Dự bỏo ảnh hưởng của phúng xạ đến mụi trương trong quỏ trỡnh điều

tra, đỏnh giỏ và thăm dũ khoỏng sản phúng xạ

Cụng tỏc dự bỏo ảnh hưởng của phúng xạ đến mụi trường phục vụ cho cỏc khu vực cú hoạt động điều tra, thăm dũ và khai thỏc hay núi cỏch khỏc là cụng việc bức xạ.

4.2.4.1. Mỏ urani An Điềm - Quảng Nam

Để đỏnh giỏ mức sự suy giảm suất liều gamma ở cỏc vị trớ khỏc nhau trong mụi trường khụng khớ, sử dụng cụng thức 2.36. Để tớnh suất liều gamma trờn khu vực khối đất đỏ nhõn tạo: thiết bị sử dụng để đo liều bức xạ gamma là thiết bị cú detector loại tinh thể NaI(Tl), quy mụ của khối đất đỏ đổ lờn như đó nờu ở phần trờn, tức đó đủ bóo hũa tia gamma. Từ đú tớnh suất liều gamma do khối đất đỏ chứa quặng phúng xạ chứa U3O8 gõy ra tại cỏc vị trớ khỏc nhau so với ranh giới thõn quặng. Hệ số làm yếu khối của bức xạ gamma trong đất đỏ đối với quặng U lấy bằng 0,028; hệ số làm yếu khối của bức xạ gamma trong khụng khớ đối với quặng U lấy bằng 0,025 (theo bảng hệ số thực nghiệm nờu trờn cho loại tinh thể NaI (Tl) đối với quặng chứa U3O8); mật độ đất đỏ trong thõn quặng tớnh là 2,0g/cm3 và mật độ khụng khớ lấy là 0,03g/cm3.

Cỏc giỏ trị hàm Kin được lấy trong bảng tra sẵn [21]. Kết quả tớnh suất liều gamma tại cỏc vị trớ khỏc nhau trong mụi trường khụng khớ đối với khối đất đỏ khu mỏ được thể hiện ở bảng 4.17.

Bảng 4.17. Suất liều bức xạ gamma trờn thõn quặng khu mỏ urani An Điềm (Hàm lượng 0,01% U3O8) H (cm) àk (Th) Xu  (Xu) I(U) (R/h) I(U) (Sv/h) T ỷ lệ bức xạ(%) 0 0,00075 1,000 52,00 0,452 100,0 100 0,075 0,770 40,04 0,348 77,0 200 0,15 0,640 33,28 0,289 64,0 300 0,225 0,510 26,52 0,231 51,0 400 0,3 0,460 23,92 0,208 46,0 500 0,375 0,430 22,36 0,194 43,0 600 0,45 0,350 18,20 0,158 35,0 700 0,525 0,310 16,12 0,140 31,0 800 0,6 0,270 14,04 0,122 27,0 900 0,675 0,250 13,00 0,113 25,0 1000 0,75 0,210 10,92 0,095 21,0 1100 0,825 0,190 9,88 0,086 19,0 1200 0,9 0,170 8,84 0,077 17,0 1300 0,975 0,150 7,80 0,068 15,0

H (cm) àk (Th) Xu  (Xu) I(U) (R/h) I(U) (Sv/h) T ỷ lệ bức xạ(%) 1400 1,05 0,140 7,28 0,063 14,0 1500 1,125 0,120 6,24 0,054 12,0 1600 1,2 0,110 5,72 0,050 11,0 1700 1,275 0,090 4,68 0,041 9,0 1800 1,35 0,085 4,42 0,038 8,5 1900 1,425 0,08 4,16 0,036 8,0 2000 1,5 0,073 3,80 0,033 7,3 2500 2,0 0,025 1,30 0,011 2,5 3000 2,5 0,019 0,988 0,009 1,9 4000 3,0 0,017 0,72 0,006 1,4 5000 0,011 0,620 0,005 1,0

Hỡnh 4.23. Đồ thị suy giảm suất liều bức xạ gamma trờn mụ hỡnh thõn quặng phúng xạ khu mỏ An Điềm

