铀矿冶

监测对象	监测方法	监测仪器	监测期	点位数/个
集液罐开口处	驻极体法	E-Perm	短期累积监测	5
集液罐周围环境	固体径迹蚀刻法	KF606B	40~85 d累积监测	30

监测对象	监测方法	监测仪器	监测期	点位数/个
集液罐开口处	驻极体法	E-Perm	短期累积监测	5
集液罐周围环境	固体径迹蚀刻法	KF606B	40~85 d累积监测	30

采区	C_Rn监测值/(Bq/m³)	抽液井数量/个	平均C_Rn/ (Bq/m³)
A#	89~222	8	150
B#	158~328	8	256
C#	228~384	8	279
D#	182~332	6	294
E#	264~333	5	304
F#	195~374	5	324
G#	228~290	5	256

采区	C_Rn监测值/(Bq/m³)	抽液井数量/个	平均C_Rn/ (Bq/m³)
A#	89~222	8	150
B#	158~328	8	256
C#	228~384	8	279
D#	182~332	6	294
E#	264~333	5	304
F#	195~374	5	324
G#	228~290	5	256

监测点位	C_Rn监测值/(Bq/m³)	平均C_Rn/ (Bq/m³)
东侧	64 790	53 187	63 557	48 178	59 958	57 934
西侧	58 974	52 291	44 481	69 762	47 233	54 548
北侧	49 649	37 471	47 611	36 615	38 532	41 976
南侧	52 790	58 381	59 528	46 911	61 919	55 906
3 m处	6 380	4 421	7 531	6 277	5 857	6 093
开口处平均值	56 551	50 333	53 794	50 367	51 911

监测点位	C_Rn监测值/(Bq/m³)	平均C_Rn/ (Bq/m³)
东侧	64 790	53 187	63 557	48 178	59 958	57 934
西侧	58 974	52 291	44 481	69 762	47 233	54 548
北侧	49 649	37 471	47 611	36 615	38 532	41 976
南侧	52 790	58 381	59 528	46 911	61 919	55 906
3 m处	6 380	4 421	7 531	6 277	5 857	6 093
开口处平均值	56 551	50 333	53 794	50 367	51 911

方位	不同距离处C_Rn/(Bq/m³)
N	115	85	54	38	31
S	85	70	60	40	28
E	194	98	67	35	30
W	238	129	75	42	33
NW	156	87	53	43	26
SE	124	91	59	52	32

方位	不同距离处C_Rn/(Bq/m³)
N	115	85	54	38	31
S	85	70	60	40	28
E	194	98	67	35	30
W	238	129	75	42	33
NW	156	87	53	43	26
SE	124	91	59	52	32

排风口点位	各批次C_Rn监测值/(Bq/m³)	氡释放量/ (GBq/a)	排风口氡释放量所占比例/%
产品沉淀1号	1 017	968	1 245	1 197	1 156	1 117	99.8	9.74
产品沉淀2号	802	721	987	823	868	840	75.1	7.33
产品沉淀3号	832	923	1 158	872	724	902	80.6	7.87
离子交换4号	400	457	498	505	423	457	40.8	3.98
离子交换5号	1 321	1 357	1 512	1 386	1 468	1 409	126.0	12.30
过滤区1号	968	1 256	1 359	911	1 189	1 137	74.3	7.25
过滤区2号	1 857	2 011	2 267	1 987	2 160	2 056	134.0	13.10
过滤区3号	1 901	1 987	2 457	2 260	2 423	2 206	144.0	14.10
离子交换9号	1 957	1 894	2 027	2 126	2 006	2 002	131.0	12.80
离子交换10号	956	858	1 117	917	830	936	61.1	5.97
离子交换11号	398	423	567	468	511	473	30.9	3.02
化验室	327	356	487	466	396	406	26.6	2.59
总释放量/(TBq/a)	1.02	100

