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西宁市建筑主体材料放射性水平及氡析出率的研
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摘要：天然放射性辐射环境是人类生存环境的重要组成部分[1]。由于现在我国绝大部分人一生中80%以上的时间都在各种钢筋混凝土或砖混结构的建筑物内部活动，因此此类建筑物所用的建筑材
天然放射性辐射环境是人类生存环境的重要组成部分[1]。由于现在我国绝大部分人一生中80%以上的时间都在各种钢筋混凝土或砖混结构的建筑物内部活动，因此此类建筑物所用的建筑材料的放射性核素含量水平与人类的健康密不可分。建筑材料中放射性核素是建筑物放射性的主要来源之一[2]。研究表明，岩石、土壤、水体、沉积物及各类建筑材料中放射性核素含量分布广泛[3]。建筑材料的放射性水平主要取决于建筑材料中226Ra、232Th和40K这些长寿命天然放射性核素比活度的高低[4]，其对人体的辐射危害表现在226Ra、232Th及其子体和40K因γ衰变对人体造成的外照射，以及226Ra、224Th及其衰变子体(222Rn和220Rn)通过呼吸进入人体因α衰变对人体呼吸道系统造成的内照射[5-7]。随着建筑材料工业和建筑行业的飞速发展，建筑材料的天然放射性水平引起国内外学者的广泛关注，已有研究资料表明[5-11]，各地建筑材料天然放射性水平呈现较大差异。
氡是自然界唯一的天然放射性惰性气体。由于氡无色无味，很容易被人们忽视，但其被呼吸系统截留后，在体内长期不断累积。达到一定浓度后可诱发肺癌等疾病[12]。国内外学者研究表明[13-20]，建筑材料氡的析出率和氡浓度对于室内环境有着重要影响。开展建筑材料放射性水平以及氡析出率研究调查对各地建筑材料安全使用及居民辐射防护具有重要意义。为此，国内对各地建筑材料的天然放射性核素水平及氡的析出进行了大量研究报道[7-12]，而西宁市建筑材料在此方面鲜有报道[21]。
西宁市是青海省的省会城市，位于青海省东部，是国务院首批确定的内陆开放城市之一[22]。改革开放尤其是西部大开发以来，西宁市城市化快速发展，目前市区面积497.4 km2，截至2016年末，西宁市常住人口为229.07万人，城镇人口为157.15万人，城镇化率为68.61%，比2015年提高0.81个百分点，城市面貌变化巨大。然而，关于西宁市建筑主体材料的天然放射性水平的研究较为少见，尤其氡析出率方面极为匮乏。1991—1994年，李玉芝等[21]曾对青海省水泥、石灰、粘土砖、砂子、大瓦、碎石等建筑材料的放射性核素含量进行了调查分析，调查区域涵盖青海省范围，但样品数偏少，大部分建筑材料仅采2～7个样品，且对建材氡析出率未做研究。为了解西宁市常用建筑主体材料的天然放射性水平和氡的析出率，本工作于2015年8月对西宁市的城南、城北、城西、城东和城中五个市区的建筑工地随机进行了样品采集，根据国家标准《GB 6566-2010 建筑材料放射性核素限量》[23]及欧洲委员会提出的放射卫生相关原则对样品中天然放射性核素40K、226Ra和232Th的活度及氡的析出率进行分析研究。
1实验部分
1.1样品采集与制备
在西宁市常用的建筑主体材料中采集主要的红砖、水泥、砂子、蒸压加气混凝土砌块(即加气块)、碎石和灰渣砖为研究对象，对西宁市五个城区的建筑工地建材样品进行随机采集，每种建筑材料采集5～8个样，每个样品重1.5～2.0 kg。据调查，这些建筑主体材料主要产自本地和周边地区。样品采回实验室后，根据国家标准[23]，将所有样品用颚式破碎机破碎、并用玛瑙磨细过筛，使其粒径不大于0.16 mm，在恒温箱中((105±5) ℃)烘干至恒重，用FA2004N型电子天平(中国上海精密科学仪器有限公司，精度0.1 mg)准确称量，装入与存放标准样品一样的柱状聚乙烯盒中，封存30～40 d，用于放射性核素40K、226Ra和232Th比活度的测定。测定氡析出率时，将上述磨好的样品取出一部分平铺在事先准备的玻璃平面上，尽量使表面平整并用硅胶环确定范围。在测样品之前做大量空白试验，取平均值作为空白对照。
1.2仪器与测量方法
样品中天然放射性核素(40K、226Ra和232Th)的含量采用低本底多道γ能谱仪(中核(北京)核仪器厂)测定[8-10]。每个样品的测量时间设定为5 h，每个样品用两台相同参数仪器各测试1次，结果取其平均值。
采用德国生产ERS-2-S氡、钍及氡钍射气析出率分析测定仪测定建材中氡的析出率，测样品之前，在保证仪器测量稳定的前提下，做大量空白试验，并取平均值作为空白对照。将粉碎过筛的样品平铺在事先准备的玻璃平面上，将ERS-2-S氡、钍及氡钍射气析出率分析测定仪的衰变计数室置于平整的建材粉末表面上，保持建材表面平整并用硅胶环确定范围，同时对硅胶环外围进行密封，这种方法较简单，但受条件限制。每个样品测5～7次取其平均值，不确定度小于25%，测量时实验室温度(23±1) ℃。ERS-2-S氡、钍及氡钍射气析出率分析测定仪抽吸模式使用新型的活塞泵抽气。氡气进入密闭的计数室后，衰变产生的带正电的子体在衰变室壁高压的作用下聚集到探测器表面，这些子体衰变产生具有特征能量的α能谱，通过α能谱识别218Po和216Po特征峰，并根据系统参数计算得到222Rn和220Rn比活度。
文章来源：《建筑材料学报》 网址: http://www.jzclxb.cn/qikandaodu/2021/0629/570.html
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