在我們生存的環(huán)境中,輻射無處不在。人類生存所必需的來自太陽的光和熱就是由核反應(yīng)產(chǎn)生的輻射。從廣義來講,輻射指的是能量在空間傳播的過程。自然環(huán)境中本來就存在著各種各樣的放射性物質(zhì),而天然放射性也早已為人類所適應(yīng)。
天然放射性主要來自宇宙射線、宇生放射性核素和原生放射性核素。宇生放射性核素是宇宙射線與大氣相互作用產(chǎn)生的,而原生放射性核素則是從地球形成開始,迄今為止還存在于地殼中的那些放射性。
宇宙射線:
宇宙射線主要是來自外太空的能量很高的粒子,它以基本恒定的數(shù)量進(jìn)入地球大氣層。當(dāng)宇宙射線穿過大氣層的時候,會與大氣發(fā)生復(fù)雜的反應(yīng)并逐漸被吸收,使得劑量率隨著海拔高度的降低而減少。圖1是不同海拔高度處的劑量率。

圖1 不同海拔高度處的劑量率天然放射性核素
宇生放射性核素和原生放射性核素都是天然放射性核素,其種類很多,性質(zhì)與狀態(tài)也各不相同。它們在環(huán)境中的分布十分廣泛,在巖石、土壤、空氣、水、動植物、建筑材料、食品甚至人體內(nèi)都有天然放射性核素的蹤跡。地殼是天然放射性核素尤其是原生放射性核素的重要貯存庫,地殼中的放射性物質(zhì)主要為鈾系、釷系和鉀-40。空氣中的天然放射性核素主要有地表釋入大氣中的氡-222及其子體核素,動植物食品中的天然放射性核素大多數(shù)是鉀-40。
存在于巖石和土壤中的放射性物質(zhì)由于地下水的浸濾作用而析出,這是地下水中天然放射性核素的主要來源。此外,粘附于地表顆粒土壤上的放射性核素在風(fēng)力的作用下可轉(zhuǎn)變成塵;驓馊苣z,從而轉(zhuǎn)入到大氣并進(jìn)一步遷移到植物或動物體內(nèi)。土壤中的某些可溶性放射性核素被植物根部吸收后,繼而輸送到可食部分,接著再被食草動物采食,然后轉(zhuǎn)移到食肉動物,最終成為食品中和人體中放射性核素的重要來源之一。氡的內(nèi)照射氡氣是特別重要的一種天然輻射來源。氡的直接衰變產(chǎn)物是半衰期較短的放射性核素。氡氣主要從土壤中穿過地板進(jìn)入建筑物,在封閉的空間里,放射性濃度會逐漸增加。如果房屋通風(fēng)良好,氡氣的積累就不會很明顯。圖2是氡氣的產(chǎn)生途徑。

圖2 氡氣的產(chǎn)生途徑天然放射性所致劑量
對于公眾受到天然照射的輻射劑量, 聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(UNSCEAR)2008年出版的調(diào)查結(jié)果如圖3所示。

圖3 各類天然照射對公眾年劑量的貢獻(xiàn)
全世界公眾受到天然照射的人均年有效劑量大約為2.42mSv,不同途徑天然放射性對劑量的貢獻(xiàn)見表1(UNSCEAR)。其中,由氡衰變產(chǎn)物引起的全球平均年有效劑量估計值大約是1.26mSv,但不同地區(qū)的具體值偏離平均值較大。在有些國家(例如芬蘭),全國平均值是此值的好幾倍。
表1 天然放射性的不同來源

根據(jù)現(xiàn)有資料,我國居民由于天然放射性所受到的年有效劑量約為2.4mSv,大體上與世界水平相同。
趣味問答
問:如何減少居室內(nèi)的氡濃度?答: 天然放射性氣體氡對人體的健康危害已經(jīng)日益為人們所認(rèn)識。如何降低室內(nèi)氡濃度、減少氡的輻射照射所帶來的健康危害是一般公眾所關(guān)心的問題。為此,在歐美,不少室內(nèi)氡濃度相對較高的國家,會定期向公眾宣傳室內(nèi)降氡、防氡知識。簡便易行的降低室內(nèi)氡濃度的第一措施就是加強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)。在日常生活中,勤于開窗通風(fēng)換氣是一種行之有效的降低室內(nèi)氡濃度的方法;在建筑設(shè)計方面,要設(shè)計多窗戶型,并保持室內(nèi)通風(fēng)結(jié)構(gòu)良好,從而提高通風(fēng)時空氣對流效率;對于通風(fēng)不良的地下室,應(yīng)盡量減少人員在室內(nèi)的滯留時間,必要時可以采用人工通風(fēng)設(shè)計;另外, 在裝修時,選擇高質(zhì)量的建材及油漆涂料以阻止建筑內(nèi)壁的氡氣逸出,也是一種有效降低氡析出過程的方法。另一方面,在居民樓選址方面也要重視氡的輻射照射問題,在鈾、鐳含量高的地區(qū)可以采取相應(yīng)的措施降低氡的輻射照射;在房屋建設(shè)施工過程中,可以用混凝土地基或者粘土壓實地基等隔離層縫合地質(zhì)斷裂產(chǎn)生的空隙,封閉土壤中氡氣擴(kuò)散逸出的通道,降低氡氣的析出率,從源頭上減少氡氣的來源。(摘自《核與輻射安全百問百答》)
來源:核與輻射安全科普系列叢書之《輻射防護(hù)》