ЕРН в строй материалах

Курсовая работа
Содержание скрыть

Приложение 7, Приложение 8, Приложение 9, Катастрофа, Так как человек около, Поэтому целью данной работы является изучение содержания, Для достижения поставленной цели

рассмотреть основные характеристики естественных радионукл и дов;

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. Х АРАКТЕРИСТИКА ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛ И ДОВ

Естественная радиоактивность определяется в первую очередь содержан, Основные естественные радионуклиды, которые определяют радиоакти

1.1. Радий

Как член семейства, Таблица 1.1, Концентрация радия в различных породах и почвах

Породы

Концентрация 226 Ra ,

10 -12 г/г

Кварцево-слюдяной сланец

0,20

Кварцит

0,20

Известняк

0,29

Песчаник

0,32

Ледниковый песок и галька

0,38

Гравий

0,41

Почвы

0,73

Граниты

1,02

Перуанская лава

2,0 6

По этим данным содержание

1. 2. Торий

На Земле установлено существование, Содержание тория в земной коре со

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

1.3. Уран

Природный уран состоит из трех изотопов, Изотопы урана, являясь, Уран входит в состав многих горных пород и почв. В таблице 1., Таблица 1., Распределение урана в породах

Тип породы

Концентрация 238 U ,

10 -6 г/г

Кислые вулканические

3

Средние вулканические

1,5

Основные вулканические

0,6

Фосфатные породы (Фл о рида)

120

Обычный гранит

4

Известняк

1,3

Другие осадочные пор о ды

1,2

Из таблицы в

1.4. Р адон

Вследствие радиоактивного распада изотопы, Благодаря тому, что уран, торий, радий широко распространены в пр

1.5. К алий

В природной среде присутствуют три основных изотопа калия: два ст, Радиоактивный изотоп

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ, Практически все строительные материалы имеют природное происхожд, По своему происхождению горные породы делятся на три основных кла

Изверженные (или магматические) породы, образовавшиеся в результате остывания огненно-жидкой магмы, составляют 95 % массы всей земной к о ры, покрыты сверху слоем осадочных пород. Изверженные породы, в свою оч е редь, делятся на глубинные и излившиеся породы. Из числа глубинных пород выд е ляют гранит, сиенит, диорит и габбро, которые применяются как тяжелые з а полнители в бетон, для дорожных работ и в качестве отделочных мат е риалов.

Излившиеся породы, Осадочные породы механического происхождения, куда входят валу

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

2.1 . Региональные распределения естественных радионуклидов в горных породах и строит е льных материалах

Уже указывалось, что на земном шаре имеются регионы, где содержание радионуклидов земного происхождения суще ­ ственно отличается от обычн о го диапазона их колебаний. За ­ лежи радиоактивных минералов и пород встр е чаются в обра ­ зованиях, расположенных вдоль побережья Индии. М е сторож ­ дения монацита с высоким содержанием тория расположены на 55-километровой полосе штата Кэралла с населением 70 тыс. человек. Сре д няя мощность дозы для этого региона составляет 430 нГр/ч (49 мкР/ч).

В трех г о родах Бразилии, расположенных на берегу Атлантического океана, обнар у жены два района с высоким радиационным фоном, где средняя мощ ­ ность д о зы за счет внешнего излучения от радионуклидов зем ­ ного происхождения равна 630 нГр/ч (71 мкР/ч).

Это обуслов ­ лено зоной аном а лий 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 радионукли, Сравнивать содержание ЕРН в различных строительных материалах удобно

С эфф = C Ra + 1.31 C Th + 0. 085 C K , ( 2. 1 . 1. )

г де C Ra , C Th и С К – концентрация соответственно 226 Ra , 232 Th и 40 K в стро и тельных материалах, Бк/кг.

