中国辐射卫生  2015, Vol. 24 Issue (4): 344-346  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.04.010

引用本文 

王玉文, 刘飚. 矿物开采和加工中天然放射性物质的辐射防护[J]. 中国辐射卫生, 2015, 24(4): 344-346. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.04.010.

通讯作者

刘飚, E-mail:Liubiao00991@163.com

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收稿日期:2014-10-12
修回日期:2015-01-13
矿物开采和加工中天然放射性物质的辐射防护
王玉文 , 刘飚     
新疆维吾尔自治区疾病预防控制中心, 新疆 乌鲁木齐 830011
摘要目的 加强矿物开采和加工中天然放射性物质的辐射防护管理的科学性, 与国际通行准则的限值和管理措施相一致。方法 简述了IAEA和我国标准中适用于含天然放射性物质矿物开采和加工中辐射防护限值和管理措施。结果 国际相关天然放射性物质防护导则中对γ外照射剂量+粉尘内照射剂量(氡及其子体除外)低于1 mSv/a或大宗物料中铀、钍系放射性核素活度浓度≤ 1 Bq/g给予豁免管理, 高于以上两限值的情况进行优化分级管理。结论 国内相关NORM辐射防护管理的实践, 应以国际通行准则为基础, 不断总结经验, 进一步补充完善, 可逐步推广应用于其他含天然放射性核素较高矿物开采和加工行业的辐射防护。
关键词矿物开采    矿物加工    天然放射性物质    辐射防护    

地球上无处不存在天然放射性物质(NORM),238U和232Th衰变系核素,是人们最关心的天然放射性核素,岩矿和土壤中天然放射性核素活度浓度,随产地不同,变化很大,但普遍较低(图 1)[1]。然而,某些矿物含铀、钍系放射性核素活度浓度明显偏高,而且在矿物开采和加工过程中,由于它们的选择性分配,导致某些产品和/或残留物中放射性核素活度浓度明显升高,超过矿石/或原料,有时甚至高出数个数量级,使职业工人或公众受到显著照射剂量,为保护人类和环境免受天然放射性核素的照射危害和影响,应对其实践/或活动的辐射照射进行评价、控制和管理,对工人和公众产生较高剂量的照射,应采取必要的辐射防护措施。

图 1 煤、飞灰和常见岩矿中铀浓度典型范围[1]

矿物开采和加工中天然放射性物质(NORN)照射的辐射防护管理,关键是何种NORM活度浓度水平矿物开采和加工应该管理和用何种方法管理最适宜?若管理所选活度浓度水平过低,涉及面过大,不能利用有限管理资源实现有意义管理。另外,若不考虑辐射危害的特征和程度,盲目对开采和加工实行过于严格的控制,既不利于资源合理开发利用,也不符合辐射防护实践正当性和最优化原则。因此,首先必须考虑开采和加工何种NORM浓度水平矿物该管和如何管理。目前,国内外已出版一系列NORMN矿物开采和加工辐射防护标准(见表 1),为这种考虑奠定了基础。以下将根据国内外相关标准规定,就NORM矿物开采和加工的辐射防护管理做一简述。

表 1 涉及矿物开采和加工中NORM防护管理的国际国内主要辐射防护标准
1 矿物开采和加工中管理NORM涉及的主要辐射防护标准

涉及矿物开采和加工中NORM防护管理国际国内主要辐射防护标准列于表 1

2 辐射防护和辐射源安全国际基本标准(BSS) (2011年,中期版)有关规定 2.1 照射分类和天然辐射源照射

2011年IAEA出版BSS(中期版),用计划照射、应急照射和现存照射(见表 2)描述所有辐射照射。规定天然辐射源照射,通常视为现存照射。大宗物料,天然放射性核素照射人体剂量≤1 mSv/a,或铀、钍衰变系中任何放射性核素活度浓度≤1 Bq/g,豁免(解控)、实践/或活动免予监管; 相反,若剂量 > 1 mSv/a,或铀、钍活动浓度 > 1 Bq/g,实践/或活动辐射防护,适用计划照射中职业照射要求,并执行优化分级管理。工作场所氡照射,通常视为现存照射情况,实践/或活动不监管; 工作场所氡活度浓度高于1 000 Bq /m3(参考水平),计划照射中职业照射不允许发生。

表 2 照射情况分类
2.2 NORM矿物开采和加工辐射防护决策程序

根据BSS规定,矿物开采和加工中NORM职业照射辐射防护决策程序示于图 2[2]

图 2 含天然放射性核素矿物开采和加工辐射防护决策程序
2.3 辐射防护优化分级管理方法

计划照射中职业照射分级管理方法,“应与实践或源的性质、照射可能性和程度相一致”[3]。具体分四级管理:①豁免(决定不监管)。考虑已有职业卫生措施后,γ外照射剂量+粉尘内照射剂量(氡及其子体除外)低于1 mSv/a。或大宗物料中铀、钍系放射性核素活度浓度≤1 Bq/g。②通知。考虑已有职业卫生措施(类似于豁免,但审管机构要知情)后,γ外照射剂量+粉尘内照射剂量(氡及其子体除外) < < 剂量限值。③通知+注册。考虑已有职业卫生措施后,γ外照射剂量+粉尘内照射剂量(氡及其子体除外)或氡的照射剂量需进行控制。④通知+许可。操作大宗很高放射性比活度物料,必须采取具体防护措施控制工人活动。

