浅析大理石矿的放射性检测

兰兴奇

（四川省雅安市产品质量监督检验所 四川雅安 625000）

前言

在《建筑材料的放射性核素限量》中，国家对装修材料的天然放射性核素，如钾-40、钍-232、镭-226的放射性比活度做出了相关规定。即放射性比活度若满足IRa≤1.0及Iy≤1.3两个要求，为A类装修材料，且不限制此类材料的产销及使用范围。若宝兴县大理石矿的放射性比活度满足相应条件，将之作为建筑材料，并进行销售生产，可有效保证大理石质量，也可为消费者提供便利。

1 大理石矿的样品采集及制备

1.1 样品采集

以宝兴县大理石矿区为例，充分了解大理石矿区的地理位置及自然环境，为大理石样品采集奠定基础，其后可携带工程地图及采样工具前往大理石矿区进行实地勘察及采样。在现场采集中，应注重放射性核素钾、钍、镭样品，且每个样品约1kg，将之保存于布制样品袋，并送回实验室测定。此外，在野外测量时，要从低海拔至高海拔，平均气温在0～2℃之间。在实地采样中，可运用分点采样法，对采样地点进行划分，分别标注为1、2、3、4、5号，并将1号采样点置于断层上盘，5号采样点置于断层下盘，保证采样地点分布的代表性[1]。在采样完成后，对采集样品进行处理，可制得5个样品，为样品的测量分析做好准备，并通过比活度的分析得出该大理石矿区的天然放射性水平。

1.2 样品制备

以约80℃烘干样品，并将之粉碎至约200目，称取500g放入保鲜袋中，并置入密封样品盒中，经过约一月积累，可达到U-Ra放射性平衡，其样品资料如下：以样品1号为例，其样品盒编号为BX-1，净质量为796.1g；样品2号，样品盒编号为BX-2，净质量为777.6g；样品3号，样品盒编号为BX-3，净质量为；样品4号，样品盒编号为BX-4，净质量为741.6g；样品5号，样品盒编号为BX-5，净质量为720.5g；关于样品标准，其样品盒编号为BZ，净质量为500.0g。

2 大理石矿中放射性核素的检测

2.1 测量谱段的选择

测量226Ra的分析谱段选自214B的0.609MeV和214Pb的0.352MeV两个特峰值；而232Tb的分析谱段选自208Tl的0.583MeV和212Pb的0.239MeV两个特峰值；40K为1.46MeV。

2.2 试验设备及条件

在测量器中，包含Ge（Li）半导体探测器，该探测器由美国CANBER公司制造，测量精度高，具有高分辨率的属性。针对60CO-1332KeV，其能量分辨率可达2.3KeV，后接4096道多道分析器。为保证测量精度，降低本底计数，可将之置于铅室。在测量本底时，设定测量时间为15000s，并针对相应谱段，分别求出峰面积。其后，保证测量条件相同，分别测量样品及标准，并针对相应谱段，求出样品及标准的净面积。关于测量标准，可参照国家建筑材料测试中心的相关要求。

2.3 比活度计算

依据净面积比值，可得出样品的比活度，其表达式（1）为：S标/S样=Q标/Q样。在此表达式中，S标为样品净面积，S样为样品净面积，Q标为标准比活度，Q样为样品比活度。并依据表达式，可得到大理石中核素的比活度[2]。具体而言，以样品编号1为例，其226Ra比活度为34.0，232Th比活度为26.0，40K比活度为522；样品编号2，其226Ra比活度为36.4，232Th比活度为28.1，40K比活度为531；样品编号3，其226Ra比活度为34.2，232Th比活度为26.7，40K比活度为522；样品编号4，其226Ra比活度为34.7，232Th比活度为19.9，40K比活度为507；样品编号5，其226Ra比活度为38.3，232Th比活度为27.7，40K比活度为524；关于标准比活度，其226Ra比活度为33.8，232Th比活度为25.7，40K比活度为555。

2.4 样品的照射指数

外照射指数，即是天然放射性核素钾-40、钍-232、镭-226的比活度分别除以各自存在时标准规定限量，从而得出商的和值，其表达式（2）为：Iy=QRa/370+QTh/260+QK/4200。在标准中，内照射指数，即是天然放射性核素镭-226的比活度分别除以标准规定限量，从而得出的商，其表达式（3）为：IRa=QRa/200，且以（2）、（3）表达式为依据，可得到大理石的照射系数。具体而言，以样品编号1为例，其内照射指数IRa为0.17，外照射指数Iy为0.32；样品编号2，内照射指数IRa为0.18，外照射指数Iy为0.33；样品编号3，内照射指数IRa为0.17，外照射指数Iy为0.32；样品编号4，内照射指数为0.17，外照射指数为0.29；样品编号5，内照射指数IRa为 0.19，外照射指数Iy为0.34。

在以上表达式中，QRa、QTh、QK是大理石中，226Ra、232Th、40K 的比活度，而Bq/kg，以及370、260、4000等仅考虑外照射情况。若226Ra、232Th、40K单独存在，标准将规定各自比活度限值，而Bq/kg，以及200等仅考虑内照射情况，即标准规定下大理石中放射性核素镭-226的比活度限值，Bq/kg。

3 结论

综上所述，以宝兴县大理石矿为例，其放射性检测结果满足国家对建筑材料放射性核素限量的要求。本文具体分析了实地勘察及采样措施，保证了采样地点分布的代表性，并结合测量226Ra、232Tb等分析谱段，以及Ge（Li）半导体探测器，依据净面积比值，得出了样品的比活度。此外，针对样品的外照射指数及内照射指数，提出了大理石内外照射指数的计算公式，得到样品的放射性检测结果。因此，关于放射性检测结果，宝兴县的大理石辐射较低，并不会影响环境质量及人体健康。

[1]先永平，侯新生.宝兴大理石矿的放射性检测[J].广东微量元素科学，2010，17（09）：66～69.

[2]杨振宇，王 智，柴长虹，周一鸣，王新宇，裘文玮.放射性检测仪器原理及应用[J].检验检疫学刊，2010，20（04）：70～73.