电离辐射无处不在。可能有很多人会认为：真的那么邪乎吗？天上有吗？地下有吗？水里也有吗？我们整天吃的、喝的、呼吸的，难道也有吗？如果有，我怎么没有感觉到？人类在不断认识物质世界的科学实践活动中，逐步认识到电离辐射是物质世界存在的一种自然现象。自然界到处存在着各种形式的、不同能量的电离辐射。
        1. 人类生活在辐射环境中
        在地球上，人类始终受到所在环境中各种辐射的照射。这些辐射有来自太阳的热辐射和光辐射；有来自太空的宇宙辐射；有来自地球磁场的地磁辐射；有来自地壳土壤、岩石中的天然辐射，等等。热辐射的存在使人类有冷暖的感觉，可以使冰雪消融；阳光的存在可以使人类看到丰富多彩的世间万物，使植物茁壮成长。电离辐射则是人类无法直接感知和不太了解的，对电离辐射的存在、认识和研究刚刚经过了100多年，而且对它的认识、了解，只能通过实验的方法或借助测量仪器才能进行。
        人的一生中从头到脚、时时刻刻都受到看不见摸不着的辐射的照射。这并不是危言耸听。在我们赖以生存的世界里，人类一时一刻也没有离开过电离辐射的影响。土壤中、岩石中、水中、空气中、食物中……可以说在自然界，一切人类生存的条件中都有它的存在，没有一个地方可以躲避它。天然辐射是人类在其所生活的环境中不可避免要受到的照射，它来自太空的宇宙辐射，来自陆地、山川的地表辐射。
当今的人类社会，已经进入科学技术飞速发展的21世纪。人类受到的电离辐射的照射，早已不再是简单的宇宙辐射和陆地辐射问题了。现代科学技术的发展和现代生活方式，使人类受到的照射增加了许多新的内容。
        例如，人类现代生活几乎离不开电和天然气。但是在煤和石油以及天然气的采掘、提炼过程产生的废物与副产物中，含有浓缩或富集的带放射性的矿渣、飞灰。这些含有放射性的气体、矿渣、飞灰所污染的环境会造成对人类的危害，增加对人类的照射。
        还有人类为了提高粮食产量，大量使用磷肥。然而许多磷酸盐矿石中含有相当高浓度的天然铀。据世界卫生组织（WHO）和国际原子能机构（IAEA）估计，由于磷肥的应用使人类因食物引起的照射至少增加一倍。还有一些含有放射性的消费品，例如富有原生放射性核素的矿泉水，含有氡的温泉等。
        人类生活的基本条件是要有住处，要建造住宅。建筑材料中的放射性几乎要陪伴人类一生中的大部分时间。长年在户外工作的人们受到建筑材料的放射性照射会少些，但宇宙辐射会更高。老年人、婴幼儿、体弱多病者在室内的时间长，受建筑材料的放射性的影响会高于一般人。
        人们为了健康的需要，会到医院去体检或看病。看病或体检时，很多情况下需要进行胸部透视，对心脏、肺部进行检查，一些严重的疾病还需要进行CT扫描检查，可能还有一些癌症病人需要进行放射治疗。这些都是利用电离辐射技术为人类健康服务的典型范例。当然，在利用电离辐射为人类服务的同时也存在对人类健康造成的伤害问题，这些叫做医疗照射。
        人们乘坐飞机旅行，会在高空中受到高于地面的宇宙辐射的照射。
        还有人类的科学技术发展增加的照射和人工辐射源的照射等。
        总而言之，人类始终受到来自大自然的天然辐射源的照射，同时还会受到来自人工辐射源的照射。

        2.天然本底照射
        电离辐射与人类关系密切，自古以来人类就受到天然存在的各种电离辐射源的照射，即天然本底照射。天然本底照射主要有以下几个来源。
        ⑴宇宙辐射
        对宇宙辐射的认识起源于1911年至1912年间。20世纪初人们发现，地球的大气层处在微弱的电离状态下，不少人认为这是由于地壳中的放射性引起的。
