高等电离辐射防护教程 夏益华 7第五章 天然辐射源及人类活动引起其照射升高

1、理学院 张慧娟Ionizing radiation is ubiquitous. Air, water, soil, plants, animals, people, food, paper, machinery and buildings are radioactive.人体受照射的辐射来源宇宙间充满辐射。自古以来，地球上的生命便暴露于自然环境的辐射中。人类生活在地球上，每时每刻都受到天然存在的各种电离辐射源的照射，我们把这种照射称为天然本底照射。在现代社会中，由于工业的发展和科学技术的进步，也产生了人类并不希望有的天然照射，如天然气和地热的利用以及燃煤电站排出物对居民的照射，乘飞机增加的照

2、射等；尤其是在核科学和核技术发展的今天，人类生活已与放射性紧密相关，也受到人工电离辐射源的照射，如放射诊断和放射治疗，含有放射性或产生电离辐射的电子产品的照射等。总之，人类是生活在电离辐射的环境之中，但这却不是人们都能感觉到的事实。人体受照射的辐射来源天然辐射和人工辐射天然辐射是人类的主要辐射来源天然辐射是人类的主要辐射来源主要内容主要内容天然照射的来源及其水平人为活动引起天然照射的升高对天然照射的控制和防护天然照射的来源及其水平天然照射原生放射性核素宇宙射线宇生放射性核素一般场所：一般场所： 天然本底为 2.4mSv/year, 多为内照射 (222Rn, 60%)原生放射性核素以238U、

3、232Th和235U为起始核素的三个天然放射系，以及独立的长寿命放射性核素如40K、87Rb等。铀系：4n+2锕系：4n+3钍系：4n镎系：4n+1初级宇宙射线：质子（87）、粒子（10）、重带电粒子、电子、中子等。平均能量1010eV，最高能量可达1019eV。次级宇宙射线：初级宇宙射线与大气作用的产物。在纬度高于45度的海平面，宇宙射线平均注量率1/cm2min。随高度变化，海平面为1，则海拔2km为3，海拔12km为2030。宇宙射线对公众剂量有明显贡献的核素，如 14C、3H、22Na、7Be宇生放射性核素：正常本底地区天然辐射源致人体的年有效剂量部分国家的天然本底水平天然辐射高本底地

4、区天然辐射高本底地区国家国家 地地 区区 区区 域域 特特 证证 近似近似人口人口 空气吸收剂量空气吸收剂量率率a（nGyh-1） 巴西巴西 GuarapariMineas Gerais and GoiasPocos de Caldas Araxa 独居石砂，沿海独居石砂，沿海地区地区 火山侵入岩火山侵入岩 73000 350 90170（街道）（街道）9090000（海滩）（海滩）1101300平均平均340平均平均2800 中国中国 广东阳江广东阳江 独居石微粒独居石微粒 80000 平均平均370 埃及埃及 尼罗河三角洲尼罗河三角洲 独居石砂独居石砂 20400 法国法国 中央区中央区西

5、南西南 花岗岩、片磨岩、花岗岩、片磨岩、铀矿铀矿 7000000 204001010000 印度印度 克拉拉和马德拉斯克拉拉和马德拉斯 恒河三角洲恒河三角洲 独居石砂，沿海地区独居石砂，沿海地区200Km长，长，0.5Km宽宽 1000000 2004000平均平均1800260440 伊朗伊朗 腊姆萨尔腊姆萨尔马哈拉马哈拉 泉水泉水 2000 70170008004000意大利意大利 拉齐奥拉齐奥坎帕尼亚坎帕尼亚奥维多城奥维多城南托斯卡纳南托斯卡纳 火山土壤火山土壤 5100000560000021000100000 平均平均180平均平均200平均平均560150200 纽埃岛纽埃岛 太平

6、洋太平洋 火山土壤火山土壤 4500 最大最大1100 瑞士瑞士 Tessin Alps，Jura 片磨岩土壤中片磨岩土壤中226Ra 300000 100200 天然辐射高本底地区天然辐射高本底地区部分高本底地区我国部分辐射较高的地区我国居民所受正常环境本底辐射年有效剂量我国居民所受正常环境本底辐射年有效剂量从饮水摄入226Ra 约0.01Bq人体受照射的辐射来源天然辐射和人工辐射天然辐射是人类的主要辐射来源天然辐射是人类的主要辐射来源人为活动引起天然照射的升高NORM(Naturally Occurring Radioactive Material)由于人类自身活动的原因引起天然放射性物质

7、浓度增高或者人类受到的天然照射增加，以及引起的相关防护问题。日常活动（飞机）、医疗、核爆、核电站、其它污染航线(单程) 飞行时间 航线有效剂量 千小时有效剂量 (min) (Sv) (mSv/1000h) 北京广州 180 6.8 2.3 北京上海 115 4.1 2.2 北京东京 205 8.9 2.6 广州上海 120 3.8 1.9 上海广州 120 3.7 1.8 上海成都 140 4.8 2.1 上海昆明 185 6.5 2.1 短航线的有效剂量注:假设短航线的巡航高度为11.0km,爬升到巡航高度的时间为20分钟,降落20分钟。飞行时间取自公布的时刻表。表中各航线的剂量是1999年

8、的平均值,剂量估算的误差约为20% GBZ140-2002附录附录飞行高度，km(千呎) 飞行纬度 北纬60 赤道0 8(26.3) 620 1330 9(29.5) 440 980 10(32.8) 330 750 11(36.1) 250 600 12(39.4) 200 490 13(42.7) 160 420 14(45.9) 140 380 15(49.2) 120 350 不同纬度(1)和高度飞行时接受宇宙辐射有效剂量1mSv的飞行小时数(2) 医疗辐射是最大的人工辐射来源；各种人工放射性核素，大约80用于医学目的。放射诊断放射治疗核医学医疗辐射1989在中国的医学检查所致的当量剂

9、量在中国的医学检查所致的当量剂量放射性落下灰局部沉降带状沉降全球性沉降（含200多种放射性物质）外照射：137Cs、95Zr、106Ru、140Ba等；内照射：14C、137Cs、3H、131I、239Pu、240Pu、241Pu等。食物链转移问题核爆炸1981年底以前进行的大气层核爆炸造成的年底以前进行的大气层核爆炸造成的有效剂量负担及其贡献途径有效剂量负担及其贡献途径 核电站反应堆运行：大气，Kr、Xe、I、3H、14C、16N、35S、41Ar；水中，3H和裂变产物。长寿命核素，3H、14C、85Kr、90Sr等，以及超铀元素的同位素。后处理：核能生产所致居民人均年剂量当量，美国、加拿大为310-8Sv，英国为2.510-6Sv核电力生产持续到核电力生产持续到2500年时的年人均当量剂量预计值年时的年人均当量剂量预计值 矿冶中的放射性污染问题燃煤的放射性污染问题燃煤对环境的影响化学物质污染放射性物质污染煤散逸飞灰中放射性核素的平均含量：40K 265Bq/kg， 238U 200Bq/kg，210Pb 930Bq/kg，210Po 1700Bq/kg，232Th 70Bq/kg，228Th 110Bq/kg，228Ra 130Bq/kg燃煤电站导致的居民辐射剂量是核电站的3倍！其它建材、地热水应用、汽灯纱罩生产等对天然照射的控制和防护对天然照射进行控制必须