控制氡的析出，保护公众健康

CCo全国天然辐射照射与控制研讨会论文汇编控制氡的析出，保护公众健康潘英杰 高尚雄 薛建新(中棱集团公司铀业公司北京，100822)抽要氡是造成人们天然辐射照射剂量的重要棱索，约占总天然照射剂量的50蹦，因此必须引起重视，本文针对各种物质表面氡析出规律结台多年防氧实践经验提出控制氡析出综台防护措施保护公众健康的若干建议供参考。关键词氡防护环境地球上各类土壤、矿岩、废渣、居室建材等表面均不断的释放氧，并衰变成一系列子体，形成对公众的辐射照射，由于氡及其子体对人体照射的剂量贡献相当大，约占总天然辐射剂量的50“上。因此，国际权威组织将氡推荐为慢性照射行动水平唯一核素。所M，对氡的防护引起世界各国及有关学术界的高度重视。多年来人们一直在探求采取有效措施控制和减少物体表面氡的析出，特别是含铀钍的矿物及其废渣氡的析出和释放，千方百计减少氡对环境的污染，尽最大可能降低氡对人体的照射。本文即趴氧的析出机理和规律出发，在以往大量降氡实践基础上，对控制和减少氡的析出进行分析和研究，针对实际需要，寻求适宜的安全、有效、经济的控制氡析出技术措旌，保护公众健康。l氡析出机理及规律11氡析出机理物质中镭(”6Ra)原子按一定衰变规律放射出1个a粒子后即衰变成氡(22ZRn)原子。氧原子在n粒子反作用下获得约100 eV的反冲能量，该能量可使氡原子离开原地，在通常密度的矿物中的射程约为2070 nm，在空气中最大射程可达63 tzm。根据氡原子在物体及物质结构中所处的状况，在条件适宜时可以被传输释放。其氡原子的传输方式有二种：一种是扩散，即由于各地(位置)存在氡浓度差，造成氡由浓度高的地方向浓度低的地方扩散，常用扩散系数表示。另一种是渗流，即氡原子可因气流压差，使氡原子随着压差所形成的对流，由压力高的地方向压力低的地方流动，常用渗流系数表示。在这二种因素作用下，氧在矿岩物质中释放出来。表征氡析出特征的是氡析出率，其定义是：在单位时间间隔内穿过单位界面析出到空气中的氡的放射性活度，氡析出的特性受矿岩物质本身性质、铀镭含量、物质结构、孔隙度，以及周围环境介质的温度、湿度、风速、气压等困素的影响。因此，氡析出率是一个与上述诸因素紧密相关且有一定规律的量。12氡析出规律大量氧析出率的实测资料证实，氧析出具有如下规律：(1)凡含有桉素铀镭的物体都将不断析出氡，其氡析出率与铀镭含量呈正相关，即铀镭含量高，氡析出率大，其关系曲线见图l。正因为如此，各种矿岩和物质由于铀镭含量不同，所“它们的表面氡析出率值差异较大，最大的可差3个量级以上(见表1)。(2)氡析出因受扩散和渗流作用的制约+所以氧在物质中有效析出传输距离(深度)约l2 in(见图2)，该规律说明大于此距离(深度)的镭产生的氡不会释放到环境中来。(3)氧析出困受环境介质温度、风速、气压、湿度的影响所以氡析出率是随时间变化的变量，其值可相差数倍(见图3)。因此，氧析出率均值的测量和确定应充分考虑这一特性，150 全国天然辐射照射与控制研讨会论文汇编(4)物体表面氡析出率有代表性的均值确定的难度较大，因为该值与时间和空间位置紧密相关。所以既要考虑氡随时问的变化均值的代表性，又要考虑面积均值的代表性，使之尽可能得到有较好代表性的氧析出率均值。这仍是一个值得研究的课题。