核环境监测与评价 第2章 环境辐射源

第2章环境辐射源地球上每一个人都受到各种天然辐射和人工辐射的照射。来自天然辐射源的电离辐射称为天然辐射；来自人工辐射源的电离辐射称为人工辐射；对人类群体造成照射的各种天然及人工辐射源称为环境辐射源。整理课件 当我们进行一下活动时，会吸收辐射吗？

吃饭观看电视节目在一单位內居住吸烟使用无线电话在郊外远足

会不会整理课件天然辐射源：人体本身及各种饮料和食物整理课件

天然辐射宇宙射线宇生放射性核素原生放射性核素

一般场所：天然本底为2.4mSv/a,多为内照射(222Rn,60%)2.1天然辐射源人类活动引起的天然辐射的增加

整理课件2.1.1宇宙射线宇宙射线按其来源可分为捕获粒子辐射、银河宇宙辐射和太阳粒子辐射三类。1）捕获粒子辐射绕地球运行的电子和质子被地球磁场捕集而形成了捕获粒子辐射。整理课件

内辐射带主要由能量为几到几百MeV质子构成；外辐射带主要由高能电子和少量α粒子构成。一般情况下，内外辐射带内的捕获粒子辐射在地平面上不产生任何辐射剂量，捕获质子对低地球轨道中空中旅行者产生危害。整理课件2）银河宇宙辐射

产生于太阳系外，主要由高能质子构成，另外还有氦-4及少量原子序数≥3的重粒子、电子、光子和中微子。初级宇宙射线→宇生放射性核素（3H、7Be、14C、22Na）、次级粒子（中子、质子、π介子、κ介子、μ介子）。μ介子是海平面处宇宙射线中的主要部分。整理课件3）太阳粒子辐射

太阳能持续产生能量非常低的粒子，在磁扰时则会发射更多的能量更高的粒子。太阳黑子出现，有一定的周期性，其周期为11年，期间有时会发生与太阳耀斑有关的大发射，能量为1-100MeV或更高。因大部分不能穿过磁场对大气层中的辐射照射贡献较少。整理课件与剂量有关的几个概念：照射量：表示辐射场强度的量，用X或γ射线在一定量空气中产生的电离作用来衡量，单位是仑琴，用符号R表示，国际单位为：库仑/千克；吸收剂量：射线传给单位质量吸收物质的能量，用符号D表示，国际单位为：焦耳/千克，写作Gy；剂量当量：其定义为H=DQN，D是吸收剂量，Q是品质因子，它反映不同射线的不同的比电离，即不同的射线的品质，Q的近似值对于X射线、γ射线和β射线都是1，对于α射线是20。N是其他修正因子，目前N定为1，H的单位与D相同，但意义不同，故另起一个名字叫做雷姆，现在国际单位为：焦耳/千克，写作Sv。4）宇宙射线的剂量估计

为估计宇宙射线对人造成的剂量，必须考虑高度、纬度和屏蔽的影响。整理课件

估算宇宙射线中电离成分所致年有效剂量与高度比间的关系式：E1(Z)=E1(0)[a1exp(-α1Z)+b1exp(β1Z)]

中子所致年有效剂量与高度的关系:EN(Z)=EN(0)exp(αNZ),Z＜2km;EN(Z)=EN(0)[bNexp(βNZ)],Z＞2km;

宇宙射线所致全球人口平均年有效剂量为380μSv,其中直接电离成分和中子的贡献分别为300μSv、80μSv。整理课件2.1.2宇生放射性核素：

对公众剂量有明显贡献的核素，14C、3H、22Na、7Be。

核素年摄入量（Bq．a-1）有效剂量（μSv．a-1）3H7Be14C22Na500100020000500.010.03120.15成人经食入途径对主要宇生放射性核素的年摄入量及有效剂量整理课件宇宙射线大气层地面O2N2H2O3H14C7Be22Na整理课件2.1.3原生放射性核素以238U、232Th和235U为起始核素的三个单独存在天然放射系，以及独立的长寿命放射性核素如40K等。人会受到来自原生放射性核素的各种不同能量的α、β、γ辐射的外照射和内照射。整理课件表2-1天然辐射源照射世界平均辐射剂量值辐射源年有效剂量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中子成分宇生核素宇宙射线与宇生核素小计陆地外照射室外室内陆地外照射小计外照射合计0.28（0.30）a0.10（0.08）0.01（0.01）0.390.07（0.07）0.41（0.39）0.480.87

