稀土材料中放射性分布研究_帅震清
稀土化合物中总α、总β放射性的测定
稀土化合物中总α、总β放射性的测定陈 文,汤 英,徐 娜,李 平(江西省钨与稀土产品质量监督检验中心,江西 赣州 341000)摘 要:放射性元素在稀土中含量的多少,是评价稀土化合物产品优劣的重要指标,然而我国目前还没有一个准确度测定稀土产品中放射性元素含量的方法,为解决无法确定稀土产品优劣的问题,对稀土化合物中总α、总β放射性的测定方法进行研究。
在确定实验的仪器和试剂之后,首先进行α和β标准源的测量,然后进行本底和样品源的测量,最后根据公式得到计算结果。
通过计算结果分析标准源的选择因素、有效饱和厚度的确定方法、仪器本底的稳定性分析、样品测量时间的计算以及实验的精密度分析。
关键词:稀土化合物;α放射性;β放射性;放射测定中图分类号:X832 文献标识码:A 文章编号:1002-5065(2021)01-0187-2Determination of total α and β radioactivity in rare earth compoundsCHEN Wen, TANG Ying, XU Na, LI Ping(Jiangxi tungsten and rare earth products quality supervision and inspection center, Ganzhou 341000,China)Abstract: The content of radioactive elements in rare earth is an important index to evaluate the quality of rare earth compound products. However, there is no accurate method to determine the content of radioactive elements in rare earth products in China. In order to solve the problem that the quality of rare earth products can not be determined, the determination methods of total α and β radioactivity in rare earth compounds were studied. After determining the instrument and reagent of the experiment, first measure the standard source of α and β, then measure the background and sample source, and finally get the calculation result according to the formula. Through the calculation results, the selection factors of standard source, the determination method of effective saturation thickness, the stability analysis of instrument background, the calculation of sample measurement time and the precision analysis of experiment are analyzed.Keywords: rare earth compound; α - radioactivity; β - radioactivity; radioassay; radioassay稀土在我国的工业生产中占据着相当重要的地位,被广泛地应用于彩色电视、电子工艺、钢铁、冶金、石化、医疗卫生等诸多领域。
稀土生产中的放射性分布
立志当早,存高远稀土生产中的放射性分布有两个方面,一方面是稀土元素本身有少数几个在自然界丰度较小的放射性同位素。
另一方面是稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素。
稀土元素的天然放射性同位素的比放射性强度都很低,故稀土元素本身不作为放射性元素处理。
稀土矿物中伴生的铀、钍和镭等天然放射性核素是稀土生产中放射性的主要来源,并在稀土中间产品和稀土合金产品中有所分布。
表1、表2、表3 中分别列出了部分稀土矿物、中间产品和稀土合金产品中天然铀、钍含量及比放射性强度。
由表可见,包头混合型稀土矿精矿的α比放射性强度,在国家控制的7.4×104Bq/kg 的控制线上,生产能力大时,日操作量就有可能超过国家控制标准。
氟碳铈矿、独居石矿和褐钇铌矿精矿的比放射性强度均高于国家标准控制最低值。
稀土中间合金产品中比放射性强度较高,对于贮存、运输来说,需加强防护。
其他多数产品的放射性比强度都低于国家卫生标准限值。
表1 我国几种稀土精矿中铀、钍含量及其比放射性稀土精矿矿种类REO/%ThO2/%U3O8/%总比放射性强度/(Bq/kg)混合矿氟碳铈矿独居石矿褐钇铌矿24.43~40.265042.7~60.322.02~30.660.111~0.2460.364.3~7.181.48~4.38-0.00510.22~0.882.12~2.145.37×104~7.77×1041.2×1050.37~3.7×1060.37~3.7×106 表2 稀土混合矿生产的部分中间产品中天然钍含量及比放射性中间产品名称REO/%ThO2/%总比放射性强度/(Bq/kg)复盐混合稀土氧化物氧化铈42~4545~480.056~0.22≤0.03≤0.033.26×104~7.8×1040.41×104~1.11×1040.44×103 表3 稀土中间合金冶炼原料、产品中天然钍含量及其比放射性原料、产品名称稀土富渣稀土硅铁合金稀土镁合金钙稀土合金稀土含量(REO)/%天然钍含量/%总比放射性强度/(×104Bq/kg)≥80.056~0.0592.22~3.4823~340.10~0.203.92~7.776~200.05~0.122.22~。
第一次全国污染源普查稀土行业天然放射性核素调查分析研究
别为:总U为3 918.6 Bq/kg,232Th为2 315 Bq/kg,226Ra为1 221 Bq/kg。
关键词:稀土;污染源普查;天然放射性;放射性核素
中图分类号:TL7;X83
文献标识码:A
