I IMATERIALEN 1 - _RADIOACTMTEIT VAN BETONMET VLIEGASproEdr.J.Bijen, INTRON, TU DelftHet vraagstuk van de radioactiviteit van houwmaterialen duikt steeds weer op in depuhliciteit. In het hegin van de jaren tachtig stond hijvoorheeld het gehruik van'fosforgips', een reststofvan de fosforzuurfahricage, sterk ter discussie. Dit gips heefteen vele malen hogere radioactiviteit dan natuurgips. Ook over andere reststoffenverschijnen regelm.atig herichten, zoals over poederkoolvliegas ofuitpoederkoolvliegas vervaardigdeprodukten. Dit artikel hehandelt de radioactiviteitvan heton, in het hijzonder heton gemaakt met vliegas ofgesinterde vliegaskorrels.De mens staat bloot aan ionise~rende straling uit hetheelal, uitde grond en uit zijn eigen li-chaam. Zelfs indien hij er in zou slagenzich volledig van deze straling af teschermen, zou hij nog intern bestraaldworden door het radioactieve kalium-40 dat onlosmakelijk verbonden is metzijn lichaam, zoals in beenderen e.d.Moet de mens zich wel afzonderen vandeze straling, ofwel is ioniserende stra~ling gevaarlijk? Deze vraag kan onmid-dellijk metja worden beantwoord voorhoge doses. Direct betrokkenen bij deatoombom-rampen in Hiroshima enNagasaki hebben dat ondervonden,evenals de slachtoffers in de onmiddel-lijke omgeving van Tsjernobyl e.d. Maarstrekt dat gevaar zich ook uit tot de lagedoses waar de gemiddelde Nederlandermee te maken heeft? Het antwoord isdan niet duidelijk:hetzou kunnen maarhet zou ook niet kunnen.Wordtveiligheidshalvegekozenvoor destellingnamedatlage doses reeds aanlei-ding geven tot aandoeningen, zoals kan-kerinducties en ernstige genetische af-wijkingen, dan zal vervolgens gezochtworden naar mogelijkheden omdestra-lingsbelasting te verminderen. Voor eenaantal stralingsbronnen is afschermingin praktische zin niet mogelijk, wat bij-voorbeeld geldt voor kosmische stra-ling. Wel beheersbaar zijn, althans tendele, bijdragen die worden geleverddoor bouwmaterialen. Deze materialenbevatten, zoals alle materialen, radioac-tieve nucliden en leveren daarmee eenbijdrage tot de stralingsbelasting van demens. Sommige materialen bevattenechter hogere concentraties aan radio-actieve nucliden dan andere.In 1985 is door een commissie van deCement 1989 nr. 3Gezondheidsraad een interim-adviesuitgebracht met betrekking tot de mo-gelijke consequenties van het toepassenvan afvalstoffen met een verhoogd ge-halte aan radionucliden als bOUWmate-riaal [1]. Op dit momentwordt door eencommissie binnen het ministerie vanVROM, departement Milieubeheer,gewerkt aan een normgeving met be-trekking tot de bijdragen van bouwma-terialen aan de stralingsbelasting. Dezenorm- stelling zal ook het materiaal be-ton raken.De vraag waar staanwe metbetonin re-latie tot radioactiviteit is dan ook actu-eel. In dit artikel wordt ingegaan op deradioactiviteit van beton, in het bijzon-der op die van beton met vliegas ofge-sinterde vliegaskorrels (Lytag). Alvorensspecifiek op beton in te gaan zal in hetkort de aard van ioniserende stralingworden beschreven alsmede hetgeenbekend is over mogelijke gevolgen vanstraling door bouwmaterialen voor degezondheid.1. Soorten stralingMaterialen dragen op twee tnanieren bijtot de stralingsbelasting: uitwendige eninwendige straling.De uitwendige straling betreft VOorna-melijk gammastraling afkomstig