0.3—1.0b

0.3―0.6c0.6―1.6（UNSCEAR2000）整理课件内照射吸入内照射铀、钍系列铀（222Rn）钍（220Rn）吸入内照射小计食入内照射40K铀和钍系食入内照射小计内照射合计0.006（0.01）1.15（1.2）0.10（0.07）1.260.17（0.17）0.12（0.06）0.29

1.55

0.2―1.0d

0.2—0.8e0.4—1.8总计2.41—10辐射源

年有效剂量mSv平均值

典型范围值

天然辐射源照射世界平均辐射剂量值（续）整理课件a.括号内是UNSCEAR1993年给出的估计值。b.从海平面到高海拔的地区的整个范围。c.与土壤和建材中放射性核素的组成有关。d.与氡气在室内的积累有关。e.与食品和饮水中放射性核素的组成有关。在任何一个大的群体中，约65％的人预期年有效剂量在1-3mSv之间，约25％的人预期年有效剂量小于1mSv，而其余10％的人年有效剂量大于3mSv。个人剂量变化范围很大。整理课件

表2-2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整理课件2.1.4氡

地球上三个原生放射系(钍系,232Th,;铀系,238U,;锕系,235U,)中，产生氡的三个同位素，它们是222Rn、T1/2=3.82d；220Rn、T1/2=55.6s；219Rn、T1/2=3.96s。氡的析出率：含氡物质(射气介质)表面上单位时间内单位面积氡的析出活度。整理课件1、氡及其短寿命子体核素的内照射剂量产生内照射的主要贡献者是222Rn、220Rn短寿命子体，空气中的222Rn、220Rn短寿命子体的浓度除用Bq·m-3表示外，还常用单位体积空气中所含子体全部衰变完了(222Rn→210Pb铅，220Rn→208Pb)所释出的α粒子总能量(α潜能浓度,单位为MeV·m-3)表示。

平衡因子(F)：表示空气中实际的氡子体总α潜能浓度与和空气中氡浓度达到平衡时氡子体总α潜能浓度之间的比值。平衡当量浓度(EEC)：表示空气中实际存在的氡子体总α潜能浓度所相应的与之平衡的氡浓度。一般情况下，室外大气中222Rn子体的平衡因子为0.8，室内为0.4。整理课件整理课件氡的健康危害整理课件表2-3我国居室中氡浓度

居室类型和范围测量点数氡浓度Bq•m-3备注算术平均值最大值一般居室大陆*香港**全世界**67082441301401200地下室*8365824900包括地下商场和旅店等窑洞***62144698煤渣（灰）砖～150174

*

潘自强，辐射防护的现状和未来，原子能出版社1997.**UNSCEAR2000。***尚兵王作元高印平等，中国甘肃东部地区居民窑洞中的氡浓度辐射防护15(6)461，1995.整理课件使用空调对室内氡浓度的影响

随着人们生活水平的不断提高，有些因素可导致居室中氡浓度的升高，现代化的建筑以及居室，现在普遍使用空调，使用空调就可能导致居室中氡浓度明显增高，有的调查结果表明：使用空调的房间为35.9Bq/m3，而没有使用空调的房间为15.7Bq/m3，二者相差约1倍。整理课件花岗岩与大理石整理课件天然辐射源——2.1.5人类活动引起的天然辐射的增加

整理课件矿物的开采和应用1、煤由于煤的开采，每年估计释放氡量为30~800TBq，人均年有效剂量为0.2~2nSv。2、其它能源生产全球由于燃气及地热发电厂产生的归一化总集体有效剂量各为3人·Sv·(GWa)-1，相应的人均年有效剂量各为1nSv。3、磷酸盐矿物应用、矿砂的开采、选、冶都会产生一些剂量。整理课件表2-4不同航线机舱内宇宙辐射有效剂量(软件计算结果)注：假设短航线的巡航高度为11.0km,爬升到巡航高度的时间为20分钟，降落20分钟。飞行时间取自公布的时刻表。表中各航线的剂量是1999年的平均值,剂量估算的误差约为

