11

Реферат

Курсовая работа 28 страниц, 3 таблицы, 13 источников, 8 приложений.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ, РАДИЙ, КАЛИЙ, ТОРИЙ, УРАН, РАДОН, СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ, ШЛАКИ, ОТХОДЫ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.

Объектом исследования является содержание естественных радионуклидов в строительных материалах.

Цель работы – изучение содержания естественных радионуклидов в строительных материалах.

На основании литературных данных приведены характеристики ЕРН и  их содержание в горных породах, отходах промышленности, используемых для производства строительных материалов.

Полученные данные позволят снизить дозовые нагрузки при строительстве производственных и жилых зданий.

11

Рэферат

Курсавая работа 28 старонак, 3 таблiцы, 13 крынiц , 8 дадаткаў.

ПРЫРОДНЫЯ РАДЫЕНУКЛIДЫ, РАДЫЙ, КАЛIЙ, ТОРЫЙ, УРАН, РАДОН, БУДАЎНИЧЫЯ МАТЭР’ЯЛЫ, ШЛАКI, АДХОДЫ

Аб’ектам даследавання з’яўляецца

11

Перечень  условных обозначений, символов

и терминов

226Ra – радиоактивный изотоп радия семейства 238U.

232Th – радиоактивный изотоп тория семейства Th.

40K – радиоактивный изотоп калия.

ЕРН – естественные радионуклиды (элементы).

Кларки – числа, выражающие среднее содержание химических элементов в земной коре в весовых или атомных процентах. Значение Кларков служат критерием для определения пониженных или повышенных концентраций элементов в месторождениях или отдельных регионах.

Бк – беккерель – единица измерения радиоактивности, равная одному распаду в секунду (1 Бк = 0,027 нКи ).

Ки – кюри – внесистемная единица измерения радиоактивности.

Гр – грей – единица измерения поглощенной дозы.

Р – рентген – единица измерения мощности экспозиционной дозы.

С – удельная активность радионуклида (концентрация), Бк/кг.

Сэфф – эффективная удельная активность радионуклида, Бк/кг.

        Эквивалентная доза – доза за время τ, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм.

11

СОДЕРЖАНИЕ

Перечень  условных обозначений, символов              4

и терминов              4

СОДЕРЖАНИЕ              5

ВВЕДЕНИЕ              6

1.  ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ              7

1.1. Радий              7

1.2. Торий              7

1.3. Уран              8

1.4. Радон              8

1.5. Калий              9

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ              10

2.2.  Концентрация естественных радионуклидов в строительных материалах природного происхождения              11

3. ИСПЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ              13

3.2. Применение фосфорных шлаков              14

3.3.   Концентрация естественных радионуклидов в строительных материалах из отходов промышленности              15

4. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ              17

МАТЕРИАЛОВ              17

заключение              19

Список используемых источников              20

ПРИЛОЖЕНИЕ 1              21

приложение 2              22

Приложение 3              23

Приложение 4              24

Приложение 5              25

приложение 6             

Приложение 7              26

Приложение 8              27

Приложение 9              28

  ВВЕДЕНИЕ

Катастрофа на Чернобыльской АЭС временно отодвинула на задний план проблему изучения естественных радионуклидов. Но в настоящее время этот вопрос стал не менее важен. Естественные радионуклиды окружают нас повсюду, они находятся в окружающем нас воздухе, почве, воде, в живых объектах. Природное облучение обусловлено  космическим излучением, космогенными и радионуклидами земного происхождения. Космическое излучение, не зависит от вида деятельности людей и места обитания (лишь высота над уровнем моря влияет на его дозу, удваиваясь через каждые 1500 м), оно лишь частично ослабляется ограждающими конструкциями зданий. Однако сами они содержат ряд естественных радионуклидов, которые являются источниками излучения. Природные источники ионизирующего излучения вносят основной вклад в дозу облучения населения. Средняя эквивалентная доза, обусловленная природными источниками, составляет около 2/3 дозы от всех источников излучения, воздействующих на человека в настоящее время. При этом доза внешнего облучения существенно зависит от изотопов, входящих в семейства 226Ra и 232Th, а также 40К. Внутреннее облучение обусловлено, в основном, изотопами радона, эксхалирующего из строительных материалов, и его дочерними продуктами распада [1].

