新疆某钒矿放射性矿物学研究

新疆某钒矿放射性矿物学研究

称重是现代工业的重要添加剂。在优化和升级建筑钢、管道钢、含锆重轨钢、车辆结构钢和非调质钢方面发挥着重要作用。随着其应用领域还将逐渐扩大,市场对钒产品的需求空间将呈现不断拓展的趋势。钒矿在平峒开采过程中析出的氡、悬浮的尾矿尘和暴露的矿石产生的γ外照射等会对周围的环境造成一定程度的污染,工作人员在平峒内工作时间较长,所以工作人员的受照剂量不容忽视。根据矿体赋存形态及地质条件,该钒矿矿体采用房柱采矿法回采工艺进行开采,而人们往往忽略施工期的辐射影响,我们重点调查钒矿平峒施工期间放射性水平以及估算施工人员年有效剂量。本次调查是在该钒矿区现有平峒内进行γ外照射和氡气的测定,对平峒内钒矿石进行放射性核素分析,并根据测量结果进行剂量估算。1布点的测量1.1外辐射水平选择钒矿区部分平峒内采掘面上进行γ外照射水平测定。1.2棕榈树内的耗气在测定γ外照射水平相同的点位进行布点,每个点测定时间为35min。1.3天然铅含矿材料在钒矿的各采掘工作面上采样。2外照射水平测定用美国ThermoFisher公司生产的FH40G型便携式X-γ剂量率仪测定γ外照射水平;用法国Saphymo公司p-30的仪器被动式测定氡气,每30min记录1个数据;用美国堪培拉公司Serie-85多道γ能谱分析系统测定矿石的天然放射性核素。3结果钒矿各平峒内放射性水平见表1。4样品的受照剂量钒矿工作人员的剂量评价模式,一般对钒平峒内工作人员的职业照射评价应当包括以下3个方面,氡及其子体所致的有效剂量,吸入空气中悬浮矿尘所致的待积有效剂量,γ辐射产生的有效剂量,不考虑其他防护措施的作用。这种景象是对工作人员可能的最大受照景象。实际的受照剂量将低于这种景象的剂量。4.1氡浓度的测定HRn=5×1.59×106T·C·F(1)式中:HRn—1a吸入氡及其子体所致的有效剂量,mSv/a;5—有效剂量与工作水平月之间的转换系数,mSv/WLM;1.59×106—平衡当量氡浓度暴露量与工作水平月之间的转换系数,WLM/Bq·h·m-3;T—工作时间;C—实测氡浓度,Bq/m3;F—平衡因子,取0.35。4.2对aq/bq-lfnh、dfindh的选择,bq/g在隧道就业人员呼吸速度和呼吸剂量,见表1E尘=C尘·A尘·Ub·DFinh·T(2)式中:E尘—隧道作业人员年附加剂量,Sv/a;C尘—隧道作业场所粉尘的浓度,取2.0mg/m3;A尘—隧道作业场所中粉尘的放射性比活度,Bq/g;Ub—成人呼吸速度,取0.913m3/h;DFind—吸入内照射剂量转换因子,对于238U、232Th、226Ra及其子体DFinh的选择,分别取8.000×106、1.800×104、2.000×105Sv/Bq;T—隧道作业人员年工作时间,h/a。4.3标准1:空气吸收剂量率+2.7—采矿人员工作1a所受γ外照射的有效剂量可按下式计算Hγ=0.7·t·(D-D0)(3)式中:Hγ—工作1a所受γ外照射的有效剂量,Sv/a;0.7—空气吸收剂量率与个人有效剂量换算因子,Sv/Gy;t—年工作时间;D—工作场所空气吸收剂量率;D0—当地的空气吸收剂量率本底值。4.4平均个人剂量H=HRn+E尘+Hγ5平峒内工作人员年有效剂量的确定调查钒矿平峒内矿工工作时间为2400h。根据(1)、(2)、(3)式,计算平峒内工作人员由于吸入氡及其子体和空气中悬浮矿尘及所受γ外照射的年有效剂量,结果见表2。6氡的通风量及影响此次分析的平峒中钒矿石的放射性核素238U的含量大于0.1Bq/g(第1次全国污染源普查关于伴生矿认定方法中:U、Th系核素含量水平的限值要求),平均值为0.56Bq/g,最大值0.65Bq/g,故认定其为伴生放射性矿,其开采应严格按照伴生矿要求。由表1可以看出,Ⅱ-8平峒内的氡浓度平均值为830Bq/m3,达到了GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》附录H中规定工作场所中氡持续照射下的行动水平500～1000Bq222Rn/m3的要求。因在估算此平峒内矿工年有效剂量约为7.83mSv/a,低于国家职业年有效剂量限值(20mSv/a),但是高于单个项目职业年有效剂量限值(5mSv/a)的要求,应采取补救行动。可通过增大通风量来降低矿工吸入氡及其子体的内照射,有关资料证明,良好的通风条件是改善和降低井下氡浓度水平的有效措施。而一般情况下,相同规模的放射性伴生矿平峒所需通风量要比一般平峒通风量高出5～8倍以上,即可避免井下氡浓度水平