        奥地利物理学家赫斯（V. F. Hess）为了弄清楚这个问题，将携带高压电离室的气球升到离地面5000m以上的高空中进行试验，发现离开地面700m时，电离度有一些下降（地面放射性造成的背景减少所致），而后随着气球的上升，电离持续增加。白天和夜间测量结果相同。因此他断定这种辐射不是来自地面而是来自宇宙空间。因为如果辐射从地面发出，随着气球的升高，辐射应该随之减小才是。那么，相反的实验结果只能说明：大气层的微弱电离状态来自宇宙空间。由于这种辐射来自宇宙空间，所以称之为宇宙辐射。后来人们对于宇宙空间的研究又引发了一系列的振奋人心的成果——基本粒子的发现。
        在宇宙空间充满着各种来源、各种能量的高能粒子流。它们是如何产生的，至今还不很清楚。但是经实验测定，它们的能量很高，穿透本领很强。不仅能够穿透大气层到达地面，还能够穿透1000 m深的湖水，甚至在地面下数百米深的矿井里也可以探测到宇宙辐射。
        宇宙辐射分为初级宇宙辐射和次级宇宙辐射。在地球大气层以外，尚未与大气相互作用的粒子流（宇宙辐射）称为初级宇宙辐射，它由各种元素的裸核组成，主要成分是质子和氦核，还有中微子、X射线、g射线、电子和反物质，据探测，其最高能量可达到1014MeV。由于大气层、电离层和磁层的存在，初级宇宙辐射很难直接到达地面。初级宇宙辐射与大气作用产生的各种射线，称为次级宇宙辐射。在人类活动范围内，宇宙射线的本底照射主要是由次级宇宙射线造成的。
        ⑵宇生放射性核素
        初级宇宙射线粒子在生成次级宇宙射线过程中，与空气中的碳、氢、氮、氧、氩、硫等原子核发生核反应，产生一系列其他粒子即宇生放射性核素，通过这些粒子与周围物质的相互作用及自身的转变形成次级宇宙辐射。其中一半以上的成分是m介子，它的穿透能力很强，在很深的水下和几百米的地层下还可以找到它的踪迹。宇生放射性核素通常有3H、7Be、14C、22Na、24Na等，通过气象运动、分子热运动、生物代谢等大自然的活动方式分布于地球表面上，成为天然本底照射的来源之一。
        宇宙辐射对于飞机机组人员和乘坐飞机旅行较多的人员造成的影响比在地表上生活的人要高得多。特别是现在，随着超音速飞机飞行高度的增加，机上的乘客和机组人员受到的高空宇宙辐射随之增加。因此世界各国都很重视宇宙辐射对于飞机机组人员影响的研究，一些国家还制定了相关防护标准。
        ⑶原生放射性核素
        一些半衰期特别长的放射性核素，如钾（40K）、铀（238U）、钍（232Th），从地球形成时起就存在于地壳中。这些长寿命的核素和它们的子体分布在自然界中，构成对人体的主要自然本地照射，也称为陆地辐射。
        陆地辐射主要来自地球表面的岩石、土壤中的少量放射性元素铀和钍。地球上的原生放射性是在地壳中存在的、自地球形成以来就固有的。主要分为地壳岩石中的天然放射性核素和土壤中的天然放射性核素。世界上大部分地区地壳岩石层被土壤覆盖着，地壳岩石和土壤中的天然放射性核素构成陆地辐射的最主要来源，决定了环境本底放射性水平的高低。由于各类岩石的成因不同、地质构造不同、矿物成分的差异等，造成原生放射性核素含量明显不同。土壤中的原生放射性核素含量主要是地质环境起决定性作用。火山活动喷发出的岩浆冷却形成的岩浆岩中，酸性岩浆岩（如花岗岩）由于放射性元素铀和钍含量较高，这样的地质构造陆地辐射就会较高。碳酸盐岩、 石膏、岩盐放射性元素铀和钍含量最低。
        地表岩石中析出的氡是构成陆地辐射的主要来源之一。自然界中存在的某些放射性核素不断发生衰变，常常形成一个连续的衰变系列，一直延续到生成稳定的核素为止。这样就构成了放射性系列。天然放射性系有三个：铀系(4n＋2)、钍系(4n)与锕系(4n＋3)，它们不断衰变，放出氡。氡从岩石、土壤的裂隙中析出，到达地表，还有的氡随着矿物、天然气、地下水和温泉的开采利用被带到地表，成为陆地辐射的最主要部分。