Так как человек около 80 % времени проводит в помещении, а т.к. безопасная жилая среда – это то, к чему человек всегда стремился, то представляется необходимым контролировать содержание естественных радионуклидов в строительных материалах. Для этого проводятся исследования по определению удельной активности радионуклидов в материалах, применяемых в строительстве, определение коэффициентов эманирования радона, который влияет на концентрацию последнего в воздухе жилых и служебных помещений. Все это позволит ограничить или вовсе исключить использование материалов с повышенным содержанием естественных радионуклидов и высоким коэффициентом эманирования радона в строительстве.

Поэтому целью данной работы является изучение содержания естественных радионуклидов в строительных материалах.

Для достижения поставленной цели на основании имеющихся литературных данных необходимо:

      рассмотреть основные характеристики естественных радионуклидов;

      определить распределение содержания естественных радионуклидов по территории Республики Беларусь;

      изучить распределение естественных радионуклидов в сырье для производства строительных материалов и непосредственно в самих строительных материалах;

1.  ХАРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ

        Естественная радиоактивность определяется в первую очередь содержанием в материнских породах таких радионуклидов как 238U, 226Ra, 232Тh и 40к, распределение которых в почве Белоруссии приведено на рисунке Приложения 1.

Основные естественные радионуклиды, которые определяют радиоактивность строительных материалов, это – 40К, 226Ra, 232Th и продукты распада радия.

1.1. Радий

Как член семейства 238U изотоп 226Ra содержится во всех урановых рудах. В результате вымывания радия из урановых руд он попадает в растворенном состоянии в воду и образует вторичные руды, например, черные глины. 226Ra содержится во всех породах и почвах в количествах, зависящих от типа породы. Концентрация этого изотопа в вулканических породах несколько выше, чем песчанике и известняке. Средняя концентрация 226Ra в известняке 0,4210-12 г/г, а в вулканических породах – 1,310-12 г/г. Ниже приведена таблица 1.1.1, отражающая содержание радия в породах и почвах [2].

Таблица 1.1.1.

Концентрация радия в различных породах и почвах

По этим данным содержание 226Ra в некоторых породах несколько ниже средних значений, указанных выше. Распределение 226Ra в почвах РБ приведено в приложении 2.

1.2. Торий

На Земле установлено существование 5 природных изотопов тория: 232Th и 228Th (ряд 232Th), 234Th и 230Th (ряд238U) и 227Th (ряд 235U). Наиболее важный в радиологическом отношении 232Th является родоначальником радиоактивного семейства. 232Th с периодом полураспада Т1/2 = 1,411010 лет является -излучателем с Еα = 3,98МэВ (25 %), Еα = 4,0МэВ (75 %). Природный торий в основном представлен изотопами 232Th и примесью 228Th с периодом 1,9 лет. Важными являются дочерние продукты тория [3].

Содержание тория в земной коре со­ставляет 1,3×10-3 % . Изотопы 232Th и 228Th встречаются в ториевых минералах, таких как торианит, торит. Главными породообразующими минералами – носителями тория, – являются низко- и слаборадиоактивные минералы: пироксены, основные плагиоклазы, кварц, калиевые полевые шпаты, кислые плагиоклазы, а также слюды и амфиболы. 

232Th подвержен сильной сорбции глинными минералами и гуминовыми кислотами. При щелочной реакции 232Th в почвенном растворе отсутствует вследствие сорбции почвами, а также осаждения его в виде нерастворимого гидроксида или гидратированной оксидной фазы. Распределение 232Th в почвах РБ приведено в приложении 3.

