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摘要:氡浓度会受到多种客观因素的影响,温度就是其中之一,为在真正意义上实现对上述现象的改善我们可在实际工作中实现对控温测氡辅助装置的科学设计,并对其进行科学合理的安装,这也是控温测氡技术实现的基础与前提。在重现性测试的基础上其稳定性可在原有基础上提高五倍之多,其相对偏差标准可精确的控制在3.25%,在实际进行建筑材料氡污染水平测定的过程中可将其作为主要依据,同时也可促使室内氡污染治理工作得以顺利开展。
关键词:建材制品;控温;测氡
氡是一种放射性气体,具有一定的惰性,迁移活动性较强是其明显特征,是一种可以致癌的物质。现代人类大部分生活时间都围绕建筑材料进行,现阶段社会各界已经逐步提高对氡污染问题的重视程度。我国现行的测定标准会对原有的形态和结构造成破坏,同时其结果影响也在这一过程中被忽略。在温度升高的同时氡浓度也会有所增加,这要求我们必须在结合实际的基础上借助科学的技术与手段对其进行改善,保障人民群众的身体健康不会受到氡的影响。
一、实验部分
1.实验仪器与材料
首先是自行设计与制造的控温测氡辅助装置,颚式破碎机主要型号为复摆型,该设备由四川江油厚坝机械厂提供,粉碎机也是由该厂家提供。由上海浦东荣丰科学有限公司所提供的电热鼓风机干燥箱型号为101型。该项实验所使用的测氡仪为BH-1324型环境Y能谱仪,该仪器出自中国计量科学研究院。
绵阳人电厂提供的粉煤灰、河南信阳提供的沸石岩以及四川绵竹提供的磷石膏都是实验过程中不可缺少的材料。需要注意的是水泥、氧化铁粉、钢渣以及标准砂等也在上述范围涵盖之内,其中水泥型号为325,来自于四川双马,氧化铁粉同样来自于四川,钢渣则来自于江油长钢,其中所使用的标准砂市场均有销售。
2.實验方法
(1)样品的制各
在实际制各样品的过程中粉煤灰以及水泥所占比例分别为60%与8%,其中所使用的标准砂可利用钢渣、三氧化二铁粉、重晶石以及沸石进行替代,注意要将上述物质按照相应的比例进行混合,最终实现对长方体试块的制备,试块的尺寸为40mm×40mm×160mm。养护时间必须保障在28天,最终得到的砂浆模块为复合防护粉煤灰以及复合防护磷石膏。
(2)氡的测定
在实际测定的过程中我们所使用的方法为药用炭吸收法,实际用于检测工作的仪器为BH-1324型环境Y能谱仪。
二、结果与讨论
1.氡在密闭腔体中的衰变情况
将粉煤灰模块密闭2d,取出后立即密封铅桶,测得桶内初始氡浓度为820Bq/m3,观察氡气的衰变规律。用RCM 2连续测氡仪测定氡气浓度的变化。可以看出衰变初期(14h以前)氡浓度下降很快,后下降缓慢,完全衰变时间为64h。
氡是放射元素镭等衰变的中间产物,氡衰变的最终产物是铅,氡的衰变规律告诉我们,防氡建材研究的关键是对建材中氡进行封堵和屏蔽,不让其挥发进入房间,氡可以在墙体中自行衰变,从而消除其污染。可以预见,沸石等多孔强吸附非金属矿物材料在防氡建材中有重要的应用前景。
2.建材中氡测定影响因素的研究
(1)细度对建材中氡测定的影响
粒度对氡的释放影响很显著。当粒度为5mm时氡的释放达到最大值,小于或大于5mm,氡的浓度又迅速地下降。粒度在1-15mm之间时,氡的释放处在一个较高的水平;超出此范围,氡的释放相对较低,并呈下降趋势。这是因为当细度较大时,制品的胶凝结构没有被破坏,制品对氡仍然有一定的屏蔽作用。随破碎的程度增加,细度变小,制品的胶凝结构被破坏,氡的浓度开始增加。
当粉碎的细度小到一定程度后,粉末间距比较小,结合较紧密,透气性比较差,对氡的释放有阻滞的作用。样品粒度对胶凝结构的破坏以及对透气性的影响,是粒度影响氡释放浓度的根本原因。目前对建材制品中氡放射性水平的测定标准和方法是将样品粉碎到200目以后进行测定。
