輻射源

輻射源 圖片來自上海易蕭信息科技有限公司

輻射源（radiation source） 指能發射電離輻射的物質或裝置。輻射源可以分為天然輻射源與人工輻射源。天然輻射源分為：宇宙射線、陸地輻射源、空氣中的輻射源、水中的輻射源以及人體內的輻射源；人工輻射源可以分為醫療照射輻射源、公眾照射輻射源以及職業照射輻射源。

目錄

分類

輻射源可以根據其來源分為天然輻射源和人工輻射源。

天然輻射源

天然輻射源可根據其分布空間分為：宇宙射線、陸地輻射源、空氣中的輻射源、水中的輻射源以及人體內的輻射源。

人工輻射源

人工輻射源可以分為醫療照射輻射源、公眾照射輻射源以及職業照射輻射源。

天然輻射源

宇宙射線

從宇宙空間發射而來的高能粒子流，由初級宇宙射線和次級宇宙射線組成。 ü宇宙射線是來自宇宙空間的高能粒子輻射，它主要是由一些質子、α粒子與原子序數Z>3的核組成的。 ü宇宙射線有較強的貫穿能力，在射向地球時，與大氣中與物質原子相碰撞，發生多種類型的反應而產生次級宇宙射線。由於大氣層的屏蔽作用，大大減少了到達地球表面的宇宙輻射的總量。

地球上的宇生核素主要通過宇宙射線與地球大氣層物質相互作用而產生。􀀁 最常見的相互作用是散裂和中⼦子俘獲反應， 這兩類事件的發⽣生率約為每cm2大氣空氣柱內每秒有2次（2cm-2s-1）,而且大部分發生在大氣層上部。

宇宙射線中的中子與大氣層中的氮原子發生作用時，產生一種非常重要的放射性核素14C，其反應為14N (n,p) 14C。14C的半衰期為5692年，它將擴散到低層大氣中，並在那裡被生物吸收。

陸地上的輻射源

地球上存在的天然放射性核素有兩大類：

一類是具有衰變系列的放射性核素，即鈾系、釷系、錒系，每一個系都可連續衰變十幾次，才變為穩定性核素的子體，母元素均為原子序數大於83的重的天然放射性核素，半衰期都在1010年以上；

第二類是無衰變系列的天然放射性核素，如40K 、87Rb等

世界上的某些地區放射性本底比較高，如印度的喀拉拉邦為13mSv/年，法國的紐曼島約為2.65mSv/年，我國某地約為2.49mSv/年。當然，世界大部分地區都屬低本底地區。

空氣中的輻射源

空氣中的本底放射性主要是由土壤中的鈾和釷產生的。 同位素238U和232Th都是天然的放射性核素，在它們各自的衰變鏈中將分別產生222Rn和220Rn，前者叫氡氣，後者叫釷射氣。它們都是稀有氣體，常通過地球表面擴散出來，懸浮在空氣中。這些氣體發生衰變時，它們的產物又附着在空氣中的灰塵中。

放射性氣體在空氣中的數量隨本地區的鈾和釷的含量而定。 在同一地區，氣候條件將大大地影響這些氣體的濃度。通常室內的水平比室外高。室內水平由建築材料和通風率決定。在礦山和地下洞穴濃度都很高。氡和釷射氣及其衰變產物的放射性對人體將產生內、外照射。 從某些建築材料中釋放出來的氡氣使有些地區室內氡氣含量過高，已引起人們的關注。

水中的輻射源

水中的放射性產物隨水源的類型而定。 –例如，海水中含有大量的40K。 –許多天然泉水中含有相當數量的鈾、釷和鐳等放射性元素。由於雨天從空氣中收集放射性物質，地面水收集存在於岩石和土壤中的放射性，因此可以說幾乎所有的水多少都含有放射性。 ·通常飲水而造成人體內照射的劑量已包括在人體內放射性造成的劑量之中。