表1各种不同矿岩物体表面氧析出率一般土壤粘土(黄土)水泥油漆混凝土水磨石花岗岩瓷砖土地表面普通岩石铀嚷石铀尾矿铀矿石氟折出事Bq，mls16B4幔045 0 09 0135 01 8氧析出率Bqra2 5O 5 声_T_一2 3 尾矿堆厚度m图l氧析出率与铀品位的关系曲线 图2氡析出率与铀尾矿堆厚度的关系曲线2氧折出率Bms2 3 4 5 6 7 8 9 10 ll 12月份图3氧析出率的月变化规律曲线mo卫oo姑oo戳戮篆麓一CCC潘英杰等：控制氡的析出，保护公众健康 1512覆盖隔离控制氡析出规律的研究控制氡析出的方法很多，如降低各种物质中铀、镭的含量，从根本上减少氧的析出。再如还可蹦通过局部增压法，抑制氧的析出。在工作和居住场所还可以采用加强通风的办法，将已析出的氡排至大气扩散稀释，减少氡的危害等等。根据对氡析出机理和规律的分析及多年实践，普遍认为当前最通用和成熟有效的方法是覆盖隔离法。我们通过对大量覆盖试验资料的研究分析，总结出覆盖隔离控制氧析出规律为：(1)覆盖材料与防氡析出效果的关系密度不同和渗透系数不同的材料有不同的覆盖防氡效果(见表2)。尽可能选用密度大，渗透系数小，氡析出率低的材料，作为覆盖材料，以提高防氡析出的效果。表2不同材料的防氧析出效率(2)覆盖厚度与防氧效果关系同一种覆盖材料，厚度增大，防氡效果高。如；粘土覆盖，氡析出率随覆盖土厚度增加呈指数减少，当增加到某一厚度时，厚度再增加氧析出率变化很小(见图4)。这是由于受扩散和渗流制约所致。再如：混凝土覆盖，氧析出率同样随厚度的增加而减少，即防氡效率增高(见表3)。瓤析出事B口，m2 s0 60 0 02 0 4 0,6 O 8 疆盖厚度图4覆土厚度与氧析出宰的关系¨¨吣们叭152 全国天然辐射照射与控制研讨会论文汇编(3)覆盖材料密度与氡析出率的关系氡析出率与环境介面物质的密度呈负相关，即介面物质密度越高，则氧析出率越低，其降氡效果越高(见表4和图5)。该规律告诉我们覆盖材料应该选择密度大的材料，或尽可能增大覆盖材科的密度。表4覆土密度与降氡效果关系注：1)崔盖前表面氡析出率8 38 Bqm2·s；2)斌盖50 cm厚的牯土降氧效率9080706050图5覆土密度与降氧效果的关系曲线(4)覆盖材料含水率与氧析出率关系(见表5)。表5疆盖层含水率与氡析出率关系注：1)覆盖前氧析出率8 38 Bqm2·s；2)覆盖50 cm厚的牯土一一虿1l嚣i一CCCC潘英杰等：控制氡的析出，保护公众健康 1533积极控制氡的析出，保护公众健康为了保护公众健康，必须千方百计控制和降低氡的析出，同时采取加强通风换气等多种措施，提高防护效果。根据多年的防氡实践，提出如下建议供参考。31 加强三废治理，控制环境氡的析出311加强对放射性矿山及水冶厂“三废”的治理和管理，搞好废气净化和废水处理，加强对废石尾矿的维护和管理，尽可能将其回填至井下采空区，减少地表积存量，减少氡的释放源，减少和消除“三废”对环境的污染。对退役的厂矿要重点搞好废石场和尾矿库的最终处置。可采取以下措施：(1)对退役后的废石场和尾矿库要作好长期稳定化和防洪排洪工程，防止垮坝造成废石尾矿流失确保处置后的废石场和尾矿库长期安全稳定。(2)优化废石尾矿覆盖封闭工程根据国家规定的标准要求，充分考虑国民经济实力，以适宜的经济代价，使封闭工程达到环境和社会所能接受的，可合理达到的尽可能低的剂量水平，减少对公众的照射危害。