熊莎

（貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院　貴州　貴陽(yáng)　550000）

建材產(chǎn)品放射性檢測(cè)技術(shù)的研究

熊莎

（貴州省建材產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)院貴州貴陽(yáng)550000）

建筑的節(jié)能環(huán)保功能受到高度重視，而很多建材產(chǎn)品中都含有放射性核素，對(duì)人體和環(huán)境都極為不利。本文以放射性檢測(cè)為中心，先簡(jiǎn)單介紹了放射性核素的來源和限制標(biāo)準(zhǔn)，然后對(duì)其檢測(cè)技術(shù)即檢測(cè)中的注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析。

放射性檢測(cè)；建材產(chǎn)品；注意事項(xiàng)

引言

在經(jīng)濟(jì)技術(shù)的推動(dòng)下，現(xiàn)代建筑行業(yè)有了進(jìn)一步發(fā)展，建材產(chǎn)品、裝飾材料等種類也越來越多。除了實(shí)用性，人們對(duì)建筑功能提出了更高要求，尤其是環(huán)保問題，在當(dāng)前備受關(guān)注。然而，平常使用的建材產(chǎn)品，如天然大理石、花崗巖等，帶有放射性物質(zhì)，易損害人體健康。所以，在生產(chǎn)或購(gòu)置建材產(chǎn)品時(shí)，必須經(jīng)過放射性物質(zhì)檢測(cè)，確保放射元素不超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，否則不得投入使用。而如何保證快速、精確高效的檢測(cè)，就顯得無比關(guān)鍵。

1　關(guān)于建材產(chǎn)品放射性物質(zhì)的來源及其類別

1.1來源

放射性核素指的是自然界內(nèi)那些自身能夠放出α、β、γ射線，并逐漸衰老為其他元素原子核的元素。如今，建筑行業(yè)迅速興起，在建設(shè)和裝飾過程中，會(huì)用到各種建材產(chǎn)品，如陶瓷墻材料、天然大理石、石灰水泥等。而天然的礦石、巖石自身都或多或少帶有放射性核素釷（Th）、鈾（U）、鐳（Ra），導(dǎo)致以上建材產(chǎn)品也具有放射性物質(zhì)。除了自然原因，工業(yè)生產(chǎn)是放射性核素的另一種主要來源。為得到必須的建筑材料，人們通常會(huì)采煤、煅燒巖，在此過程中，導(dǎo)致放射性核素集聚。

1.2類別

建材產(chǎn)品中的放射性核素以鉀-40、釷-232和鐳-226為主，可由外界直接照射人體，形成傷害。也可能通過呼吸進(jìn)入人體后，對(duì)人體健康造成傷害。前者是外照射，多由γ射線導(dǎo)致；后者是內(nèi)照射，多由α射線導(dǎo)致。

2　建材產(chǎn)品放射性的限制標(biāo)準(zhǔn)

因?yàn)榻ú漠a(chǎn)品中一旦帶有放射性核素，勢(shì)必會(huì)影響到人體健康，使其生活質(zhì)量有所下降，所以對(duì)放射性核素的應(yīng)有個(gè)量上的限制，這就要求合理制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。20世紀(jì)70年代，我國(guó)對(duì)此方面開始重視，80年代起，相繼有一些標(biāo)準(zhǔn)頒布，但是采用的檢測(cè)方法不同，導(dǎo)致結(jié)果并不通統(tǒng)一。直到2001年才有了比較統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)限制。

從前面可知，放射性核素一般通過外照射和內(nèi)照射兩種方式損害到人體健康，而兩種方式各有其相應(yīng)的指數(shù)，外照射指數(shù)Ir=CRa/370+CTh/260+CK/4200，內(nèi)照射指數(shù)IRa=CRa/200。

3　建材產(chǎn)品放射性檢測(cè)技術(shù)分析

3.1γ能譜儀檢測(cè)技術(shù)

