宋沁楠，王瑞俊，高澤全，楊宇軒，楊有坤

(中國(guó)輻射防護(hù)研究院，太原 030006)

1 前 言

γ劑量率測(cè)量可以直觀反映所在地點(diǎn)的輻射水平變化，是常規(guī)監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容之一[1]。農(nóng)村地區(qū)γ劑量率的貢獻(xiàn)主要來(lái)自于宇宙射線和地表的放射性核素產(chǎn)生的γ射線。上世紀(jì)80～90年代，環(huán)保部在“全國(guó)天然放射性水平調(diào)查”項(xiàng)目中對(duì)全國(guó)進(jìn)行25×25km2網(wǎng)格均勻布點(diǎn)測(cè)量，網(wǎng)格較大，未能獲得小范圍區(qū)域內(nèi)較為詳細(xì)的γ劑量率水平[2]。福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站于2007～2009年對(duì)全省9個(gè)地級(jí)市進(jìn)行瞬時(shí)天然貫穿輻射水平監(jiān)測(cè)，福州市監(jiān)測(cè)點(diǎn)位位于金牛山公園，監(jiān)測(cè)點(diǎn)位較少，監(jiān)測(cè)頻次較低[3]。

本文對(duì)福州市人口較多的鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村莊進(jìn)行隨機(jī)抽樣布點(diǎn)，分別布設(shè)了26個(gè)原野測(cè)量點(diǎn)和26個(gè)道路測(cè)量點(diǎn)。所有測(cè)量點(diǎn)位于北緯25°22′～25°42′，東經(jīng)119°07′～119°43′范圍內(nèi)，海拔9～62m。于2014～2015年進(jìn)行了連續(xù)2年，每月1次的瞬時(shí)γ劑量率測(cè)量，獲得了較為詳細(xì)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

2 監(jiān)測(cè)儀器

按照GB/T14583-1993《環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范》[4]和HJ/T61-2001《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》[5]的要求，使用中國(guó)原子能科學(xué)研究院生產(chǎn)的YB-Ⅳ型高氣壓電離室進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該儀器的測(cè)量范圍為10nGy/h～10μGy/h，對(duì)宇宙射線響應(yīng)較好，受溫度影響很小。

3 監(jiān)測(cè)點(diǎn)位與測(cè)量方法

在相近海拔地區(qū)內(nèi)分別布設(shè)了26個(gè)原野點(diǎn)位和26個(gè)道路點(diǎn)位，原野點(diǎn)位地表類型包括草地、田地、土地和沙地，道路點(diǎn)位為水泥路面和砂石路面。選定的測(cè)量點(diǎn)位半徑30m內(nèi)無(wú)高大物體，測(cè)量時(shí)天氣無(wú)降水，地面干燥平坦，儀器探頭中心距地面1m高。儀器穩(wěn)定后每30s測(cè)量1個(gè)數(shù)據(jù)，測(cè)量10個(gè)數(shù)據(jù)后儀器自動(dòng)計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。使用GPS對(duì)每個(gè)測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)，記錄坐標(biāo)與海拔高度。全部點(diǎn)位測(cè)量完畢后，在福州市周圍相近海拔和緯度地區(qū)選擇一個(gè)水庫(kù)測(cè)量宇宙射線，測(cè)量時(shí)水庫(kù)水深>3m，距岸邊>500m，船體除發(fā)動(dòng)機(jī)外無(wú)金屬材料。測(cè)量2組數(shù)據(jù)取平均值作為宇宙射線測(cè)量結(jié)果。

4 測(cè)量結(jié)果與分析

將26個(gè)原野點(diǎn)位測(cè)量結(jié)果按升序排列，分別記作Y1～Y26,26個(gè)道路點(diǎn)位也同理記作D1～D26，已扣除宇宙射線的測(cè)量結(jié)果見(jiàn)表1。

右圖中將每個(gè)月26個(gè)原野點(diǎn)位測(cè)量結(jié)果均值和道路點(diǎn)位測(cè)量結(jié)果均值按測(cè)量月份的順序排列，得到劑量率測(cè)量結(jié)果的漲落規(guī)律。

圖 原野組與道路組所有點(diǎn)位月平均劑量率測(cè)量結(jié)果Fig. The monthly average of gamma dose rate in field and road

4.1 宇宙射線測(cè)量結(jié)果分析

水庫(kù)實(shí)測(cè)宇宙射線結(jié)果為35.9nGy/h，各測(cè)量點(diǎn)位測(cè)量結(jié)果中均扣除35.9nGy/h宇宙射線響應(yīng)值。根據(jù)HJ61-2001附錄B中的宇宙射線響應(yīng)修正方法對(duì)測(cè)量點(diǎn)位的宇宙射線進(jìn)行修正。測(cè)點(diǎn)處宇宙射線Dc的計(jì)算公式為：

