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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专业实物,第二章 铀（钍）矿与伴生放射性矿,潘英杰,中国核工业集团公司,2010,年,6,月,7,日北京,10/3/2024,1,引言,1,、铀,1789,克拉普罗特（德国）发现铀矿，为纪念,Uranus,（,天王星）定名,Uranium,（,铀）；,1896 ,贝克勒尔（法国）发现铀具有放射性；,1902 ,居里夫妇从铀矿提取镭；,1939,汉恩,(,法国,),发现铀裂变；,1942 ,费米,(,美国,),反应堆；,1945,美国原子弹；,1954 ,苏联核电站、原子能破冰船、核潜艇至今,221,年。,2,、铀双重性,有利一面：铀的发现给人类带来巨大福音和利益。,有害一面：,1902,镭致骨癌、白血病；,1924,铀矿工肺癌（德国、捷克、美国）；,1945 ,日本广岛、长崎发射性损伤；三里岛、切尔诺贝利核电站事故等。,注册核安全工程师讲稿提纲,第二章 铀（钍）矿与伴生放射性矿,10/3/2024,2,铀（钍）矿,矿石中的铀（钍）含量达到工业开采品位（,0.05%-1.0%,）要求，并以提炼铀（钍）为目的的矿山。,10/3/2024,3,伴生放射性矿,伴生放射性矿是指含有较高天然放射性核素（铀或钍）浓度的非铀（钍）矿，所以在它们的生产过程中不但接触放射性，生产的产品具有放射性，同时还产生大量含天然放射性核素的废物，对工人造成一定辐射危害、对环境大气、土壤、水体等造成一定的污染。,10/3/2024,4,铀核燃料循环,10/3/2024,5,世界铀储量,2007,年世界已探明铀资源量（万吨铀）,铀资源级别 ,40,美元,/,千克 ,80,美元,/,千克 ,130,美元,/,千克 未定,确认资源,176.6 259.8,333.8,附加资源,120.4,185.8,213,预测资源,194.62 276.9,推断资源,479.78 297.33,合计,297,640.22,1303.48 297.33,目前已控制的天然铀储量,1600.81,万吨,10/3/2024,6,全球铀资源的分布,10/3/2024,7,常规矿山,化学矿山：,原地浸出溶液,离子交换,淋洗 或（萃取、反萃取）,沉淀,过滤,铀化学浓缩物（产品）,露天矿山,地下矿山,平硐,竖井,斜井,矿山,水冶,常规水冶：,粗碎,放射性选矿,（中、细）碎,磨矿,浸出,离子交换,淋洗或（萃取、反萃取）,沉淀,过滤,铀化 学浓缩物（产品）,地表堆浸 ：,（,粗、中、细）碎,浸（渗滤）出液,离子交换,淋洗或（萃取、反萃取）,沉淀,过滤,铀化学浓缩物（产品）,地下堆浸：,原地爆破浸出液,离子交换,淋洗或（萃取、反萃取）,沉淀,过滤,铀化学浓缩物（产品）,一、,铀矿山、水冶工艺概况,第一节 铀（钍）矿与伴生放射性矿开采和加工的辐射防护和环境,保护的基本要求,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,8,纯化工艺：,铀化学,浓缩物（黄饼）,硝酸溶解,过滤,萃取,酸洗,水洗,反萃,取,浓缩及脱硝,沉淀,固液分离,转化结晶,过滤,煅烧（,880,）,冷却,UO,2,、,U,3,O,8,产包装,（核电级天然铀）,第一节 铀（钍）矿与伴生放射性矿开采和加工的辐射防护和环境,保护的基本要求（续）,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,9,天然铀同位素在自然界中的含量及有关数据,同位素,放射性量,%,射线能量,Mev,半衰期,a,天然含量,%,238U, 48.9,4.18,4.4910,9,99.285,234U, 48.9,4.76,2.4810,5,0.005,235U, 2.2,4.58,7.1710,8,0.710,10/3/2024,10,铀矿选冶回收流程示意图,露天开采,选矿,破碎磨细,铀浸出,地下开采,地浸开采,母液分离,纯化,洗涤压滤,干燥加工,黄饼,产品,矿石,化学试剂,酸法,碱法,吸附法,萃取法,10/3/2024,11,二、辐射防护和环保目的、基本内容和要求,1,、铀（钍）矿与伴生放射性矿开采和加工辐射防护和环境保护的目的与任务,2,、铀（钍）矿冶与伴生放射性矿辐射防护和环境保护内容,3,、铀（钍）矿及伴生放射性矿辐射防护和环境保护原则,4,、铀（钍）矿与伴生放射性矿开采和加工设施的安防环保技术要求（硬件）,1,、矿山,；,2,、选矿厂,3,、水冶厂,4,、铀纯化厂,5,、铀（钍）矿与伴生放射性矿生产的安防环保管理要求（软件）,1,、辐射防护标准,; 2,、操作规程,; 3,、规章制度,10/3/2024,12,第二节 国家及省级环境保护行政主管部门的监督管理要求,中华人民共和国劳动法,89.7,中华人民共和国矿山安全法,1993.5,中华人民共和国矿山安全法实施条例,1996.10,中华人民共和国安全生产法, 2002.11,安全生产许可证条例,2004.1,中华人民共和国职业病防治法,2001.10,中华人民共和国环境保护法,1989.12,中华人民共和国放射性污染防治法,2003.10,中华人民共和国土地管理法,2004.8,电离辐射防护与放射源安全基本标准,GB18871-2002,铀矿冶设施退役环境技术规定,GB14586-2002,铀矿冶辐射防护和环境保护规定,GB23727-2009,铀尾矿库、尾渣库安全设计规定,GB 9133-95,铀矿冶工程设计规定,GB14500-02,环境空气中氡的标准测量方法,GB/T14582-93,放射性物质安全运输规定,GB 