        3. 人类基本生活中的放射性
        土壤是植物赖以生长的基础，与空气、水构成地球上一切生物维持生命所必需的基本环境。由于种种原因，空气、水、土壤中生长的植物和各种有机物体内都不同程度地存在原生放射性核素。人类的生存需要呼吸空气，需要饮水，需要食物充饥，否则就无法生存下去。空气、水、植物、动物和各种有机物体内存在的原生放射性核素随着呼吸、饮水与食物进入人体。因此，人类受到来自原生放射性核素的不同能量、不同类型、体内和体外的各种辐射。
        在农作物的种植中大量使用磷肥以提高农作物产量。磷酸盐矿物是生产磷肥的主要原料。在磷酸盐矿物中含有钍和铀，尽管控制水平要求很严，但也有少量的钍和铀与磷肥一起被农作物吸收，沉积于果实或茎、叶。当人们食用后，随食物进入体内。
        空气中的氡不论在室内和室外都会存在。人类生活一时一刻也离不开空气。随着呼吸，空气中的氡一起被吸入人体的肺部。
        4. 人类居住环境中的放射性
        工作、学习、休息、娱乐和睡眠等室内活动占据了人们的大量时间，是影响人类健康诸多因素的重要内容。不论是从环境意识，还是从人类自身的防护意识看，都不应低估室内环境辐射对人类的重要影响。房屋、建筑对于来自宇宙和室外的天然辐射具有一定的屏蔽防护作用。但如果误用了含有较高天然放射性核素的建筑材料修建房屋，就会使得室内的天然辐射水平高于室外，严重的还会危及到人类的健康和安全。近年来，世界各国都十分重视室内、室外天然辐射对人类健康影响的研究工作，联合国定期发布的《电离辐射源与效应》的研究、统计报告中都有专门的著述。
        室内的天然辐射主要来自建筑材料中所含的放射性物质，主要有铀系元素、钍系元素和钾。许多专业部门对我国各种建筑材料中的放射性物质的含量进行了多年的研究和调查，发现在砖、水泥、石灰、砂石料、陶瓷和各种石材等建筑及装饰材料中都含有少量的铀、钍、镭和钾等天然放射性物质，它们不断地发射出电离辐射。当建筑材料中的放射性物质含量超过规定的允许值时，就会形成对人体不必要的伤害。
室内还有一种辐射危害来自氡、钍射气及其子体。许多研究表明：氡、钍射气及其子体在空气中浓度过高或积累速率过快将导致肺癌和呼吸系统疾病的发生。氡、钍射气及其子体主要来自自然界中铀系和钍系放射性元素的衰变。在含有铀的土壤、花岗岩、页岩、磷矿岩等地质构造的地区，氡、钍射气及其子体会通过墙、地面的裂缝、地沟等进入室内，还有一些是建筑材料中释放出来的。因此，一些密闭的居室内会造成氡、钍射气及其子体在空气中浓度过高。对于氡、钍射气及其子体的危害，一般采用经常通风，保持室内空气新鲜就可以有效地进行防范。但对于地下室等位置较低、密闭程度较高的房屋则须视情况采取一定的措施。
        5. 人类所需能源中的放射性
        人类生活要烧水、做饭、取暖，这是人类生活的最原始的需求。在现代生活中，人类生活离不开煤。煤炭的开采利用也就成了人类工业化的重要活动内容。据有关统计，全世界每年开采的煤炭用于燃烧发电的约占40%，用于日常烧水、做饭和取暖的约占10%，用于其他工业（化工、钢铁、建筑材料等）的约占50%。由于煤炭中含有天然放射性核素，因此，其开采和利用在一定程度上会增加人类受照射的水平。这里我们不妨从电离辐射计量学之放射性活度计量的眼光分析一下，某种放射源的放射性强弱用[放射性]活度计量，计量单位是贝可[勒尔]，符号是Bq。煤炭中天然放射性的含量如表1所示。

表1 煤炭中天然放射性含量

核素名称	全球平均值/ Bq∕kg	我国平均值/ Bq∕kg
238U	20	36
232Th	20	30
40K	50	104