20%。

（a）某些短航线

航线（单程）飞行时间（min）航线有效剂量(

Sv)千小时有效剂量（mSv/1000h）北京

广州1806.82.3北京

上海1154.12.2北京

东京2058.92.6广州

上海1203.81.9上海

成都1404.82.1上海

昆明1856.52.1整理课件（b）某些长航线

注：假设长航线50%飞行时间的巡航高度为11.0km,另50%飞行时间的巡航高度为12.5km。爬升到巡航高度的时间为30min，降落时间30min。飞行时间取自公布的时刻表，因此包括停在地面上的时间。表中国外航线是太阳活动最小情况下的计算结果，而起点在中国的航线是1999年的平均值,计算结果的误差约为

20%。

航线（单程）飞行时间(min)航线有效剂量(

Sv)千小时有效剂量（mSv/1000h）北京

旧金山460435.6北京

哥本哈根535406.0北京

布鲁塞尔665686.2北京

巴黎650666.2上海

温哥华650666.2上海

布鲁塞尔845825.8广州

墨尔本550273.0广州

阿姆斯特丹860765.3斯得哥尔摩

东京605515.0法兰克福

曼谷630302.9阿姆斯特丹

温哥华645706.6布鲁塞尔

新加坡675302.7整理课件“事实上，在人类身体里就可以找到天然放射性核素。我们的身体平均每分钟要经历几十万次的核衰变。”诺贝尔奖获得者—西博格《人与原子》整理课件医疗辐射是最大的人工辐射来源，一般地区医疗辐射为天然辐射的20％；各种人工放射性核素，大约80％用于医学目的。2.2人工辐射

—1.医疗辐射

放射诊断

放射治疗

核医学整理课件表2-5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870.1471200胸部X射线透视371.1234700腰椎151.8159000胸椎4.11.433400骨盆和腹部110.8353300上胃肠道133.7274000（UNSCEAR2000）整理课件全世界医用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3.46.4127000尿路造影3.83.781300CT168.6785000血管造影2.112143000介入程序0.842098000……………………总计3302330000整理课件反应堆运行：大气，Kr（氪）、Xe（氙）、I、3H、14C、16N、35S、41Ar；水中，3H和裂变产物。长寿命核素，3H、14C、90Sr(锶）等，以及（镎、钚、镅等）超铀元素的同位素。后处理：核能生产所致居民人均年剂量当量，美国、加拿大为310-8Sv，英国为2.510-6Sv2.2人工辐射

—2.核电站整理课件核裂变及链式裂变反应整理课件秦山核电站外景

整理课件大亚湾核电站外景

整理课件田湾核电站整理课件在福建宁德核电站建设工地，工人们开始浇注第一罐混凝土。

整理课件浙江三门核电项目一期工程前期准备性施工情景

整理课件放射性落下灰局部沉降带状沉降全球性沉降（含200多种放射性物质）外照射：137Cs（铯）、95Zr（锆）、106Ru（钌）、140Ba（钡）等；内照射：14C、137Cs（铯）、3H、131I、239-241Pu（钚）等。食物链转移问题2.2人工辐射

—3.核爆炸整理课件表2-6各国大气层核爆炸次数

和核爆炸当量年份国家试验次数爆炸当量，Mt1945～19621949～19621952～19581960～19741964～1980美国苏联英国法国中国193142214522138.6357.516.711.920.7合计423545.4整理课件表2-7大气层核试验产生的放射性核素的