11806-2004,铀矿冶辐射环境监测规定,GB11217-09,铀矿冶辐射环境影响评价规定,GB11217-09,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,13,一、铀（钍）矿生产的辐射防护行业标准,铀矿冶辐射防护规定,EJ993-08,铀矿冶辐射防护设计规定,EJ348-95,铀矿山空气中氡及氡子体监测方法,EJ378-89,铀矿井排氡子体风量计算方法,EJ360-89,铀矿井排氡通风量技术规范,EJ359-89,铀矿冶辐射环境监测规定,EJ432-89,铀矿冶辐射环境质量评价规定,EJ521-90,表面氡析出率测定,积累法,EJ979-95,铀尾矿库安全管理规定,EJ725 -95,等, ,第七节 铀（钍）矿生产、退役的辐射防护行业标准,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,14,二、铀矿山、选冶厂重要的和常用的剂量限值和导出浓度限值标准：,1,、铀矿冶工作人员剂量限值：连续,5,年的平均有效剂量为,15mSv/a,，,其中某,1,年有效剂量可控制到,20mSv/a,。,2,、,铀矿井下工作场所空气中氡及氡子体导出浓度限值：,粉尘：,1mg/m,3,（原为,2mg/m,3,）,氡：,2.7kBq/m,3,（原为,3.7 7kBq/m,3,）,氡子体：,5.4uJ/m,3,（已改为,6.5uJ/m,3,）,3,、,矿井总入风风流粉尘、氡及氡子体控制浓度应分别不大于,0.2mg/m,3,、,0.1 kBq/m,3,、,0.5J/m,3,。,4,、,工作面入风风流的粉尘、氡及氡子体控制浓度应分别不大于,0.5mg/m,3,、,1.0 kBq/m,3,、,3J/m,3,。,5,、,铀选冶厂,氡：,1.1kBq/m,3,氡子体：,2.1J/m,3,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,15,三、铀（钍）矿生产的退役辐射防护和环境保护标准,1,、环境,新建室内氡：,200 Bq/m,3,；,老房室内氡（干预）：,400 Bq/m3,2,、国家有关铀矿冶退役方面的标准,（,1,）,铀矿冶设施退役环境管理技术规定,GB14586-95,铀矿冶设施经退役处理、处置后，在考虑到环境与社会和经济的条件下，,退役设施对周围居民造成的附加照射剂量应限制到为其规定的年平均有效剂量,限值的适当部分，并为其他可能的照射留有足够的份额。一般取,0.25mSv/a,废石场、尾矿库、堆浸渣场、露天废墟场地，经退役治理后，其表面平均,氡析出率不大于,0.74Bq/m,2,s,。,土地去污整治后对核素镭,-226,的控制：在,100m,2,范围内上层,15cm,土层中平均值为,0.18Bq/g,；,对于需移走的尾矿（废石）的范围可按,0.56,Bq/g,控制。,（,2,）,铀矿冶退役环境影响报告书编制格式和内容,NEPA-RG-2,。,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,16,3,、原核工业总公司颁发的退役治理规定,（,1,）,军工铀矿冶设施退役前期工作规定,；,（,2,）,军工铀矿冶设施退役科研报告编制格式和内容,；,（,3,）,军工铀矿冶设施退役的计划、施工及费用管理办法,；,（,4,）,军工铀矿冶设施退役治理费用编制办法,；,（,5,）,军工铀矿业设施退役工程及竣工验收暂行规定,；,（,6,）,军工铀矿冶设施退役工程设计规定,表,2-0 -1,铀矿冶工作场所及环境主要标准,工作场所,氡浓度,kBq/m,3,氡子体,J/m,3,个人剂量,mSv,/a,矿山,井 下,2.7,（,3.7,）,5.4,（,6.5,）,15,/20,（,20/50,）,总入风,0.1,0.5,工作面入风,1.0,3.0,水冶厂,1.1,2.1,15,/20,（,20/50,）,环境,室内（新）,0.2,0.5,室内（老）,0.4,0.5,退役,废石尾矿,0.74 Bq/m,2,s,0.25,四、省级（行业）环境保护行政主管部门的监督管理规定和要求,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,17,第三节 生产中天然放射性核素的含量、浓集与转移,一、铀生产中天然放射性核素的含量、浓集与转移,1,、铀生产中天然放射性核素的含量、浓集,表,2-0-2,铀产品核素含量变化,铀产品种类,铀,%,镭,Bq/g,钍,%,备注,铀矿石,0.05,1.0,0.5,5.4,10,26,铀精矿,16,30,11000,制镭原料,重铀酸铵（钠）,60,0.03,黄饼,三碳酸铀酰铵（钠）,50,0.015,中间产物,过氧化铀,50,黄饼,UO,2,（,天然）,84,87.3,0.0001,核纯级、核电级,U,3,O,8,（,天然）,84,87.3,0.0001,核纯级、核电级,2,、铀开采和选冶生产过程中 的“三废” 