某鈾礦調查項目巖心庫房氡濃度評價與防護

趙霏

（核工業二0 八大隊，內蒙古 包頭 014010）

1 研究背景

氡（222Rn）是鈾系衰變的放射性氣體，化學性質穩定，無色無味，不易發覺，以擴散、地氣作用、地下水對氡的搬運作用等形式表現出很強的遷移能力。近年來，有關放射性氡的研究一直是國際輻射防護領域研究的熱點[1]。醫學研究證實，氡可能引起白血病、不孕不育、胎兒畸形等后果，常被稱為“隱形殺手”。由于氡能隨著呼吸系統進入肺部破壞細胞組織的DNA，1987 年被國際癌癥研究機構（IARC）列入室內重要致癌物質，確定為吸煙外導致肺癌的第二大病因。

從目前所獲得的資料顯示中國環境氡污染比較普遍。特別是鈾礦找礦地區巖心庫房中鈾礦心的暴露導致氡氣析出給鈾礦工作人員所產生的輻射影響更要被重視，所以有必要對生產工作的巖心庫房進行氡濃度調查，從而進行評價并采取有效控制措施保障人們的生活環境和身心健康[2]。

2 氡源

根據有關資料查閱，結合實地調查，在含鈾煤系地區某鈾礦調查項目巖心庫房，氡的主要來源為巖礦心，次要來源為地層和構造。

2.1 巖礦心因素

在巖心庫房實地調查中，最主要且最直接的因素是鈾礦心產生的放射性氡氣。氡及其子體直接輻射巖心庫房內較為封閉的空氣，氡氣不斷聚集，氡濃度上升，造成氡污染。

2.2 地層因素

研究區主要為花崗巖基底，上部為煤層和砂巖地層，由于該地區大量露天煤礦的開采活動，煤層及上伏含鈾礦砂巖地層暴露在地表，導致氡直接向空氣中擴散，致使巖心庫房遭受污染。

2.3 構造因素

在美國，特別注意到斷層地帶釋放的氡可能會對居室及周邊的環境產生嚴重影響，所以其居民住宅都遠離斷層發育地帶。相關資料顯示，研究區斷層較多，不乏一些深大斷裂，地層深部存儲的大量氡氣沿著斷層向上遷移擴散釋放到大氣，造成巖心庫房氡污染[3]。

3 材料與方法

3.1 實驗目的

本實驗以某鈾礦調查項目巖心庫房為實驗空間，通過測量室內氡濃度評價巖心庫房空間內氡對人體健康的影響程度。

3.2 實驗儀器

本次實驗采用北京核地科技發展中心生產的“FD216 環境氡測量儀”，共3 臺。實驗前均由國防科技工業1313 二級計量站進行標定，經校準檢定合格，并出具檢定證書，完全能夠滿足工作的需要和質量要求。3 臺“FD216 環境氡測量儀”經過一致性檢測，誤差范圍在0.41%～11.06%之間，小于儀器標定的±20%誤差范圍。本實驗儀器性能穩定，數據質量可靠，符合規范要求。

3.3 實驗原理

北京核地科技發展中心生產的“FD216 環境氡測量儀”，實驗原理以閃爍室法為基礎，用氣泵將含氡的氣體吸入閃爍室，氡及其子體發射的α粒子使閃爍室內的ZnS（Ag）涂層發光，光電倍增管再把這種光訊號變成電脈沖。由單片機構成的控制及測量電路，把探測器輸出的電脈沖整形進行定時計數。單位時間內的脈沖數與氡濃度成正比，從而確定空氣中氡的濃度[4]。

3.4 實驗方法與步驟

實驗空間于實驗日前一晚20：00 開始關閉門窗，保持密閉狀態12 h 以上；使用儀器清洗功能清洗10 min；對3 臺儀器進行三性檢查，檢測結束后記錄數據并計算平均值，儀器誤差率以每次檢測的平均值為基準，為采集穩定、準確、可靠的原始數據奠定基礎。

測試位置：將儀器放置在采樣點處，確保空氣進口距離地板有50 cm 以上并遠離墻壁，具體放置位置如圖1 所示。

圖1 環境氡測量儀放置位置照片

設置儀器檢查參數，將空氣氡測量參數設置如下：充氣時間10 min，測量時間20 min，排氣時間1 min。按下“空氣氡”鍵進行測量。

本次測量時間為24 h，時間段為實驗日11：00 至次日11：00。其中11：00 至14：00 前3 小時為封閉測量，14：00 至次日11：00 為開放測量（開放方式為關閉房門，只開一側窗戶）。具體測量時間和頻次如表1 所示。