Радиационная оценка месторождений полезных ископае

2.2 . Концентрация естественных радионуклидов в строительных материалах природного происхождения

Начиная с 50-х годов, Исходя из данных, приведенных в таблице, можно отметить, что наибол, Наибольшей активностью обладают изверженные породы, т.к. на после, По степени концентрации естественной радиоактивности из

граниты (кислые)

Однако эта закономерность средних значений удельных ак, Содержание калия в однотипных изверженных породах различных ге, Среди осадочных пород встречаются глины с содержанием ЕРН, бли, Удельные активности естественных радионуклидов метамор, Повсеместное наличие ЕРН в окружающей среде опреде

11

3. ИСП о ЛЬЗОВАНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Особый интерес как компоненты строительных материалов представл я ют сейчас отходы разного вида промышленности. Безотходная технология ст и мулирует 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

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 доро, Однако при использовании отходов промышленности необходимо учит

11

3.2. Применение фосфорных шлаков

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

Годовое производство фосфогипса в мире составляет 9, Таблица 3.2.1., Средняя концентрация радионуклидов в фосфатах

морского и магмат

полученных из этих фосфатов, пКи/г

Радионуклиды

Фосфорная порода

Фосфогипс, получаемый из

морского

происхожд е ния

магматич е ского прои с хождения

пород морск о го происхо ж дения

магматич е ских пород

238 U

40

2

4

<1

232 Тh

1,2

3

0,5

0,6

226 Ra

3,8

1-2

22

3,2

40 К

6

10

6

7

Как видно из таблицы наибольшая активность радия содержится в фосф, Исследования удельных активностей естественных радионуклидов в отх, Радиационный контроль отходов промышленности, используемых в стро

3. 3 . К онцентрация естественных радионуклидов в строительных материалах из отходов промышленности

Для строительства требуется большое количество дешевых сырьевых материалов, поэтому за последнее время повышен ­ ный интерес проявляется к промышленным отходам горноруд ­ ной, металлургической и химической пр о мышленности. Исполь ­ зование отходов для производства строительных мат е риалов позволяет сохранить природные ресурсы, уменьшить загряз ­ нение рек и прибрежных вод, сократить общие расходы, одна ­ ко бесконтрольное пр и менение их в строительных целях может одновременно привести к повыш е нию общей дозы облучения н аселения . Удельную концентрацию ЕРН в о т ходах промышленности в ряде зарубежных стран можно сравнить по табл и це Приложения 8.

Из отходов ТЭС наибольшее применение в строительстве получили з, Годовое производство

Пр актика использования этих отходов производства широ ­ ко распр о странена, поскольку она позволяет снизить суммар ­ ные затраты на строител ь ство, сохранить природные ресурсы и уменьшить загрязнение окружающей среды. С другой стороны, поскольку концентрация 22 6 Ra в фосфогипсе н а много выше, чем в природном гипсе, его применение приводит к увеличе ­ нию доз облучения людей. Удельная активность ЕРН в отходах промы ш ленного про ­ изводства определяется активностью ЕРН в ис ­ ходном материале и их зольностью [ 5 ].

Более высо

Р адиационный контроль отходов промышленности, исполь ­ зуемых в строительстве, необходим в той же мере, как и конт ­ роль строительных мат е риалов природного происхождения. Это позволит правильно регламентир о вать использование от ­ ходов в народном хозяйстве, не увеличивая степень облучения населения.

11

4. РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ

МАТ Е РИАЛОВ

Проблема радиоактивности строительных материалов может рассматр

Особое место в этой проблеме занимает радиационный контроль, одна из целей которого заключается в выборе, обосновании и реализации таких стро и тельных 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 максимал

Объектами контроля должно быть как сырье строительных материалов, так и завершенные строительные конструкции и здания. Рассматривая это об ъ ективное суждение, следует подчеркнуть, что радиационный контроль сырья и строительных материалов может обеспечить принятие альтернативных реш е ний на стадии проектирования сооружений. В противном случае радиационный контроль только внутри готовых зданий может привести к крупным экономич е ским затратам. Поэтому задача радиационного контроля строительных мат е риалов может решаться наиболее естественно, если рассматривать радиоакти в ность материалов как подлежащее контролю физическое свойство (как про ч ность ).Тогда к проверяемым определенным физико-механическим или хим и ческим показателям качества добавляется еще один [7, 1].

Трудность заключается в том, что специалисты стройиндустрии (прое, Существенная практика производства строительных материалов склад, Проведение мероприятий, ведущих к уменьшению ущерба здоровья нас

Рассматривая проблему с учетом появившихся факторов после аварии на чернобыльской АЭС в 1986 году, целесообразно было не только исслед о вать ЕРН в минералах разных геологических систем территорий и строительных м а териалов, но и сопоставить данные их радиационных характеристик в прои з водстве [7].