产生率,铀矿冶生产“三废”的产生率见表,2-3,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,18,表,2-1,铀矿冶生产过程的三废产生率,类,别,废气氡析出,Bq/t,矿,废水,t,废水,/t,矿,废渣，,10,3,t,废渣,/,t,U,废石,尾矿,铀矿山,地下矿,7.0,10,5,0.3,8.0,0.7,1.5,露天矿,8.0,10,5,0.1,0.6,5,8,铀选冶厂,选矿厂,2.0,10,1,0.5,1.0,0.2,0.3,水冶厂,5.0,10,2,8.0,10.0,1.2,3,、铀生产中天然放射性核素的转移,项目,废石,尾矿,废水,废气,铀g/kg,0.3,0.0140.3,0.33.2mg/l,镭10,3,Bq/kg,12.414.6,6.748.1,0.8828Bq/l,钍10,3,Bq/kg,11.8,0.2955.5,Bq/l,钋10,3,Bq/kg,11.166.6,3.755.5,Bq/l,10,-8,Gy/h,61.4309.6,162848.9,总10,3,Bq/kg,4.237,41.8,155,2.4872.0Bq/l,（4.112.6）10,-3,Bq/m,3,氡,0.120Bq/m,2,s,（1.38.1）10,3,Bq/m,3,氡子体,（,2.34149,）,10,-6,J/m,3,表,2-2,铀矿冶过程产生废气、废水、废渣中的有害物含量,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,19,注册核安全工程师讲稿提纲,核素,含 量,%,铀原矿,0.05-1.0%,0.07-0.1,铀尾矿,0.01%-0.02%,镭,226,原矿,25.5,84.2,尾矿,21.4,钍,230,原矿,30.4,37.9,尾矿,11.5,钋,210,原矿,7.4,96.0,尾矿,7.1,总,原矿,63.2,63.3,尾矿,40.0,表,2-3,原矿及铀尾矿核素含量分析表,Bq,/kg,10/3/2024,20,钍矿及伴生放射性矿核素含量,矿别,U 10,-6,Th,Bq/g,Ra,Bq/g,独居石,2.5-3.4,4.8-170,48-174,稀土,0.002,9.8,0.004,磷,1.6,0.14,1.63,铜,0.155,0.041,2.93,10/3/2024,21,铀、钍及伴生矿工受照剂量,矿别,工人受照剂量,mSv,/a,铀矿,10-15,钍矿,1.35-2.73,铝矿,0.59,磷矿,0.56,铅矿,0.43-1.06,10/3/2024,22,钍、伴生矿中核素含量,矿别,U,Bq,/kg,Ra,Bq,/kg,Th,Bq,/kg,包头尾矿水,0.5-72g/l,0.6-7.4Bq/l,0.6-2.2g/l,磷矿,71-291.8,92-1639,2.1-14,云锡矿,491,216,36.7,10/3/2024,23,铀,238,镭,226,钍,230,钋,210,总,尾矿,粗砂,0.0069-0.01,2.3-11.1,11.8,11.1-14.8,23.7-40.7,细泥,0.0136-0.03%,11.1-48.1,55.5-66.6,40.7-92.5,尾矿废水,0.014-1.88,0.37-2.6,0.029-0.55,0.56,1.11-4.7,普通岩石,0.0012-0.06,0.28-1.5,2.88,土壤,0.0007-0.0018,0.18-0.26,1.4-2.7,江河本底,5.310,-4,0.035,0.26,（注：表中铀含量单位：尾矿为,g/kg,；,尾矿废水为,mg/l,）,表,2-4,铀尾矿及尾矿废水中放射性核素含量汇总表,10,3,Bq,/kg,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,24,样品,氡析出率,Bq/m,2,s,备注,铀矿石,110-180,（,铀品位,1%,）,铀废石,1.85-11.83,包括低品位矿石,铀尾矿,1.65-26.53,普通岩石,0.015-0.67,大理石、花岗岩,土壤,0.003-0.046,黄土、黑棕土,地点,理论计算值,实际测量值,Gy/h,氡Bq/m,3,Gy/h,氡Bq/m,3,废石场,0.78,507,0.52-4.7,37-390,尾矿库,1.6,1015,0.87-8.4,37-390,对照点,0.13,12-60,0.1-0.2,18-180,表,2-5,各种矿岩的氡析出率,表,2-6,废石、尾矿上方氡及,辐射剂量率值,根据经验，一般矿岩的析出率可达,0.015-0.67Bq/m,2,s,，,未稳定的尾矿堆氡析出率可比稳定的尾矿堆约高,30%,，比土壤氡析出率高,200,倍。,铀废石场、尾矿库的,辐射见下表,2-8,。,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,25,鱼塘,铀,238,10,-5,mg/l,镭,226,10,-3,Bq/l,总,10,-1,Bq/l,氨氮,mg/l,硝酸根,mg/l,锰离子,mg/l,1.0-2.27,20.4-58.1,4.1-7.66,11.5-42.2,130.3-208.1,7.8-14.1,0.07-0,.,1,12.2-30.7,0,.,73-3.1,0,.,18-0.89,30,.,4-92.2,0,.,15-0.38,0.9-22,.,5,20.7-42.2,24.7-41.8,5,.,73-12.6,57,.,6-87.8,8,.,6-18.0,0,.,27-0.4,10.9-13.3,1.26-5.9,0,.,36-5.4,7,.,56-40.6,0,.,4-1.04,0,.,24-0.28,17.3-85.5,1.78-8.9,8,.,3-38.1,158,.,8-269,8,.,3-14.1,对照点,0.58,0.64,6.4,铀尾矿库周围鱼塘水中放射性核素及其他有害物分布见表,2-9,。周围水井放射性核素及其他有害物分布见表,2-10,。周围水井放射性核素及其他有害物分布见表,2-11,。