1.3. Уран

Природный уран состоит из трех изотопов 234U, 235U, 238U. Содержание 238U – родоначальника уранового семейства  в природной смеси изотопов равно 99,28 %, содержание 234U, 235U соответственно равно 0,006 %, 0,7 %. Период полураспада 238U  Т1/2 = 4,468  109 лет.

Изотопы урана, являясь - излучателями, не вносят вклада в значение - фона, но дочерние продукты распада – торий, радий  вносят свой вклад в значение -фона

Уран входит в состав многих горных пород и почв. В таблице 1.3.1. приведены концентрации урана в различных породах [2].

Таблица 1.3.1..

Распределение урана в породах

Из таблицы видно, что концентрация урана в кислых почвах значительно выше, чем в основных, но значительно меньше, чем в фосфатных породах. Содержание урана определяет и содержание 226Ra, который является одним из дочерних продуктов [2]. Распределение 238U в почвах РБ показано в Приложении 4.

1.4. Радон

Вследствие радиоактивного распада изотопы 226Ra, 224Ra, 223Ra в результате испускания -частиц превращаются в изотопы 222Rn (радон), 220Rn (торон), 219Rn (актинон). Самый долгоживущий изотоп – изотоп 222Rn, T1/2 = 3,825 дня.

Благодаря тому, что уран, торий, радий широко распространены в природе (находятся в рудах, почвах, водах), радон содержится в почве и земной атмосфере. Каждый из изотопов, в частности 222Rn и 220Rn, в той или иной степени диффундируют в атмосферу. Изотоп 222Rn с периодом полураспада T1/2 = 3,825 дня имеет большую возможность выхода в атмосферу, чем 220Rn , период полураспада которого T1/2 = 54 с [3].

1.5. Калий

В природной среде присутствуют три основных изотопа калия: два стабильных 39К и 41К (их распространенность составляет соответственно 93,22 и 6,79 %), а также один радиоактивный 40К (0,0118%), период его полураспада Т1/2=1,28109 лет. Максимальная радиоактивность обнаружена у почв, развившихся на кислых магматических породах, а наиболее высокая концентрация радионуклидов наблюдается в мелкодисперсной фракции почв – в глинистых частицах. Содержание в осадочных породах изменяется в широких пределах: песчаники 1,410-4 %, известняки 0,410-4 %, глинистые сланцы   3,710-4 % [4].

Радиоактивный изотоп 40К входит в состав многих пород минералов и почв, обусловливая внешнее - и -облучение. Распределение 40К в почвах РБ показано в Приложении 5.

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ

Практически все строительные материалы имеют природное происхождение. Это, прежде всего горные породы, используемые в качестве сырья для производства строительных материалов. Поэтому для начала кратко охарактеризуем сами горные породы.

По своему происхождению горные породы делятся на три основных класса: изверженные, осадочные и метаморфические [5].

Изверженные (или магматические) породы, образовавшиеся в результате остывания огненно-жидкой магмы, составляют 95 % массы всей земной коры, покрыты сверху слоем осадочных пород. Изверженные породы, в свою очередь, делятся на глубинные и излившиеся породы. Из числа глубинных пород выделяют гранит, сиенит, диорит и габбро, которые применяются как тяжелые заполнители в бетон, для дорожных работ и в качестве отделочных материалов.

Излившиеся породы – диабазы, базальты, порфиры – находят применение для производства дорожных покрытий. Породы вулканического происхождения – пемза, диатомит, трасс – широко применяются для производства цемента в качестве активных минеральных добавок, а туф – для выпуска ограждающих конструкций.

Осадочные породы механического происхождения, куда входят валунный камень, гравий, песок, глина, служат важнейшим сырьем для многих строительных материалов, изделий и конструкций. Сцементированные в природных условиях песчаники и конгломераты – это хороший материал для стеновых панелей, заполнителей бетонов. Известняк, диатомит, трепел – породы органогенного происхождения – получили наибольшее применение в производстве бетонных и керамических изделий.

