铀尾矿（渣）氡-222析出率估算方法

铀尾矿（渣）氡-222析出率估算方法

国家标准 GB/T28540一2012 铀尾矿(渣)氨-222析出率估算方法 Estimatingmethodofradon-222emanationratefromuraniumtaiings 2012-06-29发布 2012-11-01实施 国家质量监督检监检疫总局 发布 国家标准花管理委员会国家标准
GB/T28540一2012 目 次 前言 范围 规范性引用文件 术语和定义 铀尾矿(渣)表面氨析出率的理论计算 相关参数确定方法
GB/T28540一2012 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草 本标准由核工业集团公司提出. 本标准由全国核能标准化技术委员会(SAC/Tc58)归口 本标雅起草单位;核工业北京化工冶金研究院 本标准主要起草人:李先杰、王尔奇
GB/T28540一2012 铀尾矿(渣)氧-222析出率估算方法 范围 本标准规定了基于比活度,氧-222的扩散系数和射气系数,尾矿渣)的干密度等参数估算铀尾 矿渣)氧-222析出率的方法 本标准适用于铀尾矿渣)库平均氧析出率的估算 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的 凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件 凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB11743一1989土壤中放射性核素的丫能谱分析方法 GB/T50123一1999土工试验方法标准 E/T1117一2000土壤中-226的放射化学分析方法 铀矿冶废石、尾矿土质覆盖厚度及降低复析出率的计算方法 EJ/T11282001 NY/T1121.3一2006土壤检测第3部分;土壤机械组成的测定 NY/T1121.42006 土壤检测第4部分;土壤容量的测定 HU/T61一2001辐射环境监测技术规范 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件 3.1 尾矿(渣》talin 在提取镇的矿石处理过程中产生的固体废弃物或废弃的固液混合物,包括水治尾矿和堆浸尾渣 水冶尾矿指在水冶厂通过破磨加工矿石以提取有用金属过程中产生的废弃物 堆浸尾渣指通过矿石堆浸提取有用金属过程中产生的废弃物 3.2 尾矿(渣)库tailingsimpoundment 贮存或堆放水冶厂排出的尾矿浆中矿砂和矿泥(或干尾矿、渣)的专用设施,由堤坝围截而成,库内 设有排水(洪)构筑物以排除库内的尾矿澄清水或暴雨洪水 3.3 氧析出率radonemanationrate 单位时间间隔内穿过单位面积界面析出氧的量,单位为贝可每平方米秒(Bq/m's)). 错-226比活度 Ra-226speeificactivity 单位质量物质中错-226的放射性活度,单位为贝可每千克(Bq/kg) 3.5 尾矿干密度talimssdrydensity 尾矿孔隙中完全没有水时的密度称干密度,是指单位体积尾矿在干燥达到恒重后的质量,单位为千 克每立方米(kg/m=)
GB/T28540一2012 3.6 射气emanation(En mm) 在三个天然放射系中(Ra)的子体放射性气体氢(Rn) 在铀系是射气(#Rn,Tg=3.825d). 在针系是针射气(Rn或Tn,Ta=55.6s),在铜铀系是钢射气(Rn或An,Ta=3.96s). 3.7 氧-222射气系数emanationcerieient 在矿石的一定体积和时间内脱离晶格进人自由空间(孔裂隙)的氧-222射气量与该体积,时间内所 生成的全部氧-222射气量的比值称为射气系数 3.8 有效扩散系数efrectivediffusiocoefrricient 氨析出率与氧的浓度梯度的比值,单位为二次方厘米每秒(em=/s) 3 含水饱和度nmoisturesaturation 已充填水的孔隙与总孔隙容积之比 3.10 铀罐平衡系数 uraniumandradiumequilbriumcoefieient 介质中-226的放射性活度与同一介质中铀-238的放射性活度的比值 铀尾矿(渣)表面氢析出率的理论计算 当铀尾矿(渣)为均匀多孔介质,且湿尾矿(渣含水量大于1%)厚度超过2m或干尾矿(渣)(含水 量小于或等于1%)厚度超过4m时,裸露尾矿渣)表面氧析出率理论计算公式见式(1) 了=Ae虚,D 1 当湿铀尾矿渣)厚度小于2m或干铀尾矿(渣)厚度小于4m时裸露尾矿渣)表面理论计算公式 应修正为式(2). J,=Ax虚、/Dh(/Dn) 式中: 铀尾矿表面氧析出率,单位为贝可每平方米秒(Bu/m's)); 尾矿中-226的比活度,单位为贝可每千克(IBa/kg); AR -尾矿的干密度,单位为千克每立方米(kg/m=); 尾矿的氧-222射气系数,无量纲 E 氧-222衰变常数,2.06×10-有,单位为每秒(s) -尾矿层中氧-222的有效扩散系数,单位为二次方米每秒(m=/s); D 尾矿层的厚度,单位为米(m); .Z -双曲正切函数符号 th 其理论计算公式导出与边界条件见E/T11282001附录B 相关参数确定方法 5.1尾矿取样,保存与样品管理 5.1.1取样和保存 -般在尾矿库滩面20m×20m(最大不超过40m×40m)范围布1个取样点,采取垂深2m内的