排风口点位	各批次C_Rn监测值/(Bq/m³)	氡释放量/ (GBq/a)	排风口氡释放量所占比例/%
产品沉淀1号	1 017	968	1 245	1 197	1 156	1 117	99.8	9.74
产品沉淀2号	802	721	987	823	868	840	75.1	7.33
产品沉淀3号	832	923	1 158	872	724	902	80.6	7.87
离子交换4号	400	457	498	505	423	457	40.8	3.98
离子交换5号	1 321	1 357	1 512	1 386	1 468	1 409	126.0	12.30
过滤区1号	968	1 256	1 359	911	1 189	1 137	74.3	7.25
过滤区2号	1 857	2 011	2 267	1 987	2 160	2 056	134.0	13.10
过滤区3号	1 901	1 987	2 457	2 260	2 423	2 206	144.0	14.10
离子交换9号	1 957	1 894	2 027	2 126	2 006	2 002	131.0	12.80
离子交换10号	956	858	1 117	917	830	936	61.1	5.97
离子交换11号	398	423	567	468	511	473	30.9	3.02
化验室	327	356	487	466	396	406	26.6	2.59
总释放量/(TBq/a)	1.02	100

监测点位	氡释放率/[mBq/(m²·s)]	累积时长/h
水面	59.59	18
57.55	20
冰面	35.39	24
38.45	24
34.69	24
32.70	24
37.97	24

监测点位	氡释放率/[mBq/(m²·s)]	累积时长/h
水面	59.59	18
57.55	20
冰面	35.39	24
38.45	24
34.69	24
32.70	24
37.97	24

某酸法地浸铀矿山氡释放特征研究

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王亚兰 ¹ , 徐乐昌 ¹ , 张辉 ² , 周磊 ¹

铀矿冶 | 安全·环保 2024,43(3): 93-99

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铀矿冶 | 安全·环保 2024, 43(3): 93-99

某酸法地浸铀矿山氡释放特征研究

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王亚兰¹, 徐乐昌¹, 张辉², 周磊¹

作者信息

¹ 核工业北京化工冶金研究院, 北京 101149

² 中核资源发展有限公司, 北京 100013

王亚兰(1986—),女,新疆乌鲁木齐人,硕士,高级工程师,主要从事铀矿冶辐射防护和环境保护工作。

Investigation on Radon Release Characteristics of an Acid In-situ Leaching Uranium Mine

Yalan WANG¹, Lechang XU¹, Hui ZHANG², Lei ZHOU¹

Affiliations

¹ Beijing Research Institute of Chemical Engineering and Metallurgy, CNNC, Beijing 101149, China

² CNNC Resources Development Co., Ltd., Beijing 100013, China

出版时间: 2024-08-20 doi: 10.13426/j.cnki.yky.2024.01.03

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摘要

收起

以某酸法地浸铀矿山为对象,开展了酸法地浸采铀源项氡浓度、氡释放量,以及环境氡迁移扩散趋势等释放特征研究。采用E-Perm驻极体探测器法、固体径迹探测器法、RAD7静电收集测氡法,对地浸铀矿山抽液孔、集液罐、水冶厂通风口、蒸发池源项及周边环境的氡浓度进行了监测。结果表明,该地浸铀矿山氡释放量约为1.75 TBq/a,水冶厂通风口和集液罐是重要的氡释放源项,其年氡释放量分别占地浸铀矿山年氡释放量的58%和39%;抽液孔和蒸发池的年氡释放量约占地浸铀矿山年氡释放量的3%;集液罐开口处氡浓度水平最高,其对环境影响范围不超过500 m;抽液孔氡浓度水平最低。该酸法地浸矿山归一化氡释放量远小于地下矿山排风井的归一化氡释放量。

关键词

地浸采铀 / 氡释放 / 氡浓度 / 酸法 / 驻极体探测器 / 固体径迹探测器 / RAD7静电收集探测器

Abstract

收起

Investigation on release characteristics of radon concentration, radon release amount, migration and diffusion trend of radon of an acid in-situ leaching uranium mine was carried out on the basis of data collection and field investigation. This study monitored radon concentration of source items and surrounding environment on uranium milling plant vents, leaching tanks, evaporation ponds and recovery wells with adoption of E-Perm electret detector, solid track detector and RAD7 radon detector. The results show radon concentration level is highest at top opening of leaching tanks, nevertheless affected area is no more than 500 m. Lowest radon concentration appeare at point of recovery wells. The annual total radon release of the acid in-situ leaching uranium mine is about 1.75 TBq/a, milling plant and leaching tanks are important radon release source items, which accounte for 58% and 39% of the total radon release respectively, additionally radon release of recovery wells and evaporation ponds account for 3% of the total radon release. In summary, the normalized annual radon release amount of the acid leaching uranium mine is much smaller than that of underground mine exhaust shaft.

