淺析大理石礦的放射性檢測

蘭興奇

（四川省雅安市產品質量監督檢驗所 四川雅安 625000）

前言

在《建筑材料的放射性核素限量》中，國家對裝修材料的天然放射性核素，如鉀-40、釷-232、鐳-226的放射性比活度做出了相關規定。即放射性比活度若滿足IRa≤1.0及Iy≤1.3兩個要求，為A類裝修材料，且不限制此類材料的產銷及使用范圍。若寶興縣大理石礦的放射性比活度滿足相應條件，將之作為建筑材料，并進行銷售生產，可有效保證大理石質量，也可為消費者提供便利。

1 大理石礦的樣品采集及制備

1.1 樣品采集

以寶興縣大理石礦區為例，充分了解大理石礦區的地理位置及自然環境，為大理石樣品采集奠定基礎，其后可攜帶工程地圖及采樣工具前往大理石礦區進行實地勘察及采樣。在現場采集中，應注重放射性核素鉀、釷、鐳樣品，且每個樣品約1kg，將之保存于布制樣品袋，并送回實驗室測定。此外，在野外測量時，要從低海拔至高海拔，平均氣溫在0～2℃之間。在實地采樣中，可運用分點采樣法，對采樣地點進行劃分，分別標注為1、2、3、4、5號，并將1號采樣點置于斷層上盤，5號采樣點置于斷層下盤，保證采樣地點分布的代表性[1]。在采樣完成后，對采集樣品進行處理，可制得5個樣品，為樣品的測量分析做好準備，并通過比活度的分析得出該大理石礦區的天然放射性水平。

1.2 樣品制備

以約80℃烘干樣品，并將之粉碎至約200目，稱取500g放入保鮮袋中，并置入密封樣品盒中，經過約一月積累，可達到U-Ra放射性平衡，其樣品資料如下：以樣品1號為例，其樣品盒編號為BX-1，凈質量為796.1g；樣品2號，樣品盒編號為BX-2，凈質量為777.6g；樣品3號，樣品盒編號為BX-3，凈質量為；樣品4號，樣品盒編號為BX-4，凈質量為741.6g；樣品5號，樣品盒編號為BX-5，凈質量為720.5g；關于樣品標準，其樣品盒編號為BZ，凈質量為500.0g。

2 大理石礦中放射性核素的檢測

2.1 測量譜段的選擇

測量226Ra的分析譜段選自214B的0.609MeV和214Pb的0.352MeV兩個特峰值；而232Tb的分析譜段選自208Tl的0.583MeV和212Pb的0.239MeV兩個特峰值；40K為1.46MeV。

2.2 試驗設備及條件

在測量器中，包含Ge（Li）半導體探測器，該探測器由美國CANBER公司制造，測量精度高，具有高分辨率的屬性。針對60CO-1332KeV，其能量分辨率可達2.3KeV，后接4096道多道分析器。為保證測量精度，降低本底計數，可將之置于鉛室。在測量本底時，設定測量時間為15000s，并針對相應譜段，分別求出峰面積。其后，保證測量條件相同，分別測量樣品及標準，并針對相應譜段，求出樣品及標準的凈面積。關于測量標準，可參照國家建筑材料測試中心的相關要求。

2.3 比活度計算

依據凈面積比值，可得出樣品的比活度，其表達式（1）為：S標/S樣=Q標/Q樣。在此表達式中，S標為樣品凈面積，S樣為樣品凈面積，Q標為標準比活度，Q樣為樣品比活度。并依據表達式，可得到大理石中核素的比活度[2]。具體而言，以樣品編號1為例，其226Ra比活度為34.0，232Th比活度為26.0，40K比活度為522；樣品編號2，其226Ra比活度為36.4，232Th比活度為28.1，40K比活度為531；樣品編號3，其226Ra比活度為34.2，232Th比活度為26.7，40K比活度為522；樣品編號4，其226Ra比活度為34.7，232Th比活度為19.9，40K比活度為507；樣品編號5，其226Ra比活度為38.3，232Th比活度為27.7，40K比活度為524；關于標準比活度，其226Ra比活度為33.8，232Th比活度為25.7，40K比活度為555。

2.4 樣品的照射指數

外照射指數，即是天然放射性核素鉀-40、釷-232、鐳-226的比活度分別除以各自存在時標準規定限量，從而得出商的和值，其表達式（2）為：Iy=QRa/370+QTh/260+QK/4200。在標準中，內照射指數，即是天然放射性核素鐳-226的比活度分別除以標準規定限量，從而得出的商，其表達式（3）為：IRa=QRa/200，且以（2）、（3）表達式為依據，可得到大理石的照射系數。具體而言，以樣品編號1為例，其內照射指數IRa為0.17，外照射指數Iy為0.32；樣品編號2，內照射指數IRa為0.18，外照射指數Iy為0.33；樣品編號3，內照射指數IRa為0.17，外照射指數Iy為0.32；樣品編號4，內照射指數為0.17，外照射指數為0.29；樣品編號5，內照射指數IRa為 0.19，外照射指數Iy為0.34。

在以上表達式中，QRa、QTh、QK是大理石中，226Ra、232Th、40K 的比活度，而Bq/kg，以及370、260、4000等僅考慮外照射情況。若226Ra、232Th、40K單獨存在，標準將規定各自比活度限值，而Bq/kg，以及200等僅考慮內照射情況，即標準規定下大理石中放射性核素鐳-226的比活度限值，Bq/kg。

3 結論

綜上所述，以寶興縣大理石礦為例，其放射性檢測結果滿足國家對建筑材料放射性核素限量的要求。本文具體分析了實地勘察及采樣措施，保證了采樣地點分布的代表性，并結合測量226Ra、232Tb等分析譜段，以及Ge（Li）半導體探測器，依據凈面積比值，得出了樣品的比活度。此外，針對樣品的外照射指數及內照射指數，提出了大理石內外照射指數的計算公式，得到樣品的放射性檢測結果。因此，關于放射性檢測結果，寶興縣的大理石輻射較低，并不會影響環境質量及人體健康。

[1]先永平，侯新生.寶興大理石礦的放射性檢測[J].廣東微量元素科學，2010，17（09）：66～69.

[2]楊振宇，王 智，柴長虹，周一鳴，王新宇，裘文瑋.放射性檢測儀器原理及應用[J].檢驗檢疫學刊，2010，20（04）：70～73.