淺談建筑裝飾裝修材料中放射性危害及檢測方法

劉培炎

（福建省產(chǎn)品質(zhì)量檢驗研究院，福建 福州 350002）

隨著人們生活水平的提高，家庭房屋裝飾裝修已成為人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾囊徊糠?，隨著人們環(huán)保意識的提高，建筑裝飾裝修材料中的放射性污染問題，越來越被大家所關(guān)注。

其實人們本身就生活在一個放射性的世界里，放射性已經(jīng)滲透到生活的方方面面。我們每天都在接觸放射性。我們到醫(yī)院去體檢，透視或照相，或做CT都在接觸放射性，我們呼吸的空氣也有放射性；我們吃的蔬菜，喝的水、牛奶，吃的肉、魚，生活裝修裝飾用材料等都有放射性，我們地球本身就是一個放射源。

1 放射性的基本知識

人類首次發(fā)現(xiàn)放射性是法國物理學(xué)家貝克勒爾在1986年發(fā)現(xiàn)釉鹽礦發(fā)射著類似X射線的穿透性輻射，他的這一發(fā)現(xiàn)，使人們對物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)有了更新的認(rèn)識，并由此打開了原子核物理學(xué)的大門[1]。1898年法國物理學(xué)家居里夫人又發(fā)現(xiàn)了另外兩種放射性新元素釙和鐳，后來居里夫人建議把物質(zhì)能夠自發(fā)發(fā)出射線的性質(zhì)稱之為放射性，放射性的名稱由此產(chǎn)生[2]。

到目前為止，人類發(fā)現(xiàn)的100多種元素中，總共約有2600多種核素[3]。其中穩(wěn)定性核素僅有280多種，屬于81種元素。放射性核素有2300多種，在研究中發(fā)現(xiàn)這些放射性核素自發(fā)發(fā)出射線主要為α、β、γ射線，[4]而后科學(xué)家們將放射性定義為：某些元素的原子在核衰變過程中總是放射出具有一定動能的帶電或不帶電的粒子，即α、β、γ射線。γ射線穿透能力最強，但輻射電離效應(yīng)最弱，是最容易造成人體外照射損害的主要射線，α射線輻射電離效應(yīng)最強，但穿透物體的能力最弱，是造成人體內(nèi)照射損害的主要射線，β射線的電離能力與穿透力介于α、γ射線之間。

放射性的來源主要有兩個方面：天然放射性源與人工放射性源。天然放射性源的放射性核素種類主要有40K、3H、14C、87Rb及鈾、釷、錒三個放射性系所屬的核素（如238U、232Th、226Ra等），其主要來自兩方面：一是來自外層空間的高能粒子流的宇宙射線；二是存在于巖石、水、土壤、大氣、各種建材及人、動植物組織中的天然放射性核素。天然不穩(wěn)定核素能自發(fā)放出射線，稱為天然放射性；通過核反應(yīng)由人工制造出來的核素的放射性，稱為人工放射性。

2 建筑裝飾裝修材料中放射性的危害

隨著人們對居室裝修美化的要求不斷提高，人們不再滿足于傳統(tǒng)材料的運用，越來越多的新型裝修材料，以及人們家庭裝飾和建筑材料款式多樣、色彩美觀的石材、陶瓷、墻體材料等新產(chǎn)品層出不窮，由于放射性物質(zhì)廣泛存在于大自然界，廣泛存在于各種放射性物質(zhì)，用于生產(chǎn)建筑裝飾裝修材料的原材料絕大部分都取自天然的土壤、巖石、礦石等，由于這些材料的地質(zhì)歷史和形成條件的不同，或多或少存在著放射性元素，這些放射性物質(zhì)含有鐳-226、釷-232、鉀-40等放射性元素，它們在衰變過程中，不斷放出α,β和γ粒子。[4]這些天然放射性物質(zhì)的放射性危害主要有兩方面，一是體內(nèi)輻射；二是體外輻射。體內(nèi)輻射是指放射性衰變產(chǎn)生氡氣，釷衰變成鐳，鐳衰變成氡，即放射性核素在衰變過程中伴隨著釋放出α,β和γ粒子的同時，又產(chǎn)生1種新的放射性核素——無色氣體氡，人們吸入人體后釋放出α,β和γ粒子，使得人體周圍組織或器官的細(xì)胞基本分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生電離，破壞細(xì)胞基本分子結(jié)構(gòu)，造成人體的內(nèi)照射。體外輻射是指具有強穿透能力γ射線從人體外照射后作用于人體的傷害。

