应用marssim方法对原核工业国营二二一厂退役场址进行辐射环境后评价.pdf

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编号:20181111070322048341    类型:共享资源    大小:333.22KB    格式:PDF    上传时间:2019-02-16
  
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方法对原国营二二一厂退役场址进行辐射环境后评价 MARSSIM 方法对原核工业国营二二一厂退役场址进行 辐射环境 应用MARSSIM方法对原核工业国营二二一厂退役场址 国营二二一厂核 应用MARSSIM方法对原核工业国营二二一厂退役场址进行辐射环境后评价
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万方数据万方数据 ·322· 辐射防护 第27卷第6期 2辐射环境现状调查方案设计 6lO工号位于原二二一厂总厂西北方向直 线距离约15 km处,是二二一厂主要实验场,曾 进行过数十次爆轰试验。靶场铺砂面积约为 4 830 o,但实际污染范围已超过铺砂面积【3 J。 该区域受贫化铀污染,污染核素单一。 原二二一厂场址区在上世纪90年代初退 役时进行了比较彻底的治理,并达到了无限制 开放的验收标准,场址区土壤中残留放射性超 标的可能性较小,因而在本次评价中对统计设 计的内容和程序作了一些简化。 2.1开放标准 通过照射途径模拟可以得到与开放控制限 值(总有效剂量)相对应的介质中某核素的比活 度值,MARssIM称其为导出浓度指导水乎(岫 d翻ved删loentIati∞gLlidel豳】evd,Dc包)。当 残留放射性均匀分布在宽阔的区域或者集中在 一个很小的区域,即只占整个被检单元面积的 很小份额时,都有可能使被检单元不满足开放 标准。由于残留放射性的分布面积不同,相应 的用来作为判别依据的Dc能也是不同的。MARssIM分别用脱。和脱E眦来表示以 上两种景象中的Dc皿,以判别被检单元是否 需要做进一步调查和整治。Dc盘w被用于残 留放射性在检测区域均匀分布的情况,溅珊(:被用于残留放射性集中在检测区域中 较小面积的情况。任何被检点位的测量结果如果超过脱。,则该被检点位就被认为是“抬 升”的。一个被检单元中抬升点位的存在,表明 该区域放射性残留量有可能超过开放限值,需 要进行非参数检验和抬升测量比较(El“a唰 MeaⅧ—mt‰paison)以确定该单元是否满足 开放标准。如果测量结果高于Dc位E№,则不 管非参数检验的结果如何,都必须进行进一步 调查。Dc晓Ⅲc可能会远大于脱皿w。 Dc但EMc/Dc血w的比值定义为特定放射性核 素的面积因子n,当残留放射性限于面积为A 的区域时,Dc血EMc=(n)(Dc晓w)。 2.2原假设和备择假设 为了确定满足开放限值所必需的决策是建 立在被称为原假设和备择假设的两个统计评估 之上的,这些假设的真实性可用被检单元的检 测数据来验证。被推测事实上存在的情况用原 假设(凰)表示。对于一个给定的原假设,有一 个对应的备择假设(日。),当原假设被拒绝时, 意味着接受备择假设。M蛆ss蹦通常采用的 原假设是被检单元的残留放射性污染水平超过 开放限值。 2.3检测单元分类 , 检测设计中首先要根据被检测区域的潜在 污染进行分类。MARsS蹦的前提假定是所有 被评价的受影响区域的残留放射性有可能高于 Dc既。据此,可以将检测区域分为两大类:(1) 非影响区域,指不可能存在潜在污染的区域; (2)受影响区域,可能存在潜在污染的区域。