華南地區環境地表γ輻射劑量率野外監測

王艷麗

（廣東省核工業地質調查院，廣東廣州510800）

隨著人類社會不斷地發展，活動范圍不斷地擴大，造成對生態環境的破壞日益增大。2011年4月11日福島發生7.1級地震，受大地震影響，福島第一核電站遭到嚴重損毀和破壞，大量放射性物質出現嚴重泄漏，嚴重影響到人類身體免疫系統功能[2]，并且導致周邊水土、空氣、生物受到嚴重的放射性污染[1]。通過此次事件，環境輻射安全更加受到環保人士和學者的關注，也間接促進環境輻射監測技術的提高與發展。

美國作為發達國家，最早在20世紀90年代就建立了輻射環境監測系統，通過幾十年的研究發展，技術水平相對成熟先進。我國核事業發展起步相對晚于國際發達國家，導致環境輻射監測技術發展也相對落后于國際社會。最早在1983年，我國由國家環保總局對全國環境天然放射性水平開展調查研究工作。通過大量人力、物力采集到全國γ輻射劑量率數值和土壤天然放射性核素含量等多項重要成果，得到國際社會認可。

作為核事業的重要參與者，核工業人在解放后通過50多年的艱苦奮斗，取得了許多光輝業績，給國家帶來光榮的同時，但也給后代子孫在生態環境上帶來了許多不安全因素。從國家“八五”計劃起，核工業人順應時代潮流，承擔起了對鈾礦勘探設施進行退役整治重擔。在我國鈾礦勘探設施退役整治中，γ輻射劑量率監測數值一直作為評價治理工程是否合格的重要指標。因此，γ輻射劑量率監測數據是否準確對于環境輻射監測具有十分重要的意義。

1 環境地表γ輻射劑量率的影響因素

依據相關法律、法規及規范，環境地表γ輻射劑量率是指在田野、道路、森林、草地、廣場以及建筑物內，地表上方一定高度處（通常為1m）由周圍物質中的天然核素和人工核素發出的γ射線產生的空氣吸收劑量率（GB/T14583-93）。生態環境里的輻射一部分來自宇宙射線，強度比較低，對人體影響較小；一部分來自地殼中，主要存在于花崗巖火山巖等天然巖石和土壤中，其強度大小受降雨、風雪和氣壓等氣候因素影響[4-5]，這部分是人類所受輻射的主要來源；另外一部分，主要是因人類生產及生活活動產生的，如大型的核電站和軍事方面的核武器以及醫療事業中使用的各種電磁設備等等。隨著科技發展的突飛猛進，第三部分產生的危害往往是災難性的，比如上文提到的日本福島核電站事故，對生態環境造成的損毀幾乎是毀滅性的，故對此類輻射源，人類應該采取最為嚴格的措施進行開發和使用。

自新中國成立以來，核工業人長期與地質打交道，完成國家下達的鈾礦地質勘探任務。通過長期的野外工作可以看出，γ輻射劑量受區域地質條件影響較大，花崗巖地區、火山巖地區環境地表γ輻射劑量率通常高于其他地區。

2 監測方法

由于環境地表γ輻射一部分受到來自宇宙射線的影響，故在監測時應扣除其對監測結果的影響，通常叫做扣除本底。不同的儀器設備，對宇宙射線響應不用，可以通過理論計算，也可以通過野外監測本底水平得出。本底野外監測主要在水深大于3m，距岸邊大于1km的淡水面上進行監測獲得，可有效減少地殼中γ輻射的直接影響。

環境地表γ輻射劑量率監測一般有兩種方法：即時監測及連續監測。即時監測：用各種γ劑量率儀器直接在測點位置上方1m高度測得γ輻射空氣吸收劑量率的瞬時值。連續測量：主要在固定監測點位置安置監測儀器、熱釋光劑量計等儀器獲取一段時間內環境γ輻射劑量率的連續變化值或者劑量累計值。環境地表γ輻射劑量率監測值受雨水、冰雪影響較大，野外工作人員監測時應時刻緊密關注天氣變化，若有降雨或降雪，應該在天氣晴朗6h后且地面無明顯積水、積雪后進行測量，以便保證監測數據的真實性、可靠性[6]。

3 監測儀器

監測儀器的性能好壞直接關系到監測數據的準確性、可靠性。為此，測量儀器應滿足一定的性能要求：①有較高的靈敏度；②相對固有誤差較小；③自身本底低，響應能力精準且穩定；④角響應一致；⑤適應野外氣候條件（溫度、濕度）較好；⑥體積小、重量輕，以便于野外攜帶；⑦電池損耗較低。

目前，環境地表γ輻射劑量率的監測儀器大部分采用高氣壓電離室型、閃爍探測點型和具有能量補償的計數型γ輻射劑量率儀等儀器。其中具有能量補償的熱釋光劑量計，不僅能夠用于固定測量點的常規測量，也可以給事故發生時提高可靠依據。我單位目前已完成鈾礦地質勘探設施“十二五”退役整治二期工程，所采用儀器型號為環境監測與輻射防護用χ、γ輻射劑量當量率儀，該儀器融合了NaI晶體探測器高靈敏度和蓋革計數管寬量程的優點，且增加了快速尋源模式，使用ABS外殼材質，輕便利于攜帶。