При формировании земной поверхности осадочные породы постепенно опускались на большую глубину и под действием высоких температур и давлений претерпевали изменения, в результате которых образовались метаморфические породы. Из этих пород для строительных целей широко применяются гнейсы, связанные с метаморфизмом гранитов; сланцы, образовавшиеся в результате превращения глин; кристаллический мрамор, возникший из известняка без изменения свойств [5].

2.1. Региональные распределения естественных радионуклидов в горных породах и строительных материалах

Уже указывалось, что на земном шаре имеются регионы, где содержание радионуклидов земного происхождения суще­ственно отличается от обычного диапазона их колебаний. За­лежи радиоактивных минералов и пород встречаются в обра­зованиях, расположенных вдоль побережья Индии. Месторож­дения монацита с высоким содержанием тория расположены на 55-километровой полосе штата Кэралла с населением 70 тыс. человек. Средняя мощность дозы для этого региона составляет 430 нГр/ч (49 мкР/ч). В трех городах Бразилии, расположенных на берегу Атлантического океана, обнаружены два района с высоким радиационным фоном, где средняя мощ­ность дозы за счет внешнего излучения от радионуклидов зем­ного происхождения равна 630 нГр/ч (71 мкР/ч). Это обуслов­лено зоной аномалий вулканических интрузий.

В ФРГ для изготовления кирпича применяется красный глубоководный ил, удельная радиоактивность которого может быть в три раза выше, чем в кирпичах из обычной глины.

Средние удельные концентрации естественных радионукли­дов в строительных материалах в разных странах отличаются и для сравнения представлены в Приложении 6

Сравнивать содержание ЕРН в различных строительных материалах удобно по их суммарной эффективной удельной активности, которая определяется по формуле [12]:

Сэфф  =CRa + 1.31CTh + 0.085CK ,                                 (2.1.1.)

где CRa, CTh и СК – концентрация соответственно 226Ra, 232Th и 40K в строительных материалах, Бк/кг.

Радиационная оценка месторождений полезных ископае­мых строительных материалов включает определение мощнос­ти дозы гамма-излучения, создаваемой радиоактивными элементами горных пород на месте их залегания, и  установление суммарной удельной активности радионуклидов в породах.

2.2.  Концентрация естественных радионуклидов в строительных материалах природного происхождения

  Начиная с 50-х годов, многие зарубежные и советские ученые проводили исследования концентраций радионуклидов в горных породах. По данным таблицы представленной в Приложении 6 можно оценить, какие породы будут вносить больший вклад в суммарную радиоактивность строительных материалов.

Исходя из данных, приведенных в таблице, можно отметить, что наибольшим содержанием характеризуются среди изверженных пород, прежде всего граниты, осадочных — глины, метаморфических — гнейсы.

Наибольшей активностью обладают изверженные породы, т.к. на последних стадиях дифференциации магмы идет обогащение ураном, торием остаточной кислой магмы. С уменьшением содержания оксида кремния, т.е. с увеличением основности их содержание уменьшается [6].

По степени концентрации естественной радиоактивности из­верженные породы  располагаются  следующим образом:

граниты (кислые) → диориты (средние) → базальты (ос­новные) → удуниты (ультраосновные) [6].

Однако эта закономерность средних значений удельных ак­тивностей в породах такого типа нарушается в отдельных ре­гионах земного шара. Если в США и Гренландии содержание 226Ra и 232Th в гранитах соответственно 32,9 и 59,2 Бк/кг, то в Финляндии и Швеции— 173,9 и 244,2 [12]. В СССР встречаются граниты с содержанием ЕРН как близким к кларковым удельным активностям (регионы Казахстана, Красноярского края), так и на порядок, превышающим эти значения (Украина — Украинский кристаллический щит, Каре­лия — Балтийский щит). Такие различия связаны с древним процессом кристаллизации при породообразовании, который определяет степень рассеяния или концентрации радионукли­дов в породах. С увеличением кислотности магмы происходит ее обогащение ураном, торием и калием. При этом образова­лись многие акцессорные минералы (пирохлор, монацит, ксенотим, сфен и другие), которые являются высокоактивной частью породы и несут до 50 % ее общей радиоактивнос­ти [10].

