الإشعاع ومواد البناء - ساينسوفيليا

 

 الإشعاع ومواد البناء

بقلم/ م : نسمة محمد ابراهيم

تحتوي مواد البناء مثل الرخام والجرانيت والسيراميك والرمل والاسمنت وغيرها على كميات مختلفة من النويدات المشعة طبيعيا، فعلى سبيل المثال تحتوي المواد المستخرجة من الصخور والتربة أساسا على النويدات المشعة الطبيعية من سلسلة اليورانيوم 238U  والثوريوم 232Th  والنظير المشع للبوتاسيوم 40K.

معظم الأشخاص يقضون حوالي 80 % من أوقاتهم داخل البنايات وتكمن أهمية قياس النشاط الإشعاعي في مواد البناء في تحديد المخاطر البيئية على صحة البشر،  وكما أن مواد البناء تعمل كمصدر للإشعاع لسكانها في مساكنهم ، إلا أنها تلعب أيضًا دور الدرع ضد الإشعاع الخارجي. ومع ارتفاع مستويات دخل الفرد زاد استخدام أحجار الرخام والجرانيت والسيراميك لأنها تضيف لمسة قيمه و جمالية للمكان فهي تسمي prestige stone.

الرخام

الرخام هو صخر كلسي متحول تكون تحت ظروف نادرة من الضغط والحرارة الهائلتين في جوف الأرض، يتكون من الكالسيت النقي، يستعمل كمادة بنائية وفي إكساء الأرضيات والجدران، وأيضاً في العديد من الأغراض الأخرى مثل النحت حيث عرف خلال العصور القديمة التي عرفت المبانى والقصور الفاخرة المزينة بمشغولات وتماثيل من الرخام وقد وصف هيرودوت أهرامات الجيزة بأنها مكسية من الرخام المجلى الذي أكسبها جمالا وعظمة، وقد ذكر في التوراة أن الرخام استخدم في بناء معابد أورشليم، وهذا يثبت، وكان الرخام وسيلة الفنانين في التعبير سواء في فن المعمار أو النحت ومبانى اليونان القديمة وتماثيل روما وقد عرف الفراعنة الرخام في مصر منذ أكثر من 5 آلاف سنة فقد أستخدم في تكسية الأهرامات وفي بناء المعابد وقصور الملوك وتماثيلهم والمسلات وأعمدة المعابد.

الجرانيت

الجرانيت هو صخر ناري جوفي تكون تحت درجات حرارة عالية، معظم الجرانيت تكوَّن بواسطة التبلور البطىء للصهارة تحت سطح الأرض، يتشكل الجَرَانِيت أساسًا من الكوارتز والفلسبار وبكميات قليلة من الميكا، الأمفيبول، والمعادن الأخرى. عادة ما يعطي هذا التكوين المعدني للجرانيت لونًا أحمر أو ورديًا أو رماديًا أو أبيضًا ويحتوي الجرانيت أيضًا على كميات قليلة من المعادن البنية الداكنة أو الخضراء الداكنة أو السوداء مثل ميكا الهورنبلند والبيوتيت ويتميز الجرانيت ان المسافات البينية بين  حبيباته واسعة و يمكن التفريق بينها بسهولة وقد يبلغ عرض كثير من الذرات 0,5 سم الجرانيت صخرة تجمع بين الرقي والصلابة وقوة التحمل والتأقلم على الظروف المناخية المختلفه وتحمل عوامل التعرية لقرون ويمكن صقله حتى يصير أملس مما يجعله صالحا لبناء الأعمدة، وشواهد القبور والآثار التي يراد لها أن تعمّر طويلاً وشواهد القبور والآثار كما أنه لا غني عنه أيضا في الاستخدامات المنزلية مثل ديكورات رخام المطابخ ونظرا لاحتواء الجرانيت على كمية كبيرة من الفلسبار الذي يتكون بشكل أساسي من العنصر المشع طبيعيا  البوتاسيوم 40 فيظهر للجرانيت نشاط إشعاعي مرتفع نسبيا.