Từ kết quả ở bảng 4.17 cho thấy thõn quặng hàm lượng tương đương 0,01% U3O8 thỡ chỳng gõy ra suất liều trờn mặt đất 52 R/h (0,452 Sv/h). Ở cỏch 1m, suất liều cũn khoảng 40,04 R/h (0,348Sv/h - giảm 23% so với mặt đất). Ở cỏch ranh giới thõn quặng 25m, suất liều gamma cũn lại khoảng 1,30R/h (0,011Sv/h - chiếm 2,5% tỷ lệ bức xạ so với ranh giới thõn quặng). Khi ở cỏch xa ranh giới thõn quặng 33m, suất liều cũn  1 R/h (0,008696 Sv/h) nằm trong khoảng độ nhạy của cỏc thiết bị đo liều hiện tại. Núi cỏch khỏc, với những thõn quặng chứa urani cú hàm lượng U3O8 ở mức 0,01% thỡ mức độ ảnh hưởng suất liều trong mụi trường khụng khớ do chỳng gõy ra ở khoảng cỏch tối thiểu đến 30m, tức là mức độ ảnh hưởng của

nguồn đất đỏ từ cỏc cụng trỡnh hào đưa lờn khoảng 50R/h (tương đương mức liều chiếu ngoài khoảng 5,0 mSv/năm, gấp 5 lần đối với tiờu chuẩn cho phộp đối với dõn chỳng), ở xa khu vực hào khoảng 30m, suất liều cũn ảnh hưởng khụng đỏng kể (0,1mSv/năm). Với cỏc thõn quặng hàm lượng lớn hơn khả năng ảnh hưởng sẽ lớn hơn, tuy nhiờn ở xa thõn quặng khoảng 50m, mức ảnh hưởng này coi như khụng đỏng kể.

Như vậy, đối với phương thức phỏt tỏn của bức xạ gamma trong mụi trường khụng khớ của cỏc khối đất đỏ đưa lờn từ cỏc cụng trỡnh khai đào cú khả năng ảnh hưởng trong vũng bỏn kớnh khoảng 50m, càng gần nguồn mức độ và khả năng ảnh hưởng càng lớn, nhất là ở những khu vực thõn quặng cú hàm lượng cao (> 0,05% U3O8) cần tớnh toỏn tới cỏc biện phỏp giảm thiểu, giỏm sỏt an toàn đối với những cụng nhõn, những người trực tiếp làm việc trong cỏc cụng trỡnh khai đào, khoan.

4.2.4.2. Mỏ monazit Bản Giộ - Nghệ An

a. Suất liều gamma

Từ cỏc cụng thức 2.36, 2.37 tớnh được sự suy giảm suất liều gamma ở cỏc vị trớ khỏc nhau trong mụi trường khụng khớ.

Để tớnh suất liều suất liều gamma trờn khu vực khối đất đỏ nhõn tạo sử dụng thiết bị sử dụng để đo liều bức xạ gamma là thiết bị cú detector loại tinh thể NaI(Tl), quy mụ của khối đất đỏ đổ lờn, tức đó đủ bóo hũa tia gamma. Suất liều gamma do khối đất đỏ chứa thõn quặng monazit cú chứa phúng xạ thori gõy ra tại cỏc vị trớ khỏc nhau so với ranh giới thõn quặng. Hệ số làm yếu khối của bức xạ gamma trong đất đỏ đối với quặng thori lấy bằng 0,021; hệ số làm yếu khối của bức xạ gamma trong khụng khớ đối với quặng thori lấy bằng 0,022 (theo bảng hệ số thực nghiệm nờu trờn cho loại tinh thể NaI (Tl) đối với quặng thori); mật độ đất đỏ trong thõn quặng tớnh là 2,0g/cm3 và mật độ khụng khớ lấy là 0,03g/cm3.

Cỏc giỏ trị hàm Kin được lấy trong bảng tra sẵn. Kết quả tớnh suất liều gamma tại cỏc vị trớ khỏc nhau trong mụi trường khụng khớ đối với khối đất đỏ được thể hiện ở bảng 4.18.

Bảng 4.18. Suất liều bức xạ gamma trờn thõn quặng monazit khu mỏ Bản Giộ (cú hàm lượng hàm lượng 0,03% ThO2)

H (cm) àk(Th) Xu  I(U) (R/h) I(U) (Sv/h) T ỷ lệ bức xạ(%) 0 0,00066 0 1.000 77,00 0,670 100 100 0,066 0,782 60,214 0,524 78,2 200 0,132 0,722 55,594 0,483 72,2 300 0,198 0,574 44,198 0,384 57,4 400 0,264 0,523 40,271 0,350 52,3 500 0,33 0,469 36,113 0,314 46,9 600 0,396 0,389 29,953 0,260 38,9 700 0,462 0,342 26,334 0,229 34,2 800 0,528 0,326 25,102 0,218 32,6 900 0,594 0,276 21,252 0,185 27,6 1000 0,66 0,256 19,712 0,171 25,6 1100 0,726 0,235 18,095 0,157 23,5 1200 0,792 0,201 15,477 0,135 20,1 1300 0,858 0,185 14,245 0,124 18,5 1400 0,924 0,172 13,244 0,115 17,2 1500 0,99 0,148 11,396 0,099 14,8 1600 1,056 0,139 10,703 0,093 13,9 1700 1,122 0,128 9,856 0,086 12,8 1800 1,188 0,111 8,547 0,074 11,1 1900 1,254 0,103 7,931 0,069 10,3 2000 1,32 0,096 7,392 0,064 9,6 2500 1,65 0,059 4,543 0,040 5,9 3000 1,98 0,037 2,849 0,025 3,7 3500 2,31 0,028 2,156 0,019 2,8 4000 2,64 0,019 1,463 0,013 1,9 4500 2,97 0,011 0,847 0,007 1,1 5000 3,3 0,007 0,539 0,005 0,7

