本发明涉及调查评价放射性辐射环境的方法，具体涉及一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法。
背景技术：
人类所受到的放射性除了来自天然辐射源和放射性核素外，人类科学技术发展增加了接受天然及人工辐射照射的机会，而科学技术的发展主要靠以煤炭资源为基础的能源的开发来推动。煤资源是一种复杂的有机物和无机矿物的混合物，是一种重要的资源，几乎地球上所以的元素都可以在煤中发现，被称谓“伴生元素”的铀也不例外。煤对环境的放射性污染，有及其重要的生物学和卫生学意义，国内外专家较关注煤中放射性核素对环境的污染。含放射性核素煤对环境的放射性污染主要有三种形式。第一，煤天然出露地表，风化后对环境土壤、水、植物造成污染；第二、埋藏较浅的含放射性核素煤中放射性核素运移到地表富集，对环境土壤、水、植物造成污染；第三，人类活动，如煤矿开采将地下含放射性核素煤揭露到地面空间，对环境土壤、水、植物造成污染。造成环境放射性污染的源头是存在于煤中的放射性核素，最终将被释放到空气、水体和土壤中，并通过不同途径进入人体，辐射通过内、外照射对人类造成危害，因此对煤田区进行放射性辐射环境评价具有重要的现实意义。
目前，煤田放射性辐射环境评价方法主要有实验室分析和现场测量。实验室分析方法通过现场取样(土壤、岩石、煤、植物、水等)送实验室分析样品核素含量，对煤田环境进行放射性辐射环境评价。实验室分析方法精度高，但工作周期长，样品易污染，成本高，不利于现场及时对煤田放射性辐射指标作出评价。现场测量目前主要通过现场测量γ辐射剂量率进行环境放射性辐射监测，其具有及时性，但测量参数较单一，不利于放射性辐射环境多参数评价。
技术实现要素：
本发明提供了一种快速、经济、多参数完成的现场多参数快速评价煤田放射性辐射环境评价的方法，
实现本发明目的的技术方案：一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法，其包括如下步骤：
(1)采用地面或钻井中多道γ能谱仪，在煤田现场进行γ能谱测量，测量得到铀、钍、钾的核素含量；
(2)现场根据步骤(1)所得煤田现场测量铀、钍、钾的核素含量，用放射性核素含量与活度浓度单位换算系数现场换算出煤田铀、钍、钾的活度浓度；
(3)根据步骤(2)所得煤田铀、钍、钾的活度浓度，现场计算γ辐射剂量率；
(4)根据步骤(3)所得γ辐射剂量率，现场估算煤田环境γ辐射对居民产生的有效剂量当量；最终用以上参数完成煤田放射性辐射环境评价。
如上所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法，其步骤(1)所述的在煤田现场进行γ能谱测量，是根据天然放射性核素的γ射线能量差异，铀镭平衡前提下，在自然环境中直接确定岩石中γ射线强度以及铀、钍、钾放射性核素含量。
如上所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法，其步骤(2)所述的用放射性核素含量与活度浓度单位换算系数现场换算出煤田铀、钍、钾的活度浓度，具体见表1；
表1放射性核素含量与活度浓度单位换算表
如上所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法，其步骤(3)所述的根据步骤(2)所得煤田铀、钍、钾的活度浓度，现场计算γ辐射剂量率；具体为：
根据238u、232th、40k的值，用式(i)计算距地表1m高处γ辐射剂量率，单位：ngy/h；
d＝kkck+kucu+kthcth式(i)
式中：
d为距地表1m高处γ辐射剂量率；
cu、cth、ck分别为238u、232th、40k的活度浓度；
ku、kth、kk分别为238u、232th、40k的换算系数，在这里分别取0.462(ngy/h)/(bq/kg)、0.604(ngy/h)/(bq/kg)、0.042(ngy/h)/(bq/kg)。
如上所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法，其步骤(4)所述的根据步骤(3)所得γ辐射剂量率，现场估算煤田环境γ辐射对居民产生的有效剂量当量；具体为：
根据γ辐射剂量率用式(ii)对当地居民产生的年有效剂量进行估算；
daed＝d×8760×a1×a2×10-6(ii)
式中：
d为离地表1m高处γ辐射剂量率；
a1是居民的平均居留因子，室外、室内分别为0.2、0.8；
a2是γ辐射剂量率转换成年有效剂量的换算系数，这里采用0.7sv/gy。
