環(huán)境中放射性的來源

關于環(huán)境中放射性的來源2.1天然輻射源(一)天然源(1)宇宙射線

初級宇宙線—質子（87％）、α粒子（10％）、重帶電粒子、電子、中子等。高能輻射，穿透力很強;

次級宇宙線—初級宇宙射線與大氣作用產(chǎn)物。比初級弱放射性核素－

原生放射性核素：：以238U、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等。宇生放射性核素：對公眾劑量有明顯貢獻的核素，14C、3H、22Na、7Be。第2頁,共38頁，2024年2月25日，星期天(2)陸地

輻射(外照射)本底輻射：天然放射性物質產(chǎn)生的輻射+宇宙射線

來源：原始存在的（原生的)、宇宙射線產(chǎn)生的系列放射性核素、非系列放射性核素自發(fā)裂變核素鈾系（U-238系)釷系（Th-232系）錒系（U-235系）

UPaTuAcRaFrRnAtPoBiPbTl

鈾鏷釷錒鐳鈁氡砹釙鉍鉛鉈我國全國本底調查表明:(土壤中含量)

40k:580

200Bq/kg

232Th系列:49

28Bq/kg

72nGy/h

238U系列:40

34Bq/kg

美國的調查結果平均值與我國類似,但釷和鉀略低一些,平均劑量率:55nGy/h

劑量率:室內/室外=0.8

2.0

全世界人口加權平均值:0.46mSv第3頁,共38頁，2024年2月25日，星期天(3)陸地輻射(內照射,氡除外):

長壽命天然放射性核素的攝入:

40k:豐度0.118%;比活度55Bq/kg

年有效劑量(成年)0.165mSv

232Th系列和238U系列:年有效劑量0.06mSv

照射量的變化與飲食結構和習慣有關第4頁,共38頁，2024年2月25日，星期天(4)陸地輻射(氡及其衰變產(chǎn)物的內照射)

氡是人體受天然照射最有意義的要素

氡在天然放射性核素中的三個同位素:

錒系列(235U系)的219Rn(錒射氣)

釷系列(232Th系)的220Rn(釷射氣)

鈾系列(238U系)的222Rn(氡射氣)

222Rn是最有意義的同位素:

T1/2=3.825天

220Rn只有在232Th含量高的地區(qū)才重要:T1/2=55.6秒室內222Rn水平:與房屋下土壤、建材、結構、通風等因素有關

220Rn與222Rn的產(chǎn)生:取決228Ra與226RaRa比活度:花崗巖

沉積巖、變質巖

玄武巖室內222Rn水平:我國24Bq/m3(Max:378Bq/m3)

美國42Bq/m3(Max:1420Bq/m3)

世界平均42Bq/m3產(chǎn)生的年平均有效劑量：1.2mSv第5頁,共38頁，2024年2月25日，星期天天然電離輻射源所致成年人年平均有效劑量

照射年有效劑量(mSv)

成份正常本底地區(qū)劑量高值地區(qū)宇宙射線0.382.0

宇生放射性核素0.010.01

陸地輻射:外照射0.464.3

陸地輻射:內照射(氡除外)0.230.6

陸地輻射:氡及子體內照射吸入222Rn1.210

吸入220Rn0.070.1

食入222Rn0.0050.1

合計(攝入值)2.4第6頁,共38頁，2024年2月25日，星期天天然輻射源照射世界平均輻射劑量值

（UNSCEAR2000）輻

射

源

年

有

效

劑

量

mSv平

均

值

典型范圍值

外照射

宇宙輻射

直接電離輻射和光子0.28（0.30）a

中子成分0.10（0.08）

宇生核素

0.01（0.01）

宇宙射線與宇生核素小計

0.390.3―1.0b

陸地外照射

室外

0.07（0.07）

室內

0.41（0.39）

陸地外照射小計

0.480.3―0.6c

外照射

合

計

0.870.6―1.6第7頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

天然輻射源照射世界平均輻射劑量值（續(xù)）輻

射

源

年

有

效

劑

量

mSv平

均

值

典型范圍值

內照射

吸入內照射

鈾、釷系列

0.006（0.01）

氡（222Rn）

1.15（1.2）

釷（220Rn）

0.10（0.07）

吸入內照射小計

1.260.2―10d

食入內照射

40K0.17（0.17）

鈾和釷系

0.12（0.06）

食入內照射小計0.290.2―0.8e

內照射合計1.55

總

計

2.41―10第8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

正常本底地區(qū)天然輻射源

致人體的年有效劑量輻射來源年有效劑量,mSv

宇宙射線0.38宇生核素0.01陸地g外照射0.48陸地放射性核素內照射(不包括氡)0.29氡及其子體1.25總計2.4第9頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

