放射性知识及建筑卫生陶瓷放射性核素的检测＊

王春金

（唐山惠达陶瓷（集团）股份有限公司 河北 唐山 063307）

放射性知识及建筑卫生陶瓷放射性核素的检测＊

王春金

（唐山惠达陶瓷（集团）股份有限公司 河北 唐山 063307）

放射性对人体有危害，为了改善人们的居住环境，建筑材料及装修材料的放射性需要经过检测合格后才能使用。因此，准确检测建筑装饰材料的放射性和防护很关键。

放射性的危害 伽玛能谱仪检测内照指数 外照指数

地球本身就是一个放射源，我们生活在一个放射性的世界，放射性已经渗透到人们生活的方方面面。到医院去体检，透视或照相，或做CT都是使用放射性照射；呼吸的空气中也含有放射性；吃的蔬菜，喝的水、牛奶、吃的肉、鱼等食物和居住的房屋等都有放射性。科学研究证明，在地球的放射性中空气中的的天然气放射性占40%；医疗（来自X射线）占17%；食物和饮料占15%；陆地中的石头及泥土中的放射性物质产生的占15%；来自外太空的宇宙射线占12%；其他来自高空飞行及核电站排放等占1%。既然不能回避放射性，那么放射性物质的准确检测和正确防护就非常关键。

从20世纪80年代开始，政府相关部门对居室放射性污染问题就已经非常关注，并制定了《中华人民共和国放射性污染防治法》，对产品、建材提出了明确要求：不符合国家放射性污染防治标准的，不得出厂和销售；建筑材料和装修材料，应当符合国家建筑材料放射性核素控制标准（GB 6566）。这样，在促进生产厂家注重提高产品物化性能的同时，更注重降低产品中的放射性含量，有利于改善人们的居住生活环境。在GB 6566中规定了对放射性核素镭－226、钍－232、钾－40的测定及限量标准。下面仅就如何准确检测卫生陶瓷中放射性核素予以详细论述，以供大家参考。

1 实验

1.1 检测依据

《国家标准建筑材料放射性核素限量》（GB 6566－2010）。

1.2 检测设备

北京核工业厂生产的低本底γ能谱仪。仪器组成及工作原理如下：

1）铅室

作用：物体本身没有放射性，只是用来屏蔽外界放射性对探头的干扰。

铅室指标：要求保证本底的放射性足够低，铅的壁厚应不

低于90mm。

2）电源系统（低压、高压）

内部结构：由NaI（Tl）晶体、光电倍增管、高压分配器3部分组成。

作用：核信号→光信号→电信号→倍增放大。

3）放大器

作用：使信号成形和放大，并可提高信噪比。

调节方法：手动调节和计算机数字化程控。

4）脉冲幅度分析器（多道）

指标：道数选择，NaI（Tl）1024最佳。

功能：对脉冲幅度（能量）分类统计计数，获得能谱图；横轴代表幅度（能量），幅度越高，图的位置越靠右；纵轴代表该幅度（能量）计数，图的位置越靠上计数越大。

5）计算机及软件系统

谱获取软件功能：①谱测量控制：开始、停止、继续（累加）；②谱仪硬件参数设置：高压、放大、零点、上阈、下阈（手动调节的由手动设置）及定时设置；③文件处理、峰处理、重点区、能量刻度、谱比较功能等。

谱分析软件功能。分析参数设置，分析库管理功能，计算及数据报告功能。

原理：相对比较测量方法，先测量本底谱及标准谱，然后放到核数据库中，分析未知样品时自动调用标准谱数据进行分析计算（逐道最小二乘法、逆矩阵法）。

6）标准源：采用镭－226、钍－232、钾－40、本底共4个标准源，测定标准源的时间为4～6h。

1.3 检测过程

1.3.1 试样制备

试样经烘干、粉碎、缩分，研磨，然后过160μm（100目）孔径筛，置于样品盒中，摇匀，保证其体积密度最大。当检测样品中天然放射性衰变链基本达到平衡后（一般放置时间为7d），在与标准样品测量条件相同情况下，采用低本底多道γ能谱仪对其进行镭－226、钍－232、钾－40的比活度的测量。

