Диссертация (1141553), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Такие результатыприведены в таблице 3.3.90Таблица 3.3. Значения Aэфф естественной радиоактивности строительных материалов, индекса активности I ипарциального вклада ЕРН в суммарную активностьМатериал/Вклад нуклидав AэффБетонЛегкие бетоныКрасныйкирпичСерый кирпичЗолаСухие смеси,цементГипсКерамическаяплиткаДоменныйшлакПесокМинимальная активность, Бк/кг226Ra232Th40K2769%2044%2735%1541%6230%619%1544%2135%933%8855%5612%6212%27930%11426%36715%181111143%1281%3122%4254%952%34%216%3734%1932%325%23%63%73444%13314%4723%Типичная активность, Бк/кгAэффI400,14450,16790,29370,142090,77420,15150,051420,53780,28180,06226Ra232Th40K3034%6040%4027%3228%18049%3247%4035%4137%3135%10036%20419%43025%60436%48836%65015%372443235%2927%6632%27071%2335%30%5568%4629%7024%2142%35%655%92538%2405%17222%AэффМаксимальная активность, Бк/кгI890,331490,541440,541160,423661,321050,391060,392050,763821,33650,24226Ra232Th40KAэффI6252,28298510,156322,334671,71331111,141500,542470,834141,5526309,031830,6924038%260087%20032%17838%314595%19040%1908%20041%14440%70%160022%16005%200027%118422%18505%722749648%23394%7418%210080%3720%24%95%19562%34017%4331%28%221%98920%10003%105449%91Анализ представленных результатов позволяет сделать основныевыводы и заключения.Приминимальномсодержаниирадионуклидоввстроительныхматериалах по российским нормам все материалы могут применяться безограничения.
При этом можно отказаться в большинстве случаев отэкспериментальногоопределениязначенийЕРН.Европейскийподходпредполагает ограниченное использование контрольных измерений дляпромышленных отходов и керамических материалов.При типичных значениях по российским критериям разрешаетсяприменение без ограничений, без определения ЕРН, европейский подход –имеет ограничения.При максимальных значениях как российские, так и европейскиекритерии в основном совпадают, и в большинстве случаев недопустимоприменять такие материалы в строительной индустрии.Анализ вклада различных ЕРН в суммарную эффективную активностьдает следующие результаты.Вклад 226Ra составляет от 18% до 94%.Вклад 232Th составляет от 0% до 68%.Вклад 40K составляет от 1% до 49%.Поскольку доза облучения человека определятся в основном гаммаизлучением226Ra и40K, такие результаты в основном подтверждают выводытеоретических расчетов Главы 2.Кроме того, полученные результаты являются экспериментальным ирасчетным подтверждением обоснованности разработанной методики.Еще более существенные различия могут наблюдаться при оценкерадиационной опасности применения строительных материалов в конкретныхжилых помещениях.В керамических материалах, кирпиче и золе наблюдается наибольшеесодержание ЕРН.
Сравнение экспериментальных данных с расчетными наоснове европейского подхода по дозовому фактору для рассмотренных92материалов приводят к аналогичным выводам. В таблице 3.4 приведенысоответствующие результаты. В то же время для других материалов и придругом содержании ЕРН в материалах результаты показывают ограничения вприменении европейского подхода [62].Таблица 3.4.
Обоснование применения типичных строительныхматериалов в соответствии с российским и европейским подходами.СтроительныйматериалБетонГлиняныйкирпичБелый кирпичПлиткаНепревышениеконтрольныхзначенийВозможно,нонеобходим контрольВозможно,нонеобходим контрольВбольшинствеслучаевВозможно,нонеобходим контрольПревышениезначенийконтрольныхВозможно, при использованиивысокорадиоактивного сырьяВозможно, при использованиивысокорадиоактивного сырьяМаловероятноНеобходимпостоянныйконтроль,применяютсявысокорадиоактивные добавкиВ странах Европейского сообщества предложены расчетные способыдля предварительной оценки применимости того или иного материала вразличных сферах жилищного и гражданского строительства.
