環(huán)境中放射性的來源

關(guān)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(zhì)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(qiáng);

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(gè)天然放射系，以及獨(dú)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(xiàn)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(zhì)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(diào)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(diào)查結(jié)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(nèi)/室外=0.8

2.0

全世界人口加權(quán)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(nèi)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(jié)構(gòu)和習(xí)慣有關(guān)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(nèi)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(gè)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(nèi)222Rn水平:與房屋下土壤、建材、結(jié)構(gòu)、通風(fēng)等因素有關(guān)

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

沉積巖、變質(zhì)巖

玄武巖室內(nèi)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(nèi)照射(氡除外)0.230.6

陸地輻射:氡及子體內(nèi)照射吸入222Rn1.210

吸入220Rn0.070.1

食入222Rn0.0050.1

合計(jì)(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(jì)

0.390.3―1.0b

陸地外照射

室外

0.07（0.07）

室內(nèi)

0.41（0.39）

陸地外照射小計(jì)

0.480.3―0.6c

外照射

合

計(jì)

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(nèi)照射

吸入內(nèi)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(nèi)照射小計(jì)

1.260.2―10d

食入內(nèi)照射

40K0.17（0.17）

鈾和釷系

0.12（0.06）

食入內(nèi)照射小計(jì)0.290.2―0.8e

內(nèi)照射合計(jì)1.55

總

計(jì)

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(nèi)照射(不包括氡)0.29氡及其子體1.25總計(jì)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(zhì)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(dú)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(dú)居石微粒80000平均370埃及尼羅河三角洲獨(dú)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(dú)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(diǎn)

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(nèi)樣品點(diǎn)數(shù)均值點(diǎn)數(shù)均值點(diǎn)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(diǎn)6900

最高點(diǎn)

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(zhì)的生產(chǎn)、使用及核爆炸。它們在使用、生產(chǎn)放射性物質(zhì)的同時(shí)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(yīng)用1.煤燃煤對環(huán)境的影響化學(xué)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(dǎo)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(yīng)用2.2.1礦物的開采和應(yīng)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(dāng)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(shí)<0.01mSv/a夜光表0.02mSv/a乘飛機(jī)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(shè)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(xué)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(xué)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(jì)3302330000第22頁,共38頁，2024年2月25日，星期天2.2.3核試驗(yàn)自1945年7月16日美國在新墨西哥進(jìn)行第一次原子彈試驗(yàn)以來，大氣層核武器試驗(yàn)不斷發(fā)生，尤其在1952

1954、1957

1958和1961

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

1954:試驗(yàn)45次，核爆炸總當(dāng)量60.01Mt，1957

1958:試驗(yàn)了137次，核爆炸總當(dāng)量66.44Mt，1961

1962:試驗(yàn)了177次，核爆炸總當(dāng)量256.9Mt。迄今全球共在27個(gè)核試驗(yàn)場進(jìn)行了2419(2057,1834-1998)次核試驗(yàn)。

1964年10月16日中國第一次核試驗(yàn)?zāi)⒐皆圃诹_布泊升起，我國在羅布泊試驗(yàn)場共進(jìn)行了22次大氣層核試驗(yàn)。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(yàn)場第25頁,共38頁，2024年2月25日，星期天核試驗(yàn)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(yàn)致我國居民平均有效劑量負(fù)擔(dān)第28頁,共38頁，2024年2月25日，星期天全球性核試驗(yàn)所致我國公眾

平均有效劑量負(fù)擔(dān)（

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(jì)：923第29頁,共38頁，2024年2月25日，星期天

核試驗(yàn)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(yīng)堆運(yùn)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(shí)的

年人均當(dāng)量劑量預(yù)計(jì)值項(xiàng)目年份1980200021002500年核發(fā)電預(yù)計(jì)值[GW(e)]8010001000010000年集體有效劑量(人·Sv)5001000200000250000世界人口(109)4101010年人均當(dāng)量劑量(mSv)0.112025占天然輻射源平均暴露量的百分?jǐn)?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(yīng)堆事故

1979年3月的美國三里島應(yīng)堆事故和1986年4月的前蘇聯(lián)切爾諾貝利反應(yīng)堆事故。三里島事故釋放對工廠周圍80km范圍內(nèi)公眾造成的人均劑雖為15人·Sv，最大個(gè)人γ外照射劑量估計(jì)為850人·Sv.80km內(nèi)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(jì)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