某鈾礦點地勘設(shè)施退役治理工程輻射環(huán)境影響預(yù)測與評價

摘要：本文簡述了軍工鈾礦地質(zhì)勘探遺留設(shè)施的特征污染因子，以華南地區(qū)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十三五”退役整治工程待治理礦點和“十二五”退役整治工程的已治理礦點共同對關(guān)鍵居民組疊加的輻射環(huán)境影響為例，采用劑量估算模型，計算照射有效劑量。預(yù)測和評價了待治理礦點退役治理后周圍居民所受照射影響和輻射環(huán)境影響。

關(guān)鍵詞：輻射環(huán)境;劑量估算;高斯煙羽濃度公式

中圖分類號：X822.5 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）03-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.03.009

Prediction and evaluation of the radiation environmental impact of the decommissioning treatment project of geological exploration facilities in a uranium mine

Wei Chengbin

（Guangdong Institute of Nuclear Industry Geology，Guangzhou Guangdong 510800，China）

Abstract：In this paper， the characteristic pollution factors of the remaining facilities of military uranium exploration are briefly described.Taking the influence of the mine sites to be treated in the 13th five year plan decommissioning regulation project and the mine sites to be treated in the 12th Five Year Plan decommissioning regulation project on the radiation environment of the key residential groups as an example，the effective radiation dose is calculated by using the dose estimation model.The influence of radiation on the surrounding residents and the radiation environment after the decommissioning of the mine site to be treated is predicted and evaluated.

Key words：Radiation environment;Dose estimation;Gaussian plume concentration formula

該礦點是華南地區(qū)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十三五”退役整治工程的待治理礦點。離該礦點南邊約700m處的主要保護(hù)目標(biāo)（A村），同時也是“十二五”退役整治工程的已治理礦點（A礦點）南端的主要保護(hù)目標(biāo)。因此，對該礦點治理后預(yù)測區(qū)內(nèi)居民進(jìn)行個人有效劑量估算，具有重要意義，可以用于指導(dǎo)后期該礦點的治理工程。由于現(xiàn)A礦點已治理，對主要保護(hù)目標(biāo)處個人有效劑量直接采用原有數(shù)據(jù)。

1 對象及污染因子

本工程為華南地區(qū)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施的退役整治工程，屬于國家國防科工局和國家環(huán)境保護(hù)部批復(fù)的軍工核設(shè)施退役及放射性廢物治理專項資金項目。工程主要內(nèi)容包括對坑（井）口進(jìn)行永久封閉治理;對廢石堆進(jìn)行覆土覆蓋、植被恢復(fù)及穩(wěn)定化治理，對污染道路進(jìn)行清挖污染物后恢復(fù)原有使用功能。放射性（電離輻射）環(huán)境污染是軍工鈾礦地質(zhì)勘探遺留設(shè)施的特征污染，主要存在以下放射性污染因子：

①γ外照射：廢石堆等源項的γ輻射劑量率水平較高，公眾人員會受到一定的γ外照射。②氡及其子體：廢石堆和坑（井）口釋放出氡及其子體通過呼吸進(jìn)入人體，會對公眾人員產(chǎn)生吸入內(nèi)照射。③α、β放射性表面污染：在退役治理的作業(yè)過程中，存在放射性物質(zhì)附著在人體、工作服、設(shè)備、墻壁和地面上的放射性表面污染，由于表面污染容易脫落，對工作人員既會產(chǎn)生吸入和食入的內(nèi)照射危害，同時也存在外照射的危害。④放射性粉塵：在廢（礦）石、污染道路清挖治理和廢石堆覆蓋施工過程中會產(chǎn)生放射性粉塵，粉塵中含有鈾、鐳等放射性核素，會對作業(yè)工人造成吸入內(nèi)照射。

1.1 污染因子分析

放射性的核素影響主要途徑有氣載途徑和液態(tài)途徑。鈾礦（床）點的地質(zhì)勘探設(shè)施的液態(tài)途徑主要為坑道水流出，由于軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役整治工程對有水流出的坑口采用修建被動式濾水集水池進(jìn)行疏排水治理方案，所以退役治理后，液態(tài)途徑的影響可以忽略;退役治理后，該待治理由于廢石堆已經(jīng)黃土覆蓋和植被綠化，沒有鈾粉塵的產(chǎn)生，所以α、β放射性表面污染和放射性粉塵污染因子主要是在退役治理的作業(yè)過程中對施工作業(yè)人員造成輻射危害。因此，治理后照射有效劑量的預(yù)測因子所考慮的照射途徑包括γ輻射外照射和氡氣（222Rn）和其氡子體吸入所致內(nèi)照射。