Key words

in-situ leaching of uranium / radon release / radon concentration / acid process / E-Perm electret detector / solid track detector / RAD7 radon detector

引用本文

王亚兰, 徐乐昌, 张辉, 周磊. 某酸法地浸铀矿山氡释放特征研究. 铀矿冶, 2024 , 43 (3) : 93 -99 . DOI: 10.13426/j.cnki.yky.2024.01.03

Yalan WANG, Lechang XU, Hui ZHANG, Lei ZHOU. Investigation on Radon Release Characteristics of an Acid In-situ Leaching Uranium Mine[J]. Uranium Mining and Metallurgy, 2024 , 43 (3) : 93 -99 . DOI: 10.13426/j.cnki.yky.2024.01.03

正文

收起

在漫长的地质年代中,含铀地层中的²²⁶Ra与²³⁸U长期处于平衡状态。由于铀和镭的化学特性不同,在铀镭平衡中可能出现偏铀或偏镭现象,但波动范围较小。²²⁶Ra衰变产生的²²²Rn多贮存在岩石矿物的空隙中或溶解在地下水中,由于²²²Rn半衰期仅为3.825 d,约1个月²²²Rn即与铀矿岩层中的²²⁶Ra达到平衡。

地浸采铀时,²²²Rn随含铀地下水被抽至地表,因压力释放、温度升高、动力搅动等而大量释放,释放的²²²Rn主要由岩石矿物中的²²⁶Ra衰变产生。氡气一般随大气运动而迁移、扩散和沉降,并伴随自身衰变,其污染过程与污染物的浓度、排风高度、当地气象特征等相关。氡及其子体是主要的职业病危害因素,对公众的集体剂量贡献最大^[1-2]。因此氡是铀矿开采中最受关注的放射性核素之一,需要对其进行监测和控制。

国内外针对铀矿采冶和铀矿通风井氡的释放特征进行了研究。李孝君掌握了新疆某地浸铀矿氡的析出特征;并采用UAIR-FINE软件模拟,得到了集液池、蒸发池20 km范围内各子区的氡浓度贡献值分布、公众个人剂量分布、公众集体剂量^[3]。龙慧佳等采用单点采样法和插值积分程序,对某铀矿通风井排放口的氡浓度、风速分布进行测量^[4]。张辉等采用理论模型推算了氡释放浓度特征,并与现场实测数据进行比较,得出地浸过程氡归一化释放量仅为地下开采过程氡释放量的1/4左右^[5]³²⁶。Mudd对比分析了澳大利亚铀矿采冶过程的累积氡释放量的实测值和UNSCEAR法的计算值^[6]。也有学者建立了矿井通风网络中氡、氡子体、风量及风压的联合计算模型,实现了对矿井巷道、作业面的氡浓度及氡子体浓度的预测^[7]。

为确定酸法地浸采铀源项氡浓度、释放量、变化趋势等特征,假设地下水中的氡全部释放。按该源项确定方法估算辐射环境影响水平,旨在为铀矿冶氡释放量标准的制定提供源项数据,促进地浸采铀矿山的持续发展。

1 氡释放途径和源项分析

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1.1 氡释放途径分析

在铀矿山地浸过程中,氡污染物是随采铀工艺过程而产生的。在较大地压条件下,铀矿伴生的氡溶解在浸出液中,部分氡随着浸出液从抽液井抽至地面并经由抽液井释放。当浸出液进入集液罐时,因压力降低,浸出液中的氡被迅速释放到集液罐,通过集液罐开口释放到周围的大气环境中。当浸出液随输液管进入水冶厂时,水冶工序析出的氡通过水冶厂房通风设备由屋顶排风口排放到大气环境。当部分吸附尾液排放到蒸发池,吸附尾液中的氡及其子体随尾液蒸发及干滩面残渣析出^[8]。配液罐、注液井为封闭结构,氡释放量可忽略不计。综上所述,酸法地浸矿山主要氡释放源项为抽液井、集液罐、水冶厂和蒸发池。

