建筑材料放射性的检测.ppt

建筑材料放射性的检测,大学物理 开放性实验,主讲教师：李明非,吉林建筑工程学院城建学院,【实验简介】,用于建造各类建筑物所使用的无机非金属类材料（如水泥与水泥制品、砖、瓦、混凝土、混凝土预制构件、砌块、墙体保温材料、工业废渣、掺工业废渣的建筑材料及各种新型墙体材料等）和用于建筑物室内、外饰面用的建筑材料（如花岗石、建筑陶瓷、石膏制品、吊顶材料、粉刷材料及其他新型饰面材料等）都包含天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K和222Rn等，是人群受到的天然辐射来源之一。研究证明，建筑与装饰材料放射性超标，直接影响消费者特别是儿童、老人和孕妇的身体健康，使人体免疫系统受损害，并诱发类似白血病的慢性放射病。,【实验目的】,1了解建筑材料放射性的性质和危害。 2. 了解建筑材料放射性的检测方法。 3了解建筑材料放射性的控制标准和室内环境污染物的限量。,一个不稳定的原子核自发衰变为另一个原子核，同时放出射线，这种现象称为放射性衰变。 原子核自发地放射出射线的性质称之为放射性；具有放射性的同位素称之为放射性同位素。 天然放射性元素核衰变的主要类型为,【放射性基本知识】,放射性元素衰变到原来数量一半时所需的时间，我们将这个时间称为该放射性元素的半衰期。,到目前为止已发现的核素约有1900种以上，其中稳定核素约有250种，天然放射性核素约有70多种，人工放射性核素约有1500多种。 现在已发现的元素有112（118）种，每种元素有几种不同的同位素。 放射性核素相继衰变而成系列。起始核素经过衰变成为一个新的核素，新的核素仍是放射性的，它会继续进行衰变，直到形成稳定的核素为止。 自然界里有三个放射性系列，即铀系、钍系和锕系,20世纪初出产的夜光手表、老式挂钟和罗盘的含镭数码盘，能放出大量的和射线，用仪器计数，其计数率超过正常手表的1020倍甚至更多。一个五十年代生产的台式闹钟，距离其表面英尺，并且隔一层玻璃，测量的射线竟高达每分钟40个计数。喜欢珠宝、无盖夜光表和旧胸针饰物等是很危险的，因为含放射性物质的油漆会脱落，容易吸入或吃进身体里面。从60年代中开始制造的夜光表用氚或147Pm，两种元素都能隔着表盖放射出很多和 射线。,【生活中人们接受的电离辐射】,人体受到照射源有两类，即天然辐射源和人工辐射源。 一、天然本底辐射 宇宙射线：即来自宇宙空间的高能粒子流，其中有质子，粒子、其他重粒子、中子、电子、光子、介子等； 宇生核素：它们主要是由宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的； 原生核素：即存在于地壳中的天然放射性核素。,二、人工辐射 1、医疗照射：医疗照射来源于射线诊断检查，体内引入放射性核素的核医学诊断以及放射治疗过程。 2、核爆炸：核爆炸在大气中形成的人工放射性物质是环境广泛受到污染的原因。 3、核动力生产：核燃料循环运行时，放射性排除物（不包括废物处置）对附近居民以及全球的居民都会造成一定的当量剂量，从有关预测可以知即使到2500年也不过是天然辐射照射水平的1%。,日常生活,燃煤的放射性污染：一般的燃煤中常含有一定的放射性矿石，分析研究表明，许多燃煤烟气中含有铀、钍、镭、钋及铅等，尽管这些物质含量 很少，但长期的慢性蓄积，可随空气及被烘烤的食物进入人体。 新建住宅的土壤及建筑材料的放射性危害：新建的住宅，由于地基、岩石或矿渣、大理石装饰板等，往往含有一定的氡，可对新房（尤其是通风不良时）造成放射性污染。,饮用水中的放射性污染：我国地大物博，矿泉水十分丰富，但其中也有不少水源受到天然或人工的放射性污染。据有关部门检测，有些盲目开发的矿泉水，其氡浓度高达510居里升，如果长期饮用这种矿泉水就会有害健康.尤其值得警惕的是，某些使用贮藏放射性物质的厂矿及肿瘤医院排放的废水，可对水源及水生植物 造成放射性污染。,香烟中的放射性污染：烟叶中含有226镭、210钋、210铅等放射性物质，其中以210钋为甚。一个每天吸一包半香烟的人，其肺脏一年所接受的放射物含量相当于他接受300次胸部X光线照射 食品中的放射性污染：鱼及许多水生动植物都可富集水中的放射性物质。某些茶叶中天然钍含量与一些冶炼厂、化工厂、综合医院等使用射线的区域的蔬菜，放射性物质含量也都普遍偏高。