引入

自然界中的辐射从哪里来?辐射出的是什么粒子?

为什么说“香蕉也有放射性”?

日常生活中的辐射剂量到底有多大,需要担心吗?

天然辐射一直存在,人类在地球上演化了数百万年,本来就生活在辐射环境中。理解它的来源和量级,比笼统地“谈辐色变”更有用。

正文

定义

天然辐射是由天然放射性核素衰变以及宇宙射线产生的电离辐射。

天然辐射的三个来源

来源占比(约)说明
氡及其子体约 50%从土壤和建材中逸出的放射性气体
宇宙射线约 12%来自太阳和银河系的高能粒子
地表放射性核素约 15%铀系、钍系、钾-40 等
体内放射性核素约 10%钾-40、碳-14 等
其他(食物、水)约 10%通过饮食摄入

氡是最大来源,这也是地下室和通风不良房间需要关注氡浓度的原因。

辐射类型

类型粒子电荷穿透能力防护
射线氦核 很弱(几厘米空气)一张纸即可阻挡
射线电子或正电子中等(几毫米金属)铝板可阻挡
射线高能光子很强(需厚铅或混凝土)铅、混凝土
中子中子很强含氢材料(水、石蜡)

穿透能力越弱,内部照射时危害反而可能越大: 粒子若被吸入体内,会在极短距离内释放全部能量,对局部组织损伤很大。

主要天然放射性核素

核素半衰期来源说明
年地壳铀系起始核素
年地壳钍系起始核素
年地壳、体内钾的天然同位素,占钾的 0.012%
5730 年大气宇宙射线与氮作用产生
3.8 天铀系衰变氡气,主要辐射来源

剂量与单位

量单位含义
活度贝可()每秒衰变次数
吸收剂量戈瑞()单位质量吸收的能量
等效剂量西弗()考虑辐射类型权重后的生物效应

天然本底辐射的年有效剂量约 –。对比参考:

情形剂量(约)
一次胸部 X 光
一次 CT 扫描–
天然本底(一年)–
职业限值(一年)(平均)
急性致死剂量约

辐射防护三原则

原则做法
时间缩短暴露时间
距离增大与源的距离(强度按平方反比衰减)
屏蔽在源与人体之间加屏蔽材料

常见误区

错误说法问题
“天然辐射可以忽略”它是最大的辐射来源
“所有辐射都致癌”剂量决定风险,低剂量风险极低
“ 射线最危险”取决于照射方式,内照射时 更危险
“辐射会传染”辐射不是传染病,受照物体不会发出辐射(感生放射性除外)

引出

天然辐射如何用于考古断代?见核素中碳-14 的部分。

半衰期的统计意义是什么?为什么不能预测单个核的衰变时刻?

核医学如何利用放射性同位素进行诊断和治疗?