1.2 氡释放源项概况

从酸法地浸采铀抽液井、集液罐、水冶厂和蒸发池等4个主要源项出发,调查酸法地浸矿山的氡释放浓度和释放量等释放特征。

1.2.1 抽液井

该矿山抽液井采用大口径填砾式结构,钻孔直径311 mm,套管规格φ148 mm×14 mm,采用半封闭结构。

1.2.2 集液罐

集液罐建在原混凝土集液池的池底上,罐体直径约7 m、高约3 m、容积约300 m³,集液罐顶部有直径50 cm的开口,配有法兰;浸出液液面位于开口处1 m以下。集液罐与集控室临近,用于收集和暂存浸出液,集液罐中的浸出液通过集液泵输送至水冶厂吸附塔。

1.2.3 水冶厂

水冶厂房包括吸附区、沉淀区、自控室及空压机房等,共有12个排风口。水冶厂房通风设施主要包括:过滤区风机3台,排风口风机流量为7 458 m³/h;产品沉淀区风机3台,排风口风机流量为10 200 m³/h;化验室风机1台,排风口风机流量为7 458 m³/h;吸附、饱和再吸附、淋洗、回收吸附等离子交换工序共用风机5台(其中2台风机的排风口风机流量为10 200 m³/h,3台风机的排风口风机流量为7 458 m³/h)。

1.2.4 蒸发池

该矿山蒸发池总面积约1.7万m²,蒸发池采用梯形断面,用于接收水冶工艺产生的吸附尾液。池底铺设复合土工膜作为防渗层,膜上铺夯实黏土作为保护层。

2 研究方法

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2.1 监测仪器

E-Perm驻极体测氡仪适用于多种湿度(RH%<100%)和温度(T<50 ℃)环境,其灵敏度高,采样操作方便,采样周期短,采样现场不用电源,可成批布点和交替采样,广泛应用于环境和矿井氡浓度、建筑材料和尾矿堆氡析出率的测量^[9]。其最大优势是驻极体探头与读数器可分离,可实现多点位同时测量、同步测量;在对不同距离的源项进行测量时,可排除测量时间不同步造成的影响。驻极体测氡为短期累积测量,一般需要累积照射5~8 h。

固体径迹探测器采用KF606B型氡和γ个人剂量计,具有探测下限低、测量结果稳定、重现性好,操作简便、测量期间不需要电源等特点,探测器的体积小,便于布放和邮寄,避免了由于时间、气象因素变化带来的影响^[10]。固体径迹探测器的应用率逐年增加,已成为环境氡测量的主要手段之一^[11]。该方法可实现多点同时测定,可进行环境水平氡浓度的长期累积测量,直接得到被测场所氡的长期(季/年)平均浓度。其适用于大批样品的采集和集中处理与测读;但其测量周期较长,在低浓度下,结果波动较大。

RAD7测氡仪稳定性好、抗干扰性好、精度高,可快速进行瞬时或连续氡浓度监测,能现场打印测量结果;但需要配备干燥剂,测量样品数量有限。当短时间(小于30 min)测量时,样品间测量结果有干扰,下一样品的测量结果偏高^[12]。

2.2 监测方案

2.2.1 抽液井

在抽液井,氡通过钻井未封闭部分自由释放。采用RAD7测氡仪进行抽液井瞬时氡浓度的短期累积监测,布设抽液井监测点位45个。

2.2.2 集液罐

在集液罐,氡通过罐顶部的开口自由释放,属于无组织排放。采用E-Perm驻极体测氡仪进行集液罐氡浓度调查,驻极体点位布设在罐顶部开口处4个方位、距离中心点3 m处,在布点处进行短期累积氡连续监测。

