泰安地區煤矸石燒結磚放射性核素限量調查

摘 要：根據產品標準《燒結普通磚》（GB/T 5101-2017），引用的方法標準《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010），對泰安地區的煤矸石燒結磚進行放射性核素限量試驗，用來檢測煤矸石燒結磚的的質量，對產品質量進行監測。

關鍵詞：煤矸石燒結磚；放射性；質量監測文章編號：2095-4085（2024）06-0200-03

0 引言

放射性是不穩定原子核自發發射出某種輻射射線的特性。原子核的這種變化特性稱為放射性衰變或原子核衰變，衰變后產生的原子核數稱為放射性原子核數。放射性是法國物理學家亨利·貝克勒爾第一個發現的原子核輻射特性。1898年居里夫婦發現了能夠輻射更強放射性射線的元素鐳。迄今為止，人們已發現20多種具有放射性的元素，其中鐳、釷、鈾、鉀放射性元素在建筑領域普遍存在。世界上的一切物質都是由微小的“原子”粒子組成的，而原子又由原子核、質子、中子和核外電子組成。在自然界中絕大多數物質中原子的原子核是穩定的，但也有少數物質原子的原子核不穩定，它們會形成原子同位素并進行物理衰變。原子具有一定數量的質子、質量數和核能狀態，平均壽命長到足以被觀察到，原子的類型稱為核數。某些原子核的原子核是不穩定的，可以隨著粒子或射線的發射而自發分解成另一個原子核。這種現象被稱為放射性衰變。放射性衰變可分為三種類型：α衰變、β衰變和γ衰變［1］。衰變的同時發射相應的輻射射線，α射線是高速粒子流，粒子帶正電，電荷量是電子的2倍，質量是氫原子的4倍，其組成與氦原子核相同［2］。α粒子的穿透能力較弱，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住。β射線是高速電子流，它的電離作用較弱，穿透能力較強，能穿透幾毫米厚的鋁板。γ射線是能量很高的光子，也就是高能電磁波。它的穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土［3］。放射線的危害有電離輻射、損傷皮膚、免疫力下降、誘發疾病、遺傳效應等。人體可能會出現惡心、嘔吐、乏力、頭暈等癥狀。如果人體長期接觸電離輻射，可能會導致皮膚癌、白血病等疾病。人們應遠離高輻射，避免長時間接觸。

隨著時代的進步，國家對于環境的保護要求逐年嚴格，國家對影響環境的各個方面都有相應的要求。國家對于土壤、水源、空氣的質量都有相應的要求，國家也制定了相應的標準，其中《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010），就是針對建材領域制定的強制標準。該標準規定了建筑材料放射性核素限量和天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40放射性比活度應同時滿足IRa≤1.0和Ir≤1.0［4］。該標準適用于對放射性核素限量有要求的無機非金屬類建筑材料，主要是檢測對人體有害的放射性強度，建筑材料與人們生活息息相關，以免不知不覺中發生放射性危害，造成不可逆轉的人體傷害。

泰安地區煤矸石燒結磚在建筑材料中有很大的用量，在建筑方面主要作為建筑墻體、地面、隔斷等材料使用，所以在整個建筑材料中占很大的比重。煤矸石磚的主要原材料是煤矸石，煤矸石燒結磚的生產流程成本要較普通粘土磚要低一些，而且原材料成本也低，利用煤矸石制成建筑用磚不僅節約了土地資源，還利用了大量的礦山和工廠的廢料。國家鼓勵企業對于各種廢料的的重新利用，煤矸石燒結磚就是利用對廢料的再利用，它是一種有利于環保的低碳綠色建筑材料，而且材料性能也滿足行業要求，有廣闊的應用前景。

1 煤矸石燒結磚的生產工藝

煤矸石燒結磚制作工藝流程，首先需要選擇符合性能指標的生產原材料，對其進行制作燒制前的原材料預處理，包括剔除其中影響產品品質的雜物、將原材料破碎至合理的粒徑級配以及原材料的陳化等。然后將處理后的煤矸石進行過篩篩選、沖洗雜質等工藝流程操作進行初步的品質優化選擇。將篩選后的煤矸石原料按照工藝的參數指標的要求進行生產成型，成型過程中應注意控制制作過程中的溫度、濕度、密度值、壓力值等參數。制作成型完成后，成型磚坯需進行烘干處理，目的是使磚坯表面的多余的水分蒸發，并控制磚坯內部的水分含量值。烘干后的成型磚坯需要送入窯爐中進行進一步燒制，煤矸石燃燒產生的高溫和高壓可以使磚坯固化成型，進而形成新所需要的成品燒結磚。

