Assessment of Natural Radioactivity Levels and Potential Radiological Risks of Common Building Materials Used in Bangladeshi Dwellings

Abstract

The concentrations of primordial radionuclides (226Ra, 232Th and 40K) in commonly used building materials (brick, cement and sand), the raw materials of cement and the by-products of coal-fired power plants (fly ash) collected from various manufacturers and suppliers in Bangladesh were determined via gamma-ray spectrometry using an HPGe detector. The results showed that the mean concentrations of 226Ra, 232Th and 40K in all studied samples slightly exceeded the typical world average values of 50 Bq kg−1, 50 Bq kg−1 and 500 Bq kg−1, respectively. The activity concentrations (especially 226Ra) of fly-ash-containing cement in this study were found to be higher than those of fly-ash-free cement. To evaluate the potential radiological risk to individuals associated with these building materials, various radiological hazard indicators were calculated. The radium equivalent activity values for all samples were found to be lower than the recommended limit for building materials of 370 Bq kg-1, with the exception of the fly ash. For most samples, the values of the alpha index and the radiological hazard (external and internal) indices were found to be within the safe limit of 1. The mean indoor absorbed dose rate was observed to be higher than the population-weighted world average of 84 nGy h–1, and the corresponding annual effective dose for most samples fell below the recommended upper dose limit of 1 mSv y–1. For all investigated materials, the values of the gamma index were found to be greater than 0.5 but less than 1, indicating that the gamma dose contribution from the studied building materials exceeds the exemption dose criterion of 0.3 mSv y-1 but complies with the upper dose principle of 1 mSv y−1.

Yapılarda kullanılan malzemelerden yayılan doğal radyasyonun araştırılmasına yönelik çalışmalar

“…Aşağıda verilen formüller ölçümü yapılan numuneye ait aktivite değerinin hesaplanmasına yönelik olup, bulunan aktivite değerlerine ait hataların hesaplanması için kullanılacak formüller verilmemiştir. Dedektörün tespit (sayım) verimini belirlemek için [10,11,12];…”

“…Gama karakteristik piklerinin altında kalan sayım adedi ve dedektör tespit veriminin kullanılması ile aktiviteyi hesaplamak için [10,11,12] ;…”

“…Radyum eşdeğer aktivitesi (Bq.kg -1 ), yapı malzemeleri içindeki radyoaktif elementlerin eşit dağılmaması nedeniyle 226 Ra, 232 Th ve 40 K aktivite değerlerini ve bunların radyasyon riskini göstermek amacıyla kullanılan ortak bir radyolojik parametredir. Bu parametrenin hesaplanması aşağıda verilen formül ile yapılabilir [12,10,7].…”

“…226 Ra, 232 Th ve 40 K aktivitesine bağlı olarak yayılan gama ışınının yapı dışındaki (Dout) ve yapı içindeki (Din) (nGy.h -1 ) soğurulma oranını bulmak ve gama soğurulma dozunu hesaplamak için aşağıda verilen eşitlik kullanılır [12,10,7].…”

“…238 U 'in yarılanma süresi 4.4x10 9 yıl ve doğada %99 oranında bulunur. 232 Th' nin yarılanma süresi 1.4x10 10 yıl ve doğada bulunma oranı %99' dan fazladır. Her iki radyoaktif element bozunma zincirine sahip olup, bu elementlerin bozunmasıyla yeni radyoaktif elementler açığa çıkar.…”