为确定集液罐氡释放对周边环境的影响,开展了集液罐周边环境氡迁移扩散规律调查,采用固体径迹蚀刻法以累积氡方式开展不同方位、不同距离氡浓度分布规律研究,集液罐监测方案见表1。监测范围包括集液罐周边较大风频(东风)、较小风频(西北风)及介于两者之间风频(北风)的上下风向50、100、300、500、1 000 m处,即6个方位、5个距离,共30个测点(图1)。监测时间间隔最短40 d,最长85 d,得到30组有效累积氡活度浓度数据。

2.2.3 水冶厂

在水冶厂排风口,氡为24 h连续排放,采用固体径迹探测器法24 h不间断连续测量。在水冶厂排风口处布设累积氡浓度监测点,悬挂KF606B型氡和γ个人剂量计测量30 d以上,取平均值作为测量值。对12个排风口进行全年累积氡浓度监测,监测时间间隔最短30 d,最长80 d,得到5个批次(共60组)有效累积氡活度浓度数据。

2.2.4 蒸发池

蒸发池水面氡析出率采用被动扩散式驻极体测氡法测量。冬季结冰后,在蒸发池中心、蒸发池对角线分出的4个子区中心,共布设5个氡析出率测点;夏季在距离蒸发池进水管道(位于南角)处及东侧分别布设2个水面氡释放率测点(图2)。采用驻极体测氡仪测量,将测氡仪浮于蒸发池边缘0.5 m测量氡释放率。

在现场用氮气吹扫腔体内部后,将驻极体安装在集气罩顶部内侧并记录驻极体电位与放置时间,集气罩整体放置在所测介质表面,保证边缘气密性良好。H腔累积时间4~10 h后,更换1个驻极体;20 h完成测量,共获得3~5个不同时间段的有效氡浓度数据,采用有效衰变常数法^[13]计算氡析出率。

3 结果与讨论

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3.1 抽液井

对该地浸矿山抽液井开展了氡活度浓度监测,采用RAD7的1 h grab模式,选取了7个采区,每个采区调查6~8口抽液井。为了尽可能减少地表空气氡的影响,在距井口0.3~1.0 m处开展抽液井氡浓度调查。监测时段平均风速为1.5 m/s,相对湿度为25%,气压为1 002 hPa,平均气温为33 ℃。抽液井氡活度浓度监测结果见表2。

抽液井年氡释放量可通过开口处氡活度浓度监测、抽液井内外压差及有效开孔面积,依据伯努利方程计算,计算公式为^[5]³²³

(1)

$\mathrm{Q}={C}_{\mathrm{R}\mathrm{n}}\mathrm{A}{P}_{i}\stackrel{i}{\sum _{i=1}}\sqrt{2g\left(1-\frac{{\rho }_{n}}{{\rho }_{w}}\right)+{\rho }_{w}{v}_{1}^{2}},$

式中:Q为年氡释放量,Bq/a;C_Rn为抽液井平均氡活度浓度,Bq/m³;A为抽液井有效开口面积,m²;P_i为地表有效风速i风速段频率;g为重力加速度,9.8 m/s²;ρ_n、ρ_w为抽液井内以及环境空气密度,kg/m³;v_i为设施所在地P_i风速段风速,m/s。

从表2可知,选取的7个代表性采区抽液井氡活度浓度监测值变化较大,氡活度浓度范围为89~384 Bq/m³,各采区氡活度浓度平均值为150~324 Bq/m³,7个采区抽液井氡活度浓度加权平均值为266 Bq/m³。按照一年360 d稳定状态(扣除维修、洗井等非正常工况),气象条件选择设施所在地连续一年逐日风速风向数据,根据式(1)估算该矿山抽液井年氡释放量为22.65 GBq/a。

3.2 集液罐

3.2.1 集液罐开口处

采用E-Perm LT驻极体,L离子腔以短时累积氡方式,分别在集液罐顶部开口处东、西、南、北侧,以及距集液罐中心点3 m处共布设5个监测点。监测时段平均风速为1.2 m/s,相对湿度为23%,气压为1 002 hPa,平均气温为30 ℃,采样时间为6 h,被动采样积分测量。监测结果见表3。可以看出,集液罐开口处4个方位测得的氡活度浓度为36.6~ 69.8 kBq/m³,平均氡活度浓度为42.0~57.9 kBq/m³;距离集液罐中心3 m处氡活度浓度迅速下降,氡活度浓度监测值为4.42~7.53 kBq/m³,平均氡活度浓度为6.09 kBq/m³;集液罐开口处东侧与北侧点位的氡活度浓度相差较大,分析原因认为是夏季西北风风频较高,受到风速、风向的影响,东侧点位数值高于其他测点的数值。