表1 福州市農(nóng)村52個(gè)點(diǎn)位γ劑量率測(cè)量結(jié)果均值Tab.1 The average of value gamma dose rate at 52 points in rural areas of Fuzhou (nGy/h)

(1)

DC——儀器在測(cè)點(diǎn)處對(duì)宇宙射線的響應(yīng)值；

式中：I0——λm=0，h=0時(shí)的宇宙射線電離量值；I0取1.70離子對(duì)/(cm3·s)。

h——計(jì)算點(diǎn)的海拔高度，m；

λm——計(jì)算點(diǎn)的地磁緯度，°N；

由計(jì)算點(diǎn)的地理緯度λ和地理經(jīng)度φ按下式計(jì)算：

Sinλm=SinλCos11.7+CosλSin11.7·Cos(φ-291°)

由公式(1)計(jì)算得出，各測(cè)量點(diǎn)位修正后的宇宙射線響應(yīng)值分布范圍是35.5～36.0nGy/h，與水面宇宙射線響應(yīng)值最大相差0.4nGy/h，對(duì)測(cè)量結(jié)果影響很小。

4.2 兩組測(cè)量結(jié)果的比對(duì)分析

不同地表環(huán)境γ劑量率的差異主要來(lái)自地面放射性核素238U、232Th和40K產(chǎn)生的γ輻射，γ輻射劑量率在路面材料上的分布規(guī)律為砂石路面>水泥路面，在不同地物景觀的分布規(guī)律大致為人工填土>草地>農(nóng)田[6]。由表1的結(jié)果可以看出，道路地表劑量率測(cè)量結(jié)果高于原野地表，高出約21.8%，基本符合分布規(guī)律。所有點(diǎn)位未見(jiàn)本底異常。

表2是1984～1986年、2007～2009年和本次調(diào)查的劑量率測(cè)量結(jié)果(未扣除宇宙射線)，三次調(diào)查結(jié)果沒(méi)有明顯性規(guī)律差異，本次調(diào)查與1984～1986年調(diào)查相比，劑量率結(jié)果未超出第一次調(diào)查結(jié)果范圍，時(shí)間變化、城鎮(zhèn)建設(shè)和福島核事故對(duì)福州市γ劑量率水平?jīng)]有帶來(lái)明顯變化。

表2 本次調(diào)查與歷史調(diào)查的劑量率結(jié)果Tab.2 Dose rate of this survey and historical survey

5 討論與建議

5.1 對(duì)福州市農(nóng)村地區(qū)γ輻射劑量率測(cè)量后發(fā)現(xiàn)，福州市農(nóng)村地區(qū)未見(jiàn)高本底區(qū)域，道路地表測(cè)量結(jié)果平均值比原野地表測(cè)量結(jié)果平均值高出約21.8%。

5.2 由于道路條件不便于采樣，本次調(diào)查未對(duì)測(cè)量點(diǎn)位進(jìn)行采樣分析，今后調(diào)查中可對(duì)測(cè)量點(diǎn)采樣進(jìn)行γ譜分析，以得出天然放射性核素水平與劑量率結(jié)果的規(guī)律。

5.3 不同地區(qū)的測(cè)量點(diǎn)位應(yīng)考慮宇宙射線的影響，必要時(shí)需對(duì)宇宙射線進(jìn)行修正。

參考文獻(xiàn)：

[1] 朱 琨，李賢良，沈紅杰. 用γ連續(xù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)價(jià)核電廠氣態(tài)排放環(huán)境影響的探討[C]. 北京:全國(guó)放射性流出物和環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)研討會(huì)論文匯編，2003，202-206.

[2] 陳夏冠，朱耀明，張 寧,等.福建省環(huán)境天然貫穿輻射水平調(diào)查[J]. 輻射防護(hù)，1991，11(4)：265-274.

[3] 黃菁華，溫莉琴，林蔚國(guó).福建省2007～2009年天然貫穿輻射水平監(jiān)測(cè)[C]. 第三次全國(guó)天然輻射照射與控制研討會(huì)論文匯編，2010，127-129.

[4] GB/T14583-1993,環(huán)境地表γ輻射劑量率測(cè)定規(guī)范[S].

[5] HJ/T61-2001,輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 代杰瑞，魯 峰，龐緒貴,等.青島市地表伽馬輻射特征及環(huán)境影響評(píng)價(jià)[J].世界地質(zhì)，2012,31(4)：831-840.