浅谈建筑装饰装修材料中放射性危害及检测方法

刘培炎

（福建省产品质量检验研究院，福建 福州 350002）

随着人们生活水平的提高，家庭房屋装饰装修已成为人们日常生活中重要的一部分，随着人们环保意识的提高，建筑装饰装修材料中的放射性污染问题，越来越被大家所关注。

其实人们本身就生活在一个放射性的世界里，放射性已经渗透到生活的方方面面。我们每天都在接触放射性。我们到医院去体检，透视或照相，或做CT都在接触放射性，我们呼吸的空气也有放射性；我们吃的蔬菜，喝的水、牛奶，吃的肉、鱼，生活装修装饰用材料等都有放射性，我们地球本身就是一个放射源。

1 放射性的基本知识

人类首次发现放射性是法国物理学家贝克勒尔在1986年发现釉盐矿发射着类似X射线的穿透性辐射，他的这一发现，使人们对物质的微观结构有了更新的认识，并由此打开了原子核物理学的大门[1]。1898年法国物理学家居里夫人又发现了另外两种放射性新元素钋和镭，后来居里夫人建议把物质能够自发发出射线的性质称之为放射性，放射性的名称由此产生[2]。

到目前为止，人类发现的100多种元素中，总共约有2600多种核素[3]。其中稳定性核素仅有280多种，属于81种元素。放射性核素有2300多种，在研究中发现这些放射性核素自发发出射线主要为α、β、γ射线，[4]而后科学家们将放射性定义为：某些元素的原子在核衰变过程中总是放射出具有一定动能的带电或不带电的粒子，即α、β、γ射线。γ射线穿透能力最强，但辐射电离效应最弱，是最容易造成人体外照射损害的主要射线，α射线辐射电离效应最强，但穿透物体的能力最弱，是造成人体内照射损害的主要射线，β射线的电离能力与穿透力介于α、γ射线之间。

放射性的来源主要有两个方面：天然放射性源与人工放射性源。天然放射性源的放射性核素种类主要有40K、3H、14C、87Rb及铀、钍、锕三个放射性系所属的核素（如238U、232Th、226Ra等），其主要来自两方面：一是来自外层空间的高能粒子流的宇宙射线；二是存在于岩石、水、土壤、大气、各种建材及人、动植物组织中的天然放射性核素。天然不稳定核素能自发放出射线，称为天然放射性；通过核反应由人工制造出来的核素的放射性，称为人工放射性。

2 建筑装饰装修材料中放射性的危害

随着人们对居室装修美化的要求不断提高，人们不再满足于传统材料的运用，越来越多的新型装修材料，以及人们家庭装饰和建筑材料款式多样、色彩美观的石材、陶瓷、墙体材料等新产品层出不穷，由于放射性物质广泛存在于大自然界，广泛存在于各种放射性物质，用于生产建筑装饰装修材料的原材料绝大部分都取自天然的土壤、岩石、矿石等，由于这些材料的地质历史和形成条件的不同，或多或少存在着放射性元素，这些放射性物质含有镭-226、钍-232、钾-40等放射性元素，它们在衰变过程中，不断放出α,β和γ粒子。[4]这些天然放射性物质的放射性危害主要有两方面，一是体内辐射；二是体外辐射。体内辐射是指放射性衰变产生氡气，钍衰变成镭，镭衰变成氡，即放射性核素在衰变过程中伴随着释放出α,β和γ粒子的同时，又产生1种新的放射性核素——无色气体氡，人们吸入人体后释放出α,β和γ粒子，使得人体周围组织或器官的细胞基本分子结构产生电离，破坏细胞基本分子结构，造成人体的内照射。体外辐射是指具有强穿透能力γ射线从人体外照射后作用于人体的伤害。

