高等電離輻射防護(hù)教程夏益華7第五章天然輻射源及人類活動(dòng)引起其照射的升高

天然輻射源及人類活動(dòng)引起其照射的升高理學(xué)院張慧娟Ionizingradiationisubiquitous.Air,water,soil,plants,animals,people,food,paper,machineryandbuildingsareradioactive.

人體受照射的輻射來(lái)源宇宙間充滿輻射。自古以來(lái)，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(shí)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(huì)中，由于工業(yè)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，也產(chǎn)生了人類并不希望有的天然照射，如天然氣和地?zé)岬睦靡约叭济弘娬九懦鑫飳?duì)居民的照射，乘飛機(jī)增加的照射等；尤其是在核科學(xué)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(jué)到的事實(shí)。人體受照射的輻射來(lái)源天然輻射和人工輻射天然輻射是人類的主要輻射來(lái)源主要內(nèi)容天然照射的來(lái)源及其水平人為活動(dòng)引起天然照射的升高對(duì)天然照射的控制和防護(hù)天然照射的來(lái)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(chǎng)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、232Th和235U為起始核素的三個(gè)天然放射系，以及獨(dú)立的長(zhǎng)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(jí)宇宙射線：質(zhì)子（87％）、α粒子（10％）、重帶電粒子、電子、中子等。平均能量1010eV，最高能量可達(dá)1019eV。次級(jí)宇宙射線：初級(jí)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/cm2·min。隨高度變化，海平面為1，則海拔2km為3，海拔12km為20～30。宇宙射線對(duì)公眾劑量有明顯貢獻(xiàn)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輻射來(lái)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部分國(guó)家的天然本底水平天然輻射高本底地區(qū)國(guó)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(guó)

廣東陽(yáng)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(guó)

中央?yún)^(qū)西南

花崗巖、片磨巖、鈾礦

700000020～40010～10000

包括宇宙輻射和陸地輻射印度

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(zhǎng)，0.5Km寬

1000000200～4000平均1800260～440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天然輻射高本底地區(qū)地區(qū)年劑量（mGy）印度Kerrala邦28伊朗Ramsar市6至360巴西EspiritoSanto0.9至35廣東陽(yáng)江6福建鬼頭山區(qū)平均3.8最高120部分高本底地區(qū)我國(guó)部分輻射較高的地區(qū)我國(guó)居民所受正常環(huán)境本底輻射年有效劑量我國(guó)人群平均每天食入的放射性及體內(nèi)放射性物質(zhì)的含量估計(jì)值從飲水?dāng)z入226Ra約0.01Bq放射性核素

每天食入量(Bq/d)體內(nèi)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人體受照射的輻射來(lái)源天然輻射和人工輻射天然輻射是人類的主要輻射來(lái)源人為活動(dòng)引起天然照射的升高NORM(NaturallyOccurringRadioactiveMaterial)由于人類自身活動(dòng)的原因引起天然放射性物質(zhì)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(hù)問(wèn)題。日?；顒?dòng)（飛機(jī)）、醫(yī)療、核爆、核電站、其它污染航線(單程)飛行時(shí)間

航線有效劑量

千小時(shí)有效劑量

(min)(μSv)(mSv/1000h)北京—廣州

1806.82.3北京—上海

1154.12.2北京—東京

2058.92.6廣州—上海

1203.81.9上?！獜V州

1203.71.8上?！啥?/p>

1404.82.1上海—昆明

1856.52.1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(shí)間為20分鐘,降落20分鐘。飛行時(shí)間取自公布的時(shí)刻表。表中各航線的劑量是1999年的平均值,劑量估算的誤差約為±20%<空勤人員宇宙輻射控制標(biāo)準(zhǔn)>GBZ140-2002附錄飛行高度，km(千呎)飛行緯度

北緯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

不同緯度(1)和高度飛行時(shí)接受宇宙輻射有效劑量1mSv的飛行小時(shí)數(shù)(2)

醫(yī)療輻射是最大的人工輻射來(lái)源；各種人工放射性核素，大約80％用于醫(yī)學(xué)目的。放射診斷放射治療核醫(yī)學(xué)醫(yī)療輻射全世界醫(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）檢查類別人數(shù)（人/千人)一次檢查的劑量（mSv）皮膚劑量骨髓性腺有效劑量胸透64.310.40.27<0.010.29群檢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在中國(guó)的醫(yī)學(xué)檢查所致的當(dāng)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(wèn)題核爆炸地點(diǎn)有效劑量,mSv貢獻(xiàn)途徑,％

食入外照射吸入北溫帶4.571245南溫帶3.19082全世界3.8791831981年底以前進(jìn)行的大氣層核爆炸造成的有效劑量負(fù)擔(dān)及其貢獻(xiàn)途徑

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。長(zhǎng)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(dāng)量，美國(guó)、加拿大為310-8Sv，英國(guó)為2.510-6Sv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

礦冶中的放射性污染問(wèn)題燃煤的放射性污染問(wèn)題燃煤對(duì)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

265Bq/kg，238U

200Bq/kg，210Pb930Bq/kg，210Po

1700Bq/kg，232Th

70Bq/kg，228Th

110Bq/kg，228Ra