,表,2-7,某铀尾矿库周围鱼塘水质分析,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,26,水井,铀,10,-6,mg/l,镭,Bq/l,总,Bq/l,硝酸根,氨氮,锰离子,距尾矿库距离,1,号井,1.13,0.013,0,13,27.7,0.61,1.3,南,125,米,2,号井,0.6,0.012,0.34,14.1,0.11,0.2,西南,185,米,3,号井,1.3,0.074,0.29,48.5,0.13,1.9,西,685,米,表,2-8,铀尾矿库周围井水水质分析,mg/l,表,2-9,某铀尾矿库附近农作物核素含量,核素,水稻,蔬菜,土壤,稻草,稻谷,稻米,土壤,豆角,苋菜,茄子,铀,g/g,5.6,10,-5,15-30,10-,7,4.5-16,10,-7,0.6-1.17,10,-7,5.7,10,-5,1.0,10,-7,16,10,-7,1.4,10,-7,镭,10,-2,Bq/g,1.68,0.032-0.12,0.028-0.15,0.084,0.054-0.091,总,10,-2,Bq/kg,56-256,152-304,100,110-420,注,:,对照区稻田土壤中铀含量为,5.6,10,-7,g/g;,镭含量为,0.17Bq/g;,总,放射性为,1,600Bq/kg,。,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,27,我国铀尾矿库环境大气中氡浓度随距离和时间的变化见图,2-1,、图,2-2,。,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,28,10/3/2024,29,二、钍和伴生放射性矿生产中天然放射性核素的含量、浓集,1,、钍加工厂,可达,0.9-1.1Gy/h,Th,射气浓度可达,14-310 J/m,3,Th,射气子体浓度可比对照点高,100,倍,2,、,建材石料中的铀,含量,可达,181Bq/kg,镭含量可达,271Bq/kg,10/3/2024,30,注册核安全工程师讲稿提纲,第四节 铀（钍）矿与伴生放射性矿环境辐射水平的监测技术,一、天然铀的监测,1,、,固体荧光法,2,、,分光光度法,二、镭,-226,和镭,-228,的监测,1,、沉淀法：,利用镭、钡的硫酸盐的同晶性质的沉淀法，它测得的是所有镭同位素的总放射性活度。,它的最低探测限是,3.7,10,-2,Bq,。,2,、,射气法：,利用镭衰变特性，由测得的氡推算出镭含量的方法,最低可测量,7.4,10,-3,Bq/l,。,三、钍的监测,1,、中子活化法,2,、分光光度法,10/3/2024,31,注册核安全工程师讲稿提纲,四、钋,-210,的监测,1,、尿、头发、空气和水样中钋的测量,(,浓硝酸湿法灰化、自镀在银箔上、测,）,2,、土壤中,210,Po,的测量 （,500,度下,灰化,、自镀,在银箔上、测,）,五、,、,的监测,1,、,外照射监测,（,1,）标准电离室法,(5),热释光法,（,2,）正比计数器法,(6),核乳胶,-,胶片法,（,3,）,G-M,计数管法,（,4,）闪烁计数器法,2,、,监测,（,1,）,表面污染的监测：,a,、,擦拭法；,b,、,表面置样检查法。,（,2,）,气溶胶的监测,；（,3,）水、生物,监测。,第四节 铀,(,钍,),矿与伴生放射性矿环境辐射水平的监测技术（续）,10/3/2024,32,注册核安全工程师讲稿提纲,第五节 氡及子体的监测方法和矿工个人剂量的监测方法,一、氡,-222,的监测,1,、,电离室,-,静电计法,2,、,闪烁法,3,、双滤膜法,二、氡,-222,子体的监测,瞬时测量：,1,、,库兹涅茨（,Kusnetz,）,法,2,、马尔柯夫（,Markov,）,法,3,、气球法（清华大学）,氡累计测量,：,a,、,活性炭盒法；,b,、半导体探测法；,c,、,径迹蚀刻,三、氡析出率测量,局部静态法,、,活性炭法（地研院）、驻极体法（南华大学）,10/3/2024,33,注册核安全工程师讲稿提纲,第五节 氡及子体的监测方法和矿工个人剂量的监测方法（续）,四、铀矿工个人剂量的监测和评价方法,监测方法：,五、钍射气监测：活性炭符合双膜,径迹等,六、,钍射气子体,监测：,（,1,）,KF603A,热释光氡子体,个体剂量计（有源式）,（,2,）,KF606B,矿工个人剂量计,（,无源式）,CR39,测氡子体；,LiF,（,Mg,、,Cu,、,P,）测,。,在辐射防护中最有意义的是测定,ThB,的浓度。其测量方法有：,（,1,）暂时平衡法；（,2,）能量甄别法；（,3,）五段法,10/3/2024,34,第五节 氡及子体的监测方法和矿工个人剂量的监测方法（续）,一、氡析出规律,氡射气系数：,1,） 与粒度的关系；,2,）与含水率的关系；,3,）与温度的关系,氡析出率：,1,）与铀品位的关系；,2,）与粒度的关系；,3,）与含水率,10/3/2024,35,注册核安全工程师讲稿提纲,第六节 基本的降氡方法,二、基本降氡方法,1,）通风降氡措施：,通风降氡,根据氡及氡子体的总析出量和浓度设计通风量；密闭氡源密闭废旧巷道和采空区喷涂防氡保护层；控制入风污染；排除矿坑水；正压通风；分区通风；清除堆积的铀矿石。,2,）铀矿通风防护要求：,必须建立完善的通风系统；,通风设计：包括风量计算、风压分布、通风建（构）筑物设计等；,选用科学合理的采矿工艺和防氡措施相匹配，满足标准要求；,根据生产发展和实际情况及时调整矿井通风系统和通风网络；,矿井空气中各项有害物浓度、特别是氡及氡子体浓度要满足标准要求,10/3/2024,36,注册核安全工程师讲稿提纲,3,）原地爆破浸出矿井空气中氡浓度分析及降氡方法,第六节 基本的降氡方法（续）,我们现在应用的原地爆破浸出矿房中的矿石量要比留矿法矿房存留的矿量大几十到近百倍。因此爆破后矿井中氡的产生量要比留矿法和常规法采矿的矿量大的多，如有的矿在井下大爆破后，井下氡浓度可达,1200 kBq/m,3,。