某铀矿调查项目岩心库房氡浓度评价与防护

赵霏

（核工业二0 八大队，内蒙古 包头 014010）

1 研究背景

氡（222Rn）是铀系衰变的放射性气体，化学性质稳定，无色无味，不易发觉，以扩散、地气作用、地下水对氡的搬运作用等形式表现出很强的迁移能力。近年来，有关放射性氡的研究一直是国际辐射防护领域研究的热点[1]。医学研究证实，氡可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形等后果，常被称为“隐形杀手”。由于氡能随着呼吸系统进入肺部破坏细胞组织的DNA，1987 年被国际癌症研究机构（IARC）列入室内重要致癌物质，确定为吸烟外导致肺癌的第二大病因。

从目前所获得的资料显示中国环境氡污染比较普遍。特别是铀矿找矿地区岩心库房中铀矿心的暴露导致氡气析出给铀矿工作人员所产生的辐射影响更要被重视，所以有必要对生产工作的岩心库房进行氡浓度调查，从而进行评价并采取有效控制措施保障人们的生活环境和身心健康[2]。

2 氡源

根据有关资料查阅，结合实地调查，在含铀煤系地区某铀矿调查项目岩心库房，氡的主要来源为岩矿心，次要来源为地层和构造。

2.1 岩矿心因素

在岩心库房实地调查中，最主要且最直接的因素是铀矿心产生的放射性氡气。氡及其子体直接辐射岩心库房内较为封闭的空气，氡气不断聚集，氡浓度上升，造成氡污染。

2.2 地层因素

研究区主要为花岗岩基底，上部为煤层和砂岩地层，由于该地区大量露天煤矿的开采活动，煤层及上伏含铀矿砂岩地层暴露在地表，导致氡直接向空气中扩散，致使岩心库房遭受污染。

2.3 构造因素

在美国，特别注意到断层地带释放的氡可能会对居室及周边的环境产生严重影响，所以其居民住宅都远离断层发育地带。相关资料显示，研究区断层较多，不乏一些深大断裂，地层深部存储的大量氡气沿着断层向上迁移扩散释放到大气，造成岩心库房氡污染[3]。

3 材料与方法

3.1 实验目的

本实验以某铀矿调查项目岩心库房为实验空间，通过测量室内氡浓度评价岩心库房空间内氡对人体健康的影响程度。

3.2 实验仪器

本次实验采用北京核地科技发展中心生产的“FD216 环境氡测量仪”，共3 台。实验前均由国防科技工业1313 二级计量站进行标定，经校准检定合格，并出具检定证书，完全能够满足工作的需要和质量要求。3 台“FD216 环境氡测量仪”经过一致性检测，误差范围在0.41%～11.06%之间，小于仪器标定的±20%误差范围。本实验仪器性能稳定，数据质量可靠，符合规范要求。

3.3 实验原理

北京核地科技发展中心生产的“FD216 环境氡测量仪”，实验原理以闪烁室法为基础，用气泵将含氡的气体吸入闪烁室，氡及其子体发射的α粒子使闪烁室内的ZnS（Ag）涂层发光，光电倍增管再把这种光讯号变成电脉冲。由单片机构成的控制及测量电路，把探测器输出的电脉冲整形进行定时计数。单位时间内的脉冲数与氡浓度成正比，从而确定空气中氡的浓度[4]。

3.4 实验方法与步骤

实验空间于实验日前一晚20：00 开始关闭门窗，保持密闭状态12 h 以上；使用仪器清洗功能清洗10 min；对3 台仪器进行三性检查，检测结束后记录数据并计算平均值，仪器误差率以每次检测的平均值为基准，为采集稳定、准确、可靠的原始数据奠定基础。

测试位置：将仪器放置在采样点处，确保空气进口距离地板有50 cm 以上并远离墙壁，具体放置位置如图1 所示。

图1 环境氡测量仪放置位置照片

设置仪器检查参数，将空气氡测量参数设置如下：充气时间10 min，测量时间20 min，排气时间1 min。按下“空气氡”键进行测量。

本次测量时间为24 h，时间段为实验日11：00 至次日11：00。其中11：00 至14：00 前3 小时为封闭测量，14：00 至次日11：00 为开放测量（开放方式为关闭房门，只开一侧窗户）。具体测量时间和频次如表1 所示。

