Радиоэкология строительных материалов

При входном контроле сыпучих материалов контрольные  точки выбирают:

1) в каждом транспортном  средстве на расстоянии не  менее 1 м от бортовой стенки;

2) в железнодорожном  транспорте – не менее 2 точек;

3) в автомобильном  транспорте – одну точку в  центре кузова;

4) на водном транспорте  – не менее двух точек, расположенных  вдоль оси судна.

При контроле строительных изделий из них формируют прямоугольную  призму с основаниями не менее 1,2 м*1,2 м, и высотой 0,5 м или выбирают поддон изделий, уложенных не в «елочку», с размерами не менее указанных, и в центре верхней плоскости изделий выбирают контрольную точку.

Измерения проводят путем  установки блока детектирования радиометра в контрольной точке на ровной поверхности материала. За ровную поверхность принимают поверхность, на которой размеры выступов (впадин) не превышают диаметр детектирования.

В каждой контрольной  точке проводят не менее трех параллельных измерений.

Для снижения влияния бокового излучения на результаты измерения должны проводиться на расстоянии не менее 20 м от зданий, сооружений, массивов горных пород и строительных материалов и изделий.

За результат определения  величины в контрольной точке принимают значение , определяемое по формуле 3.

 

                                                                                             (3)

где i = 1, 2 ….n

i = номер измерения в данной точке;

n – количество измерений в данной точке ( )

- значение эффективной удельной активности при i–м измерении;

- абсолютная погрешность измерения.

За результат определения  величины эффективной удельной активности ЕРН в партии материала ( ) принимают максимальное из значений , полученных при измерениях в контрольных точках данной партии.

При оформлении результатов  контроля в журнале регистрируют дату проведения контроля, наименование материала (изделия), привязку контрольных точек измерения, особенности условий измерений (расстояние от источника бокового излучения, температура воздуха и др.), показания прибора с оценкой погрешности, результат определения величины , предварительное заключение о классе материала. В случае, если определенная при контроле величина равна верхнему граничному значению, установленному для соответствующего класса, материал необходимо относить к следующему классу опасности.

Лабораторный  метод предназначен для:

1) установления класса сыпучего материала (изделия);

2) уточнения класса сыпучего материала (изделия), в случае получения граничных значений по экспрессному методу;

3) сертификации продукции.

Для измерений применяют  сертифицированную радиометрическую установку на основе стационарного гамма-спектрометра с диапазоном энергии регистрируемого гамма-излучения от 0,1 до 3 МэВ, с нижним пределом определения удельной активности каждого ЕРН не более 50 Бк/кг, относительной погрешностью определения удельной активности ЕРН не более 20 % при доверительной вероятности 0,95.

Отбор проб производили  в соответствии с требованиями действующих  нормативных документов. Определение удельных активностей ЕРН в сыпучих материалах проводили в навесках, отобранных из представительных проб. Представительную пробу получали путем перемешивания и квартования не менее 10 точечных проб, отобранных из контрольных точек.

Твердые материалы массой более 2,5 кг и сыпучие материалы с размером зерен более 5 мм измельчали до размеров менее 5 мм. Полученные представительные пробы высушивали до постоянной массы, выдерживали заданное методикой время при комнатных условиях, размещали в 5 контейнеров и проводили измерения. Значения удельной активности радионуклидов и соответствующие им значения статистической составляющей абсолютной неопределенности измерения (для доверительного интервала Р = 0,95) определялись по окончанию обработки спектра матричным методом. За результат определения удельной активности ЕРН в контролируемом материале принималось среднее значение из 5 параллельных определений.

Обработку результатов  и оценку погрешности измерений  производят отдельно для каждой навески  и для каждого из ЕРН.

В качестве результатов  измерений удельных активностей ЕРН в представительной пробе принимают средние арифметические значения удельных активностей каждого радионуклида (А_i) по пяти навескам (формула 4).

 

                                                                                                (4)

 

где i - номер радионуклида;

j - номер навески;

n - количество измерений (не менее 5).

Удельную эффективную  активность ЕРН в материале , рассчитывали по формуле 5.

 

                                                                       (5)

 

  где , , - удельные активности радия-226, тория-232 и калия-40 соответственно (Бк/кг), при условии, что урановый и ториевый ряды находятся в радиоактивном равновесии.

За результат определения  удельной эффективной активности ЕРН  в материалах принимали значение , вычисляемое по формуле 6.

 

                                       (Бк/кг)                                           (6)

 

где Δ - абсолютная погрешность  определения, рассчитанная по формуле 7:

 

                                                                                (7)

 

где , , - абсолютные погрешности определения удельной активности радионуклидов.

В соотношении (7) численные коэффициенты найдены расчетным путем и подтверждены экспериментально методом измерения мощности дозы от насыщенных слоев урановой и ториевой руд и калия при их известных концентрациях.

Аналогичное выражение  для вычисления характерного (репрезентативного) уровня удельной активности строительных материалов предложено Комиссией по атомной энергии Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) (формула 8).

 

                                                                                   (8)

где А_хар = 150 Бк/кг — характерный уровень активности строительных материалов, который практически немного выше среднего значения А_эфф. земной коры и на 40 % выше, чем А_эфф. почвы.

В выражении (8) коэффициенты при А_Th и А_K отличаются от соответствующих коэффициентов в соотношении (7) в большую сторону. Эти коэффициенты зависят от точности оценок мощности дозы от нуклидов — членов ряда урана и тория при их заданных концентрациях. Значение А_эфф. = 150 Бк/кг взято потому, что оно равно среднему содержанию радионуклидов в строительных материалах в зарубежных странах.

Вводятся также понятия первого повышенного уровня А_эфф.1 = 2 А_эфф. и второго повышенного уровня А_эфф.2  = 4 А_эфф.  для удельной активности естественных радионуклидов в материалах, которые могут быть использованы при строительстве жилых домов и различных объектов.

В таблице 16 приведены средние значения удельной активности естественных радионуклидов в строительных материалах, используемых в бывших союзных республиках СССР [38].

 

Таблица 16

Критерии для  принятия решения об использовании  строительных материалов (ГОСТ РК 1272-2004)

Материал	Эффективная удельная активность естественных радионуклидов, , Бк/кг	Класс безопасности	Установленная область применения
щебень, гравий, песок, бутовый  и пиленый камень, цементное и  кирпичное сырье и другие), добываемых на месторождениях или являющихся побочным продуктом промышленности, а также в отходах промышленного производства, используемых для изготовления строительных материалов, изделий и конструкций	менее 370	I	во вновь строящихся жилых и общественных зданиях
	370 - 740	II	для дорожного строительства в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных зданий и сооружений
	740 - 1500	III	в дорожном строительстве вне населенных пунктов
	1500-4000	IV	вопрос об использовании решается по согласованию с Госсанэпиднадзором

Для природных строительных работ радиационная безопасность регламентируется по Временным критериям для организации контроля и принятия решений, утвержденные главным государственным санитарным врачом СССР А.И. Кондрусевым № 5789-91 от 10.06.91 г. (таблица 16), в которых регламентируется эффективная  удельная активность стройматериалов, класс их безопасности и область применения [42].