放射生物效应与防护-核医学与核药学教学、学习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 放射生物效应与防护,照射量(exposure),是直接度量x、射线对空气电离能力的量，以X表示。定义：x或射线在单位质量为dm的空气中与原子核相互作用，释放出来的全部正负电子完全被阻止时，所产生的,同一种符号,的离子总电荷的绝对值dQ与dm之比。,X=dQ/dm,SI单位：库仑千克,-1,旧专用单位伦琴，R。,1.,常用辐射量及其单位,吸收剂量,(absorbed dose),任何被照射物质每单位质量(dm)所吸收的任何电离辐射的平均能量dE，用D表示。,D=dE/dm,吸收剂量的SI单位为戈瑞，符号Gy。,1Gy=1Jkg-1,旧单位是拉得，符号rad。,1Gy=100 rad,当量剂量,(,dose equivalemt，,H),衡量各种辐射对生物机体危害程度的物理量。定义：吸收剂量与辐射权重因数的乘积，用H表示,H=WD,D：辐射在组织T中所致的,平均吸收剂量；,W：辐射权重因子。,如定光子的W=1，则,粒子的W=20,SI单位是焦耳千克-1。专名为希沃特，符号是Sv,剂量当量只限用于放射防护.,名 称,国际制单位SI,旧专用单位,单位换算,放射性活度,（A）,贝可,（Bq）,居里,（Ci）,1Bq=2.70310,-11,Ci,1Ci=3.710,10,Bq,照射量,（X）,库仑/千克,（CKg,-1）,伦琴,（R）,1CKg,-1,=3.87710,3,R,1R=2.5810,-4,CKg,-1,吸收剂量,（D）,戈瑞,（Gy）,拉得,（rad）,1 Gy =100 rad,1 rad=0.01 Gy,当量剂量,（H）,希沃特,（Sv）,雷姆,（rem）,1 Sv =100 rem,1 rem=0.01 Sv,常用辐射量及单位换算,2 电离辐射的生物效应,目的与意义,针对其危害，进行正确的辐射防护；,根据其规律，指导正确的诊断治疗。,一、生物效应发生机制,物理阶段,10,-16,10,-18,s,辐射,机体 电离、激发交出部分或全部能量机体获得能量,物理化学阶段,四个阶段,生物学阶段,细胞水平的变化（细胞膜通透性增加，染色体畸 变等）。,组织器官功能障碍，机体损伤。,不同损伤结局不同：,生物效应严重,机体不可逆损伤 死亡,生物效应较轻 机体细胞代偿、修复、再生 康复,化学阶段,线粒体的氧化磷酸化、,DNA,、,DNA,蛋白及其他蛋白质的合成代谢受到抑制。,组织中,DNA,含量减少，分解产物增多，蛋白质分解代谢增强，出现负氮平衡。,生物大分子物质发生变化,四个阶段,两种作用,(一),原发作用：,指机体在电离辐射作用下，能量的吸收、传递、转化以及与此相应的生物大分子和细胞、亚细胞结构的损伤与破坏。原发作用又分为直接作用和间接作用。,（二）继发作用：,所谓继发作用是指在原发作用的基础上，进一步引起机体代谢紊乱，功能障碍，形态学上的变化以及临床症状的出现和发展。,辐射对DNA分子原发作用模式图,二、影响生物效应的因素,与辐射有关的因素,与环境有关的因素,与机体有关的因素,1.辐射剂量与剂量率,(1).不论内、外照射剂量大,效应大；,(2).总剂量相同，剂量率大、效应大；,(3).剂量过大,可造成不可修复的损伤。,2.辐射的种类,(1).相同能量,射线不同,效应不同；,(2).同种射线，能量不同，效应不同，能量大效应大。,3.照射条件,(1).外照射：；,(2).内照射：；,(3).剂量相同：全身局部，均匀不均匀；,(4).受照部位不同效应不同，如头、胸、腹四肢效应。,4.照射次数与照射面积,（一）与辐射有关的因素,(二)与机体有关,1.生物种系,(1).种系不同,效应不同:一般种系演化越高，效应敏感性,越大,如多C单C，哺乳两栖类,2.生物个体,(1).同种系不同个体有差异,(2).同一个体不同阶段有差异：如胚胎幼成老,3.组织与细胞,(1).相同个体,不同组织,效应不同:如淋巴组织脂肪组织,(2).不同细胞效应不同：如淋巴细胞成纤维细胞网状C,(3).细胞状态:细胞分裂旺盛效应高，如幼稚C成熟细胞,(4).亚细胞及分子水平的辐射敏感性:DNAmRNArRNA,tRNA蛋白质。,(三)与环境有关,1.温度：,温度增高，效应增大，相反则降低；,2.氧：,氧气浓度增大，效应增大；,3.化学物质：,某些激素(如雌激素)和化学制剂对辐射,有抗放作用;还有一些能起增强作用,。,辐射效应后果及分类,按效应出现的对象分类,躯体效应,遗传效应,按效应出现时间,近期效应,远期效应,造血组织、,消化系统及,中枢神经系,统等的效应.,辐射致癌、,白内障、不,孕、胚胎效,应、遗传效,应及寿命缩,短等。