花岗石因装饰效果高贵、华丽、纯朴、自然，近年来被人们越来越多的用来进行家居、办公、娱乐等场所的环境装饰^[1]。花岗石含有的天然放射性元素[主要有铀(U)系、钍(Th)系、钾(⁴⁰K)]在衰变过程中会发出α、β、γ射线，镭的衰变产物氡对人体形成内照射，会增加肺癌的发病几率^[2]。因此，通过对采集的19种样本进行放射性核素含量和比活度检测，将所得的数据结果根据国家相关准则进行分级(表 1)，并探寻影响石材放射性差异的影响因素，以便在将来家居、酒店等进行装修时提供参考依据，进而对石材的使用及石材厂石材的采购、销售提供健康安全合理的方案选择，降低使用放射性大的石材给人带来的危害，使建材建筑行业向着低辐射污染的健康安全方向发展。

1 北京市花岗石放射性核素含量检测

将选取的19个样品，每个约为2 kg依据国家标准《建筑材料放射性核素限量》 ^[3]将所有样品用密封式制样机GJ -1进行碎样，过200目筛选后用电热鼓风干燥箱在105℃恒温下进行8小时的烘干。烘干后放入与存放标准物质样品一样的100 mm ×80 mm样品盒中后采用天然放射性核素镭-226，钍-232，钾-40同时满足高纯锗(HPGe) γ谱仪对采集的19种放射性样本进行镭、钍、钾核素含量和²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K比活度检测^[4]，检测的结果如表 2。

2 天然放射性核素含量检测结果计算

根据HPGeγ谱仪测定的19种花岗石放射性核素比活度进行内外照射指数、镭当量、γ外照射有效剂量当量计算。

内照射指数由以下公式计算^[6]:

(1)

式中: I_Ra---内照射指数; C_Ra---天然放射性核素镭-226的放射性比活度(单位: Bq/kg); 200---国标规定建材中放射性核素镭-226在仅考核内照射时的放射性比活度的限量(单位: Bq/kg)。

外照射指数由以下公式计算^[7]:

(2)

式中: I_γ---外照射指数; C_Ra、C_Th、C_K---建材中素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度(单位: Bq/kg); 370、260、4200---国标规定仅考虑外照射时，建材中镭-226、钍-232、钾-40单独存在时规定的限量(单位: Bq/kg)。

镭当量活度由以下公式计算^[8]:

(3)

γ外照射有效剂量当量H_外^[9]:

(4)

式中: ---普通建材空气吸收剂量率，nGyh^-1; ---天然石材空气吸收剂量率，nGyh^-1; a---普通建材所占的比例系数，取0.9; b---天然石材所占的比例系数，取0.1; Q---品质因数，γ射线为1; N ---年小时数8760和停留因子，取0.92; ω_T---组织权重因子，取0.7; G---门窗校准系数，取0.7。

对于某种建筑物而言，因为各类装饰材料和建材转换系数的本身差别，因此要根据各类建筑材料在建筑物中所占比例来进行计算建筑物内空气吸收剂量率^[10]。

根据《建筑材料放射性限制标准的研究》中得出，普通建材室内空气吸收剂量率为^[11]:

(5)

建材中²²⁶Ra，²³²Th，⁴⁰K比活度的本底值分别取41，48和666 Bq/kg; 根据学者们的实验证明，天然石材室内空气吸收剂量率为^[12]:

(6)

根据上述计算得到结果如表 3，结合划分的等级以及相关文献，通过分析检测和计算结果探究影响石材放射性差异的因素。北京市花岗石放射性计算结果见表 3。

3 北京市花岗石放射性差异分析

根据花岗石石材分类及其适用范围进行选购，不同等级的花岗石岩性有很大差别，而岩性又是影响石材放射性水平高低最重要的一个影响因素。目前，A类石材中基性或超基性的黑色花岗石放射性水平很低; 介于A、B类边界处的中性或酸性岩的浅肉红色花岗石放射性水平一般较高; 而红色花岗石多数为酸性岩，镭、钾含量较高，多数为A、B边界处岩石; 但若是地质年代较老的正长岩，则多数为A类石材^[13]，可见不同的岩性对放射性水平的影响差异很大。表 3中19中样品A类石材约占据84.2%，B类有15.8%，仅仅针对在上述19种样品，按照分类等级来看，可以考虑选择福建的芝麻黑、山东的黑金、福建珍珠白麻、吉林白、山东白沙、四川浅米黄、广西菊花黄等。从分类等级上来看北京市花岗石大多数种类可以进行室内装修，但是注意要结合上述所分析的石材产地、颜色、比活度、镭当量、照射指数等因素对氡含量的影响，进行合理选择，选购危害系数最小的石材进行使用。

