坦桑尼亚Minjingu地区磷酸盐岩的放射性特征及γ射线暴露所致终生超额癌症风险评估

本研究针对坦桑尼亚Minjingu磷酸盐矿区开展放射性特征分析，通过HPGe伽马能谱技术测定226Ra、232Th和40K活度浓度，发现所有样本中226Ra活度（最高达20,000 Bqkg?1）远超IAEA豁免限值，Ra-eq、Hin、Hex及Ig等辐射危害指数均突破安全阈值，ELCR值（最高200×10?3）显著高于全球平均水平，揭示了该矿区存在重大放射性健康风险，为制定防护措施提供科学依据。

　　

磷酸盐岩作为农业和工业的重要原料，其开采加工过程中伴随的天然放射性物质（NORM）暴露风险长期备受关注。坦桑尼亚Minjingu作为非洲重要磷酸盐矿区，其矿石中铀、钍等放射性核素的富集可能对矿工及周边居民造成辐射危害。尽管此前研究已提示该地区存在高本底辐射，但系统性评估其放射性特征及健康风险的研究仍显不足。

为填补这一空白，来自坦桑尼亚的研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表论文，采用高纯锗探测器（HPGe）结合Gammavision?软件，对矿区10个位点的磷酸盐岩、废石和尾矿样本进行伽马能谱分析。研究团队建立了包括活度浓度测定、吸收剂量率计算、年有效剂量（AED）评估及终生超额癌症风险（ELCR）预测在内的完整辐射风险评估体系，并首次系统量化了该矿区各类型材料的辐射危害水平。

关键技术方法包括：1）使用HPGe伽马能谱仪对样本进行10小时计数，通过能量校准（59.5-1333 keV）和效率校准保证数据精度；2）基于UNSCEAR标准公式计算吸收剂量率（D_air）和AED；3）采用Krieger模型计算Ra-eq、H_in、H_ex等辐射危害指数；4）通过70年暴露周期和0.05 Sv^?1风险系数估算ELCR。

4.1 放射性活度浓度
所有样本中²²⁶Ra活度（1600-20,000 Bqkg^?1）均超过IAEA豁免限值（1000 Bqkg^?1），最高达限值的20倍，而²³²Th（170-670 Bqkg^?1）和⁴⁰K（240-1540 Bqkg^?1）未超标。新矿坑3层磷酸盐矿的²²⁶Ra活度（20,000±2100 Bqkg^?1）尤为突出。

4.2 吸收剂量率与有效剂量
D_air（880-9300 nGyh^?1）最高达全球本底值（59 nGyh^?1）的157倍。室内AED（4.30-45.0 mSvy^?1）最高超过公众限值（1 mSvy^?1）的45倍，部分位点甚至接近职业照射限值（20 mSvy^?1）。

4.3 终生癌症风险
ELCR总值（19-200×10^?3）远超全球平均值（1.45×10^?3），其中新矿坑3层样本的ELCR（200×10^?3）为对照样本（1.6×10^?3）的125倍，表明长期暴露可导致显著癌症风险累积。

4.4 辐射危害指数
Ra-eq（1900-20,000 Bqkg^?1）、H_in（9.8-108）、H_ex（5.4-54）及I_g（13-134）均突破安全阈值，证实材料若用于建筑将导致室内γ剂量率远超1 mSvy^?1的限值。

该研究首次全面量化了Minjingu磷酸盐矿区的辐射风险等级，揭示其²²⁶Ra异常富集是主要危害来源。结果提示当前矿区作业环境存在重大健康隐患，亟需实施辐射防护措施，并严禁将尾矿等废弃物用于建材。该成果为发展中国家高放射性磷酸盐矿的资源开发与安全管理提供了重要科学依据，对IAEA标准在非洲地区的实践应用具有示范意义。