兰州重离子研究装置于1988年12月12日建成出束。由于地处兰州市区, 其对环境的影响引起各方面的关注。根据中华人民共和国国家标准《粒子加速器辐射防护规定》^[1], 我们于1998年对近代物理研究所所区及附近的土壤、植物和排水等样品的总α、总β放射性进行了监测。并作出了初步评价。

1 采样点的布局

采样点选在兰州重离子研究装置周围, 每个点尽可能同时采集土壤、水和植物样品。设一个对照点, 它位于距HIRFL约2 000 m的雁滩。

作为第一级加速的注入器, 是由原来的一台1.5 m经典回旋加速器改建成的1.7 m扇聚焦回旋加速器(SFC)。它既作主加速器的注入器, 又可单独运行提供低能重离子束流供实验, 安装在2号楼内。作为第二级加速的主加速器, 是一台新建的大型分离扇重离子回旋加速器(SSC), 它与注入器联合运行可以提供中等能量的重离子束, 建在6号楼内。注入器与主加速器通过65 m长的前束流输运线相连。主加速器通过总长为110 m的后束流输运线和8个实验终端联结在一起。这样, 就构成了一个跨越两座建筑物的完整的研究系统, 见附图。

除此之外, 所区还分布着其它产生射线的装置: 1号楼内安装着200 kV小型重离子加速器。3号楼内安装着K -600强中子源。4号楼内安装着2×2 MV串列静电加速器。在1号、2号和3号建筑物中还有一些核物理和核化学实验室。在所区这样一个小范围内监测兰州重离子研究装置周围的环境放射性, 实际上也包含了其它产生射线的装置和放射性实验室的影响。

2 样品的采集和处理 2.1 土壤样品

因采样点范围较小, 采样方法只能视具体情况而定。在长条状取样点, 按每隔3 m左右沿直线取5处地表 5 cm以下土壤, 稍开阔处按梅花式采样。样品混匀后取约30 g置于坩埚内, 在马福炉450 ℃时烧2 h, 冷却, 过150目筛。在已称重的测量盘内铺样, 再称重后放入干燥器中待测。

2.2 植物样品

植物样品应以农作物(谷物种籽或蔬菜)为代表。但所区各采样点均无农作物, 故只能以杂草为样品。在采样点一定范围内拔取不同地点的草, 洗净沥干后称鲜重50 g, 烘干(100 ℃)、剪碎置坩埚中炭化, 再置马福炉中450 ℃灰化, 称总重、铺样, 称出测灰重, 放入干燥器中待测。

2.3 水样

将取来的水样澄清过滤1 000 ml于烧杯内, 加硝酸调pH值到3~ 4, 在沙浴炉上蒸发近干时用一定量纱布将残渣转入已称重的坩埚中, 在100 ℃烘干, 然后炭化, 最后在马福炉内450 ℃灰化。称出总残渣重, 铺样, 称出测量残渣重, 置于干燥器中待测。

3 测量仪器和计算公式

水、土壤和植物样品均用FJ-2603型α、β弱放射性测量装置测量。计算公式如下:

式中, N_α、N_β分别为样品的α和β的净计数率(min^-1), M_残为水样品残渣总重量(mg), M_鲜为植物样品鲜重(g), W_m为测量样品重量(mg), M_灰为植物样品总灰重(mg), S为样品盘总面积(cm²), δ为样品饱和层厚度(mg/cm²), Π为蒸发系数, V为水样品体积, η_α、η_β分别为仪器测量α和β的效率(%), F为样品的自吸收系数。

4 结果和初步评价 4.1 测量结果

测量结果如表 1~3所示。

4.2 初步评价

国家规定^[2]饮用水中的放射性标准是:总α小于0.1Bq/L, 总β小于1Bq/L。从表 3可以看出, 近代物理研究所排出的污水的放射性水平还略低于国家规定的饮用水标准, 说明兰州重离子研究装置运行对排出的污水放射性水平没有影响。

国家对土壤、植物中的总α、总β放射性水平没有规定。从表 1、2看出, 近代物理研究所各点与对照点雁滩的测量结果都是同一水平。

总之, 从放射性角度来看, 兰州重离子研究装置运行后, 近代物理所的环境没有遭到污染, 是清洁的, 安全的。