某鈾礦退役治理覆土實驗

鐘磊 萬澤坤

摘 要：文章通過對某鈾礦退役治理工程的覆土實驗數據進行分析，用MATLAB軟件求得了鈾礦氡析出率、γ劑量率與覆土厚度的關系式。該式為該鈾礦退役整治工程的覆土工作提供了理論依據，為退役治理工程的順利進行提供了技術保障。

關鍵詞：鈾礦退役；覆土實驗；氡析出率；γ劑量率

引言

鈾礦開采和加工過程中廢棄的廢石、尾渣等集中堆放而形成廢石堆和尾礦庫，因廢石和尾渣中含天然U、Ra等放射性元素，使得廢石堆和尾礦庫存在較高的放射性，如γ劑量率、氡析出率、氡濃度等，對周邊環境產生輻射影響。鈾礦退役時，根據國家相關規定，需對廢石堆等進行覆土植被恢復。因各地土層對氡析出率及γ射線的屏蔽效果不一，在實施鈾礦退役覆土前，需做覆土實驗，為鈾礦退役的覆土厚度提供基礎數據。

1 監測內容及監測依據

1.1 監測內容

此次覆土實驗主要監測不同覆土厚度后的氡析出率（Bq/m2·s）、γ劑量率（nGy/h）及覆土密度（g/cm3）。

1.2 監測依據

此次覆土實驗的主要監測依據如下：

《輻射環境監測技術規范》（HJ/T61-2001）

《鈾礦冶輻射環境監測規定》（EJ 432-89）

《表面氡析出率測定 積累法》（EJ/T 979-1995）

《環境地表γ輻射劑量率測定規范》（GB/T 14583-1993）

《土工實驗方法標準》（GB/T 50123-1999）

2 監測儀器

此次覆土實驗采用的監測儀器如表1所示

表1 監測方法與監測儀器

3 質量保障

依據ISO/IEC導則25-校準與檢測實驗室能力的通用要求，中心建立了一套嚴格的質量保證體系。監測質量保證由下列內容組成：

3.1 質量保證機構

質量保證實行辦公室、環境監測中心、環境監測組三級管理體制，確保職責分明，任務明確。

3.2 監測人員素質

環境監測組組長由從事環境監測多年的高級工程師擔任。工作人員實行定期的考核和培訓，且都取得有關主管部門發給的上崗證。

3.3 計量、監測儀器的檢定和監測方法的選用

計量、監測儀器都有合格證書并按國家規定進行刻度或檢定，并經常參加國家組織的比對，并在使用前均認真地進行了自檢；采用國家標準推薦的監測方法，以保證監測結果的準確與可靠。

3.4 采樣質量保證

嚴格按國家規范的要求進行布點、采樣、樣品預處理、樣品管理、樣品流轉。

3.5 實驗室內分析測量的質量控制

實驗室建立了嚴格的規章制度，優先采用國家標準推薦的分析方法，并使用標準物質對質量進行控制，同時對測量裝置定期進行性能檢驗。

3.6 數據處理中的質量控制

嚴格按規定的程序進行數據的記錄、檢查、復審、保存。

4 監測方案

4.1 監測目的

通過覆土實驗，確定覆土材料粘土土源土壤，找出氡析出率和γ輻射劑量率與粘土覆蓋層厚度的關系。在滿足《鈾礦冶設施退役環境管理技術規定》、《鈾礦地質輻射環境影響評價要求》等相關標準管理限值的要求下，選定經濟、合理、可行的覆土厚度進行鈾礦退役治理。

4.2 實驗方法

鈾礦退役治理工程覆土實驗選擇在區內表面氡析出率和γ輻射劑量率相對較高和相對穩定的尾渣堆上，面積為20m×20m，按梅花狀均勻布設10個氡析出率、γ輻射劑量率和覆蓋材料密度監測點。覆蓋材料為本次退役治理工程擬取土土源地的粘土。

4.3 實驗步驟

（1）在選定的實驗場地及土源地進行表面氡析出率和γ輻射劑量率的測量。

（2）在選定的實驗場地用土源地土壤進行覆蓋，并壓實；壓實后覆蓋材料厚度應達到0.3m，再進行表面氡析出率和γ輻射劑量率的測量，及覆蓋材料密度采樣。

（3）依照第二步驟再進行覆蓋實驗。覆蓋層厚度依次從0.3m開始到覆蓋層厚度2.0m為止，每達到一定的覆蓋厚度后再進行表面氡析出率和γ輻射劑量率的測量，及覆蓋材料密度采樣。

5 氡析出率、γ劑量率與覆土厚度關系

5.1 氡析出率與覆土厚度關系式

將氡析出率與覆土厚度的數據帶入MATLAB中，擬合得到曲線公式如下：

（1）

其中，X為需要覆蓋的夯實后的輕壤土厚度，cm；

J為覆蓋前的222Rn析出率平均值，Bq/（m2·s）；

Jo為覆蓋后的222Rn析出率，Bq/（m2·s）；

函數擬合曲線和實際監測數據曲線圖如圖1所示。

5.2 γ劑量率與覆土厚度關系式

將表3中γ劑量率與覆土厚度的數據帶入MATLAB中，擬合得到曲線公式如下：

（2）

式中：X-壓實后的覆蓋材料厚度（cm）；

Δ1/2-半值層厚度，即γ輻射劑量率減弱一半所需的覆蓋層厚度，根據覆蓋試驗數據計算得Δ1/=27.01cm；

Hi-覆蓋前的γ輻射劑量率平均值（nGy/h）；

Ho-覆蓋后的γ輻射劑量率平均值（nGy/h）。

6 結束語

通過對實測數據的分析，求的了覆土厚度與氡析出率的關系式，用該公式可對該鈾礦退役的覆土厚度進行技術指導。在實際施工時，因對廢石堆進行整坡造成廢石堆表層的擾動，會造成氡析出率的變化，在按上述公式給出的覆土厚度覆蓋后，應進行現場監測進行復核，確保鈾礦退役工作達到預期目標。

參考文獻

[1]HJ/T61-2001.輻射環境監測技術規范[S].

[2]李韌杰，等.鈾礦設施退役與環境治理[M].

[3]EJ 432-89.鈾礦冶輻射環境監測規定[S].

[4]EJ/T 979-1995.表面氡析出率測定積累法[S].

[5]GB/T 14583-1993.環境地表γ輻射劑量率測定規范[S].

[6]GB/T 50123-1999.土工實驗方法標準[S].