Từ kết quả tớnh toỏn ở bảng 4.18 nờu trờn cho thấy: với thõn quặng hàm lượng tương đương 0,03% ThO2 thỡ chỳng gõy ra suất liều trờn mặt đất 77R/h

(0,67Sv/h). Ở cỏch 1m so với ranh giới thõn quặng, suất liều cũn khoảng 60,2R/h (0,524 Sv/h - giảm 22% so với mặt đất). Ở cỏch vị trớ ranh giới thõn quặng 25m, suất liều gamma cũn lại khoảng 4,5R/h (0,04 Sv/h - chiếm 5,9% tỷ lệ bức xạ so với ranh giới thõn quặng). Khi ở cỏch xa ranh giới thõn quặng 45m, suất liều cũn

0,847 R/h (0,00736Sv/h) nằm trong khoảng độ nhạy của cỏc thiết bị đo liều hiện tại. Núi cỏch khỏc, với những thõn quặng chứa thori hàm lượng ở mức 0,03% ThO2 thỡ mức độ ảnh hưởng suất liều trong mụi trường khụng khớ do chỳng gõy ra ở khoảng cỏch tối đa đến 45m. Kết quả dự bỏo cho thấy mức độ ảnh hưởng của nguồn đất đỏ từ cỏc cụng trỡnh hào đưa lờn khoảng 70R/h (tương đương mức liều chiếu ngoài khoảng 7mSv/năm, cao gấp 7 lần so với tiờu chuẩn cho phộp đối với dõn chỳng), ở xa khu vực khối đất đỏ 45m, suất liều cũn ảnh hưởng khụng đỏng kể (0,1mSv/năm). Với cỏc thõn quặng cú hàm lượng lớn hơn khả năng ảnh hưởng sẽ lớn hơn, tuy nhiờn ở xa thõn quặng khoảng 70m, mức ảnh hưởng giảm dần về 0 và coi như khụng đỏng kể.

Hỡnh 4.24. Đồ thị suy giảm suất liều bức xạ gamma trờn mụ hỡnh thõn quặng monazit chứa phúng xạ khu

mỏ Bản Giộ

Như vậy, đối với phương thức phỏt tỏn của bức xạ gamma trong mụi trường khụng khớ của cỏc khối đất đỏ đưa lờn từ cỏc cụng trỡnh khai đào cú khả năng ảnh hưởng trong vũng bỏn kớnh nhỏ hơn 50m, càng gần nguồn mức độ và khả năng ảnh hưởng càng lớn, nhất là ở những khu vực thõn quặng cú hàm lượng cao (>0,05%ThO2) cần tớnh toỏn tới cỏc biện phỏp giảm thiểu, giỏm sỏt an toàn đối với những cụng nhõn, những người trực tiếp làm việc trong cỏc cụng trỡnh khai đào này.

b. Nồng độ khớ phúng xạ

Trờn cơ sở lý thuyết phương phỏp mụ hỡnh lan truyền trỡnh bày ở mục 2.2 - chương 2 về nồng độ radon trong mụi trường đất đỏ và khụng khớ đối với một số vựng quặng núi chung. Sử dụng cỏc kết quả nờu trờn để ỏp dụng tớnh toỏn đối với

mụ hỡnh cỏc thõn quặng monazit chứa thori mỏ Bản Giộ khi tiến hành cỏc cụng trỡnh thăm dũ.

