韓 穎 李增寬

（中國建筑材料檢驗認(rèn)證中心有限公司，國家建筑材料測試中心 北京 100024）

隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會進(jìn)步和人們健康意識的提高，建材產(chǎn)品的天然放射性施于人們的放射性附加劑量已引起有關(guān)專家、消費者和政府有關(guān)部門廣泛關(guān)注和高度重視。2002年1月份以來，國家加大了執(zhí)行強制性國家標(biāo)準(zhǔn)GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》和GB50325-2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》的力度，這兩項標(biāo)準(zhǔn)都要求對各種建筑主體材料和裝修材料的放射性核素進(jìn)行檢驗和控制。產(chǎn)品中放射性核素含量已成為企業(yè)質(zhì)量控制的關(guān)鍵要素之一。

瓷磚是一種用途十分普遍的裝飾材料，并得到了廣泛的應(yīng)用。瓷磚主要由粘土或頁巖等作坯料，表面涂上不同顏色的釉料加工而成。其坯料因原料不同輻射水平有所差異，一般用頁巖作坯料比用粘土作坯料的放射性要稍高一些。釉料中所用含鋯化合物有鋯英砂和氧化鋯,白色釉料中使用鋯英砂較多,其它顏色的釉中用量較少。鋯英砂中天然放射性核素含量因產(chǎn)地而異，一般都比較高。在瓷磚坯體表面涂上釉料后，由于引入了放射性較高的物質(zhì)，瓷磚的輻射水平比一般建材產(chǎn)品的有所增高。

在GB6566-2001中依據(jù)測量裝修材料的放射性核素226Ra、232Th和40K的比活度計算內(nèi)、外照射指數(shù)，而將裝修材料分為A、B、C類[1]，進(jìn)而應(yīng)用于不同建筑。

在使用γ譜儀檢測前，要把樣品研磨成顆粒。為進(jìn)一步有效使用低本底多道γ譜儀監(jiān)測瓷質(zhì)磚中放射性核素含量，本實驗室進(jìn)行了一系列探索實驗，力圖找出適合日常檢測工作需要的合理的樣品粒度。

1 樣品的選擇、制備和試驗條件

國家建筑材料測試中心從事建材放射性標(biāo)準(zhǔn)制定和建材放射性的測量已有近20年的歷史，對建材放射性核素分析技術(shù)及各種建材的放射性核素含量及其分布范圍也都比較了解。依據(jù)經(jīng)驗，本次試驗選擇基質(zhì)材料較穩(wěn)定的陶瓷磚進(jìn)行。選用瓷磚主要考慮其在放射性核素含量上、基礎(chǔ)化學(xué)成份上，還是建筑裝飾裝修用量上都具有較好的代表性。因為對于規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)而言，各個企業(yè)所采用的生產(chǎn)工藝基本相同，生產(chǎn)配方差異不大，這些樣品可以保證其物理、化學(xué)性能大體相同。

樣品的制備就是將采集到的樣品經(jīng)過破碎并研磨成足夠均勻的粉末。

取600×1200（mm）瓷磚分成10份，取出其中8份，作為試驗用樣品。將每一份試驗樣品在顎式破碎機上制成粒徑小于0.5mm的粗粉料。

用圓盤粉磨機將8份粗粉料依次制成通過40目、60目、80目、100目、120目、140目、160目和180目篩網(wǎng)的細(xì)粉料，每種細(xì)粉料各自充分混合后，分別裝入樣品盒中稱重并密封備用。篩網(wǎng)的目數(shù)越小，篩孔的尺寸越大，代表樣品的篩分粒度越大。

實驗采用美國堪培拉公司生產(chǎn)的型號為DSA1000的低本底多道γ譜儀，配有型號 為GC3018-7500SI的 高 純 鍺 探 測 器、其對60Co1332keV能量分辨率為1.73keV，對3”×3”NaI（Ti）晶體的探測效率為34%、儀器道數(shù)：8192道，測量不確定度5.7%（擴(kuò)展因子K=1）、樣品測量時置于內(nèi)腔Ф400×500mm的復(fù)合屏蔽鉛室內(nèi)，屏蔽層外殼為110mm的鉛，中間層是3mm的銅，內(nèi)層是5mm的有機玻璃；譜儀配有兼具譜數(shù)據(jù)采集、處理、刻度和分析功能的多道譜分析軟件Genie2000。本底樣品和國家一級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)各一盒（附標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)證書），測定樣品盒與刻度譜儀的標(biāo)準(zhǔn)物源盒幾何形態(tài)一致，均為相同形狀和體積的馬林杯,裝樣體積應(yīng)盡可能與標(biāo)準(zhǔn)源的體積相同。

