核环境监测与评价 第2章 环境辐射源.ppt

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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 表2-1 天然辐射源照射世界平均辐射剂量值 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。 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=3.96 s。 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。 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。 表2-3 我国居室中氡浓度 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。 花岗岩与大理石 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.