高等電離輻射防護教程夏益華7第五章天然輻射源及人類活動引起其照射的升高

1、理學院 張慧娟Ionizing radiation is ubiquitous. Air, water, soil, plants, animals, people, food, paper, machinery and buildings are radioactive.人體受照射的輻射來源宇宙間充滿輻射。自古以來，地球上的生命便暴露于自然環(huán)境的輻射中。人類生活在地球上，每時每刻都受到天然存在的各種電離輻射源的照射，我們把這種照射稱為天然本底照射。在現(xiàn)代社會中，由于工業(yè)的發(fā)展和科學技術(shù)的進步，也產(chǎn)生了人類并不希望有的天然照射，如天然氣和地熱的利用以及燃煤電站排出物對居民的照射，乘飛機增加的照

2、射等；尤其是在核科學和核技術(shù)發(fā)展的今天，人類生活已與放射性緊密相關(guān)，也受到人工電離輻射源的照射，如放射診斷和放射治療，含有放射性或產(chǎn)生電離輻射的電子產(chǎn)品的照射等?？傊?，人類是生活在電離輻射的環(huán)境之中，但這卻不是人們都能感覺到的事實。人體受照射的輻射來源天然輻射和人工輻射天然輻射是人類的主要輻射來源天然輻射是人類的主要輻射來源主要內(nèi)容主要內(nèi)容天然照射的來源及其水平人為活動引起天然照射的升高對天然照射的控制和防護天然照射的來源及其水平天然照射原生放射性核素宇宙射線宇生放射性核素一般場所：一般場所： 天然本底為 2.4mSv/year, 多為內(nèi)照射 (222Rn, 60%)原生放射性核素以238U、

3、232Th和235U為起始核素的三個天然放射系，以及獨立的長壽命放射性核素如40K、87Rb等。鈾系：4n+2錒系：4n+3釷系：4n镎系：4n+1初級宇宙射線：質(zhì)子（87）、粒子（10）、重帶電粒子、電子、中子等。平均能量1010eV，最高能量可達1019eV。次級宇宙射線：初級宇宙射線與大氣作用的產(chǎn)物。在緯度高于45度的海平面，宇宙射線平均注量率1/cm2min。隨高度變化，海平面為1，則海拔2km為3，海拔12km為2030。宇宙射線對公眾劑量有明顯貢獻的核素，如 14C、3H、22Na、7Be宇生放射性核素：正常本底地區(qū)天然輻射源致人體的年有效劑量部分國家的天然本底水平天然輻射高本底地

4、區(qū)天然輻射高本底地區(qū)國家國家 地地 區(qū)區(qū) 區(qū)區(qū) 域域 特特 證證 近似近似人口人口 空氣吸收劑量空氣吸收劑量率率a（nGyh-1） 巴西巴西 GuarapariMineas Gerais and GoiasPocos de Caldas Araxa 獨居石砂，沿海獨居石砂，沿海地區(qū)地區(qū) 火山侵入巖火山侵入巖 73000 350 90170（街道）（街道）9090000（海灘）（海灘）1101300平均平均340平均平均2800 中國中國 廣東陽江廣東陽江 獨居石微粒獨居石微粒 80000 平均平均370 埃及埃及 尼羅河三角洲尼羅河三角洲 獨居石砂獨居石砂 20400 法國法國 中央?yún)^(qū)中央?yún)^(qū)西

5、南西南 花崗巖、片磨巖、花崗巖、片磨巖、鈾礦鈾礦 7000000 204001010000 印度印度 克拉拉和馬德拉斯克拉拉和馬德拉斯 恒河三角洲恒河三角洲 獨居石砂，沿海地區(qū)獨居石砂，沿海地區(qū)200Km長，長，0.5Km寬寬 1000000 2004000平均平均1800260440 伊朗伊朗 臘姆薩爾臘姆薩爾馬哈拉馬哈拉 泉水泉水 2000 70170008004000意大利意大利 拉齊奧拉齊奧坎帕尼亞坎帕尼亞奧維多城奧維多城南托斯卡納南托斯卡納 火山土壤火山土壤 5100000560000021000100000 平均平均180平均平均200平均平均560150200 紐埃島紐埃島 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 片磨巖土壤中片磨巖土壤中226Ra 300000 100200 天然輻射高本底地區(qū)天然輻射高本底地區(qū)部分高本底地區(qū)我國部分輻射較高的地區(qū)我國居民所受正常環(huán)境本底輻射年有效劑量我國居民所受正常環(huán)境本底輻射年有效劑量從飲水攝入226Ra 約0.01Bq人體受照射的輻射來源天然輻射和人工輻射天然輻射是人類的主要輻射來源天然輻射是人類的主要輻射來源人為活動引起天然照射的升高NORM(Naturally Occurring Radioactive Material)由于人類自身活動的原因引起天然放射性物質(zhì)

7、濃度增高或者人類受到的天然照射增加，以及引起的相關(guān)防護問題。日常活動（飛機）、醫(yī)療、核爆、核電站、其它污染航線(單程) 飛行時間 航線有效劑量 千小時有效劑量 (min) (Sv) (mSv/1000h) 北京廣州 180 6.8 2.3 北京上海 115 4.1 2.2 北京東京 205 8.9 2.6 廣州上海 120 3.8 1.9 上海廣州 120 3.7 1.8 上海成都 140 4.8 2.1 上海昆明 185 6.5 2.1 短航線的有效劑量注:假設(shè)短航線的巡航高度為11.0km,爬升到巡航高度的時間為20分鐘,降落20分鐘。飛行時間取自公布的時刻表。表中各航線的劑量是1999年

8、的平均值,劑量估算的誤差約為20% GBZ140-2002附錄附錄飛行高度，km(千呎) 飛行緯度 北緯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 不同緯度(1)和高度飛行時接受宇宙輻射有效劑量1mSv的飛行小時數(shù)(2) 醫(yī)療輻射是最大的人工輻射來源；各種人工放射性核素，大約80用于醫(yī)學目的。放射診斷放射治療核醫(yī)學醫(yī)療輻射1989在中國的醫(yī)學檢查所致的當量劑

9、量在中國的醫(yī)學檢查所致的當量劑量放射性落下灰局部沉降帶狀沉降全球性沉降（含200多種放射性物質(zhì)）外照射：137Cs、95Zr、106Ru、140Ba等；內(nèi)照射：14C、137Cs、3H、131I、239Pu、240Pu、241Pu等。食物鏈轉(zhuǎn)移問題核爆炸1981年底以前進行的大氣層核爆炸造成的年底以前進行的大氣層核爆炸造成的有效劑量負擔及其貢獻途徑有效劑量負擔及其貢獻途徑 核電站反應(yīng)堆運行：大氣，Kr、Xe、I、3H、14C、16N、35S、41Ar；水中，3H和裂變產(chǎn)物。長壽命核素，3H、14C、85Kr、90Sr等，以及超鈾元素的同位素。后處理：核能生產(chǎn)所致居民人均年劑量當量，美國、加拿大為310-8Sv，英國為2.510-6Sv核電力生產(chǎn)持續(xù)到核電力生產(chǎn)持續(xù)到2500年時的年人均當量劑量預(yù)計值年時的年人均當量劑量預(yù)計值 礦冶中的放射性污染問題燃煤的放射性污染問題燃煤對環(huán)境的影響化學物質(zhì)污染放射性物質(zhì)污染煤散逸飛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燃煤電站導致的居民輻射劑量是核電站的3倍！其它建材、地熱水應(yīng)用、汽燈紗罩生產(chǎn)等對天然照射的控制和防護對天然照射進行控制必須