第三章 天然放射性与人工放射性

1）医疗照射 ）
1.2 放射性治疗 利用放射性照射来治疗肿瘤等疾病已广泛地应用 在医疗界，尽管在某些治疗中患者可能受到大剂 量的照射，但实际上接受放射性治疗的还是少数 人。在大多数国家，放射性治疗对群体产生的平 均剂量远低于放射性诊断。
1）医疗照射 ）
1.3 放射性同位素在医学中的应用 放射性同位素在医学中可用于跟踪人体内化学物 质的转移途径和部位。因为放射性同位素与同一 元素的稳定同位素，在化学性质上是相同的，所 以它们在人体内经过的途径和浓集的程度也是相 同的。
1）医疗照射 ）
医疗照射 指接受治疗或诊断时患者或被检查者所受的照射
，包括放射性诊断、放射性治疗和放射性同位素在医学中的 包括放射性诊断、 包括放射性诊断 应用三个方面。 应用三个方面。 医学中所应用的辐射种类越来越多有：医用诊断X线 牙科X 医学中所应用的辐射种类越来越多有：医用诊断X线 ，牙科X 扫描， 线，核医学，放射治疗，介入放射，CT扫描，皮科敷贴等等 核医学，放射治疗，介入放射， 扫描 ，几乎医学各科都离不开辐射的诊治。 几乎医学各科都离不开辐射的诊治。
5）人体内的天然放射性核素 ）
体内放射源主要是人体内含有某些微量放射性元素， 体内放射源主要是人体内含有某些微量放射性元素，如14C和40K 某些微量放射性元素 和 等。 铀和钍系的放射性气体衰变产物，即氡气和钍射气， 铀和钍系的放射性气体衰变产物，即氡气和钍射气，对人体内放 射性也有显著的贡献。 射性也有显著的贡献。 由于地球上的土壤和水中都含有少量放射性物质， 由于地球上的土壤和水中都含有少量放射性物质，其中一部分通 过饮水和食物链的循环而转移到人体内， 过饮水和食物链的循环而转移到人体内，产生对人体的照射
6) 天然辐射造成的平均年剂量值 天然辐射造成的平均年剂量值
人类的实践活动和自然界演变均可能使天然辐射本底 的水平发生变化。自然演变引起的变化通常是一个缓 慢的过程。人类的实践活动，特别是近代工业的发展， 有可能使天然辐射本底水平在较短时间内发生变化。 严格地说，不存在固定不变的天然辐射水平。这里所 说的天然辐射本底水平实际上是指某一时间范围内天 然辐射的水平。
1）医疗照射 ）
1.1 放射性诊断 据估计，群体由于使用Ｘ射线进行放射性诊 断，而受到的照射占医疗照射的75~90％。 放射性诊断包括透视、拍片、萤光检查和CT 检查等诊断方法。
1）医疗照射 ）
表 3.3 常见的放射性诊断方法所致剂量水平 诊 断 方 法 胸透 拍片 萤光检查 计算机断层照相 0.5~1mSv 头 3~5 mSv；胸 0.4~1.5 mSv；腰椎 10~40 mSv；胸椎 7~20 mSv 正常 25mSv/分；高水平 100mSv/分 腹 25mSv；腰椎 35mSv；头 50mSv 剂 量 水 平
3）空气中的放射性 ）空气中的放射性
放射性气体在空气中的数量随本地区的铀和钍的含量而定。 在同一地区，气候条件将大大地影响这些气体的浓度。通常 室内的水平比室外高。室内水平由建筑材料和通风率决定。 在矿山和地下洞穴浓度都很高。氡和钍射气及其衰变产物的 放射性对人体将产生内、外照射。 从某些建筑材料中释放出来的氡气使有些地区室内氡气含量 过高，已引起人们的关注。
地球上每个人受到来自宇宙射线照射的平均剂量 率约为：0.38mSv a -1
1）宇宙射线（cosmic rays） ）宇宙射线（ ）
宇宙射线中的中子与大气层中的氮原子发 生作用时，产生一种非常重要的放射性核 素14C，其反应为14N (n,p) 14C。14C的半衰 期为5692年，它将扩散到低层大气中，并 在那里被生物吸收。
2) 陆地上的辐射源 陆地上的辐射源
世界上的某些地区放射性本底比较高，如印度的 喀拉拉邦为13mSv/年，法国的纽曼岛约为 2.65mSv/年，我国某地约为2.49mSv/年。当然 ，世界大部分地区都属低本底地区。
3）空气中的放射性 ）空气中的放射性
空气中的本底放射性主要是由土壤中的铀和钍产生的。 同位素238Ｕ和232Th都是天然的放射性核素，在它们各自 的衰变链中将分别产生222Rn和220Rn，前者叫氡气，后 Rn Rn 者叫钍射气。它们都是稀有气体，常通过地球表面扩散 出来，悬浮在空气中。这些气体发生衰变时，它们的产 物又附着在空气中的灰尘中。
陆地上的辐射源 2) 陆地上的辐射源
地球上存在的天然放射性核素有两大类： 一类是具有衰变系列的放射性核素，即铀系、钍系、锕系， 每一个系都可连续衰变十几次，才变为稳定性核素的子体，母 元素均为原子序数大于83的重的天然放射性核素，半衰期都在 1010年以上； 第二类是无衰变系列的天然放射性核素，如40K 、87Rb等。
我国1985年总人口为 年总人口为1.04×109人，X射线诊断所致年集体有效剂量为 我国 年总人口为 × 射线诊断所致年集体有效剂量为 9.16×104人Sv，核医学检查及治疗所致年集体有效剂量为 × ，核医学检查及治疗所致年集体有效剂量为2.32×104人Sv， × ， 二者相加医疗照射总年集体有效剂量为1.15×105人Sv，因此，年人均有效 × 二者相加医疗照射总年集体有效剂量为 ，因此， 剂量当量约为0.11mSv。 。 剂量当量约为