過去檢測(cè)建材產(chǎn)品中的放射性核素時(shí)，可采用高壓電離室法、γ劑量率儀法，但其效率和精確度都有限。隨著技術(shù)的不斷改進(jìn)，目前主要采取的是低本底多道γ能譜儀檢測(cè)法，完成對(duì)建材產(chǎn)品中鉀-40、釷-232和鐳-226等的檢測(cè)。

除了α射線和β射線，天然反射性核素還會(huì)發(fā)出不同能量的γ射線，該技術(shù)的原理就源于此。在能譜中，入射的γ射線與全吸收峰的道址有關(guān)，其能量大小與道址成正比。所以在檢測(cè)時(shí)，探頭若能檢測(cè)到γ射線，就會(huì)有相應(yīng)的光電效應(yīng)產(chǎn)生，將其強(qiáng)弱程度和能譜差異進(jìn)行放大，不同能譜的道址峰可通過記錄儀表顯示出來。檢測(cè)人員可對(duì)道址位置及其面積等因素展開分析，最終確定是哪種放射性核素，并估測(cè)放射性的強(qiáng)度。

3.2檢測(cè)程序

（1）準(zhǔn)備需檢測(cè)的建材產(chǎn)品，一取兩份，保證其重量相同，從中選一份作為樣品。使用專業(yè)工具磨碎樣品，接著使用方孔孔篩進(jìn)行篩選，篩網(wǎng)的大小為0.16mm，把碾碎后的樣品中粒徑低于篩網(wǎng)大小的部分仔細(xì)稱重后保存，重量精確到0.1g。存儲(chǔ)位置選擇與刻度溥儀的體標(biāo)準(zhǔn)源的容量、外形都一致的器皿中，予以密封。

（2）建立標(biāo)準(zhǔn)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。檢測(cè)的樣品的強(qiáng)弱程度對(duì)檢測(cè)時(shí)間影響較大，一般來說，完成測(cè)量工作需要1～2h，則建立1～2h的標(biāo)準(zhǔn)譜數(shù)據(jù)庫(kù)。另外，考慮到單核素標(biāo)準(zhǔn)譜數(shù)會(huì)被程序自動(dòng)扣除本底，并在統(tǒng)一處理后保存入庫(kù)，所以建庫(kù)時(shí)應(yīng)先測(cè)量，保存本底譜，然后根據(jù)天然刻度源提供的各項(xiàng)參數(shù)，一一完成測(cè)量工作，最終保存數(shù)據(jù)。如果本底譜有所改變，需把單核素標(biāo)準(zhǔn)譜的數(shù)據(jù)重新進(jìn)行輸入并保存，以保證信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

接著是能量刻度，能量刻度指的是γ光子能量和道數(shù)道址間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，確定后可開始樣品測(cè)試。通過對(duì)尋峰程序的操作，明確樣品譜中所含有的所有峰能量，得到檢測(cè)結(jié)果后，可根據(jù)此判斷樣品中含有那些放射性核素。具體而言，需對(duì)已知能量標(biāo)準(zhǔn)源進(jìn)行檢測(cè)，把峰位-能量輸入至子菜單，軟件系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)完成能量刻度。

（3）放射性平衡和材料放射性檢測(cè)。測(cè)量放射性核素鐳時(shí)，γ譜儀實(shí)際上測(cè)到的是鐳的子體氡的γ射線，以及氡子體的γ射線。放射性衰變平衡后方可開展下一步工作，所以檢測(cè)鐳之后，樣品應(yīng)密封放置足夠的時(shí)間。直到需要檢測(cè)的放射性的衰變鏈和標(biāo)準(zhǔn)樣品達(dá)到一致，才能利用低本底多道R能譜儀，繼續(xù)進(jìn)行鉀-40、釷-232和鐳-226的比活度測(cè)量。

4　影響檢測(cè)結(jié)果的因素及檢測(cè)注意事項(xiàng)