稀土是伴生放射性矿之一,通常与铀、 钍等天然放射性元素共生,放射性核素浓度 较高。在稀土开发利用过程中,放射性核素 会在其废渣、尾矿等废物中进一步富集,导 致放射性核素含量远高于当地天然放射性本 底水平;并且固体废物数量巨大对环境有一定 影响,再加上大多数企业环保和辐射防护措施 不完善,已经对环境造成了放射性污染[1—4]。我 国环境保护部门一直非常重视稀土资源开发 利用过程中放射性污染情况[4—6],有关专家学 者也对白云鄂博稀土、四川冕宁稀土、山东 微山等部分稀土矿开采、冶炼和开发中产生 的放射性污染开展了相关的调查和研究工作, 但是对全国整个稀土行业、全部稀土企业一 直未组织开展方法统一的全面调查和研究工 作。2006 年底—2009 年,国家组织开展了第 一次全国污染源普查,将稀土等 11 类伴生放
1 稀土行业伴生放射性普查概况
1.1 我国稀土行业概况及造成的环境污染 我国是世界上稀土资源储量最多的国家,
并且品种齐全,形成北部主要为轻稀土、南部 主要为重稀土的分布特点。据有关资料统计, 全国已有 22 个省 (区) 发现了稀土矿床,工 业储量为 5 200 万 t,远景储量大于 21 000 万t。
初测要求:(1)矿石或主要原材料 (如精 矿) 中 U、 Th 系 核 素 的 含 量 大 于 0.1 Bq/g; (2)矿石或主要原料 (如精矿) 表面 1 m 处的 γ 剂 量 率 超 出 “ 当 地 本 底 水 平 +50 nGy/h”; (3)固体废物 (如尾矿、尾渣) 表面 1 m 处的
中子活化分析稀土成分稀土杂志331
中子活化分析技术在稀土材料微量元素成分分析中的应用四川省辐射环境管理监测中心站(成都,中国610031) 帅震清摘要:利用中子活化分析方法对四川攀西地区稀土矿以及用该矿生产的各类稀土材料中的微量元素的含量进行了测试,获得了稀土材料中微量元素的大致分布情况。
研究结果表明,稀土矿中的钡、铈、铬、钍含量分别为14424.5μg.g-1,272422.5 μg.g-1,1645.8μg·g-1,6226.3μg·g-1。
该结果对预防稀土材料冶炼和加工过程中导致的辐射环境污染是非常有用的,同时也为提高稀土产品的质量和制定有害元素含量限值标准提供基础数据。
关键词:中子活化分析;稀土材料;微量元素;有害元素我国稀土伴生矿资源丰富,储量居世界首位。
目前我国稀土材料开发已成为世界上唯一能够大量研发生产各种品种的稀土材料的国家。
由于稀土材料中的有害元素的含量高低是影响产品质量的一个重要因素,也是环境污染防治的研究的前沿课题,准确分析稀土材料的微量元素及有害元素的含量实属必要。
我们首次利用灵敏度高、准确性好、多元素、无损害的中子活化分析方法,对我国四川攀西地区的稀土矿及以该矿生产的稀土产品中的微量元素以及有害元素含量进行了检测分析。
1 材料和方法1.1 样品采集氟碳铈稀土矿采自四川省攀西地区,稀土产品及固体废渣采自以该矿为原料生产的稀土材料产品和酸浸渣。
本次采集的稀土材料样品来自酸法处理工艺流程,对稀土产品抽样采用多次(8次)取样后,混合均匀后作为待测样品。
土壤采自四川悦峰稀土厂(该厂已投产运行3年)外200米处的农田。
1.2 实验方法[1]稀土精矿、产品、固体废渣样品。
采集后干燥、研磨、逐级缩分,经过200目网筛后制备成样品。
样品称量在25mg左右,标准称量在25mg左右。
样品和标准均采用聚四氟乙烯包装,然后送中国核动力研究的池式反应堆为辐照,中子积分注量为1×1017,照射后的样品用Ge(Li)半导体探测器进行测量.根据生成核半衰期的不同,冷却4-6d,进行第一次测量,测量时间2000s左右;冷却15d,进行第二次测量,测量时间为5000s。
伴生放射性矿开发利用中辐射环境现状分析与对策研究
伴生放射性矿开发利用中辐射环境现状分析与对策研究摘要:在伴生放射性矿开发利用过程中,由于放射性核素的迁移、浓集或扩散,会给周围环境造成一定程度的放射性污染,如何有效防止放射性污染、确保辐射环境安全和公众健康已成为现阶段讨论热点。
本文对伴生放射性矿开发利用中存在问题进行了归纳分析,并从监督管理、法规制度等方面提出具有针对性的对策建议。
关键词:伴生放射性矿;辐射环境;对策研究伴生放射性矿是指含有较高水平天然放射性核素浓度的非铀(钍)矿。
伴生矿资源除了含所需的矿用成分外,同时伴生有高于规定水平的天然放射性物质。
2020年11月24日生态环境部发布《矿产资源开发利用辐射环境监督管理名录》,将稀土、锆及氧化锆、铌/钽、锡、铝、铅/锌、铜、铁、钒、钼、镍、锗、钛、金、磷酸盐、煤等18个矿种纳入监管的伴生放射性矿产类别。
由于伴生矿资源中含有较高水平的天然放射性核素,在开采、运输、冶炼、加工和利用过程中,伴生矿中的天然放射性物质也将被迁移、浓集或扩散,这样含有天然放射性核素的产品、废弃物的放射性水平将超过天然放射性本底水平,因而给周围环境及公众健康造成严重影响[1-2]。
目前,我国伴生放射性矿开发利用过程中,存在辐射管理体系不完善、法规标准不健全等问题,导致放射性污染事件频发,因此加强伴生放射性矿开发利用项目的辐射环境监督管理显得尤为重要。
1.伴生放射性矿辐射环境影响伴生放射性矿开发利用项目对公众产生辐射照射增加主要通过外照射和内照射影响。
(1)外照射伴生放射性矿的开采过程,把地表以下的较深层的含天然放射性核素比活度较高的土壤转移至地表上来,破环了该地区原有的辐射环境,提高了该地区的γ辐射水平;伴生矿的冶炼、加工和利用就是天然放射性核素在中间产品或废物中有所富集,并扩散到更大的范围。
放射性固体废物的产生,使周围环境γ辐射水平显著提高,对人产生γ辐射照射。
在伴生放射性矿的开采、冶炼、加工和利用过程中,产生了大量的粉尘、悬浮物及气溶胶均会对人产生γ辐射照射,以及在水体产生的放射性沉积物,也会对人产生γ辐射照射。
稀土料液放射性去除研究
稀土料液放射性去除研究X杨俊林1,杨俊海2,孙利霞2,高 健3(1.包头韵升强磁材料有限公司;2.包头罗地亚稀土有限公司;3.包头铁路公安处,内蒙古包头 014010) 摘 要:包头稀土精矿具有很高的放射性,在分解处理的过程中,必须对放射性进行处理。
处理后的放射性要小于300bq/kg。
关键词:稀土;放射性;碱法 包头稀土精矿的处理方法主要有两种分解方法,一种是碱法,就是用氢氧化钠水溶液在140~160℃分解30m in;一种是用浓硫酸高温(900℃)分解。
本文研究的是碱法生产线放射性去除的方法。
传统的处理方法是,在盐酸优溶时,同时按一定比例加入硫酸和氯化钡,使放射性物质镭以硫酸镭的形式被硫酸钡带下来,达到去除镭的目的。
本文采用配制一定浓度(1/1~1/9)的硫酸钠溶液和氯化钡溶液同时加入的方法使放射性元素镭有原来的900bq/kg 降到了90bq/kg。
1 实验结果与讨论1.1 工艺过程1.1.1工艺流程:精矿——酸洗——碱分解——水洗——盐酸溶解——中和除镭、除铁钍——氯化稀土料液1.1.2 碱法生产线的碱浆水洗合格后打入盐酸溶解罐,当溶解pH=0.5时,把分别溶解配制好的硫酸钠和氯化钡溶液按比例加入搅拌溶解罐中,搅拌一定时间后,除铅中和后即是较干净的氯化稀土料液。