平均年有效剂量μSv年度北半球南半球外照射食入1

吸入总和外照射食入1

吸入总和1945-19993825311641076115178353282000-2099124141264311261572100-21991251633.150532000-∞1.4218021810.3218021801945-∞5202900164358014925303527201.包括在全球扩散的3H和14C的贡献。整理课件人类首次使用的核武：“小男孩”整理课件1945年投下在长崎的核武器，引起高达１８公里的蘑菇云整理课件日本广岛在原爆之后整理课件2.2人工辐射—4放射性同位素的生产和应用放射性同位素的生产及其在工业、医疗、教学等领域的应用，这些放射性核素也会给公众带来不定期的剂量，这些核素主要有14C、125I、3H、131I等核素。—5核事故到目前为止，世界上发生二次大的核事故，它们是美国的三里岛事故和前苏联的切尔诺贝利核事故，它们发生的原因不同，造成的破坏也不同，释放出的核素也不尽相同。另外，军用核设施、核武器运输等也会对公众产生辐射剂量。整理课件人工辐射的组成整理课件类型剂量水平(mSv)看电视每天2小时<0.01mSv/a夜光表0.02mSv/a乘飞机2000km0.005mSv/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）1μSv/a吸烟每天20支（“钋弹”）0.5～1mSv/a诊断X射线人均年有效剂量0.3CT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日常生活中可能遇到的辐射整理课件全世界接受剂量监测的工作人员的职业性照射剂量（1985-1989）摘自，UNSCEAR，1993，表3职业年集体有效剂(人·Sv）年人均有效剂量（mSv）核燃料循环25002.9采矿12004.4水冶1206.3富集0.40.08燃料制造220.8反应堆运行11002.5后处理363.0科学研究1000.8其他职业18000.6工业应用5100.9国防活动2500.7医学应用10000.5合计（取整）43001.1整理课件2000年天然和人工源所致年均

个人有效剂量源

世界范围个人年均有效剂量（mSv）

照

射

的

范

围

和

趋

势

天然本底

2.4

典型范围为1～10mSv，这与具体地点的环境有关，也有相当多的人口所受剂量达到10～20mSv医学检查

0.4

范围在0.04mSv（最低健康医疗水平）和1.0mSv（最高健康医疗水平）之间

大气核试验

0.005已从最大的1963年的0.15mSv逐渐降低，北半球相对较高，南半球相对较低

（UNSCEAR，2000）整理课件2000年天然和人工源所致年均个人有效剂量（续）

源

世界范围个人年均有效剂量（mSv）照射的范围和趋势

切尔诺贝利事故

0.002已从最大的1986年的0.04mSv（北半球的平均值）逐渐降低，事故现场附近较高

核能生产

0.0002随着核能计划的发展而增加，但又随着技术的完善而降低

职业照射

0.6包括核燃料循环、辐射工业应用、国防活动、辐射医学应用、教育等的均值

整理课件我国1985-2000期间职业照射的

个人剂量监测情况资料来源：卫生部卫生法制与监督司，1985年至2000年全国卫生监督工作情况通报。年份省区市数监测人数/万人平均监测率/％集体年有效剂量/人.Sv人均年有效剂量/mSv198560.223.51.601990213.51968.11.941995295.22877.41.502000319.4571041.10整理课件工作性质个人剂量(mSva-1)集体剂量（人·Sv/a）典型值范围地下煤矿地下有色金属地下铁矿地下其它矿山地下工作场所溶洞隧道施工汽灯纱罩生产温泉利用矿物加工航空机组人员核电站核和辐射技术应用地下铀矿核工业4.81612.84830322.4>1.74121030.36—181—1202.3—360.18—1600.2—310.14—400.1—81—102.88×104>9.6×10222.2×1023×10我国天然辐射及职业照射水平整理课件大亚湾核电站1994-2002年个人外照射

剂量监测结果（含承包商）年份被监测人数N年集体剂量S（人·Sv）年人均剂量（mSv）年最大个人剂量（mSv）大修集体剂量（人·Sv）及占总集体剂量的百分比（％）199432340.4270.134.730.181（42.4）199524991.9870.8010.341.628（81.9）199620321.6680.8212.101.560（93.5）199721531.5760.7420.741.401（88.9）199820581.3380.658.301.131（84.5）199922411.3320.5910.351.181（88.7）200021211.1340.538.150.919（86.3）200122401.3660.6136.301.225（89.7）2