雄安新区γ辐射剂量率水平初步调查

肖 鹏，张文芊，喻正伟，郑晓静，孔令海，李 军

（生态环境部核与辐射安全中心，北京 100082）

天然辐射是地球上的每个人时刻都要受到的辐射，它是持续的，不可避免的。天然辐射源包括宇宙射线和其他天然的放射性核素[1]，它们对人类产生的辐射照射多种多样。其中，γ辐射是人类受到的重要天然本底辐射之一。γ辐射剂量率是衡量γ辐射大小的物理量，既可以反映天然放射性本底水平，也可以反映人类实践活动等引起的辐射水平变化。

通过对雄安新区地表γ辐射剂量率进行测量，本文获取了该地区第一手监测数据，并与其他辐射监测项目相结合，较全面地掌握了该地区的辐射水平。为后续对该地区的大气、水、土壤进行相应的调查、监测、评估和修复提供了技术依据。

1 调查方法

1.1 监测地点

雄安新区地处北京、天津、保定腹地，位于太行山东麓[2]、冀中平原中部、南拒马河下游南岸，涵盖河北省雄县、容城县、安新县及周边部分地区[3]，下辖3 县31 镇，辖区面积约2 000 km2，常住人口约104.71 万人。笔者于2018 年4—5 月份对雄安新区三县（雄县、安新县、容城县）（东经115°39′～116°19′，北纬38°43′～39°59′）的陆地γ辐射水平开展调查，监测点位如图1所示。

1.2 布点原则

根据《环境地表γ辐射剂量率测定规范》（GB∕T 14583—1993）的要求，布点原则为：按照5 km×5 km的网格进行布点，在均匀布点的基础上，重点关注人口稠密区域，并适当增加室内点位、道路点位。测量点位要具有代表性，选择点位和测量时间时，应严格遵守如下规定。

（1）在建筑物内测量时，选择的点位在中心位置距地面高度1 m处[4]；

（2）在城市道路、草地和广场内测量时，选择的点位距附近高大建筑物的距离应大于30 m，并选择在道路和广场中间距地面高度1 m处[4]；

（3）如遇雨雪天，在雨雪后6 h后测量。

1.3 监测仪器

图1 雄安新区监测点位图Fig.1 Monitoring points in Xiong'an New Area

本次调查所用仪器为美国通用电器（GE）公司生产的RSS-131 型高气压电离室。该款高气压电离室具有较高的灵敏度、合适的量程范围、较高的稳定性、较好的角响应和能量响应曲线，具体性能详见表1，能量响应曲线如图2所示。

表1 高气压电离室性能Table 1 High pressure ionization chamber performance

图2 RSS-131能量响应曲线Fig.2 Energy response curve of RSS-131

该仪器经国防科技工业1313 二级计量站检定，检定因子为1.04。为保证现场测量准确性，该项目现场测量时配备了如下辅助设备：数据显示终端（笔记本）、三脚架、手持GPS、照相机、米尺等[5]。

1.4 现场测量

本次现场测量方法为即时测量，即直接测量出点位上的γ辐射剂量率瞬时值。根据布点原则，现场测量时尽量选择在开阔的、有裸露土壤或植被覆盖的地表上。

测量仪器每天在稳定源场进行检验校准，以保证仪器处于稳定的、无异常情况的状态，每日首次开机后需预热10 min 以上，待仪器测量读数稳定后才能进行现场测量工作。现场测量时，仪器架设在配套三脚支架上并固定。测量人员用米尺测量，使仪器探头距地面高度约为1 m。

现场测量时的详细记录如下：（1）测量日期（年、月、日、时、分）；（2）测量者（现场测量人和数据记录人）；（3）测量用仪器的名称、型号和编号；（4）环境气象参数，如温度、湿度等[4]。

1.5 宇宙射线

本次测量在河北省白洋淀水域（N38°56′34.7″,E116°0′3.9″）进行，主要对宇宙射线响应值进行测量。测量点位处于水深大于3 m，距岸边大于2 km 处。测量时，木船静止在水域中，仪器架设在船头处，探头位置距湖面（1±0.1）m。待仪器读数稳定后，测量人员读取50 个测量数据，测量结果如图3 所示。测量结果计算统计量（S 为标准差；xj为单次测量的宇宙射线响应值； xˉ为读取50 个宇宙射线响应值的平均值；）利用格拉布斯准则（Grubbs）进行检验。经检验，测量数据统计量均小于检验临界值，无异常数据剔除。宇宙射线响应值是将监测数据求均值后与仪器刻度系数乘积得到的。