vanhet nuclide kalium-40 en van de radio-actieve uranium- en thoriumreeksendie beginnen met uranium-238 en.tho~rium-232. De stralingsbelasting hiervanis recht evenredig met de concentratievan de radioactieve nucliden: de speci-fieke activiteit van de betreffendebouwstof. De activiteiten van een aantalmaterialen zijn opgenomen in tabel 1[2]. Dit betreft slechts voorbeelden; permateriaal kunnen grote verschillen op-treden!Vroegerwerd aangenomen datdeze uit-wendige straling de belangrijkste bij-dragevan bouwmaterialenvormde. Ge~bleken is echter dat de inwendige stra-lingsbelasting veroorzaakt door inade-ming van radioactieve stoffen minstenszo belangrijk is. Het belang hiervan isverder gestegen doordat in het laatstedecenn?um de mate van ventilatie sterkis verkleind (daling ventilatievoud). De-ze radioactieve nucliden geraken in delucht als gevolg van het ontstaan vangasvormige vervalprodukten in de ura-nium- en thoriumreeks. Hierbij ont-staatradon- (Rn-222) en thorongas(Rn~220); met halveringstijden van respec-tievelijk 3,8 dagen en 1 minuut.Deze gassen kunnen in tegenstelling tothun vaste 'moeders en dochters' uit hetmateriaal ontwijken. Bij verval van dezeedelgasatomen ontstaan atomen vanvaste stoffen die zich kunnen hechtenaan in de lucht aanwezige aerosol-deel-ges. Door inhalatie van deze aerosol-deelges, alsmede van vrije edelgasato-men geraken de radioactieve stoffen inons lichaam. Ze kunnen ten dele wor-den afgezet in de luchtwegen. Bij vervalvan de edelgasatomen en dochternucli-den komt ioniserende straling vrij. Metbetrekking tot de inwendige bestralingis de alfastraling daarvan de belangrijk-ste.Behalve de bijdrage van bouwmateria-len tot de inwendige stralingsbelasting,wordt een andere belangrijke bron ge-vormd door de radioactieve edelgasato-men, die uit de grond ontwijken. Via dekruipruimtekunnen deze in de woninggeraken. Bekend zijn de relatieve hoge(inwendige) stralingsbijdragen bij wo-ningenin gebiedenmeteenondergrondmet een relatiefhoge radioactiviteit, zo-21~ ~__~__~I~MA:~~TE__RlALE_~~N__~ --,- ~_----,TabeltRadioactiviteitsgehalte van verschillende bonwmaterialen (2)code materiaal omschrijving Ra-226 Th-232 K-40 Ra-226 +Th-232Bq/kg Bq/kg Bq/kg Bq/kgZ-AI zand beton-, Limburg 8,20 10,60 145 18,80GRA2 grind beton-, Panheel 10,10 11,30 102 21,40CE Al cement portlandcement A 46,00 23,00 219 69,00CE All cement portlandcement A 49,00 28,00 201 77,00CEEl cement hoogovencement A 98,00 109,00 237 207,00CEBIII cement hoogovencement A 116,00 223,00 333 339,00CE Cl cement portlandvliegascement A 77,00 51,00 316 128,00CE DIl cement portlandvliegascement 41,00 36,00 251 77,00SW-1 beton portlandcement A 9,50 10,40 111 19,90SW-2 beton hoogovencement A 15,80 22,50 137 38,30SW-3 beton portlandvliegascement A 13,20 14,80 140 28,00SW-4 beton portlandcement A, LYT-l 55,00 38,00 328 93,00BBl Birnsbetonsteen 106,50 133,40 880 239,90GB-IA gasbetonblok binnenspouw 21,80 7,04 149 28,84BK-Al baksteen geperf,hardgrauw,pekela 30,45 39,71 577 70,16BK-BI baksteen rood/grijs, klinker, arnhem 40,60 39,89 626 80,49BK-El baksteen geel, klinker, kessel 40,95 48,69 415 89,64BK-G1 baksteen licht gewicht, 20% vliegas 71,50 73,04 1010 144,54Lol kalkzandsteen vuren 8,65 8,24 282 16,89HE2 kalkzandsteen hillegom 7,20 8,30 276 15,50Gk-Al gipskartonplaat natuurgips 2,30