泰安地区煤矸石烧结砖放射性核素限量调查

摘 要：根据产品标准《烧结普通砖》（GB/T 5101-2017），引用的方法标准《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010），对泰安地区的煤矸石烧结砖进行放射性核素限量试验，用来检测煤矸石烧结砖的的质量，对产品质量进行监测。

关键词：煤矸石烧结砖；放射性；质量监测文章编号：2095-4085（2024）06-0200-03

0 引言

放射性是不稳定原子核自发发射出某种辐射射线的特性。原子核的这种变化特性称为放射性衰变或原子核衰变，衰变后产生的原子核数称为放射性原子核数。放射性是法国物理学家亨利·贝克勒尔第一个发现的原子核辐射特性。1898年居里夫妇发现了能够辐射更强放射性射线的元素镭。迄今为止，人们已发现20多种具有放射性的元素，其中镭、钍、铀、钾放射性元素在建筑领域普遍存在。世界上的一切物质都是由微小的“原子”粒子组成的，而原子又由原子核、质子、中子和核外电子组成。在自然界中绝大多数物质中原子的原子核是稳定的，但也有少数物质原子的原子核不稳定，它们会形成原子同位素并进行物理衰变。原子具有一定数量的质子、质量数和核能状态，平均寿命长到足以被观察到，原子的类型称为核数。某些原子核的原子核是不稳定的，可以随着粒子或射线的发射而自发分解成另一个原子核。这种现象被称为放射性衰变。放射性衰变可分为三种类型：α衰变、β衰变和γ衰变［1］。衰变的同时发射相应的辐射射线，α射线是高速粒子流，粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子的4倍，其组成与氦原子核相同［2］。α粒子的穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。β射线是高速电子流，它的电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板。γ射线是能量很高的光子，也就是高能电磁波。它的穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土［3］。放射线的危害有电离辐射、损伤皮肤、免疫力下降、诱发疾病、遗传效应等。人体可能会出现恶心、呕吐、乏力、头晕等症状。如果人体长期接触电离辐射，可能会导致皮肤癌、白血病等疾病。人们应远离高辐射，避免长时间接触。

随着时代的进步，国家对于环境的保护要求逐年严格，国家对影响环境的各个方面都有相应的要求。国家对于土壤、水源、空气的质量都有相应的要求，国家也制定了相应的标准，其中《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010），就是针对建材领域制定的强制标准。该标准规定了建筑材料放射性核素限量和天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40放射性比活度应同时满足IRa≤1.0和Ir≤1.0［4］。该标准适用于对放射性核素限量有要求的无机非金属类建筑材料，主要是检测对人体有害的放射性强度，建筑材料与人们生活息息相关，以免不知不觉中发生放射性危害，造成不可逆转的人体伤害。

泰安地区煤矸石烧结砖在建筑材料中有很大的用量，在建筑方面主要作为建筑墙体、地面、隔断等材料使用，所以在整个建筑材料中占很大的比重。煤矸石砖的主要原材料是煤矸石，煤矸石烧结砖的生产流程成本要较普通粘土砖要低一些，而且原材料成本也低，利用煤矸石制成建筑用砖不仅节约了土地资源，还利用了大量的矿山和工厂的废料。国家鼓励企业对于各种废料的的重新利用，煤矸石烧结砖就是利用对废料的再利用，它是一种有利于环保的低碳绿色建筑材料，而且材料性能也满足行业要求，有广阔的应用前景。

1 煤矸石烧结砖的生产工艺

煤矸石烧结砖制作工艺流程，首先需要选择符合性能指标的生产原材料，对其进行制作烧制前的原材料预处理，包括剔除其中影响产品品质的杂物、将原材料破碎至合理的粒径级配以及原材料的陈化等。然后将处理后的煤矸石进行过筛筛选、冲洗杂质等工艺流程操作进行初步的品质优化选择。将筛选后的煤矸石原料按照工艺的参数指标的要求进行生产成型，成型过程中应注意控制制作过程中的温度、湿度、密度值、压力值等参数。制作成型完成后，成型砖坯需进行烘干处理，目的是使砖坯表面的多余的水分蒸发，并控制砖坯内部的水分含量值。烘干后的成型砖坯需要送入窑炉中进行进一步烧制，煤矸石燃烧产生的高温和高压可以使砖坯固化成型，进而形成新所需要的成品烧结砖。

