建材產品放射性檢測技術的研究

熊莎

（貴州省建材產品質量監督檢驗院　貴州　貴陽　550000）

建材產品放射性檢測技術的研究

熊莎

（貴州省建材產品質量監督檢驗院貴州貴陽550000）

建筑的節能環保功能受到高度重視，而很多建材產品中都含有放射性核素，對人體和環境都極為不利。本文以放射性檢測為中心，先簡單介紹了放射性核素的來源和限制標準，然后對其檢測技術即檢測中的注意事項進行了分析。

放射性檢測；建材產品；注意事項

引言

在經濟技術的推動下，現代建筑行業有了進一步發展，建材產品、裝飾材料等種類也越來越多。除了實用性，人們對建筑功能提出了更高要求，尤其是環保問題，在當前備受關注。然而，平常使用的建材產品，如天然大理石、花崗巖等，帶有放射性物質，易損害人體健康。所以，在生產或購置建材產品時，必須經過放射性物質檢測，確保放射元素不超過規定的標準，否則不得投入使用。而如何保證快速、精確高效的檢測，就顯得無比關鍵。

1　關于建材產品放射性物質的來源及其類別

1.1來源

放射性核素指的是自然界內那些自身能夠放出α、β、γ射線，并逐漸衰老為其他元素原子核的元素。如今，建筑行業迅速興起，在建設和裝飾過程中，會用到各種建材產品，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），導致以上建材產品也具有放射性物質。除了自然原因，工業生產是放射性核素的另一種主要來源。為得到必須的建筑材料，人們通常會采煤、煅燒巖，在此過程中，導致放射性核素集聚。

1.2類別

建材產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。也可能通過呼吸進入人體后，對人體健康造成傷害。前者是外照射，多由γ射線導致；后者是內照射，多由α射線導致。

2　建材產品放射性的限制標準

因為建材產品中一旦帶有放射性核素，勢必會影響到人體健康，使其生活質量有所下降，所以對放射性核素的應有個量上的限制，這就要求合理制定相應的標準。20世紀70年代，我國對此方面開始重視，80年代起，相繼有一些標準頒布，但是采用的檢測方法不同，導致結果并不通統一。直到2001年才有了比較統一的標準限制。

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

3　建材產品放射性檢測技術分析

3.1γ能譜儀檢測技術

過去檢測建材產品中的放射性核素時，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。隨著技術的不斷改進，目前主要采取的是低本底多道γ能譜儀檢測法，完成對建材產品中鉀-40、釷-232和鐳-226等的檢測。

除了α射線和β射線，天然反射性核素還會發出不同能量的γ射線，該技術的原理就源于此。在能譜中，入射的γ射線與全吸收峰的道址有關，其能量大小與道址成正比。所以在檢測時，探頭若能檢測到γ射線，就會有相應的光電效應產生，將其強弱程度和能譜差異進行放大，不同能譜的道址峰可通過記錄儀表顯示出來。檢測人員可對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，并估測放射性的強度。

3.2檢測程序

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

（2）建立標準譜數據庫。檢測的樣品的強弱程度對檢測時間影響較大，一般來說，完成測量工作需要1～2h，則建立1～2h的標準譜數據庫。另外，考慮到單核素標準譜數會被程序自動扣除本底，并在統一處理后保存入庫，所以建庫時應先測量，保存本底譜，然后根據天然刻度源提供的各項參數，一一完成測量工作，最終保存數據。如果本底譜有所改變，需把單核素標準譜的數據重新進行輸入并保存，以保證信息的準確性和實時性。

接著是能量刻度，能量刻度指的是γ光子能量和道數道址間的對應關系，確定后可開始樣品測試。通過對尋峰程序的操作，明確樣品譜中所含有的所有峰能量，得到檢測結果后，可根據此判斷樣品中含有那些放射性核素。具體而言，需對已知能量標準源進行檢測，把峰位-能量輸入至子菜單，軟件系統會自動完成能量刻度。

（3）放射性平衡和材料放射性檢測。測量放射性核素鐳時，γ譜儀實際上測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，所以檢測鐳之后，樣品應密封放置足夠的時間。直到需要檢測的放射性的衰變鏈和標準樣品達到一致，才能利用低本底多道R能譜儀，繼續進行鉀-40、釷-232和鐳-226的比活度測量。

4　影響檢測結果的因素及檢測注意事項

4.1影響因素

樣品密封時間。現代的建材產品材料眾多，種類不一，所選取的產品材料不同，天然放射性衰變鏈時間也有差異。相關規定中將密封時間定為3～4周，但在實際實驗時，可能密封時間不夠。若是密封時間太短，樣品中放射性核素的衰變可能達不到平衡，導致結果偏高。樣品測試時間。不同的樣品，其穩定性差異比較大，根據γ能譜儀的本底、探測效率和材料放射性的強弱合理確定測試時間的長短。如果測試時間太短，樣品凈計數統計誤差偏大，測試結果的分散性就大。

4.2注意事項

（1）γ能譜儀功能要齊全，硬件要求達到規定標準，保證能譜儀有良好的穩定性。功能方面，要能夠正常尋峰，設置活時間，可設置感興趣區。γ能譜儀是一套相對的測試儀器，不可能每次檢測樣品都能刻度，因此對其穩定性有著嚴格要求，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，多道分析器的道數盡量選擇1024道，探測器的分辨率控制在9%以內，屏蔽層的鉛的厚度至少10cm，內腔直徑為220mm，以減少散射。

（2）測試時間受諸多因素影響，如本底、放射性強度等，需綜合考慮這些因素，保證時間的準確性。若本底和探測效率固定，而樣品放射性較弱，可以考慮微微延長測試時間；若樣品放射性較強，需縮短檢測時間。

（3）在外部環境溫度的變化中間那個，NaI探測器的分辨率會有所改變，需要定期重新刻度。因此，選擇標準源時，一定要有計量證書，在使用期內內能夠保持基質不變，且要具有良好的均勻性。為了避免受溫度影響，γ能譜儀的試驗環境中盡量裝置空調，室溫差不得超過2℃。

（4）檢測人員應具備基本的專業能力，了解放射性核素的來源、熟悉檢測流程，且要具備極強的動手操作能力，可熟練使用檢測儀器。

5　結束語

建材產品中的放射性核素對人體健康危害較大，而且不符合當前建筑節能環保的特點，必須采取有效手段加以控制，減少傷害。檢測是重要的前提工作，通過檢測，可幫助人們選擇良好的產品。但對檢測儀器、檢測方法都有嚴格的限制，必須保證符合標準。

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TU50

A

1673-0038（2015）43-0052-02

2015-10-1

熊莎（1978-），女，苗族，貴州銅仁人，高級工程師，本科，主要從事工作和研究方向為產品質量檢驗檢測與質量評價方面。