第二章环境中放射性的来源.ppt

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238U 232Th和235U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40K等 宇生放射性核素 对公众剂量有明显贡献的核素 14C 3H 22Na 7Be 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 UPaTuAcRaFrRnAtPoBiPbTl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 40k 580 200Bq kg 232Th系列 49 28Bq kg 72nGy h 238U系列 40 34Bq 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 55nGy h 剂量率 室内 室外 0 8 2 0 全世界人口加权平均值 0 46mSv 3 陆地辐射 内照射 氡除外 长寿命天然放射性核素的摄入 40k 丰度0 118 比活度55Bq kg年有效剂量 成年 0 165mSv 232Th系列和238U系列 年有效剂量0 06mSv 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 235U系 的219Rn 锕射气 钍系列 232Th系 的220Rn 钍射气 铀系列 238U系 的222Rn 氡射气 222Rn是最有意义的同位素 T1 2 3 825天220Rn只有在232Th含量高的地区才重要 T1 2 55 6秒室内222Rn水平 与房屋下土壤 建材 结构 通风等因素有关220Rn与222Rn的产生 取决228Ra与226RaRa比活度 花岗岩 沉积岩 变质岩 玄武岩室内222Rn水平 我国24Bq m3 Max 378Bq m3 美国42Bq m3 Max 1420Bq m3 世界平均42Bq m3产生的年平均有效剂量 1 2mSv 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0 382 0宇生放射性核素0 010 01陆地辐射 外照射0 464 3陆地辐射 内照射 氡除外 0 230 6陆地辐射 氡及子体内照射吸入222Rn1 210吸入220Rn0 070 1食入222Rn0 0050 1合计 摄入值 2 4 天然辐射源照射世界平均辐射剂量值 UNSCEAR2000 天然辐射源照射世界平均辐射剂量值 续 正常本底地区天然辐射源致人体的年有效剂量 部分岩石的放射性 部分国家的天然本底水平 世界天然辐射高本底地区 UNSCEAR2000 世界天然辐射高本底地区 续 我国部分g辐射较高的地区 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 40K为265Bq kg 238U为200Bq kg 210Pb为930Bq kg 210Po为1700Bq kg 232Th为70Bq kg 228Th为为110Bq kg 228Ra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238U和226Ra的比活度分别为4000和1000Bq kg 1 P2O5 全球每年消耗的磷量相当于3000万吨P2O5 成为环境中可迁移的226Ra的最重要来源之一 2 2 2日常活动中的辐射 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 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 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 外照射途径 469 50 8 食入途径 300 32 5 吸入途径 154 16 7 合计 923 核试验所致我国公众照射的逐年变化情况 1959年和1963年我国公众所受剂量最大 分别为0 203mSv a和0 202mSv a 1963年之后 公众受照剂量逐渐减少 在1971年前后又出现不太明显的小峰 2 2 4核能生产 1 铀矿开采和水冶氡 铀 钍 镭等放射性核素 2 核电站反应堆运行 大气 Kr Xe I 3H 14C 16N 35S 41Ar 水中 3H和裂变产物 乏燃料后处理 长寿命核素 3H 14C 85Kr 90Sr等 以及超铀元素的同位素 核电力生产持续到2500年时的年人均当量剂量预计值 2 2 5核事故 1民用核反应堆事故 1979年3月的美国三里岛应堆事故和1986年4月的前苏联切尔诺贝利反应堆事故 三里岛事故释放对工厂周围80km范围内公众造成的人均剂虽为15人 Sv 最大个人 外照射剂量估计为850人 Sv 80km内公众集体有效剂量为20人 Sv 总的局地和区域公众集体有效剂量为40人 Sv 切尔诺贝利事故中释放的放射性核素总量估计为1 2EBq 主要的放射性核素为131I 630PBq 134Cs 35PBq 和137Cs 70PBq 其中弥散到其它国家的核素量131I为210PBq 137Cs为39 2PBq 2 2 5核事故 2 军用核设施 1957年9月发生的前苏联车尔雅宾斯克钚生产中心事故和同年10月发生的英国温茨凯尔反应堆事故 车尔雅宾斯克事故时放射性烟云上升到约1000m的高空 11h内在厂区周围约300km范围内形成一个椭圆形的放射性沉积区 其边界上90Sr的地面沉降密度为4kBq m 2 为全球落下灰水平的2倍 此后 己沉积的核素在一定程度上又出现了再分布 la后污染区面积达到15000一23000km2 涉及人口约27万 温茨凯尔事故释放造成大范围牧区的污染 对公众造成照射的主要核素是131I 主要途径是经牧草一奶牛一牛奶途径的摄入 场址附近公众中 成人甲状腺剂量约10mGy 儿童可能高达100mGy 事故在英国及其它欧洲国家造成的总集体有效剂量估计为2000人 Sv 其中地面沉积外照射占300人 Sv 吸入内照射占900人 Sv 食入内照射占800人 Sv 主要贡献来自131I 37 210Po 37 和137Cs 15 3核武器运输 1966年1月在西班牙地中海岸曾发生装运核武器