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0引言

贫铀是铀浓缩加工成核燃料过程中的副产品，235U 相对质量分数由0.72 %

降为0.2%～0.3%，其辐射能量比天然铀弱，但仍具有一定放射性，特别是贫铀气载流出物会随大气运动扩散并通过呼吸道进入人体形成内照射^[1]。由于吸入的贫铀在肺组织中滞留时间较长，能在体内分布广泛，其慢性内照射损伤具有潜在的致癌危险^[2]，故其对环境及公众造成的影响仍然不容忽视。某公司计划进行的一项实验涉及操作贫铀氧化物，实验过程中会产生极少量的放射性废气，因此本文拟对贫铀氧化物的使用对大气环境及公众造成的影响进行分析和评价。

1  实验背景

本实验计划在我国南部某丘陵地带的某公司实验室内进行，区域主导风向为SW风，主要实验过程为贫铀颗粒的加热熔融。主要操作贫铀为二氧化铀颗粒（238U、235U、234U的质量丰度分别为99.7454%、0.2532%、0.001899%），二氧化铀单次最大操作量为3000g，一年计划进行20次实验。本实验放射性核素年最大操作量为8.9×10⁸Bq。

公司周围200m范围内主要环境保护目标有公司东侧60m的公司1办公楼，公司西侧100m的公司2办公楼以及北侧200m的某村农户。

2  放射性废气源项

根据分析本实验可能有0.1‰UO2原料产生放射性废气（含UO2气溶胶）通过专用通风系统排出。故U-234产生量为2.32E+04 Bq/a，U-235产生量为1.06E+03 Bq/a，U-238产生量为6.48E+04 Bq/a。

本实验装置专用通风系包括统放射性废气处理系统及15m高排气筒，其中放射性废气处理系统采用高效过滤，过滤效率可达99.8%，净化后的气态流出物经过15m的烟囱排至室外。

经计算得到实验时以气载流出物途径排放到环境中的各放射性核素活度结果见表1，净化效率保守取99%。

表1 气载流出物中各放射性核素活度排放量

3  辐射环境影响评价

本实验装置产生的气载放射性流出物经过滤后通过高15m的排风管排入大气环境。通常贫铀对评价范围内的公众产生辐射危险的途径主要有外照射和内照射两种 ^[3]。本次评价气载放射性流出物排放对公众造成辐射影响的考虑以下两种途径：

(1)烟云浸没外照射；

(2)吸入空气造成的内照射。

2.1  剂量估算

2.1.1  大气弥散计算

采用IAEA Safety Reports Series No.19推荐的计算模式，估算本项目通过气载放射性流出物途径所致公众剂量。

本实验放射性废气排放口高度为15m，即H=15m；200m范围内的典型高大建筑为东侧公司2办公楼，其高度HB大于15m，办公楼朝向实验大厅的面积AB约为500m2，最近的保护目标(公司1职工)距离实验大厅60m，因此，H≤2.5HB且x>2.5，即保护目标位于气载放射性流出物释放点的尾流区内。

对于孤立释放点源建筑物背风一侧的扩散，可以采用高斯烟羽扩散模型的通用标准函数：

其中：CA，区域内下风方向上距离释放点x的地面水平的空气浓度，Bq/m3；

P_p，空气朝向感兴趣受体点流动时间在一年中的所占比率；

Q_i，放射性核素的平均释放率；

u_a，一年中典型释放高度上的几何平均风速；

B，与下风方向距离x和释放高度H相关的高斯扩散因子。

若x>2.5，则

其中，σ_z是垂直扩散因子，当H≤45m时，。

计算得出周围200m范围内代表保护目标处空气中各核素浓度见表2。

表2  低架排放200m范围代表保护目标处空气浓度   单位：Bq/m³

2.1.2  废气排放所致公众受照剂量估算

1、浸没外照射剂量估算模式

采用无限烟云模式，浸没外照射剂量计算公式为：

式中：

D_i^im(x) —— 在i风向、下风距离x处的年浸没外照射剂量，Sv/a；

DRF_im  ——  浸没外照射剂量转换因子，Sv·m³·S^-1.Bq^-1。

2、内照射剂量计算模式

吸入剂量：因吸入放射性核素产生的剂量计算公式为：

式中：

D_iⁱⁿ(x) ——在i风向、下风距离x处的年吸入内照射剂量，Sv/a；

BR —— 呼吸率，m³/s；取3.33×10-⁴ m³/s

DRF_in —— 吸入剂量转换因子，即吸入单位放射性物质产生的50年待积剂量，Sv/Bq。

表3  核素的剂量转换因子

表4 放射性气态流出物所致个保护目标的个人有效剂量（Sv/a）

2.1.3  评价小结

本实验排放的放射性流出物对附近居民、公司职工所致最大个人年有效剂量出现在E方位，为1.60×10^-8Sv/a。因此，放射性环境影响的关键人群组为E方位处的公司2职工。本实验正常进行时排放的主要放射性核素中，²³⁸U对该组公众所致个人年有效剂量最大，为1.11×10^-8Sv/a，占所有核素所致有效剂量的69.4%，因此关键核素为²³⁸U。本次评价所考虑的各种照射途径中，气载途径中的空气吸入内照射对关键人群组公众所致个人年有效剂量最大，为1.60×10^-8Sv/a，个人年有效剂量几乎均来自空气吸入内照射，因此关键受照途径为空气吸入内照射途径。

2.2  放射性环境影响评价结果

由表4可知，本实验正常进行时对周围200m范围内保护目标的个人有效剂量为1.37×10^-9~1.60×10^-8Sv/a，最大个人有效剂量出现在E方位，该值远低于本次评价确定的0.01mSv/a的公众年有效剂量约束值。

因此，正常实验时排放的放射性气载流出物对半径200m范围内环境产生的影响是很小的，其环境影响是可以接受的。

[1]高艳辉,诸洪达等.贫铀的危害及其测定[J].中国辐射卫生，2009,18(4):505.

[2]朱茂祥,周平坤.贫铀的健康影响研究进展[J].辐射防护通讯，2009,29(5):25-29.

[3]商照荣.贫化铀的环境污染影响及其对人体健康的危害[J].辐射防护，2005,25(1): 59.

作者简介：冯悦（1985.12-），女，汉族，四川绵阳人，硕士研究生，工程师，研究方向：环境影响评价。