表1 室內氡濃度測量記錄表

4 結果與評價

4.1 根據氡照射量評價

通過大量的環境調查基本可以確定氡與氡子體有一個比較固定的平衡關系，其平衡因子為0.4。因此，采用與氡子體α潛能照射量相同的概念定義氡照射量為：

式（1）中：ERn為氡照射量，Bq·h/m3；CRn為工作環境中的氡濃度，Bq/m3；T為照射時間，h。

GB 18871—2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》推薦每年在工作場地照射時間為2 000 h 或在住宅中為7 000 h。

考慮平衡因子0.4 的情況，氡照射量與氡子體α潛能照射量的關系為1 Bq·h/m3=2.22×10-6MJ·h/m3。則氡照射量與有效劑量的換算關系為如下。

對工作人員：E/ERn=3.1×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

對公眾：E/ERn=2.44×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

根據GB 18871—2002《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》標準公眾照射劑量限值，年有效劑量為1 mSv。

選取本次測量實驗結果的最大平均值625.20 Bq·h/m3和最小平均值69.27 Bq·h/m3為例，計算對公眾是否超過劑量限值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。

計算結果顯示，實驗測量的最小值1.18 mSv/年比較接近限值1 mSv/年，但是最大值卻超出了限值的10倍以上。

4.2 根據氡濃度測量結果評價

本次實驗根據GB 50325—2001《民用建筑工程室內環境污染控制范圍（2006 版）》、GBZ/T 182—2006《室內氡及其衰變產物測量規范》采用瞬時測量法，在面積約22.5 m2磚混結構住宅平房內（現用來存放巖心）進行，該住宅屬于Ⅰ類民用建筑工程，規范規定室內氡濃度限量為小于等于200 Bq/m3。

根據本次在巖心庫測量氡濃度含量實驗結果，在測量的第1—7次，封閉室內氡濃度呈持續上升的趨勢，3 臺儀器的測量平均值均大于200 Bq/m3，在封閉空間的第7 次測量達到最大值，682.7 Bq/m3。可以看出，巖心庫房如果長時間保持密閉狀態，則會產生氡照射量超標。

在開窗結束封閉后，第8—12 次測量值急劇下降，之后趨于平穩，測量平均值小于100 Bq/m3，如圖2 所示，最后測量未超過國家推薦的氡濃度控制標準。

圖2 室內氡濃度測量數據折線圖

5 防護措施

開窗通風。通風目前是降低室內氡濃度、提高空氣質量最簡單有效的方法。專門的看管人員定期對巖心庫房開門窗進行通風，不僅把室內的含氡空氣排到室外，而且室外的空氣進入室內稀釋了氡濃度[5]。

對巖心庫房的看管實行負責人制。由專人保管鑰匙，無關人員不得進入。確因工作需要進入的，應當佩戴口罩、劑量牌等。

完善管理制度。工作人員進入巖心庫房內時禁止抽煙、喝水等可能造成氡及其子體從口腔進入呼吸系統的行為。

提高重視，定期監測。加強放射性防護法規及有關知識的宣傳，提高工作人員的輻射防護意識和自我保護意識。降低居室氡濃度已經成為我們必須重視的問題，有必要開展定期和不定期的監測，積累科學的數據，更好的保障人們的生活和健康[6]。

6 討論

根據本次模擬在某鈾礦調查項目巖心庫房測量氡濃度含量的實驗結果，在封閉室內氡濃度呈持續上升的趨勢，3 臺儀器的測量平均值均大于200 Bq/m3，超過國家推薦的氡濃度控制標準。在開窗結束封閉后，測量值急劇下降，之后趨于平穩，測量平均值小于100 Bq/m3，未超過國家推薦的氡濃度控制標準。

某鈾礦調查項目巖心庫房如果長時間保持密閉狀態，則會產生氡照射量超標的風險，可能會影響工作人員的健康。

無數的經驗教訓告訴我們，警惕氡的危害絕對不是庸人自擾。但只要認真采取防護措施，氡的危害是可以控制的。例如開窗通風、實行專人負責制、完善管理制度、工作人員提高重視，加強定期監測等。