淺議橡塑制品中的輻射安全問題

高 鵬，黃 微，胡 翔，劉慶云

（北京市核與輻射安全中心，北京 100089）

2020年6月，某市輻射部門接到鄰省情況通報，當地某廢品收購站貨車進廠過磅時引發輻射報警，輻射水平異常，車表熱點劑量率約2.4 uSv?h-1（如圖1所示）。經現場排查，系由某市運來的廢鐵引發，進一步分揀后發現了多塊含有放射性的橡膠狀物體。

圖1 涉事車輛Fig.1 Vehicle involved

輻射工作人員到達事由廢品發出點后，立即使用輻射監測儀器對院內廢品堆和運貨車輛開展應急監測。組織現場人員使用抓斗和鏟車將整座廢品山進行了分解和攤平，逐堆用輻射表面污染儀和便攜式巡測譜儀進行輻射水平監測及核素分析，發現了多塊帶有放射性的橡膠制品（如圖2所示）。

圖2 發現的放射性物品Fig.2 Radioactive materials found

經現場監測，物品表面劑量率達8.5 uSv·h-1；手持式核素分析儀顯示其中含有天然放射性核素釷。

1 分析結果

發現的放射性物品帶回實驗室測試。首先，經儀器測定，表面劑量率為8.50 uSv?h-1，用擦拭法測量放射性物品表面無放射性污染，初步判斷該物品含有放射性物質。隨后，使用實驗室高純鍺γ譜儀進行核素分析，譜圖如圖3所示。

圖3 高純鍺γ譜儀譜圖Fig.3 Spectrum of high purity germanium gamma spectrometer

從譜圖分析，有明顯的釷-232能量峰（911.2 kev），鐳-226能量峰（295.2 kev，351.9 kev）及鈾-238能量峰（92.6 kev）。經計算，單個放射性物品中釷-232、鐳-226及鈾-238的總活度及活度濃度見表1（同時給出了標準中的豁免水平）。

表1 單件物品各核素放射性水平Table 1 Radioactivity levels of radionuclides in single article

2 討論

2.1 輻射水平

參照《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB18871-2002），所發現橡塑物品中釷-232、鐳-226及鈾-238的活度濃度都超過豁免標準，釷與鈾的總活度也超過豁免水平［1］。

按《放射性廢物分類》（2018年1月1日起施行）規定，活度濃度在解控水平以上至解控水平10～100倍區間定義為極低水平放射性廢物［2］。該項輻射事件中發現的含放射性核素物品的活度濃度略高于解控水平，應屬于極低水平放射性廢物。

2.2 追蹤放射性來源

由于相關線索缺失，關于所發現物品的來源還需進一步考證。從物品材質外形及所含放射性核素可以初步推斷，相應物品中的放射性情況極有可能是利用稀土進行橡膠改性的結果。

隨著國民經濟的發展，塑料以及合成橡膠類材料的應用越來越廣泛，特別是在工業和建筑業中對其質量提出了越來越高的要求，往往需要其具有更高的熱穩定性、潤滑性和耐候性，更好的耐磨性及屈撓性和更低的生熱性。同時，也對材料的抗濕滑、環保及節能的要求更加嚴格，而這些性能都是傳統橡塑材料無法滿足的。

為了適應經濟發展對橡塑產品的改性要求，國內外科研人員做了大量的研究工作，其中利用稀土材料進行橡塑產品改性的方法取得了長足發展。例如，在20世紀60年代，我國科學家首先發現了稀土絡合催化劑，并研制成功了順丁橡膠［3］。在塑料工業中，稀土化合物作為塑料助劑，廣泛應用于無毒熱穩定劑、表面改性劑、晶型成核劑、光敏劑、光轉換劑和抗菌劑等方面［4-7］。

我國是稀土資源大國，探明儲量的礦區有60多處［8］，稀土礦的放射性來源除其本身具有放射性特征的部分稀土元素外，更多來源于伴生礦中的鈾-238、鐳-226、釷-232等核素［9］。我國主要稀土礦區中釷及鈾的含量見表2。

表2 主要稀土礦中的鈾釷含量Table 2 Contents of uranium and thorium in main rare earth ores

2.3 輻射安全問題

伴生放射性礦通常指含有較高濃度的天然放射性核素的非鈾礦。稀土金屬礦多為伴生放射性礦，其中獨居石及其混合礦總體體量較大，除此之外通常會含有氟碳鈰礦、磷釔礦和離子型稀土礦等伴生放射性礦。獨居石礦是磷酸鹽礦物，其中含有釷、鈾和鐳等放射性核素，釷含量可達10%，鈾含量可達0.5%。

除稀土原礦外，稀土產品中的放射性含量同樣不可忽視，有關稀土產品的取樣分析結果［10］見表3。

表3 稀土產品中的鈾、釷含量Table 3 Content of uranium and thorium in rare earth products

總的來說，放射性污染貫穿稀土等伴生礦開發利用的全過程。研究指出，天然輻射照射的增加，占當前我國國民所受因人為活動引起的輻射照射中的最大比例［11］。在全國第一次伴生放射性污染源普查中發現，超過規定放射性污染水平的礦產資源開發利用企業我國有一千多家，由開采產生的固體廢物、礦產資源連同排放的廢水對企業附近的輻射環境水平的影響已經引起了公眾的關注［12］。伴生礦中的天然放射性在不同階段的產品及廢物中存在著不同程度的濃集，應當充分引起放射性污染防治的關注。

2.4 安全監管建議

1.在我國第二次全國伴生礦污染源普查的基礎上，梳理不同節點放射性產物的類型和特點，引入分類分級體系。

2.在涉及伴生礦開發及利用項目的規劃和可研階段，要充分考慮必要的輻射防護與科學防治評價，落實“三同時”制度。

3.梳理現有伴生礦輻射安全監管法規標準，強化系統性；提升各類基本限值在監管實踐中的可操作性、適用性。

4.政府、企業及行業協會齊心協力，加強管理制度、技術改進、科普宣傳和公眾參與，營造良好的文化氛圍，提升認知水平。

5.加強伴生礦相關治理領域的基礎科學投入，加強科研條件建設，提高技術能力水平。

3 總結

生態環境部在2020年頒布了《關于進一步加強塑料污染治理的意見》。依據文件精神，應考慮在規范塑料廢棄物回收利用的同時，關注稀土化合物在橡膠及塑料的改性過程中可能引入的放射性因素。因此在塑料制品的生產、流通、使用和回收處置等環節，要注意可能的放射性污染，加強管理與必要的監測，從而保護環境安全和公眾身心健康，維護社會穩定。