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西藏地区原野天然γ辐射水平分析

2014-10-12王晓峰张学文

中国环境监测 2014年5期
关键词:剂量率西藏自治区原野

王晓峰,张学文

1.环境保护部核与辐射安全中心,北京100082

2.西藏自治区辐射环境监督站,西藏拉萨850000

西藏自治区是有着“世界屋脊”之称的青藏高原的主体部分,平均海拔4 000 m以上,大气层较薄,宇宙辐射受到的衰减较少,因此宇宙辐射较强。西藏地区没有核能相关设施,工业活动也较少,除大气尘降外人工放射性污染极小,是世界上著名的“四大背景值区域”之一。

自2007年环境保护部在西藏自治区设立辐射环境国控监测点后,西藏自治区辐射环境监督站开始进行辐射环境监测工作,笔者通过分析2007—2012年西藏原野电离γ辐射水平监测数据,并与原国家环境保护局1989年开展的西藏自治区环境天然放射性水平调查研究[1-3]的数据(以下称“1989年调查数据”)进行比较,了解西藏原野天然γ辐射水平及变化趋势,提出加强西藏辐射环境保护工作的建议。

1 实验部分

1.1 监测对象与监测仪器

监测方案依据环境保护部《全国辐射环境监测方案》的要求以及《环境地表γ辐射剂量率测定规范》(GB/T 14583—1993)和《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61—2001)的有关规定,在野外空旷原野中选择若干个瞬时γ辐射剂量率监测点。每个监测点每年定期测量2次,每次测量10个以上数据。2007年的监测仪器为BH3103A,2008—2012年换用新仪器FH40G-Z672 E-1。

1.2 质量控制

在辐射环境监测过程中,按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61—2001)要求,积极做好实验室内部质量控制工作,除了对γ剂量率测量仪器设备定期送国家计量检定部门进行检定以外,还进行长期可靠性检验,作质控图检验以及满足泊松分布的检验,确保其量值能溯源到国家计量标准,保证数据的可靠性。

1.3 数据统计与分析

环境γ辐射空气吸收剂量率的测量结果取算术平均值作为年平均测量结果。数据严格按照环保部测量规范的规定进行处理。所有监测数据均采用扣除宇宙射线响应值后的测量值。

2 监测结果

2.1 监测点位与内容

2007年环保部在西藏地区设置了15个国控监测点位,与天然电离γ辐射监测相关的点位为1个环境连续γ辐射剂量率自动监测站,1个宇宙射线监测点,9个陆地原野γ辐射剂量率点。

随着监测能力的提升和西藏环境保护工作要求的提高,自2010年起新增26个区控点开展辐射环境质量监测工作,至此所设监测点位基本覆盖了全区7地(市),包括8个陆地原野γ剂量监测点。

2.2 连续γ辐射剂量率监测结果

西藏自治区辐射环境自动监测站监测结果见表1,其中2011年10月前的数据为自治区环保厅的自动站数据,之后为区辐射站自动站的数据。

表1 2008—2012年自动站环境连续γ辐射剂量率

由表1可以看出,2008—2012年的环境γ辐射剂量率(未扣除宇宙射线值),排除降雨等自然因素的影响,未见异常升高,年均值为186.5~190.9 nGy/h,5年数据的独立样本t检验表明数据没有异常,在正常波动范围内。

2.3 原野γ瞬时辐射剂量率

原野γ瞬时辐射剂量率在2010年以前只有9个国控点位的监测数据,2010年新增8个区控点,使点位遍布7地(市),能较全面地反映西藏天然原野γ辐射水平。西藏自治区7地(市)2007—2012年以及1989年调查的地表γ瞬时辐射剂量率结果和变化趋势见表2。

表2 西藏自治区各地(市)原野γ辐射剂量率 nGy/h

由表2可见,2007—2012年原野γ瞬时辐射剂量率平均值为97.9~134.0 nGy/h,测值范围为51.6~197.7 nGy/h,西藏自治区的辐射环境水平保持稳定状态。连续6年平均值与1989年的调查数据相比,偏差约27.5%。

2.4 宇宙射线测量

1989年调查组在羊卓雍错水面进行了宇宙射线测量,该湖平均水深超过 30 m,海拔4 441 m,属微咸水湖,船只为木船,测量仪器为FJ-202高压电离室和SG-102环境剂量率仪。2010年西藏辐射站在纳木错开始进行宇宙射线监测,该湖水深平均为33 m,海拔4 718 m,是世界上海拔最高的咸水湖,船只为铁皮船。测量数据见表3。

