天然辐射是人类生存环境中的自然因素之一^[1]。在日常工作生活中，人类大部分时间处于室内环境中，因此室内天然辐射是人类所受照射的重要来源。室内天然辐射对人类的照射由内照射和外照射构成，其中引起内照射主要源于氡及其子体，引起外照射主要源于室内γ和宇宙射线^[2]。室内γ主要来源于建筑材料及装饰物中的放射性物质，宇宙射线经大气层及建筑物吸收散射后对人体产生外照射。

利用辐射测量仪器测量建筑物室内γ辐射水平需扣除测量仪器对宇宙射线的响应，现有的扣除方法为仪器在建筑物内的测量值减去宇宙射线在测量地点的理论值乘以建筑物相应的宇宙射线屏蔽修正因子。我国屏蔽修正因子的选取平房为0.9，楼房为0.8，窑洞为0(顶厚>10 m)、0.5(顶厚 < 10 m)、0.8(人工顶盖)，该屏蔽修正因子是基于有限次测量和计算得出，不确定度达到25%甚至更高^[3]，这对评估我国居民室内所受剂量的准确度有一定的影响。

建筑物对宇宙射线的屏蔽作用会因建筑结构和建筑材料不同而有所区别，本工作以窑洞、平房及楼房为典型建筑结构，提供一种建筑物对宇宙射线屏蔽修正因子的测量方法。

1 资料和方法 1.1 测量仪器

测量采用高气压电离室和球形NaI(Tl)剂量率仪。高气压电离室为美国GE公司RSS 131，外壳为直径10 in、壁厚3 mm的球形不锈钢外壳，内充25 atm氩气，美国核能委员会健康与安全实验室(HASL)260号报告^[4]中计算证明该高气压电离室对宇宙射线和天然γ的响应近似相同。测量之前高气压电离室在中国国防科工局一级计量站进行仪器校准，仪器的空气吸收剂量率校准因子为1.1。

球形NaI(Tl)剂量率仪探测器直径为2英寸的NaI晶体，测量能谱经过稳谱修正，测量点空气吸收剂量率通过G(E)函数法得到。测量之前仪器在中国国防科工局一级计量站进行仪器校准，仪器的空气吸收剂量率校准因子为1.08。

1.2 测量方法

建筑物对宇宙射线屏蔽修正因子η通过测量建筑物室内几何中心距离地面1 m处宇宙射线所致空气吸收剂量率D_cin与建筑物外空旷地面上方1 m处宇宙射线所致空气吸收剂量率D_cout的比值得到。对宇宙射线所致空气吸收剂剂量率的测量采用高气压电离室RSS 131和球形NaI(Tl)剂量率仪组合测量的方式。

高气压电离室响应值D_h为宇宙射线剂量率D_c和室内γ剂量率D_γ的总和，即：

$ {D_h} = {D_c} + {D_\gamma } $

式中，D_c为宇宙射线剂量率，nGy/h; D_γ为室内γ剂量率，nGy/h。

球形NaI(Tl)剂量率仪测量能量范围为50 keV~3MeV，其自身本底及对宇宙射线在50 keV~3 MeV能区的能量沉积所致剂量率在本次测量前已通过冰面测量数据得到，其剂量率为1.8 nGy/h，本次测量过程中球形NaI(Tl)剂量率仪响应值D_s扣除自身本底及对宇宙射线在50 keV~3 MeV能区的能量沉积所致剂量率即为室内γ剂量率D_γ，因此宇宙射线剂量率计算公式为：

$ {D_c} = {D_h} - {D_\gamma } = {D_h} - {D_s} + 1.8 $

式中，D_h为高气压电离室测量值，nGy/h；D_γ为室内γ剂量率，nGy/h；D_s为球形NaI(Tl)剂量率仪测量值，nGy/h。

1.3 测量建筑物简介

测量平房位于陕西省延安市宝塔区河庄坪镇井家湾村，墙体材料为红砖，厚度为40 cm，房顶材料为钢筋、水泥、铁板，房顶水泥厚度为40 cm，铁板厚度为1 cm，房间尺寸为3 m×4.5 m，室内测量地点位于房间的几何中心，房间门窗分布及测量点位如图 1所示。室外测量点位于建筑物周边空旷地面上。

测量窑洞位于陕西省延安市宝塔区河庄坪镇井家湾村，测量窑洞分别为石窑洞和土窑洞，石窑洞建筑材料为大理石，厚度为40 cm，窑洞上方为2 m的土层和1 cm的铁板，土窑洞在山体中建造，窑洞上方为15 m的土层，窑洞尺寸为2 m×4 m，室内测量地点分别位于窑洞的几何中心，内墙及门窗位置，房间结构及测量点位如图 2所示。室外测量点位于建筑物周边空旷地面上。

测量楼房位于武汉市武昌区徐东新村，楼房为31层公寓楼，楼房承重结构为钢筋混凝土，房间隔层为水泥空心砌块，房间尺寸为3 m×7 m，为研究不同楼层之间对宇宙射线的屏蔽修正因子，测量从1楼开始每隔一层测量一次，每个房间分别测量房间几何中心、窗户位置及门位置，测量仪器位于室内地面1 m处，室内测量点位及房间门窗分布如图 3所示。室外测量点在该楼房楼顶。

2 测量结果

基于上述测量仪器及测量方法，得到不同建筑物对宇宙射线屏蔽修正因子的测量结果如表 1所示。

不同类型窑洞及不同测量点对宇宙射线的屏蔽修正因子如图 4所示。

楼房不同楼层对宇宙射线屏蔽修正因子如图 5所示。

3 讨论

本次实验中所测平房对宇宙射线的屏蔽修正因子为0.61，石窑洞对宇宙射线的屏蔽修正因子在0.29~0.39之间，土窑洞对宇宙射线的屏蔽修正因子在0.13~0.17之间，窑洞内屏蔽修正因子随着与窗户之间距离的增大而减小，楼房不同楼层对宇宙射线的屏蔽修正因子在0.40~0.81之间，随着楼层高度增加屏蔽修正因子呈现增加的趋势，楼房中间楼层屏蔽修正因子接近一致，同一房间内屏蔽修正因子随着与窗户之间距离的增大而减小。