,有的,矿井下，氡可达,3200 kBq/m,3,，,空气中氡子体浓度可达,4200,J/m,3,，,在坑井出风口处氡子体浓度还有,300,J/m,3,。,（,1,）,根据氡析出和释放原理我们认为造成氡浓度高的原因分析：,（,2,）,原地爆破浸出矿井降氡方法：,改变氡的渗流和扩散方向；,加强对矿井通风建（构）筑物维护和管理；减少入风污染，防止井下通风风流的老化；,千方百计控制氡源，减少氡的产生量；适当加大通风量 。,10/3/2024,37,注册核安全工程师讲稿提纲,表,2-10,密闭墙防氡效果与密闭质量关系,表,2-11,各种密封剂材料的防氡效果汇总,密封剂种类,防氡效率,%,备 注,偏氯乙稀共聚乳液（无毒）,75.7-80,原核,六所防氡实验组,RT,水性涂料,80,二炮研制,沥青乳液,95,美国资料,水基环氧树脂和水基丙烯酸乳液,50-75,美国犹他州,Pandora,矿,聚氨酰,200-300m,厚,99,奥地利,FriedrichSteinhausler,高密度聚乙稀土工膜,99.3（300g/m,2,）,核工业湖南无纺布厂,水泥沙浆,1:1,（,1cm,厚）,85.3%,原核,六所实验组,水泥沙浆,1:1,（,5cm,厚）,92.2,原核,六所实验组,水泥沙浆,1:2.5,（,1cm,厚）,78.1-80,原核,六所实验组,名称,气密性压差值,mm,汞柱,防氡效果,%,备注,未摸面的单砖密闭墙,02,10,质量差,构缝的单砖密闭墙,1087,4050,质量较好,水泥砂浆摸面的单砖密闭墙,92,80,质量最好,10/3/2024,38,注册核安全工程师讲稿提纲,通风方式,风压（,mmH,2,O,）,氡产生量（,Bq/d,）,抽出式,-63,8.8810,9,压入式,48,7.0310,9,相差,111,1.8510,9,表,2-12,抽出式和压入式通风氡的日产生量比较,第六节 基本的降氡方法（续）,10/3/2024,39,抽出式通风井下氡浓度与风量的关系曲线,10/3/2024,40,压入式通风井下氡浓度与风量的关系曲线,10/3/2024,41,第六节 基本的降氡方法（续）,二、环境降氡方法,1,）环境辐射防护标准：,居住室内,:,氡浓度限值,: 200 Bq/m,3,400 Bq/m,3,(,旧,),氡子体,潜能限值：,0.5J/m,3,地表氡析出率：,0.74Bq/m,2,s,2,）控制环境氡的措施：,（,1,）新建居住区地址的选择应避开高本底，特别是应避开铀、镭含量高及氡析出率高的地区。这样可以直接避免氡及氡子体的照射危害。,（,2,）必须选用含有铀、镭含量低的石材、煤渣或其他材料作建筑材料之用（,GB6566,）。,（,3,）,在建筑材料选定并建设后，特别应在装修时选择毒性小和具有防氡性能好的涂料。,（,4,）加强房间通风换气，及时排除室内氡及氡子体。,（,5,）加强扩大周围环境的绿化面积，适当增加地表面湿度改善区域小气候，同时由于增加了地面湿度，可以有效地减少地面氡的析出。,（,6,）为了改善区域环境大气质量状况，必须千方百计将铀、钍矿冶废石、尾矿永久性与环境隔离，防止氡的析出、及氡其子体扩散造成对环境大气的污染。,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,42,注册核安全工程师讲稿提纲,第八节 废石场及尾矿库选址、运行及关闭后的长期稳定性要求,一、废石场、尾矿库,的,辐射安全重要性及事故特点,1,、废石场、尾矿库的辐射安全重要性（辐射、寿命、泥石流）,2,、尾矿库安全事故类型 （漫顶、渗漏、坝体、溢洪）,二、废石场及尾矿库的选址建造要求,1,、强化铀尾矿库的勘察设计和施工建设的质量保证,2,、加强铀尾矿库运行的安全管理,3,、建立严格的尾矿库安全管理制度,10/3/2024,43,注册核安全工程师讲稿提纲,三、铀矿冶设施（废石场及尾矿库）退役（关闭）和治理的长期稳定性要求,1,、我国铀矿冶设施（废石场及尾矿库）的环境特点,2,、我国铀矿冶设施（废石场及尾矿库）退役治理应采取对策,（,1,）封闭（堵）；（,2,）覆土（回填）植被；（,3,）清洗去污；（,4,）。,3.,铀矿冶设施退役（关闭）治理（处置）程序,（,1,）前期准备：,可研设计；环境影响评价报告；安全分析报告,（,2,）施工管理； （,3,）竣工验收；（,4,）工程移交和长期监护,4.,我国铀矿冶设施退役（关闭）治理（处置）的主要研究工作及成果,（,1,）科研项目；（,2,）法规编制,5.,有关铀矿冶设施退役治理的建议,（,1,）有关铀废石场和尾矿库的“退役治理”，应由“关闭”和“处置”所取代。,（,2,）今后新建的铀矿冶工程建设项目，必须从立项和可研设计阶段开始，,直至工程的建设施工和生产运行全过程，都要认真规划和考虑有利于将来终产退役环境治理问题要素。,10/3/2024,44,注册核安全工程师讲稿提纲,第九节 选冶厂的生产工艺及主要的辐射安全要求,一、选冶厂的生产工艺,选矿用放射性选矿：测矿石中的,辐射剂量，推算出铀矿品位。一般废石选出率为,20%,。,铀水冶工艺流程见书中,232,页图,2-10,；图,2-11,。,铀纯化工艺流程见书中,233,页图,2-12,。,二、水冶厂辐射安全及环保要求,1,、总体防护,2,、尘源密闭、通风、净化；,3,、氡、,气溶胶源密闭、通风、,净化,；,4,、全面通风换气；,5,、表面 污染控制,6,、,、,防护。