По результатамисследований установлено, что применение расчетных моделей на основанииевропейского подхода может привести к существенным расхождениям сэкспериментальными значениями МЭД. Это означает, что использованиерасчетного подхода к оценке радиологической опасности в жилых помещенияхимеет ограниченное применение, и его можно использовать только в качествеоценочного, на предварительном этапе отбора материалов в соответствии сметодикой.Несмотря на то, что сложный контроль - это большие финансовые ивременныезатраты,огромныйколичественныйростноменклатурыстроительных материалов и использование разнообразного природного сырья,отходовпромышленности,добавокискусственногопроисхожденияне93снимаютвнастоящеевремязадачурасчетно-экспериментальногоисследования естественной радиоактивности различных видов строительныхматериалов.3.2 Сравнение расчетных и экспериментальных данныхС целью сопоставления применимости различных подходов былипроведенырасчетныеисследованиямощностидозывконкретныхпомещениях.
В качестве расчетной модели использован подход, применяемыйв Европейском сообществе.По предложенным формулам возможно рассчитать мощность дозы вжилой комнате. В расчетной модели рассматривается помещение с несущимии ограждающими конструкциями из бетона, и для ряда помещений несущиебетонные конструкции облицованы керамической плиткой.При этом использовались следующие формулы, коэффициенты ивеличины.Коэффициент конверсии - 0,7 ЗвГр-1.Естественный фон составляет 50 нГр/ч = 0,050 мкГр/ч = 0,035 мкЗв/ч –принятое значение для естественного фона в Европе.Годовое время нахождения человека в помещениях t=7000 часов.Поглощенная доза в комнате может быть вычислена по формуле (3.1):Рпогл = (РудRa * АудRa + РудTh * АудTh + РудК * АудК) нГр/ч,(3.1)где РудRa, РудTh, РудК –коэффициенты удельная мощность дозы нГр/ч наБк/кг, соответственно, для 226Ra, 232Th, 40K;АудRa, АудTh, АудК - соответственно, для 226Ra, 232Th, 40K.94Для принятых условий - помещение размерами 4х5х2.8 м со стенами,потолком и полом из бетона, коэффициенты равны следующим значениям:РудRa = 0,92, РудTh = 1,1, РудК = 0,080.Используя европейский подход, были проведены многочисленные расчетыпрогнозной мощности дозы в помещениях от гамма-излучения ЕРН вконструктивных и отделочных материалах.
Пример и исходные данные длярасчетов приведен ниже.Контролируемой величиной в зданиях и сооружениях является мощностьэквивалентной дозы (МЭД), мкЗв/чПример расчета мощности дозы в жилой комнате (стены из бетона)Концентрация ЕРН в бетоне, Бк/кг равна 80, 70 и 800, соответственнодля 226Ra, 232Th, 40K;Толщина стен из бетона 20 см, плотность 2350 кг/м3Годовое время облучения – 7 000 чКоэффициент перевода 0,7 ЗвГр-1Фон 50 нГр/чУдельная мощность дозы, нГр/ч на Бк/кг226Ra232Th40KДля стен из бетона0,921,10,080Отделка стен плиткой0,120,140,0096или камнем (3 см толщина,плотность 2600 кг/м3)Рассчитанное значение поглощенной дозы составляет Р = 0,215мкГр/чЭффективная годовая доза гамма-излучения H= 1,1 мкЗв95Исключим фон равный 50 нГр/чПолучаем Р = 0,165 мкГр/чТаким образом, человек получает годовую дозу от гамма-излученияH = 0,8 мЗвЕсли применим индекс концентрации активности имеемI=80/300 + 70/200 + 800/3000 =0,88Эффективная удельная активность бетона в нашем случае равнаАэфф = АRa + 1.31АTh + 0.085АK = 80+1,31х70+0,085х800 = 80+91.7+68 =239,7 ≤ 370 Бк/кгПо НРБ такой материал может быть использован без ограничений, тогдакак при использовании дозового критерия требуется ограниченный контроль.В г.Москве по данным ФГУП «РАДОН» мощность дозы составляет от 0,12до 0,15 мкЗв/ч [77], следовательно, среднее значение составляет 0,135 мкЗв/ч, чтозначительно больше естественного фона, принятого в Европе (0,035 мкЗв/ч).В таблице 3.5 в качестве примера приведены обобщающие результатыоценки параметров радиологической опасности в помещениях, основанной наметодике [36] с использованием экспериментальных значений содержания ЕРН иМЭД.Таблица 3.5.
