环境中放射性的来源培训课件

环环境中放射性的来源境中放射性的来源2.1天然辐射源(一一)天然源天然源 (1)宇宙射线宇宙射线 初级宇宙线初级宇宙线质子（质子（87）、）、粒子（粒子（10）、重带电粒子、电子、）、重带电粒子、电子、中子等。中子等。高能辐射，穿透力很强高能辐射，穿透力很强;次级宇宙线次级宇宙线初级宇宙射线与大气作用产物。初级宇宙射线与大气作用产物。比初级弱比初级弱 放射性核素放射性核素 原生放射性核素：原生放射性核素：以以238U、232Th和和235U为起始核素的三个天然放射系，以及独立的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长寿命放射性核素如40K等。等。宇生放射性核素：宇生放射性核素：对公众剂量有明显贡献的核素，对公众剂量有明显贡献的核素，14C、3H、22Na、7Be。2环境中放射性的来源(2)陆地陆地 辐射辐射(外照射外照射)本底辐射：天然放射性物质产生的辐射本底辐射：天然放射性物质产生的辐射+宇宙射线宇宙射线 来源：来源：原始存在的（原生的原始存在的（原生的)、宇宙射线产生的系列放射性、宇宙射线产生的系列放射性核素、非系列放射性核素核素、非系列放射性核素 自发裂变核素自发裂变核素铀系（铀系（U-238系系)钍系（钍系（Th-232系）系）锕系（锕系（U-235系）系）U Pa Tu Ac Ra Fr Rn At Po Bi Pb Tl 铀铀 镤镤 釷釷 锕锕 镭镭 钫钫 氡氡 砹砹 钋钋 铋铋 铅铅 铊铊我国全国本底调查表明我国全国本底调查表明:(土壤中含量土壤中含量)40k:580 200 Bq/kg 232Th系列系列:49 28 Bq/kg 72nGy/h 238U系列系列:40 34 Bq/kg 美国的调查结果平均值与我国类似美国的调查结果平均值与我国类似,但钍和钾略低一些但钍和钾略低一些,平均平均剂量率剂量率:55 nGy/h 剂量率剂量率:室内室内/室外室外=0.8 2.0 全世界人口加权平均值全世界人口加权平均值:0.46 mSv3环境中放射性的来源(3)陆地辐射陆地辐射(内照射内照射,氡除外氡除外):长寿命天然放射性核素的摄入长寿命天然放射性核素的摄入:40k:丰度丰度 0.118%;比活度比活度 55 Bq/kg 年有效剂量年有效剂量(成年成年)0.165 mSv 232Th系列和系列和238U系列系列:年有效剂量年有效剂量 0.06 mSv 照射量的变化与饮食结构和习惯有关照射量的变化与饮食结构和习惯有关4环境中放射性的来源(4)陆地辐射陆地辐射(氡及其衰变产物的内照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氡在天然放射性核素中的三个同位素:锕系列锕系列(235U系系)的的219Rn(锕射气锕射气)钍系列钍系列(232Th系系)的的220Rn(钍射气钍射气)铀系列铀系列(238U系系)的的222Rn(氡射气氡射气)222Rn是最有意义的同位素是最有意义的同位素:T1/2=3.825天天 220Rn只有在只有在232Th含量高的地区才重要含量高的地区才重要:T1/2=55.6秒秒室内室内222Rn水平水平:与房屋下土壤、建材、结构、通风等因素有关与房屋下土壤、建材、结构、通风等因素有关 220Rn与与222Rn的产生的产生:取决取决228Ra与与226Ra Ra 比活度比活度:花岗岩花岗岩 沉积岩、变质岩沉积岩、变质岩 玄武岩玄武岩室内室内222Rn水平水平:我国我国 24Bq/m3(Max:378 Bq/m3)美国美国 42Bq/m3(Max:1420Bq/m3)世界平均世界平均 42Bq/m3产生的年平均有效剂量：产生的年平均有效剂量：1.2 mSv5环境中放射性的来源天然电离辐射源所致成年人年平均有效剂量天然电离辐射源所致成年人年平均有效剂量 照照 射射 年有效剂量年有效剂量(mSv)成成 份份 正常本底地区正常本底地区 剂量高值地区剂量高值地区 宇宙射线宇宙射线 0.38 2.0 宇生放射性核素宇生放射性核素 