通过监测罐顶部开口处氡浓度,并调查有效地表风速,对集液罐氡释放量开展调查。为计算方便,假设理想情况下在集液罐顶部开口处氡扩散速度足够快,则集液罐氡释放量估算公式为^[14]

(2)

$Q=0.25{C}_{\mathrm{R}\mathrm{n}}vAT{\sum }_{x=1}^{x}P\left(x\right)\mathrm{A}\mathrm{B}\mathrm{S}\left(\mathrm{s}\mathrm{i}\mathrm{n}x\right),$

式中:Q为年氡释放量,Bq/a;C_Rn为静风平均氡浓度,Bq/m³;v为年均长期风速,m/s;A为开口面积,m²;T为1年的时间;ABS为取绝对值;P为风频;x为风向角度。经计算得出集液罐氡年释放量为683 GBq/a。

3.2.2 集液罐周围环境

集液罐周边环境不同方位1 000 m内氡活度浓度分布见表4。可以看出,集液罐周边环境1 000 m内氡活度浓度为26~238 Bq/m³,最大氡活度浓度出现在W方向50 m处,为238 Bq/m³;这与监测时段处于秋季,扩散主要受到主导风向影响,而W风向处于主导风向(E风向)的下风向有关。集液罐周边环境S方向和N方向的氡活度浓度水平相对较低,分别为28~85 Bq/m³、31~115 Bq/m³,与这2个风向风频较小有关。周边环境各方向氡活度浓度随着与集液罐距离的增大而递减,距离集液罐500 m处氡活度浓度为35~52 Bq/m³,与室外对照点本底值(9.76~41.48 Bq/m³)相差不大,说明集液罐氡释放对环境的影响范围不超过500 m。

3.3 水冶厂

对水冶厂12个通风口进行了全年累积氡浓度监测,监测时间间隔最短30 d,最长80 d,得到5个批次的有效累积氡浓度(表5)。

由表5可知,水冶厂各排风口氡活度浓度监测值为327~2 457 Bq/m³,其中过滤区排风口的氡活度浓度水平最高,监测值为911~2 457 Bq/m³,分析原因可能是过滤区存在过滤溶液的扰动使氡活度浓度偏高。沉淀区排风口氡活度浓度水平次之,监测值为721~1 245 Bq/m³,分析原因可能是沉淀溶液中氡活度浓度较高,释放到空气中,导致沉淀区1号、2号、3号排风口氡活度浓度偏高。

由水冶厂各排风口氡活度浓度监测值与风机风量计算得出,全年监测期间该矿山水冶厂氡活度浓度排放总量(水冶厂各排风口氡浓度×年排风量)为1.02 TBq/a,其中过滤区排风口氡释放量最高,占整个水冶工序的34.5%;其次为沉淀区排风口氡释放量,占整个水冶工序的24.9%;离子交换9号排风口为淋洗和转型工序共用风机,排风口氡释放量占整个水冶工序的12.8%;化验室排风口氡释放量最低,仅占整个水冶工序的2.59%。

3.4 蒸发池

蒸发池氡释放率监测结果见表6。可以看出,蒸发池水面氡释放率为57.55~59.59 mBq/(m²·s),均值为58.57 mBq/(m²·s);蒸发池冰面氡释放率为32.70~38.45 mBq/(m²·s),均值为35.84 mBq/(m²·s)。按照蒸发池面积16 997 m²、蒸发池结冰期5个月计算,该蒸发池年氡释放量约为16 997 m²×8 760 h/a×3 600 s/h×[0.059 Bq/(m²·s)×7/12+0.036 Bq/(m²·s)×5/12]=26.84 GBq/a。

