某铀矿退役治理覆土实验

钟磊 万泽坤

摘 要：文章通过对某铀矿退役治理工程的覆土实验数据进行分析，用MATLAB软件求得了铀矿氡析出率、γ剂量率与覆土厚度的关系式。该式为该铀矿退役整治工程的覆土工作提供了理论依据，为退役治理工程的顺利进行提供了技术保障。

关键词：铀矿退役；覆土实验；氡析出率；γ剂量率

引言

铀矿开采和加工过程中废弃的废石、尾渣等集中堆放而形成废石堆和尾矿库，因废石和尾渣中含天然U、Ra等放射性元素，使得废石堆和尾矿库存在较高的放射性，如γ剂量率、氡析出率、氡浓度等，对周边环境产生辐射影响。铀矿退役时，根据国家相关规定，需对废石堆等进行覆土植被恢复。因各地土层对氡析出率及γ射线的屏蔽效果不一，在实施铀矿退役覆土前，需做覆土实验，为铀矿退役的覆土厚度提供基础数据。

1 监测内容及监测依据

1.1 监测内容

此次覆土实验主要监测不同覆土厚度后的氡析出率（Bq/m2·s）、γ剂量率（nGy/h）及覆土密度（g/cm3）。

1.2 监测依据

此次覆土实验的主要监测依据如下：

《辐射环境监测技术规范》（HJ/T61-2001）

《铀矿冶辐射环境监测规定》（EJ 432-89）

《表面氡析出率测定 积累法》（EJ/T 979-1995）

《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB/T 14583-1993）

《土工实验方法标准》（GB/T 50123-1999）

2 监测仪器

此次覆土实验采用的监测仪器如表1所示

表1 监测方法与监测仪器

3 质量保障

依据ISO/IEC导则25-校准与检测实验室能力的通用要求，中心建立了一套严格的质量保证体系。监测质量保证由下列内容组成：

3.1 质量保证机构

质量保证实行办公室、环境监测中心、环境监测组三级管理体制，确保职责分明，任务明确。

3.2 监测人员素质

环境监测组组长由从事环境监测多年的高级工程师担任。工作人员实行定期的考核和培训，且都取得有关主管部门发给的上岗证。

3.3 计量、监测仪器的检定和监测方法的选用

计量、监测仪器都有合格证书并按国家规定进行刻度或检定，并经常参加国家组织的比对，并在使用前均认真地进行了自检；采用国家标准推荐的监测方法，以保证监测结果的准确与可靠。

3.4 采样质量保证

严格按国家规范的要求进行布点、采样、样品预处理、样品管理、样品流转。

3.5 实验室内分析测量的质量控制

实验室建立了严格的规章制度，优先采用国家标准推荐的分析方法，并使用标准物质对质量进行控制，同时对测量装置定期进行性能检验。

3.6 数据处理中的质量控制

严格按规定的程序进行数据的记录、检查、复审、保存。

4 监测方案

4.1 监测目的

通过覆土实验，确定覆土材料粘土土源土壤，找出氡析出率和γ辐射剂量率与粘土覆盖层厚度的关系。在满足《铀矿冶设施退役环境管理技术规定》、《铀矿地质辐射环境影响评价要求》等相关标准管理限值的要求下，选定经济、合理、可行的覆土厚度进行铀矿退役治理。

4.2 实验方法

铀矿退役治理工程覆土实验选择在区内表面氡析出率和γ辐射剂量率相对较高和相对稳定的尾渣堆上，面积为20m×20m，按梅花状均匀布设10个氡析出率、γ辐射剂量率和覆盖材料密度监测点。覆盖材料为本次退役治理工程拟取土土源地的粘土。

4.3 实验步骤

（1）在选定的实验场地及土源地进行表面氡析出率和γ辐射剂量率的测量。

（2）在选定的实验场地用土源地土壤进行覆盖，并压实；压实后覆盖材料厚度应达到0.3m，再进行表面氡析出率和γ辐射剂量率的测量，及覆盖材料密度采样。

（3）依照第二步骤再进行覆盖实验。覆盖层厚度依次从0.3m开始到覆盖层厚度2.0m为止，每达到一定的覆盖厚度后再进行表面氡析出率和γ辐射剂量率的测量，及覆盖材料密度采样。

5 氡析出率、γ剂量率与覆土厚度关系

5.1 氡析出率与覆土厚度关系式

将氡析出率与覆土厚度的数据带入MATLAB中，拟合得到曲线公式如下：

（1）

其中，X为需要覆盖的夯实后的轻壤土厚度，cm；

J为覆盖前的222Rn析出率平均值，Bq/（m2·s）；

Jo为覆盖后的222Rn析出率，Bq/（m2·s）；

函数拟合曲线和实际监测数据曲线图如图1所示。

5.2 γ剂量率与覆土厚度关系式

将表3中γ剂量率与覆土厚度的数据带入MATLAB中，拟合得到曲线公式如下：

（2）

式中：X-压实后的覆盖材料厚度（cm）；

Δ1/2-半值层厚度，即γ辐射剂量率减弱一半所需的覆盖层厚度，根据覆盖试验数据计算得Δ1/=27.01cm；

Hi-覆盖前的γ辐射剂量率平均值（nGy/h）；

Ho-覆盖后的γ辐射剂量率平均值（nGy/h）。

6 结束语

通过对实测数据的分析，求的了覆土厚度与氡析出率的关系式，用该公式可对该铀矿退役的覆土厚度进行技术指导。在实际施工时，因对废石堆进行整坡造成废石堆表层的扰动，会造成氡析出率的变化，在按上述公式给出的覆土厚度覆盖后，应进行现场监测进行复核，确保铀矿退役工作达到预期目标。

参考文献

[1]HJ/T61-2001.辐射环境监测技术规范[S].

[2]李韧杰，等.铀矿设施退役与环境治理[M].

[3]EJ 432-89.铀矿冶辐射环境监测规定[S].

[4]EJ/T 979-1995.表面氡析出率测定积累法[S].

[5]GB/T 14583-1993.环境地表γ辐射剂量率测定规范[S].

[6]GB/T 50123-1999.土工实验方法标准[S].