0.01 0.01 陆地辐射陆地辐射:外照射外照射 0.46 4.3 陆地辐射陆地辐射:内照射内照射(氡除外氡除外)0.23 0.6 陆地辐射陆地辐射:氡及子体内照射氡及子体内照射 吸入吸入222Rn 1.2 10 吸入吸入220Rn 0.07 0.1 食入食入222Rn 0.005 0.1 合合 计计(摄入值摄入值)2.46环境中放射性的来源天然辐射源照射世界平均辐射剂量值天然辐射源照射世界平均辐射剂量值 （UNSCEAR 2000UNSCEAR 2000UNSCEAR 2000UNSCEAR 2000）辐辐 射射 源源年年有有效效剂剂量量mSv平平均均值值典型范围值典型范围值外照射外照射宇宙辐射宇宙辐射直接电离辐射和光子直接电离辐射和光子0.28（0.30）a 中子成分中子成分0.10（0.08）宇生核素宇生核素0.01（0.01）宇宙射线与宇生核素小计宇宙射线与宇生核素小计0.390.31.0b 陆地外照射陆地外照射 室外室外0.07（0.07）室内室内0.41（0.39）陆地外照射小计陆地外照射小计0.480.30.6c 外照射外照射合合计计0.870.61.67环境中放射性的来源 天然辐射源照射世界平均辐射剂量值（续）天然辐射源照射世界平均辐射剂量值（续）辐辐射射源源 年年有有效效剂剂量量 mSv平平均均值值典型范围值典型范围值内照射内照射 吸入内照射吸入内照射 铀、钍系列铀、钍系列0.006（0.01）氡（氡（222Rn）1.15（1.2）钍（钍（220Rn）0.10（0.07）吸入内照射小计吸入内照射小计1.260.210d 食入内照射食入内照射40K0.17（0.17）铀和钍系铀和钍系0.12（0.06）食入内照射小计食入内照射小计0.290.20.8e 内照射内照射 合计合计 1.55 总总计计2.41108环境中放射性的来源 正常本底地区天然辐射源正常本底地区天然辐射源 致人体的年有效剂量致人体的年有效剂量辐射来源辐射来源年有效剂量年有效剂量,mSv,mSv宇宙射线宇宙射线0.38宇生核素宇生核素0.01陆地陆地 外照射外照射0.48陆地放射性核素内照射陆地放射性核素内照射(不包括氡不包括氡)0.29氡及其子体氡及其子体1.25总总计计2.49环境中放射性的来源 部分岩石的放射性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）1.4413 基 性 0.471.24 超基性 0.200.72.0沉积岩 4.30.5 石灰岩 0.51.51.3 粘 土 1.34-砂 岩 0-1.53.0-粘土质页岩 1.0-10环境中放射性的来源部分国家的天然本底水平部分国家的天然本底水平11环境中放射性的来源世界天然辐射高本底地区世界天然辐射高本底地区（UNSCEAR 2000UNSCEAR 2000）国家国家 地地 区区 区区 域域 特特 证证 近似近似人口人口 空气吸收剂量率空气吸收剂量率a a （nGynGyh h-1-1）巴西巴西Guarapari Mineas Guarapari Mineas Gerais and Goias Gerais and Goias Pocosde Caldas Pocosde Caldas AraxaAraxa独居石砂，独居石砂，沿海地区沿海地区火山侵入岩火山侵入岩 7300073000350 350 9090170170（街道）（街道）90909000090000（海滩）（海滩）11011013001300平均平均340340平均平均28002800中国中国 广东阳江广东阳江 独居石微粒独居石微粒 80000 80000 平均平均370 370 埃及埃及 尼罗河三角洲尼罗河三角洲 独居石砂独居石砂 20400 20400 法国法国 中央区中央区西南西南 花岗岩花岗岩,石石砂铀矿砂铀矿 7000000 7000000 2020400400101010000 10000 印度印度 克拉拉和马德拉斯克拉拉和马德拉斯恒河三角洲恒河三角洲 独居石砂，沿独居石砂，沿海地区海地区200Km200Km长，长，0.5Km0.5Km宽宽 