近年来, 随着人民生活水平的不断提高, 现代人开始要求“绿色环保”的建筑材料, 对建筑材料中的放射性问题越来越关心。为了解郯城县建筑材料中的放射性水平, 于2002年12月对我县生产的建筑材料及市场上销售的外地建筑材料开展了调查分析。

1 调查对象, 仪器方法和评价依据 1.1 样品

本县生产和建材市场销售的32.5^#、42.5^#普通硅酸盐水泥; 本县生产的粘土砖, 新型墙体材料。

1.2 仪器

MMCA8000型γ能谱仪, 中国原子能研究院生产。

1.3 方法

随机采样(每种1 000g), 经过粉碎、装盒存放15 d, 使用低本底多道γ能谱仪进行测量和计算结果。

1.4 评价依据

按照《建筑材料放射性核素限量》(GB6566- 2001)标准进行评价。

2 结果与分析 2.1 普通硅酸盐水泥的放射性水平

抽检32.5^#普通硅酸盐水泥样品10份, 42.5^#水泥4份。放射性核素活度浓度C_Ra、C_Th、C_k分别为24.6~ 39.37 Bq/kg(中位数39.07 Bq/kg)、12.6~ 39.37 Bq/kg(中位数25.62 Bq/kg)、114.82 ~ 577.05 Bq/kg(中位数158.68 Bq/kg)。内照射指数为I_Ra为0.12 ~ 0.29(中位数0.195)。外照射指数I_γ为0.17 ~ 0.38(中位数0.23), 其放射性水平符合(GB6566-2001) 《建筑材料放射性核素限量》A类产品要求。其产销和使用范围不受限制。

2.2 粘土砖的放射性水平

共抽检6个样品, 检测结果和中位数, C_Ra、C_Th、Ck分别为29.54 ~ 68.64 Bq/kg(47.19 Bq/kg); 11.83~ 62.95 Bq/kg(42.11Bq/kg); 246.05 ~ 584.61 Bq/kg(534.77 Bq/kg); I_Ra和I_γ分别为0.15 ~ 0.34(0.25)和0.35 ~ 0.49 (0.435)。从结果可以看出, 粘土砖的放射性水平普遍比水泥和新型建材高。

考虑可能由粘土砖内燃材料成分所造成, 特对本县粘土砖主要使用的煤渣进行抽检。4份煤渣样品的C_Ra、C_Th、C_k分别为: 61.50 ~ 103.50、59.83 ~ 85.86、238.34 ~ 361.84 Bq/kg。I_Ra和I_γ分别为0.31~ 0.52; 0.52~ 0.59。结果表明, 煤渣有较高的放射性水平。据了解, 不少厂家为了提高粘土砖烧制温度及加大砖的强度, 在配料时, 加入过量的煤渣, 导致这些砖的放射性水平普遍偏高。

2.3 新型墙体材料放射性水平

对我县生产的两种新型建筑材料进行了采样检测, 一号样品结果, C_Ra、C_Th、C_k分别为10.20, 15.00, 541.42Bq/kg; I_Ra和I_γ分别为0.05和0.24; 2号样品, C_Ra、C_Th、C_k结果分别为28.31, 27.00, 547.62 Bq/kg; I_Ra和I_γ分别为0.14和0.31, 可见, 新型墙砖的放射性水平较低。

3 不同建筑材料所致居民年有效剂量估算 3.1 室内外照射所致居民的年有效剂量H_E外的估算

选用Kisiuk ZM^[1]提出的计算公式, 即简化Krisiuk估算式:

(1)

3.2 室内内照射所致居民的年有效剂量H_E内的估算

选用Krisiuk ZM^[1]提出的估算式:

(2)

其中: n为建材中氡释出率。Krisuk ZM提出为0.062, 我国孙性善^[2]根据中国情况, 提出为0.04, 在本调查中采用0.04。

3.3 居民附加年有效剂量H_E附的估算

H_E附等于室内居民的内外照射的有效剂量之和减去我国公民室内γ外照射剂量0.6mSv/a和世界建材典型值所致内照射剂量0.168mSv/a的本底之和^[3]。即

(3)

据上述公式计算不同建材所致居民年有效剂量估算结果(mSv/a):粘土砖、水泥、新型建材的H_E外、H_E内、H_E附分别为0.367~ 0.561, 0.099 ~ 0.222, -0.302 ~ 0.015; 0.119 ~ 0.434, 0.092~ 0.191, -0.488~ -0.144; 0.244~ 0.355, 0.034 ~ 0.095, -0.51~ 0.318。

可见, 除粘土砖有对居民所致附加剂量外, 其他建材没有附加剂量贡献。

4 小结

通过对建筑材料的放射性水平调查分析, 基本掌握了我县生产的建筑材料和市场上销售的外地建筑材料放射水平, 并对建筑材料所致居民年有效剂量水平进行了估算, 与有关文献报道相近^{[3, 4]}。同时对使用煤渣作为内燃材料的粘土砖的放射性水平进行了测定, 其结果放射性水相对较高, 因此, 用煤渣作为内燃材料的粘土砖应严格控制加入量。新型墙体材料的放射性水平较低, 应大力提倡和推广使用新型墙体材料。