云南省蕴藏着丰富的矿产资源，有色金属铅、锌、锡、铜等资源储量较大，矿山开采从业人员众多，井下人员暴露于天然辐射作业环境，受着放射性职业照射。据文献[1]报道，在我国职业照射中，非铀矿山是职业照射的最大贡献者，尤其是地下作业的矿工中，个人剂量超过国家剂量限值的比例很高。本研究对云南澜沧县某铅矿井下工作场所进行放射性水平调查，采集并分析矿石样品中放射性核素活度浓度，根据其活度浓度估算γ外照射年有效剂量，从而对矿工的放射性职业危害作出评价。

1 材料与方法 1.1 矿山基本情况

云南澜沧县某铅矿是滇西南地区较大的一家集米、选、冶一体的有色金属矿冶企业，有50多年的开采历史。矿体除富含铅矿外，还伴生有锌、银等矿物，矿区地理坐标:经度99°44'、纬度22°44'。

1.2 样品采集与制备

选择矿区5个不同海拔的矿井，每个矿井采取2 ~ 3份矿石样品。矿石样品经粉碎、研磨、过筛(60目)后制备成粉末样品，装人直径75 mm×高70 mm的圆柱型聚乙燦样品盒中称重，密封3周后测量^[2]。

1.3 测量仪器

采用美国CANBERRA公司生产的BE3830型高纯锗低本底γ能谱仪，其对于Nal(T1)晶体7.62 cm×7.62 cm(3吋×3吋)的相对探测效率为30%，对⁶⁰Co1332 keV γ射线的能量分辨率为1.8 keV，谱分析软件为Genie 2000。屏蔽室壁厚110 mm，内腔为500 mm × 400 mm的柱体迭层式铅室，内衬由3mm铜和5 mm有机玻璃组成。

1.4 测量方法

在测量前，采用可溯源的标准物质，对系统进行能量和效率刻度^[2-3]。用发射单能和多能核素²⁴¹Am、¹³⁷Cs、⁶⁰Co、¹⁵²Eu刻度源对γ普仪进行能量刻度，能量刻度范围为50 ~ 2000 keV。用²²⁶ Ra、²³²Th、⁴⁰K活度已知的体标准刻度源进行全能峰效率刻度，所用标准源的基体材料、几何尺寸、密度与测量样品基本一致。样品测量时样品盒与探测器的相对几何条件和谱仪的状态与标准源测量时尽量完全一致，采用全能峰相对比较法求解样品中放射性核素比活度。

本次调查采用活度浓度探测下限，如公式(1)所示。

(1)

式中，k = 1.645(置信度取95%); ε为γ射线全能峰探测效率; P为γ射线发射概率; m为样品的质量，kg; n为该核素所选特征γ射线全吸收峰区内的本底计数率，s^-1; t为本底测量时间，s。

在低水平放射性测量中，往往计数统计误差是分析结果的总不确定度的主要来源。因此，测量值的不确定度主要考虑计数统计不确定度和标准源的不确定度。

1.5 剂量估算

按照文献[4]，在2π条件下，1年内所受外照射剂量可由公式(2)得到：

(2)

式中，E为γ外照射所致年待积有效剂量，Sv; A为Ra、Th、K的活度浓度，Bq/kg; T为剂量系数，²²⁶Ra、²³²Th和⁴⁰K的分别为0.300、0.460和0.029 nSv • h^-1 • Bq^-1 • kg^-1; h为每天工作的小时数，h/天; d为每年工作的天数，d/年。若按每天工作8 h，每年250个工作日计算，矿工井下的工作时间每年约为2000 h。考虑矿内接近4π条件的影响，采用的修正因子为2。

2 结果 2.1 矿石样品测量结果

13份矿井内矿石样品中天然放射性核素测量结果见表 1，²²⁶Ra、²³²Th和⁴⁰K的比活度均值分别为41.8、0.2和44.0Bq/kg。

2.2 矿石样品放射性核素所致矿工人均外照射年有效剂量

根据表 1中数据和公式(2)及4π条件下的修正因子，估算γ外照射年有效剂量，结果见表 2。剂量范围为0.01 ~0.22 mSWa，平均为0.09 mSWa。

3 讨论

调查结果显示，矿石样品中天然放射性核素²²⁶ Ra的活度浓度范围为8.6 ~72.5 Bq/kg，²³²Th为1.1 ~ 78.4 Bq/kg，⁴⁰K为0.8 ~ 171.1 Bq/kg。我国土壤中²²⁶Ra的活度浓度范围为2.8 ~532.8 Bq/kg，²³² Th为10.3 ~1844.0 Bq/kg，⁴⁰K为0 ~1548 Bq/kg^[5]; 云南省土壤中²²⁶ Ra的活度浓度范围为7.9 ~ 421.8 Bq/kg，²³²Th为8.2 ~ 206.0 Bq/kg，⁴⁰ K为66.3 ~ 1442.0 Bq/kg^[6]。调查数据在云南省和全国土壤中天然放射性核素的活度浓度范围内。

本调查最大的剂量为0.22 mSv/a，低于云南省部分地区土壤中放射性核素所致居民人均外照射年有效剂量0.52 mSv^[7]; 低于我国天然本底辐射水平中陆地γ射线产生的年有效剂量0.54 mSv^[8]。通过测量结果估算的γ外照射剂量与文献报道的结果比较分析，矿井下的γ外照射低于地表天然辐射水平，外照射对矿工的附加年有效剂量可以忽略。因此，γ外照射不是采矿工作场所矿工的主要放射性职业危害因素。