第三章 天然放射性与人工放射性
1. 天然辐射源
1）宇宙射线（cosmic rays） ）宇宙射线（ ）
从宇宙空间发射而来的高能粒子流，由初级宇宙射线 和次级宇宙射线组成。
宇宙射线是来自宇宙空间的高能粒子辐射，它主要是由一些 质子、α粒子与原子序数Ｚ＞3的核组成的。 宇宙射线有较强的贯穿能力，在射向地球时，与大气中与物 质原子相碰撞，发生多种类型的反应而产生次级宇宙射线。 由于大气层的屏蔽作用，大大减少了到达地球表面的宇宙辐 射的总量。
40
K
宇 宙 射 线 人 体 中 的 铀 和 钍 核 素 总 计
6) 天然辐射造成的平均年剂量值 天然辐射造成的平均年剂量值
表 2 我国居民天然辐射造成的平均年有效剂量 射 线 源 电离成分 宇宙射线 外照射 陆地 γ 辐射 氡及其短寿命子体 钍射气及其短寿命子体 内照射
40
平均年有效剂量（Sv） 260 57 540 916 185 170 170 2298
1）宇宙射线（cosmic rays） ）宇宙射线（ ）
人们在不同的海拔高度受到宇宙射线的照射剂量是不同的 在赤道海平面处测得的平均剂量率为0.23mSv/年，而在海拔 3050m 3050m处的剂量率则为0.56mSv/年。在中纬度不同高度剂量 0.56mSv/ 率的典型值是：在4km约为0.2Sv/h，在12km约为7Sv/h， 在16km约10~15Sv/h。在民年1mSv。
6) 天然辐射造成的平均年剂量值 天然辐射造成的平均年剂量值
表 3.1 英国 Isles 地区天然辐射源产生的平均年有效剂量
辐 射 源 平均年有效剂量（Sv） 400 10 800 200 300 170 1880
局 部 地 区 的 γ 辐 射
14
C
氡 和 钍 射 气 及 其 衰 变 产 物 人 体 中 的
4） 水中的放射性
水中的放射性产物随水源的类型而定。 – 例如，海水中含有大量的40Ｋ。 – 许多天然泉水中含有相当数量的铀、钍和镭等放射性 元素。由于雨天从空气中收集放射性物质，地面水收 集存在于岩石和土壤中的放射性，因此可以说几乎所 有的水多少都含有放射性。 通常饮水而造成人体内照射的剂量已包括在人体内放射性 造成的剂量之中。
2） 公众照射
A. 核工业产生的公众照射 核能工业的发展，导致了放射性废物量不断增加，连续地将低水平的放射性 废物排放到环境中，可能引起人类环境本底辐射水平的提高。 主要是排放放射性“三废”和由事故释放出的放射性核素所造成的局部污染。 据联合国原子辐射效应科学委员会 联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）报1956—1990年由核工业 联合国原子辐射效应科学委员会 产生的累积集体剂量也仅为世界居民一年内所受天然辐射产生的集体剂量的 1/10 。我国1985年前的三十年间核工业各系统对公众产生的年平均集体剂量 为2.31×10人Sv。放射性废物处置对公众所受总照射量的贡献还很小。 虽然给人类造成的附加剂量负担很小，但必须防止较大放射事故的发生。
人体内的放射性还有226Ra、228Ra和14C等，但其量甚微。 平均剂量约为1.52mSv a-1。
5）人体内的天然放射性核素 ）
在人体内，40K的含量最多。如根据人体平均含有 体重的0.2％的天然钾，而每克天然钾按含有 8.2×10-10居里40Ｋ计算，一个体重为60千克的人， 体内40K的放射性活度为： 8.2×10-10×3.7×1010×60×103×2×10-3 ＝ 3640Bq ＝ 3.64kBq
随着医疗保健事业的发展，接受医疗照射的人数愈来愈多。据统计，在发达 国家接受Ｘ射线检查的频率每年每1000居民约为300~900人次，而在发展中 国家，其频率则约为发达国家的十分之一。
医疗照射给人类造成的剂量负担人均年有效剂量为0.4—1.0mSv，约为天然 ， 医疗照射给人类造成的剂量负担人均年有效剂量为 辐射的1/5。随着人类生活水平和医疗水平的提高，其应用频率呈增长趋势。 辐射的 。随着人类生活水平和医疗水平的提高，其应用频率呈增长趋势。
2） 公众照射
B. 核试验沉降物产生的公众照射 核试验“沉降物”，有的又叫“落下灰”，这个 术语应用于核爆炸引起的沉降到地球表面上的放 射性灰状物。核试验沉降物是人工辐射源，它将 增加人类环境的本底辐射水平。
从1945年到1989年，全世界共进行了 1799 次核武 器实验，美国921次，前苏联624次，二者实验占总 数的89% 。其中大气层实验483次，爆炸的总能量 相当于42000个美国在广岛投的原子弹。
2） 公众照射
4 人类从食物中摄入 Sr 的量
90 90
食 物 种 类 牛奶 面粉和谷物 根菜类 叶菜类 水果 肉、鱼和蛋 水 总 计