人體內的天然輻射源

體內放射源主要是人體內含有某些微量放射性元素，如14C和40K等。

鈾和釷系的放射性氣體衰變產物，即氡氣和釷射氣，對人體內放射性也有顯著的貢獻。

由於地球上的土壤和水中都含有少量放射性物質，其中一部分通過飲水和食物鏈的循環而轉移到人體內，產生對人體的照射人體內的放射性還有226Ra、228Ra和14C等，但其量甚微。

平均劑量約為1.52mSv · a-1。

在人體內，40K的含量最多。如根據人體平均含有體重的0.2%的天然鉀，而每克天然鉀按含有8.2×10-10居里40K計算，一個體重為60千克的人，體內40K的放射性活度為：

·8.2×10-10×3.7×1010×60×103×2×10-3 = 3640Bq = 3.64kBq

自從有人類以來一直受天然輻射源的照射，稱為天然本底照射，它已是人類不可缺少的一種生存環境。有實驗證明，生物如果在完全沒有天然輻射源照射的條件下，是無法生存的。

人工輻射源

醫療照射

1 放射性診斷

據估計，群體由於使用X射線進行放射性診斷，而受到的照射占醫療照射的75~90%。放射性診斷包括透視、拍片、螢光檢查和CT檢查等診斷方法。

2 放射性治療

利用放射性照射來治療腫瘤等疾病已廣泛地應用在醫療界，儘管在某些治療中患者可能受到大劑量的照射，但實際上接受放射性治療的還是少數人。在大多數國家，放射性治療對群體產生的平均劑量遠低於放射性診斷。

3 放射性同位素在醫學中的應用

放射性同位素在醫學中可用於跟蹤人體內化學物質的轉移途徑和部位。因為放射性同位素與同一元素的穩定同位素，在化學性質上是相同的，所以它們在人體內經過的途徑和濃集的程度也是相同的。

公眾照射

從已有的一些研究結果看來，有兩點是值得引起大家注意的：

人們普遍認為公眾照射主要來自核工業，而實際上核工業對公眾產生的照射遠低於人們日常生活中習以為常的某些活動（如燃燒煤等）。 人們在研究人為活動引起公眾照射增加的同時，實際上往往忽視了人為活動也可以減少公眾照射。因此，用平衡的觀點，研究人為活動引起的公眾照射的變化才是合理的

1 核工業產生的公眾照射

核能工業 [5]的發展，導致了放射性廢物量不斷增加，連續地將低水平的放射性廢物排放到環境中，可能引起人類環境本底輻射水平的提高。 主要是排放放射性「三廢」和由事故釋放出的放射性核素所造成的局部污染。據聯合國原子輻射效應科學委員會（UNSCEAR）報1956—1990年由核工業產生的累積集體劑量也僅為世界居民一年內所受天然輻射產生的集體劑量的1/10 。我國1985年前的三十年間核工業各系統對公眾產生的年平均集體劑量為2.31×10人·Sv。放射性廢物處置對公眾所受總照射量的貢獻還很小。 ·雖然給人類造成的附加劑量負擔很小，但必須防止較大放射事故的發生。

2 核試驗沉降物產生的公眾照射

核試驗「沉降物」，有的又叫「落下灰」，這個術語應用於核爆炸引起的沉降到地球表面上的放射性灰狀物。核試驗沉降物是人工輻射源，它將增加人類環境的本底輻射水平。 從1945年到1989年，全世界共進行了 1799 次核武器實驗，美國921次，前蘇聯624次，二者實驗占總數的89% 。其中大氣層實驗483次，爆炸的總能量相當於42000個美國在廣島投的原子彈。

核試驗產生的沉降物可分為局部性的和全球性的。約有30多種元素，200多种放射性核素，局部性的沉降通常在爆炸後的頭24小時內，它主要影響爆心下風向較小的區域；而全球性的沉降則發生在爆炸後的很長時間，它將影響整個地球。核試驗沉降物中最重要的放射性核素是90Sr (T1/2 = 28.8年) 和137Cs (T1/2 = 30.0年) 等，它們將通過食物鏈進入人體。90Sr濃集在骨骼中，而137Cs則均勻分布在全身。至於131I (T1/2 = 8.06天) 和89Sr (T1/2 = 51天) 等放射性核素由於半衰期較短，長期危害不大