为此：1)科学地测定和确认废石尾矿堆表面氡析出率年均值。2)根据确认的氡析出率年均值，以及国家限值标准(o74 Bqm2·s)，通过覆盖隔离试验，选定覆盖材料，确定覆盖厚度。覆盖材料应满足(a)具有较高的阻止氡析出能力，即选择密度大的材料，提高防氡析出效果。(b)应具备长期稳定，不易老化的特点。(c)材料来源充足，容易取得。(d)价格低廉，便于施工。(e)覆盖后有利于植被的恢复，尽可能使之与周围环境地貌融为一体。3)覆土施工要坚持分层碾压，尽可能加大土质密实度，争取达到15 tm3以上，降低氡在覆盖层中的扩散和渗流，提高防氡析出效率。4)为了保持覆盖层长期稳固，应在覆盖层表面进行稳定化处理。稳定化方法主要有物理法、化学法和生物植被法。物理法即在覆盖层上面采用块石、片石或敷设一层其它的保护层，防止冲刷和风蚀。化学法即在表面喷洒一层化学物质或药剂，使之形成一层固结的硬壳，以起到抗风、防水和风蚀作用。常用的化学反应剂有石灰、硅酸盐、硫酸盐、弹性聚合物或树脂添加剂等。植被法即在覆盖层上面种植灌木、草等植物，达到稳固土层，防止水土流失，达到改善环境的目的。最近新研制的“三维植被网”技术，在护坡，稳固覆盖层，控制水土侵蚀和流失，绿化环境方面取得了良好效果。该技术亦称。加筋草皮”技术。特别对在纯草皮护坡易遭受强降雨或冲蚀严重的，可能引起覆盖层和边坡失稳、滑坡问题的地区，具有较好的稳固作用。(5)在有条件的低洼采矿废墟等处，可采用水覆盖措旎，可以较好的控制氡析出。这一技术在澳大利亚以及在我国湖南都有应用，一来可以防止氡的析出，二来可以美化环境，又可节省经费，可谓是一举多得。312在可能的条件下，开展对铀镭含量高的尾矿进行除镭实验研究，减少尾矿的辐射水平和降低氡的析出。该方法是一项治本的方案，但由于技术难度大成本高，所以目前各国只是处于研究阶段，尚未实施。313严格控制含铀钍矿渣用于居住区及环境公共建筑设施的建设，杜绝由此造成的氡向环境的释放和扩散。32加强人们生活环境中氡析出的控制(1)从源头作起，即在选择建材及装修材料时应选择含天然放射性核素铀镭含量低的材料，减少氡向室内及环境的释放(见表6)。(2)在内装修时尽可选用能抑制氡析出的涂料，如RT涂料、偏氯乙烯共聚乳掖等，防氡效果可达70“以上(见表7)。33加强室内通风换气，减少氧及其子体的积累，改善室内空气质量通风与不通风室内空气中氡浓度可相差十几倍以上(见表8)。1：54 全国天然辐射照射与控制研讨会论文汇编表7不同涂料的防氧效果表8室内门宙开关时氡及于体浓度变化(Bqm3)注：室外风速128ms开窗后奎内风速116ms综上所述，从多方面着手，采取综合防止氡析出和通风排氡措施，加强对室内外环境氧的控制，千方百计降低人们生括环境中氡浓度，减少公众受氧照射的剂量。如果各国都积极行动起来，使氡全部得到控制的话，那么人类生存的环境将得到极大改善，甚至可使天然辐射的剂量减少50，使人类的健康在辐射环境方面得到极大的保证，让我们为此目标而努力奋斗。控制氡的析出,保护公众健康作者： 潘英杰， 高尚雄， 薛建新作者单位： 中国核集团公司铀业公司(北京)被引用次数： 1次本文链接：http:/d.g.wanfangdata.com.cn/Conference_288744.aspx