此时,样品的直径只有0.078mm。此时的测定结果不能正确地反映出建材制品在建筑物中真实的氡释放水平。因为建材制品在未被破坏时,由于胶凝结构相对较致密有序,对建筑材料中氡的释放有一定的屏蔽作用,但是样品打成粉末状后就破坏了原有的结构,氡的释放就跟建筑工程的建材制品的实际情况有很大的区别。由于粒度对建材制品氡测定和评价有较大影响,应该对现有的方法和标准中制样方法进行改进和完善。
(2)时间对建材中氡测定的影响
随着样品密封时间的延长,氡的浓度逐渐增大,达到36h后,氡的浓度基本达到了释放与衰减平衡,有小幅波动,波动值的相对标准偏差为2.1%。本文选择样品密封时间应大于40h。
(3)温度对建材中氡测定的影响
可以看出,氡浓度随着温度的升高而增大,呈上升趋势,这是因为随着温度的升高,分子的运动加剧,从而使氡的逸出量增大,氡浓度增大。在20℃以后,氡的浓度随温度上升而迅速上升,每升高5℃,氡浓度就会增加一倍,因此温度对氡的测定结果影响非常巨大。
3.应用于防氡建材分析的研究
(1)防氡涂料防氡率及测定重现性的研究
同样条件下测得没有涂覆防氡涂料的粉煤灰砌块样品氡浓度约为450Bq·m-3,算得本防氡涂料对粉煤灰砌块样品氡的屏蔽率为85.96%。但是,将以上样品按照国家标准中的要求粉碎到200目以后进行测定,结果发现此时该防氡涂料涂层被完全破坏,粉碎后的样品在相同条件下测的氡浓度值约为398Bq·m-3。此时的该涂料屏蔽率只有12%左右。
由此可以看出:现行的建材氡测定的国家标准不适合防氡建材制品的防氡性能的测定和评价。为验证本文提出的防氡建材防氡效果评价方法,我们请中国疾病控制与预防中心测试我们研究的防氡涂料对标准放射性源氡的屏蔽效果,采用的是中国疾病控制与预防中心的内部方法,测得氡的屏蔽率为86.3%,结果与本法相符。
粒度、测定时间以及温度对建材制品的氡释放水平影响较大。可以看出现行的标准中对氡的测定方法存在着缺陷,粉碎后的建材制品由于状态和微观结构等都发生了变化,所以测量值不能真实体现建材制品真实的氡和放射性水平。对于建材制品氡的释放评价必须要考虑温度的影响。
结语:
测定过程中要控制测定的温度,只有在相同的温度条件下,不同的制品的氡释放水平才有可比性。应用本测定方法和技术分析得到的试验结果与理论分析结果符合,说明该方法测定的结果准确可信,具有较强的可行性,对氡测定和氡防护的评价有一定的意义。
关键词:建材制品;控温;测氡
氡是一种放射性气体,具有一定的惰性,迁移活动性较强是其明显特征,是一种可以致癌的物质。现代人类大部分生活时间都围绕建筑材料进行,现阶段社会各界已经逐步提高对氡污染问题的重视程度。我国现行的测定标准会对原有的形态和结构造成破坏,同时其结果影响也在这一过程中被忽略。在温度升高的同时氡浓度也会有所增加,这要求我们必须在结合实际的基础上借助科学的技术与手段对其进行改善,保障人民群众的身体健康不会受到氡的影响。
一、实验部分
1.实验仪器与材料
首先是自行设计与制造的控温测氡辅助装置,颚式破碎机主要型号为复摆型,该设备由四川江油厚坝机械厂提供,粉碎机也是由该厂家提供。由上海浦东荣丰科学有限公司所提供的电热鼓风机干燥箱型号为101型。该项实验所使用的测氡仪为BH-1324型环境Y能谱仪,该仪器出自中国计量科学研究院。
绵阳人电厂提供的粉煤灰、河南信阳提供的沸石岩以及四川绵竹提供的磷石膏都是实验过程中不可缺少的材料。需要注意的是水泥、氧化铁粉、钢渣以及标准砂等也在上述范围涵盖之内,其中水泥型号为325,来自于四川双马,氧化铁粉同样来自于四川,钢渣则来自于江油长钢,其中所使用的标准砂市场均有销售。
2.實验方法
(1)样品的制各
在实际制各样品的过程中粉煤灰以及水泥所占比例分别为60%与8%,其中所使用的标准砂可利用钢渣、三氧化二铁粉、重晶石以及沸石进行替代,注意要将上述物质按照相应的比例进行混合,最终实现对长方体试块的制备,试块的尺寸为40mm×40mm×160mm。养护时间必须保障在28天,最终得到的砂浆模块为复合防护粉煤灰以及复合防护磷石膏。
(2)氡的测定