Khi thi cụng cỏc cụng trỡnh (đặc biệt là cỏc cụng trỡnh hào), một mặt thõn quặng bị lộ ra trong mụi trường khụng khớ, một mặt một lượng đất đỏ lớn (từ vài chục tấn đến hàng trăm tấn) được đưa từ dưới cụng trỡnh lờn trờn bề mặt đất. Trong lượng đất này gồm phần lớn thõn quặng với hàm lượng phúng xạ cao tạo thành một nguồn phúng xạ nhõn tạo nằm ngay trờn mặt đất. Cấu trỳc của nguồn lỳc này hoàn toàn bị phỏ vỡ, độ xốp, độ lỗ rỗng trong đất đó lớn hơn nhiều so với trạng thỏi ban đầu, cỏc chất khớ phúng xạ thoỏt ra từ thõn quặng vào mụi trường dễ dàng hơn. Để thấy được mức độ phỏt tỏn của chỳng trong mụi trường khụng khớ dưới đõy sử dụng cỏc cụng thức 2.38, 2.39, 2.40, 2.41, 2.42 tớnh sự suy giảm nồng độ khớ phúng xạ trong mụi trường với nồng độ Rn, Tn đo được trờn bề mặt giả thiết là ở mức 150Bq/m3, lớp phủ trờn thõn quặng giả thiết là lớp eluvi với cỏc tham số thực nghiệm được đưa ra ở bảng 4.19.

Bảng 4.19. Tham số khuếch tỏn của radon trong mụi trường khu mỏ monazit Bản Giộ

Mụi trường Dk (cm2/s) lD (cm) k (%) Điều kiện xỏc định

Khụng khớ  0,1 218 - Phũng thớ nghiệm (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Cỏt thạch anh khụ 4,5.10-2 148 43 Phũng thớ nghiệm

Vỏ phong húa của granit 2,1.10-2 100 Điều kiện tự nhiờn

Vỏ sột phong húa 3,2.10-3 39 6 Điều kiện tự nhiờn

T rầm tớch eluvi, deluvi 5.10-3 49 23 Điều kiện tự nhiờn

Vỏ phong húa của granodiorit 5.10-3 49 - Phũng thớ nghiệm

T rachit nứt nẻ 5,5.10-3 51 12 Dưới hầm lũ

Cỏt kết trong đới dập vỡ 7.10-4 18,3 - Dưới hầm lũ

Dăm kết của diaba 2,3.10-4 10,5 - Điều kiện tự nhiờn

Gơnai, Granitogơnai 2.10-4 9,8 1,5 Dưới đất

Đỏ phiến clorit 4.10-4 13,8 - Điều kiện tự nhiờn

Granodiorit 10-4 6,9 - Phũng thớ nghiệm

Nước 10-5 2,2 - Phũng thớ nghiệm

Sử dụng cụng thức 2.42, tớnh nồng độ khớ phúng xạ trong khụng khớ ở cỏc độ cao khỏc nhau (bảng 4.20).

Bảng 4.20. Nồng độ khớ phúng xạ suy giảm theo độ cao trong khụng khớ khu mỏ monazit Bản Giộ Cụng thức tớnh Vị trớ đo(cm) Nồng độ Rn(Bq/m3 ) Nồng độ T n(Bq/m3 ) Nhận xột q = q e K1- T rung bỡnh là 103cm2/s trong khoảng từ 0m - 10m. H- Chiều cao tớnh từ ranh giới mặt lớp chứa phúng xạ (cm).

0 150,0 150 Đồ thị suy giảm nồng độ Rn và T n trong

khụng khớ

Nồng độ Rn suy giảm chậm theo chiều cao so với mặt đất, nồng độ T n giảm nhanh, gần như phõn ró hoàn toàn ở khoảng cỏch 10 m.

50 149,7 125 100 149,3 105 200 148,6 73 300 147,9 51 400 146,9 36 500 146,2 25 600 145,6 17 700 144,9 12 800 144,2 8 900 143,6 6 1.000 143,0 4

Với kết quả tớnh toỏn lý thuyết sự suy giảm của khớ phúng xạ trong mụi trường khụng khớ đó cho thấy nồng độ radon giảm rất chậm trong mụi trường khụng khớ. Mặt khỏc, do chu kỳ bỏn phõn ró dài, khớ radon khi thoỏt vào mụi trường khụng khớ thường tồn tại trong một thời gian dài và di chuyển rất xa nguồn, nhất là những thung lũng địa hỡnh và giú thổi theo những chiều cố định. Khớ thoron khi thoỏt vào mụi trường giảm rất nhanh, thụng thường rất ớt gặp ở độ cao vài một, mặt khỏc chu kỳ bỏn phõn ró ngắn (52s) nờn tồn tại khụng lõu trong mụi trường và di chuyển khụng xa khu vực phỏt nguồn.

Như vậy, trong quỏ trỡnh điều tra, thăm dũ cỏc mỏ, điểm mỏ phúng xạ hoặc mỏ, điểm quặng chứa phúng xạ làm tăng tổng liều bức xạ khu vực hoạt động từ 50 ữ 70m tớnh từ vị trớ cụng trỡnh thăm dũ, sự gia tăng này phụ thuộc vào cỏc hoạt động địa chất cũng như thành phần vật chất quặng, hàm lượng quặng …