西藏地區(qū)原野天然γ輻射水平分析

王曉峰，張學文

1.環(huán)境保護部核與輻射安全中心，北京100082

2.西藏自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督站，西藏拉薩850000

西藏自治區(qū)是有著“世界屋脊”之稱的青藏高原的主體部分，平均海拔4 000 m以上，大氣層較薄，宇宙輻射受到的衰減較少，因此宇宙輻射較強。西藏地區(qū)沒有核能相關設施，工業(yè)活動也較少，除大氣塵降外人工放射性污染極小，是世界上著名的“四大背景值區(qū)域”之一。

自2007年環(huán)境保護部在西藏自治區(qū)設立輻射環(huán)境國控監(jiān)測點后，西藏自治區(qū)輻射環(huán)境監(jiān)督站開始進行輻射環(huán)境監(jiān)測工作，筆者通過分析2007—2012年西藏原野電離γ輻射水平監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與原國家環(huán)境保護局1989年開展的西藏自治區(qū)環(huán)境天然放射性水平調(diào)查研究［1-3］的數(shù)據(jù)(以下稱“1989年調(diào)查數(shù)據(jù)”)進行比較，了解西藏原野天然γ輻射水平及變化趨勢，提出加強西藏輻射環(huán)境保護工作的建議。

1 實驗部分

1.1 監(jiān)測對象與監(jiān)測儀器

監(jiān)測方案依據(jù)環(huán)境保護部《全國輻射環(huán)境監(jiān)測方案》的要求以及《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》(GB/T 14583—1993)和《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T 61—2001)的有關規(guī)定，在野外空曠原野中選擇若干個瞬時γ輻射劑量率監(jiān)測點。每個監(jiān)測點每年定期測量2次，每次測量10個以上數(shù)據(jù)。2007年的監(jiān)測儀器為BH3103A，2008—2012年換用新儀器FH40G-Z672 E-1。

1.2 質(zhì)量控制

在輻射環(huán)境監(jiān)測過程中，按照《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》(HJ/T 61—2001)要求，積極做好實驗室內(nèi)部質(zhì)量控制工作，除了對γ劑量率測量儀器設備定期送國家計量檢定部門進行檢定以外，還進行長期可靠性檢驗，作質(zhì)控圖檢驗以及滿足泊松分布的檢驗，確保其量值能溯源到國家計量標準，保證數(shù)據(jù)的可靠性。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

環(huán)境γ輻射空氣吸收劑量率的測量結(jié)果取算術平均值作為年平均測量結(jié)果。數(shù)據(jù)嚴格按照環(huán)保部測量規(guī)范的規(guī)定進行處理。所有監(jiān)測數(shù)據(jù)均采用扣除宇宙射線響應值后的測量值。

2 監(jiān)測結(jié)果

2.1 監(jiān)測點位與內(nèi)容

2007年環(huán)保部在西藏地區(qū)設置了15個國控監(jiān)測點位，與天然電離γ輻射監(jiān)測相關的點位為1個環(huán)境連續(xù)γ輻射劑量率自動監(jiān)測站，1個宇宙射線監(jiān)測點，9個陸地原野γ輻射劑量率點。

隨著監(jiān)測能力的提升和西藏環(huán)境保護工作要求的提高，自2010年起新增26個區(qū)控點開展輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作，至此所設監(jiān)測點位基本覆蓋了全區(qū)7地(市)，包括8個陸地原野γ劑量監(jiān)測點。

2.2 連續(xù)γ輻射劑量率監(jiān)測結(jié)果

西藏自治區(qū)輻射環(huán)境自動監(jiān)測站監(jiān)測結(jié)果見表1，其中2011年10月前的數(shù)據(jù)為自治區(qū)環(huán)保廳的自動站數(shù)據(jù)，之后為區(qū)輻射站自動站的數(shù)據(jù)。

表1 2008—2012年自動站環(huán)境連續(xù)γ輻射劑量率

由表1可以看出，2008—2012年的環(huán)境γ輻射劑量率(未扣除宇宙射線值)，排除降雨等自然因素的影響，未見異常升高，年均值為186.5～190.9 nGy/h，5年數(shù)據(jù)的獨立樣本t檢驗表明數(shù)據(jù)沒有異常，在正常波動范圍內(nèi)。

2.3 原野γ瞬時輻射劑量率

原野γ瞬時輻射劑量率在2010年以前只有9個國控點位的監(jiān)測數(shù)據(jù)，2010年新增8個區(qū)控點，使點位遍布7地(市)，能較全面地反映西藏天然原野γ輻射水平。西藏自治區(qū)7地(市)2007—2012年以及1989年調(diào)查的地表γ瞬時輻射劑量率結(jié)果和變化趨勢見表2。

表2 西藏自治區(qū)各地(市)原野γ輻射劑量率 nGy/h

由表2可見，2007—2012年原野γ瞬時輻射劑量率平均值為97.9～134.0 nGy/h，測值范圍為51.6～197.7 nGy/h，西藏自治區(qū)的輻射環(huán)境水平保持穩(wěn)定狀態(tài)。連續(xù)6年平均值與1989年的調(diào)查數(shù)據(jù)相比，偏差約27.5%。

2.4 宇宙射線測量

1989年調(diào)查組在羊卓雍錯水面進行了宇宙射線測量，該湖平均水深超過 30 m，海拔4 441 m，屬微咸水湖，船只為木船，測量儀器為FJ-202高壓電離室和SG-102環(huán)境劑量率儀。2010年西藏輻射站在納木錯開始進行宇宙射線監(jiān)測，該湖水深平均為33 m，海拔4 718 m，是世界上海拔最高的咸水湖，船只為鐵皮船。測量數(shù)據(jù)見表3。