1000000 1000000 20020040004000平均平均18001800260260440 440 12环境中放射性的来源 世界天然辐射高本底地区（续）世界天然辐射高本底地区（续）国家国家地地区区区区域域特征特征近似近似人口人口空气吸收剂空气吸收剂量率量率a（nGyh-1）伊朗伊朗腊姆萨尔腊姆萨尔马哈拉马哈拉泉水泉水200070170008004000意大利意大利拉齐奥拉齐奥坎帕尼亚坎帕尼亚奥维多城奥维多城 南托斯卡纳南托斯卡纳火山土壤火山土壤5100000560000021000100000平均平均180平均平均200平均平均560150200纽埃岛纽埃岛太平洋太平洋火山土壤火山土壤4500最大最大1100瑞士瑞士TessinAlps，Jura片磨岩土壤中片磨岩土壤中2 226Ra30000010020013环境中放射性的来源我国部分我国部分 辐射较高的地区辐射较高的地区地地点点面面积积km2陆陆地地辐辐射射剂剂量量率率nGyh-1土壤中天然放射性核素含量土壤中天然放射性核素含量Bqkg-1原原野野道道路路室室内内样样品品点数点数均值均值点数点数均值均值点数点数均值均值数数238U232Th226Ra40K河北河北驻马店驻马店约约2002209.22197.72279.3445.4174.244.3656.6福建福建鬼头山鬼头山232409.41432.113638693261253广东广东阳江阳江约约50048138.851138.057255.6广西花山广西花山-姑婆山姑婆山约约50017205.216278.2170211184766四川四川降札温泉降札温泉6053940最高点最高点6900最高点最高点8600（浴室）（浴室）30001.61041562.010426214环境中放射性的来源2.2 人工辐射人工辐射源来源于放射性物质的生产、使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。质的同时会排出放射性废物。15环境中放射性的来源2.2.1 2.2.1 矿物的开采和应用矿物的开采和应用 1.1.煤煤燃煤对环境的影响燃煤对环境的影响化学物质污染化学物质污染放射性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：煤散逸飞灰中放射性核素的平均含量：40K为为265Bq/kg，238U为为200Bq/kg，210Pb为为930Bq/kg，210Po为为1700Bq/kg，232Th为为70Bq/kg，228Th为为为为110Bq/kg，228Ra为为130Bq/kg燃煤电站导致的居民辐射剂量燃煤电站导致的居民辐射剂量是核电站的是核电站的3倍！倍！16环境中放射性的来源2 2磷酸盐矿物的应用磷酸盐矿物的应用2.2.1 2.2.1 矿物的开采和应用矿物的开采和应用 磷肥中238U和226Ra的比活度分别为4000和1000Bqkg-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。17环境中放射性的来源2.2.22.2.2日常活动中的辐射日常活动中的辐射18环境中放射性的来源类型类型剂量水平剂量水平(mSv)看电视每天看电视每天2小时小时0.01mSv/a夜光表夜光表0.02mSv/a乘飞机乘飞机2000km0.005mSv/h眼镜（局部）眼镜（局部）0.010.04mSv/a家用天然气（局部）家用天然气（局部）0.060.09mSv/a假牙（局部）假牙（局部）1Sv/a吸烟每天吸烟每天20支（支（“钋弹钋弹”）0.51mSv/a诊断诊断X射线人均年有效剂量射线人均年有效剂量0.3CT人均单次有效剂量人均单次有效剂量8.6使用火力发电厂带来的照射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核设施附近人均年有效剂量0.001-0.219环境中放射性的来源 人工辐射人工辐射医疗辐射医疗辐射1.1.放射诊断放射诊断 2.2.