浅议橡塑制品中的辐射安全问题

高 鹏，黄 微，胡 翔，刘庆云

（北京市核与辐射安全中心，北京 100089）

2020年6月，某市辐射部门接到邻省情况通报，当地某废品收购站货车进厂过磅时引发辐射报警，辐射水平异常，车表热点剂量率约2.4 uSv·h-1（如图1所示）。经现场排查，系由某市运来的废铁引发，进一步分拣后发现了多块含有放射性的橡胶状物体。

图1 涉事车辆Fig.1 Vehicle involved

辐射工作人员到达事由废品发出点后，立即使用辐射监测仪器对院内废品堆和运货车辆开展应急监测。组织现场人员使用抓斗和铲车将整座废品山进行了分解和摊平，逐堆用辐射表面污染仪和便携式巡测谱仪进行辐射水平监测及核素分析，发现了多块带有放射性的橡胶制品（如图2所示）。

图2 发现的放射性物品Fig.2 Radioactive materials found

经现场监测，物品表面剂量率达8.5 uSv·h-1；手持式核素分析仪显示其中含有天然放射性核素钍。

1 分析结果

发现的放射性物品带回实验室测试。首先，经仪器测定，表面剂量率为8.50 uSv·h-1，用擦拭法测量放射性物品表面无放射性污染，初步判断该物品含有放射性物质。随后，使用实验室高纯锗γ谱仪进行核素分析，谱图如图3所示。

图3 高纯锗γ谱仪谱图Fig.3 Spectrum of high purity germanium gamma spectrometer

从谱图分析，有明显的钍-232能量峰（911.2 kev），镭-226能量峰（295.2 kev，351.9 kev）及铀-238能量峰（92.6 kev）。经计算，单个放射性物品中钍-232、镭-226及铀-238的总活度及活度浓度见表1（同时给出了标准中的豁免水平）。

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

2 讨论

2.1 辐射水平

参照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》（GB18871-2002），所发现橡塑物品中钍-232、镭-226及铀-238的活度浓度都超过豁免标准，钍与铀的总活度也超过豁免水平［1］。

按《放射性废物分类》（2018年1月1日起施行）规定，活度浓度在解控水平以上至解控水平10～100倍区间定义为极低水平放射性废物［2］。该项辐射事件中发现的含放射性核素物品的活度浓度略高于解控水平，应属于极低水平放射性废物。

2.2 追踪放射性来源

由于相关线索缺失，关于所发现物品的来源还需进一步考证。从物品材质外形及所含放射性核素可以初步推断，相应物品中的放射性情况极有可能是利用稀土进行橡胶改性的结果。

随着国民经济的发展，塑料以及合成橡胶类材料的应用越来越广泛，特别是在工业和建筑业中对其质量提出了越来越高的要求，往往需要其具有更高的热稳定性、润滑性和耐候性，更好的耐磨性及屈挠性和更低的生热性。同时，也对材料的抗湿滑、环保及节能的要求更加严格，而这些性能都是传统橡塑材料无法满足的。

为了适应经济发展对橡塑产品的改性要求，国内外科研人员做了大量的研究工作，其中利用稀土材料进行橡塑产品改性的方法取得了长足发展。例如，在20世纪60年代，我国科学家首先发现了稀土络合催化剂，并研制成功了顺丁橡胶［3］。在塑料工业中，稀土化合物作为塑料助剂，广泛应用于无毒热稳定剂、表面改性剂、晶型成核剂、光敏剂、光转换剂和抗菌剂等方面［4-7］。

我国是稀土资源大国，探明储量的矿区有60多处［8］，稀土矿的放射性来源除其本身具有放射性特征的部分稀土元素外，更多来源于伴生矿中的铀-238、镭-226、钍-232等核素［9］。我国主要稀土矿区中钍及铀的含量见表2。

表2 主要稀土矿中的铀钍含量Table 2 Contents of uranium and thorium in main rare earth ores

2.3 辐射安全问题

伴生放射性矿通常指含有较高浓度的天然放射性核素的非铀矿。稀土金属矿多为伴生放射性矿，其中独居石及其混合矿总体体量较大，除此之外通常会含有氟碳铈矿、磷钇矿和离子型稀土矿等伴生放射性矿。独居石矿是磷酸盐矿物，其中含有钍、铀和镭等放射性核素，钍含量可达10%，铀含量可达0.5%。

除稀土原矿外，稀土产品中的放射性含量同样不可忽视，有关稀土产品的取样分析结果［10］见表3。

表3 稀土产品中的铀、钍含量Table 3 Content of uranium and thorium in rare earth products

总的来说，放射性污染贯穿稀土等伴生矿开发利用的全过程。研究指出，天然辐射照射的增加，占当前我国国民所受因人为活动引起的辐射照射中的最大比例［11］。在全国第一次伴生放射性污染源普查中发现，超过规定放射性污染水平的矿产资源开发利用企业我国有一千多家，由开采产生的固体废物、矿产资源连同排放的废水对企业附近的辐射环境水平的影响已经引起了公众的关注［12］。伴生矿中的天然放射性在不同阶段的产品及废物中存在着不同程度的浓集，应当充分引起放射性污染防治的关注。

2.4 安全监管建议

1.在我国第二次全国伴生矿污染源普查的基础上，梳理不同节点放射性产物的类型和特点，引入分类分级体系。

2.在涉及伴生矿开发及利用项目的规划和可研阶段，要充分考虑必要的辐射防护与科学防治评价，落实“三同时”制度。

3.梳理现有伴生矿辐射安全监管法规标准，强化系统性；提升各类基本限值在监管实践中的可操作性、适用性。

4.政府、企业及行业协会齐心协力，加强管理制度、技术改进、科普宣传和公众参与，营造良好的文化氛围，提升认知水平。

5.加强伴生矿相关治理领域的基础科学投入，加强科研条件建设，提高技术能力水平。

3 总结

生态环境部在2020年颁布了《关于进一步加强塑料污染治理的意见》。依据文件精神，应考虑在规范塑料废弃物回收利用的同时，关注稀土化合物在橡胶及塑料的改性过程中可能引入的放射性因素。因此在塑料制品的生产、流通、使用和回收处置等环节，要注意可能的放射性污染，加强管理与必要的监测，从而保护环境安全和公众身心健康，维护社会稳定。