Радиоактивность строительных материалов, выводы о радиоактивность строительных материалов, виды материалов наиболее радиоактивных используемых в качестве строительных материалов

Радиоактивность строительных материалов, выводы о радиоактивность строительных материалов, виды материалов наиболее радиоактивных используемых в качестве строительных материалов
Радиоактивность строительных материалов.
Раздел строительной экологии, который изучает закономерности формирования радиационного фона в жилых зданиях под воздействием радионуклидов, присутствующих в строительных материалах, получил название строительной радиоэкологии.
Потребность строительной отрасли в радиоэкологически приемлемых строительных материалах постоянно возрастает.
В новых стандартах на технические условия для строительных материалов одним из параметров их экологической безопасности принят показатель радиационного качества. Критерием, для принятия решения о возможности применения строительных материалов и изделий, служит показатель «удельной эффективной активности естественных радионуклидов».
Очень важно отметить, что помимо строительных материалов требование радиационно-экологической оценки введено в ГОСТы и на строительное сырье.
Уровень фона гамма-излучения внутри здания зависит в основном от радиоактивности строительных материалов, используемых в качестве ограждающих конструкций. Таким образом, роль ограждений и перекрытий в зданиях двойственна: с одной стороны, они снижают космическое (внешнее) гамма-излучение, с другой — сами являются источником гамма-излучения и радиоактивных газов. Эквивалентная доза облучения от строительных материалов и конструкций составляет 55—60%.
В строительных материалах могут находиться следующие радионуклиды, присутствие которых обусловливает радиационный фон в помещении: уран-238,торий—232 и калий—40. Уран—238 по геохимическим свойствам и периоду полураспада подразделяется на две группы: урановую и радиевую (от радия—226 до свинца—206). В свою очередь продуктом распада радия—226 является радон—222.
В природных условиях повышенной концентрацией радионуклидов урана, тория и калия обладают калиевые полевые шпаты, калийные соли, слюды, глауконит, минералы глин: монтмориллонит (бентонит), каолинит, гидрослюда и др., а также акцессорные минералы: циркон, монацит, сфен и др.
Радиоактивность горных пород определяется их составом, генезисом, условиями залегания, фациальными особенностями и другими факторами. Наибольшей радиоактивностью обладают магматические породы кислого и щелочного состава (гранит, кварцевый диорит и др.), наименьшей — основные и ультраосновные породы (габбро, перидотит и др.).
Среди осадочных пород максимальной радиоактивностью обладают глины (причем глубоководные морские глинистые осадки более радиоактивны, нежели континентальные), глинистые и битуминозные сланцы. Радиоактивность осадочных пород значительно возрастает при обогащении их монацитом, глауконитом и глинистыми минералами.
Наиболее высокое значение удельной эффективной активности радия — 226 имеют глины, щебень из гранита, керамзитовый гравий. При изготовлении в заводских условиях керамзитового гравия из бентонитовых глин с высоким содержанием радионуклидов возможно образование технологических зон, опасных для здоровья персонала. Сам керамзит, широко применяемый в жилищном строительстве, по мнению многих специалистов, представляет потенциальную угрозу для здоровья человека, В связи с этим предлагается усовершенствовать существующую технологию керамзитового производства и ограничить его применение как строительного материала.
В 70-е гг. в СССР проводилось изучение и нормирование содержания естественных радионуклидов в строительных материалах. Было установлено, что около 1 % материалов имеют радиоактивность выше допустимого уровня. Для людей, проживавших в таких зданиях, средняя доза гамма-излучения составила 1750 мк Зв/год, т.е. оказалась превышенной на 1310 мк Зв/год по сравнению со средней нормируемой дозой.
Обнинским институтом атомной энергии и НПО «Тайфун», проводились работы по определению содержания и закономерностей миграции, искусственных и природных радионуклидов в системе: «горные породы — строительные материалы — строительство» Выполненные исследования позволяли сделать следующие основные выводы:
• чем древнее глины, тем выше в них содержание природных радионуклидов: радия — 226 и тория — 232;
• келловейские и батские глины (Курская область), часовярские глины (Украина), ульяновские монтмориллонитовые (бентонитовые) глины, а также болгарские бентониты по содержанию природных радионуклидов значительно превышают средние значения удельной эффективной активности по радию, торию и калию;
• вредные воздействия природных ионизирующих излучений представляют наибольшую опасность, так как с течением времени создают суммарную дозу облучения для человека более значительную, чем от искусственных радио нуклидов;
• известные технологии изготовления керамзитового гравия не учитывают особенностей бентонитов, связанных с высоким содержанием в них природных радионуклидов.
Серьезную опасность для здоровья человека представляет выделение радона из некоторых строительных материалов. В тех случаях, когда подвалы зданий надежно герметизированы, радон может поступать в жилые помещения не из грунта основания, а из строительных материалов. За счет радиоактивного распада дочерних продуктов он может накапливаться в поровом пространстве ограждающих и иных конструкций. Скорость выделения радон из строительных материалов во многом определяет концентрацию радона в воздухе внутри помещения. Средняя эквивалентная объемная активность радона в нем не должна превышать 100 Бк/ куб. м.. При значении гамма-фона 400 Бк/ куб. м. помещение должно быть перепрофилировало.
Экспериментально установлено, что величина потока радона с единицы поверхности строительных материалов зависит от удельной эффективной активности радия — 226, микроструктурных особенностей строительного материала, геометрии и состояния поверхностей строительных конструкций и от других факторов.
На концентрацию радона и природных радионуклидов в помещении большое влияние оказывает исходное сырье, используемое при производстве строительных материалов, а также технология их изготовления.
Поэтому уже на стадии проектирования должны быть определены требования к радиационному качеству строительных материалов и конструкций. При необходимости следует использовать строительные материалы с низкой удельной эффективностью естественных радионуклидов и скоростью выделения радона. Для этих целей в процессе технологического производства производят закладку в строительные материалы различных исходных компонентов таким образом, чтобы обеспечить необходимую минимизацию радионуклидов, не допуская превышения нормируемого уровня.
На предприятиях (керамзитовые и кирпичные заводы, ДСК и т.д.), при любой форме собственности, необходима организация контроля за содержанием радионуклидов, как в сырье, полуфабрикатах и материалах, так и в воздухе рабочих помещений, по всей технологической цепочке — от складов исходного сырья до выхода готовой продукции.
Контроль за соблюдением норматива для строительных материалов, используемых в жилых и общественных зданиях, осуществляется Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых (на стадии утверждения запасов природного строительного сырья).
Одним из важнейших направлений строительной радиоэкологии начиная с 1986 г. стало обоснование критериев оценки качества строительных материалов, имеющих радиоактивное загрязнение, вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. При приемке жилых и общественных зданий в эксплуатацию они подлежат радиационному контролю. Здания необходимо перепрофилировать, если мощность эквивалентной дозы внешнего облучения (гамма-излучения) превышает 0,6 мк Зв/ч (над гамма-фоном открытой местности).