低放稀土废渣放射性核素分析+文献综述(2)
1 引言
1.1本课题的目的和意义
稀土是中国重要的矿产资源，在业界内素有“金子”之称，由于其优越的性能，已被广泛应用于尖端技术和国防等领域。我国作为世界上第一大的稀土储备量大国，长期向全球市场供应大量的稀土资源。由于技术水平限制，稀土的开采、冶炼、加工过程中往往伴随着一系列的放射性环境污染问题的出现。稀土大部分由矿物质构成，并掺杂了一些带有放射性的核素，比如U、Ra、Th和K等。随着稀土的开发利用，产生了大量的固体废渣，而废渣中的这些放射性核素将发生迁移、富集。放射性核素很难通过普通的化学或物理方法进行分离降解处理，所以这些含大量放射性物质的固体残渣通常会被随意堆放，随着放射性物质的迁移，放射性核素会进入大气、水体和土壤当中，从而对开采当地会造成不同程度的放射性污染[1]。
江苏省是稀土冶炼、分离利用的大省，现有10余家稀土冶炼、分离利用企业，年产生低放射性废渣几十到几百吨不等[2]。由于企业对废渣的认识不够，且废渣不能通过常规的方法进行处理，大部分都只能建库存放，这使得废渣已接近饱和。同时由于对废渣中核素的组分以及放射性活度掌握信息不足，不能很好的进行分类存放，导致了不同废渣掺杂紊乱，给后续处理加大了难度。因此，系统的掌握稀土废渣中核素的分布，以及核素相应的比活度，并结合中国“放射性废物的分类”[3]中的国家法规条例，才能更好地提出相应的处理处置措施。
无源模拟刻度的测量方法在国内外都得到了一定的发展，被广泛应用于土壤、水体、生物以及气溶胶样品的放射性测量中，而用于分析稀土废渣核素的研究却很少，最主要是由于稀土材料产品中的放射性核素及其子体众多，能量范围从低能段到高能段都有分布，因此对稀土产品中的天然放射性核素进行研究分析具有较大的难度[4]。鉴于此，本课题研究将立足于对江苏省稀土分离企业的放射性废渣包括中和渣、酸溶渣在内的两种废渣进行放射性核素分析。通过对不同种类和不同生产过程的稀土废渣的放射性核素比活度测量，按分类标准进行分类，并对各废渣的放射性水平进行分析评价。通过课题的研究掌握无源效率刻度方法在放射性测量中的运用。
1.2 主要研究内容和方案设计
1.2.1 研究内容
本课题主要的研究内容主要有：
⑴ 使用高纯锗能谱分析的方法，结合无源刻度方法进行刻度，并对中和渣和酸溶渣中的放射性核素进行定性定量分析。
⑵ 了解无源效率刻度的测量原理，掌握实验室无源效率刻度软件GammaCalib的使用方法。
⑶ 通过测量不同废渣中不同核素的比活度，参照“放射性废物分类标准”一一GB9133-1995国家标准，对两种废渣的放射性水平进行分析评价，给出放射性固体废渣所属分类，以及需采取的处理处置方式。
1.2.2 方案设计
本课题主要包含两部分内容：
第一部分主要是探究无源效率刻度软件GammaCalib的精确性，通过对RaThK混合标准源中分支比较大的多个能量特征峰进行有源效率曲线法、无源效率曲线法与参考值的比较，计算出两种方法与参考值之间的相对偏差，以及两种方法之间的相对偏差，从而验证无源效率刻度的可行性以及结果的精确性。
第二部分是通过无源效率刻度软件GammaCalib对两种稀土样品效率曲线进行模拟，得到能量-效率曲线文件，再通过GammaVision软件载入，进而推算出稀土渣样品中特定核素的比活度值。比活度A（Bq/kg）的计算公式如下：