4.1影響因素

樣品密封時(shí)間。現(xiàn)代的建材產(chǎn)品材料眾多，種類不一，所選取的產(chǎn)品材料不同，天然放射性衰變鏈時(shí)間也有差異。相關(guān)規(guī)定中將密封時(shí)間定為3～4周，但在實(shí)際實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能密封時(shí)間不夠。若是密封時(shí)間太短，樣品中放射性核素的衰變可能達(dá)不到平衡，導(dǎo)致結(jié)果偏高。樣品測(cè)試時(shí)間。不同的樣品，其穩(wěn)定性差異比較大，根據(jù)γ能譜儀的本底、探測(cè)效率和材料放射性的強(qiáng)弱合理確定測(cè)試時(shí)間的長(zhǎng)短。如果測(cè)試時(shí)間太短，樣品凈計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)誤差偏大，測(cè)試結(jié)果的分散性就大。

4.2注意事項(xiàng)

（1）γ能譜儀功能要齊全，硬件要求達(dá)到規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，保證能譜儀有良好的穩(wěn)定性。功能方面，要能夠正常尋峰，設(shè)置活時(shí)間，可設(shè)置感興趣區(qū)。γ能譜儀是一套相對(duì)的測(cè)試儀器，不可能每次檢測(cè)樣品都能刻度，因此對(duì)其穩(wěn)定性有著嚴(yán)格要求，24h峰位漂移不得超過1%，1m峰位漂移同樣控制在1%以下。在硬件上，以NaIγ能譜儀為例，多道分析器的道數(shù)盡量選擇1024道，探測(cè)器的分辨率控制在9%以內(nèi)，屏蔽層的鉛的厚度至少10cm，內(nèi)腔直徑為220mm，以減少散射。

（2）測(cè)試時(shí)間受諸多因素影響，如本底、放射性強(qiáng)度等，需綜合考慮這些因素，保證時(shí)間的準(zhǔn)確性。若本底和探測(cè)效率固定，而樣品放射性較弱，可以考慮微微延長(zhǎng)測(cè)試時(shí)間；若樣品放射性較強(qiáng)，需縮短檢測(cè)時(shí)間。

（3）在外部環(huán)境溫度的變化中間那個(gè)，NaI探測(cè)器的分辨率會(huì)有所改變，需要定期重新刻度。因此，選擇標(biāo)準(zhǔn)源時(shí)，一定要有計(jì)量證書，在使用期內(nèi)內(nèi)能夠保持基質(zhì)不變，且要具有良好的均勻性。為了避免受溫度影響，γ能譜儀的試驗(yàn)環(huán)境中盡量裝置空調(diào)，室溫差不得超過2℃。

（4）檢測(cè)人員應(yīng)具備基本的專業(yè)能力，了解放射性核素的來源、熟悉檢測(cè)流程，且要具備極強(qiáng)的動(dòng)手操作能力，可熟練使用檢測(cè)儀器。

5　結(jié)束語(yǔ)

建材產(chǎn)品中的放射性核素對(duì)人體健康危害較大，而且不符合當(dāng)前建筑節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，必須采取有效手段加以控制，減少傷害。檢測(cè)是重要的前提工作，通過檢測(cè)，可幫助人們選擇良好的產(chǎn)品。但對(duì)檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法都有嚴(yán)格的限制，必須保證符合標(biāo)準(zhǔn)。

[1]史永安.淺談建材產(chǎn)品放射性檢測(cè)技術(shù)[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2013，20（8）：143～144.

[2]昌文芳，王志霞，馬捷，楊慧.對(duì)建筑材料放射性檢測(cè)結(jié)果影響因素分析及控制的研究[J].現(xiàn)代測(cè)量與實(shí)驗(yàn)室管理，2013，22（1）：121～122.

[3]張兵，鄒小林.對(duì)建筑材料放射性的來源及檢測(cè)技術(shù)分析[J].商品與質(zhì)量，2014，28（4）：165～166.

[4]林桂明，段智鵬，汪林祥.建筑材料放射性檢測(cè)探討[J].科技與生活，2010，25（20）：190～192.

TU50

A

1673-0038（2015）43-0052-02

2015-10-1

熊莎（1978-），女，苗族，貴州銅仁人，高級(jí)工程師，本科，主要從事工作和研究方向?yàn)楫a(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)與質(zhì)量評(píng)價(jià)方面。