全球建筑材料钍射气(220 Rn)析出率测量：大型国际比对研究的突破性发现

为解决钍射气(220 Rn)测量标准缺失问题，8家国际实验室通过磷酸石膏和生黏土样本的循环测试，首次采用ISO 13528:2022稳健分析法确定析出率共识值(0.39±0.15与0.53±0.15 Bq m?2 s?1 )，揭示探测器校准是主要误差源，为制定统一标准提供关键数据支撑。

　　

【研究背景】
在追求节能建筑的今天，室内空气污染中的隐形杀手——放射性气体钍射气(Thoron, ²²⁰
Rn)正引发新的健康忧虑。这种源自²³²
Th衰变链的短寿命同位素，虽半衰期仅55秒，却能通过建材持续释放。UNSCEAR数据显示，钍射气贡献了室内氡同位素总辐射剂量的10-20%，在黏土建材广泛使用的地区，年辐射剂量可超4 mSv，相当于接受20次胸部X光检查。更棘手的是，现代建筑密闭性增强导致其浓度攀升，而全球缺乏统一的测量标准——这正是荷兰NRG研究所联合德、意、中、日等8国实验室开展这项开创性研究的初衷。

【研究方法】
研究采用顺序能力验证方案，将磷酸石膏(荷兰NRG制备)和生黏土(德国亥姆霍兹研究所提供)样本在5家欧洲和3家亚洲实验室间循环测试。通过经典算术平均与ISO 13528:2022推荐的稳健分析法对比，确定赋值及其不确定度。各实验室需报告A类(统计)和B类(系统)不确定度来源，最终用Z分数评估方法偏倚。

【研究结果】

1. 样本特性
   磷酸石膏(11×11×2 cm)和生黏土(1 cm基层+1 cm饰面层)均模拟真实建材，后者含²²⁸
   Ra(1.6 kBq kg^?1
   )的高活性黏土。

2. 测量结果
   稳健分析显示，两种建材的析出率分别为(0.39±0.15)和(0.53±0.15) Bq m^?2
   s^?1
   ，与传统算法误差<0.01 Bq。9种方法中7种的Z分数<3，仅1例偏倚(R_b
   )和精密度(P)超50%。

3. 误差溯源
   探测器校准不确定度占比最高(普遍>60%)，其次为气候条件控制(如湿度对黏土孔隙率影响)和空间异质性处理。

【结论与意义】
该研究首次实现钍射气测量的跨国数据互认，揭示当前方法在3 Bq m^?2
s^?1
量级的相对误差可达38%。德国亥姆霍兹研究所O. Meisenberg团队指出，建立标准需重点规范三项：①探测器校准流程；②样本预处理气候参数；③衰变校正模型。这些发现为ISO/CEN制定首个钍射气测量标准奠定基础，对评估黏土建筑、磷石膏建材辐射风险具有里程碑意义。论文发表于《Radiation Measurements》时，审稿人特别强调"该研究解决了UNSCEAR 2016报告指出的关键数据缺口"。