部分巖石的放射性巖石名稱Ra/(10-4%)U/(10-4%)Th(10-4%)火成巖

花崗巖類（酸性）1.4413

基性0.471.24

超基性0.200.72.0沉積巖4.30.5

石灰?guī)r0.51.51.3

粘土1.3<4-

砂巖0-1.53.0-

粘土質頁巖1.0-第10頁,共38頁，2024年2月25日，星期天部分國家的天然本底水平第11頁,共38頁，2024年2月25日，星期天世界天然輻射高本底地區(qū)（UNSCEAR2000）國家地區(qū)區(qū)域特證近似人口空氣吸收劑量率a

（nGy?h-1）巴西GuarapariMineasGeraisandGoiasPocosdeCaldasAraxa獨居石砂，沿海地區(qū)火山侵入巖73000

35090～170（街道）90～90000（海灘）110～1300平均340平均2800中國廣東陽江獨居石微粒80000平均370埃及尼羅河三角洲獨居石砂20400法國中央?yún)^(qū)西南花崗巖,石砂鈾礦700000020～40010～10000印度克拉拉和馬德拉斯

恒河三角洲獨居石砂，沿海地區(qū)200Km長，0.5Km寬

1000000200～4000平均1800260～440第12頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

世界天然輻射高本底地區(qū)（續(xù)）國家地區(qū)區(qū)域特征近似人口空氣吸收劑量率a（nGy?h-1）伊朗

臘姆薩爾馬哈拉

泉水

200070～17000800～4000意大利

拉齊奧坎帕尼亞奧維多城南托斯卡納

火山土壤

5100000560000021000100000平均180平均200平均560150～200紐埃島

太平洋

火山土壤

4500最大1100瑞士

TessinAlps，Jura片磨巖土壤中226Ra300000100～200第13頁,共38頁，2024年2月25日，星期天我國部分g輻射較高的地區(qū)

地點

面積

km2

陸地γ輻射劑量率

nGy·h-1

土壤中天然放射性核素含量

Bq·kg-1原野道路室內樣品點數(shù)均值點數(shù)均值點數(shù)均值數(shù)238U232Th226Ra40K河北駐馬店約2002

209.22197.72279.34

45.4174.244.3656.6福建鬼頭山232409.41432.113638693261253廣東陽江約50048138.851138.057255.6廣西花山-姑婆山約50017205.216278.2170211184766四川降札溫泉6053940最高點6900

最高點

8600（浴室）30001.6×1041562.0×104262第14頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2人工輻射人工輻射源來源于放射性物質的生產(chǎn)、使用及核爆炸。它們在使用、生產(chǎn)放射性物質的同時會排出放射性廢物。第15頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.1礦物的開采和應用1.煤燃煤對環(huán)境的影響化學物質污染放射性物質污染煤散逸飛灰中放射性核素的平均含量：

40K為265Bq/kg，238U為200Bq/kg，

210Pb為930Bq/kg，210Po為1700Bq/kg，

232Th為70Bq/kg，228Th為為110Bq/kg，

228Ra為130Bq/kg燃煤電站導致的居民輻射劑量是核電站的3倍！第16頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2磷酸鹽礦物的應用2.2.1礦物的開采和應用磷肥中238U和226Ra的比活度分別為4000和1000Bq·kg-1（P2O5），全球每年消耗的磷量相當于3000萬噸P2O5，成為環(huán)境中可遷移的226Ra的最重要來源之一。第17頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.2日?；顒又械妮椛涞?8頁,共38頁，2024年2月25日，星期天類型劑量水平(mSv)看電視每天2小時<0.01mSv/a夜光表0.02mSv/a乘飛機2000km0.005mSv/h眼鏡（局部）0.01～0.04mSv/a家用天然氣（局部）0.06～0.09mSv/a假牙（局部）1μSv/a吸煙每天20支（“釙彈”）0.5～1mSv/a診斷X射線人均年有效劑量0.3CT人均單次有效劑量8.6使用火力發(fā)電廠帶來的照射0.005核電站附近人均年有效劑量0.001-0.02核設施附近人均年有效劑量0.001-0.2第19頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

