台湾的天然背景辐射

 

台湾的天然背景辐射

今年3月发生的福岛核子事故,媒体大幅报导电厂周围辐射剂量数值飙高,甚至推测辐射尘飘到台湾的危害性,引起了一般民众人心惶惶。其实,自古以来,在我们日常生活环境中就存在许多天然辐射。闻「辐」色变并不是理性的应对态度,重要的是应该分辨容许的剂量範围,才能判断应该採取怎样的防护措施。

天然辐射大致可以分为四类:

宇宙射线(cosmic rays)-来自外太空的高能粒子及这些高能粒子与地球大气中之原子碰撞所产生之二次粒子与电磁波。地表辐射-来自地表的土壤和岩石所含之天然放性射核种铀、钍、钾及铀、钍衰变系列核种所产生之辐射。氡气 (Radon, Rn)-来自铀系及钍系元素在衰变过程中产生的一种天然放射性气体。人体体内辐射-来自呼吸、饮食进入人体,及人体体内自然存在的放射性核种。台湾的天然背景辐射

图1:台湾地区天然地表辐射 (图片出处:朱铁吉: 不需要闻「辐」色变。)


这四项当中又以宇宙射线和地表辐射为主。以下简介台湾这二项天然辐射。

宇宙射线
宇宙射线随高度和纬度不同而变化,台湾地区位处低纬度,且大部分居民均住在平原地区,故每年接受宇宙射线剂量较世界平均值为低。在2000 公尺高的山上,宇宙射线剂量率(6×10-2 微西弗/小时)约为海平面(3×10-2 微西弗/小时)的两倍。若搭乘国际航线飞机在10,000 公尺高空飞行,其剂量率(2 微西弗/小时)约为海平面的70 倍。依台湾地区人口分布与居住高度加权平均每人每年接受宇宙射线造成的有效剂量为0.25 毫西弗,另外评估不同飞航路线旅客所接受的宇宙射线剂量列于表1。

表1:台湾国内外航线旅客所受宇宙射线剂量
(表格出处:翁宝山: 《台湾放射性废弃物史话》。p. 7)
台湾的天然背景辐射

地表辐射
来自地球本身所含有的天然放射性核种,是造成背景辐射的重要来源之一;其中最主要的核种,是地球生成时即存在的长半衰期核种,如钾40、铷87 、铀238及钍232。天然存在的放射性核种普遍分布于地壳之内,使人类所接受的加马射线剂量不一。其剂量率大小随场所、地质而异,在湖上或海上的剂量率较低,而花岗岩地质区则较高。如往小琉球的海上及曾文水库的湖面上度量的结果为0.55与0.46微侖琴/小时,在北投地热谷地区则为20.5微侖琴/小时。测量台湾地区地表加马辐射剂量率,其各县市为单位的平均值如图2所示,台湾地区平均值为6.3微侖琴/小时。

台湾的天然背景辐射

图2:台湾地区的地表加马辐射侦测点及各县市加马辐射暴露率 (图片出处:朱铁吉: 不需要闻「辐」色变。)

此外,根据测量,地壳加马辐射对国人造成的剂量率在室内为0.072 微西弗/小时,在室外则为0.041 微西弗/小时,室内外比值为1.76。这是因为台湾地区住宅多使用砖、砂石及混凝土建造所致。这些建材也都含有天然放射性核种,表2为台湾本土建材所含天然放射性核种活度。

表2:台湾建材的放射性含量和评估室内剂量率 (注: 钻砖类似磁砖(烧结1000℃),但因加入重金属,烧结温度达1300-1400℃,硬度好且耐磨。)(表格出处:翁宝山: 《台湾放射性废弃物史话》。p. 7)台湾的天然背景辐射

考量宇宙射线与地表辐射,台湾地区以县市为单位作区分的剂量值,如表3所示。由结果显示,中、北部较东、南部高,离岛地区较低。

表3:台湾地区民众接受地表辐射年有效剂量(图片出处:朱铁吉: 不需要闻「辐」色变。)
台湾的天然背景辐射


氡的剂量是所有人类所受天然辐射剂量中最大者,联合国原子辐射效应科学委员会在1988年报告中有详细的评估,人类平均每人年接受的各种游离辐射中,其中接受天然游离辐射的有效剂量约为2.4毫西弗,氡及其衰变产物的剂量占54%,是所有辐射源中比例最高者。据辐射侦测中心1987至1988年调查,空气中氡的含量平均值室外为0.8贝克/立方公尺,室内为17贝克/立方公尺。由此评估台湾地区室外氡所造成的体内辐射年剂量为0.08毫西弗,室内为0.59毫西弗,总计台湾地区氡造成的辐射年剂量为0.83毫西弗。

参考资料:
1. 朱铁吉: 不需要闻「辐」色变。《核能简讯》No.129 (April 2011), p.27-30。
2. 翁宝山 编着 2003: 《台湾辐射防护史话》。出版:行政院原子能委员会。(http://www.aec.gov.tw/www/service/other/files/book_04.pdf)
3. 翁宝山 编着 2006: 《台湾放射性废弃物史话》。出版:行政院原子能委员会放射性物料管理局。

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