【摘要】：鈾是一種特殊的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源,內(nèi)蒙古西部地區(qū)經(jīng)過多年的鈾礦地質(zhì)勘查工作,遺留了大量未經(jīng)治理的放射性鈾礦廢石,形成放射性污染,至今仍對當?shù)丨h(huán)境產(chǎn)生負面影響。國家針對此類情況,投入資金進行治理。國內(nèi)外多年研究及治理實踐證明,原地覆蓋是抑制鈾礦廢石表面氡析出和屏蔽γ輻射的最有效方法,常用的覆蓋材料是土壤。為了使治理工程設計、施工合理,治理資金得到有效利用,有必要對內(nèi)蒙古西部地區(qū)的遺留鈾礦廢石進行覆土治理試驗,求解最小覆土厚度,使治理投入最低,治理效果最大。本研究選擇內(nèi)蒙古西部地區(qū)某鈾礦床遺留廢石堆為研究對象開展覆蓋治理研究工作,以當?shù)爻Ｒ姷纳百|(zhì)亞粘土作為覆蓋材料,分別開展覆土壓實度大于0.9和約等于0.7的覆蓋試驗。研究證明,為了達到放射性污染治理目標,內(nèi)蒙古西部某鈾礦廢石堆需要分6層覆蓋砂質(zhì)亞粘土,最小覆土治理設計厚度為85cm。壓實度對廢石堆覆土后表面氡析出率有影響,壓實度越大,氡析出率越低;壓實度對γ輻射屏蔽效果基本無影響;受本底輻射影響,覆土厚度對γ輻射的屏蔽效果存在上限(環(huán)境本底值),當達到屏蔽效果上限時,繼續(xù)增加覆土厚度對γ輻射的屏蔽效果基本無影響。覆土厚度需要綜合考慮氡析出、γ輻射、覆土侵蝕余量、植被恢復等因素,使某一最小覆土厚度,既能有效抑制氡析出,也能屏蔽γ輻射,同時可以進行植被恢復,保持覆土治理效果穩(wěn)定。覆蓋厚度與抑制氡析出效果之間存在二次多項式的數(shù)學關系,可以使用覆蓋實測法求解,該關系式可以快速推導相同覆蓋材料多層覆蓋抑制廢石堆氡析出的效果值,為進一步確定覆蓋層厚度提供依據(jù)。研究指出,廢石堆覆土并穩(wěn)定后,氣象因素對γ輻射劑量率的影響不明顯。氣象因素中溫度和風速與氡析出率成正比關系,氣壓和空氣相對濕度與氡析出率成反比關系。氡析出率受溫度和空氣相對濕度影響較大,受風速和氣壓影響較小。本研究同時基于氡的擴散原理和γ射線貫穿物質(zhì)時減弱原理,分別推導了覆土厚度與氡析出率和γ輻射劑量率之間的關系式。并依據(jù)國家有關規(guī)定要求,推導出了內(nèi)蒙古西部地區(qū)某鈾礦床最小覆土治理設計厚度公式,即X_(最小)=?X?=67.53 ln(?0.74)+9.27,論述了覆土治理廢石堆的主要方法和注意事項,為內(nèi)蒙古西部地區(qū)同類鈾地質(zhì)廢石堆覆土治理提供了可靠的參考依據(jù)。
【圖文】：

圖 2-1 廢石堆分層覆蓋治理概念圖解模型對于輻射防護層而言，為使防護能力滿足國家標準要求，其需要的選取是開展此類治理工作的重點和難點。由于鈾礦廢石堆主要是抑制氡析出和屏蔽γ射線外照射，因此輻射防護層的厚度選取，在物理學中已有較為深入的研究，其基于的物理理論依據(jù)是氡物質(zhì)時減弱原理。層要起到保護作用，也需要達到一定厚度，例如根據(jù)標準[39]要求足植被生長的最小土層厚度為 25cm，即保護層最小厚度為 25cm射防護層和保護層均選用土壤作為基礎材料時，保護層厚度可以消耗，降低治理成本。文將分別介紹兩個原理和基于原理推導出的厚度定量計算公式，鈾礦廢石堆，綜合考慮輻射防護層和保護層各自功能后，最小覆

業(yè)進行了一定限制。1.2 試驗用廢石堆具體特征及試驗源項本研究擬采用（0.7±0.05）和（>0.9）兩種壓實度覆蓋廢石堆，因此至設置 3 塊試驗場，分別編號 SY1、SY2、SY3。SY1 用于壓實度（>0.9）試驗；SY2 用于壓實度（0.7±0.05）的覆蓋試驗；SY3 不覆蓋，用于對照處理。某鈾礦床礦區(qū)內(nèi)共遺留鈾廢（礦）石堆 3 個，均為平地起堆，分別編-I 號廢石堆、ZD-II 號廢石堆、ZD-III 號廢石堆。為保證有足夠空間布置 SY2 和 SY3 試驗場，本次研究選取其中最大的 ZD-I 號廢石堆（照片 3-1、圖 3為試驗源項。ZD-I 號廢石堆在地表直接堆放，大致沿南北方向呈梯形， 95-115m，東西寬 35-70m，占地面積 9373m2，周長約 380m，高 4-6m，約 13.6 萬 t。頂部較為平坦，，適宜布置 3 塊試驗場。
【學位授予單位】：中國地質(zhì)大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：X753

【參考文獻】

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本文編號：2701604