1.2 处理分析结果1.2.1 处理前的料液放射性结果批次Ra228,bq/kgB-1#10002B-2#9993B-3#11028B-4#9870B-5#9275B-6#12973B-7#11294B-8#13002B-9#8992B-10#10364由上可以看出,未处理的氯化稀土料液的放射性很高,平均值高达10679bq/kg,根本无法满足产品对放射性的要求,必然要对其进行处理。
2.2.2 未改工艺前处理后的料液放射性结果批次Ra228,bq/kgBA-1#1000BA-2#937BA-3#859BA-4#924BA-5#599BA-6#876BA-7#931BA-8#784BA-9#869BA-10#1026A ver age881由上可以看出,未改工艺前处理的氯化稀土料液是用浓硫酸和固体氯化钡的加入方式处理的,放射性仍然很高,平均值高达881bq/kg,无法满足产品对放射性的要求,必然要对其进行改进处理。
阳江市某稀土冶炼厂放射性水平调查
文章编号:1000-6486(2001)05-0061-01阳江市某稀土冶炼厂放射性水平调查黄志标, 宋曲波中图分类号:R144 文献标识码:B阳江市某稀土厂是用离子型稀土矿、氯化稀土片和独居石处理液为原料经酸溶、有机溶剂分组、草酸沉淀、灼烧等处理而产生稀土氧化物、氟化物、碳酸盐等产品。
由于稀土矿物及其产品含有一定天然放射性物质,为了弄清该厂生产环境的放射性水平,我们对其进行了调查。
1 材料与方法原料和产品中226Ra、232Th、238U的比活度用ORTEC型能谱仪测定; 表面污染水平用FJ-2202A型 、 、沾污仪现场直接测定;照射量率用FD-3013A型辐射仪直接测定。
2 结果与分析2 1 镭 226、钍 232、铀 238比活度由表1可见:原料氯化稀土片、富铕矿、独居石处理液等的镭 226、钍 232、铀 238的比活度分别为102~104Bq/kg水平。
按该厂每年生产用原料氯化稀土片2000吨,富铕矿1000吨,独居石处理液1000吨,每年生产12个月,每月生产25d计算出该厂镭 226、钍 232、铀 238的日最大操作量分别是:2.19 107Bq、1.43 108Bq、1.59 108Bq,均高于国家标准[1]界定放射性工作场所的限值(镭 226、钍 232,4 105Bq;铀 238,4 104Bq)。
表1 镭 226、钍 232、铀 238比活度(Bq/kg)编码 样品名称铀 238钍 232镭 2261富铕矿[]<18 4.87 102 1.34 1022富铕矿[!]<18 1.96 102 1.80 1023富铕矿[∀]<18 2.62 1020.80 1024独居石处理液 4.8 104 4.25 104 6.32 1035氯化稀土片[1]<18 3.20 1020.91 1026氯化稀土片[2]<18 2.06 102 1.2 1027氯化稀土片[3]<18<15<128氧化钐 1.90 10215.4<129碳酸铈<18<15<1210氧化镝<18<15<1211氧化钆+氧化铕<18<15<1212氧化钕<18<15<1213氧化镨<18<15<1214氧化钬+氧化镥<18<15<122 2 表面污染水平从表2可见:所测的10类表面都存在不同程度的 放射污染,其中工人工作服和手掌的平均污染水平都超过国家标准限值[1]。
稀土材料的电磁辐射特性研究与应用
稀土材料的电磁辐射特性研究与应用引言稀土材料是指具有特殊电子结构和独特光学、磁学等物理特性的元素或化合物。
它们在电磁辐射特性研究和应用方面具有重要的地位。
本文将介绍稀土材料的电磁辐射特性的研究进展以及在实际应用中的潜力。
稀土材料的电磁辐射特性研究1. 光学辐射特性稀土材料在光学辐射特性研究中具有重要的应用。
它们可以通过吸收、发射、激发等过程对光进行调控。
其中,稀土离子在能级结构上的特殊分布使其具有多种发射特性,如发射可见光、近红外光、红外光等。
在光通信、光储存、激光器、光传感器等领域中,稀土材料的光学辐射特性研究为相关技术的发展提供了重要基础。
2. 磁学辐射特性除了光学辐射特性,稀土材料在磁学方面也具有独特的特性。
许多稀土材料表现出强磁性,即使在常温下也能表现出较高的自发矫顽力和磁饱和强度。
这使得稀土材料在磁存储、磁传感器、磁共振成像等领域具有广泛应用。
磁学辐射特性的研究有助于理解稀土材料的磁性行为,并且为实际应用中的磁性器件设计提供指导。
3. 辐射对人体健康的影响稀土材料的电磁辐射特性研究还涉及其对人体健康的影响。
辐射是指电磁波通过空间传播时携带的能量。
不同波长的辐射对人体有不同的生物效应。
稀土材料的辐射特性研究需要考虑其在生物体内的作用机制,以及对人体健康的潜在风险。
这方面的研究对于电磁辐射安全性评估和相关标准的制定具有重要意义。
稀土材料的电磁辐射特性应用1. 光通信稀土材料在光通信领域中具有重要的应用。
由于其特殊的发射特性,稀土材料可以被用来制备高效的光放大器和光纤放大器。
这些器件在光通信系统中起到放大光信号的作用,提高通信传输距离和传输质量。
2. 光储存稀土材料的光学辐射特性还可以被应用于光存储技术。
通过调控稀土材料的发射特性,可以将信息以光信号的形式存储在材料中。
这种光存储技术具有存储容量大、读写速度快、耐久性好等优点,对信息存储领域有重要意义。
3. 磁存储稀土材料在磁存储领域也广泛应用。
稀土材料的电磁辐射性能研究
稀土材料的电磁辐射性能研究引言稀土材料由于其特殊的物理和化学性质,在材料科学领域得到了广泛的关注和研究。
其中,稀土材料的电磁辐射性能在现代通信、电子技术和能源应用中具有重要意义。
本文将对稀土材料的电磁辐射性能进行综合研究,并重点探讨其在电磁辐射领域的潜在应用。
稀土材料的基本特征稀土材料是指镧系元素(从镧到镥的15个元素)和钇元素的化合物。
这些材料具有丰富的能级结构和复杂的电子结构,使得其在电磁辐射领域具有独特的性能。
此外,稀土材料还具有高稳定性、优异的光学性能和强磁性等特征,这些特性使得其在电磁辐射领域具有广泛的应用前景。
稀土材料的电磁辐射特性光学辐射性能稀土材料具有优异的光学辐射特性,其中包括荧光和磷光效应。
荧光效应是指稀土材料在受到特定波长的光激发后,发出特定波长的光的过程。
稀土材料通过上能级的跃迁从而实现荧光效应。
磷光效应则是指稀土材料在受到辐射后,存储能量并以磷光的形式进行释放。
这些光学辐射特性使得稀土材料在荧光显示器、激光器和光纤通信等领域有着广泛的应用。
磁性辐射性能由于稀土元素的强磁性性质,稀土材料在磁性辐射领域也具有独特的应用潜力。
其磁性辐射性能主要表现为磁光效应和磁生光效应。
磁光效应是指磁场对材料的光学性质产生影响的现象。
稀土材料在受到磁场作用时,其光学性质会发生变化,这为磁场传感器和磁光存储器等设备的制备提供了理论基础。
磁生光效应是指材料在磁场中发光的现象。
