覆盖材料抑制航标试验研究

覆盖材料抑制航标试验研究

锆矿地质勘探促进了中国原子能工业的发展，但同时，潜在的有害辐射也损害了环境和居民的安全。氡是世界第二大致肺癌因素国内外学者对覆盖治理进行了相关的研究和应用，并且取得了丰富的成果。徐乐昌等人1覆盖试验和土壤测试1.1高原丘陵地区试验场地确定为某退役铀矿废石堆，试验覆盖区域地势平坦，高差一般不超过50m，属于高原丘陵地区。该地区土壤以砂质亚黏土为主，气候较为干旱，水文条件简单，夏季干燥雨量少，冬季寒冷风沙多。由于降雨和风沙天气对氡析出过程存在影响，试验结果不稳定，因此选取夏季开展本试验。1.2试验区域的确定在选取的覆盖试验区域中划分4块试验场地，每块试验场地大小为10m×10m。清除试验场地内的杂物和结构物，并对场地进行平整，使同一区域高差小于20cm，坡度小于5°。在每块场地的4个边角和中心区域设定5个监测点，首先测量5个测点的氡析出率平均值作为该试验区域的本底值。每块试验场地上按照20cm的覆盖厚度逐层进行覆盖，逐层进行测量，累计覆盖厚度达100cm试验结束。1.3地面实行覆盖试验本次试验选取了砂质亚黏土、砂石和砾石作为主要覆盖材料。砂质亚黏土为该矿床主要土壤类型，土源地充足。砂石是地表岩石经过长时间风化等作用，形成了不同大小的破碎颗粒。砾石主要源于开采中的矿体围岩。在覆盖试验前，对砂石和砾石做简单的人工处理。由于当地砂石储量相对较少，所以试验设定以下4种覆盖材料进行覆盖试验：1）砂质亚黏土覆盖物；2）砾石覆盖物；3）砂质亚黏土与砾石按照2:1混合的覆盖物；4）砂质亚黏土与砂石按照2:1混合的覆盖物（表1）。1.4试验方法及步骤试验所用仪器为FD-216环境氡测量仪，仪器处于检定的有效期内，各项性能达标。测量方法和原理符合《表面氡析出率测定积累法》（EJ/T979—1995）和《环境空气中氡的标准测量方法》（GB/T14582—93）。试验过程中将FD-216环境氡测量仪与配套集氡罩组合（图1）。当试验区域完成每层覆盖后，由于受到氡扩散速度的影响，需静置一定时间确保由废石导致的表面氡析出率变化传递到覆盖层表面，故本试验在每次覆盖完毕后静置24小时，并选择固定时间对试验场地的监测点进行测量。具体试验步骤如下：1）布置测点。将提前设定的监测点表面清理出直径不少于30cm的平面，将集氡罩平压在地面上，确保集氡罩周边压实封闭，查看测量装置密闭性，确保测试过程中无泄漏；2）设置参数。进行参数设置：充气时间5分钟，测量时间15分钟，排气时间5分钟；3）设置密封时间并测量。连接好试验设备形成密闭循环，按下“氡析出率”键，设定密闭时间为40分钟，确认后等待数据结果。2试验结果分析为了直观对比不同覆盖材料抑制氡析出的能力，本文引用降低系数A描述降低氡析出的效果式中：J为保证试验数据的科学性和降低系数的计算，试验前调查了未扰动时试验场地的平均氡析出率，测试结果为2.078Bq/（m2.1非线性趋势变化覆盖试验后的表面氡析出率随砂质亚黏土覆盖厚度的增大呈非线性趋势减小（图2）。由图2可见，以覆盖厚度40cm为临界，减小趋势先快后慢。当覆盖厚度超过68cm时，试验区域表面氡析出率低于0.74Bq/（m2.2覆盖厚度的变化氡析出率随着砾石覆盖厚度的增大逐渐减小，在覆盖厚度达40cm前几乎呈线性趋势减小。当覆盖厚度超过85cm时，试验区域表面氡析出率低于0.74Bq/（m2.3质亚黏土加砾石部分铀矿废石堆退役治理中可能存在土源地不充足的情况，所以我们选择将砂质亚黏土和砾石按照2:1进行混合作为覆盖物进行试验（图4）。由图4可知，氡析出率随着砂质亚黏土和砾石混合物覆盖厚度的增大呈非线性减小。当覆盖厚度超过82.8cm时，试验区域表面氡析出率低于0.74Bq/（m2.4．度：“干”的非线性氡析出率随着砂质亚黏土加砂混合物覆盖厚度的增大呈非线性减小（图5）。由图5可知，当覆盖厚度超过87.2cm时，试验区域表面氡析出率低于0.74Bq/（m3砂体覆盖材料选择通过对某铀矿废石堆覆盖材料抑制氡析出的试验研究，得出如下结论：1）通过对比降低系数得出砂质亚黏土的覆盖效果最佳，砂质亚黏土+砾石（2:1）次之，砂质亚黏土+砂（2:1）位列第3，最后是砾石；2）根据抑制氡析出效果来看，砂质亚黏土和砂质亚黏土+砾石（2:1）混合物都是覆盖效果明显的覆盖材料，具体选择应根