自然界中放射性核素的射线粒子的能量、辐射的类型以及存留量等都有所不同，而危害最大的是镭-226、钍-232和钾-40，此三种核素应引起人们的高度警惕。其中，对人体产生外辐射问题主要是钍-232和钾-40带来的危害；而放射性核素镭-226，一方面放射出高能量的γ射线，产生外辐射危害，另一方面镭-226衰变后可产生氡（222Rn）气体，从而导致人体的内辐射危害。这些放射性物质会对身体健康造成严重威胁和伤害，放射性物质容易被人们呼吸吸入，或者通过皮肤伤口及消化道吸收进入体内，引起人体的内辐射，γ辐射可穿透一定距离而被人体机体所吸收，使人体受到外照射伤害。内外照射对人体的伤害主要的病症有：头昏失眠、皮肤发红、白血病、呕吐、溃疡、出血、脱发、腹泻等，有时会增加遗传性病变、畸变、癌症的发生率，甚至影响几代人的身体健康。

3 建筑装饰装修材料放射性的检测方法

3.1 建筑装饰装修材料的分类

由于建筑装饰装修材料中存在着放射性元素，我国有关部门对此非常重视，特地颁布了国家强制性标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》，该标准中对装饰装修材料的放射性水平进行了明确的规定，按照建筑材料的放射性水平，将装饰装修材料分为A类、B类、C类三类（见表1）。

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3.2 放射性的试验方法

GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》标准中也规定了使用低本底多道γ能谱仪对建筑材料放射性水平进行检测。

检测时，随机抽取每份不少于2kg的两份样品，一份样品作为检验样品，另一份封存作为备份样品。将检验样品破碎成小块（可使用颚式破碎机将样品破碎成小样），放入密封式化验制样粉碎机中研磨成粉末状，然后使用0.16mm的方孔筛筛析，取其粒径不大于0.16mm的筛下物。将筛下物放入与检测仪器标定时使用的盛装标准样品几何形状一样的样品盒中，称重并精确至0.1g，盖上盖子密封（可使用胶带封住盖子的缝隙，以保证密封），然后放在与检测条件同样的环境条件中放置待测。当检验样品中天然放射性衰变链基本达到平衡后，在与检测仪器计量时同样的环境条件下，采用低本底多道γ能谱仪对试样进行镭-226、钍-232和钾-40比活度的测量。经测定一定时间后，通过WinNaI分析软件，分析计算出该样品的放射性水平，得到该样品的内照射指数（IRa）和外照射指数（Iγ）。

该检测方法测定无机非金属类建筑材料中镭-226、钍-232和钾-40的含量是基于这三种天然放射性核素的原始γ谱的差异性。低本底多道γ能谱仪的高能区（大于500KeV）能够明显区分原始γ射线主要特征峰（全能峰）。不同的放射性核素衰变产生的γ射线有不同的特征能量，如钾为1.298MeV，钍为2.868MeV，镭为2.085MeV。因此可以利用镭-226、钍-232和钾-40的γ射线强度，通过计算出镭-226、钍-232和钾-40的含量。

3.3 计算方法

3.3.1 内照射指数

内照射指数，按照式（1）进行计算：

式中：

200——仅考虑内照射情况下，GB 6566-2010标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226的放射性比活度限量，单位为贝可每千克（Bq·kg-1）。

3.3.2 外照射指数

外照射指数按照式（2）计算：

式中：

370、260、4200——分别为仅考虑外照射情况下，建筑材料中放射性核素镭-226、钍-232、钾-40在其各自单独存在时GB 6566-2010标准规定的限量，单位为贝可每千克（Bq·kg-1）。

通过以上公式的计算就可以得出该建筑装饰装修材料的放射性水平。

4 结论

建筑装饰装修材料中的放射性污染会影响人们的身体健康，人们在选择装饰装修材料要尽量选择放射性水平较低的材料（如A类装饰装修材料）。本文描述的放射性检测方法能较准确地检测出建筑装饰装修材料的放射性水平，有效保障人们的身体健康。

[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]卢希庭.原子核物理[M].北京：原子能出版社, 1981.

[4]俞誉福.环境放射性概论[M].上海：复旦大学出版社, 1997.