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摘 要介绍无机非金属建筑材料的放射性来源及建材放射性核素的限制标准,探讨建材放射性核素含量检测方法。通过正确认识建材放射性本质,消除对建材放射性的恐惧心理,促进我国建筑材料工业的健康发展。
關键词建筑材料;放射性;γ谱仪
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)102-0106-01
近年来,居住环境和建筑材料的放射性问题已成为人们普遍关注的热点。由于大量的天然花岗岩和大理石、陶瓷类建筑材料用于室内装饰,导致了室内放射性水平的增加,严重损害人体身心健康并降低生活质量。本文将介绍建筑材料放射性的来源,建材放射性核素的限制标准,探讨建材放射性核素含量检测方法。通过正确认识建材放射性本质,消除对建材放射性的恐惧心理,促进我国建筑材料工业的健康发展。
1建筑材料放射性的来源
建筑材料中的放射性来源主要有两个方面:一类是自然界原始就存在的;另一类则来自工业废渣的利用。建筑物的施工所采用的砖、瓦、水泥、石灰、石料等建筑材料大都以土壤、岩石为原料加工而成。由于建筑材料中存在着原始的天然放射性核素铀(U)、钍(Th)、镭(Ra)、40钾等天然放射性核素,使得任何建筑材料都存在放射性,只不过是天然放射性核素含量多少而已。人类的生产活动也可使天然放射性增加,如高温煅烧岩、煤所产生的矿渣、粉煤灰中放射性核素会富集,用它们生产的建材会使人们受到高于天然放射性本底的附加照射剂量。
2建材放射性核素的限制标准
我国开始关注天然放射性的照射问题始自20世纪70年代末期。并从80年代开始陆续颁布了一些放射性限制标准。2000年国家先后颁布了GB6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》和GB6763-2000《建筑材料产品及建材用工业废渣放射性物质控制要求》,但由于两个标准检测方法不统一,对检测结果评判标准不一致等问题,国家于2001年12月又统一颁布了GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的强制标准,将两个标准进行了统一。
放射性对人体构成危害有两种途径:一是从外部照射人体,称为外照射;另一是放射性物质进入人体并从人体内部照射人体,称为内照射。GB6566-2001分别用外照射指数(Ir)和内照射指数(IRa)来限制建材产品中核素的放射性污染。外照射指数被定义为:建筑材料中天然放射线核素226Ra、232Th和40K的放射性比活度(分别用CRa、CTh和CK表示)除以各自单独存在时GB6566-2001规定的比活度限量值(仅考虑外照射时,其值分别为370、260和4200Bq/kg),其表达式为:Ir =CRa/370+CTh/260+CK/4200。内照射指数被定义为建材中天然放射性核素226Ra的放射性比活度除以GB6566-2001规定的建材中226Ra比活度限量值(仅考虑内照射时其值为200Bq/kg),其表达式为:IRa=CRa/200。所以我们可以通过测量建筑材料的内、外照射指数来对建筑材料进行分类,并限定不同材料的使用范围。
3建材放射性检测方法探讨
GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》规定,应该采用低本底的多道γ能谱仪对无机非金属建筑材料进行226Ra、232Th和40K比活度测量。便携式γ辐射剂量率仪及其检测方法,或放射化学检测建材中核素的方法已被弃用。
3.1γ能谱仪检测技术原理
天然放射性核素在发射a、β的同时还发射γ射线,利用其发射的γ射线的能量不同,在能谱中,全吸收峰的道址和入射γ射线的能量成正比,是定性应用的基础。全吸收峰下的净峰面积与探测器相互作用的该能量的γ射线数成正比,是定量应用的基础。γ射线作用于NaI探头使晶体接受γ射线后产生的光电效应强弱和能谱的差异经线性放大和前级放大,可在记录仪表上显示出不同能谱的道址峰,从这些特征峰道址位置和峰面积,就可以判定属于哪种核素及其放射性强度。
3.2检测步骤
1)样品制备。将样品磨碎,磨细至粒径不大于0.16mm.。称重后将其放入与刻度谱仪的体标准源相同形状和体积的样品盒中,密封后待测量。