2 实验数据

泰安地区的煤矸石砖中的煤矸石主要来源于当地的煤矿和工厂沸腾炉渣，泰安位于山东中部，地理位置上没有大型的金属矿藏，自然条件下的放射性矿物含量不多，所以煤矸石所带的放射性也不大，本文主要是调查泰安地区煤矸石烧结砖的放射性核素限量，主要是煤矸石原材料来源并不能完全确定，所以存在放射性不确定性。本调查对抽取的23组煤矸石烧结砖进行放射性核素进测试，根据产品标准《烧结普通砖》（GB/T 5101-2017）的要求， 应用《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010）方法标准进行试验。根据标准要求，将样品磨细后通过0.16mm方孔筛，取适量装入样品盒内在试验状态下放置24h，放入全自动低本底多道γ能谱仪中进行放射性试验，经试验测得数据如下表1。

3 总结

由上表实验数据来看，样品的内照射指数最大为0.2，外照射指数最大为0.6。根据GB 6566-2010标准要求，建筑主体材料内照射指数IRa≤1.0，外照射指数Ir≤1.0，所有样品放射性核素限量都符合标准要求。从调查数据来看，泰安地区煤矸石烧结砖的质量还是不错的，厂家对于产品质量的把控还是很严格的。煤矸石烧结砖的放射性强弱只取决于原材料的放射性，因为在加工过程中不会有新的放射性增加，一块砖的放射性强度，在其准备阶段就已经基本确定。在把控放射性核素限量这一方面，只要对原材料的放射性能够严格要求，制成成品砖之后的放射性核素限量指标就能够达到合格标准。泰安地区的烧结砖生产厂家所使用的原材料主要是来自泰安本地，放射性含量并不高，所以在严格把控原料来源的前提就可以控制放射性指标。

4 结语

通过这次调查，了解了泰安地区的煤矸石烧结砖的质量情况，根据产品标准《烧结普通砖》（GB/T 5101-2017）的要求，在检测的产品中放射性核素限量都是合格的。随着时代的发展，国家乃至世界的对环境保护的重视，相关的法律要求也随之制定出来。面对各种与人民生活息息相关的产品，国家也相应底制定了各种产品标准。放射性无处不在，人们要正确认识放射性的存在，放射性不等同于“无形杀手”，放射性辐射水平只要在一个较低的范围之内，不会对人体造成伤害，即可应用于建筑建设之中。地球就是一个大的放射性球体，建筑材料的放射性也是客观存在的，无论是土壤、水、矿石都有放射性辐射，人们只要控制住辐射量在一个合理的范围之内，放射性对人体的伤害基本是有限的，只有在积累到一定量的时候其放射性才会显现出来。因此，人们也不用过分担心辐射伤害，随着国家对产品质量的把控，产品从生产领域到销售领域都有严格的质量检测手段，所以不需要过分恐慌，不要盲目的听信各种“夸大其词”，只有正确了解建筑材料的放射性，并通过相关部门的科学监测和严格控制，才能提高人们对建筑材料放射性的认知水平，引导大家正确对待建筑材料的放射性问题。

参考文献：

［1］龚明，商蓓，张敏，等.陶瓷砖放射性核素限量的检测与原因分析［J］.陶瓷，2017（7）：15.

［2］刘山.低成本热镀锌渣用于γ射线屏蔽性能的研究［J］.东北大学硕士论文，2017（12）：1.

［3］王刚，祁少明，唐彩风，等.放射性污染的产生与防护［J］.内江科技，2014（8）：25.

［4］GB 6566-2010，建筑材料放射性核素限量［S］.