由表 2可知，所检测的19种样品所含的的放射性含量各不相同，²²⁶Ra核素比活度含量在9.29 ~ 160.42 Bq/kg之间，其中，最高的是9号产自广东的荔枝红样品，最少的是5号样品将军红，产自福建省; ²³²Th核素含量在2.42 ~ 182.07 Bq/kg之间，含量最高的是产自山东的13号样品石岛红，最低的是15号样品四川的浅米黄; 而⁴⁰K核素含量在26.82 ~ 1455.00 Bq/kg之间，其中，17号样品广西的菊花黄含量最高，15号样品浅米黄的含量最低。这些花岗石放射性含量仅是在我们选取的19中样品中检测的结果，仅是一个参考性的意见，而非绝对性的。

在选择花岗石进行装修时，还要注意参照镭当量的影响，一般选取颜色较浅的，因为蚀变带的岩石镭、钍、钾含量相比较于未发生岩性改变的岩石含量高很多，颜色较深，多数镭当量较大，放射性水平较高，对人体危害也大。从表 3选取的19种样品中得出的结果是，天然石材中镭当量活度为55.77 ~ 457.20 Bq/kg。其中最低的为浅米黄，最高的为石岛红。石岛红超过了国际镭当量活度限量值370 Bq/kg，而荔枝红以及枫叶红比较接近，而其它北京市天然石材的样品镭当量值均低于国际上限量值，属于安全范围之内。

在选择花岗石时，内、外照射指数的影响也必须考虑，国家对石材的分类标准的划分就是根据内外照射指数进行的分级，结合标准分类等级可知当内外照射指数都不大于1.0时，这类石材的使用不受限制，但是当内照射指数不大于1.3同时外照射指数不大于1.9时，这类石材只能用于工业建筑内饰面、Ⅱ类民用建筑和其他建筑的外饰面，但不能用于Ⅰ类民用建筑内饰面; 当放射性核素含量增加，照射指数变大时，即不大于2.8时，这些材料则只能用于建筑物的外饰面和室内其他用途。因此，在选用花岗石进行装饰时，必须考虑内外照射指数，尽量选取内外照射指数比较低的石材使用，从表 3中的我们采样的19种石材中得出的结果，根据内外照射指数可以考虑山东白金、四川浅米黄、大花绿、广西菊花黄、山东白沙、印度英国棕等。

同时根据北京所特有的生活特点来看，城市居民生活节奏很快，暴露在外界的时间也比较长，接触辐射时间久。通常几乎在日常工作中不和辐射性物质相接处的人，仍然会因环境本底每年摄取1 ~ 2 mSv的辐射(主要是环境空气中的氡)。仅从上述内容及表 3中所计算得到的结果，我们可以看出各样本均不会给人体造成太大的辐射伤害，而4号芝麻黑、9号的荔枝红、13号石岛红和14号枫叶红的放射性全身年吸收剂量当量都超过了1 mSv，这一结果仅作为此次研究的一个参考结论，由于选择的样品有限，这仅是所选样品得出的结果，仅作参考意见，并且在样品选择过程和测试中或许受到外界因素的影响或者此类产品批号的影响导致某些种类花岗石放射性含量高，但并非该产品一定辐射性大，还需进一步的严格实验来进行探讨。总之，在使用时应该注意避免过长的接触，控制用量，尽量避免大规模地使用，注意适当通风。

另外，在选购花岗石石材也要考虑地区的影响，尽量选取放射性含量低的地区所产石材，这与岩石形成的地质年代有关，年代越新，放射性水平越高。相关文献记载，在我国南方福建境内出现的燕山期花岗石镭、钍、钾的含量比较高^[14]。并且现在家庭大都是用空调，通风效果差，氡极易在室内积聚，如果选取的石材本地氡含量较高则会将危害系数进一步增大。由表 1可知所检测的19种样品中不同产地的花岗石天然放射性核素含量有很大差别，即使是同一产地的花岗石产品其核素含量也有差别^[15]，这是由于地质构造、成岩年代、岩性、蚀变、矿石类型等原因引起的。因此在选用时对于同品名、同产地的产品也不能一概而论。

4 结论及建议

本文通过对北京市花岗石放射性核素含量的检测，分析出影响石材放射性水平高低的因素是多方面的，其中岩性、蚀变、岩体形成年代、颜色深浅以及地区等因素。基性、超基性的岩石放射性水平比较低，为发生蚀变的岩石放射性水平较低，地质年代月久远放射性水平就越低，而颜色较浅的花岗石放射性较低; 北方地区由于成岩条件差异花岗石放射性比南方地区低。因此，在现在这个花岗石用于居室内装饰上升的情势下，我们要做好防氡降氡的措施，室内装修后要加强通风，并且在选择花岗石时尽量选用放射性水平较低的石材用于居室内装饰，减少所接受的天然辐射剂量。