建筑材料放射性检测结果影响因素分析

引言

随着人们对居住环境健康关注度的不断提升，建筑材料放射性安全问题日益受到重视。放射性超标建材释放的氡气及 γ 射线，会对人体健康造成严重危害，增加患癌风险。我国现行标准 GB6566 - 2010 对建筑材料放射性水平作出明确限量规定，但在实际检测与监管中，因检测结果受多种因素干扰，常出现数据偏差、误判等问题。

一、建筑材料放射性检测基础

1.1 建筑材料放射性概述

建筑材料放射性源于天然放射性核素及加工过程中的富集。自然界中，铀系、钍系衰变链中的核素，如镭 - 226、钍 - 232 ，以及钾 - 40 等，广泛存在于砂石、黏土、矿石等原材料中。部分建材在加工时，由于工艺特性导致放射性核素浓缩，放射性对人体危害极大，长期接触放射性超标的建材，会增加患癌风险，引发白血病、肺癌等疾病。放射性衰变产生的氡气若在室内积聚，会通过呼吸进入人体，危害肺部健康。

1.2 检测指标与标准

建筑材料放射性检测指标主要包括内照射指数（IRa）和外照射指数（Ir）。内照射指数反映建材中镭 - 226 等核素对人体造成内照射危害的程度，其计算公式为建材中镭- 226 的比活度除以标准限量值。外照射指数衡量建材中镭 - 226、钍 - 232、钾 - 40 综合产生外照射的潜在风险，通过各核素比活度与对应系数加权计算得出。我国现行标准GB6566 - 2010 明确规定，建筑主体材料的内照射指数需≤1.0，外照射指数≤1.3；装饰装修材料依据使用范围划分 A、B、C 三类，分别设定不同的放射性限量要求，确保建材使用安全。

1.3 检测方法与流程

检测的方法和流程决定了最终的检测结果是否精准。低本底多道γ能谱仪法是目前最为常用的一种方法，主要通过放射性核素衰变放出的γ射线与仪器的探测装置作用，结合能量和强度分析核素种类以及比活度进行检测，这一过程需要取样、制样、测量和结果计算四个步骤完成。在取样的环节一定要做到随机，从而得到有代表性的样本；进行制样，将样品粉碎、烘干和压片，将水分、粒径等的影响消除。

二、内部因素对检测结果的影响

2.1 原材料差异

被检产品的放射性本底值取决于材料本身的地质属性，不同地质区域的产品放射性存在较大差异。花岗岩原材料中铀、钍系核素因为其本身含有钾长石、云母等含铀物质而比其他材料含量高，所以一般花岗岩产品放射性较高。石灰岩、砂岩等沉积岩产品的放射性低；被用作建材原料的工业废渣(包括冶炼废渣、磷石膏等)，因含伴生放射性核素而可能使放射性含量超标准；例如部分地区磷石膏做建材生产石膏板后内照射指数超过了标准要求；来源、成分等不同的原材料，导致了本底值的天然离散性。

2.2 加工过程影响

在建材加工过程中，由于热处理工艺、物理加工工艺等会改变放射性核素的存在形式和赋存浓度。例如在黏土砖烧制过程中，部分放射性核素会随挥发物形成气体析出，因此其成品的放射性降低。但陶瓷釉料生产中会掺加锆英砂等，会增加釉面的放射性；而在机械破碎、磨粉、粉磨等破碎/研磨工序中，改变了材料的物理结构，加速放射性核素的暴露。而对放射性的影响则在复合材料生产中的配合比例，其水泥、粉煤灰、矿渣等物料种类及比例不同，一般情况下水泥、矿渣物料含量相对较高，其结果反而接近国家标准。

2.3 粒径大小

样品的粒径会对放射性核素的暴露量以及检测结果产生影响，放射性核素在小粒径样品中的暴露量越多，样品的比表面积越大，放射性核素与探测器产生作用的概率就越大。但是粒径过小则会由于吸附现象的影响，会使得部分氡气吸附于颗粒上，最终氡子

体的测量值会偏低。如果样品中粒径不均匀，则对测量结果会造成偏差；如果是样品中存在大颗粒杂质，将会导致对样品检测结果偏离真实值。

2.4 样品的均匀性

试样均匀性的保证是实验结果准确性的关键。由于天然石材因组分分布的不均匀常产生放射性“热点”，若试样中缺失了高放射性部分，则实验结果将被扭曲。复合材料如再生骨料混凝土中骨料和胶凝材料的配制不均匀将致使放射性核素的局部富集，在实验室制样过程中，如果混合搅拌不均匀和压片密度不一致，则会造成试样的内部放射性不均匀。

三、外部因素对检测结果的影响

3.1 温度与湿度

环境的温湿度会同时作用于放射性检测设备和检测样品。就放射性检测设备而言，目前使用的低本底多道γ能谱仪等检测设备的探测器对温度变化极其敏感。以高纯锗探测器为例，每增温 1℃探测器的能量分辨率将恶化 0.3% 左右，致使γ射线峰值漂移，影响对核素定性和定量分析的准确性；当环境温度超过设备运行时的温控范围时，易出现仪器基线漂移、峰形畸变等情况，引起放射性检测结果的系统误差。

3.2 电磁干扰

由于现代检测实验室周边环境较为复杂，高压输电线、通信基站、大功率电器设备的电磁辐射会影响实验室的检测工作，与检测设备的电子元件形成耦合，在γ能谱仪中受电磁干扰而引起脉冲幅度畸变、基线抖动等变化，造成γ射线能谱的伪峰或峰位偏移；无线通信设备的发射会造成瞬时干扰造成检测系统的数据跳变或数据丢失。

3.3 设备性能与精度

首先，低本底γ能谱仪本身的性能将直接关系到测量结果的准确性，能谱仪的能量分辨率、探测效率和稳定性直接影响能否正确定量核素以及能否全面准确分析多核素情况；其次，探测效率低则会因漏检弱放射性核素而导致弱放射性核素结果偏低，再者长时间使用后，其探测器灵敏度就会下降，电子学的增益也会出现漂移，不及时通过能量刻度、效率刻度和本底测量进行校准可能会产生大量累积误差致使所测量分析的结果与实际不相符，最后样品测量时的几何条件不适宜可能会有较大的计数率偏差。

3.4 检测人员因素

人为因素是操作不当以及技术或技能不足。人为因素是操作不当和技术、技能不达标，直接影响测量误差的大小。人为因素是不能按要求对粒度、水分、均匀性等指标进行前处理操作造成的不精确。人为因素是操作过程中，设备进行修正的方法使用不当和不熟练造成。人为因素是对γ能谱解算知识不精通而错判能谱图中干扰峰而造成核素识别的错误。人为因素是由于检测人员道德品质方面的欠缺，如涂改结果、简化操作等行为，导致了检测结果的公正性和可靠性遭到严重破坏。

结语

建筑材料放射性检测结果受内部材料特性、样品状态与外部环境、设备、人员等多因素共同作用。各因素相互关联、相互影响，任一环节疏漏都可能导致检测结果偏差。通过精准把控材料源头、优化检测流程、加强设备管理与人员培训，可有效降低误差。未来，需持续深化多因素协同作用研究，推动检测技术创新，为保障建筑材料放射性安全筑牢技术防线。

参考文献

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