        煤炭开采中井下排出大量的氡以及尾矿的矸石露天堆放造成的危害，在我国是非常严重的。露天堆放的矸石历经风吹、日晒、雨淋、摩擦、风化、雨水浸蚀、水解等，严重影响了周边的生态植被，同时使得煤炭中的天然放射性核素扩散开来。
        煤炭在燃烧过程中大部分矿物质熔为陶质灰，未完全燃烧的成为炉渣，较轻的飞灰与炙热的烟气经烟囱排出。由于燃烧，炉渣和飞灰中的天然放射性核素含量会大大高于原煤。特别是我国，由于煤炭中铀、钍含量较高；除尘净化效率较低；加之发电厂周围人口密集；使得人均放射性水平明显高于发达国家。
        煤炭用于家庭烧水、做饭和取暖方面的放射性核素危害大于煤炭发电的危害。在我国的个别地区，由于煤炭中铀、钍含量较高，居民烧水做饭的煤炉和灶台上都可以直接测出明显的放射性污染。经有关卫生部门的流行病学调查和分析研究确定，正是由于这些人们生活离不开的煤炭，造成当地呼吸系统和消化道系统癌症高发。但是，不同地区煤炭中放射性物质含量差距很大，加上不同地区使用的炉具、灶具也大不相同，因此对于煤矿周围居民生活用煤产生的照射情况也具有很大差别。
        为了节约能源降低固体废物的排放，一些煤矸石和炉渣、粉煤灰被用来制成矿渣水泥和砖。煤渣砖中放射性镭和钍的含量也都要经过有关部门试验测定，严格控制。如果原煤中放射性物质含量较高，则煤渣、粉煤灰的利用将受到严格的限制，确保建筑物对人造成的辐射控制在合理的安全范围。
        6. 天然辐射水平
        在人类发展的历史进程中，人们受到所生活的环境中的辐射照射已经成为不争的事实。由于不同地区的海拔高度不同和地质构造不同，判断这种天然辐射对人类进化有害还是有益，这几乎是不可能的。
        就宇宙辐射而言，宇宙辐射从星际空间和太阳到达地球表面，需要穿过大气层。一方面它与大气层中的元素发生各种类型的核反应，产生宇生放射性核素。另一方面大气层又对它起到屏蔽作用，大大减少了到达地球表面的宇宙辐射的总量。这种减少或过滤的作用，使得海平面上的辐射量要比地势高的陆地、山脉低得多。
        构成地壳的岩石和土壤中含有自地球形成时就始终存在的少量放射性核素铀、钍以及它们衰变产生的子体产物。 这些元素的含量与地质构造的成因和形成年代有关。火山岩浆形成的酸性岩浆岩（例如花岗岩）中放射性核素铀、钍的含量较高。同一类型的花岗岩中，成岩年代距今越近，其放射性核素铀、钍的含量就越高。
        全球一般正常天然环境辐射对人类造成的辐射水平估计，是联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）的重要工作之一。他们定期将世界各国测量、统计的天然环境辐射结果整理公布，供有关机构研究对照。
        在表2中所列举的异常高本底地区，在世界上属于个别存在的。地质环境对土壤中天然放射性核素含量起到决定性的作用。由于那些地区所处的地表天然放射性核素的含量较高，造成天然辐射本底水平明显高于正常地区。从辐射剂量学的观点看，世界上最有名的高本底地区有印度的喀拉拉邦、巴西的大西洋沿岸地带、意大利的拉齐奥和坎帕尼亚火山地区以及伊朗和尼日利亚等国的一些地区。

表2 天然辐射源所造成的成人平均年有效剂量

天然辐射源		年有效剂量/mSv
		正常天然辐射地区	异常高本底地区
宇宙辐射		0.38	2.0
宇生放射性核素		0.01	0.01
陆地 辐射	外照射	0.46	4.3
	内照射（饮食造成）	0.23	0.6
氡及其 子体的 内照射	吸入222Rn	1.2	10
	吸入220Rn	0.07	0.1
	食入222Ra	0.005	0.1
合 计		2.355	17.11

        印度喀拉拉邦沿海岸宽约55km地带的土壤中，富含独居石矿物。这种独居石矿物中天然钍含量极高。造成当地天然环境本底的辐射水平比全球平均值高出约10倍，由地表辐射引起的空气吸收剂量率平均达到1.3mGy∕h。