,小剂量兴奋作用,按效应发生的机制,随机效应,(stochastic effects)：是指辐射效应的发生,几率,(而非重严程度)与剂量相关的效应，,发生几率随受照剂量的增加而增大，,它,不存在剂量阈值，,如致癌效应和遗传效应。,由于遗传与生理的差异，个体对辐射诱发癌症的敏感性是不同的，但总的来说，辐射诱发癌症的概率是很低的。,确定性效应,(deterministic effects),：,指效应发生的,严重程度,（非几率）与剂量相关，,有剂量阈值,，阈值以下不会发生这种效应，阈值以上才可发生这种效应。如不育、白内障、造血机能低下、寿命缩短，放射性皮肤损伤和一些急性放射病等。,常见确定性效应剂量阈值,（,一次照射中组织受到的总当量剂量,）,组织和,器官,确定性效应,总当量剂量,（Sv）,睾丸,暂时不育,0.15,永久不育,3.56.0,卵巢,永久不育,2.56.0,眼睛体,可查出的浑浊,0.52.0,白内障,5.0,骨髓,造血机能低下,0.5,致死性再生不良,1.5,一、作用于人体的电离辐射源,（一）天然辐射源,1.初级宇宙射线、次级宇宙射线：质子、粒子、光子等。,2.天然放射性核素：土壤、水中：,40,K、,3,H、,14,C、,226,Ra等。,3.人体内存在的放射性核素：食入、吸入等方式侵入体内：,40,K、,14,C、,210,Po等。,（二）人工辐射源,1.核试验（1799次，美：921，苏：624，中：34）,2.核工业与核动力,3.医疗照射及职业照射,4.生活照射,3 放射卫生防护,二、电离辐射作用于人体的方式,1.外照射,：指放射源处于机体外，仅其射线作用于人体，这种照射只,有当机体处于辐射场中才受到照射，离开辐射场就停照。,2.内照射,：指放射性核素进入机体后，分布于组织器官中产生经常、,持续照射，直到排完或衰变完为止。,3.密封源,：指在工作中使用的放射性核素被包在外壳中，在正常情况,下不向周围环境扩散，也不污染环境的辐射源。密封源在,一般情况下，只产生外照射。,4.开放源：,指工作中使用直接暴露在工作环境中的液态、气态、粉态,或气溶胶等物理状态的放射性核素，能向周环境扩散，并,可能侵入机体。开放源既可产生外照射,又可产生内照射.,基本原则,目 的,三、放射防护的目的与基本原则,防止一切有害的,确定性效,应,，把,随机效应,的发生率,降低到可以接受水平。,1.实践正当性,2.防护最优化,3.个人年剂量限值,指一年内职业人员所受外照射和,内照射剂量的总和，不包括天然,本底照射和医疗。,类别,职业人员,普通大众,有效剂量,在规定的5年内平均不超过20msva,-1,，一年内最多不超过50msv。,1 msva,-1,当量剂量,眼晶体,150 msv,.,a,-1,15 msv,.,a,-1,皮 肤,500 msv,.,a,-1,50 msv,.,a,-1,手和足,500 msv,.,a,-1,ICRP1990年建议的年剂量限值,(一)开放型放射性工作场所的分级和防护要求,1.,放射性核素毒性分组：,可分为极毒、高毒、中毒和低毒四组,：,四、实验室中的放射防护,2.场所的分类与分级,根据使用的放射性核素的等效年用量，把单,位分成一、二、三类。,根据各实验室的放射性核素日操作量把单位,内的工作场所分为甲、乙、丙三级。,一般核医学实验室如不开展标记工作，都属,乙、丙级。,3.实验室的配置与要求,“,区配置法,”,清洁区,中间区,活性区,(二)外照射防护（封闭源）,时间防护,屏蔽防护,距离防护,X射线、射线：,易为,高密度材料所吸收，常,用铅、钨等高原,子序数,物质作屏蔽。,高能射线：,主要产生,轫致辐射，故选低原子,序数,物质如铝、塑料、,有机玻璃等作屏蔽。,低能射线：,射程极短、,无须屏蔽，但易被体表,如粘膜、眼角膜、皮肤,等吸收造成损害，防护,中必须防止被沾染。,一般而言外照射防护的重点是,射线，因为射线射程大、穿透力强。,(三)内照射防护（开放源）,防护的原则,(预防为主),防 护 方 法,（1）切断放射性物质进,入人体的各种途径；,（2）减少放射性物质进,入人体的一切机会。,（1）围封隔离，防止扩散；,（2）除污保洁，防止污染；,（3）讲求个人卫生；,（4）妥善处理放射性废物。,（四）放射性污染及处理,1.放射性污染的来源,2.表面污染处理,的一般原则,3.,常用的去污方法,及早清除，以免扩散；,选择适当的去污方法；,防止污染范围的进一步扩大；,去污后的放射监测。,放置衰变,1）短T,1/2,2）固体废物,3）比活度,7.4X10,4,Bq/kg,稀释排放,1）液体或气体,2）放射性浓度,1X10,4,Bq/L,浓缩贮存,1）T,1/2,较长,2）体积较大,1,2,3,（五）,放射性废物的处理原则,