放射治疗放射治疗 3.3.核医学核医学医疗辐射是最大的人工辐射来源；各种人医疗辐射是最大的人工辐射来源；各种人工放射性核素，大约工放射性核素，大约80用于医学目的。用于医学目的。20环境中放射性的来源全世界医用全世界医用X X射线检查的频率、有效剂量和射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（集体剂量（1991-19961991-1996）检检 查查 每每10001000人口检人口检查次数查次数 每次检查的有效每次检查的有效剂量，剂量，mSvmSv年集体剂量，年集体剂量，人人Sv Sv 胸部胸部X X射线摄影射线摄影 87 87 0.14 0.14 71200 71200 胸部胸部X X射线透视射线透视 37 37 1.1 1.1 234700 234700 腰椎腰椎 15 15 1.8 1.8 159000 159000 胸椎胸椎 4.1 4.1 1.4 1.4 33400 33400 骨盆和腹部骨盆和腹部 11 11 0.83 0.83 53300 53300 上胃肠道上胃肠道 13 13 3.7 3.7 274000 274000 21环境中放射性的来源全世界医用全世界医用X X射线检查的频率、有效剂量和射线检查的频率、有效剂量和集体剂量（集体剂量（1991-19961991-1996）（续）（续）检检查查每每1000人口检查人口检查次数次数每次检查的有效剂量，每次检查的有效剂量，mSv年集体剂量，年集体剂量，人人Sv下胃肠道下胃肠道3.46.4127000尿路造影尿路造影3.83.781300CT168.6785000血管造影血管造影2.112143000介入程序介入程序0.842098000总总计计330233000022环境中放射性的来源24环境中放射性的来源塞塞米米巴巴拉拉金金斯斯克克核核试试验验场场25环境中放射性的来源核试验放射性核素沉积密度逐年变化核试验放射性核素沉积密度逐年变化 26环境中放射性的来源南、北半球南、北半球 Cs-137Cs-137沉积密度逐年变化沉积密度逐年变化27环境中放射性的来源 大气层核试验致我国居民平均有效剂量负担大气层核试验致我国居民平均有效剂量负担28环境中放射性的来源全球性核试验所致我国公众全球性核试验所致我国公众平均有效剂量负担平均有效剂量负担（Sv）（19541999）外照射途径：469（50.8%）食入途径：300（32.5%）吸入途径:154（16.7%）合计：92329环境中放射性的来源 核试验所致我国公众照射的逐年变化情况核试验所致我国公众照射的逐年变化情况 1959年和年和1963年年我国公众所受剂我国公众所受剂量最大，分别为量最大，分别为0.203mSv/a和和0.202mSv/a，1963年之后，公年之后，公众受照剂量逐渐众受照剂量逐渐减少，在减少，在1971年年前后又出现不太前后又出现不太明显的小峰。明显的小峰。30环境中放射性的来源2.2.4 核能生产1.铀矿开采和水冶铀矿开采和水冶 氡、铀、钍、镭等放射性核素氡、铀、钍、镭等放射性核素2.核电站核电站 反应堆运行：大气，反应堆运行：大气，Kr、Xe、I、3H、14C、16N、35S、41Ar；水中，；水中，3H和裂变产物。和裂变产物。乏燃料后处理：长寿命核素，乏燃料后处理：长寿命核素，3H、14C、85Kr、90Sr等，等，以及超铀元素的同位素以及超铀元素的同位素31环境中放射性的来源核电力生产持续到2500年时的年人均当量剂量预计值项目项目年份年份1980200021002500年核发电预计值年核发电预计值GW(e)8010001000010000年集体有效剂量年集体有效剂量(人人Sv)5001000200000250000世界人口世界人口(109)4101010年人均当量剂量年人均当量剂量(Sv)0.112025占天然辐射源平均暴露量的百分数占天然辐射源平均暴露量的百分数()0.0050.051132环境中放射性的来源2.2.5 核事故核事故1 1民用核反应堆事故民用核反应堆事故 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12EBq，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。