自然界中放射性核素的射線粒子的能量、輻射的類型以及存留量等都有所不同，而危害最大的是鐳-226、釷-232和鉀-40，此三種核素應(yīng)引起人們的高度警惕。其中，對人體產(chǎn)生外輻射問題主要是釷-232和鉀-40帶來的危害；而放射性核素鐳-226，一方面放射出高能量的γ射線，產(chǎn)生外輻射危害，另一方面鐳-226衰變后可產(chǎn)生氡（222Rn）氣體，從而導(dǎo)致人體的內(nèi)輻射危害。這些放射性物質(zhì)會對身體健康造成嚴(yán)重威脅和傷害，放射性物質(zhì)容易被人們呼吸吸入，或者通過皮膚傷口及消化道吸收進(jìn)入體內(nèi)，引起人體的內(nèi)輻射，γ輻射可穿透一定距離而被人體機體所吸收，使人體受到外照射傷害。內(nèi)外照射對人體的傷害主要的病癥有：頭昏失眠、皮膚發(fā)紅、白血病、嘔吐、潰瘍、出血、脫發(fā)、腹瀉等，有時會增加遺傳性病變、畸變、癌癥的發(fā)生率，甚至影響幾代人的身體健康。

3 建筑裝飾裝修材料放射性的檢測方法

3.1 建筑裝飾裝修材料的分類

由于建筑裝飾裝修材料中存在著放射性元素，我國有關(guān)部門對此非常重視，特地頒布了國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，該標(biāo)準(zhǔn)中對裝飾裝修材料的放射性水平進(jìn)行了明確的規(guī)定，按照建筑材料的放射性水平，將裝飾裝修材料分為A類、B類、C類三類（見表1）。

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3.2 放射性的試驗方法

GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》標(biāo)準(zhǔn)中也規(guī)定了使用低本底多道γ能譜儀對建筑材料放射性水平進(jìn)行檢測。

檢測時，隨機抽取每份不少于2kg的兩份樣品，一份樣品作為檢驗樣品，另一份封存作為備份樣品。將檢驗樣品破碎成小塊（可使用顎式破碎機將樣品破碎成小樣），放入密封式化驗制樣粉碎機中研磨成粉末狀，然后使用0.16mm的方孔篩篩析，取其粒徑不大于0.16mm的篩下物。將篩下物放入與檢測儀器標(biāo)定時使用的盛裝標(biāo)準(zhǔn)樣品幾何形狀一樣的樣品盒中，稱重并精確至0.1g，蓋上蓋子密封（可使用膠帶封住蓋子的縫隙，以保證密封），然后放在與檢測條件同樣的環(huán)境條件中放置待測。當(dāng)檢驗樣品中天然放射性衰變鏈基本達(dá)到平衡后，在與檢測儀器計量時同樣的環(huán)境條件下，采用低本底多道γ能譜儀對試樣進(jìn)行鐳-226、釷-232和鉀-40比活度的測量。經(jīng)測定一定時間后，通過WinNaI分析軟件，分析計算出該樣品的放射性水平，得到該樣品的內(nèi)照射指數(shù)（IRa）和外照射指數(shù)（Iγ）。

該檢測方法測定無機非金屬類建筑材料中鐳-226、釷-232和鉀-40的含量是基于這三種天然放射性核素的原始γ譜的差異性。低本底多道γ能譜儀的高能區(qū)（大于500KeV）能夠明顯區(qū)分原始γ射線主要特征峰（全能峰）。不同的放射性核素衰變產(chǎn)生的γ射線有不同的特征能量，如鉀為1.298MeV，釷為2.868MeV，鐳為2.085MeV。因此可以利用鐳-226、釷-232和鉀-40的γ射線強度，通過計算出鐳-226、釷-232和鉀-40的含量。

3.3 計算方法

3.3.1 內(nèi)照射指數(shù)

內(nèi)照射指數(shù)，按照式（1）進(jìn)行計算：

式中：

200——僅考慮內(nèi)照射情況下，GB 6566-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑材料中放射性核素鐳-226的放射性比活度限量，單位為貝可每千克（Bq·kg-1）。

3.3.2 外照射指數(shù)

外照射指數(shù)按照式（2）計算：

式中：

370、260、4200——分別為僅考慮外照射情況下，建筑材料中放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40在其各自單獨存在時GB 6566-2010標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量，單位為貝可每千克（Bq·kg-1）。

通過以上公式的計算就可以得出該建筑裝飾裝修材料的放射性水平。

4 結(jié)論

建筑裝飾裝修材料中的放射性污染會影響人們的身體健康，人們在選擇裝飾裝修材料要盡量選擇放射性水平較低的材料（如A類裝飾裝修材料）。本文描述的放射性檢測方法能較準(zhǔn)確地檢測出建筑裝飾裝修材料的放射性水平，有效保障人們的身體健康。

[1]MARMIER P,SHELDON E.Physics of Nuclei and Particles[M]∥Academic Press.New York and London,1969.

[2]YUAN LUKE,LIU CHAI,WU CHIEN.Nuclear Physics,Part A[M]∥ Academic Press, New York, 1961.

[3]盧希庭.原子核物理[M].北京：原子能出版社, 1981.

[4]俞譽福.環(huán)境放射性概論[M].上海：復(fù)旦大學(xué)出版社, 1997.