人类生存环境中放射性辐射的来源，主要有天然辐射和人工辐射。天然辐射源中有宇宙射线和岩石中天然放射性核素产生的放射性辐射。
（一）宇宙射线的辐射
来自星际空间的宇宙射线，其主要成分是高能质子；能谱宽度，1～1014MeV，主要为300MeV左右。其组成中约10%的4He离子及少量重粒子，以及电子、光子、中微子。它们进入地球大气层后，通过高能散裂反应产生大量次级粒子（见表2-4-1），是引起照射剂量的主要成分。
太阳为一个热核反应体，正常期间发射低能粒子；但在磁场扰动下会产生高能粒子，能量大约为1～100 MeV。在这期间，太阳粒子的注量率可能超过宇宙射线的注量率；但大部分不能穿过地球磁场，对低层大气几乎没有影响。
由于地球磁场作用，约束宇宙射线中的电子和质子绕地球运行，在10～50 km高空形成两个辐射带。在20 km以内的称内辐射带，主要是能量为几百兆电子伏以下的质子，注量率峰值在40MeV附近（在10 km高空）。在20 km高空以外的称外辐射带，主要是高能电子和少量α粒子，以及0.1～0.5 MeV能量的质子。这样高度的辐射带对航天飞行有较大影响。
宇宙射线照射对人类造成的剂量，与海拔、纬度和屏蔽体（建筑物）有关。根据海平面上空大气中宇宙射线的直接电离成分（带电粒子）的平均电离值约2.1离子对cm-3·s-1，因为空气中形成一对离子需要能量为33.85eV，则相应的空气吸收剂量率为3.2×10-8nGy·h-1。空气吸收剂量率与高度关系如图9-1-1所示。在太阳活动高峰期，海拔10 km处，空气吸收剂量率降低10%左右；在海平面上，也有变化。中子成分对地面部分所致剂量率比较低。
由于地磁场的作用，致使宇宙射线中带电粒子穿越大气受到影响，到达两极的多于赤道地区。
图9-1-1 地磁北纬50°处宇宙射线空气吸收剂量与高度关系
建筑物对宇宙射线的屏蔽作用与材质有关。对带电粒子，木板房屏蔽因子为0.96，混凝土建筑为0.42。对中子屏蔽不明显。
根据上述纬度和高度估算宇宙射线在地平面上产生的人口加权平均年有效剂量率为380μSv。
（二）宇宙射线产生的放射性核素
宇宙射线与地球物质作用的各种核反应，生成多种放射性核素（见表2-4-2）。其中对人类照射剂量贡献显著的有3H、7Be、14C和22Na，主要是通过食物链进入人体，形成内照射，年剂量估算如表9-1-1所列。总计约12.2μSv·a-1。
表9-1-1 成人年食入量及有效剂量
（三）地表天然放射性核素的辐射
地表天然放射性核素主要是铀系、钍系和锕铀系（见图1-1-1），以及40K、87Rb等（见表3-1-1）。
1.天然放射性核素的外照射剂量
天然核素在自然界分布广泛，岩石、土壤、水体、大气以及生物体内都有不同的含量。近几十年来世界许多国家，对全国进行了陆地伽马空气吸收剂量率测量。主要根据铀（镭）、钍、钾在土壤中的比活度（Bq·kg-1）计算γ射线的空气吸收剂量率。
在测量地表γ辐射剂量率时，把地表看成是2π、核素均匀分布的无穷大辐射源。根据土壤中镭、钍、钾的比活度，计算1m高处γ射线照射剂量率（R），并考虑到镭、钍、钾放出γ射线的相对能量，按下式进行计算：
核辐射场与放射性勘查
式中：QRa、QTh、QK分别为土壤中226Ra、232Th、40K的比活度，Bq·kg-1；KRa、KTh、KK为剂量转换因子，单位为（nGy·h-1）/（Bq·kg-1），其中KRa=0.430（nGy·h-1）/（Bq·kg-1），KTh=0.665（nGy·h-1）/（Bq·kg-1），KK=0.0423（nGy·h-1）/（Bq·kg-1 ）；为1 m高处土壤γ辐射剂量率，nGy·h-1。
根据地表土壤中主要天然核素的比活度，可以计算1m高处空气吸收剂量率（表9-1-2）。平均剂量率中国为72nGy·h-1；美国为55nGy·h-1。
表9-1-2 土壤中天然核素引起的空气吸收剂量率
2.天然放射性核素的内照射剂量
钾是生命必须元素，经食物链进入人体；受人体平衡机制调节，有严格的量的控制。成人每千克体重含钾量1.8g；40K占钾的0.0119%，则成人体内40K的平均活度为55Bq·kg-1，造成内照射的年有效剂量为165μSv（儿童为185μSv）。
