建筑材料放射性现场检测.doc

建筑材料放射性现场检测项目完成人员：徐锴陆逊周绚乙项目完成单位：上海市计量测试技术研究院【摘要】本文对影响建材表面空气比释动能率测量的几个因素作了研究，提出了一种建材放射性现场检测方法和剂量限制要求，并对实验和理论计算结果进行了讨论，二者之间有较好的一致性。【关键词】建筑材料；放射性测量1前言一般情况下，建筑物的放射性大部分来自建筑材料中的天然放射性核素，这些放射性物质对公众造成附加照射，一般表现为全身外照射及其衰变子体的内照射。对建筑材料放射性物质含量的限值是基于辐射防护基本安全标准而确定的，并以常见的放射性核素226Ra、232Th和40K的比活度表征。国际放射防护委员会(ICRP)对公众规定的五年内平均年有效剂量限值为1mSv，如果建造住房和工作用房的建筑材料中226Ra、232Th和40K的比活度分别为120、100和1000Bq·kg-1(这一放射性水平接近现行国际规定的极限)，并假定公众在室内的居留因子为0.8，则建材放射性对公众个体造成的年有效照射剂量约为1.1mSv，已经略为超过ICRP确定的上述有效剂量限值[1]。为保障公众及其后代的健康与安全，促进建筑材料的合理利用和建材工业的合理发展，各国相继根据本国的放射卫生防护法规和标准制定出建筑材料放射性物质的限制标准及相应的检测方法，并授权或指定有关部门负责贯彻实施。我国现行关于建筑材料放射性主要有以下三部标准，分别是：1994年国家建筑材料工业局颁布的JC518-1993《天然石材产品放射防护分类控制标准》；2000年国家质量技术监督局修订发布的GB6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》；2000年国家质量技术监督局修订发布的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》[2,3,4]。上述标准中所规定的测量条件和限制要求均不相同，而且对建筑物室内的空气比释动能率没有作出限值要求和指定检测方法。因此，迫切需要建立一种与现行标准有机联系、适合现场快速检测、并具操作性的测量方法，以满足市场需求，这对于保护上海城市环境和公众健康，促进国际大都市的可持续发展具有重要意义。本文以目前市场上大量用于室内装饰的花岗石材料为研究对象，针对影响石材表面空气比释动能率测量结果的几个因素进行了实验研究，得出一种现场快速检测方法，并尝试提出建筑物内部建材放射性的检测方法和限值要求。实验2.1测量仪器和实验材料本实验测量空气比释动能率采用便携式-射线辐射仪，比活度测量选用美国ORTEC公司高纯锗谱仪，其对60Co1332keV能量峰分辨率为1.87keV。实验材料选用山东石岛红花岗石，切割成规格为50502cm的正方形薄板。2.2建材本身对放射性的吸收影响当光子束穿过吸收介质时,将通过光电效应、康普顿散射和产生电子对三种效应损失能量,宽束光子数目的衰减规律由下式表示：[5]（1-1）式中，I0为入射光子束强度,I为经过厚度为x的吸收体后光子束的强度，为吸收体的线性减弱系数，B称为积累因子，是一个描述散射光子影响的物理量，它与射线能量、介质种类和厚度等许多因素有关。由于光子的散射效应较为复杂，介质对射线的吸收通常通过实验测得。考虑到天然石材的放射性水平较低，实验中我们按照地球天然本底Ra、Th、K的成分比例制作了一块平板源：用60Co溶液源（E平均=1.25MeV）代替40K（E=1.46MeV），Ra选用U-Ra平衡粉末，Th选用ThO2粉末，活度分别为2.8105Bq、2.27104Bq、1.68104Bq,均匀混合三种源,用883万能胶水固定于两块20cm20cm0.8cm的石材中。在距离石材表面10cm处分别测量未加覆盖和覆盖2cm-42cm花岗石的剂量率（覆盖面积为2m2m），间隔厚度为2cm，结果如图2.1所示。2.3建材堆放面积对空气比释动能率测量的影响在堆放厚度一定，探头距建材表面距离一定的条件下，建材表面空气比释动能率与面积大小明显相关，我们模拟了正方形堆放模体不同边长对空气比释动能率的影响，实验中我们以40cm为递增长度，测量了边长从20cm到400cm的不同面积情况下与之相对应的建材表面空气比释动能率，模体厚度为2cm，测量结果对土壤本底和宇宙射线作了修正。考虑到天然石材的放射性水平较低，在模体厚度仅为2cm的条件下，测量统计误差过大，我们仍旧利用另外制作的较高放射性水平的平板源作为实验材料。由于没有足够经费，也不太可能做出一套边长从20cm直到400cm的平板源，实验中我们把20cm20cm2cm的源放置在以测量点为中心，间隔为20cm的周围不同位置，分别测量其空气比释动能率。最后不同边长模体的空气比释动能率由其相应位置的空气比释动能率分量算术叠加而得。图2.2给出了探测器距建材表面中