An investigation on the natural radioactivity of building materials, raw materials and interior coatingsin central Turkey

Amaç: Bu çalışmanın amacı orta Türkiye’de kullanılan inşaat malzemeleri (tuğla ve çimento), hammaddeleri (uçucu baca kulu ve toprak) ve iç kaplama malzemerindeki (strafor köpük (yalıtım malzemesi olarak),su bazlı boya, solvent bazlı boya ve alçı) gama ışıması miktarının Bq kg-1 biriminde ölçülmesi ve bu radyasyon tarafından oluşturulan biyolojik hasarın hesaplanmasıdır. Yöntem ve Gereç: Çalışma boyunca doğal radyoaktif izotopların aktivitesini belirlemek için gama spektrometrisi tekniği kullanılmıştır. Daha sonra yıllık dozlar hesaplanmıştır. Bulgular: Çalışılan bölgede ortalama radyoaktivite değerleri uçucu kül için 632.2 Bq kg-1, tula icin 4.4 Bq kg- 1, toprak icin 73.3 Bq kg-1, çimento için 306.6 Bq kg-1, alcı icin 302.3 Bq kg-1 ve solvent bazlı boya için 83.6 Bq kg-1 dır. Su bazlı boya ve strafor köpük için aktivite değerleri MDA’nın3 altındaydı. Yıllık efektif dozlar 0.009 ve 1.479 mSv y-1 arasında değişmektedir. Sonuç: Sonuçlar orta Türkiye’de kullanılan inşaat malzemelerinin yıllık dozunun 1.0 mSv y-1 nin altında olduğunu gösteriyor; ancak çimentonun bir bileşeni olan uçucu kül için bu değer genellikle 1.0 mSv y-1 nin üzerinde. Ayrıca alçının Hin 4 değeri sınırın üzerinde. Bu da alçının solunum sistemi üzerinde zararlı etkileri olduğu anlamına gelmektedir. Sonuç olarak, konunun, duvar yoğunluğu, kalınlığı ve çimentoda kullanılan uçucu külün yüzdelik miktarı dikkate alınarak ve daha çok örnek alarak incelenmesi gerekmektedir.

Orta Türkiye’de kullanılan inşaat malzemeleri, hammaddeler ve iç kaplama malzemelerindeki doğal radyoaktivite miktarı üzerine bir inceleme

Aim: The aim of this investigation was to measure the amount of γ-decay of several building materials (brick and cement), raw materials (fly-ash and soil), interior coating materials (foam [used as a thermal insulator], water-based paints, solvent-based paints and phosphogypsum) from central Turkey, in terms of Bq kg-1, and to calculate the biological damage caused by this radioactivity. Materials and Methods: Gamma-spectrometry technique has been used throughout the research in order to determine the activity of natural radionuclides. Later, annual doses were calculated. Results: The average radioactivity values were 632.2 Bq kg-1for fly-ash, 4.4 Bq kg-1 for brick, 73.3 Bq kg-1 for soil, 306.6 Bq kg-1 for cement, 302.3 Bq kg-1 for phosphogypsum and 83.6 Bq kg-1 for solvent-based paint in the research region. The activity of water-based paint and foam were below MDA1. The annual effective doses ranged between 0.009 and 1.479 mSv y-1. Conclusions: These results show that annual dose absorbed by inhabitants from construction materials used in central Turkey per kilogram is below 1.0 mSv y-1. However, the dose from fly-ash, a component of cement, is generally over this value. Moreover, Hin 2 of phosphogypsum is over the limit, which means it is harmful for the respiratory system. As a result, the issue needs more research, taking into account the density, thickness of walls and percent contribution of fly-ash used in cement and also taking more samples.

PDF

___

1. Aarkrog A. Environmental radiation and radioactive releases. Int J Radiat Biol 1990; 4: 619-631.
2. Ahmed NK. Measurement of natural radioactivity in building materials in Qena city, Upper Egypt. J Environ Radioact 2005; 83: 91-99.
3. Karangelos DJ, Petropoulos NP, Anagnostakis MJ, Hinis EP, Simopoulos SE. Radiological characteristics and investigation of the radioactive equilibrium in the ashes produced in lignite-fired power plants. J Environ Radioact 2004; 77(3): 233-246.
4. Petropoulos NP, Anagnostakis MJ, Simopoulos SE. Photon attenuation, natural radioactivity content and radon exhalation rate of building materials. J Environ Radioact 2002; 61(3): 257- 269.
5. Korhonen P, Halonen R, Kalliokoski P, Kokotti H. Indoor radon concentrations caused by construction materials in 23 workplaces. Sci Total Environ 2001; 272(1-3): 143-145.
6. Kovler K, Perevalov A, Levit A, Steiner V, Metzger LA. Radon exhalation of cementitious materials made with coal fly ash: Part 2--testing hardened cement-fly ash pastes. J Environ Radioact 2005; 82(3): 335-350.
7. Kleinjans JC, Janssen YM, van Agen B, Hageman GJ, Schreurs JG. Genotoxicity of coal fly ash, assessed in vitro in Salmonella typhimurium and human lymphocytes, and in vivo in an occupationally exposed population. Mutat Res 1989; 224(1): 127-134.
8. Bruzzi L, Baroni M, Mele R, Nanni E. Proposal for a method of certification of natural radioactivity in building materials. J Radiol Prot 1997; 2: 85–94.
9. Amrani D, Tahtat M. Natural radioactivity in Algerian building materials. Appl Radiat Isot 2001; 54: 687-689.
10. Flores OB, Estrada AM, Zerquera JT. Natural radioactivity in some building materials in Cuba and their contribution to the indoor gamma dose rate. Radiat Prot Dosimetry 2005; 2: 218–222.
11. European Commission. Radiological protection principles concerning the natural radioactivity of building materials. Radiat Prot 1999; 112. 12. Krieger R. Radioactivity of construction materials. Betonwerk Fertigteil Techn 1981; 47: 468-473.