表3 1988、1989、2010年宇宙射线监测数据

平均值为149.8 nGy/h时,年剂量为1.29 mSv,约是内地宇宙射线所致辐射剂量的5倍。

3 分析与讨论

3.1 区内监测数据统计分析

从2007—2012年共6年的监测结果来看,西藏自治区7地(市)的原野γ剂量率高于内地的平均水平,但较为稳定,仍在正常范围内。将6年的平均测量值与1989年调查结果分2组进行独立样本的t检验,显著性概率(双侧)为0.099,大于0.05,但小于0.1,表明2组数据的显著性差异有一定的意义,主要是由于所用仪器不同造成的。

1989、2010年2次宇宙射线的测量差异较大,一是因为测量地点的海拔相差较大,二是所用船只(木船及铁皮船)及仪器不同,但总体表明西藏的宇宙射线非常强。宇宙射线所致剂量比中国东南沿海地区高很多(如上海、江苏、浙江等地,宇宙射线电离成分年有效剂量多低于0.22 mSv/a[4],中子成分为 0.020 ~0.023 mSv/a);西藏地区海拔高度平均为4 500 m左右,平均宇宙射线电离成分为1.02 mSv/a,中子成分为0.85 mSv/a。宇宙射线电离成分差5倍左右,中子成分差 40倍左右[5]。国际辐射防护委员会(ICRP)60号出版物对中子辐射权重因子作了修正,考虑到宇宙射线的中子谱,其有效剂量应增加50%,这样中子成分的有效剂量全国平均值应修正为0.052 mSv/a,使宇宙射线的总剂量为0.29 mSv/a。西藏地区宇宙射线中子成分应修正为1.28 mSv/a,西藏地区宇宙射线致外照射剂量应修正为2.30 mSv/a,这个数值与低海拔地区的总的天然辐射源造成的平均有效剂量(约为2.4 mSv)相当。

3.2 西藏与部分内地省(市)比较

从1989年全国原野γ辐射剂量率调查数据中选取有代表性的省(市)进行比较,数据见表4,数值范围差别不大,均值偏高,宇宙射线明显偏高(5倍左右)。

表4 西藏与内地省(市)1989年调查数据比较 nGy/h

3.3 与部分辐射环境自动站监测数据比较

选取2012年第1季度部分省(市)自动站监测数据[6]进行比较,数据见表5。由于自动站统一采用高压电离室作为探测器,该探测器对宇宙射线的响应较好,因此数据普遍高于1989年的调查数据。由于西藏的宇宙射线较内地高很多,因此自动站监测数据在所选省(市)中是最高的。

表5 西藏与内地省(市)2012年第1季度自动站监测数据比较 nGy/h

4 结论

从辐射环境自动监测站2008—2012年期间测量数据来看,环境连续γ辐射剂量率年均值范围为186.5~190.9 nGy/h,原野γ辐射剂量率平均值范围为97.9~134.0 nGy/h,都在正常波动范围内。宇宙射线按平均测量值149.8 nGy/h计算,宇宙射线所致居民年剂量为1.29 mSv/a,为内地的5倍左右。

综上所述,西藏天然电离辐射水平虽然在原野γ辐射剂量率、宇宙射线方面要高于内地,但仍属于正常水平。由于西藏自治区地广人稀,地理、气候条件复杂,因此建议增加国控点位,多采用辐射环境自动站进行监测,全面掌握和了解辐射环境变化情况;同时设立背景站,为国家提供大量的辐射背景数据。此外,西藏独特的高原特点,加之每种监测设备的监测射线种类、能量响应等的局限性,现有数据均不能全面、准确地反映西藏的天然辐射剂量。主管部门应加强这方面的研究,以准确地表征西藏地区的天然辐射情况。

[1]全国环境天然放射性水平调查总结报告编写小组.全国环境天然贯穿辐射水平调查研究(1983—1990年) [J].辐射防护,1992,12(2):96-121.

[2]姚可,倪士银,张天华,等.西藏自治区环境天然贯穿辐射水平调查研究[J].辐射防护,1994,14(4):267-275.

[3]何振芸,罗国桢,黄家矩.全国环境天然放射性水平调查研究(1983—1990年)概况[J].辐射防护,1992,12(2):81-95.

[4]王其亮,胡爱英,何苗挺,等.宇宙辐射所致我国居民剂量与分布[J].放射卫生,1991,4(3):115-117.

[5]朱昌寿.中国人受电离辐射照射剂量份额研究[J].中华放射医学与防护杂志,1998,18(5):340-345.

[6]环境保护部辐射环境监测技术中心.全国辐射环境质量季报[R].浙江:环境保护部辐射环境监测技术中心.2012.

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