而 受影响区域可进一步分为三类:(a)一类区域, 为当前或治理前存在或可能存在放射性残留的 区域;(b)二类区域,为当前或治理前存在或可 能存在放射性残留,但不可能高于Dc能。的区 域;(c)三类区域,为放射性残留的存在概率较 低或比活度远低于Dc皿w的区域。 2.4参考单元 由于某些污染核素可能在天然本底中存 在,因而为了对场址由核活动所致的残留放射 性进行评价,需要选取若干参考单元以代表场 址的天然放射性本底水平。参考单元应与被评 价的检测单元具有相似的物理、化学、地质、生 物及环境放射性等特性。参考单元通常从非影 响区选择,但不局限于那些未被人类活动扰动 过的天然区域。在某些情况下,参考单元也可 以是被评价的检测单元,但不应存在人为污染。 如果关注的放射性污染核素在天然本底中 并不存在,或者其本底水平远低于Dl慨w,则 可以将被检单元的测量数据直接与Dc既w进 行比较。这时也就没有必要选取参考单元了。 2.5决策错误 ’ 对场址清污结果做出决策、判定其是否满 足退役标准时可能出现错误,因而,进行统计设 计时,必须设定一个可接受的误判概率。它决 定了场址评价必须获得的检测数据的数目。要 求的误判概率越低,则需要的测点越多,此时其 统计检验能力也越强,决策的置信水平也就越 高。 当进行统计检验时,可能会出现两类决策 万方数据万方数据 万方数据万方数据 万方数据万方数据 李洋等:应用眦搬刚方法对原核工业国营=一厂退役场址进行辐射环境后评价·325· 3检测数据的分析 3.1检测数据 610工号污染区和周边影响区以及参考区 的采样分析结果列于表4一表6。在有些情况 下,从测量结果就很清楚一个被检测单元是否 满足退役标准,这时也就没有必要再进行检验 分析了。因而,应首先利用表7来初步判定。 对于污染区(一类区域):最大差值为165 一1.57=163(∥g),中位数差值6.44—2.20= 4.2450(∥g),因此,属表7第3种检测结 果,该检验单元需要进行wRs检验和抬升测量 比较。对于影响区(二类区域):最大差值为 11.8—1.57=lO.250(腭79),故属表7第1种 情况,则该检验单元满足开放标准,不需要做进 一步的分析。 表4 610工号污染区土壤样品分析结果 Tab.4 U谢啪oⅢ·cenh鲥硼s曲舯d.C1ass l a把a 样品编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 总u(阵7— 4.85 3.” 笠.7 9 99 30 0 23 7 2.77 35.7 6.44 7,9 3 15 8 38 样品编号 13 14 15 16 17 18 19 20 2l 丑 23 24 总u(嵋/z) 7.62 5.27 2.43 4.58 2.∞ 3.56 6 44 2.45 5.82 9.34 6 21 4鹧 样品编号 25 26 27 28 29 30 3l 32 33 34 35 36 总U(∥g) 4 06 7.52 3.57 35 3 9.71 9.“ 3.22 2.61 24.5 21.1 31.4 165 范围(船79):2嚣一165; 中位数(∥g):6.“; 均值(∥g):14 9; 标准差(嵋79):”6 表5 610工号影响区土壤样品分析结果 弛.5 UIaT】im c0Ilcen嘶0nsin“1.aass 2 area 样品编号 l 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 总u(彬g) 6 39 3露 6.5l ll 8 2 85 7 3l 4 43 2 8l 8 2l 3.09 3.28 蔓垦!苎咝!!!:!!:!!:!i 主焦墼!££立!!:竺! 塑堕!&芝立:!:堂! 量堡茎!