Содержание калия в однотипных изверженных породах различных геологических регионов также имеет широкие вариа­ции [5]: в кислых породах колеблется в диапазоне 166…2405, щелочных — 377…2220, а в основных и ультраосновных —  15…592 Бк/кг.

Среди осадочных пород встречаются глины с содержанием ЕРН, близким к гранитам (40К — 851, 232Th —122, 238U — 89 Бк/кг), что связано с геохимическими процессами их обра­зования [5]. Причем уровень радиоактивности осадочных пород в значительной степени зависит от дисперсности частиц, формирующих эти породы.

Удельные активности естественных радионуклидов метамор­фических пород почти не отличаются от содержания ЕРН в породах, из которых они образовались.

    Повсеместное наличие ЕРН в окружающей среде опреде­ляет такой параметр, как мощность экспозиционной дозы над поверхностью почвы. При средних концентрациях 22CRa, 232Th и 40К в почве соответственно 25, 25 и 370 Бк/кг для 95 % на­селения земного шара, проживающего в районах с так назы­ваемым «нормальным» радиационным фоном, мощность дозы колеблется    от 26 до 61 нГр/ч  (от 3 до 7 мкР/ч). В понятие «нормального» радиационного фона включается космическое излучение, излучение почв и подстилающих пород. Региональ­ные отличия здесь имеют немаловажное значение [6].

11

3. ИСПоЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В        ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Особый интерес как компоненты строительных материалов представляют сейчас отходы разного вида промышленности. Безотходная технология стимулирует их использование для производства строительных материалов.

3.1. Применение золы и шлаков ТЭЦ

Одним из направлений является использование отходов ТЭЦ. Из отходов ТЭЦ наибольшее применение в строительстве получили золы и шлаки.

Основным применением золошлаковых отходов является производство цемента, бетонов, пористых заполнителей, керамических изделий. Зола с повышенным содержанием кремнезема и глинозема широко используются в качестве сырья и добавок при производстве портландцемента и минеральных вяжущих. Дополнительно используются в качестве мелкого заполнителя вместо песка, цемента и пластифицирующих добавок [8]. Золу-унос можно использовать в качестве гидравлической добавки к цементу, компонента при производстве силикатного кирпича, легких керамзитов. Кроме того, ее можно использовать в качестве минерализирующей добавки к портландцементной шихте при производстве высоких марок цемента, а так же при производстве кирпича  и керамических изделий [9].

Отходы углеобогащения, в среднем состоят из глинистых минералов в среднем на 66,2%, имеют большое значение для производства керамических стеновых материалов.

Шлаки отходов черной металлургии используют для изготовления дорожного щебня, легкого заполнителя для бетонов, тепло- и звукоизоляционных материалов; они служат хорошими компонентами при производстве стеновых панелей и блоков, вяжущих материалов, керамических изделий. Шлаки доменного производства многообразны и отличаются по имеющимся в них примесям, представляющим собой в основном силикаты кальция. Основные потребители шлаков — цементная промышленность. Доменные шлаки и другие разновидности применяются при изготовлении быстротвердеющего шлакопортландцемента. Они также широко вовлечены в производство гипсошлаковых блоков, шлаковой пемзы, шлаковаты [10].

Однако при использовании отходов промышленности необходимо учитывать, что все они содержат определенное количество радионуклидов.

11

3.2. Применение фосфорных шлаков

Из отходов химической промышленности в строительстве в настоящее время используются фосфорные шлаки (фосфогипс), образующиеся при обработке фосфатных руд.