3.5 矿山氡释放总量

通过对该酸法地浸矿山抽液井、集液罐、水冶厂排风口、蒸发池等源项开展的调查及各源项氡释放量的计算可知,该矿山氡总释放量约为1.75 TBq/a,水冶厂和集液罐是重要的氡释放源项,分别约占地浸矿山氡总释放量的58%和39%;抽液孔和蒸发池氡释放量贡献很小,约占整个氡总释放量的3%。

为了比较不同铀采冶类型矿山的年氡释放量,氡释放量归一化方法采用吨金属铀流出物释放量计算方法^[15],计算公式为

(3) Q_N=R/U,

式中:Q_N为归一化吨金属铀氡释放量,GBq/tU;R为对应金属产量全部设施年氡释放量,GBq/a;U为设施年金属产量,t/a。

经计算该酸法地浸矿山归一化氡释放量约为14.6 GBq/tU。地下开采铀矿山每生产1 t铀的氡释放量为327~1 184 GBq,尾矿(渣)库归一化氡释放量为12.94~86.73 GBq/tU^[16],可见该酸法地浸矿山归一化氡释放量远小于常规地下开采铀矿山氡释放量,与尾矿(渣)库归一化氡释放量水平相当。

美国各类铀矿山归一化氡释放量为200~12 700 GBq/tU^[17]。澳大利亚Beverley地浸矿山归一化氡释放量为43.4 GBq/tU(仅计算水冶过程)^[18]。可见,中国地浸采铀归一化氡释放量不仅明显低于地下开采铀矿山,与国外同类铀矿山相比也具有明显的辐射环境优势。

4 结论

收起

1)该酸法地浸铀矿山主要氡释放途径分别为抽液井口、集液罐开口处、水冶厂排风口和蒸发池。集液罐开口处氡活度浓度水平最高,为42.0~57.9 kBq/m³,集液罐氡释放对环境影响空间范围有限,不超过500 m;水冶厂排风口氡活度浓度为327~2 457 Bq/m³,过滤区排风口氡释放量对水冶厂氡释放量贡献最大,占整个水冶工序的34.5%;产品沉淀区排风口氡释放量次之,占整个水冶工序的24.9%;抽液井氡浓度相对较低,为89~384 Bq/m³;蒸发池水面氡释放率高于冰面氡释放率。

2)该酸法地浸铀矿山氡释放量约为1.75 TBq/a。水冶厂和集液罐是重要的氡释放源项,抽液井和蒸发池氡释放量贡献较小。该酸法地浸矿山归一化氡释放量为14.6 GBq/tU,远小于常规地下开采铀矿山氡释放量,与尾矿(渣)库归一化氡释放量水平相当;与国外同类铀矿山相比,具有明显的辐射环境优势。

参考文献

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文献

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2024年第43卷第3期

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doi: 10.13426/j.cnki.yky.2024.01.03

接收时间：2024-01-10
首发时间：2025-07-04
出版时间：2024-08-20

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收稿日期：2024-01-10

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¹ 核工业北京化工冶金研究院, 北京 101149

² 中核资源发展有限公司, 北京 100013

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

监测对象	监测方法	监测仪器	监测期	点位数/个
集液罐开口处	驻极体法	E-Perm	短期累积监测	5
集液罐周围环境	固体径迹蚀刻法	KF606B	40~85 d累积监测	30

监测对象

监测方法

监测仪器

监测期

点位数/个

集液罐开口处

驻极体法

E-Perm

短期累积监测

集液罐周围环境

固体径迹蚀刻法

KF606B

40~85 d累积监测

采区	C_Rn监测值/(Bq/m³)	抽液井数量/个	平均C_Rn/ (Bq/m³)
A#	89~222	8	150
B#	158~328	8	256
C#	228~384	8	279
D#	182~332	6	294
E#	264~333	5	304
F#	195~374	5	324
G#	228~290	5	256

采区

C_Rn监测
值/(Bq/m³)

抽液井
数量/个

平均C_Rn/
(Bq/m³)