,木材的放射性：木材中的放射性系由土壤中转移而来。由于各地土壤中放射性核素含量不尽相同，因而木材中的放射性也有所区别。一般说来木材中放射性含量均比较低。 石膏装饰材料的放射性 ：石膏为主要原料加工成的各种花纹图案、薄板,主要用于室内墙壁与天棚的装饰材料。天然石膏装饰材料的辐射水平较低。在磷酸盐工业中产生的大量磷石膏附产品，为了开展综合利用,国内外已将其用作建材或室内装饰材料，这类产品中放射性含量较高。,【建材放射性及控制标准】,瓷砖的放射性 ：主要由粘土或页岩等作坯料表面涂上彩色釉料加工而成。其坯料因原料不同辐射水平有所差异，一般用页岩作坯料比用粘土作坯料的放射性要稍高一些。为增加表面光洁度和便于清洗，瓷砖表面涂有一层“釉料”，是由不同颜色的无机原料加含锆乳浊剂配制而成。釉料中所用含锆化合物有锆铟砂和氧化锆，白色釉料中，使用锆铟砂较多，一般含量为10-15%，也有加到17-18%的，其它颜色的釉中用量较少。锆铟砂中天然放射性核素含量因产地而异，一般都比较高。通常瓷砖的辐射水平比一般建材高。,石材放射性：石材产品的放射性来源于地壳岩石中所含的天然放射性核素。自然界的岩石中广泛存在的天然放射性核素主要有铀系、钍系的衰变产物和钾40等。这些放射性核素在不同种类岩石中的平均含量有很大差异，在碳酸盐岩石中含量较低；在岩浆岩中，随岩石中SiO2含量的增加，岩石酸性增加，其放射性核素的平均值含量有规律地增加。 石材中产生的射线的辐射体主要是铀系、钍系衰变子体和钾40，而对人体产生内照射的主要是铀系、钍系中的氡的同位素及其短寿命子体。,如何简单判断石材放射性情况？ 一般来说石材分为大理石、花岗岩，大理石放射性比花岗岩小。根据石材的颜色可以简单判断辐射的强弱，红色、绿色、深红色的超标较多，如杜鹃红、印度红、枫叶红、玫瑰红等超标较多。,铀-U 自1789年发现铀，直到1939年发现铀的裂变性质之前，铀的重要性并没有被人类所重视。当铀作为核燃料后，铀就成为特别重要的原料。 金属铀具有银白色光泽，密度很大，是一种很活泼的金属，与很多元素可以直接化合。在空气中表面很快变黄，接着变成黑色氧化膜。粉末状铀在空气中可以自燃。铀易溶于盐酸、硝酸，但它不与碱发生反应。在建材放射性检测工作中，我们最关心的是铀的同位素之一238U。,镭-Ra 金属镭是有光泽的无色固体，比重为6g/cm3，熔点约为960。在空气中不稳定，表面上会生成一层黑色的氮化镭薄膜，它能强烈地与水作用，分解水后生成Ra（OH）2而转入溶液。它是一个典型的碱土金属，化学性质与钡非常相似。建材用废渣及产品中，我们最关心的是226Ra，它是衡量建材放射性对人体产生内照射的重要指标。因为226Ra经过衰变后形成222Rn核素，高浓度的氡会影响人体健康。,钍-Th 钍也是核燃料之一，在自然界它主要存在于独居石中。金属钍在新切开时显银白色，但在大气中逐渐变暗，它是一种活泼金属，粉末状钍在空气中能着火。建材放射性相关标准中，主要考虑232Th核素。在原子能工业中，232Th被中子照射后可蜕变为裂变原料233U。,钾-K 钾在自然界中大量存在，它是一种活性很高的碱金属。比重为0.862g/cm3，熔点336.65K，常保存于煤油之中。40K是放射性核素，丰度为0.0118%，因此对建材原料中40K的放射性进行检测，显得尤其重要。,氡-Rn 氡是一种无色、无味的惰性气体。在水中有一定的溶解度，20条件下，大约有1/4的氡溶于水中，即使升至100还有10%的氡残留于水中。因此，氡广泛存在于岩石狭缝、地下、地上水、土壤、空气、天然气等之中。所以氡可以说无处不在。 氡（222Rn）放射性的危害主要是对人体产生内照射。因此，发达国家及我国都相应实施住房内氡浓度控制标准，以保障减少氡对人体的危害。,我国先后颁布了三个建材放射性控制标准 GB676386建筑材料用工业废渣放射性物质限制标准 GB919688掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准 JC51893天然石材产品放射防护分类控制标准 GB503252001民用建筑工程室内环境污染控制规范,放射性物质广泛存在于地质层中，众所周知对人体有一定的伤害。我们的身体对放射性的承受能力有一定限度，过度了则有可能引起不适和病变。所以说，放射性物质超过一定标准就一定会造成危害。研究证明，建筑与装饰材料放射性超标，直接影响