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

11

заключение

Целью данной работы являлось определение содержания естественных р

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

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

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

р ассмотрено использование фосфорных шлаков, золы , шлаков ТЭЦ в производстве строительных материалов

Таким образом, поставленные задачи решены, и цель исследования до с тигнута .

11

Список используемых источников

[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/kursovaya/radioaktivnost-stroitelnyih-materialov/

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. Радиоакти

6. Пархоменко В. И. Радиоактивност

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

8. Караханидзе С.Г. Использование золы как вторичного сырья в стро

9. Крисанов С.Ф., Свищ П.С. Промышленные отходы – резерв строител

10. Долгорев А.В. Вторичные сырьевые ресурсы в производстве стро

11. Райкович М.Б. и др. Исследования радионуклидов в фосфогипсе // И

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

13. И.М. Белоусова, Ю.М. Штуккенберг. Естественная радиоа

Рис. 1. Распределение естественной радиоактивности покровных

отложений Бел о руссии

1 – 1…2 мк р /час

2 – 2…3 мк р /час

3 – 3…5 мк р /час

4 – 5…6 мк р /час

5 – 7…8 мк р /час

6 – 8…9 мк р /час

7 – 9…10 мк р /час

8 – 10…11 мк р /час

9 – 11…12 мк р /час

Рис. 1. Распределение 226 Ra в почвах Беларуси

11

Распределение ЕРН в строительных материалах различных стран

Вид

материала

Страна,

регион

Удельная активность, Бк/кг

C эфф,

Бк/кг

226 Ra

232 Th

40 K

1

2

3

4

5

6

Земная кора

(кла р ки)

33

39

656

140

Почва Земли

25

25

370

89

Кирпич

Дания

42

34

Финляндия

80

62

962

559

Норвегия

63

74

1136

255

Швеция

96

127

962

337

ФРГ

59

67

407

200

Бетон

Дания

16

13

Финляндия

61

37

370

137

Норвегия

28

36

Швеция

47

80

1295

192

Великобритания

59

26

370

122

Легкий

запо л нитель

Дания

40

45

99

Норвегия

51

56

124

Швеция

170

164

384

Шлаковый

запо л нитель

Финляндия

102

60

180

Швеция

118

148

312

Гранит

ФРГ

100

81

1295

296

Великобритания

89

81

111

200

Цемент

Венгрия

19

148

639

Великобритания

19

155

59

Летучая зола

ФРГ

211

130

381

Польша

63-610

33-320

106-1029

Туф

ФРГ

111

126

1073

363

Италия

174

152

1813

581

Шлак

Польша

19-460

2-590

21-1232

Гипс

побо ч ного

прои з водства

Польша

580-740

580-740

11

Среднее содержание естественных радионуклидов в горных породах

Горная порода

Удельная активность

радионукл и дов, Бк/кг

226 Ra

232 Th

40 K

1

2

3

4

Осадочные:

глины

43,7

48,1

870

песчаники

25,5

7,0

118

известняки

18,1

7.0

89

Гипс, ангидрит

1,1

1,5

33

Изверженные:

К ислые:

граниты

43,7

69,2

1103

гранодиориты

28,9

48,8

792

Средние:

диориты, андезиты, сиен и ты

25,5

35,2

434

Основные:

базальты, габбро, диабазы

10,7

16,3

163

Ультраосновные:

дуниты

3,7

2,6

15

Метаморфические:

Гнейсы

Сланцы

40

62,9

1036

Мрамор

43,7

48,1

870

Кварцит

14,8

7,4

67

11

Концентрация ЕРН в отходах промышленности зарубежных стран

Вид отходов

Страна

Удельная активность ЕРН, Бк/кг

226 Ra

232 Th

40 К

Фосфогипс

ФРГ

600

5

110

Великобритания

800

20

70

США

1500

7

Шлак силиката

Канада

2150

Кальция

США

1300…1500

Подовая зола (шлак)

Австралия

250

ФРГ

170

520

США

81

67

240

Финляндия

100

70

190

Летучая зола

(со б ранная

на фильтре)

ФРГ

200

100

Индия

100

Италия

40…70

300

США

140

96

780

Летучая зола

(выбрасываемая в атмосферу)

Австралия

520

ФРГ

300

100

Венгрия

20…560

28