2 實驗數據

泰安地區的煤矸石磚中的煤矸石主要來源于當地的煤礦和工廠沸騰爐渣，泰安位于山東中部，地理位置上沒有大型的金屬礦藏，自然條件下的放射性礦物含量不多，所以煤矸石所帶的放射性也不大，本文主要是調查泰安地區煤矸石燒結磚的放射性核素限量，主要是煤矸石原材料來源并不能完全確定，所以存在放射性不確定性。本調查對抽取的23組煤矸石燒結磚進行放射性核素進測試，根據產品標準《燒結普通磚》（GB/T 5101-2017）的要求， 應用《建筑材料放射性核素限量》（GB 6566-2010）方法標準進行試驗。根據標準要求，將樣品磨細后通過0.16mm方孔篩，取適量裝入樣品盒內在試驗狀態下放置24h，放入全自動低本底多道γ能譜儀中進行放射性試驗，經試驗測得數據如下表1。

3 總結

由上表實驗數據來看，樣品的內照射指數最大為0.2，外照射指數最大為0.6。根據GB 6566-2010標準要求，建筑主體材料內照射指數IRa≤1.0，外照射指數Ir≤1.0，所有樣品放射性核素限量都符合標準要求。從調查數據來看，泰安地區煤矸石燒結磚的質量還是不錯的，廠家對于產品質量的把控還是很嚴格的。煤矸石燒結磚的放射性強弱只取決于原材料的放射性，因為在加工過程中不會有新的放射性增加，一塊磚的放射性強度，在其準備階段就已經基本確定。在把控放射性核素限量這一方面，只要對原材料的放射性能夠嚴格要求，制成成品磚之后的放射性核素限量指標就能夠達到合格標準。泰安地區的燒結磚生產廠家所使用的原材料主要是來自泰安本地，放射性含量并不高，所以在嚴格把控原料來源的前提就可以控制放射性指標。

4 結語

通過這次調查，了解了泰安地區的煤矸石燒結磚的質量情況，根據產品標準《燒結普通磚》（GB/T 5101-2017）的要求，在檢測的產品中放射性核素限量都是合格的。隨著時代的發展，國家乃至世界的對環境保護的重視，相關的法律要求也隨之制定出來。面對各種與人民生活息息相關的產品，國家也相應底制定了各種產品標準。放射性無處不在，人們要正確認識放射性的存在，放射性不等同于“無形殺手”，放射性輻射水平只要在一個較低的范圍之內，不會對人體造成傷害，即可應用于建筑建設之中。地球就是一個大的放射性球體，建筑材料的放射性也是客觀存在的，無論是土壤、水、礦石都有放射性輻射，人們只要控制住輻射量在一個合理的范圍之內，放射性對人體的傷害基本是有限的，只有在積累到一定量的時候其放射性才會顯現出來。因此，人們也不用過分擔心輻射傷害，隨著國家對產品質量的把控，產品從生產領域到銷售領域都有嚴格的質量檢測手段，所以不需要過分恐慌，不要盲目的聽信各種“夸大其詞”，只有正確了解建筑材料的放射性，并通過相關部門的科學監測和嚴格控制，才能提高人們對建筑材料放射性的認知水平，引導大家正確對待建筑材料的放射性問題。

參考文獻：

［1］龔明，商蓓，張敏，等.陶瓷磚放射性核素限量的檢測與原因分析［J］.陶瓷，2017（7）：15.

［2］劉山.低成本熱鍍鋅渣用于γ射線屏蔽性能的研究［J］.東北大學碩士論文，2017（12）：1.

［3］王剛，祁少明，唐彩風，等.放射性污染的產生與防護［J］.內江科技，2014（8）：25.

［4］GB 6566-2010，建筑材料放射性核素限量［S］.