Годовое производство фосфогипса в мире составляет 91010 кг, что превысило производство природного гипса, а средняя концентрация радия   в фосфогипсе равна примерно 900 Бк/кг. Фосфогипс способен заменить натуральный гипс в строительной промышленности, его можно применять для производства блоков и панелей, перегородок, а также цемента. Практика использования этих отходов производства широко распространена, поскольку она позволяет снизить суммарные затраты на строительство, сохранить природные ресурсы и уменьшить загрязнение окружающей среды.  Одним из обстоятельств, ограничивающих использование фосфогипса можно считать его радиоактивность, т.к. в нем присутствуют изотопы радия и урана. При переработке фосфата большая часть урана переходит в продукт на основе фосфата. Фосфогипс содержит практически весь радий. Радиоактивность фосфогипса обусловлена присутствием соединений урана в фосфоритах, концентрация которых, в зависимости от природного сырья, может изменяться в диапазоне 1,01…0,4 г/кг фосфата [5]. Наибольшим источником радиоактивности является в основном радий табл. 3.2.1[6]. Поскольку концентрация радия в фосфогипсе намного выше, чем в природном гипсе, его применение приводит к увеличению доз облучения людей. Люди, живущие в дома, построенных с его применением, получают на 30 % большую дозу облучения, чем жильцы других домов [7].

Таблица 3.2.1.

Средняя концентрация радионуклидов в фосфатах

морского и магматического происхождения и в фосфогипсе,

полученных из этих фосфатов, пКи/г

Как видно из таблицы наибольшая активность радия содержится в фосфогипсе, который был получен из фосфорных пород морского происхождения. У нас в республике используется фосфогипс, получаемый из фосфорных пород магматического происхождения, который как видно из табл. 3.2.1. имеет концентрацию 226Ra меньше, чем фосфогипс, получаемый из пород морского происхождения.

Исследования удельных активностей естественных радионуклидов в отходах промышленности, используемых для производства строительных материалов, показали более высокие значения удельных активностей для золошлаковых отходов и фосфогипса. Поэтому рекомендовано производителям строительных материалов использовать отходы промышленности с ограниченным дотированием в составах с целью снижения активности естественных радионуклидов.

Радиационный контроль отходов промышленности, используемых в строительстве, необходимо в той же мере, как и контроль строительных материалов природного происхождения. Это позволит правильно регламентировать использование отходов в народном хозяйстве, не увеличивая степень облучения населения

3.3. Концентрация естественных радионуклидов в строительных материалах из отходов промышленности

Для строительства требуется большое количество дешевых сырьевых материалов, поэтому за последнее время повышен­ный интерес проявляется к промышленным отходам горноруд­ной, металлургической и химической промышленности. Исполь­зование отходов для производства строительных материалов позволяет сохранить природные ресурсы, уменьшить загряз­нение рек и прибрежных вод, сократить общие расходы, одна­ко бесконтрольное применение их в строительных целях может одновременно привести к повышению общей дозы облучения населения.  Удельную концентрацию ЕРН в отходах промышленности  в ряде зарубежных стран можно сравнить по таблице Приложения 8. 

Из отходов ТЭС наибольшее применение в строительстве получили золы и шлаки. Шлаки отходов черной металлургии используют для изготовления дорожного щебня, легкого за­полнителя для бетонов, тепло- и звукоизоляционных материа­лов; они служат хорошими компонентами при производстве стеновых панелей и блоков, вяжущих материалов, керамичес­ких изделий. Из отходов химической промышленности в строи­тельстве в настоящее время используются фосфорные шлаки (фосфогипс), образующиеся при обработке фосфатных руд.

Годовое производство фосфогипса в мире составляет 9·1010 кг, что превысило производство природного гипса, а средняя концентрация 226Ra в фосфогипсе равна примерно 900 Бк/кг. Фосфогипс способен заменить натуральный гипс в строительной промышленности, его можно применять для производства блоков и панелей, перегородок, а также цемен­та.

Практика использования этих отходов производства широ­ко распространена, поскольку она позволяет снизить суммар­ные затраты на строительство, сохранить природные ресурсы и уменьшить загрязнение окружающей среды. С другой стороны, поскольку концентрация 226 Ra в фосфогипсе намного выше, чем в природном гипсе, его применение приводит к увеличе­нию доз облучения людей. Удельная активность ЕРН в отходах промышленного про­изводства определяется активностью ЕРН в ис­ходном материале и их зольностью [5].      