表1 室内氡浓度测量记录表

4 结果与评价

4.1 根据氡照射量评价

通过大量的环境调查基本可以确定氡与氡子体有一个比较固定的平衡关系，其平衡因子为0.4。因此，采用与氡子体α潜能照射量相同的概念定义氡照射量为：

式（1）中：ERn为氡照射量，Bq·h/m3；CRn为工作环境中的氡浓度，Bq/m3；T为照射时间，h。

GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》推荐每年在工作场地照射时间为2 000 h 或在住宅中为7 000 h。

考虑平衡因子0.4 的情况，氡照射量与氡子体α潜能照射量的关系为1 Bq·h/m3=2.22×10-6MJ·h/m3。则氡照射量与有效剂量的换算关系为如下。

对工作人员：E/ERn=3.1×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

对公众：E/ERn=2.44×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

根据GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》标准公众照射剂量限值，年有效剂量为1 mSv。

选取本次测量实验结果的最大平均值625.20 Bq·h/m3和最小平均值69.27 Bq·h/m3为例，计算对公众是否超过剂量限值1 mSv/年。

最大值：E=ERn×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=625.20 Bq·h/m3×7 000 h×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=10.68 mSv/年。

最小值：E=ERn×（2.44×10-6） mSv/（Bq·h/m3）=69.27 Bq·h/m3×7 000 h×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=1.18 mSv/年。

计算结果显示，实验测量的最小值1.18 mSv/年比较接近限值1 mSv/年，但是最大值却超出了限值的10倍以上。

4.2 根据氡浓度测量结果评价

本次实验根据GB 50325—2001《民用建筑工程室内环境污染控制范围（2006 版）》、GBZ/T 182—2006《室内氡及其衰变产物测量规范》采用瞬时测量法，在面积约22.5 m2砖混结构住宅平房内（现用来存放岩心）进行，该住宅属于Ⅰ类民用建筑工程，规范规定室内氡浓度限量为小于等于200 Bq/m3。

根据本次在岩心库测量氡浓度含量实验结果，在测量的第1—7次，封闭室内氡浓度呈持续上升的趋势，3 台仪器的测量平均值均大于200 Bq/m3，在封闭空间的第7 次测量达到最大值，682.7 Bq/m3。可以看出，岩心库房如果长时间保持密闭状态，则会产生氡照射量超标。

在开窗结束封闭后，第8—12 次测量值急剧下降，之后趋于平稳，测量平均值小于100 Bq/m3，如图2 所示，最后测量未超过国家推荐的氡浓度控制标准。

图2 室内氡浓度测量数据折线图

5 防护措施

开窗通风。通风目前是降低室内氡浓度、提高空气质量最简单有效的方法。专门的看管人员定期对岩心库房开门窗进行通风，不仅把室内的含氡空气排到室外，而且室外的空气进入室内稀释了氡浓度[5]。

对岩心库房的看管实行负责人制。由专人保管钥匙，无关人员不得进入。确因工作需要进入的，应当佩戴口罩、剂量牌等。

完善管理制度。工作人员进入岩心库房内时禁止抽烟、喝水等可能造成氡及其子体从口腔进入呼吸系统的行为。

提高重视，定期监测。加强放射性防护法规及有关知识的宣传，提高工作人员的辐射防护意识和自我保护意识。降低居室氡浓度已经成为我们必须重视的问题，有必要开展定期和不定期的监测，积累科学的数据，更好的保障人们的生活和健康[6]。

6 讨论

根据本次模拟在某铀矿调查项目岩心库房测量氡浓度含量的实验结果，在封闭室内氡浓度呈持续上升的趋势，3 台仪器的测量平均值均大于200 Bq/m3，超过国家推荐的氡浓度控制标准。在开窗结束封闭后，测量值急剧下降，之后趋于平稳，测量平均值小于100 Bq/m3，未超过国家推荐的氡浓度控制标准。

某铀矿调查项目岩心库房如果长时间保持密闭状态，则会产生氡照射量超标的风险，可能会影响工作人员的健康。

无数的经验教训告诉我们，警惕氡的危害绝对不是庸人自扰。但只要认真采取防护措施，氡的危害是可以控制的。例如开窗通风、实行专人负责制、完善管理制度、工作人员提高重视，加强定期监测等。