2)创建标准谱数据库。测量时间根据被测标准源或样品的强弱而定,常规情况下测量时间为1小时,即创建1小时标准谱数据库。因建库程序自动将测得的单核素标准谱数据扣除本底后,经归一化处理存入数据库中,故建库时必须先测量并保存本底谱,再按天然刻度源参数提供的参数依次进行测量,并增加核数据到库中。在改变本底谱后,也需重新进行单核素标准谱数据的输入操作。
3)能量刻度。采用γ能谱仪测量放射性活度必须确定峰位或谱线位置所对应的能量,因此要用已知的标准源进行能量刻度。能量刻度即是用标准源刻度谱仪系统的γ射线能量和道址间的对应关系。能量刻度的具体做法是测量已知能量的标准源,按软件要求在能量刻度子菜单中输入峰位(道址)-能量,由软件自动完成能量刻度。
4)建筑材料放射性检测。当待检建材中天然放射性衰变链基本达到平衡后,在与标准样品测量条件相同情况下,采用低本底多道R能谱仪对其进行226Ra、232Th和40K比活度测量。
4建筑材料放射性检测实例
采用低本底多道能谱仪对市场上抽查的10份随机样品进行检测,其放射性核素检测结果如下表。
从随机抽查的建筑材料的测试结果表明,绝大多数建筑材料放射性都是符合国家标准A类要求的,其产销与使用范围不受限制。A类超标的只是很少一部分。
5小结
天然放射性核素广泛存在于自然界中,人们每时每刻都在接受来自自然界的本底辐射,因些,人们对放射性辐射的恐惧心理是完全不必要的,人类肌体都具有耐受一定剂量辐射的能力。无机非金属建筑材料在出售前,都应该进行放射性检测,否则禁止出售。
参考文献
[1]杨钦元.新修订的国家标准建筑材料产品及建材用工业废渣放射性物质控制要求(GB6763-2000)简析.房材与应用,2001,29(3):3-4.
[2]国家质量技术检验检疫总局.GB6566-2001建筑材料放射性核素限量[S].北京:中国标准出版社,2002.
[3]崔九思.室内环境检测仪器及应用技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
[4]赵欣,王予,叶乃青.建筑材料放射性核素检测方法.资源环境与工程,2006,2(1):74.
[5]梁缉攀.建筑材料放射性的来源及检测技术.广东土木与建筑,2006,8(8):60.
[6]李金柱,梅祖明.环境放射性危害.上海地质,2003,9(2):5.
關键词建筑材料;放射性;γ谱仪
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)102-0106-01
近年来,居住环境和建筑材料的放射性问题已成为人们普遍关注的热点。由于大量的天然花岗岩和大理石、陶瓷类建筑材料用于室内装饰,导致了室内放射性水平的增加,严重损害人体身心健康并降低生活质量。本文将介绍建筑材料放射性的来源,建材放射性核素的限制标准,探讨建材放射性核素含量检测方法。通过正确认识建材放射性本质,消除对建材放射性的恐惧心理,促进我国建筑材料工业的健康发展。
1建筑材料放射性的来源
建筑材料中的放射性来源主要有两个方面:一类是自然界原始就存在的;另一类则来自工业废渣的利用。建筑物的施工所采用的砖、瓦、水泥、石灰、石料等建筑材料大都以土壤、岩石为原料加工而成。由于建筑材料中存在着原始的天然放射性核素铀(U)、钍(Th)、镭(Ra)、40钾等天然放射性核素,使得任何建筑材料都存在放射性,只不过是天然放射性核素含量多少而已。人类的生产活动也可使天然放射性增加,如高温煅烧岩、煤所产生的矿渣、粉煤灰中放射性核素会富集,用它们生产的建材会使人们受到高于天然放射性本底的附加照射剂量。
2建材放射性核素的限制标准
我国开始关注天然放射性的照射问题始自20世纪70年代末期。并从80年代开始陆续颁布了一些放射性限制标准。2000年国家先后颁布了GB6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》和GB6763-2000《建筑材料产品及建材用工业废渣放射性物质控制要求》,但由于两个标准检测方法不统一,对检测结果评判标准不一致等问题,国家于2001年12月又统一颁布了GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》的强制标准,将两个标准进行了统一。