3 矿物开采和加工职业辐射防护导则有关规定

IAEA 2004年出版的《矿物开采和加工职业辐射防护导则》,对矿物开采和加工,按其放射性核素含量高低和照射危害影响程度进行分类,并据此提出如下辐射防护控制、管理建议。

3.1 采矿和加工矿物分类

矿物开采和加工职业辐射防护导则第2.2款,根据矿物开采和加工中天然放射性核素活度浓度水平及其照射工人的剂量高低,将矿物开采和加工分为四类:第1类,铀、钍含量达到其开采品位的铀、钍矿。第2类,矿物含较高天然放射性核素水平,或加工过程中天然放射性核素活度浓度升高物料(如矿石加工产生的沉积物或鳞片),要求采取辐射防护措施,防护γ外照射、吸人粉尘和/或氡内照射的非铀、钍矿(如重矿砂和磷酸盐矿等)。第3类,矿物含NORM活度浓度虽不高,但工作场所可偶然产生高水平氡照射,需采取措施防护氡照射的某些地下矿山。第4类,矿物含天然放射性核素活度浓度很低,工作场所氡浓度远低于参考水平的矿山。

3.2 矿物开采和加工实践和/或活动辐射防护管理分级

矿物开采和加工职业辐射防护导则第2. 3款规定,矿物开采和加工辐射防护管理,从第一类到最后一类,分别实施如下管理:①第1类,铀、钍矿开采和加工实践,许可管理。②第2、类开采和加工实践,通常适用注册管理; 若照射水平很高,也可适用许可管理。③第4类矿物开采和加工实践,豁免,即不监管。

4 锡矿山工作场所放射卫生防护基本要求

我国2010年发布实施的《锡矿山工作场所放射卫生防护标准(GBZ/T 233)》第4章,对锡矿山工作场所放射卫生防护提出如下基本要求:①锡矿山的放射卫生防护,应遵循实践的正当性、防护与安全的最优化和剂量限值三项基本原则。②锡矿山从业人员应接受放射卫生防护知识培训,以了解氡及其子体、其它放射性核素可能对健康造成的危害。③凡工作人员个人年有效剂量大于1 mSv或物料中天然铀比活度大于1 Bq/g的锡矿山均应进行放射卫生防护监管。④工作场所氡浓度超过500 Bq/m3、氡子体α潜能浓度超过1.8 μJ/m3, 或γ辐射空气吸收剂量率超过1 μGy/h,应采取通风防尘等防护措施,在该类场所工作的工作人员应接受个人剂量监测和健康检查。⑤工作场所氡浓度超过1000 Bq/m3或氡子体α潜能浓度超过3.57 μJ/m3时,应加强场所通风、防尘、隔绝氡源等降氡措施,矿工个体应戴防氡口罩。⑥对γ辐射空气比释动能率超过1 μGy/h的工作场所,应制定严格措施,限制工作人员在此场所停留时间。⑦对空气中长寿命核素α气溶胶浓度超过0. 25 Bq/m3时,应采取除尘、洒水和清洗等除尘措施。⑧任何表面受到放射性污染后,应及时采取综合去污措施,尽可能清洗到本底水平。⑨工作场所氡浓度超过500 Bq/m3、氡子体α潜能浓度超过1.8 pJ/m3或γ辐射空气吸收剂量率超过1 μGy/h时,应对场所γ外照射、氡浓度及氡子体α潜能浓度定期进行长期监测。⑩工作人员总的年有效剂量超过10 mSv时,应采取纠正或改进措施,降低工作场所氡浓度、矿尘浓度和工作人员γ外照射剂量,或立即更换工种,并进行医学检查等。

GBZ/T 233管理规定符合目前国外通行辐射防护标准规定要求和实际情况。

总而言之,NORM的放射卫生防护管理,应遵循实践的正当性、防护与安全的最优化和剂量限值三项基本原则,既有利于资源合理开发利用,又能确保工作人员免受辐射危害影响。国际相关NORM防护导则中对γ外照射剂量+粉尘内照射剂量(氡及其子体除外)低于1 mSv/a或大宗物料中铀、钍系放射性核素活度浓度≤1 Bq/g给予豁免管理,高于以上两限值的情况进行优化分级管理。国内相关NORM辐射防护管理的实践,应以国际通行准则为基础,不断总结经验,进一步补充完善,可逐步推广应用于其他含天然放射性核素较高矿物开采和加工行业的辐射防护。

参考文献
[1]
US GEOLOGICAL SURVEY. Radioactive Elements in Coal and Fly Ash: Abundance, Forms, and Environmental Significance[R]. 1997.
[2]
Janssens A, Wiklund 0. Revision and Recast of the Euratom Basic Safety Standards: Status report and public consultation[R]. NORM Ⅵ Marrakech, Morocco: 2010, 22-26.
[3]
Haridasan PP. Managing Exposures to Natural Sources - The International Standards and new challenges[R]. NORM VⅡ Symposium. Beijing, 2013, 22-26.