89~222

150

158~328

256

228~384

279

182~332

294

264~333

304

195~374

324

228~290

256

监测点位	C_Rn监测值/(Bq/m³)	平均C_Rn/ (Bq/m³)
东侧	64 790	53 187	63 557	48 178	59 958	57 934
西侧	58 974	52 291	44 481	69 762	47 233	54 548
北侧	49 649	37 471	47 611	36 615	38 532	41 976
南侧	52 790	58 381	59 528	46 911	61 919	55 906
3 m处	6 380	4 421	7 531	6 277	5 857	6 093
开口处平均值	56 551	50 333	53 794	50 367	51 911

监测点位

C_Rn监测值/(Bq/m³)

平均C_Rn/
(Bq/m³)

第1次

第2次

第3次

第4次

第5次

东侧

64 790

53 187

63 557

48 178

59 958

57 934

西侧

58 974

52 291

44 481

69 762

47 233

54 548

北侧

49 649

37 471

47 611

36 615

38 532

41 976

南侧

52 790

58 381

59 528

46 911

61 919

55 906

3 m处

6 380

4 421

7 531

6 277

5 857

6 093

开口处平均值

56 551

50 333

53 794

50 367

51 911

方位	不同距离处C_Rn/(Bq/m³)
N	115	85	54	38	31
S	85	70	60	40	28
E	194	98	67	35	30
W	238	129	75	42	33
NW	156	87	53	43	26
SE	124	91	59	52	32

方位

不同距离处C_Rn/(Bq/m³)

50 m

100 m

300 m

500 m

1 000 m

115

194

238

129

156

124

排风口点位	各批次C_Rn监测值/(Bq/m³)	氡释放量/ (GBq/a)	排风口氡释放量所占比例/%
产品沉淀1号	1 017	968	1 245	1 197	1 156	1 117	99.8	9.74
产品沉淀2号	802	721	987	823	868	840	75.1	7.33
产品沉淀3号	832	923	1 158	872	724	902	80.6	7.87
离子交换4号	400	457	498	505	423	457	40.8	3.98
离子交换5号	1 321	1 357	1 512	1 386	1 468	1 409	126.0	12.30
过滤区1号	968	1 256	1 359	911	1 189	1 137	74.3	7.25
过滤区2号	1 857	2 011	2 267	1 987	2 160	2 056	134.0	13.10
过滤区3号	1 901	1 987	2 457	2 260	2 423	2 206	144.0	14.10
离子交换9号	1 957	1 894	2 027	2 126	2 006	2 002	131.0	12.80
离子交换10号	956	858	1 117	917	830	936	61.1	5.97
离子交换11号	398	423	567	468	511	473	30.9	3.02
化验室	327	356	487	466	396	406	26.6	2.59
总释放量/(TBq/a)	1.02	100

排风口点位

各批次C_Rn监测值/(Bq/m³)

氡释放量/
(GBq/a)

排风口氡释放量
所占比例/%

均值

产品沉淀1号

1 017

968

1 245

1 197

1 156

1 117

99.8

9.74

产品沉淀2号

802

721

987

823

868

840

75.1

7.33

产品沉淀3号

832

923

1 158

872

724

902

80.6

7.87

离子交换4号

400

457

498

505

423

457

40.8

3.98

离子交换5号

1 321

1 357

1 512

1 386

1 468

1 409

126.0

12.30

过滤区1号

968

1 256

1 359

911

1 189

1 137

74.3

7.25

过滤区2号

1 857

2 011

2 267

1 987

2 160

2 056

134.0

13.10

过滤区3号

1 901

1 987

2 457

2 260

2 423

2 206

144.0

14.10

离子交换9号

1 957

1 894

2 027

2 126

2 006

2 002

131.0

12.80

离子交换10号

956

858

1 117

917

830

936

61.1

5.97

离子交换11号

398

423

567

468

511

473

30.9

3.02

化验室

327

356

487

466

396

406

26.6

2.59

总释放量/(TBq/a)

1.02

100

监测点位	氡释放率/[mBq/(m²·s)]	累积时长/h
水面	59.59	18
57.55	20
冰面	35.39	24
38.45	24
34.69	24
32.70	24
37.97	24

监测点位

氡释放率/[mBq/(m²·s)]

累积时长/h

水面

59.59

57.55

冰面

35.39

38.45

34.69

32.70

37.97