3 燃燒煤產生的公眾照射

由於煤中含有天然放射性物質，故燃煤電廠排出的氣載和液態流出物中也含有放射性物質，對周圍居民產生照射。根據推算，我國燃煤電廠氣載排出物對評價範圍半徑80~100公里內的公眾產生的年平均集體劑量，1988年約為2.5×103人·Sv, 1994年約為 5×103人·Sv。 另外，由於利用煤渣生產的煤渣磚中226Ra（鐳）和232Th（釷）的含量均明顯高於普通磚，對我國居民產生的年平均集體劑量，1988年約為8.5×103人·Sv。

4 交通發展引起公眾照射

人們對乘坐飛機使乘客所受劑量增加已經熟知，但是對乘坐火車、汽車和輪船等交通工具使乘客所受劑量減少則知之甚少。

1）乘火車引起公眾照射集體劑量減少

我國進行調查測量結果表明，火車車廂中g輻射劑量率總平均值為27×10-3μSv/h，而附近田野g輻射劑量率約為61×10-3μSv/h。由於乘火車而導致乘客所受劑量率的減少約為 34×10-3Sv/h。根據旅客周轉量和火車平均車速推算，全國居民在1988年 乘火車減小的集體劑量約為2.8×102人·Sv。

2）乘汽車引起公眾照射集體劑量減小

由於水泥路面和柏油路面g輻射劑量率是天然材料路面的0.85，且汽車內g輻射劑量率是 附近田野的0.67，根據旅客周轉量和汽車平均車速推算，全國居民在1988 年乘汽車減小的集體劑量約1.6×102人·Sv。

3）乘船引起公眾照射集體劑量減小

根據調查測量，航線上輪船內g輻射劑量率平均值在33.5～44.9×10-3mSv/h範圍內。以陸地所受劑量為基準，根據旅客周轉量和平均船速推算，全國居民1988 年乘船減小外照射集體劑量約為43人·Sv。 另外，因海面和江湖面氡及其子體濃度比陸地低得多，全國居民1988年乘船減小的內照射集體劑量約68人·Sv。 因此，內外照射集體劑量共減小111人·Sv。

4) 乘飛機引起公眾照射集體劑量增加

椐有關資料報道，因為空運使我國居民受照集體劑量增加，1986年為25人·Sv；1988年為36人·Sv。

5) 混凝土建築物引起公眾照射的變化

混凝土建築物g輻射劑量率相對於其它天然材料建築物約為0.8。據有關統計資料推算，1988年我國農村混凝土建築物約占4.9%，城市約占10%，故由此分別減小全國農村居民和城市居民集體劑量2.6×103人·Sv和5.2×103人·Sv，總計減小7.8×103人·Sv。

6) 飲用自來水引起公眾照射的變化

自來水經過處理，對40K（鉀）去除很少，但對U（鈾）、Th（釷）和226Ra（鐳）去除約為20~30%。按1990年統計資料推算，全國居民由於飲用自來水，使居民減小內照射集體劑量約為1.36×103人·Sv。

7）日常生活可接觸的消費品輻射射源

如：夜光表，煙霧警報器，機場X線檢查機，電視和計算機熒屏等，這些放射源對人類的照射劑量是很小的。

根據《UNSCEAR》 1993 報告，若以天然照射人均年劑量率均勻分布在365天，醫療照射全世界人均年有效劑量是0.6mSv ，醫療照射劑量水平相當於天然輻射源本底照射的25% ，是人工輻射源附加照射中最高者，它是核動力所致照射劑量的90倍，是職業照射劑量的270倍。

職業照射

職業照射一般是指由於工作條件對從事該項職業的人員所產生的照射。對職業照射的界定應由各國監管和主管部門決定。比如，醫生給病人做X光透視，兩者都會受到照射，病人受到的是醫療照射，而醫生受到的卻是職業照射。同樣，飛機機組人員受到的照射是職業照射，而乘客受到的則是天然輻射源的照射。