单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 环境中放射性的来源,2.1,天然辐射源,(,一,),天然源,(1),宇宙射线,初级,宇宙线,质子(,87,)、,粒子(,10,)、重带电粒子、电子、中子等高能,辐射,穿透力很强,;,次级,宇宙线,初级宇宙射线与大气作用产物比,初级弱,放射性核素,原生放射性核素:,以,238,U,、,232,Th,和,235,U,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,40,K,等宇生放射性核素:,对公众剂量有明显贡献的核素,,14,C,、,3,H,、,22,Na,、,7,Be,2),陆地,辐射,(,外照射,),本底辐射:天然放射性物质产生的辐射,+,宇宙射线,来源:原始存在的(原生的,),、宇宙射线产生的系列放射性核素、非系列放射性核素 自发裂变核素,铀系(,U-238,系,),钍系(,Th-232,系)锕系(,U-235,系),U Pa Tu Ac Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl,铀 镤 釷 锕 镭 钫 氡 砹 钋 铋 铅 铊,我国全国本底调查表明,:(,土壤中含量,),40,k:580,200 Bq/kg,232,Th,系列,:49,28 Bq/kg,72nGy/h,238,U,系列,:40,34 Bq/kg,美国的调查结果平均值与我国类似,但钍和钾略低一些,平均剂量率,:55 nGy/h,剂量率,:,室内,/,室外,=0.8,2.0,全世界人口加权平均值,:,0.46 mSv,(3),陆地辐射,(,内照射,氡除外,):,长寿命天然放射性核素的摄入,:,40,k:,丰度,0.118%;,比活度,55 Bq/kg,年有效剂量,(,成年,)0.165 mSv,232,Th,系列和,238,U,系列,:,年有效剂量,0.06 mSv,照射量的变化与饮食结构和习惯有关,(4),陆地辐射,(,氡及其衰变产物的内照射,),氡是人体受天然照射最有意义的要素,氡在天然放射性核素中的三个同位素,:,锕系列,(,235,U,系,),的,219,Rn(,锕射气,),钍系列,(,232,Th,系,),的,220,Rn(,钍射气,),铀系列,(,238,U,系,),的,222,Rn(,氡射气,),222,Rn,是最有意义的同位素,:,T,1/2,=3.825,天,220,Rn,只有在,232,Th,含量高的地区才重要,:T,1/2,=55.6,秒,室内,222,Rn,水平,:,与房屋下土壤、建材、结构、通风等因素有关,220,Rn,与,222,Rn,的产生,:,取决,228,Ra,与,226,Ra,Ra,比活度,:,花岗岩,沉积岩、变质岩,玄武岩,室内,222,Rn,水平,:,我国,24Bq/m,3,(Max:378 Bq/m,3,),美国,42Bq/m,3,(Max:1420Bq/m,3,),世界平均,42Bq/m,3,产生的年平均有效剂量:,1.2,mSv,天然电离辐射源所致成年人年平均有效剂量,照 射 年有效剂量,(mSv),成 份 正常本底地区 剂量高值地区,宇宙射线,0.38 2.0,宇生放射性核素,0.01 0.01,陆地辐射,:,外照射,0.46 4.3,陆地辐射,:,内照射,(,氡除外,)0.23 0.6,陆地辐射,:,氡及子体内照射,吸入,222,Rn 1.2 10,吸入,220,Rn 0.07 0.1,食入,222,Rn 0.005 0.1,合 计,(,摄入值,)2.4,天然辐射源照射世界平均辐射剂量值,(,UNSCEAR 2000,),辐,射,源,年,有,效,剂,量,mSv,平,均,值,典型范围值,外照射,宇宙辐射,直接电离辐射和光子,0.28,(,0.30,),a,中子成分,0.10,(,0.08,),宇生核素,0.01,(,0.01,),宇宙射线与宇生核素小计,0.39,0.3,1.0,b,陆地外照射,室外,0.07,(,0.07,),室内,0.41,(,0.39,),陆地外照射小计,0.48,0.3,0.6,c,外照射,合,计,0.87,0.6,1.6,天然辐射源照射世界平均辐射剂量值(续),辐,射,源,年,有,效,剂,量,mSv,平,均,值,典型范围值,内照射,吸入内照射,铀、钍系列,0.006,(,0.01,),氡(,222,Rn,),1.15,(,1.2,),钍(,220,Rn,),0.10,(,0.07,),吸入内照射小计,1.26,0.2,10,d,食入内照射,40,K,0.17,(,0.17,),铀和钍系,0.12,(,0.06,),食入内照射小计,0.29,0.2,0.8,e,内照射 合计,1.55,总,计,2.4,1,10,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,部分岩石的放射性,岩石名称,Ra/(10,-4,%),U/(10,-4,%),Th(10,-4,%),火成岩,花岗岩类(酸性),1.4,4,13,基 性,0.47,1.2,4,超基性,0.20,0.7,2.0,沉积岩,4.3,0.5,石灰岩,0.5,1.5,1.3,粘 土,1.3,4,-,砂 岩,0-1.5,3.0,-,粘土质页岩,1.0,-,部分国家的天然本底水平,世界天然辐射高本底,地区,(,UNSCEAR 2000,),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,Guarapari Mineas Gerais and Goias Pocosde Caldas