238U和232Th也可以通过食入途径进入人体，量甚微，总计年有效剂量不超过10μSv。
氡（222Rn+220Rn）为惰性气体，容易被人吸入；对人造成的内照射剂量，主要来自短寿命子体。被吸入后沉积在呼吸道内，对支气管上皮造成照射。相比之下，子体造成的剂量要大得多。
空气中氡（222Rn+220Rn）短寿命子浓度常用Bq·m-3表示。为了给出子体能量概念，常用单位体积空气中所含子体全部衰变完［即222Rn衰变至210Pb，220Rn衰变至208Pb（见图1-1-1）］，所有子体释放的α粒子总能量表示，称潜能浓度，单位为MeV·m-3。
根据计算，1Bq的222Rn，其衰变子体与之达到放射平衡时子体衰变释放的α粒子总能量为3.5×104MeV；220Rn为4.7×105MeV。可见沉积在体内的氡及其子体的内照射剂量远大于氡（222Rn+220Rn）气本身。根据室内外空气中氡（222Rn+220Rn）及子体的平均浓度计算的年有效剂量率，列于表9-1-3。222Rn和220Rn两项之和比天然γ射线照射产生的剂量（表9-1-2）大很多。
表9-1-3 室内外222Rn和220Rn及子体产生的年有效剂量
（四）矿产开采和选冶
矿产开采中，除了铀矿之外，煤、石油、磷灰石和地热都是放射性元素含量较高的矿产。矿产开采破坏了放射性元素的自然循环和迁移，加大了人和生物的照射剂量。
煤全球年开采量35×108 t左右，中国占一半。形成总的辐射量很难估计。根据联合国辐射效应委员会（UASCEAR）的统计：一个每天燃煤10 t的小热电厂，向大气释放的238U活度达1850 kBq。一个1000MW的热电厂，每年排放粉煤灰5×105 t，其中1.4×105 t排入大气。根据印度阿里格尔穆斯卢姆大学用裂变径迹法对两家电厂的煤、炉碴和飞灰中的铀含量进行测定：燃煤中铀平均含量为17.1×10-6（eU），炉碴为25.7×10-6（eU），而飞灰为29.1×10-6（eU）。那么一个1000MW热电厂，燃煤排放的铀一年达14.5 t，其中4 t排入大气。造成全球人均年剂量约8μSv。
磷酸盐矿物是化肥原料，全球每年使用磷肥3000×104 t（P2O5），是可迁移镭的来源之一。磷肥中238U和226Ra的比活度平均为4000Bq·kg-1和1000Bq·kg-1（P2O5），对全球人均造成剂量为2μSv/a。
铀矿开采，产生的废石、废渣、尾矿、废水，造成放射性核素包括氡大量析出。铀矿地浸开采，虽然免除了矿石外露，其最大污染是注入浸液和溶解的放射性物质进入地下水，转入食物链。
建筑材料中放射性核素含量较高的花岗岩和蚀变粘土制成的地砖等大量进入城市，进入家庭，造成局部剂量增加。
天然放射性核素所造成的年平均辐射剂量估算列于表9-1-4。
表9-1-4 天然辐射源所致年平均辐射剂量（UNSCER，2000）
（五）人工放射性辐射
人工放射性核素污染来源于核武器实验、核能生产反应堆运行、固体核废物处置和放射性同位素应用与核事故等。
核爆炸试验的能量主要是235U和239Pu的链式裂变反应以及氘、氚的聚合反应。大气核爆炸后的裂变产物经高温气化，上升扩散；其中的气态物质迅速冷凝成各种气溶胶颗粒，具有很高的放射性比活度。大颗粒在几百千米范围内沉降；较小颗粒在空中停留较长时间后在更大范围沉降；更小的颗粒进入对流层随大气环流，在同一半球同一纬度范围沉降；微小的颗粒在世界范围沉降。
放射性核素在平流层停留时间可能很长，90Sr可以停留1a，14C更长。
在核爆炸区之外造成公众外照射的主要是中长寿命核素。造成内照射的包括吸入的大气中的微粒和食入放射性污染的食物和水。美国内华达试验场1951～1956年进行过百次核爆炸，场址周围儿童甲状腺剂量高达1Gy。
固体放射性废物处置前的气态或液态流出物中3H、14C、85Kr和131I易于迁移和弥散在全球，甚至在几千万年内对公众造成照射。埋入地下的固体废物（深层或浅层）主要危险是被地下水浸出而迁移。
1964年以238Pu为动力的SNAP-9A卫星重返大气层时炸毁，约600TBq的放射性核素散入平流层中。
表9-1-5所列为各类人工辐射源的释放核素造成公众集体有效剂量的估计量。
表9-1-5 人工辐射源放射性核素释放量及所致集体有效剂量