,10/3/2024,45,注册核安全工程师讲稿提纲,第十节 选冶厂的辐射防护和环境保护技术,一、选冶厂的辐射防护技术,1,、选冶厂的防尘措施：,2.,选冶厂的降氡和防,气溶胶措施,（,1,）密闭铀矿尘的发生源,（,2,）密闭设备内部的通风,（,3,）湿式作业,（,4,）加强对排尘的净化,（,1,）排氡风量计算,选冶厂排氡风量计算公式为,：,Q,=3600,R/,（,C-C,0,）,岗位,通风前,通风后,给料机出口,11.84,0.19,球磨机出料口,4.81,0.27,浸出塔,3.59,0.48,表,2-16,选冶厂主要岗位排氡前后氡浓度变化 单位为,:kBq/m,3,（,2,）,气溶胶防护措施,10/3/2024,46,注册核安全工程师讲稿提纲,4.,铀选冶车间全面换气,在铀矿冶加工过程中，固液分离以前各工序均属于甲级放射性工作场所，每小时换气,6-10,次。,5.,表面放射性污染的控制,6.,铀选冶厂的,、,防护,射线,2677410,-8,c/kgh,。,射线主要是由,UX1,和,UX2,产生，能量为,0.452.32 10,6,eV,的,射线，通量可达,8400,粒子,/cm,2,s,。,防护措施：,在各种槽、塔、罐内部检修时，应注意,防护问题，尤其应戴防护眼镜，防止,射线对眼晶体的损伤。,防护措施：,在加工处理极高品位的有矿石时，必须注意,防护问题。如应加强和提高工艺过程的机械化、自动化水平，减少人员的直接接触。必要时，还采取屏蔽防护、距离防护，采取时间防护，控制超剂量的发生。,第十节 选冶厂的辐射防护和环境保护技术,(,续,),10/3/2024,47,注册核安全工程师讲稿提纲,第十节 选冶厂的辐射防护和环境保护技术,(,续,),二、选冶厂的环境保护技术,1,、铀选冶厂废气的处理,（,1,）建厂时应按防护规定要求合理选择厂址，要建设在居民生活区常年主导风向的下风侧，并保持与环境居民生活区有足够的防护距离，避免空气受到厂区排放有害物的污染。,（,2,）厂房内工艺设备应采取有效的密闭和通风净化措施，最大限度减少有毒、有害物质的外排量。,（,3,）集中排放废气的烟囱必须按大气扩散规律，设计安全可靠的排放高度，防止在最不利的条件下，居民生活区地面有害物浓度满足国家标准要求。,（,4,）加强对密闭通风设备运行的安全检查，保持密闭通风设备处于良好运行状态，严格控制有害物的外排量。,（,5,）加强对环境大气的监测，控制和保证环境大气不受污染。,10/3/2024,48,注册核安全工程师讲稿提纲,第十节 选冶厂的辐射防护和环境保护技术,(,续,),2,、铀选冶厂废水的处理,水中铀对环境污染约为本底值的,5-10,倍，最大为,150,倍，污染范围为几百米到几千米；水中镭污染为本底值的,1-5,倍，最大为,24,倍，污染范围为几十米到几百米；土中铀约为本底的,1-3,倍，最大为,726,倍，在灌溉范围内；土中总,为本底的,1-7,倍，最大为,10,倍，在灌溉范围内。,3,、铀水冶厂尾矿对环境的影响及治理措施,a,、,尾矿,（含有,98%,以上的镭及子体）,对环境的影响,（影响范围,1-1.5km,）,；,b,、,尾矿治理措施,铀水冶尾矿必须用石灰乳中和，中和后的尾矿浆要集中储存在具有足够容积的尾矿库中长期存放。,尾矿库要作到防渗漏，有必要的泄洪设施，检查井，回水泵房。确保尾矿库安全。对尾矿库的渗漏情况和尾矿坝的安全稳定性进行长期观测和监护。,10/3/2024,49,注册核安全工程师讲稿提纲,第十一节 地浸、堆浸废水对环境安全的影响及治理技术,一、地表堆浸简要工艺过程,二、井下原地爆破浸出工艺过程（见,241,页图,2-14,）,三、原地浸出工艺过程,（见,242,页图,2-15,）,原地浸出采铀是将溶浸液通过钻孔工程，从天然埋藏条件下的矿石中把铀金属溶解出来，而不必使矿石经过开采位移，集采、选、冶于一体的新型铀矿开采方法，简称原地浸出采铀。,一般保持抽大于注,13%,。,四、堆浸（地表、井下）废水对环境安全的影响及治理技术,废水处理的主要方法为：,1.,废水采用石灰中和法去除水中铀等杂质（沉淀）；,2.,废水除镭的方法：二氧化锰吸附法、高锰酸钾活化锯末吸附法、重晶石吸附法、硫化钡共沉淀法等。,3.,污渣循环法可以通过沉淀，除去铀、镭、重金属元素、砷等有害物质。,10/3/2024,50,注册核安全工程师讲稿提纲,第十一节 地浸、堆浸废水对环境安全的影响及治理技术（续）,五、地浸对水环境安全的影响及治理技术,1.,地浸工艺过程对地表废水的影响及治理措施,2.,地浸工艺过程对地下水的影响及控制措施,在地浸采铀中，采区的地下水污染是不可避免的，关键是要加强监测，严格控制地下水的污染范围和采取有效的地下水复原措施。通过对专门的观察孔进行观测，周期性取样和对这些孔进行地球物理化学系统观测。,3,、,严格控制地下水污染的措施,4,、,地浸工艺过程对地下水的复原技术措施,5,、,国外有关地浸地下水污染防治的管理要求和规程,（,1,）美国；（,2,）前苏联；（,3,）捷克,6,、我国的有关规定,铀矿地、堆浸环境保护规定,等,10/3/2024,51,注册核安全工程师讲稿提纲,第十二节 废石场及尾矿库关闭后的环境整治及长期监护要求,一、尾矿库关闭后的环境整治及长期监护要求,1,、,尾矿库关闭后的环境整治及长期稳定技术,（,1,）,物理稳定法,（,2,）化学稳定法,（,3,）植被稳定法,（,4,）综合稳定法,2,、管理和监护,（,1,）防止尾矿扩散（,2,）保持坝体稳定（,3,）控制氡析出（,4,） 控制水对环境的污染。要求最低保持,100-200,年不出事。