稀土材料在磁场激发下会产生磁生光效应,这为磁光显示器和光子晶体等领域的应用提供了突破口。
稀土材料的应用前景通信领域稀土材料的优异光学性能使其在通信领域有着重要的应用。
其中,稀土材料在光纤通信中用作光纤放大器和激光器的掺杂剂,提高光信号的传输和放大效果。
此外,稀土材料还可以用于制备光纤组件和高速光通信设备,推动通信技术的发展。
电子技术领域稀土材料在电子技术领域的应用包括磁光存储器、磁场传感器和磁性记录材料等。
磁光存储器利用稀土材料的磁光效应实现数据的读写和存储。
稀土矿伴生放射性废渣浸泡和淋滤实验铀、钍溶出机制研究
稀土矿伴生放射性废渣浸泡和淋滤实验铀、钍溶出机制研究我国是稀土生产和消费大国,稀土矿的开采产生大量的废渣,露天堆放的含放射性核素稀土矿渣经风化、降雨等自然淋洗作用,其中的放射性核素(U、Th 等)被淋洗出来进入生态系统,对人类健康造成巨大隐患。
本文主要选取30个稀土矿及其废渣样品,通过测量其放射性核素<sup>238</sup>U、<sup>226</sup>Ra、<sup>232</sup>Th和<sup>40</sup>K比活度,最后选择不同类型及有较大放射性核素含量差异的铀钍渣(S1)、中和渣(S2)、四川稀土(S3)、镭渣(S4)4种稀土矿废渣分别进行静态浸泡和动态淋滤实验,研究浸出液和淋出液pH和铀、钍浓度的变化、铀淋出量以及淋滤对稀土矿渣放射性核素U含量的影响,从而大致了解4种稀土矿中放射性核素的释放迁移规律,为科学处理稀土矿渣及放射性污染防治提供科学依据。
实验主要结论如下:(1)30个稀土矿样品均具有较强的放射性。
4种用于浸泡和淋滤的稀土矿渣中,放射性核素<sup>238</sup>U比活度大小依次为:镭渣(1.11×10<sup>4</sup><sup>1</sup>.57×10<sup>4</sup>Bq/kg),铀钍渣(4.11×10<sup>3</sup><sup>7</sup>.01×10<sup>3</sup>Bq/kg)、中和渣(2.86×10<sup>3</sup> Bq/kg),四川稀土最小(0.68×10<sup>3</sup><sup>1</sup>.15×10<sup>3</sup> Bq/kg);放射性核素<sup>232</sup>Th比活度大小依次为:镭渣(1×10<sup>7</sup>Bq/kg)、铀钍渣(3.79×10<sup>5</sup><sup>5</sup>.98×10<sup>5</sup> Bq/kg)、四川稀土(6.32×10<sup>4</sup><sup>6</sup>.60×10<sup>4</sup> Bq/kg)、中和渣(4.29×10<sup>3</sup>Bq/kg)。
某稀土冶炼厂放射性污染源项调查
第 3期
魏 广 芝 , : 稀 土 冶 炼 厂 放 射 性 污 染 源 项 调 查 等 某
17 4
2 3 2 。 h 活 度 与 丫贯 穿 辐 射 剂 量 率 的 关 系 .. 比 T 及 放 射 性 废 物 分 类
不 需处 理 。按∞ Th的 比活 度 , 比活 度 大 于 0 2 。 将 . B/ q g的废 物分为 以下 3类 :) 类废 物 。比活度 1A 在 02 qg 间 , . ~1B / 之 可免于 监管 , 为一般 工业 作 垃圾 填 埋 处 置 。 2 B 类 废 物 。 比 活 度 在 1 4 ) ~
算 该 稀 土 冶 炼 厂 需 要处 理 的放 射 性 固体 废 物 约 为 7 41。 2 1。 2 关键词 : 射性污染 ; 放 源项 调 查 ; 射 性 固体 废 物 放
中图 分 类 号 : 3 文 献 标 志 码 : X87 A 文章 编 号 :1 0 — 0 3 2 1 ) 30 4 — 6 0 0 8 6 ( 0 2 0 — 1 60
表 l 使 用 的 仪 器 及 取 样 监 测 方 法
收 稿 日期 : 0 2 0 - 0 2 1-41
作者 简 介 : 广 芝 ( 9 O ) 男 , 魏 18 一 , 山东 诸 城 人 , 士 , 程 师 , 事 铀 矿 冶 辐 射 防 护 与 环境 保 护 研 究 工 作 。 硕 工 从
土样分析结果序号1o1190751157141960196601515600151530306060900151530306060900151530306060909012012015015018001515303060609090120120150黄土黄土渣土黄土黄土黄土渣土黄土黄土黄土渣土渣土渣土砂土砂土渣土砂土渣土渣土黄土黄土黄土黄土3832566274263793261344493102581209349515292285137924184111030955136836413916552217185251842572491881911751052492451792001721382242032352273884221020442529436684087139852574001470595040546666002226370432019894385081o702704698741729862699671739762676656547715705676788688388769728710731本底本底b本底本底本底c本底本底本底cbc本底本底c本底cc本底本底本底本底015渣土21111511300875c1530渣土13417811200887c3060渣土20012010200846c631716090渣土7421i8549699a90120砂土228161206882本底120150砂土216177339883本底150180砂土170133438823本底注
放射性测量在稀土矿产勘查中的应用效果
134地质勘探Geological prospecting放射性测量在稀土矿产勘查中的应用效果王文文,贾晓鹏(河北省地矿局第九地质大队,河北 邢台 054000)摘 要:我国经济发展过程中,稀土矿产资源是重要的资源之一,具有很高的应用价值。
我国地大物博,稀土矿产资源的资源总量位居世界前列,稀土资源中,稀土元素具有优异的性能,在很多科研领域都有广泛的应用,比如原子能研究,激光研究等等。
在一些尖端的科技领域,稀土元素已经在军工和能源以及信息环保领域得到了进一步的研究,稀土矿产资源与人类的关联越来越密切,对我国经济的发展和科研事业的进步作出了很大的贡献。
在稀土矿产资源的结构中,普遍存在一些具有放射性的核素,表现最为活跃的是中间产品和矿产废物中。
利用这一特点,结合放射性测量技术,可以在稀土矿产资源勘查工作中进行应用,具有良好的勘测效果。
物探技术的应用,在稀土矿区勘探工作中具有重要的指导作用,本文针对物探技术中放射性测量在稀土矿产资源勘查工作的应用效果进行分析,仅供参考。