        在巴西大西洋沿岸的独居石沙地区来自陆地g辐射的年空气吸收剂量可达0.12Gy。
        在肯尼亚某个含钍碳酸盐地区地表空气吸收剂量率高达12mGy∕h，酸性岩浆岩地质的花岗岩地区天然辐射水平也明显增高。
        在伊朗的拉姆沙城内有一块几平方千米的区域，地表空气吸收剂量率约2mGy∕h～50mGy∕h，这个地区的特点是泉水中的镭浓度特别高。
        而在我国广东阳江地区的页岩地质，由于地表土壤中的铀、钍、镭的含量较高，地表中空气吸收剂量率平均达到0.34mGy∕h。
        以上列举的高本底地区在地球上并不多见，而且到目前为止，还没有观察到生活在这些地区的人们有什么特殊的辐射效应出现。

        7. 人工辐射源
        &nb�存的自然生态造成巨大破坏，全球性的能源危机、环境危机对世界经济发展的严重影响，使得利用核能技术作为解决世界能源危机的重要手段越来越被人们所公认，并被提到全新的高度。从安全性上看，即为了防止放射性物质外泄，核电站在设计时，进行了严格的安全设计，并且制定了周密细致的安全防护与核应急措施。核电站运行时放射性物质的排出对附近居民造成的照射比燃煤发电还要小，这主要是功率相同的燃煤发电站通过烟囱排出的飞灰中以及煤炭燃烧后的废渣中富集的镭、钍等放射性核素，对周围居民的剂量贡献比核电站的影响大将近三倍。
        (4)核事故与辐射事故的照射
        电离辐射与放射性核素的应用给人类带来许多益处，但是随着应用的广泛和深入，尽管人们小心翼翼，但核事故与辐射事故仍旧在不断发生。核事故的应急处理以及核事故后的处置是否得当，是控制和减轻严重核事故(或核与辐射恐怖袭击事件)可能造成的辐射后果，保护广大公众和工作人员健康、安全，保护环境的一项重大措施。国内外的经验和教训告诉我们，对于重大社会灾害，有没有应急预案和应急准备措施，后果截然不同。1979年3月28日发生的美国三里岛核事故，尽管释放到环境中的放射性物质很少，对环境的影响微不足道，对公众未造成任何辐射损伤，但由于缺乏完善的应急预案和准备，国家和地方政府的组织、协调不力，公众惊慌失措、自发盲目逃离，造成对美国社会乃至世界极不良的影响。
        到目前为止，核事故的最大灾难是1986年4月26日发生在前苏联的切尔诺贝利核电站事故。这是人类和平利用核能技术进程中的巨大技术性灾难。由于设计上的缺欠和操作人员的技术失误，使得核反应堆发生爆炸。反应堆爆炸后，反应堆内190t核燃料中3％～4％的放射性物质发生泄漏，放射性核素碘-131和半衰期长达30.1年的铯-137在气流的作用下迅速扩散，导致周边地区空气、土壤和河流受到严重污染，当地居民身体健康和自然环境受到严重威胁。仅俄罗斯受放射性物质铯-137污染的耕地就达29万hm2，森林达98万hm2。核辐射使受灾地区生态系统遭到严重破坏，动物数量大大减少，树木死亡，还发现了动植物遗传基因的改变和森林生态系统遭到破坏等现象。
        居民使用的农产品也受到严重辐射污染。为清理切尔诺贝利事故所造成的核污染，前苏联政府先后动员了80万人参加事故的清理工作，事故后第一月内，清理人员中就有28人因受到超强辐射而死亡，145人得白血病。截至今日，清理人员中死亡人数超过了1万人，事故清理者和受污染地区的居民甲状腺癌的发病率倍增。切尔诺贝利事故造成欧洲受核污染的区域超过了20万km2，其中最为严重的是白俄罗斯、乌克兰和俄罗斯。随着大气环流的运动，由爆炸产生的污染扩散到了其他下风向的更远的地区，增加了对人类的危害。而这些辐射的危害是无法估量的，这些辐射危害的后果可能在很久以后才会通过各种效应显现出来。