本发明的效果在于：本发明所述的一种现场多参数快速评价煤田放射性辐射环境评价的方法，其采用地面或钻井中多道γ能谱仪，测量煤田地面或钻井中土壤、岩石(煤)等中的天然铀、钍、钾的核素含量和γ总放射性，通过借助放射性核素含量与活度浓度单位换算系数换算出煤田铀、钍、钾的活度浓度；根据煤田铀、钍、钾的活度浓度计算γ辐射剂量率；根据γ辐射剂量率估算煤田环境γ辐射对居民产生的有效剂量当量；最终本技术可替代实验室分析和现场γ辐射剂量率测量,在煤田现场提供铀、钍、钾的核素含量，铀、钍、钾的活度浓度，环境γ辐射剂量率，γ辐射对居民产生的有效剂量当量，以达到快速、经济、多参数完成煤田放射性辐射环境评价。
附图说明
图1为本发明所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种现场多参数快速调查评价煤田放射性辐射环境的方法作进一步描述。
采用仪器性能合格的地面或钻井中多道γ能谱仪，在煤田现场测量铀、钍、钾的核素含量；根据放射性核素含量与活度浓度单位换算系数现场换算出煤田铀、钍、钾的活度浓度；根据煤田铀、钍、钾的活度浓度现场计算γ辐射剂量率；根据γ辐射剂量率现场估算煤田环境γ辐射对居民产生的有效剂量当量；最终用以上多参数完成煤田放射性辐射环境评价。
γ能谱测量是根据天然放射性核素的γ射线能量差异，铀镭平衡前提下，在自然环境中可直接确定岩石(土壤或矿石)中γ射线强度(γ射线的空气吸收剂量率)以及铀、钍、钾放射性核素含量的测量方法。
(1)根据现场γ能谱测量铀(eu)、钍(eth)、钾(k)含量数据，用放射性核素含量与活度浓度单位换算关系(见表1)换算出40k、232th、238u的活度浓度。
表1放射性核素含量与活度浓度单位换算表
(2)根据238u、232th、40k的值，用(1)式计算距地表1m高处γ辐射剂量率(单位：ngy/h)。
d＝kkck+kucu+kthcth(1)
式中cu、cth、ck分别为238u、232th、40k的活度浓度；ku、kth、kk分别为238u、232th、40k的换算系数，在这里分别取0.462(ngy/h)/(bq/kg)、0.604(ngy/h)/(bq/kg)、0.042(ngy/h)/(bq/kg)。
(3)根据γ辐射剂量率用(2)式对当地居民产生的年有效剂量进行估算。
daed＝d×8760×a1×a2×10-6(2)
式中，d为离地表1m高处空气的γ辐射剂量率；a1是居民的平均居留因子，室外、室内分别为0.2、0.8；a2是γ辐射剂量率率转换成年有效剂量的换算系数，这里采用0.7sv/gy。
(4)在煤田现场提供铀、钍、钾的核素含量，铀、钍、钾的活度浓度，环境γ辐射剂量率，γ辐射对居民产生的有效剂量当量，快速、多参数完成煤田放射性辐射环境调查评价。
下面为某煤田天然放射性辐射环境水平调查成果。
(1)采用fd3022伽玛能谱仪测量伊北煤田地面土壤、岩石(煤)等中的天然铀、钍、钾的核素含量，统计结果见表1。
表1某煤田铀、钍、钾元素含量测量成果统计表
(2)根据放射性核素含量与活度浓度单位换算关系，1×10-6eu＝12.35bq/kg，1×10-6eth＝4.06bq/kg,1％k＝313bq/kg。据表1数据计算某煤田放射性核素238u、232th和40k的活度浓度统计成果见表2。
表2某煤田238u、232th和40k的活度浓度统计表
按照《电离辐射防护与辐射源安全基本标准gb18871－2002》放射性核素的豁免活度浓度，天然u、天然th为1000bq/kg、40k为100000bq/kg，伊北缘天然u、th、k的比活度值远低于豁免活度浓度。
(3)根据表2238u、232th、40k活度浓度的值，用d＝kkck+kucu+kthcth式计算距地表1m高处空气的γ辐射剂量率，见表3。单位：ngy/h；式中：d为距地表1m高处空气的γ辐射剂量率；cu、cth、ck分别为238u、232th、40k的活度浓度；ku、kth、kk分别为238u、232th、40k的换算系数，在这里分别取0.462(ngy/h)/(bq/kg)、0.604(ngy/h)/(bq/kg)、0.042(ngy/h)/(bq/kg)。
表3某煤田空气γ辐射剂量率统计表
某煤田空气γ辐射剂量率均值为75.52ngy/h，小于全国和世界的平均值81.5ngy/h和80ngy/h。
(4)根据daed＝d×8760×a1×a2×10-6，d为离地表1m高处空气的γ辐射剂量率；a1是居民的平均居留因子，室外、室内分别为0.2,0.8；a2是空气中γ辐射剂量率转换成年有效剂量的换算系数，取0.7sv/gy。
表4某煤田年有效剂量统计表