Assessment of radiological hazard of commercial granites from Extremadura (Spain)

Abstract

The term “commercial granite” comprises different natural stones with different mineralogical components. In Extremadura, western Spain, “commercial granites” can be classified in three types: granite s.s. (sensus stricti), granodiorite, and diorite. The content of naturally occurring radionuclides depended of the mineralogy. Thus, the 40K content increased as the relative content of alkaline feldspar increased but decreased as the plagioclase content increased. The radioactive content decreased in the following order: granite s.s. > granodiorite > diorite. In this work, the radiological hazard of these granites as building material was analyzed in terms of external irradiation and radon exposure. External irradiation was estimated based on the “I” index, ranged between 0.073 and 1.36. Therefore, these granites can be use as superficial building materials with no restriction. Radon exposure was estimated using the surface exhalation rates in polished granites. The exhalation rate in granites depends of their superficial finishes (different roughness). For distinct mechanical finishes of granite (polish, diamond sawed, bush-hammered and flamed), the surface exhalation rate increased with the roughness of the finishes. Thermal finish presented the highest exhalation rate, because the high temperatures applied to the granite may increase the number of fissures within it. The exhalation rates in polished granites varied from 0.013 to 10.4 Bq m−2 h−1.

El término "granito comercial" engloba diferentes piedras naturales con distintos componentes mineralógicos. En Extremadura, al oeste de España, los "granitos comerciales" pueden clasificarse en tres tipos: granito s.s. (sensus stricti), granodiorita y diorita. El contenido de radionucleidos naturales depende de la mineralogía. Así, el contenido de 40K aumentaba a medida que aumentaba el contenido relativo de feldespato alcalino, pero disminuía a medida que aumentaba el contenido de plagioclasa. El contenido radiactivo disminuía en el siguiente orden: granito s.s. > granodiorita > diorita. En este trabajo se analizó el riesgo radiológico de estos granitos como material de construcción en términos de irradiación externa y exposición al radón. La irradiación externa se estimó en base al índice "I", oscilando entre 0,073 y 1,36. Por lo tanto, estos granitos pueden utilizarse como materiales de construcción superficiales sin ninguna restricción. La exposición al radón se estimó utilizando las tasas de exhalación superficial en granitos pulidos. La tasa de exhalación en los granitos depende de sus acabados superficiales (diferentes rugosidades). Para los distintos acabados mecánicos del granito (pulido, aserrado con diamante, abujardado y flameado), la tasa de exhalación superficial aumentó con la rugosidad de los acabados. El acabado térmico presentó el mayor índice de exhalación, debido a que las altas temperaturas aplicadas al granito pueden aumentar el número de fisuras en su interior. Las tasas de exhalación en los granitos pulidos variaron de 0,013 a 10,4 Bq m-2 h-1.