坑道是部队战斗、训练的重要场所, 其环境质量直接影响指战员的身体健康, 由于坑道所处地区差异、结构的特点及通风不良等因素, 直接影响坑道内氡水平, 通过对甲乙两省的14条坑道氡及其子体浓度的调查和剂量估算, 掌握其特点和变化规律, 采取有效的防护措施, 改善坑道内的工作环境。

1 材料与方法 1.1 固体径迹探测器^[1]

由CR-39探测片(日本产), KfK型氡扩散杯(国产), 聚丙烯纤维滤膜组成。该探测器使用前在核工业总公司第六研究所氡室进行了刻度和比对工作, 刻度系数为5.33径迹·cm^-2/kBqm^-3·h。每条坑道布放探测器5~10个, 探测器距地15 cm左右, 布放时间为8~10月。

1.2 实验室处理

蚀刻条件:将回收的探测器放在蚀刻杯中于6.25 mol·L^-1NaOH溶液中, 85℃蚀刻6.2 h, 取出后用温水或冷水充分冲洗干净, 晾干待测。

1.3 图像分析仪

由586微机, 显微镜, 摄像机等组成。

2 结果 2.1 坑道内氡浓度水平(表 1, 2)

调查的14条坑道氡浓度范围是48.5~1 702 Bq·m^-3。均值为451.1 Bq·m^-3, 有57.1%的坑道氡浓度超过《坑道氡及其子体放射防护规定》的500 Bq·m^-3限值, 其中氡浓度在500~1 000 Bq·m^-3的有6条, 占42.9%, 超过1 000 Bq·m^-3的有2条, 占14.3%。

2.2 坑道间及其城市地下建筑的氡浓度比较

由表 3和表 4看, 甲省坑道氡浓度明显高于乙省, 且超过我国十大城市地下建筑的氡及其子体α潜能浓度^[2], 而乙省低于我国十大城市地下建筑的氡及其子体α潜能浓度。

3 讨论

(1) 本次调查的14条坑道氡浓度在48.5~1 702 Bq·m^-3, 均值为451.1 Bq·m^-3; 氡子体α潜能浓度在0.07~4.21 μJ·m^-3, 均值为1.35 μJ·m^-3, 有57%的坑道氡浓度超过GJB1353-92《坑道氡及其子体放射防护规定》的500 Bq·m^-3限值, 说明有半数坑道高氡现象比较严重。通常情况下, 坑道氡浓度的高低与坑道所在地区岩石中铀、镭含量的多少和坑道与外界循环通风量的大小, 以及坑道内壁被覆材料有关。坑道所在地区岩石中铀、镭含量多, 坑道中氡的浓度就会偏高^[3]。调查中发现, 尽管每条坑道内壁都严格按照相应标准, 建有比较坚固的有被覆层, 但不排除大部分被覆层的用料多为就地取材。致氡浓度偏高。此外, 由于被覆用的混凝土是多孔性材料, 在施工中不可避免会产生蜂窝和麻面, 无法阻止坑道下层岩石中氡的析出。坑道内氡浓度和坑道与外界循环通风量的大小, 有着直接关系, 通风量大, 其内部氡浓度值就低。

(2) 坑道中氡及其子体对作业人员照射所致有效剂量与所在环境中的氡浓度和停留时间有关, 有效剂量估算方法按下列公式计算:

H为作业人员一年内受到来自坑道氡照射所产生的有效剂量(mSv); Cp为年平均氡子体潜能浓度(mJ·m^-3); t为工作人员一年中在坑道中的时间(h); f为剂量转换因子。

采用ICRP65号出版物提出的剂量转换因子f取1.4mJ·h·m^-3, 根据工作性质的不同, 作业人员每年在坑道内的工作时间分别按500和1 000 h计算, 作业人员受氡及其子体照射有效剂量均值为1.64 mSv, 范围为0.32~2.61 mSv。

(3) 根据表 3甲、乙两省所属14条坑道氡浓度比较, 前者明显高于后者, 其原因可能是:地理位置的差异造成; 坑道表面采用天然放射性的建筑材料不同; 土壤中高活度水平的天然放射性核素多少的不同, 甲省坑道土壤中铀、镭含量是否偏高有待于进一步调查。

(4) 由表 4可以看出甲省坑道氡及其子体α潜能浓度均比我国十大城市地下建筑的高^[2]。有14.3%的坑道按《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》(IBSS)中有关涉及工作场所中氡的慢性照射的补救行动的行动水平是氡浓度为1 000 Bq·m^-3, 需采取特殊的行动来控制其浓度。

(5) 在人类接受天然辐射的总剂量中, 氡及其子体对公众所造成的年有效剂量约为天然辐射所致年有效剂量的一半, 长期吸入氡子体照射, 可诱发肺癌。《国际电离辐射防护和辐射源安全的基本安全标准》将氡明确列为慢性照射, 吸入氡子体的危害主要是导致肺癌发病率的增加, 有关矿工的调查及动物实验研究表明:肺癌的发病率随氡子体累计暴露量成正比增加, 因此长期暴露在高氡环境中, 对人体是有害的^[4]。因此建议:在建坑道或坑道在进行被覆时要尽可能采用闭孔性和铀镭含量低的材料; 加强坑道通风, 加大空气循环速度, 在通风受到限制时, 需采用净化空气如:活性炭吸附、静电沉降、过滤、增加负离子等方法降低氡浓度; 另外尽量减少人员在坑道内的停留时间, 降低氡对人体的危害。