芏£立!!:塑 表6参考区土壤样品分析结果 !些:曼竺!型些竺坚堕!垒!竺垫鲤!:!苎塑些型型!些!!坚 堡曼塑呈 ! ! ! ! ! ! ! ! ! !! 篁型(£生立 !,!苎 !:!! !:竺 !.卫 !:!! !:苎 !竺 !:兰 !:!! !:墅 里里!££立!!:翌:!:塑! !堡墼!£醴2:!:垫! 塑篁ff:§盆!!!:竺i 堡壅差!££立!!:!! 表7统计检验概要…!些:!塾必!型型型婴 榆测结果 结论 被幢单元最大测量值和参考单元最小测量值之差低于Dc血w 被检单元满足开放标准被检单元测量数据的中位数和参考单元中位数之差高于贼w 被检单元不满足开放标准 其他(上述两种结果之间,即最大差值大于Dc皿w,但中位数差值低于Dc血w) 进行wRs检验和抬升测量比较 万方数据万方数据 ·326· 辐射防护 第27卷第6期 3.2 610工号污染区wRs检验 WRS检验方法具体步骤如下: (1)将Dc说w与参考单元测量值置相加 得到调节后的参考值五,五=置+Dc乱。,f. 1,2…m。 (2)将m个参考值和n个被检单元测量值 放在~起,按升序从l到Ⅳ进行排列,其中Ⅳ =m+no (3)如果有几个测量值相等,则取该组值的 平均排序值。如果出现1个。小于”值(即该值 低于所采用仪器或方法的检测限),则这t个测 量值的排序值都取1到l的平均值,即I(t+ %.9 1)/(2£)=(t+1)/2(当参考单元或者被检单元 有超过40%的测量值属于“小于”值时,则不能 使用wRs方法)。 (4)将参考值的排序数相加得到序和职, 同时将被检测单元的测量值序数相加得到序和 E,则职=_Iv(JⅣ+1)/2一Ⅳ。。 (5)将舻,与m,n,a对应的临界值进行比 较。如果盯大于该临界值,则原假设被舍弃, 即说明该检测单元满足开放标准。 6lo工号污染区wRs检验结果列于表9。 由此计算得到参考单元的序和以为405。 表9 610工号污染区wIis检验结果 WRS瞰fora∞l b№栅刚 样品主胄号” 调整后的数据排序值 参考单元的排序值I样品编号 调整后的数据排序值 参考单元的排序值 序和值鱼衄 l鹏1 1)s代表被棱单元,R代表参考单元。 而wIis检验的临界值甲通过以下公式计 算得到: Ⅳ=m(n+m+1)/2+ z√m(n+m+1)/12) (3) 式中,m为参考单元的样本数,n为被检单元的 样本数,Ⅳ=m+n,z为标准正态分布的(1一 a)百分位数,在这里为1.282…(见表3)。由此 得到该单元对应的临界值Ⅳ=283。 由于矿职,则原假设被舍弃,即依据 wIts检验方法该被检单元满足开放标准。 3.3 6lo工号污染区抬升测量比较应该强调指出的是。MA删的核心并不 ∞拍“打∞帖蛇射剪弛n∞m辩拍M,4札勰垫*躬鲐*卵蚰舾观札孵掘箍Z嚣嚣搿翟筹篙嚣嚣嚣铋葶|研嚣;晰鲫蛳鼢嚣j泓荨|葶;砒肚m科盼硒町砧融m ”s毋打弛∞,骼¨n 6丝笠巧2伦。9¨3惦巧仃H 跖竹J孵0 J丌一*s:蟮掘祀打竹嚣第铂*!窜旺斟姐踞 4 3 2 9 2 2要6 7 3 8 7 5 2 4 2 3 6 2 5 9 6 4轧5j岛弭$跖研姆田铷跏锄5}Ⅲ孑}蛳邮弓;吕}鲫鼬睨鼢铋 万方数据万方数据 李洋等:应用乩蠕刚方法对原核工业国营二=一厂退役场址进行辐射环境后评价·327· 是采用什么统计检验方法,而是对抬升点位的 处理,因为这才是各利益攸关方关心和争论的 焦点。所谓抬升测量点是指土壤中污染核素比 活度超过D(尬,w的地方,以前常被称之为“热 点”。MARssm中不再叫“热点”的主要原因可 能是“热点”的定义难以确定。如果检测单元的 所有检测点位的检测数据均低于Dc既*,显然 是不需要任何统计检验就可以证明该单元满足 开放标准。