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的升高

天然辐射源及人类活动引起其照射的升高理学院张慧娟Ionizingradiationisubiquitous.Air,water,soil,plants,animals,people,food,paper,machineryandbuildingsareradioactive.

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：天然本底为2.4mSv/year,

多为内照射(222Rn,60%)原生放射性核素以238U、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％）、α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/cm2·min。随高度变化，海平面为1，则海拔2km为3，海拔12km为20～30。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辐射来源年有效剂量,mSv宇宙射线0.38宇生核素0.01陆地g外照射0.48陆地放射性核素内照射

(不包括氡)0.29氡及其子体1.25总计2.4部分国家的天然本底水平天然辐射高本底地区国家

地

区

区

域

特

证

近似人口

空气吸收剂量率a（nGy•h-1）

巴西

GuarapariMineasGeraisandGoiasPocosdeCaldasAraxa

独居石砂，沿海地区

火山侵入岩

73000

35090～170（街道）90～90000（海滩）110～1300平均340平均2800中国

广东阳江

独居石微粒

80000平均370埃及

尼罗河三角洲

独居石砂

20400法国

中央区西南

花岗岩、片磨岩、铀矿

700000020～40010～10000

包括宇宙辐射和陆地辐射印度

克拉拉和马德拉斯

恒河三角洲

独居石砂，沿海地区200Km长，0.5Km宽

1000000200～4000平均1800260～440伊朗

腊姆萨尔马哈拉

泉水

200070～17000800～4000意大利

拉齐奥坎帕尼亚奥维多城南托斯卡纳

火山土壤

5100000560000021000100000平均180平均200平均560150～200纽埃岛

太平洋

火山土壤

4500最大1100瑞士

TessinAlps，Jura片磨岩土壤中226Ra300000100～200天然辐射高本底地区地区年剂量（mGy）印度Kerrala邦28伊朗Ramsar市6至360巴西EspiritoSanto0.9至35广东阳江6福建鬼头山区平均3.8最高120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人群平均每天食入的放射性及体内放射性物质的含量估计值从饮水摄入226Ra约0.01Bq放射性核素

每天食入量(Bq/d)体内含量(Bq/70kg)3H14C40K210Pb226Ra232Th238U

0.592-2.2244.4-66.659.2-88.80.037-0.2590.0185-0.06660.01110.02229.25-3.785×103(2.96-44.4)×10327.81.11-1.480.0741.85-3.33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人为活动引起天然照射的升高NORM(NaturallyOccurringRadioactiveMaterial)由于人类自身活动的原因引起天然放射性物质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)(μSv)(mSv/1000h)北京—广州

1806.82.3北京—上海

1154.12.2北京—东京

2058.92.6广州—上海

1203.81.9上海—广州

1203.71.8上海—成都

1404.82.1上海—昆明

1856.52.1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年的平均值,剂量估算的误差约为±20%<空勤人员宇宙辐射控制标准>GBZ140-2002附录飞行高度，km(千呎)飞行纬度

北纬60°赤道0°8(26.3)62013309(29.5)44098010(32.8)33075011(36.1)25060012(39.4)20049013(42.7)16042014(45.9)14038015(49.2)120350

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全世界医用X射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（1991-1996）检查每1000人口检查次数每次检查的有效剂量，mSv年集体剂量，人Sv胸部X射线摄影870.1471200胸部X射线透视371.1234700腰椎151.8159000胸椎4.11.433400骨盆和腹部110.8353300上胃肠道133.7274000检查每1000人口检查次数每次检查的有效剂量，mSv年集体剂量，人Sv下胃肠道3.46.4127000尿路造影3.83.781300CT168.6785000血管造影2.112143000介入程序0.842098000总计3302330000全世界医用X射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（1991-1996）检查类别人数（人/千人)一次检查的剂量（mSv）皮肤剂量骨髓性腺有效剂量胸透64.310.40.27<0.010.29群检25.55.20.14<0.010.15腹透（女性）11.38.50.170.170.13消化道6.051.66.060.667.53腰椎片4.032.51.822.982.67胸片11.91.10.04<0.010.07骨盆片1.311.01.043.051.63腹部平片1.422.11.630.101.371989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地点有效剂量,mSv贡献途径,％

食入外照射吸入北温带4.571245南温带3.19082全世界3.8791831981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

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项目年份1980200021002500年核发电预计值[GW(e)]8010001000010000年集体有效剂量(人·Sv)5001000200000250000世界人口(109)4101010年人均当量剂量(mSv)0.112025占天然辐射源平均暴露量的百分数(％)0.0050.0511核电力生产持续到2500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，210Pb930Bq/kg，210Po

1700Bq/kg，232Th

70Bq/kg，228Th

110Bq/kg，228Ra