在实际测定的过程中我们所使用的方法为药用炭吸收法,实际用于检测工作的仪器为BH-1324型环境Y能谱仪。
二、结果与讨论
1.氡在密闭腔体中的衰变情况
将粉煤灰模块密闭2d,取出后立即密封铅桶,测得桶内初始氡浓度为820Bq/m3,观察氡气的衰变规律。用RCM 2连续测氡仪测定氡气浓度的变化。可以看出衰变初期(14h以前)氡浓度下降很快,后下降缓慢,完全衰变时间为64h。
氡是放射元素镭等衰变的中间产物,氡衰变的最终产物是铅,氡的衰变规律告诉我们,防氡建材研究的关键是对建材中氡进行封堵和屏蔽,不让其挥发进入房间,氡可以在墙体中自行衰变,从而消除其污染。可以预见,沸石等多孔强吸附非金属矿物材料在防氡建材中有重要的应用前景。
2.建材中氡测定影响因素的研究
(1)细度对建材中氡测定的影响
粒度对氡的释放影响很显著。当粒度为5mm时氡的释放达到最大值,小于或大于5mm,氡的浓度又迅速地下降。粒度在1-15mm之间时,氡的释放处在一个较高的水平;超出此范围,氡的释放相对较低,并呈下降趋势。这是因为当细度较大时,制品的胶凝结构没有被破坏,制品对氡仍然有一定的屏蔽作用。随破碎的程度增加,细度变小,制品的胶凝结构被破坏,氡的浓度开始增加。
当粉碎的细度小到一定程度后,粉末间距比较小,结合较紧密,透气性比较差,对氡的释放有阻滞的作用。样品粒度对胶凝结构的破坏以及对透气性的影响,是粒度影响氡释放浓度的根本原因。目前对建材制品中氡放射性水平的测定标准和方法是将样品粉碎到200目以后进行测定。
此时,样品的直径只有0.078mm。此时的测定结果不能正确地反映出建材制品在建筑物中真实的氡释放水平。因为建材制品在未被破坏时,由于胶凝结构相对较致密有序,对建筑材料中氡的释放有一定的屏蔽作用,但是样品打成粉末状后就破坏了原有的结构,氡的释放就跟建筑工程的建材制品的实际情况有很大的区别。由于粒度对建材制品氡测定和评价有较大影响,应该对现有的方法和标准中制样方法进行改进和完善。
(2)时间对建材中氡测定的影响
随着样品密封时间的延长,氡的浓度逐渐增大,达到36h后,氡的浓度基本达到了释放与衰减平衡,有小幅波动,波动值的相对标准偏差为2.1%。本文选择样品密封时间应大于40h。
(3)温度对建材中氡测定的影响
可以看出,氡浓度随着温度的升高而增大,呈上升趋势,这是因为随着温度的升高,分子的运动加剧,从而使氡的逸出量增大,氡浓度增大。在20℃以后,氡的浓度随温度上升而迅速上升,每升高5℃,氡浓度就会增加一倍,因此温度对氡的测定结果影响非常巨大。
3.应用于防氡建材分析的研究
(1)防氡涂料防氡率及测定重现性的研究
同样条件下测得没有涂覆防氡涂料的粉煤灰砌块样品氡浓度约为450Bq·m-3,算得本防氡涂料对粉煤灰砌块样品氡的屏蔽率为85.96%。但是,将以上样品按照国家标准中的要求粉碎到200目以后进行测定,结果发现此时该防氡涂料涂层被完全破坏,粉碎后的样品在相同条件下测的氡浓度值约为398Bq·m-3。此时的该涂料屏蔽率只有12%左右。
由此可以看出:现行的建材氡测定的国家标准不适合防氡建材制品的防氡性能的测定和评价。为验证本文提出的防氡建材防氡效果评价方法,我们请中国疾病控制与预防中心测试我们研究的防氡涂料对标准放射性源氡的屏蔽效果,采用的是中国疾病控制与预防中心的内部方法,测得氡的屏蔽率为86.3%,结果与本法相符。
粒度、测定时间以及温度对建材制品的氡释放水平影响较大。可以看出现行的标准中对氡的测定方法存在着缺陷,粉碎后的建材制品由于状态和微观结构等都发生了变化,所以测量值不能真实体现建材制品真实的氡和放射性水平。对于建材制品氡的释放评价必须要考虑温度的影响。
结语:
测定过程中要控制测定的温度,只有在相同的温度条件下,不同的制品的氡释放水平才有可比性。应用本测定方法和技术分析得到的试验结果与理论分析结果符合,说明该方法测定的结果准确可信,具有较强的可行性,对氡测定和氡防护的评价有一定的意义。