放射性对人体构成危害有两种途径:一是从外部照射人体,称为外照射;另一是放射性物质进入人体并从人体内部照射人体,称为内照射。GB6566-2001分别用外照射指数(Ir)和内照射指数(IRa)来限制建材产品中核素的放射性污染。外照射指数被定义为:建筑材料中天然放射线核素226Ra、232Th和40K的放射性比活度(分别用CRa、CTh和CK表示)除以各自单独存在时GB6566-2001规定的比活度限量值(仅考虑外照射时,其值分别为370、260和4200Bq/kg),其表达式为:Ir =CRa/370+CTh/260+CK/4200。内照射指数被定义为建材中天然放射性核素226Ra的放射性比活度除以GB6566-2001规定的建材中226Ra比活度限量值(仅考虑内照射时其值为200Bq/kg),其表达式为:IRa=CRa/200。所以我们可以通过测量建筑材料的内、外照射指数来对建筑材料进行分类,并限定不同材料的使用范围。
3建材放射性检测方法探讨
GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》规定,应该采用低本底的多道γ能谱仪对无机非金属建筑材料进行226Ra、232Th和40K比活度测量。便携式γ辐射剂量率仪及其检测方法,或放射化学检测建材中核素的方法已被弃用。
3.1γ能谱仪检测技术原理
天然放射性核素在发射a、β的同时还发射γ射线,利用其发射的γ射线的能量不同,在能谱中,全吸收峰的道址和入射γ射线的能量成正比,是定性应用的基础。全吸收峰下的净峰面积与探测器相互作用的该能量的γ射线数成正比,是定量应用的基础。γ射线作用于NaI探头使晶体接受γ射线后产生的光电效应强弱和能谱的差异经线性放大和前级放大,可在记录仪表上显示出不同能谱的道址峰,从这些特征峰道址位置和峰面积,就可以判定属于哪种核素及其放射性强度。
3.2检测步骤
1)样品制备。将样品磨碎,磨细至粒径不大于0.16mm.。称重后将其放入与刻度谱仪的体标准源相同形状和体积的样品盒中,密封后待测量。
2)创建标准谱数据库。测量时间根据被测标准源或样品的强弱而定,常规情况下测量时间为1小时,即创建1小时标准谱数据库。因建库程序自动将测得的单核素标准谱数据扣除本底后,经归一化处理存入数据库中,故建库时必须先测量并保存本底谱,再按天然刻度源参数提供的参数依次进行测量,并增加核数据到库中。在改变本底谱后,也需重新进行单核素标准谱数据的输入操作。
3)能量刻度。采用γ能谱仪测量放射性活度必须确定峰位或谱线位置所对应的能量,因此要用已知的标准源进行能量刻度。能量刻度即是用标准源刻度谱仪系统的γ射线能量和道址间的对应关系。能量刻度的具体做法是测量已知能量的标准源,按软件要求在能量刻度子菜单中输入峰位(道址)-能量,由软件自动完成能量刻度。
4)建筑材料放射性检测。当待检建材中天然放射性衰变链基本达到平衡后,在与标准样品测量条件相同情况下,采用低本底多道R能谱仪对其进行226Ra、232Th和40K比活度测量。
4建筑材料放射性检测实例
采用低本底多道能谱仪对市场上抽查的10份随机样品进行检测,其放射性核素检测结果如下表。
从随机抽查的建筑材料的测试结果表明,绝大多数建筑材料放射性都是符合国家标准A类要求的,其产销与使用范围不受限制。A类超标的只是很少一部分。
5小结
天然放射性核素广泛存在于自然界中,人们每时每刻都在接受来自自然界的本底辐射,因些,人们对放射性辐射的恐惧心理是完全不必要的,人类肌体都具有耐受一定剂量辐射的能力。无机非金属建筑材料在出售前,都应该进行放射性检测,否则禁止出售。
参考文献
[1]杨钦元.新修订的国家标准建筑材料产品及建材用工业废渣放射性物质控制要求(GB6763-2000)简析.房材与应用,2001,29(3):3-4.
[2]国家质量技术检验检疫总局.GB6566-2001建筑材料放射性核素限量[S].北京:中国标准出版社,2002.
[3]崔九思.室内环境检测仪器及应用技术[M].北京:化学工业出版社,2002.
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[5]梁缉攀.建筑材料放射性的来源及检测技术.广东土木与建筑,2006,8(8):60.
[6]李金柱,梅祖明.环境放射性危害.上海地质,2003,9(2):5.