关键词:放射性测量;稀土矿产资源;勘查;应用效果中图分类号:R123.1 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2021)06-0134-2收稿日期:2021-03作者简介:王文文,女,生于1986年,汉族,本科,地球物理勘查工程师,研究方向:地球物理勘查。
稀土矿产资源的勘查和开采工作,需要严格按照国家的相关标准,具有一定的保护性。
稀土矿产资源十分珍贵和稀缺[1,2],进行合理的开采保护具有一定的战略意义。
随着科学技术的进步与发展,我国近些年来在稀土矿产资源开采工作中,对开采总量进行了限制,并对整个资源开采行业进行优化和整合,同时对稀土矿产资源勘探工作进行管理体系的完善[3,4],并不断提升技术水平。
加强稀土勘查工作的力度,目的是进一步提升技术优势和实施效果,我国某地通过技术勘查手段,发现了珍贵的稀土矿,并通过样品分析发现矿区具备微弱的碳酸盐物质和放射性物质[5]。
放射性钍资源利用及分离工艺研究2016帅震清资料
放射性钍资源利用与分离工艺研究四川省辐射环境管理监测中心站帅震清,成都,610031教授级高级工程师钍是一种重要的核燃料,我国的独居石、稀土矿中蕴藏量巨大,具有易分离、更清洁的特点。
将独居石及稀土矿的中放射性钍分离出来,作为核电站的燃料利用,可以满足我国核电的长期需要。
既减少对工作人员的危害和环境污染,实现资源综合利用。
因此,开展稀土矿中放射性钍的分离工艺试验具有十分重要的战略意义。
本文研究了稀土矿物中伴生的放射性钍的资源量、含量和化学形态,进行了攀西稀土矿酸法工艺分离钍试验。
1、稀土矿物中放射性核素钍的的来源内蒙,四川等地的稀土矿床属内生矿床。
在其由岩浆冷凝的成矿过程中,天然放射性核素也随之伴生,经过多次监测结果证实,四川稀土矿天然放射性核素238U、226Ra和40K的含量属本底水平或略高于本底;而232Th含量则普遍较高。
而江西的离子稀土和广东独居石矿中天然放射性核素属铀系和锕系,钍、铀和227AC 的含量很高。
核素在矿石中存在的形式有三种:一是以独立钍矿的形式存在,如钍石;二是以同象的形式存在于含钍矿物中,如独居石、易解石和氟碳酸盐稀土等矿物;三是以微细胞裹体的形式存在于磷铁矿和脉石矿物中。
在属内生矿的稀土矿体中,钍在化学形态上均以ThO2的形式存在。
我国的主要稀土矿中ThO2的含量分析结果见表1。
由表1可知,内蒙的三类稀土矿石中ThO2含量基本相同,而内蒙矿石中ThO2含量要比四川稍高一些。
稀土矿石中ThO2含量比一般土壤和岩石则约高一个数量级[1]。
若地壳中ThO2的正常平均含量按0.0014计算[2],则一般稀土矿中的ThO2含量比地壳中正常值约高20倍,而稀土精矿中ThO含量则约高200倍。
22、四川牦牛坪稀土矿中钍的资源现状四川牦牛坪钍(ThO)查明资源总量为2751+51692=54443吨,按如上推算,2已开采的四川牦牛坪氟碳铈稀土矿伴生的钍资源2751吨。
3. 稀土矿开发利用中放射性钍的危害稀钍采、选、冶过程中会产生的放射性废渣、废水、放射性粉尘及气溶胶。
放射性元素在稀土冶炼分离过程中的迁移与分布
放射性元素在稀土冶炼分离过程中的迁移与分布2019年12月目录一、背景介绍 .................................................................................................................... - 1 -1、放射性来源........................................................................................................... - 1 -2、放射性简介........................................................................................................... - 1 -(1)元素放射性 ............................................................................................... - 1 -(2)放射性活度 ............................................................................................... - 2 -(3)半衰期 ....................................................................................................... - 3 -(4)比活度 ....................................................................................................... - 4 -(5)天然放射系 ............................................................................................... - 6 -3、放射性数据监测................................................................................................... - 7 -二、稀土冶炼分离过程中放射性元素的迁移与分布 .................................................... - 7 -1、稀土冶炼分离工艺............................................................................................... - 7 -2、稀土矿氧化焙烧分解过程放射性元素的迁移与分布....................................... - 8 -(1)工艺原理及流程 ....................................................................................... - 8 -(2)放射性元素的迁移与分布 ....................................................................... - 8 -3、稀土萃取分离过程放射性元素的迁移与分布................................................. - 10 -(1)工艺原理及流程 ..................................................................................... - 10 -(2)放射性元素的迁移与分布 ..................................................................... - 12 -4、稀土沉淀过程放射性元素的迁移与分布......................................................... - 14 -(1)工艺原理及流程 ..................................................................................... - 14 -(2)放射性元素的迁移与分布 ..................................................................... - 16 -三、总结.. (17)一、背景介绍1、放射性来源因为稀土元素的结构与其它放射性元素的结构接近,因此稀土矿里面常常伴生着一些放射性元素(表1),在稀土冶炼分离过程中不可避免的存在放射性的问题。
放射性物探在稀土矿找矿工作中的应用研究
地质勘探G eological prospecting放射性物探在稀土矿找矿工作中的应用研究蔡飞添摘要:我国幅员辽阔,稀土矿资源非常丰富,其蕴藏总量居于世界前列,在经济持续发展中,对稀土矿资源需求量越来越大,成为很多行业稳定发展的重要保障。
因稀土元素有着优异的性能,在诸多领域中得到广泛应用,如原子能研究、激光研究等。
在大部分尖端科技研究中,都需要大量矿产资源支撑,且成为军工、能源等领域的重要资源,对我国国民经济发展和科研事业产生重大影响。
但是,稀土资源和其他资源不同,其具有很多放射性元素,可以活跃在地层和矿产废物中。
基于这种情况,可以利用放射性物探的方式,开展稀土矿找矿工作,从而提升找矿工作的效率和质量。
关键词:放射性物探;稀土矿;找矿工作稀土矿资源找矿和开采工作,应当严格落实国家相关标准,需要体现很强的保护性。
并且,该类资源价值高、储量少,需要对其进行科学合理开采和保护,才能为国民经济提供有效的资源保障。
在现代科学技术发展中,我国对稀土资源开采数量进行限制,并且对整个资源开采进行整合优化,而且也推动了稀土矿找矿工作体系建设,不断加强勘探技术的研究。
通过开展稀土矿找矿工作,能够进一步体现找矿技术的优势,并且依托放射性物探的方法,可以发现更多稀土矿,以此为稀土矿开采提供了充足的资源保障。
如果从具体层面而言,稀土矿中含有的放射性元素,也是在长期勘探中发现的,逐步衍生了放射性物探找矿方法。
因此,在现有稀土矿找矿工作,应当认识到放射性物探找矿方法的优势,结合找矿区域的具体情况,对其进行合理使用,有助于增加我国稀土矿储量,以此为资源开采奠定良好的基础。
1 稀土矿找矿工作价值与矿产放射性概述1.1 稀土矿找矿工作价值稀土矿资源总量是非常多的,但是能够被开采利用的部分不多。
从全球稀土矿资源分布情况分析,其主要集中在美国、中国,资源分布呈现分散化特点,在澳大利亚、巴西、印度等区域中,也存在一些富含稀土矿的区域。
稀土矿辐射
稀土矿辐射
稀土是指一类含有稀土元素的矿石,由于稀土元素在地壳中的分布较少,因此称为稀土。
稀土矿石在开采、提炼和加工过程中可能会产生辐射。
稀土矿石中常含有一些放射性元素,如铀、钍、钾等。
这些放射性元素会分散在稀土矿石中,当矿石被开采、破碎、磨碎时,放射性元素会释放出放射线。
如果矿石处理不当,放射性元素可能会被释放到环境中,导致辐射污染。
对于从事稀土矿石开采、加工和使用的人员,长时间接触稀土矿石可能会暴露在辐射环境中。
长期接触辐射会对人体健康造成影响,如诱发癌症、遗传性疾病等。
因此,在稀土矿山和加工企业中,需要采取一系列防护措施,如利用防护设备、尽量减少辐射暴露时间等。
此外,稀土矿石的废渣处理也是一个重要的问题。
废渣中可能含有放射性元素,如果随意处理,可能会对周边环境和人类健康造成潜在的危害。
因此,稀土矿石的废渣处理应该符合相关的环保法规和标准,确保对环境和人类的影响最小化。
总之,稀土矿辐射是一个存在的问题,需要采取一系列措施进行管理和控制,以保护人类健康和环境安全。
稀土材料在医学成像领域的应用研究
稀土材料在医学成像领域的应用研究引言医学成像技术在现代医学诊断中起着至关重要的作用。
随着科技的不断发展,人们对于医学成像技术的要求也越来越高。
稀土材料作为一种独特的材料,在医学成像领域具有广泛的应用前景。
本文将对稀土材料在医学成像领域的应用进行研究和探讨。
稀土材料的特性稀土元素由于其特殊的电子结构和能级分布,具有一系列独特的光学和磁学性质。
这些性质使得稀土材料在医学成像中具有许多优势。
首先,稀土材料具有较高的原子序数,使得它们能够吸收和发射较高能量的电磁波,从而实现更高的成像分辨率。
其次,稀土材料具有独特的自发辐射性质,可以发射狭窄的光谱线,使得成像结果更加准确和清晰。
此外,稀土材料还具有较长的寿命和较高的荧光量子产率,使得成像信号更加强大和稳定。
稀土材料在医学成像领域的应用光学成像稀土材料在光学成像领域具有广泛的应用。
其中,最常见的应用是荧光成像。
稀土材料可以被激发产生特定波长的荧光信号,从而实现对生物组织或细胞的成像。
通过选择合适的激发波长和荧光信号波长,可以实现对生物样品的高分辨率成像。
稀土材料还可以通过改变其化学组成和结构来调控其荧光性能,进一步提高荧光成像的灵敏度和分辨率。
磁共振成像稀土材料在磁共振成像(MRI)领域也有重要的应用。
MRI是一种非侵入性的成像技术,可以用于观察生物组织的内部结构和功能。
稀土材料在MRI中可以作为对比剂,通过调节其磁性能来增强成像对比度。
稀土材料的磁性性质可以通过改变其晶体结构,掺杂其他金属离子或调整材料的微观结构来实现。
此外,稀土材料还可以用于MRI的超分辨成像,通过将稀土材料修饰到靶向分子上,实现对特定组织或细胞的高分辨率成像。
正电子发射断层成像稀土材料还可以在正电子发射断层成像(PET)中应用。
PET是一种核医学成像技术,可以观察生物体内特定分子的代谢和分布。
稀土材料在PET中可以作为放射源,发射正电子,从而实现对生物体内分子的成像。
与传统的放射源相比,稀土材料具有较高的放射活性和较短的半衰期,使得成像更加快速和准确。
伴生放射性矿开发利用产生的废物处理原则及监管建议
伴生放射性矿开发利用产生的废物处理原则及监管建议
帅震清
【期刊名称】《有色冶金节能》
【年(卷),期】2017(033)006
【摘要】介绍了“减量化、资源化、无害化”原则、放射性豁免管理或清洁解控水平,伴生放射性矿废物的处置原则以及伴生矿废物分类管理,提出了伴生矿废物分类处理原则及监督管理建议.