图3 高气压电离室对宇宙射线响应结果Fig.3 High-pressure ionization chamber response to cosmic rays

各监测点的监测数据宇宙射线修正采用《辐射环境监测技术规范》（HJ∕T 61—2001）[6]推荐的方法。

雄安新区隶属黄淮海平原中的华北平原北部，本次测量点位的海拔高度在7～12 m，高度落差不大，经纬度变化较小。经计算，所有点位宇宙射线响应值为（42.5±1）nGy∕h，故本次调查宇宙射线响应取值为42.5 nGy∕h。

1.6 质量控制

本次调查所用仪器和设备均经过国家认可的计量单位检定并在检定有效期内。现场测量人、数据处理人均持有X-γ辐射剂量率测量上岗证书，上岗证书在有效期内。

2 结果与讨论

2.1 监测结果

本次调查选择具有γ辐射剂量率代表性的测量点位，共计105 个，包括原野测量点位86 个、室内测量点位9 个、道路测量点位10 个。雄安新区内γ辐射剂量率频数分布如图4 所示。

图4 原野、道路、室内γ辐射剂量率频数分布Fig.4 Frequency distribution of field,load and indoor gamma radiation dose rate

经统计，雄安新区地表γ辐射剂量率范围为20.7～99.6 nGy∕h（监测结果均扣除宇宙射线响应值），平均值为53.1 nGy∕h。其中，原野环境γ辐射剂量率范围为20.7～99.2 nGy∕h，均值为49.8 nGy∕h；室内γ辐射剂量率范围为78.26～99.6 nGy∕h，均值为89.5 nGy∕h；雄安新区道路γ辐射剂量率数值范围为20.7～59.1 nGy∕h，均值为35.2 nGy∕h。

由图4 可以看出，雄安新区原野γ辐射剂量率主要区间为40～60 nGy∕h，占比约为81%。不同监测点的γ辐射剂量率水平有差异，一般是由于各监测点植被情况、土壤地质、周围环境等不同引起的。

2.2 数据比对

原国家环境保护局在1983—1990 年间组织调查了全国环境天然陆地γ辐射现状水平[7]，由此得到20 世纪80 年代河北省保定市γ辐射剂量率数据[8]，将此数据与本次调查数据做了比对，具体数据见表2。

表2 本次调查数据与历史数据比对表Table 2 Comparison of gamma radiation dose rate in Xiong'an New District单位：nGy∕h

2.3 讨论

本次调查较全面地获得了雄安新区γ辐射剂量率水平数据，调查结果表明：

（1）雄安新区原野γ 辐射剂量率水平为49.8 nGy∕h，低于我国室外天然γ辐射剂量率水平（62.1 nGy∕h）[8]；室内γ辐射剂量率水平均值为89.5 nGy∕h，低于我国室内天然γ辐射剂量率水平（99.1 nGy∕h）[8]。雄安新区陆地γ辐射剂量率水平属于正常辐射环境本底水平,该地区重点关注的辐射污染源未对周围环境剂量水平产生明显影响。

（2）不同地面γ辐射水平差异性较大，室内γ辐射剂量率＞原野γ辐射剂量率≈道路γ辐射剂量率，这是因为室外γ辐射剂量率主要由土壤中的放射性核素产生，室内γ辐射剂量率主要来自建筑物的建筑材料，且照射源的几何条件也由室外的半无限大变成环绕的室内结构。

（3）雄安新区γ辐射剂量率与20 世纪80 年代保定市γ辐射剂量率测量结果符合性较高，说明该地区γ辐射剂量率水平未发生明显变化，天然放射系核素浓度保持稳定,时间变化、城镇建设等外在因素未对雄安新区内γ辐射剂量率水平带来影响。雄安新区原野、道路和室内γ辐射剂量水平均低于20 世纪80 年代全国范围内原野、道路和室内均值，这可能是因为雄安新区属于华北地区，该地区土壤成分较为简单。根据《全国环境天然贯穿辐射水平调查研究》的研究结论，我国南方大部分地区的原野γ辐射水平较高，我国华北、东部、东北和西北的γ辐射剂量水平较低[9]。雄安新区内γ辐射剂量水平低于全国γ辐射剂量水平均值，此次调查结果与该研究结论相一致。

3 展望

雄安新区的建设是“千年大计、国家大事”[10]。本项工作获得了雄安新区γ辐射剂量率的第一手资料，较全面地获得了雄安新区原野γ辐射剂量率数据，填补了该地区γ辐射剂量水平数据的空白。但是本次调查中，室内测点、道路测点γ辐射剂量率监测数据较少，代表性较低。为更全面地掌握雄安新区γ辐射剂量率水平，还需扩大调查范围，进一步完善雄安新区γ辐射剂量率本底数据的收集工作。