Оценки параметров радиологической опасности впомещениях за счет ЕРН226СтранаRa232Th40KAэффIПоглощенная дозавпомещении,Рпогл,мкЗв/чрасчетЭффективнаяЭффек- годоваятивнаядоза, мЗвгодовая без фонадоза,50 нГр/чмЗв(35(времянЗв/ч),облучен времяия 7000 облученичасов)я 7000расчетчасовЭффективнаягодоваядоза,мЗв безэкспериментальногофона130-180нЗв/чрасчетЭффективнаягодоваядоза,мЗв поэкспериментальнымданнымвпомещении96расчетОграждающие и несущие конструкции - бетоныМАГАТЭ[36]РФ80708002430,880,151,10,810,812013322660,240,040,30,0-0,28РФ27656400,140,030,2-0,1-0,21РФ22328391390,510,090,60,4-0,63РФ53598262040,750,130,90,600,91Европа40304001150,420,070,50,3-0,49Окончание таблицы 3.5.Сцельюопределениявозможностипрактическогоиспользованиярекомендаций ЕС для оценки радиологической опасности используемыхстроительных материалов было приведено сравнение с экспериментальнымиисследованиями мощности эквивалентной дозы в помещениях.
Но необходимоотметить, что принятое в расчетах значение естественного фона 50 нГр/ч приэкспериментальных исследованиях не подтвердилось ни в России, ни в Европе.Анализ полученных результатов не позволяет утверждать о достовернойсходимости данных о радиологической опасности строительных материалов засчет ЕРН. Наблюдается как совпадение, так и полное несоответствие. Причемочевидно, что совпадение результатов наблюдается для материалов с высокимсодержанием ЕРН.
На практике реальное содержание ЕРН в бетонахограждающих и несущих конструкций может изменяться в широких пределах.Наиболее корректные данные можно получить при удельной и эффективнойактивности ЕРН в бетоне равной и больше значений, представленных втаблице 3.6.Таблица 3.6. Содержание ЕРН в бетоне, при которых расчетные значенияпоглощенной дозы в помещении могут совпадать с экспериментальнымиданными.НаименованиеБетон226Ra,Bq/kg70232Th,Bq/kg7540K,Bq/kg800Aэфф,Bq/kg24097При таких удельных активностях получим, что мощность дозы от бетонасоставляет 0,12 мкЗв/ч, что соответствует экспериментальным (см.
Главу 2).В расчетной модели принято очень низкое значение фона на местности.Реальный фон превосходит принятое значение в несколько раз, в том числе и вевропейских странах. В расчетной модели не учитывается возможный вклад впоглощенную дозу не только222Rn, но и излучение техногенного радионуклида137Cs.3.3 Выводы по главе 31. Проведенныедозовогоисследованиякритериядляпоказалиобеспеченияобъективностьиспользованиярадиологическойбезопасностиприменения строительных материалов в зданиях и сооружениях жилого ипроизводственного назначения.2. Подтвержденанеобходимостьгармонизацииподходовкоценкерадиологической опасности в России и странах Европы, учитывая объемыиспользования на национальных рынках.3.
Полученныерезультатыпозволяютсделатьосновнойвыводобограниченном применении расчетного подхода к оценке радиологическойопасности в жилых помещениях.4. Расчетныйметодможноиспользоватьпредварительном этапе отбора материалов.вкачествеоценочногона98ГЛАВА 4 ПРИНЦИПЫ СОЗДАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙСИСТЕМЫ (ИСЕТР) ПО СОДЕРЖАНИЮ ЕРН И ТРН В СТРОИТЕЛЬНЫХМАТЕРИАЛАХ И СЫРЬЕ ДЛЯ ИХ ПРОИЗВОДСТВА4.1 Обоснование необходимости создания ИСЕТРМатериал предыдущих разделов позволяет утверждать, что в Россииосуществляется достаточно жесткий контроль за естественной и техногеннойрадиоактивностью в строительных материалах и изделиях из них. Сформированасистема сертификации строительных материалов и сырья для их изготовления,действуют лаборатории радиационного контроля.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