,二、废石场关闭后的环境整治及长期监护要求,（同尾矿库要求）,10/3/2024,52,第十三节 事故应急监测和相关的补救措施,一、生产过程的事故应急监测和相关的补救措施,1,、矿山防灭火,2,、矿山防水治水,84,年淹井死亡,5,人,3,、矿山防毒与控制,02,年炮烟中毒死亡,12,人,(,在事故案例中将细讲）,二、尾矿库的事故应急监测和相关的补救措施,1,、我国铀尾矿库特点 （,90%,在山区、初期坝为粘土坝、泄洪高一级、矿区人口密集,）,2,、铀尾矿库的事故应急原则 （安全第一、预防为主；长备不懈,；应急预案）,3,、铀尾矿库的事故应急监测和管理,（,1,）应急监测；（,2,）应急管理；（,3,）应急预案；（,4,）应急程序,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,53,事故案例分析,第一部分 案例分析,二、铀矿事故案例分析,三、核燃料加工、处理与放射性物质运输案例,第二部分 案例选编,铀矿核燃料加工、处理与放射性物质运输案例,10/3/2024,54,事故案例分析要点,1,、主观意识,:,企业及部门领导及职工对安全、环保的安全意识和重视程度及政策水平；三同时执行状况；企业安全、文明生产水平。（,关键是领导,）,2,、,技术装备,:,生产及安全、三废处理设施、设备、仪器仪表等硬件（包括设计）质量及完好程度。对设施、设备检查、维护保养水平。（,关键处于良好状态,）,3,、,行政管理,:,企业安全、环保规章制度、操作规程健全和执行程度。对发现问题整改落实程度，对事故是否严格执行三不放过原则。（,关键是落实,）,4,、安全教育,:,企业安全培训及全员安全文化素质及水平，人员对事故处理能力，以及安全意识水平。（,关键是全员安全文化视屏,）,5,、,安全监督,:,企业安全检查报告及辐射、环保监测评估执行程度。（,关键是实事求是,）,6,、,应急准备：,应急预案制定、演练状况，应急设备物资准备状况和实地应战能力及水平。（,关键是实战能力,）,10/3/2024,55,第一部分,二、铀（钍）矿与伴生放射性矿案例分析,案例,1,铀矿通风不良导致的辐射超标事件,背景材料：,19581959,年间，某铀矿山矿井通风系统尚未建成，局部通风又不健全，所以矿井通风防护条件极其恶劣。特别在独头掘进作业时，由于干打眼，致使井下工作面空气中的粉尘、氡及氡子体浓度超标严重。氡浓度高达,200kBq/m,3,，,氡子体,潜能浓度高达,800,J/m,3,。,造成矿工个人剂量严重超标，最高可达,1.43.0Sv/a,，,个人累积剂量可达,13,Sv,/a,。,大大超过国家规定的个人剂量限值要求。,问题：,1.,氡超剂量的原因是什么？,2.,控制氡超剂量发生的主要措施有那些？,注册核安全工程师讲稿提纲,10/3/2024,56,10/3/2024,57,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,1,铀矿通风不良导致的辐射超标事件（续）,分析要点：,该事件的发生应从氡及氡子体产生规律及与通风的关系，以及管理方面问题分析超剂量原因和应采取的控制措施。,问题答案,：,问题,1,答：由于在铀矿山建设初期，对矿井氡及氡子体的危害认识不足，领导没有给予重视，特别是矿井通风工程和防护措施没有与主体实行“三同时”。在通风不健全的情况下投入生产，造成矿井氡及氡子体大量聚集，致使铀矿工受氡及氡子体照射剂量严重超标的事件。,问题,2,答：主要措施有,：,（,1,）,建立完整的矿井通风系统，使矿井具有足够的排氡及氡子体的风量、风压和注入新鲜空气的能力,；（,2,）,密闭废旧巷道和采空区，方针氡的扩散和释放,；（,3,）,及时排出坑道废水,；（,4,）,尽量采用氡析出量小的采矿方法。,10/3/2024,58,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,2,硝酸铀酰复合烧伤所致铀内污染超剂量事件,背景材料：,1973,年,8,月,31,日，某铀水冶厂硝酸铀酰溶解工段，一名新工人在将铀元件废料由投料口向硝酸溶解槽下料时（硝酸浓度为,2,个当量），由于下料操作失控，致使大量铀元件废料落入硝酸溶解槽，由于下料过猛，反应过快，造成硝酸铀酰溶液和氧化铀混合液突然喷,溅,出，致使在旁边值班工人刘韧俊被高温硝酸铀酰溶液和氧化铀混合液烧伤。烧伤面积达,71%,，致使大量铀氧化合物经过伤口进入体内，造成工人刘韧俊急性铀中毒和严重剂量超标。初始体符荷铀量达,93186mg,（,1.53.0mg/kg,体重），受伤后,24,小时内尿铀排除量在,24mg/l,以上，造成严重肾功能衰竭的事件。,据估算伤员去污前烧伤表面铀的污染量约为,340 mg,，,如以伤口创面的吸收率未,30%,计算，刘韧俊的初始负荷量未,100 mg,。,中国辐射防护研究院推算伤员体内初始负荷量为,186 mg,。,该值相当于,ICRP,建议值的,1225,倍。,从体内初始负荷量计算的全身剂量负担为,3.67.1mSv,，,肾的剂量负担为,8.116.2,mSv,。,是一起最严重的铀内污染事件。,问题：,1.,分析事故原因？,2.,避免事故发生的主要措施？,10/3/2024,59,10/3/2024,60,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,2,硝酸铀酰复合烧伤所致铀内污染超剂量事件（续）,分析要点：,从放射性物料及化学反应操作规程、制度和事故防范预案方面分析事故原因和防范措施。,问题答案：,问题,1,答：由于新工人安全生产培训不到位，缺乏基本化学知识、操作技术不熟练，操作失误。特别是严重违反了均匀、缓慢向硝酸溶解槽投料的操作规程，造成化学反应过快、过猛，发生硝酸铀酰溶液和氧化铀混合液突然喷溅出，喷溅到工人刘韧俊身上，造成身体,71%,的面积被高温硝酸铀酰溶液和氧化铀混合液烧伤的严重事件。,又由于事先没有相应的防泛和处理硝酸烧伤应急预案和方法，因此在发生事故时错手不急，造成事态扩大。