1.3.2 测量样品

打开检测软件→设置参数及检查→开始测量→谱文件保存→样品分析→参数检查及标准库检查（见图1）→调入谱图→分析报告。

图1 参数及标准库检查

1.4 检测结果的讨论

GB 6566－2010中规定A类装饰、装修材料内照指数IRa≤1.0，外照指数Ir≤1.3；HJ／T 296－2006中对卫生陶瓷的技术要求比国家标准严格，其中规定内照指数IRa≤0.9，外照指数Ir≤1.2。

式中：CRa、CTh、CK——分别为建筑材料中天然放射性核素镭－226、钍－232、钾－40放射性的比活度，Bq／kg；

200——仅考虑内照射情况下，GB 6566－2010规定的天然放射性核素镭－226的放射性比活度的限量，Bq／kg；

370、260、400——分别为仅考虑外照射情况下，本标准规定的天然放射性核素镭－226、钍－232、钾－40的放射性比活度的限量，Bq／kg。

2 保证测量结果的可靠性

1）使用符合检定规程的合格的仪器。

2）仪器硬件状态（参数）检查。相对测量，但必须保证和刻度状态一致。

图2 Ra－226某峰位的变化图

3）分析软件检查。因为是相对测量，所以必须保证软件的参数设置、标准库的正确性与完整性。

4）长期稳定性检查。用镭a－226某个峰长期观察峰位的变化（见图2）。每周测量1次标准混合样品，与标准值对比，检查结果的可靠性。

5）效率变化校正。每个季度用标准源测量标准谱，并更新标准库，避免随环境、时间的变化标准谱线的峰会变化而影响检测的结果。

3 测量中常见问题及注意事项

3.1 同一个样品不同时间测量结果不稳定

仪器的状态发生变化（稳定性漂移或效率）或分析软件参数问题。

3.2 分析不出结果或不确定度太大

样品放射性弱，全谱总计数率与本底计数率接近。

3.3 没有谱图、时钟不走

仪器发生故障，应及时与厂家联系维修。

3.4 分析结果核素数量不对

所建立的标准库多加或者少加了核素。

3.5 标准源测量时间

普通样品的测量时间一般为1～2h，必须注意标准源的测量时间为4～6h。

3.6 样品高度与标准源高度一致

为了保证效率，必须注意样品盒内装的样品的高度与标准源的高度保持一致。

4 辐射防护的特点以及如何防护

放射性辐射对人体有害，我们在日常生活、工作中应加以防护。辐射防护的目的是防止有害的确定性效应，并限制随机性效应的发生概率，使它们达到被认可水平。

辐射防护从对象上分为外照射防护和内照射防护2类：

内照射防护方法：防止吸入、饮食或通过破损皮肤渗透到体内。

外照射防护方法：①受照射危害与时间成正比，受辐射照射的时间越短其危害性越小；②与距离平方成反比，与辐射源的距离越远辐射越小；③进行屏蔽，屏蔽后辐射按指数衰减。

5 结语

我们的工作、学习、休息、娱乐都离不开建筑设施，建筑材料及装饰材料的放射性核素含量的多少，直接影响着我们的身心健康，所以，对于检测的放射性核素较高的原材料，应该少用或禁止使用，以保证在使用中对人体的损害降至最低。

1 杨彬华.基于NaⅠ（Ti）Υ谱仪的自动能谱分析的研究.核电子学与核探测技术，2011（2）：251～254

2 赵欣.建筑材料放射性核素监测方法.资源环境与工程，2006（1）：73～77

3 房宗良，黄剑峰，王季红.最小二乖一逆矩阵法在建材Υ谱仪中的应用.核电子与核探测技术，2002（6）：717～720

4 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局，中国国家标准化管理委员会.建筑材料放射性核素限量GB 6566－2010.北京：中国标准出版社，2010

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1002－2872（2012）05－0032－02

王春金（1971－），大专，工程师；主要从事陶瓷工艺技术的研究。