表3 1988、1989、2010年宇宙射線監(jiān)測數(shù)據(jù)

平均值為149.8 nGy/h時，年劑量為1.29 mSv，約是內(nèi)地宇宙射線所致輻射劑量的5倍。

3 分析與討論

3.1 區(qū)內(nèi)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

從2007—2012年共6年的監(jiān)測結(jié)果來看，西藏自治區(qū)7地(市)的原野γ劑量率高于內(nèi)地的平均水平，但較為穩(wěn)定，仍在正常范圍內(nèi)。將6年的平均測量值與1989年調(diào)查結(jié)果分2組進行獨立樣本的t檢驗，顯著性概率(雙側(cè))為0.099，大于0.05，但小于0.1，表明2組數(shù)據(jù)的顯著性差異有一定的意義，主要是由于所用儀器不同造成的。

1989、2010年2次宇宙射線的測量差異較大，一是因為測量地點的海拔相差較大，二是所用船只(木船及鐵皮船)及儀器不同，但總體表明西藏的宇宙射線非常強。宇宙射線所致劑量比中國東南沿海地區(qū)高很多(如上海、江蘇、浙江等地，宇宙射線電離成分年有效劑量多低于0.22 mSv/a［4］，中子成分為 0.020 ～0.023 mSv/a);西藏地區(qū)海拔高度平均為4 500 m左右，平均宇宙射線電離成分為1.02 mSv/a，中子成分為0.85 mSv/a。宇宙射線電離成分差5倍左右，中子成分差 40倍左右［5］。國際輻射防護委員會(ICRP)60號出版物對中子輻射權重因子作了修正，考慮到宇宙射線的中子譜，其有效劑量應增加50%，這樣中子成分的有效劑量全國平均值應修正為0.052 mSv/a，使宇宙射線的總劑量為0.29 mSv/a。西藏地區(qū)宇宙射線中子成分應修正為1.28 mSv/a，西藏地區(qū)宇宙射線致外照射劑量應修正為2.30 mSv/a，這個數(shù)值與低海拔地區(qū)的總的天然輻射源造成的平均有效劑量(約為2.4 mSv)相當。

3.2 西藏與部分內(nèi)地省(市)比較

從1989年全國原野γ輻射劑量率調(diào)查數(shù)據(jù)中選取有代表性的省(市)進行比較，數(shù)據(jù)見表4，數(shù)值范圍差別不大，均值偏高，宇宙射線明顯偏高(5倍左右)。

表4 西藏與內(nèi)地省(市)1989年調(diào)查數(shù)據(jù)比較 nGy/h

3.3 與部分輻射環(huán)境自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)比較

選取2012年第1季度部分省(市)自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)［6］進行比較，數(shù)據(jù)見表5。由于自動站統(tǒng)一采用高壓電離室作為探測器，該探測器對宇宙射線的響應較好，因此數(shù)據(jù)普遍高于1989年的調(diào)查數(shù)據(jù)。由于西藏的宇宙射線較內(nèi)地高很多，因此自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)在所選省(市)中是最高的。

表5 西藏與內(nèi)地省(市)2012年第1季度自動站監(jiān)測數(shù)據(jù)比較 nGy/h

4 結(jié)論

從輻射環(huán)境自動監(jiān)測站2008—2012年期間測量數(shù)據(jù)來看，環(huán)境連續(xù)γ輻射劑量率年均值范圍為186.5～190.9 nGy/h，原野γ輻射劑量率平均值范圍為97.9～134.0 nGy/h，都在正常波動范圍內(nèi)。宇宙射線按平均測量值149.8 nGy/h計算，宇宙射線所致居民年劑量為1.29 mSv/a，為內(nèi)地的5倍左右。

綜上所述，西藏天然電離輻射水平雖然在原野γ輻射劑量率、宇宙射線方面要高于內(nèi)地，但仍屬于正常水平。由于西藏自治區(qū)地廣人稀，地理、氣候條件復雜，因此建議增加國控點位，多采用輻射環(huán)境自動站進行監(jiān)測，全面掌握和了解輻射環(huán)境變化情況;同時設立背景站，為國家提供大量的輻射背景數(shù)據(jù)。此外，西藏獨特的高原特點，加之每種監(jiān)測設備的監(jiān)測射線種類、能量響應等的局限性，現(xiàn)有數(shù)據(jù)均不能全面、準確地反映西藏的天然輻射劑量。主管部門應加強這方面的研究，以準確地表征西藏地區(qū)的天然輻射情況。

［1］全國環(huán)境天然放射性水平調(diào)查總結(jié)報告編寫小組．全國環(huán)境天然貫穿輻射水平調(diào)查研究(1983—1990年) ［J］．輻射防護，1992，12(2):96-121．

［2］姚可，倪士銀，張?zhí)烊A，等．西藏自治區(qū)環(huán)境天然貫穿輻射水平調(diào)查研究［J］．輻射防護，1994，14(4):267-275．

［3］何振蕓，羅國楨，黃家矩．全國環(huán)境天然放射性水平調(diào)查研究(1983—1990年)概況［J］．輻射防護，1992，12(2):81-95．

［4］王其亮，胡愛英，何苗挺，等．宇宙輻射所致我國居民劑量與分布［J］．放射衛(wèi)生，1991，4(3):115-117．

［5］朱昌壽．中國人受電離輻射照射劑量份額研究［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志，1998，18(5):340-345．

［6］環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術中心．全國輻射環(huán)境質(zhì)量季報［R］．浙江:環(huán)境保護部輻射環(huán)境監(jiān)測技術中心．2012．