如果检测单元存在抬升点位,它是 否能够通过非参数统计检验则取决于抬升点位 的数目。如果抬升点位较少,通过统计检验也 相对容易,但这并不是证明该检测单元满足开 放标准的充分条件。因为MARssm已经指出, 其使用的统计检验量是中位数,即使是一个比 活度很高的抬升测量点位,它对中位数的影响 也很小,甚至微乎其微。所以,在进行非参数统 计检验时,必须对抬升点位另做处理。 不难理解,在任何大面积污染场地的清污 中,原则上都应要求不留抬升点。但是,实际操 作中即使按此执行,清污后也难免会有遗漏。 如核试验场地要清污到没有抬升点位存在,无 论从人力还是财力方面都是不可能的。正因为 如此,舰螺ss珊在对清污场地进行终态检测验 收时,原则上是允许抬升点位存在的。但这种 允许是有条件的,即如果抬升区域较大,当然也 就证明了清污是不合格的,必须进一步清污处 理;如果抬升区域面积较小,则是可以接受的, 接受的条件是污染核素的比活度不超过 Dc说EMc,其中西C血EMc=n×DC钇w,,^≥l, n取决于抬升区域的面积和污染核素类型。 也就是说,对抬升点位的比括度值判断标准不 是Dc现w,而是放宽到其F^倍的DC睨Ⅲ。 M媪ssIM对待抬升点位的处理首先强调 的是要对抬升区域进行全扫描测量,其次才是 取样分析。在检测设计时,MARss瑚推荐将 △/s控制在l到3之间,也就是说只需要采集 少数样品进行统计检验,抬升点位另作处理。 而全扫描测量则是既省时间又节省费用的方 法。扫描测量的目的是确定抬升区域的准确位 置和面积大小,为正确选择面积因子n提供 依据。本次调查因受条件限制没有进行先期扫 描测量,而直接布点采样。但参考终态验收检 测的数据,验收过程中两次清污的抬升区域的 面积均不大于20 m2【4J。即使抬升区域面积扩 大到100 m2,面积因子仍达6.7(见表8),即贼m=n×DC&w=6.7×50=335船/g, 而165335,根据地幔ss珊要求,该被检单元 不再清污是可以接受的。此外,本次调查检测 出的抬升点位,与终态验收检测的结果是一致 的。并且再次调查也没有找到该抬升点位,一种 可能是取样时该抬升点已被取走。 4结论 本文采用MARssIM提供的方法对原二二 一厂场址(610工号)的辐射环境现状进行了后 评价.结果表明:本次土壤铀含量监测结果的合 格率高于终态验收标准(70%);610工号土壤 铀含量监测结果与退役终态时的基本一致;而 本次调查中出现的“抬升点”,依据MAIlssm提 供的方法来判别,也是符合退役标准的。因而, 原二二一厂场址区(610工号)的退役是符合验 收标准的,并且退役十年后的辐射环境状况也 无明显变化。 同时,本次调查表明,MARSsm提供的非 参数统计方法是一种简单实用的方法。它从最 初的参数选择、布点数选取到最后的数据分析 都提供了框架性指导,易于操作实施,也更为经 济。此外,以前采用的方法是通过制定土壤中 放射性核素残留量约束值和样品合格率来判定 一个退役场址是否符合退役标准的。比较而 言,MALRss瑚利用非参数统计方法与抬升测量比较(EMC)相结合的方法,通过贼EMc和 wRS检验的临界值形等参数,对被检单元可 能出现的“抬升”设定了一个判定依据,很好地 解决了抬升点位的判别问题。 目前,我国许多大型核设施已经达到或超 过使用年限,正逐步开始或面临退役。因此, MARSs珊提出的方法在我国放射性大面积污 染场地监测与评估领域具有良好的应用前景和 实用价值。 中国辐射防护研究院的黄治俭研究员对本文给予 了大力支持和热情帮助,在此表示衷心的感谢。 万方数据万方数据 万方数据万方数据
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