Более высо­кие значения удельных концентраций ЕРН в промышленных отходах объясняются процессом концентрирования минераль­ного остатка при выгорании органических веществ. При сред­ней удельной активности ЕРН в углях 50 Бк/кг для 40К и 20 Бк/кг для 238U и 232Th эти уровни, например для угольной золы (при зольности 13 %) составляют соответственно 400 и 150 Бк/кг. При сравнении с традиционно применяющимися строительными материалами средний уровень удельной актив­ности для 40К будет таким же, а для 238U и 232Th в шесть раз выше [6]. Увеличение концентрации 238U приводит к повыше­нию концентрации 222Rn и 220Rn (радона и торона), их эманированию из строительных материалов и, как следствие, к по­вышению дозы облучения людей за счет этих компонентов.

Радиационный контроль отходов промышленности, исполь­зуемых в строительстве, необходим в той же мере, как и конт­роль строительных материалов природного происхождения. Это позволит правильно регламентировать использование от­ходов в народном хозяйстве, не увеличивая степень облучения населения.

11

4. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТЕРИАЛОВ             

Проблема радиоактивности строительных материалов может рассматриваться с двух взаимосвязанных точек зрения: радиационно-гигиенической и технологической.  Если первая устанавливает допустимые радиационные регламенты на равные строительные материалы и обеспечивает систему контроля, то технологический подход требует принятия таких конструктивных решений, при которых эти регламенты будут выдержаны, а дозы облучения окажутся настолько низкими (ниже нормативных), насколько это достижимо с учетом приемлемых технико-экономических показателей.         

              Особое место в этой проблеме занимает радиационный контроль, одна из целей которого заключается в выборе, обосновании и реализации таких строительных технологий, которые обеспечивали бы не превышение радиационно-гигиенических нормативов и дальнейшее снижение доз облучения населения ниже нормативных значений.

              Все виды контроля строительства направлены на достижение максимального его качества и безопасности людей. Радиационный контроль строительных материалов также можно рассматривать как форму проверки качества продукции строительной индустрии, обеспечивающего радиационную безопасность человека как пользователя этой продукцией.             

              Объектами контроля должно быть как сырье строительных материалов, так и завершенные строительные конструкции и здания. Рассматривая это объективное суждение, следует подчеркнуть, что радиационный контроль сырья и строительных материалов может обеспечить принятие альтернативных решений на стадии проектирования сооружений. В противном случае радиационный контроль только внутри готовых зданий может привести к крупным экономическим затратам. Поэтому задача радиационного контроля строительных материалов может решаться наиболее естественно, если рассматривать радиоактивность материалов как подлежащее контролю физическое свойство (как прочность ).Тогда к проверяемым определенным физико-механическим  или химическим показателям качества добавляется еще один [7, 1].

              Трудность заключается в том, что специалисты стройиндустрии (проектировщики, технологи, строители) чрезвычайно мало информированы об этой физической характеристике строительных материалов, о концентрации радиоактивности в строительном сырье и методах их контроля, наконец, о действующих нормативных документах.

              Существенная практика производства строительных материалов складывалась с учетом их стоимости. Поэтому учет дополнительного критерия - степени радиационного воздействия на человека  - приведет к определенному повышению стоимости производства строительных материалов. Учет соотношения «польза-вред» при решении целесообразности проведения технологических мероприятий (изменение температуры, длительности обработки материалов и др.) при переработке строительного сырья с повышенной концентрацией ЕРН, является актуальной задачей.

              Проведение мероприятий, ведущих к уменьшению ущерба здоровья населения целесообразна, если уменьшение ущерба будет не менее стоимости этих мероприятий, а свойства материалов останутся прежними, либо будут улучшаться.

