建筑材料防护标准探析

本文主要讨论建筑材料中的放射性水平, 以及人在室内受到的附加剂量的计算方法和室内γ附加剂量的计算方法。

1 建筑材料中的放射性水平

铀系、钍系和天然钾的放射性是建筑材料中放射性的主要来源。美国、英国等多个国家已经发布了某些常用材料中放射性核素浓度的典型值和它们的范围值的调查报告。数据表明, 放射性浓度的变换范围相当大, 比如花岗岩中钾-40的浓度变化在37～3600Bq/kg之间, 镭-226浓度变化范围在19～481Bq/kg之间, 钍-232浓度在19～192Bq/kg之间, 但是其平均浓度变化却明显小很多, 最大值与最小值之差也仅为个位数。

2 关于《建筑材料放射卫生防护标准》

《建筑材料放射卫生防护标准》主要解决了院标准中的量不足:第一, 明确提出质量厚度的概率, 避免了原标准中的武断现象。第二, 分类控制概念被提出, 解决了较高辐射水平材料的特别许可问题, 使得放射防护实践正当化、合理化, 也在代价和利用方面取得了较好的平衡点。但是, 新标准仍然存在一些争议, 比如质量厚度概念的定义不是很严密, 在实际操作中还有些问题尚待解决。按照GB 6566-2000的定义, 建筑材料的密度乘以厚度所得的积便是质量厚度, 也即是单位面积上的质量。

质量厚度概念主要应用于两个方面, 第一, 在γ空气比释放能的测量方面, 一直按此标准来确定产品堆垛的厚度, 相比旧标准的2m×2m×0.5m的测量条件而言, 更加贴近实际情况, 测量更为规范, 也更便于操作根据实际操作。第二, 在对于检测结果的评价上, 安装新标准4.4条所规定的“质量厚度小于8g/cm2建材, 其放射性核素比活度同时满足要求的, 按A类产品管理, 其产销和使用范围不受限制”。根据以上情况, 在对空气的比释蹦测量和在检测机构进行评价时, 将出现两个不相同的结果。正在进行测量结果评价时, 质量厚度的目的在于为不同密度的建材提供一个相对合理规范的评价标准。对同一种建材产品来说, 其值应该是一个定值, 而不应该是一个浮动的值。

3 计算室内γ辐射剂量

在对室内的γ辐射剂量的计算是可以采用一种简洁的计算办法, 因为建筑物内的辐射剂量不精包括空气中的氡、钾等具有一定放射性质的元素所释放的γ辐射, 以及建材所释放所带来的辐射量, 在计算辐射剂量时, 除了实际测量值外, 室内γ照射率也可以更加放射性核素在建材中的浓度和分别、房间的性质、大小、室内外的地产γ辐射以及宇宙射线的贡献进行理论计算。当把这些因素考虑进去是, 计算方法就显得十分繁琐复杂, 我们可以采用模型简化的方法来取得相对准确的近似值。假定房间是由建筑材料形成的无限厚介质空洞, 那么室内γ辐射剂量率就可以近似认为是无限均匀源分布条件下室外剂量率的2倍。由于每栋房子都是存在门窗的, 所以该种假设下求得的γ辐射量会略高于实际γ辐射量。这儿可以根据数学线性解析法, 计算出其偏置率, 进而得到更精确的结果。

※对壁厚50g/cm2建筑物的计算值

当需要求解的更精确的建筑材料对室内辐射剂量贡献时, 上述简化模型误差相对较大, 需要采用更加完善的方法。对于不同的材料, 存在一个最大厚度, 当壁厚低于该厚度时, 比剂量率随着墙壁的厚度增加而增加。由于建材具有字屏蔽效应, 所以建材存在一个平衡饱和厚度, 超过这个厚度, 室内剂量率不再增加。对于这一点对于估算网式结构建筑各房间的剂量水平是很重要的。

以CRa、CTh和Ck+分别表示226Ra、232Th和40K的比活度Bq·kg-1, 在4π条件下以KRa、KTh和KK分别表示从核素226Ra、232Th和40K的比活度计算空气吸收剂量的转换因子。

下表1列出的是部分作者推荐的转换因子。这些因子是在不同假设条件下得到的。其中某些是在考虑到建筑物的诗句厚度后, 在室内4π照射条件下的参考数据。表1中还给出了KRa、KTh、KK等因子的算术平均值。经计算, 利用平均值能求得更为精确的室内γ剂量率。利用平均值为因子得到的结果如下:

对于厚度没有达到平衡厚度的建筑, 其室内辐射水平将低于平衡厚度的建筑, 另外还要加上门窗的修正因子, 这时则需在这种情况下加菲饱和校正因子在0.7和1之间。

4 结语

综上所述, 笔者认为, GB 6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》在很大程度上对原有标准做了修正, 但是仍然有些细节方面需要进行改进, 以便对建材的放射检测做出统一的标准。对于计算室内γ辐射剂量, 应该采用适当的计算方法, 力求所得结果精确。

摘要：本文主要讨论各类主要建筑材料中的放射性水平, 讨论人在室内受到的附加剂量的计算方法和室内γ附加剂量的计算方法。讨论GB 6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》。

关键词：建筑材料,放射性,室内γ射线,防护标准

参考文献

[1] 孙军, 杜衡雁, 赵杨, 等.对《建筑材料放射卫生防护标准》中质量厚度概念的商榷[J].中国辐射卫生, 2002 (3) .