4 監測要求

鈾礦地質勘探設施退役整治工程源項設施通常有廢石堆、坑口、被污染道路、被污染水體、剝土、探槽等。環境地面γ輻射劑量率監測工作，常貫穿于治理工作前、中、后。在施工中采取邊監測、邊施工，監測結果指導施工，竣工后的監測數據可作為判定鈾礦地質勘探設施退役整治工程實施是否合格的基本依據。

根據相關規范要求，治理目標為：退役整治治理后公眾的年有效劑量管理目標值為0.25mSv/a[7]；從事鈾礦地質勘查職業工作人員年有效劑量約束值不高于15mSv/a，結合本項目實際情況，選取5mSv/a作為本次退役施工過程中的職業照射劑量管理目標值；廢（礦）石堆、坑口等源項設施經治理后，其土壤表面氡析出率不得大于0.74Bq/(m2·s)[8-10]，γ輻射劑量率扣除本底后不得大于17.4×10-8Gy/h[9]；對于移走廢（礦）石堆后的土地，表面氡析出率和γ輻射劑量率按照接近當地本底值進行控制。

環境地面γ輻射劑量率的監測布點基本要求：

（1）材料的監測。該項目所用土源、砂石、塊石、水泥、水等原材料及成品后的混凝土、砂漿等混合料的γ輻射劑量率數值均應控制在當地本底水平以內。

（2）清挖治理的監測。

①監測要求。廢石堆、污染道路清挖治理過程中的監測要求：

a.挖至設計深度后，進行γ輻射劑量率監測，如果測量值滿足相應管理限值的要求時，即停止清挖。

b.挖至設計深度后，進行γ輻射劑量率監測，如果測量值不滿足相應管理限值的要求時，應找出原因并確定續挖深度，繼續清挖至γ輻射劑量率滿足相應管理限值的要求時，即停止清挖。

②測點布置要求。γ輻射劑量率的監測布點：每塊場地一般按50m2取1個監測點，每個監測點測3～5次讀數后取其平均值，每塊場地測點數量均不得少于3個。

（3）覆土治理的監測。

①監測要求。廢石堆、剝土等的覆土工程實施過程中的監測程序如下：

a.厚度及壓實度滿足設計要求時，進行γ輻射劑量率監測，如果測量值滿足相應管理限值的要求后，再進行土壤氡析出率監測，如果土壤氡析出率同時也滿足相應管理限值的要求，即停止覆土。

b.土厚度及壓實度滿足設計要求時，進行γ輻射劑量率監測，如果測量值不滿足相應管理限值的要求，應按每增加覆蓋壓實10cm左右厚度土層進行一次γ輻射劑量率和氡析出率監測，直至γ輻射劑量率和氡析出率滿足相應的管理限值時，即停止覆土。

②測點布置要求。γ輻射劑量率的監測布點：每塊場地一般按50m2取1個監測點，每個監測點測3～5次讀數后取其平均值，每塊場地測點數量不得少于5個。

5 監測數據及分析

本次選取已完成治理工作的鈾礦地質勘探設施“十二五”退役整治二期工程中某個廢石堆相關數據進行分析討論。該廢石堆按設計要求，經覆土后，覆土厚度及壓實度均滿足設計要求后，對該場地地表進行γ輻射劑量率和氡析出率監測。該廢石堆占地面積1834.52m2，裸露面積3930m2，按照γ輻射劑量率每塊場地50m2取1個監測點要求，共布置γ輻射劑量率測點79個，見圖1。該廢石堆具體監測數值見表1（由于實際測量的γ輻射劑量率數據量較大，只截取部分數據）。

分析數據我們可得，該廢（礦）石堆治理后γ輻射劑量率平均值為28.7×10-8Gy/h，其中最小值為25.9×10-8Gy/h，最大值為33.8×10-8Gy/h。以上數據扣除本地區本底值19×10-8Gy/h后，所有數值均小于17.4×10-8Gy/h，滿足相關規范及設計要求。經過土壤氡析出率監測，得到相關數據均小于0.74Bq/(m2·s)管理限值。因此，在覆土厚度及壓實度達到設計要求，并且γ輻射劑量率和氡析出率同時也符合相關規范和設計要求，可以停止進行覆土。

圖1 ⅢT-5、ⅢT-7廢石堆輻射環境監檢測點示意圖

表1 廢（礦）石堆γ輻射空氣吸收劑量率監測表

6 結論

隨著環境地表γ輻射劑量率監測水平的不斷提高，該數值已成為環境影響評價的重要指標之一，同時也是鈾礦地質勘探設施退役整治工程是否合格的重要評價指標之一。要獲得準確的監測數據應該做好以下幾項相關工作：

（1）定期對儀器設備應進行檢修、維護，保證儀器的一致性、穩定性、準確性；

（2）在監測作業前，對監測人員應進行系統化、專業化地培訓，提高監測人員專業素質；

（3）在項目開工前，應結合項目具體特點及要求編制滿足相關規范及設計要求方便可行的監測方案；

（4）同時在監測作業時，應盡可能避免不利的人為內部因素或氣候外部因素干擾，以此保證測量數據的準確性，為項目的環境影響評價提高可靠依據。