1.2 主要保護(hù)目標(biāo)及放射性污染源情況

主要保護(hù)目標(biāo)為離該待治理礦點700m處的居民點。

由于對坑（井）口進(jìn)行了永久封閉治理、污染道路進(jìn)行清挖污染物后達(dá)到無限制開放使用功能。所以本工程治理后，主要考慮放射性污染源為廢石堆。結(jié)合污染特征和我院輻射環(huán)境源項調(diào)查監(jiān)測資料，該礦點的廢石堆環(huán)境放射性檢測情況見下表：

1.3 管理限值

根據(jù)GB15848-2009、EJ913-1994和EJ/T977-1995，鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施經(jīng)退役治理和環(huán)境整治后，最終狀態(tài)下公眾劑量約束值不超過0.25mSv/a;廢石堆等設(shè)施表面平均氡析出率不超過0.74Bq/（m2.s）、γ外照射空氣吸收劑量率不得超過17.4×10-8Gy/h（扣除本底后）。

2 劑量估算

有效劑量估算模型包括γ外照射所致外照射劑量和氡氣（222Rn）和其氡子體吸入所致。

2.1 估算模型及參數(shù)選取

2.1.1 γ外照射所致外照射劑量

式中：Hp（d）為γ外照射所致劑量，Sv/a;0.7為劑量轉(zhuǎn)換系數(shù);R為γ外照射吸收劑量率增重，Gy/h，治理后，保守估計R取有限制開放使用場所管理限值17.4×10-8Gy/h;T為受照時間，h/a;N為居留因子，取0.05。

2.1.2 氡氣吸入所致內(nèi)照射劑量

式中：CRn為222Rn濃度，Bq/m3;T為受照時間，h;DFRn為222Rn及其子體劑量轉(zhuǎn)換因子，取3.11×10-9Sv/（Bq·h·m-3）。

在計算氡氣吸入所致內(nèi)照射劑量時，先需要預(yù)測待治理礦點周圍居民處的氡濃度。根據(jù)工程特點，將廢石堆作為地面連續(xù)釋放源項且作為面源計算，劑量估算將面源劃分為若個小點源做濃度疊加計算。根據(jù)高斯煙羽濃度公式，大氣擴(kuò)散中地面連續(xù)點源濃度公式為：

CRn （x，y，o）=（Q/πμδzδy）exp（-y2/2δy2）

式中：CRn（x，y，o）為點（x，y，o）處空氣濃度，Bq/m3;x為下風(fēng)向離源的距離，m;y為橫截風(fēng)向的距離，m;Q為釋放率，Bq/s;治理后，保守估計，取氡析出率管理限制0.74Bq/（m2·s）;μ為有效排放高度的風(fēng)速，取2.0m/s;δy、δz 分別為側(cè)向和垂直向的擴(kuò)散系數(shù)，m。

根據(jù)我國大氣穩(wěn)定度頻率的分布情況，待治理鈾礦點所在區(qū)域的各穩(wěn)定度年頻率見表3：

2.2 計算結(jié)果

在劑量估算時取最不利條件，保護(hù)目標(biāo)按處于礦點的下風(fēng)向計算。根據(jù)上述估算模式計算可得，該礦點退役治理前γ外照射所致最大個人有效劑量為0.368 mSv/a，氡氣吸入所致內(nèi)照射最大個人劑量為0.064mSv/a，其總的有效劑量水平為0.432mSv/a;待退役治理后γ外照射所致最大個人劑量為0.053mSv/a，氡氣吸入所致內(nèi)照射最大個人劑量為0.043 mSv/a，其總的有效劑量水平為0.096mSv/a，為治理前的22.2%，低于公眾人員個人有效劑量管理限值0.25mSv/a。

3 結(jié)論

待該礦點退役整治后，其距該礦點最近的居民點所受的有效劑量為0.096 mSv/a，為治理前的22.2%，低于公眾人員個人有效劑量管理限值0.25mSv/a的要求。已竣工的治理工程A該礦點對該關(guān)鍵居民組最大個人有效劑量為0.038mSv/a。待該礦點治理后，疊加A礦點輻射影響公眾人員所致最大個人有效劑量為0.133 mSv/a，低于公眾人員個人有效劑量管理限值0.25mSv/a要求，由此可得，待治理礦點退役治理后周圍輻射環(huán)境達(dá)到了可接受水平。

參考文獻(xiàn)

[1]核工業(yè)北京地質(zhì)研究院.華南地區(qū)軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施“十二五”退役整治二期工程（廣東片區(qū)）[Z].2016.

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收稿日期：2019-12-31

作者簡介：魏成斌（1990-），男，漢族，本科學(xué)歷，助理工程師，研究方向為軍工鈾礦地質(zhì)勘探設(shè)施退役治理工程。