辐射防护
Radiation Protection

辐射源剂量

辐射源无时无刻不在我们身边。有些是天然的,有些是人造的。一个人所吸收的辐射量是以剂量来衡量的。剂量是指人体吸收的辐射能量的数量。

在这一页,我们会谈到:

  • 背景辐射
  • 中国的平均剂量和来源
  • 常见辐射源的剂量

背景辐射

本底辐射在任何时候都存在于地球上。大部分的背景辐射是由矿物自然产生的,一小部分来自人造元素。地面、土壤和水中天然存在的放射性矿物会产生背景辐射。人体甚至含有一些这些自然产生的放射性矿物质。来自太空的宇宙辐射也对我们周围的背景辐射有所贡献。各地的天然背景辐射水平可能有很大的差异,同一地点的辐射水平也会随着时间的推移而变化。

宇宙辐射

宇宙辐射来自太阳和恒星的极高能量粒子,它们进入地球的大气层。一些粒子到达地面,而另一些则与大气层相互作用,产生不同类型的辐射。辐射水平随着你离辐射源越近而增加,所以宇宙辐射的数量通常随着海拔的升高而增加。海拔越高,剂量就越大。这就是为什么生活在高海拔地区的人比生活在海平面(海拔0米)的人每年接受的宇宙辐射剂量更高。

宇宙射线是指来自外层空间射向地球表面的射线,分为初始宇宙射线和次级宇宙射线。初始宇宙射线为直接来自外层空间的高能带电粒子,主要是质子和α粒子,以及某些更重的原子核;次级宇宙射线是由初始宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的次级粒子和电磁辐射,主要是μ介子、光子、电子以及中子。来自外层空间的初始宇宙射线,绝大部分在大气层中被吸收,到达地球表面的宇宙射线几乎全是次级宇宙射线。

宇生放射性核素主要是由宇宙射线与大气层中的核素相互作用产生的,其次是由宇宙射线与地表中核素相互作用产生的。在这些核素中,对公众剂量有明显贡献的是碳-14、氚(即氢-3)、钠-22和铍-7,其中碳-14、氚和钠-22也是人体组织所含的核素。这些宇生放射性核素对个人年有效剂量的贡献很小,即使对个人年有效剂量贡献最大的碳-14,也仅占全球天然电离辐射源所致个人年有效剂量的0.5%。下表列出了这几种宇生放射性核素的特性。目前我国已开展监测的宇生放射性核素包括氚和铍-7。

地球和我们身体中的放射性物质

天然存在于地球上的铀和钍被称为原始放射性核素,是地球辐射的来源。到处都可以找到微量的铀、钍及其衰变产物。陆地辐射水平因地而异,但地表土壤中铀和钍浓度较高的地区通常有较高的剂量水平。

在人体中可以发现放射性物质的痕迹,主要是天然存在的钾-40。钾-40存在于我们摄入的食物、土壤和水中。 我们的身体含有少量的辐射,因为身体以同样的方式代谢非放射性和放射性形式的钾和其他元素。

人为的来源

本底辐射的一小部分来自于人类活动。微量的放射性元素从核武器试验和乌克兰切尔诺贝利核电站这样的事故中散布到环境中。核反应堆释放出少量的放射性元素。工业中使用的放射性材料,甚至一些消费品中的放射性材料也是少量背景辐射的来源。

中国的平均剂量和来源

我们所有人每天都会受到辐射,这些辐射来自天然来源,如地下的矿物质,以及人造来源,如医疗X射线。我国居民所受的电离辐射个人年有效剂量比例示意图见下图。由图可见,我国居民所受的电离辐射照射中,绝大部分来自天然辐射源的照射,天然辐射源所致的居民个人年有效剂量占总剂量的94%,而人工辐射源所致的居民个人年有效剂量仅占总剂量的6%。(参考中国环境百科全书选编本《核与辐射安全》,潘自强、刘华主编,中国环境出版社2015年1月出版)。

环境中天然电离辐射源

环境中的天然电离辐射源主要包括来自外层空间的宇宙射线及宇生放射性核素和地壳中的原生放射性核素。根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2000年和2008年报告,全球天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值为2.4mSv(典型范围为1mSv~13mSv)。根据《核与辐射安全》,我国天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值大约为3.1mSv。天然电离辐射源所致个人年有效剂量平均值分布见下表:

常见辐射源的剂量

下图比较了常见辐射源的辐射剂量,包括天然和人造的。

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