【总页数】3页(P49-51)
【作者】帅震清
【作者单位】四川省辐射环境管理监测中心站
【正文语种】中文
【中图分类】X756
【相关文献】
1.伴生放射性稀土矿开发利用中的天然放射性核素排放限值研究 [J], 帅震清;董晓辉
2.湖北省伴生放射性矿开发利用的放射性水平调查与评价 [J], 刘畅;王娟;刘建华;杨少波;罗琼
3.伴生放射性矿开发利用企业内γ辐射空气吸收剂量率分布研究
——以某稀土厂为例 [J], 何剑平;曾培锐;钟丽艳
4.广西伴生放射性矿开发利用中的放射性水平初步调查 [J], 黄伊林;何贤文;冯亮亮;彭崇;陈宝才;周花珑;林明媚;林武辉;管永精
5.全国伴生放射性矿普查结果分析及监管建议 [J], 郑国峰;廖运璇;柏学凯;李周;杨春;商照荣;景立新
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稀土材料在医学影像领域的应用研究
稀土材料在医学影像领域的应用研究引言医学影像技术在现代医学诊断中起着重要的作用,它能以非侵入性的方式获得人体内部结构和组织的详细信息。
为了提高医学影像的质量和准确性,研究人员不断探索新的材料和技术。
稀土材料由于其独特的物理和化学特性,如发光性能和对X射线的高吸收能力,已成为医学影像领域的研究热点。
本文将介绍稀土材料在医学影像领域的应用研究。
稀土材料的特性和分类稀土材料是指由稀土元素组成的化合物或合金材料。
稀土元素具有特殊的电子结构,使得稀土材料具有许多独特的物理和化学性质。
常见的稀土元素包括铈、镧、钐、铽等。
根据其发光性能和吸收能力,稀土材料可以分为荧光材料和X射线吸收材料。
荧光材料是指具有发光性能的稀土材料。
这些材料能够吸收外部能量,并以特定的波长范围发出荧光。
荧光材料在医学影像中广泛应用,可以用于标记生物分子,如蛋白质和DNA,从而实现对生物分子的可视化。
X射线吸收材料是指具有高对X射线的吸收能力的稀土材料。
由于其较高的原子序数和电子密度,稀土材料能够有效吸收X射线,并减少X射线的散射和吸收。
这使得它们成为医学影像中用于增强对组织和器官的对比度的理想材料。
稀土材料在医学影像中的应用荧光探针在医学影像中的应用稀土材料的荧光特性使得它们成为制备荧光探针的理想选择。
荧光探针能够结合到特定的生物分子上,并通过荧光信号的变化来实现对生物分子的定量和定位分析。
利用稀土材料制备的荧光探针可以用于检测和显像肿瘤、病毒和其他疾病相关的生物分子,从而帮助医生进行早期诊断和治疗。
X射线造影剂的应用X射线造影剂是一种通过吸收X射线来提高组织和器官对比度的物质。
稀土材料由于其高对X射线的吸收能力,被广泛应用于X射线造影剂的制备中。
例如,碘化铈是一种常见的X射线造影剂,可以用于增强血管和器官的对比度,从而帮助医生更准确地诊断和治疗疾病。
磁共振成像对比剂的应用磁共振成像(MRI)是一种非侵入性的医学影像技术,可以获得人体组织的高分辨率图像。
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核 动 力 工 程
Nuclear Power Engineering
第25卷 第4 期 2 0 0 4 年8月
V ol. 25. No.4 Aug. 2 0 0 4
文章编号:0258-0926(2004)04-0381-04
稀土材料中放射性分布研究
帅震清,朱世富,赵北君
(四川大学材料科学与工程学院,成都,610064)
摘要:采用中子活化分析技术和γ能谱分析方法,分析了四川攀西地区各种类型的稀土产品的放射性含量。
研究了酸法处理工艺中的放射性分布及物理与化学特征。
研究结果表明,四川攀西地区稀土矿中伴生的天然放射性物质主要是天然钍系,而铀系的含量是钍系含量的8.3%;稀土精矿(60%)的总α放射性水平为8.2×104~9.2×104Bq · kg -1,富镧氯化稀土的总α放射性水平为8.8×102~4.18×103Bq · kg -1;混合稀土化合物中的总α放射性水平均大于1×103 Bq · kg -1;而稀土硅合金的放射性含量为5.1×102~2.6×104 Bq · kg -1;单一稀土化合物的总α放射性水平均小于1×103 Bq · kg -1。
关键词:中子活化分析;能谱分析;稀土产品;放射性核素分布 中图分类号:O615. 2 文献标识码:A
1 前 言
稀土是我国重要的矿产资源,稀土储量和稀土产品年出口量均居世界第一位。
我国稀土矿体大致可分为三类:一类是氟碳铈矿;二类是独居石;三类是离子吸附型矿,各类稀土矿不同程度地伴生有天然放射性核素钍系和铀系,其含量随矿物结构的不同而异。
因此开展对各类稀土材料产品中的放射性物质的含量及其特征的研究实属必要。
稀土矿在冶炼加工过程中,放射性物质也被迁移、浓集和重新分布。
由于稀土材料产品中的放射性核素种类多,能量范围从低能段到高能段,用一种方法很难对稀土材料中的放射性系列和稀土元素中的天然放射性核素进行定量分析。
本文采用γ能量分析法与中子活化分析技术相结合,首次精确地研究了四川攀西地区稀土矿及稀土产品中的放射性物质含量,获得了稀土产品的放射性分布。
为保障公众健康和制定稀土材料产品放射性含量限值标准提供了科学依据, 这对促进稀土资源的合理有效开发利用, 指导稀土产品外贸出口均具有极其重要的意义。
2 稀土材料的天然放射性特征
2.1 天然放射性核素
天然放射性核素分为系列放射性核素和非系
列放射性核素(表1)。
系列放射性核素的特点是母体具有很长的半衰期(108~109年),可与地球年龄(46亿年)相当,各代母子体间都达到了放射性平衡。
有λ1N 1=λ2N 2…=λm N m ,即系列中各组成核素的衰变率全相等。
每一系列中都含有气体Rn 核素,且系列的终端都为稳定的Pb 核素。
稀土矿在湿法冶炼过程中,母子体间的放射性平衡被破坏,即λ1N 1≠λ2N 2…≠λm N m 。
表1 天然放射性核素 Table 1 Natural Radio-nuclides
类 别 核 素