GB/T28540一2012 尾矿样,以土壤采集器或取样铲进行取样 将每点采集的尾矿样去除杂物,现场均匀混合后取2kg~ 3kg装人双层塑料袋内密封,再置于同样大小的布袋中保存 以环刀法取样获得的尾矿样品,其样品保存见NY/T1121.4一2006 5.1.2样品管理 尾矿样品采集后的记录、保存,运输,交接、处理等管理要求见HJ/T61一2001的第6章 5.2尾矿(渣)中-226的比活度确定 5.2.1尾矿(渣)中霜-226的比活度测定 将1.000g尾矿(渣)干样品置于50mL铁堆蜗(或石墨堆蜗)中,加0.2只硝酸颚、3g4g过氧化 钠、3g4只无水碳酸钠与样品搅拌,再覆盖一层5只氢氧化钠,置于马弗炉中加热熔融 当温度达到 680C时,继续恒温10min~15min,取出堆蜗,冷却 冷却后的堆蜗放在300mL烧杯中,加人100mL 热洗涤液溶液(30g无水碳酸钠和15g氢氧化钠溶于适量水中,并用水稀释至1000mL.),煮沸,直至 熔融物全部脱离堆蜗 将烧杯中的溶液和沉淀物在布氏漏斗上抽滤,用加热的洗涤溶液洗涤堆塌烧杯 和沉淀物各3次,弃去滤液 用混合酸溶解沉淀物并转移至扩散器中,溶解液的总体积控制在30mL 50mL之间 用真空泵或双链球排气10nmin一15nmin后,立即封存,并记录封存时间和扩散器编号 视样品中铺含量的多少封闭3d一20d以积累足够量的氧-222 然后将氧-222气体转人闪烁室,使氧及 其子体达到平衡后,在氧针分析仪上测量,按式(3)计算儒-226的比活度 二马 /M 3 A=1000X 式中 样品中-226的比活度,单位为贝可每千克(Bq/kg).; AR min-l); 闪烁室的刻度值,单位为贝可每分钟计数(Bq/计数 -测量的样品计数率,单位为每分钟计数(计数/min); -闪烁室的本底计数,单位为每分钟计数(计数/n min; 试剂空白样中的-226活度,单位为贝可(EBg); 方法回收率,%; 氧的衰变常数,7.55×10-,单位为每小时(h'); 氨的积累时间,单位为小时(h) 取样量干重,单位为克(g) M 具体仪器设备、试剂、操作方法和分析步骤详见到/T1117- -2000 尾矿(渣)中错-226的比话度测定也可以采用GB713一1989所给出的了能谱分析方法 5.2.2尾矿渣中镖-226的比活度A.估算 在铀矿石中霜-226的比活度与其母体铀-238放射性平衡状态以铀平衡系数来表征 因为在尾 矿中几乎包含所有铀-238衰变产生的,所以,它的比活度与矿石中最初的铀的比活度相关 而含1% 天然铀品位矿石的铀-2338的比活度为1,.23X10'Blqkg',即铀的比活度为1,23X10cG(Baq/kg),则 -226的比活度Ae可由式(4)估算: A=1.23×10GK 4 式中 矿石中天然铀品位,%; 矿石的铀平衡系数,无量纲 K
GB/T28540一2012 3 5. 尾矿干密度的确定 采用环刀法获取尾矿样品,并立即对尾矿样品称重,同时测定样品的含水量,具体操作方法与步骤 见NY/T1121.4一2006 尾矿干密度可由式(5)计算得到: M 5 p= 页 式中 尾矿的干密度,单位为千克每立方米(kg/m'); 尾矿样品的总重量,单位为千克(kg); M -尾矿样品干基含水量,无量纲; 0 尾矿样品的总体积,单位为立方米(m'). 尾矿样品干基含水量通常的测量方法为称重法 先取一部分待测尾矿样品,用0.l尽精度的天平称 取尾矿样品的重量,记作尾矿样品的总重量(也称湿重量),在105C士2C的烘箱内将尾矿样品烘6h~ 8h至恒重,然后测定烘干尾矿样品,记作尾矿样品的干重量,具体操作方法与步骤见NY/T1121.3一2006 附录A 则含水量由式(6)计算得到 M 从- 式中 M -尾矿样品总重量,单位为克(g); M -尾矿样品干重量,单位为(g. 4 尾矿氧-222射气系数的确定 5.4.1尾矿氨-222射气系数的测定(射气法 将尾矿样品称重(约100g)后置于500ml 1000ml的集氧容器内密封(容器上应有进、出气 嘴),在密封前应把样品孔裂隙中累积的氧排净 在保持取样时的含水量(>1%)情况下,当样品在容器 内密封1d2d以积累足够量的氨后,采用循环法将氧转移到闪烁室或测氧仪的探测器中,使闪烁室 或测氨仪的探测器与集氧容器内的氨达到完全平衡,然后测量出氨浓度,并测量出样品的-226比活 度、干重和干密度 尾矿氧-222射气系数由式(7)计算得到 C-M./p 7 E RM-)(-eT 式中 尾矿氧-222射气系数,无量纲 E -测量的氧浓度,单位为贝可每立方米(Bq/m) V 包括集氧容器、闪烁室或探测器和连接管道等循环体系的总容积,单位为立方米(m'); -样品在集氢容器中密封至循环取样结束的积氨时间,单位为小时(h); 其他符号意义与前面相同 5.4.2尾矿氧-222射气系数的测定(?谱法》 将尾矿样品装满样品盒并密封保持取样时的含水率与密度),在密封前应把样品孔裂隙中累积的 氧排净 等3h4h使氨析出处于稳定状态和氧及氧子体达到平衡状态,然后用谱仪测量样品盒的 氧子体特征7射线峰(609keV)或峰群(29!kev.352kev.609keV)的强度 将密封的尾矿样品盒放 几天后(3天以上),再次用丫谱仪测量样品盒(几何位置应与第一次测量时保持基本一致),则尾矿 氨-222射气系数可按式(8)计算:
GB/T28540一2012 E- 8 IeT]e" 式中: 尾矿氧-222射气系数,无量纲 E -尾矿样品盒第一次测得氧子体特征7射线峰或峰群的净计数率,单位为每分钟计数(计数 min); -尾矿样品盒第二次测得复子体特征7射线峰或峰群的净计数率,单位为每分钟计数(计数 min); 尾矿样品盒从密封至第一次测量的时间,单位为小时(h); 尾矿样品盒从密封至第二次测量的时间,单位为小时(h) 5.4.3尾矿氧-222射气系数的估计值 尾矿的氧-222射气系数E通常的范围是0.030.50,射气系数随着尾矿粒度的增加而减小 对于 尾矿干重的含水率均大于1%,此时的射气系数范围是0.15~0.40 射气系数E比较合理的取值为0.25 在没有对射气系数进行测定时,推荐使用射气系数的保守值 为0.35 5.5尾矿层中氧-222的有效扩散系数的估算 尾矿中氢-222的有效扩散系数D可按下面的经验式(9)估算获得 D=7×10exp[-4(w一nn=十m)1 式中 含水饱和度,无量纲: mn 孔隙比.无量纲 7 式中尾矿渣)含水饱和度的测量,通常采用的也是称重法 通过环刀采取一定量的尾矿样品,将环 刀与尾矿样品一起放在105士2C的烘箱内烘6h~8h至恒重,测定烘干尾矿样品的重量(减去环刀 的重量),记作尾矿样品的干重量(M.);然后按GB/T501231999中3.2.2的规定操作,将盛有尾矿样 品的环刀装人饱和容器浸人水盘中,水盘中的水面不能淹没样品 环刀与尾矿样品在水中放置4h~ 8h,取出称重,然后再次浸人水中2h取出称重,前后两次重量无显著差异时,说明已达到饱和 尾矿 渣)的含水饱和度由式(10)计算 M m= 10 M. 式中: -尾矿(渣)样品含水饱和后的重量,单位为克(g. M 其他符号意义同前 尾矿(渣)的孔隙比测定见GB/T50123一1999的14.1.6