Araxa,独居石砂,沿海地区,火山侵入岩,73000,350,90,170,(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,石砂铀矿,7000000,20,400,10,10000,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,1000000,200,4000,平均,1800,260,440,世界天然辐射高本底地区(续),国家,地 区,区 域 特征,近似,人口,空气吸收剂量率,a,(,nGyh,-1,),伊朗,腊姆萨尔,马哈拉,泉水,2000,70,17000,800,4000,意大利,拉齐奥,坎帕尼亚,奥维多城,南托斯卡纳,火山土壤,5100000,5600000,21000,100000,平均,180,平均,200,平均,560,150,200,纽埃岛,太平洋,火山土壤,4500,最大,1100,瑞士,Tessin Alps,,,Jura,片磨岩土壤中,2,26,Ra,300000,100,200,我国部分,g,辐射较高的地区,地 点,面 积,km,2,陆 地,辐 射 剂 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 内,样 品,点数 均值,点数 均值,点数 均值,数,238,U,232,Th,226,Ra,40,K,河北,驻马店,约,200,2,209.2,2 197.7,2 279.3,4,45.4 174.2 44.3 656.6,福建,鬼头山,2,32 409.4,1 432.1,1 363 869 326 1253,广东,阳江,约,500,48 138.8,51 138.0,57 255.6,广西花山,-,姑婆山,约,500,17 205.2,16 278.2,170 211 184 766,四川,降札温泉,60,5 3940,最高点,6900,最高点,8600,(浴室),3000,1.610,4,156 2.010,4,262,2.2,人工辐射,人工辐射源来源于放射性物质的生产、使用及核爆炸。
它们在使用、生产放射性物质的同时会排出放射性废物2.2.1,矿物的开采和应用,1.,煤,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:,40,K,为,265Bq/kg,,,238,U,为,200Bq/kg,,,210,Pb,为,930Bq/kg,,,210,Po,为,1700Bq/kg,,,232,Th,为,70Bq/kg,,,228,Th,为为,110Bq/kg,,,228,Ra,为,130Bq/kg,燃煤电站导致的居民辐射剂量,是核电站的,3,倍!,2,磷酸盐矿物的应用,2.2.1,矿物的开采和应用,磷肥中,238,U,和,226,Ra,的比活度分别为,4000,和,1000Bq,kg,-1,(,P,2,O,5,),全球每年消耗的磷量相当于,3000,万吨,P,2,O,5,,,成为环境中可迁移的,226,Ra,的最重要来源之一2.2.2,日常活动中的辐射,类型,剂量水平,(mSv),看电视每天,2,小时,0.01 mSv/a,夜光表,0.02 mSv/a,乘飞机,2000km,0.005mSv/h,眼镜(局部),0.01,0.04mSv/a,家用天然气(局部),0.06,0.09mSv/a,假牙(局部),1,Sv/a,吸烟每天,20,支(“钋弹”),0.5,1 mSv/a,诊断,X,射线人均年有效剂量,0.3,CT,人均单次有效剂量,8.6,使用火力发电厂带来的照射,0.005,核电站附近人均年有效剂量,0.001-0.02,核设施附近人均年有效剂量,0.001-0.2,人工辐射,医疗辐射,1.,放射诊断,2.,放射治疗,3.,核医学,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。
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,87,0.14,71200,胸部,X,射线透视,37,1.1,234700,腰椎,15,1.8,159000,胸椎,4.1,1.4,33400,骨盆和腹部,11,0.83,53300,上胃肠道,13,3.7,274000,全世界医用,X,射线检查的频率、有效剂量和集体剂量(,1991-1996,)(续),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,3.4,6.4,127000,尿路造影,3.8,3.7,81300,CT,16,8.6,785000,血管造影,2.1,12,143000,介入程序,0.84,20,98000,总 计,330,2330000,2.2.3,核试验,自,1945,年,7,月,16,日美国在新墨西哥进行第一次原子弹试验以来,大气层核武器试验不断发生,尤其在,1952,1954,、,1957,1958,和,1961,1962,年期间美苏进行了大量大当量核试验,这期间(共,9,年)的核试验次数占,1945,1980,期间核试验总次数的,67.2%,爆炸总当量更超过,87%,。
其中,1952,1954:,试验,45,次,核爆炸总当量,60.01Mt,,,1957,1958:,试验了,137,次,核爆炸总当量,66.44Mt,,,1961,1962:,试验了,177,次,核爆炸总当量,256.9Mt,迄今全球共在,27,个核试验场进行了,2419(2057,1834-1998),次核试验1964,年,10,月,16,日,中国第一次核试验蘑菇云在罗布泊升起,我国在罗布泊试验场共进行了,22,次大气层核试验塞米巴拉金斯克核试验场,核试验放射性核素沉积密度逐年,变化,南、北半球,Cs-137,沉积密度逐年变化,大气层核试验致我国居民平均有效剂量负担,全球性核试验所致我国公众,平均有效剂量负担,(,Sv,),(,1954,1999,),外照。