,问题,2,答：（,1,）,加强安全生产知识学习和培训，提高工人安全生产技能，保证安全生产；（,2,）,严格各项安全生产操作规章、制度，防止误操作的发生；（,3,）,加强安全生产设施保障，增设必要的安全措施，防止在误操作时，也不会发生过量的投料问题；（,4,）,加强预防事故应急预案，和紧急处理事故的能力和措施，尽可能将事故危害和损失降低的最低程度。,10/3/2024,61,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,3,矿井通风不良造成缺氧窒息事故,（案例选编第,48,例）,发生时间：,2002,年,4,月,6,日,发生地点：,二工区八到十中段,事故性质：,责任事故,事故类别：,中毒和窒息,伤亡情况：,死亡十二人,事故经过：,2002,年,4,月,3,日凌晨，某矿二工区七中段,7,1,1,采场进行爆破作业，装药量为,8076,公斤。整个爆破工作进展顺利。,2002,年,4,月,6,日,7,时,30,分，二工区三队,7,人进入矿井前往,十中段独头,进行正常清理巷道作业。,5,人先下到十中段，,2,人在八中段开泵后下去。约,8,点,30,分，,5,人中走在前面的杨宏仓等,3,人中毒昏倒（后死亡），后面,2,人感觉不行向回走，被开泵的,2,人救到八中段，并向其他现场作业的职工报警。消息传出，正在井下其他中段作业以及其他岗位和正在休息的职工先后赶到，有多人下到十中段抢救已昏倒的,3,人。,9,时,40,分副矿长李某、科长肖某，工区长高谦等赶到现场指挥抢救，抢救中共下井近,40,人。李某立即向矿长报告，向县医院、急救中心等单位求援。在抢救过程中高谦等,9,人下井中毒。,11,点,30,分，县消防中队到达现场，共救出,34,人（其中,6,人死亡、,26,人轻伤、,2,人重伤）。此时，十中段还有,6,人没救出来。省安管局紧急调动铜川矿务局矿山救护队救援。,4,月,7,日,4,点,20,分最后,6,人全部救出地面，经确诊全部死亡。先后造成杨宏仓等,12,人死亡,的特大事故。估算受照剂量一次达,数百,mSv,的超剂量事故。,10/3/2024,62,10/3/2024,63,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,3,矿井通风不良造成缺氧窒息事故（续）,（案例选编第,48,例）,事故原因：,1,、矿山领导及矿工安全防护意识淡薄，对矿山通风安全工作不重视，对长时间存在的通风防护问题没有解决，是造成本次事故的主要原因。,2,、矿山没有形成完整的通风系统，且局部通风系统又处于瘫痪状态，是导致本次事故发生的直接原因。,3,、事故应急预案不落实,抢险救灾指挥严重失误是事故伤亡扩大的主要原因。,4,、,责任制不落实、监管不力是事故发生的重要原因。,这类炮烟中毒事故是矿山中常发生的事故，一旦发生死亡率极高，而且是一种容易发生群死群伤的事故。这类事故的特点又是非常容易使人麻痹大意的事故类型，应引起特别注意。要避免此类事故的发生，,主要的措施有：,(1),各单位要清楚本单位有哪些可能造成窒息中毒的危险源，做到心中有数。然后根据安全规程的要求制定保安措施；,(2),加强培训教育，使从事此类工作的职工明白危险之所在；,(3),没有经过培训的、无防护知识和防护能力的人员不得从事此类危险作业；,(4),预防井下炮烟中毒应加强通风管理和维护保养，同时加强工作面上空气质量的监测，加强各种施工质量的管理；,(5),在设计中认真校核通风系统的风量，严格按规程规定的要求，确保每个作业面的风质风量都能满足通风降氡和排除有毒、有害气体的要求。,10/3/2024,64,注册核安全工程师讲稿提纲,三、核燃料加工、处理与放射性物质运输案例,案例,1,核燃料加工元件厂六氟化铀泄漏事件,矿石,水冶,纯化,UF,4,UF,6,浓缩,UF,6,（,固体低浓铀,UF,6,）,水解,转化,（图例见下页所示）,10/3/2024,65,UF,6,固体瓶,（,2.2t,）,蒸汽加热室,为低浓,U,（,1.6,5,）,1,#,阀门,70-75,冷水蛇管,控制温度,水解槽,（水解放热反应）,转化结晶,（沉淀）,重铀酸铵,UO,2,粉末,煅烧,冶金制成,U,棒,10/3/2024,66,分,析要点（续）,应从生产准备过程、物料泄漏后的处理过程和应急措施来考虑，并从管理方面和人员培训方面与资格方面总结,参考答案：,1,、领导和职工的安全生产意识不强。,2,、生产仪表失灵，生产准备不彻底，有效性不够。,3,、没有采取紧急措施，减少物料外泄，事后数小时后仍有外泄，没有采取隔离堵断漏措施，处理不力。,4,、工人对罐中物料状态不了解，二次泄漏没有防护准备，没有应急预案。,5,、汲取的教训：管理不到位，维修制度不健全；事故处理不当；安全法规、安全知识不强，工作马虎；培训不到位，缺乏处理事故知识和经验。,10/3/2024,67,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,2,核燃料厂工作人员过量吸入,PuO,2,事件,乏燃料,切割,酸溶解,萃取,反萃取,1,、,U,线,2,、,Pu,线,培烧,PuO2,粉末,10/3/2024,68,注册核安全工程师讲稿提纲,案例,3,核燃料加工元件厂放射性物质大量释放事件,UO,2,+HNO,3,硝酸铀酰溶液（低浓铀）,10/3/2024,69,10/3/2024,70,案例,4,核燃料加工厂临界事件,JCO(,日本核燃料转换公司,),(20%,浓缩度,) UF,6,+,核废料,+,重铀酸盐,+,硝酸（,HNO,3,）,转换、回收、精制,(18.8%,浓缩度,),硝酸铀酰溶液（低浓铀）,注册核安全工程师讲稿提纲
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