人工輻射——醫(yī)療輻射1.放射診斷

2.放射治療

3.核醫(yī)學醫(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。第20頁,共38頁，2024年2月25日，星期天全世界醫(yī)用X射線檢查的頻率、有效劑量和集體劑量（1991-1996）

檢查每1000人口檢查次數(shù)每次檢查的有效劑量，mSv年集體劑量，人Sv胸部X射線攝影870.1471200胸部X射線透視371.1234700腰椎151.8159000胸椎4.11.433400骨盆和腹部110.8353300上胃腸道133.7274000第21頁,共38頁，2024年2月25日，星期天全世界醫(yī)用X射線檢查的頻率、有效劑量和集體劑量（1991-1996）（續(xù)）檢查每1000人口檢查次數(shù)每次檢查的有效劑量，mSv年集體劑量，人?Sv下胃腸道3.46.4127000尿路造影3.83.781300CT168.6785000血管造影2.112143000介入程序0.842098000總計3302330000第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.3核試驗自1945年7月16日美國在新墨西哥進行第一次原子彈試驗以來，大氣層核武器試驗不斷發(fā)生，尤其在1952

1954、1957

1958和1961

1962年期間美蘇進行了大量大當量核試驗,這期間（共9年）的核試驗次數(shù)占1945－1980期間核試驗總次數(shù)的67.2%,爆炸總當量更超過87%。其中1952

1954:試驗45次，核爆炸總當量60.01Mt，1957

1958:試驗了137次，核爆炸總當量66.44Mt，1961

1962:試驗了177次，核爆炸總當量256.9Mt。迄今全球共在27個核試驗場進行了2419(2057,1834-1998)次核試驗。

1964年10月16日中國第一次核試驗蘑菇云在羅布泊升起，我國在羅布泊試驗場共進行了22次大氣層核試驗。第23頁,共38頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共38頁，2024年2月25日，星期天塞米巴拉金斯克核試驗場第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天核試驗放射性核素沉積密度逐年變化

第26頁,共38頁，2024年2月25日，星期天南、北半球

Cs-137沉積密度逐年變化第27頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

大氣層核試驗致我國居民平均有效劑量負擔第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天全球性核試驗所致我國公眾

平均有效劑量負擔（

Sv）

（1954－1999）

外照射途徑：469（50.8%）

食入途徑：300（32.5%）

吸入途徑:154（16.7%）

合計：923第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

核試驗所致我國公眾照射的逐年變化情況1959年和1963年我國公眾所受劑量最大，分別為0.203mSv/a和0.202mSv/a，1963年之后，公眾受照劑量逐漸減少，在1971年前后又出現(xiàn)不太明顯的小峰。第30頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.4核能生產(chǎn)1.鈾礦開采和水冶

氡、鈾、釷、鐳等放射性核素2.核電站反應堆運行：大氣，Kr、Xe、I、3H、14C、16N、35S、41Ar；水中，3H和裂變產(chǎn)物。乏燃料后處理：長壽命核素，3H、14C、85Kr、90Sr等，以及超鈾元素的同位素第31頁,共38頁，2024年2月25日，星期天核電力生產(chǎn)持續(xù)到2500年時的

年人均當量劑量預計值項目年份1980200021002500年核發(fā)電預計值[GW(e)]8010001000010000年集體有效劑量(人·Sv)5001000200000250000世界人口(109)4101010年人均當量劑量(mSv)0.112025占天然輻射源平均暴露量的百分數(shù)(％)0.0050.0511第32頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.5

核事故1民用核反應堆事故

1979年3月的美國三里島應堆事故和1986年4月的前蘇聯(lián)切爾諾貝利反應堆事故。三里島事故釋放對工廠周圍80km范圍內公眾造成的人均劑雖為15人·Sv，最大個人γ外照射劑量估計為850人·Sv.80km內公眾集體有效劑量為20人·Sv，總的局地和區(qū)域公眾集體有效劑量為40人·Sv。切爾諾貝利事故中釋放的放射性核素總量估計為1—2EBq，主要的放射性核素為131I(630PBq)、134Cs(35PBq)和137Cs(70PBq)，其中彌散到其它國家的核素量131I為