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자연방사선은 지구의 외부로부터 오는 우주선과 우주선에 의해 생성된 방사성 물질, 지각 및 대기 중에 존재하는 방사성 물질로부터 나오는 방사선이다. 또한 건축물 재료 속에 들어 있는 방사성 물질, 공기와 음식물 속에 들어 있는 방사성 물질 등 많은 종류의 자연방사선이 있다.

자연방사선의 영향으로 인간은 일상생활 중 항상 피폭을 받으며 살아가고 있다. 자연방사선 피폭은 방사선원의 위치에 따라 외부 피폭, 내부 피폭으로 분류할 수 있다.

외부 피폭은 우주선과 토양, 해수, 지표수, 공기 등에 존재하는 자연방사성핵종에서 방출되는 방사선에 의해 인체가 피폭을 받는 것을 의미하여, 내부 피폭은 생활 주변에 존재하는 자연방사성핵종이 호흡을 통한 흡입과 음식물 등을 통한 섭취 등으로 인하여 체내로 유입된 뒤 체내에서 방출되는 방사선에 의해서 피폭을 받는 것을 말한다.

자연방사선 피폭으로부터 사람이 받는 유효선량은 피폭 지역에 따라 큰 차이를 보이는데, 평균 2.4 mSv/y 정도다. 우주선의 기여는 연간 0.39mSv 정도이지만 해발고도 또는 위도에 따라 다르다.

대지방사선의 기여는 평균적으로는 연간 0.48mSv 정도이지만, 연간 10mSv를 초과하는 곳도 있다. 식품에 포함되어 있는 40K 등의 방사성 물질의 체내 흡수에 의한 내부피폭은 연간 0.29mSv가량이며, 대기 중의 라돈(Rn) 및 그 자손핵종 등의 흡입에 의한 내부 노출은 1.26mSv에 달한다.^각주1)

최근에는 기술개발로 인하여 사람이 받는 자연방사선 선량이 증가하고 있는데, 항공기 내에서의 우주선 노출, 건축자재가 내보내는 라돈과 그 자손핵종 흡입량의 증가 등이 원인으로 지목된다.

자연방사선에 의한 영향은 지역 및 환경적 특성에 따라 차이를 보이는데, 이는 주로 대지에 포함된 우라늄, 토륨, 칼륨40 등 자연방사성핵종의 함량 차이에 기인한다. 세계 평균보다 5배에서 10배 정도 많은 자연방사선 피폭이 이루어지는 곳도 있다.

자연방사선은 일반적으로 방사선방호의 대상이 되지 않는다. 이는 자연방사선의 위험이 인공방사선의 그것에 비해 낮아서가 아니라 자연방사선은 인간이 생활하는 환경 거의 모든 곳에 존재하여 제어하기 어렵기 때문이다.