              Рассматривая проблему с учетом появившихся факторов после аварии на чернобыльской АЭС в 1986 году, целесообразно было не только исследовать ЕРН в минералах разных геологических систем территорий и строительных материалов, но и сопоставить данные их радиационных характеристик в производстве [7].

              Исследования удельных активностей ЕРН в отходах промышленности, используемых для производства строительных материалов, показали более высокие значения золошлаковых отходов и фосфогипса. Поэтому рекомендовано производителям строительных материалов использовать отходы промышленности с ограниченным дозированием в составах с целью снижения активности ЕРН [5, 7].

11

заключение

Целью данной работы являлось определение содержания естественных радионуклидов в строительных материалах. Для достижения данной цели были решены следующие задачи:

      рассмотрены основные характеристики естественных радионуклидов – 226Ra, 232Th, 238U, 40K. В ходе работы было установлено, что наибольшая концентрация 226Ra содержится в гранитах и перуанской лаве, 238U – в фосфатных породах, 40K – в осадочных породах, а именно в глинистых сланцах ;

      определено распределение содержания естественных радионуклидов (226Ra, 232Th, 238U, 40K) по территории Республики Беларусь;

      изучено содержание естественных радионуклидов (226Ra, 232Th, 238U, 40K) в горных породах и отходах производства (фосфорные шлаки, золы и шлаки ТЭЦ) и непосредственно в самих строительных материалах.

      рассмотрено использование фосфорных шлаков, золы, шлаков ТЭЦ в производстве строительных материалов

Таким образом,  поставленные задачи решены, и цель исследования достигнута.

11

Список используемых источников

1.      Гинзбург В.П. Защита жилища от ионизирующих изучений / В.П.  Гинзбург // Архитектура и строительство. 1992. №10.С.26-27.

2.      Лярский П.П. Радиоактивность внешней среды. М.: Атомиздат,1967. 223с.

        3.   Несмеянов Ан.Н. Радиохимия. М.: Химия, 1972. 432с

4.   Алексахин Р.М. Сельскохозяйственная радиоэкология. М.: Экология, 1991. 336с.

5. Горицкий А.В., Лихтарев Т.М., Лось И.П., Соболдырь В.П. Радиоактивность строительных материалов. Киев, 1998. 187с.

6. Пархоменко В. И. Радиоактивность строительных материалов, используемых в СССР/ В.И. Пархоменко // Радиационная гигиена. 1990. №9. С.12-14

7.      Кужир П.Т., Сатиков И.А., Трофименко Е.Е. Радиационная безопасность. Минск, 1990. 276с.

8. Караханидзе С.Г. Использование золы как вторичного сырья в строительстве. Фрунзе, 1990. 167с.

9. Крисанов С.Ф., Свищ П.С. Промышленные отходы – резерв строительного производства. Киев, 1990. 155с.

10. Долгорев А.В. Вторичные сырьевые ресурсы в производстве строительных материалов. М.: Стройиздат, 1990. 210с.

11. Райкович М.Б. и др. Исследования радионуклидов в фосфогипсе // Измерительная техника. 1999. Вып.3.С.64-67.

12.  ГОСТ  30108-94. Материалы и изделия строительные.

13.  И.М. Белоусова, Ю.М. Штуккенберг. Естественная радиоактивность                                 Москва, «Медгиз», 1961.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рис. 1. Распределение естественной радиоактивности покровных

отложений Белоруссии

приложение 2

Рис. 1. Распределение 226Ra в почвах Беларуси

11

Приложение 3

Распределение 232Th в почвах Беларуси

Рис. 1. Распределение 232Th в почвах Беларуси

11

Приложение 4

Рис. 1. Распределение 238U в почвах Беларуси

11

Приложение 5

Рис 1. Распределение 40К в почвах Беларуси

11

Приложение 6

Распределение ЕРН в строительных материалах различных стран

11

Приложение 7

Среднее содержание естественных радионуклидов в горных породах

11

                               Приложение 8              

Концентрация ЕРН в отходах промышленности зарубежных стран

28