تشتهر عدة دول في إنتاج الجرانيت والرخام  منها، الهند ، تركيا، إسبانيا، البرازيل وإيطاليا التي تعد في المرتبة الأولى  كما تمتلك مصر ثروة ضخمة  من افضل انواع المحاجر في  العالم  في منطقة الجلالة وزعفرانه وسيناء وتعتبر منطقة  شق التعبان بالقاهرة ومنطقة الدريسه بالاسكندرية قلاع تصنيع وتصدير الرخام في  مصر. والرخام المصري يتميز بتعدد ألوانه وصلبته وتنتج مصر 4 ملايين طن سنويا في حين أن مختلف دول العالم تنتج 74 مليون طن سنويا .

على الرغم من أن مواد البناء نادراً ما تصبح مصدرًا مهمًا للمخاطر الصحية المرتبطة بالتعرض للإشعاع الداخلي، فقد تبنت العديد من الهيئات الحكومية والدولية مثل اللجنة الدولية لحماية الإشعاع ومنظمة الصحة العالمية تدابير قوية تهدف إلى التقليل إلى أدنى حد من هذه التعرضات .في هذا السياق، تم وضع قيود على تركيزات النويدات المشعة في مواد البناء المختلفة وتم حظر استخدام المواد ذات النشاط الإشعاعي العالي بشكل غير طبيعي، تقييم التعرض للسكان بسبب الإشعاع في الأماكن المغلقة مهم للغاية، وبالتالي فإن معرفة تركيزات النويدات المشعة الطبيعية في مواد البناء مطلوبة أكثر.أقل أنواع الرخام  اشعاعا هو الرخام الاخضر الهندي وجرانيت جالكسي  وبناءًا علي معيار مكافئ الراديوم فإن أحجار الرخام والجرانيت (ماعدا جرانيت البلطيق براون) مناسبة للاستخدام  ولا تمثل خطورة  صحية عند استخدامها كأحجار بناء وزينة ونوصي أن يتم استخدام أحجار الرخام والجرانيت والسيراميك بمعدل معتدل مع وجود تهوية جيدة.

المراجع:

1. IAEA , (1987) Preparation and Certification of  Gamma Spectrometry Reference Materials, RGU-1, RGTH-1 and RGK-1, International Atomic Energy Agency, Report /RL/148.

2. Wedepohl, K.H., (1995) .The composition of the continental crust. Geochimica et Cosmochimica Acta, 59 pp1217-1232.

3.  Reginaldo R. Aquino and Brigitte R. S. Pecequilo., (2011) .Natural Radioactivity Analysis in Commercial Marble Samples Of Southeast Region in Espírito Santo State: Preliminary Results.  International Nuclear Atlantic Conference - INAC 2011 Belo Horizonte, MG, Brazil, October 24-28.

4.  https://www.crystaltilemarble.com/about-marble/ 10 MAY 2017.

5. Fares S., Ali. A. M., Yassene A., Ashour M. K., Abu-Assy M., and Abd El-Rahman (2011). Natural radioactivity and the resulting radiation doses in some kinds of commercially marble collected from different quarries and factories in Egypt. Natural Science Vol.3, No.10, DOI10.4216/ns.

6. Abbasi A. and Mirekhtiary F. (2011) Survey Gamma Radiation Measurements in commercially used Natural Tiling Rocks in Iran. World Academy of Science, Engineering and Technology International Journal of Mathematical, Computational, Physical, Electrical and Computer Engineering Vol:5, No:4.

7. Michalis Tzortzis, Haralabos Tsertos, Stelios Christofides and George Christodoulides, (2003). Gamma radiation measurements and dose rates in commercially-used natural tiling rocks (granites). UCY− PHY − 02.

8. Snelling A., and Wood morappe, J., (1998). Rapid Rocks Granites. Creation Ex Nihilo 21(1), 37-39.

9. Faure, G., (1986). Principles of Isotope Geology. John Wiley & Sons; 2nd edition. ISBN: 0471864129.

10. Mιnager M.T., Heath M.J., Ivanovich M., Montjotin, C. Barillon, C.R., Camp J. and Hasler, S.E., (1993). Migration of uranium from uranium-mineralised fractures into the rock matrix in granite: implications for radionuclide transport around a radioactive waste repository. 4th International Conference of Chemistry and Migration Behaviour of Actinides and Fission Products in the Geosphere (Migration 1993), Charleston, USA, 12-17 December. Radiochemical Acta, 66/67 47-83.