tất cả các bức xạ ion hóa, trong đó có Co-60, đều được biết đến như là một trong những tác nhân gây ung thư. Do vậy, sẽ có rất nhiều nguy cơ mắc ung thư khi bạn tiếp xúc với bức xạ gamma từ Co-60.

Vì Co-60 phân rã bằng cách phát ra một hạt b có năng lượng 1.33MeV, theo sau đó là phát ra hai bức xạ gamma theo thứ tự có năng lượng 1.17MeV và 1.33MeV, nên việc tiếp xúc ngoài trực tiếp với nguồn lớn Co-60 có thể gây bỏng da, các bệnh liên quan tới bức xạ cấp tính hoặc tử vong. 

Làm thế nào để biết bạn đã bị lây nhiễm bức xạ Co-60?

Hiện có một vài phương pháp để phát hiện, tuy nhiên ít có sẵn trong các phòng khám hoặc các cơ sở ý tế thông thường, bởi nó đòi hỏi các trang thiết bị chuyên dụng.

Có một số xét nghiệm có thể đo lượng Co-60 trong nước tiểu, thậm chí ở mức độ rất thấp. Qua đó, các nhà khoa học có thể ước tính số lượng bức xạ tồn dư trong cơ thể.

Một kỹ thuật nữa được gọi là "đo đếm toàn bộ cơ thể" (whole-body counting), phương pháp này có thể phát hiện lượng bức xạ gamma phát ra bởi Co-60 trong cơ thể. Một loạt các thiết bị cầm tay cũng có thể "đo lường" trực tiếp bức xạ Co-60 trên da hoặc trên tóc.

Ngoài ra còn một số giải pháp khác, bao gồm cả việc đo lượng Co-60 trong các mô mềm và trong máu, xương, sữa hoặc phân.

Làm sao để biết tôi đang ở gần Co-60? Rất tiếc, bạn cần có một thiết bị chuyên dụng để phát hiện phóng xạ hoặc may mắn khi hộp bảo quản của nó có ghi rõ ký hiệu hạt nhân và các thông số khác.

Các thùng/thiết bị hoặc khu vực có phóng xạ thường ghi rõ ký hiệu cảnh báo phóng xạ.

Phòng tránh phóng xạ Co-60 bằng cách nào?

Do các nguồn Co-60 phát ra bức xạ có năng lượng rất cao nên cần được che chắn cẩn thận. Một buồng chứa thích hợp cho một nguồn có hoạt độ 30Ci thường có khối lượng nhỏ nhất là 150kg. Một vài nguồn Co-60 có hoạt độ từ 1000 – 3000Ci được dùng trong các máy phát bức xạ cố định; có thể sử dụng thay thế cho các máy gia tốc linac và betatron để chụp ảnh bức xạ các mẫu vật bằng thép có bề dày lớn, từ 100 – 200mm.

Tất nhiên, chúng rẻ hơn thiết bị phát bức xạ tia X có điện thế đến MV rất nhiều, nhưng suất liều phát bức xạ của chúng nhỏ hơn nhiều vì thế cần thời gian chiếu dài hơn. Vì vậy cần xem xét hiệu ứng tự hấp thụ bức xạ khi chế tạo các nguồn có cường độ cao.

Trong thực tế, bạn hiếm khi gặp phải Co-60, trừ khi bạn trải qua điều trị y tế nào đó. Hãy thảo luận với bác sĩ về mức độ tiếp xúc và chọn giải pháp thay thế (nếu có) khi cần trị liệu bằng chiếu xạ, tuy nhiên phải chấp nhận các rủi ro liên quan.

Tuy khó xảy ra, nhưng khi bắt gặp một nguồn phóng xạ hoặc nghi bị lây nhiễm, điều đầu tiên là bạn cần bình tĩnh và liên hệ với các trung tâm y tế gần nhất để được hướng dẫn điều trị thay vì lo sợ.

Hữu Thắng

Theo US Environmental Protection Agency và Wikipedia