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天然本底辐射及其照射剂量

2022.11.20
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zhaoqisun

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人体接受的辐射能称之为放射线照射,根据射线对人体照射方式的不同,分为外照射和内照射。前者如x射线透视,γ射线照射治疗癌症。后者如服用含放射性同位素的药品、食品等。天然本底辐射既有外照射,又有内照射 。

外照射源

1、 宇宙射线

初级宇宙射线主要是由带正电的高能粒子(质子、a粒子等)组成,当其进人大气层后,与空气中的原子核发生反应,产生介子、中子和y射线,成为次级宇宙射线,按其穿透能力,这种次级宇宙射线分为软、硬两种成分,前者以电子、光子为主,后者以介子为主,其穿透能力大,可穿过10cm厚的铅板。

宇宙射线的强度随高度而增加,在距离海平面16-20km的高空达最大值,同时,软、硬成分的比例也随其高度发生变化。初级宇宙射线受地磁场影响,其带电粒子随地球纬度的变化而变化。因此,通常以中纬度(50。)海平面为基准,计算出宇宙射线给予人类的剂量率。

宇宙射线又分为初级宇宙射线和次级宇宙射线。初级宇宙射线是从宇宙空间进入地球的高能粒子流,主要由质子、α粒子和电子构成。初级宇宙射线与大气中的原子核(氮、氧等)相互碰撞而释放出次级质子、中子、介子、重离子等形成次级宇宙射线。

宇宙射线的强度随海拔高度的增加而增大。因此,高原地区的人群受到的宇宙射线照射剂量比平原地区的人群高。在海平面上,宇宙射线对人体的年平均照射当量剂量约为0.3mSv。然而,居住在海拔相当高的地方,例如中国拉萨,居民接受的年剂量是居住在海平面高度的人的数倍。在飞机飞行的高度,宇宙射线的强度比地面高得多。在洲际航线的巡航高度上,剂量率可以达到地面值的100倍。

2 、地表放射性核素

地壳由各种元素组成,其中不乏放射性核素。这些核素不断发生连续衰变,形成3个衰变系列,即以238U为衰变母体的19种核素和以Th为衰变母体的13种核素,以及以铀的一个同位素235U为母体的15种核素。它们在岩石和土壤中的质量分数随地域不同而变化很大,在不同类型的岩石、土壤和水中亦存在很大差别。在调查、研究室内放射性核素外照射对人体的影响时,应考虑到由不同建筑材料(包括石材、砖、木材和水泥以及钢筋等)构成的建筑物的辐射水平。根据在其内、外天然辐射侧量结果,再结合人在室内、外的停留时间则可计算室内、外的照射剂量。

内照射源

1、从口摄人的放射性核素

食品、水和空气是维持人体生命及其发育的必需品,但其中均含有某些少量放射性核素。应用放射性照像和半导体探测器测量可得到食品中放射性核素的分布和质量分数,如南瓜、土豆、胡萝卜和海带中的放射性核素质量分数依次增多,猪肉蛋白质含40K较多,而脂肪含40K和14C都很少。这些核素通过各种食品进人人体后渐渐积累增多,尤其是生活在高本底地区的人增加得更明显。如澳大利亚西部的居民,由于经常食用含铀的羊肉和大袋鼠肉,体内铀的质量分数是其他地区人体的7.5倍,常吃驯鹿肉的北极人,体内210Pb的质量分数高出其他地区人体的3.5倍。摄人的放射性核素首先进人胃、肠,再随血液循环,不同程度地进人其他器官和组织。如铀、牡系的某些核素主要淀积于骨骼内,因此,骨骼就会受到较大剂量的内照射。人体内40K的质量分数较高,并大致呈均匀分布,经过体内生理调整,其质量分数大体一定。

2、呼吸摄人的放射性核素

空气中悬浮着许多放射性物质的小颗粒,其中对人体危害最大的是氡及其子体。人体通过呼吸将其摄人体内后,较大的颗粒被鼻腔、咽喉和气道等呼吸器官上的粘液捕获,短时期则可被排出体外,对肺影响不大。但粒径小于10μm的微粒子,特别是2.5μm的微小粒子会滞留在肺泡壁上,成为诱发肺癌的因素之一。此外,由皮肤和伤口直接摄人的放射性核素亦可随血液循环进人一些器官和组织。



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