气冷快堆中基于钍的燃料的同位素浓度回归分析

《Radiation Physics and Chemistry》：Regression Analysis of Isotopic Concentrations in Thorium-based Fuel for Gas-Cooled Fast Reactors

本研究通过γ光谱法和总α/β分析评估巴基斯坦炼油废物的放射性风险，发现S1和S2样本中铀-226、钍-232和铀-235浓度过高，导致室内吸收剂量达249.11nGy/h（超IAEA参考值84nGy/h），年有效剂量1.222mSv/y（超安全限值1mSv/y），可能对工人健康造成威胁。水样总α活性11.21Bq/L超WHO安全标准，显示放射性物质渗入风险。建议加强监测和规范处置措施。

　　

Iqra Zamir|Hannan Younis|Asadullah Dawood|Muhammad Shahid|Tahira Shabbir|Muhammad Asad Khan|Muhammad Dilband|S. AlFaify|Muhammad Asim

巴基斯坦伊斯兰堡COMSATS大学辐射实验室物理系

摘要：

本文通过伽马光谱分析和总α/β分析，确定了巴基斯坦原油精炼厂废物的放射性危害。对六个废物样本进行了高纯度锗（HPGe）处理和分析。伽马分析结果显示，样本S1的总放射性活度最高，为350.33 Bqkg^-1，虽然低于国际原子能机构（IAEA）推荐的465 Bqkg^-1的标准，但由于样本S1和S2中Ra-226、Th-232和U-235的浓度过高，仍表明存在较高的放射性风险。室内吸收的伽马剂量率（Din）在10.37至249.11nGy/h之间（样本S1和S2的剂量率超过了IAEA推荐的84nGy/h）。样本S1的年有效剂量率（Ein/y）达到了1.222 mSv/y，超过了安全标准1 mSv/y，这可能对在封闭环境中工作的工人造成健康风险。样本S1中的Cs-134（18.2 Bqkg^-1）也表明该样本受到人为污染。使用双磷探测器（ZnS）和塑料探测器测量了总α和总β活性，以评估水污染风险。总体研究表明，测量值超过了世界卫生组织（WHO）和IAEA的安全饮用水标准，平均总α活性为11.21 Bq/L。α粒子的存在表明，当受污染的精炼厂废物与水混合时，这些放射性核素会渗入水中。研究结果表明，原油精炼厂废物具有较高的放射性危害，因此需要定期监测并采取适当的废物处理措施。

部分内容

引言

自然产生的电离辐射水平的增加是放射性污染对人类环境造成的不可避免的后果。放射性污染对人类和生态系统的危害取决于放射性污染物的类型、污染量以及污染扩散的速度[1]、[2]。由于人类活动，大气中天然存在的放射性物质（NORM）的数量有所增加。

伽马活性采样

我们采集了六份原油精炼厂的污泥、废油或水样。通过生物修复、焚烧和饮用水处理，所有收集的废物样本的体积都得到了减少。样本来自储水池、产品罐排水口、脱盐器和储罐。每份样本的重量约为1公斤或1升。为确保氡气不会泄漏，土壤样本被小心转移。

利用伽马分析测定放射性核素的总活性

总活性是根据Ra-226、Th-232、K-40、Cs-134和U-235的活性浓度计算得出的，这些活性浓度可以通过相应的公式[9]、[16]来确定。$$

“A”代表放射性核素的活性。自然来源的活性用“Cs”表示，单个峰下的背景区域用“Cb”表示，辐射在该特定能量下发射的可能性用“P”表示，探测器在光峰能量下的灵敏度用“P”表示。

结论

本文对巴基斯坦原油精炼厂产生的废物所带来的放射性风险进行了批判性评估。通过伽马光谱分析和总α/β光谱分析发现，样本S1和S2中高浓度的Ra-226、Th-232和U-235导致室内剂量和年有效剂量增加，这表明在封闭工作环境中工作人员可能面临健康风险。

作者贡献声明

Hannan Younis：软件开发、概念设计。Asadullah Dawood：撰写、审稿与编辑、数据可视化。Muhammad Shahid：撰写、审稿与编辑、数据验证。Tahira Shabbir：撰写、审稿与编辑、数据验证。Muhammad Asad Khan：撰写、审稿与编辑、数据可视化、数据验证。Muhammad Dilband：撰写、审稿与编辑、数据可视化。S. AlFaify：撰写、审稿与编辑、数据可视化、数据验证。Muhammad Asim：撰写、审稿与编辑、数据可视化、数据验证。Iqra Zamir：撰写

伦理批准

所有作者均已阅读并理解了《作者指南》中发布的作者伦理责任声明，并按需遵守。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

作者感谢King Khalid大学的研究与研究生院通过项目编号RGP2/643/46提供的资金支持。