33环境中放射性的来源2.2.5 核事故核事故2.军用核设施军用核设施19571957年年9 9月发生的前苏联月发生的前苏联车尔尔雅雅宾斯克斯克钚生生产中心事故和同年中心事故和同年1010月月发生的生的英国温英国温茨茨凯尔尔反反应堆事故堆事故。车尔雅宾斯克事故时放射性烟云上升到约车尔雅宾斯克事故时放射性烟云上升到约1000m的高空，的高空，11h内在厂区周围约内在厂区周围约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的地面沉降密度为的地面沉降密度为4kBqm-2(为全球落下灰水平的为全球落下灰水平的2倍倍)。此后，己沉积的核素在一定程度上又出现了。此后，己沉积的核素在一定程度上又出现了再分布，再分布，la后污染区面积达到后污染区面积达到15000一一23000km2，涉及人口约，涉及人口约27万。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，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量估计为2000人人Sv，其中地面沉积外照射占，其中地面沉积外照射占300人人Sv，吸入内照射占，吸入内照射占900人人Sv，食入内照射占食入内照射占800人人Sv。主要贡献来自。主要贡献来自131I(37)、210Po(37)和和137Cs(15)。34环境中放射性的来源3 3核武器运输核武器运输19661966年年1 1月在西班牙地中海岸曾发生装运核武器的飞机坠毁事故，未能及月在西班牙地中海岸曾发生装运核武器的飞机坠毁事故，未能及时打开降落伞的核武器击地引起起爆炸药爆炸，易裂变物质释放，导致时打开降落伞的核武器击地引起起爆炸药爆炸，易裂变物质释放，导致2.26km2.26km2 2的城乡地区受的城乡地区受239239PuPu和和240240PuPu的的污染。染。1968年年1月，美国携带核武器的飞机坠毁于北苏格兰海岸附近，月，美国携带核武器的飞机坠毁于北苏格兰海岸附近，使使239Pu污染污染1.2万平方米的区域。万平方米的区域。35环境中放射性的来源4.4.我国核事故情况我国核事故情况1988-1998年放射性事故年度分布年放射性事故年度分布36环境中放射性的来源事故发生领域统计37环境中放射性的来源密封放射源未被破坏的事故密封放射源未被破坏的事故位置年份装置受照的主要原因人数照射健康后果安徽1963辐照装置60Co,2.91011Bq，装在400公斤铅罐内，长期不用而放置在河塘边，农民将源从罐中取出带回家放了10天,全家6人和村民67人受照736人急性放射病,其中2人死亡北京1979在钢筋混凝土建筑物底座下发现放射源（60Co,31010Bq）小剂量照射黑龙江1985辐照装置购的源(137Cs,3.71011Bq)因不具备条件而没用,后被学生盗走卖给收废品人,然后裸源放家中达3个月93人急性放射病，其中1人照后22月个死亡山西1992辐照装置1973年建辐照室,1980年停用,1992年清理辐照室,误将1源(60Co,4.71011Bq)留水池底,施工时民工拾起放口袋内带回家,住院时带入医院1654人急性放射病,其中3人死亡吉林1996探伤机192Ir活度2.81012Bq，深夜探伤机锁坏源掉出，次日早8点1员工拾后放入右前裤袋，午后放床下，5时发现移走源1中度骨髓型急性放射病，切除3肢广东1998探伤机密封192 Ir源丢失,废品收购店收，砸破源全露，多人受照，活度6.01012Bq 7全身照射最大者0.25Gy河南1999远距离治疗机收购经多次非法转让带60Co源（2.141013Bq）治疗机,2人将两根源棒从铅罐中取出,轮流扶持击打源棒历时3 h72人急性放射病，剂量最大者5.61Gy38环境中放射性的来源