铀尾矿（渣）氡-222析出率估算方法GB/T28540-2012

什么是铀尾矿（渣）?

铀尾矿（渣）是指经过提取铀矿后，剩余的物质。它主要包含了一些有毒有害元素，如镉、铀、钍、钾、铅、锑等。这些元素对环境和人体健康造成严重危害，因此对于铀尾矿（渣）的处理十分重要。

氡-222在铀尾矿（渣）中的问题

铀尾矿（渣）中含有大量的氡-222，这是一种放射性核素，会对周围环境和人体健康造成辐射污染。因此，研究氡-222在铀尾矿（渣）中的析出率，有助于制定科学的处理方案。

GB/T28540-2012标准

GB/T28540-2012是中国国家标准化委员会发布的《铀尾矿(渣)中氡-222放射性测量方法》标准，旨在规范氡-222在铀尾矿（渣）中的测量方法和估算方法，提高核安全水平。

铀尾矿（渣）中氡-222析出率估算方法

根据GB/T28540-2012标准，可以使用以下公式计算铀尾矿（渣）中氡-222的析出率：

其中，φ为氡-222的析出率；N_0为初始放射性核素数；N_t为所采样品的放射性核素数；S为所采样品的重量；A为样品中氡-222的比活度。

通过上述公式，可以较为准确地预测铀尾矿（渣）中氡-222的析出率。这对于制定铀尾矿（渣）的处理方案，以及保障周围环境和人体健康具有重要意义。

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2022/10/29 7:34:38 现行