系列射性核素 铀(238U)系、钍(232Th)系、锕(235U)系
非系列放射性核素
40
K 、50V 、87Rb 、113Cd 、115In 、123Te 、稀土
天然放射性同位素、187Re 、190Pt 、192Pt 、209
Bi
非系列放射性核素的特点是核素子体不再衰变,其半衰期都很长(109~1018年)。
在岩石、土壤中的放射性活度以40K 为最高(土壤典型范围值为100~700Bq ・kg -1,岩石一般为100~1000Bq ・kg -1),其次是87Rb(岩石为74Bq ・kg -1),其它均很低(如稀土放射性同位素在岩石中为 2.59×10-6~7.1×101Bq ・kg -1)。
上述核素中40K 为β和γ辐射体。
87Rb 为β辐射体。
稀土的天然放射性核素见表2,其辐射
收稿日期:2003-10-31;修回日期:2003-12-30 基金项目:国家自然科学研究基金资助项目(10175047)
核动力工程 V ol. 25. No. 4. 2004 384
为ThO2。
4 结果与讨论
从分析的结果可知,稀土材料中总α、总β放射性水平排序为稀土合金>氢氧化稀土>混合氯化稀土>单一化合物>稀土金属,其中总α大于1000Bq・kg-1的稀土材料有:稀土硅合金、稀土镁合金、低铈抛光粉,混合氯化稀土和氢氧化稀土。
这些稀土材料中的放射性含量高于GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》的规定豁免水平。
因此,这些稀土材料的应用应受到限制,以确保对公众的照射小于0.25mSv.a-1的剂量管理限值。
单一稀土氧化物放射性水平数量级为102Bq・kg-1;而单一金属放射性水平数量级小于102 Bq・kg-1。
从流程分析可知,酸法处理流程中,稀土产品中的钍是以氯化钍的形式存在,氯化钍易溶于水;优溶渣中钍是以氢氧化钍形式存在;废水中的钍是以硫酸钍复盐形式存在。
UNSCEAR在2000年报告中指出,不包括铀矿在内的来自天然辐射的职业性照射占到了由职业性照射引起的全球年集体剂量的80%以上。
而IAEA则把NORM(天然放射性物质)的防护列为当今世界辐射防护领域的热点问题。
而稀土产品中的放射性物质也引起了国外学者的广泛关注,国外也有稀土产品放射性含量限值标准,我国尚未有稀土产品的放射性含量限值标准。
建议从建立法规和审管体系,稀土产品放射性含量限值控制措施等方面对稀土材料产业链进行强化管理。
同时通过改进生产工艺或钍回收技术来解决稀土产品中的放射性物质含量过高的问题。
本工作得到了成都理工大学核技术应用系童志菡教授的指导,刘晓辉同学参加了部分测试工作,在此表示衷心地感谢!
参考文献:
[1] 徐光主编. 稀土(中)[M]. 北京: 冶金工业出版社,
2002,409~412.
[2] 强亦忠编. 简明放射化学教程[M]. 北京: 原子能出版
社,1996,6第一版.
[3] 侯新生. 中子活经分析在煤质分析中的应用[J]. 核技
术, 2001,24(4): 264~267.
Research on Radioactive Distribution in Rare-Earth Materials
SHUAI Zhen-qing,ZHU Shi-fu,ZHAO Bei-jun
(Department of Materials Sichuan University,Chengdu,610064,China)
Abstract:The radioactive contents in some Rare –earth materials which have been produced with RE ores in Sichuan Panxi area has been analyzed by the INAA technique and the Gamma-ray spectrum technique. The research on radioactive distribution and character of physics as well as chemistry in acid processing procedure has been completed. The results obtained show that the natural radioactive material in Rare- Earth ores in Sichuan Panxi area are mainly thorium series, meanwhile radioactive contents of uranium series are about 12 times lower than the contents of thorium series,totalαradioactive contents in RE ores (60%) are 8.2×104~9.2×104Bq.kg-1;total α radioactive contents in RECl3(abundant La) are 8.8×102 ~4.18× 103Bq · kg-1;totalαin the RE alloys are 5.1×102~2.6×104 Bq · kg-1;and totalαin the pure RE compounds are lower than 1×102103Bq · kg-1.
Key words:INAA analyses;Spectrum analyses;Rare-Earth materials;Radio-nuclide distribution
作者简介:
帅震清(1959—),男,毕业于北京清华大学,四川大学博士研究生,从事环境材料和污染治理研究。
朱世富(1945—),男,四川大学材料科学与工程学院博士导师,从事材料科学研究。
赵北君(1956—),女,四川大学材料科学与工程学院博士导师,从事材料科学研究。
(责任编辑:查刚菊)。