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铀尾矿库溃坝事故所致公众受照剂量估算（第1页）

铀尾矿库溃坝事故所致公众受照剂量估算

连国玺[连国玺，男，1980年8月生，硕士研究生，工程师，主要从事辐射环境保护研究、辐射环境设计。]

（核工业第四研究设计院，河北石家庄，050021）

摘要：本文分析了铀尾矿滩面析出的氡及其子体对人体造成照射的机理，提出了铀尾矿库溃坝事故期间析出氡对公众造成的放射性照射个人剂量的计算模式，并以某尾矿库为实例进行了模拟溃坝事故计算。结果显示：铀尾矿库溃坝后，事故处理期间关键居民组所受的个人剂量贡献值较大，不能忽略。因此在铀尾矿库溃坝事故期间，管理部门应对关键居民组采取妥善安置措施，从而确保其不受额外过高的剂量照射。

关键词：铀尾矿库，公众剂量，溃坝，氡及其子体

1引言

铀尾矿库主要用于堆存铀矿山水冶厂的堆浸渣或水冶，是一种特殊的工业建筑物，同时也是铀矿山企业正常生产的必备设施。不同于其它矿山尾矿库，铀尾矿库堆存的尾矿属于放射性固体废弃物，其中含有铀、镭、钍等十多种天然放射性核素，尤其是镭等核素的含量几乎为原矿含量的98％以上，且有30％左右的核素寿命在1000a以上[1]。铀尾矿库在使用过程中滩面会释放大量的氡及其子体等放射性气溶胶，会对公众产生照射剂量。

铀尾矿析出的氡对人体的照射主要为内照射。铀尾矿库析出的氡扩散到大气中会发生多次衰变，并产生众多氡的子体，衰变过程既有α辐射，又有β、γ辐射。因为氡是惰性气体且半衰期较长，人体吸入的氡气大部分会被呼出。而其子体被人体吸入后，会以游离的未结合离子态或凝结核的形式沉积于呼吸道组织。沉积于呼吸道的子体仅有小部分能被呼吸作用清除，大部分在呼吸道中发生衰变，沉积于气管和主支气管，对机体和组织形成持续的慢性照射[2-3]。为了表征氡及其子体的吸入对人体组织和器官造成的照射剂量，辐射防护学上引入有效剂量的概念，单位为焦耳每千克（J·kg-1），称为Sv（沃特）。

铀尾矿库是一种重大的危险源及放射性污染源。如果在使用过程中管理不善或者遇到超设计事件，出现铀尾矿库溃坝事故，不但会造成严重的安全事件，还会产生重大的放射性污染及公众受照事件。铀尾矿库溃坝后，大量的铀尾矿会被卷带出库，并依据地形地势在尾矿库下游形成巨大的尾矿覆盖层。铀尾矿库滩面面积骤然增大，氡析出量会随之增加，氡析出到环境中随着大气运动扩散，被人吸入后会对人体造成内外照射。且尾矿库发生溃坝事故后，由于处理工程量大，大量尾矿暴露时间可维持2月余，期间铀尾矿滩面骤增所导致的公众受照剂量贡献是不可忽略的。对于铀尾矿库溃坝事故期间公众受照剂量的进行估算，并在估算结果的基础上采取措施是科学的、必要的。

2预测模型

2。1扩散模式

对于尾矿库溃坝后事故处理期间对公众所致剂量的估算采用《中国核工业三十年辐射环境质量评价》中推荐的高斯烟羽扩散模式[4]。该模式考虑了大气的风摆效应、天气频率分布的影响、粒子污染物重力沉降引起的烟羽倾斜、烟羽迁移期间的耗损及放射性衰变的损耗等因素。预测计算所采用的主要模式如下：

1）大气扩散中连续地面点源浓度公式

…………………………………………………………（1）

式中：x（x，y，0）是点（x，y，0）处的空气浓度，Bq·m-3；

x—为下风向离源的距离，m；

y—为横截风向的距离，m；

Q—为释放率，Bq·s-1;

σy、σz—分别为侧向和铅直向的扩散参数，m；

u为有效排放高度的风速，m·s-1。

2）对于较长距离的迁移，烟羽扩散将受到混合层顶的抑制，因此长期扩散因子考虑了静风及混合层的影响，计算公式如下

（X≤XL）……………………………………（2）

（X≥2XL）……………………………………（3）

对于XL