2 測量方法[2]

2.1 使用“Certificate File Editor” 編輯一個“Certificate File”。從核素庫中選擇核素152Eu，輸入相關(guān)的參數(shù)： 選中Bq 、輸入活度、不確定度、質(zhì)量及該放射源初始標(biāo)定日期和時間，保存此文件。

2.2 能量刻度

預(yù)熱和設(shè)置譜儀使譜儀處于正常工作狀態(tài)，選用152Eu刻度γ譜儀系統(tǒng)的能量響應(yīng)，能量刻度范圍為50～2000keV[3]。

將152Eu的標(biāo)準(zhǔn)源放置于探測器上, 在Gamma Acquisition Analysis界面下獲取g譜。測量時間≥1800s。在Calibrate菜單的Energy Full的下拉項調(diào)用已保存的Certificate 文件，按Auto（自動）將11個峰的相關(guān)參數(shù)自動填加到框內(nèi)，顯示刻度好的152Eu的標(biāo)準(zhǔn)曲線，保存即可。

2.3 效率刻度[3]：選用同時含有已知活度226Ra、232Th和40K核素的河流沉積物標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行效率刻度，其成分組成、基質(zhì)密度與被測樣品相近。將標(biāo)準(zhǔn)樣品放置于探測器上, 在Gamma Acquisition Analysis界面下獲取g譜。測量時間≥1800s。選擇Calibrate菜單下 Efficiency的下拉項目By Certificate File。調(diào)已保存好的Certificate文件，用Auto（自動）鈕，將每個峰的相關(guān)參數(shù)自動填加到框內(nèi),選擇Show（展示）顯示效率刻度曲線，保存即可。

2.4 測試一個本底譜,（T≥4—5天）供在分析步的“面積校正”中作本底扣除之用。

2.5 樣品放射性比活度按下式計算：

式中：

α為全能峰峰面積；ε為探測效率；F自為自吸收系數(shù)；P為發(fā)射幾率；m為樣品質(zhì)量；T為測量時間。

實際測量中此計算由多道譜分析軟件Genie2000自動完成。

3 粒度對瓷磚放射性核素比活度影響的測試結(jié)果及討論

樣品密封15天后，采用同一臺儀器，按照通過40目→180目篩網(wǎng)的不同篩分粒度順序分別測量每一樣品的核素比活度，測量完成后，第二天采取反順序測量即按照180目→40目順序測量，每一樣品取兩次結(jié)果的平均值作為最終統(tǒng)計用值。結(jié)果見表1。

不同粒度樣品放射性核素226Ra、232Th和40K的比活度變化曲線見圖1。

表1 不同粒度的放射性核素比活度

圖1 不同粒度樣品放射性核素226Ra、232Th和40K的比活度變化曲線

不同粒度樣品內(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)變化曲線見圖2。

圖2 不同粒度樣品內(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)變化曲線

總體上從比活度結(jié)果看，不同篩分粒度樣品的比活度變化沒有統(tǒng)一的規(guī)律性。從內(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)看，所有粒度內(nèi)照射指數(shù)最大相差0.01，外照射指 數(shù) 最 大160目、140目，其它粒度外照射指數(shù)與其最大相差0.03，對于60目粒度，其內(nèi)照射指數(shù)與最大值相當(dāng)，數(shù)外照射指數(shù)與最大值的相對偏差小于2%，其相比于加工成160目粒度，省時省力省成本，因此從利益代價比角度考慮，采用能通過60目篩網(wǎng)的樣品作為測量樣品比較切實可行。

[1]GB6566-2001.建筑材料放射性核素限量.

[2]Genie2000用戶手冊.

[3]GB11713-89用半導(dǎo)體γ譜儀分析低比活度γ放射性樣品的標(biāo)準(zhǔn)方法.