X线辐射防护.doc

电离辐射是指波长短、频率高、能量高的射线。电离辐射可以从原子或分子里面电离（ionize）出至少一个电子。电离辐射是一切能引起物质电离的辐射总称，其种类很多，高速带电粒子有粒子、粒子、质子，不带电粒子有中子以及X射线、射线。 电磁辐射又称电子烟雾，是由空间共同移送的电能量和磁能量所组成，而该能量是由电荷移动所产生；举例说，正在发射讯号的射频天线所发出的移动电荷，便会产生电磁能量。电磁“频谱”包括形形色色的电磁辐射，从极低频的电磁辐射至极高频的电磁辐射。两者之间还有无线电波、微波、红外线、可见光和紫外光等。电磁频谱中射频部分的一般定义，是指频率约由3千赫至300吉赫的辐射。 根据全国科学技术名词审定委员会审定公布科技名词定义，辐射防护指电离辐射。 辐射特点(1)射线射线是一种带电粒子流，由于带电，它所到之处很容易引起电离。射线有很强的电离本领，这种性质既可利用。也带来一定破坏处，对人体内组织破坏能力较大。由于其质量较大，穿透能力差，在空气中的射程只有几厘米，只要一张纸或健康的皮肤就能挡住。 (2)射线射线也是一种高速带电粒子，其电离本领比射线小得多，但穿透本领比射线大，但与X、射线比射线的射程短，很容易被铝箔、有机玻璃等材料吸收。 (3)X射线和射线X射线和射线的性质大致相同，是不带电波长短的电磁波，因此把他们统称为光子。两者的穿透力极强，要特别注意意外照射防护。 辐射的危害在接触电离辐射的工作中，如防护措施不当，违反操作规程，人体受照射的剂量超过一定限度，则能发生有害作用。在电辐射作用下，机体的反应程度取决于电离辐射的种类、剂量、照射条件及机体的敏感性。电离辐射可引起放射病，它是机体的全身性反应，几乎所有器官、系统均发生病理改变，但其中以神经系统、造血器官和消化系统的改变最为明显。电离辐射对机体的损伤可分为急性放射损伤和慢性放射性损伤。短时间内接受一定剂量的照射，可引起机体的急性损伤，平时见于核事故和放射治疗病人。而较长时间内分散接受一定剂量的照射，可引起慢性放射性损伤，如皮肤损伤、造血障碍，白细胞减少、生育力受损等。另外，辐射还可以致癌和引起胎儿的死亡和畸形。 辐射防护标准辐射剂量学研究辐射剂量及辐射剂量的测量。辐射防护标准是实施辐射防护的依据，目前各国都是根据ICRP(国际辐射防护委员会)的建议，结合本国情况制订相应标准1；辐射防护评价包括对辐射设备、辐射安全、辐射对环境的污染等的评价。 防护的三大原则辐射防护的三要素是距离、时间和屏蔽，或者说辐射防护的主要方法是时间防护、距离防护和屏蔽防护，俗称为辐射防护的三大方法，其原理如下： (1)时间防护时间防护的原理是：在辐射场内的人员所受照射的累积剂量与时间成正比，因此，在照射率不变的情况下，缩短照射时间便可减少所接受的剂量，或者人们在限定的时间内工作，就可能使他们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，确保人身安全（仅在非常情况下采用此法），从而达到防护目的。 时间防护的要点是尽量减少人体与射线的接触时间（缩短人体受照射的时间）。 (2)距离防护距离防护是外部辐射防护的一种有效方法，采用距离防护的射线基本原理是首先将辐射源是作为点源的情况下，辐射场中某点的照射量、吸收剂量均与该点和源的距离的平方成反比，我们把这种规律称为平方反比定律，即辐射强度随距离的平方成反比变化（在源辐射强度一定的情况下，剂量率或照射量与离源的距离平方成反比）。增加射线源与人体之间的距离便可减少剂量率或照射量，或者说在一定距离以外工作，使人们所受到的射线剂量在最高允许剂量以下，就能保证人身安全。从而达到防护目的。 距离防护的要点是尽量增大人体与射线源的距离。 (3)屏蔽防护屏蔽防护的原理是：射线包括穿透物质时强度会减弱，一定厚度的屏蔽物质能减弱射线的强度，在辐射源与人体之间设置足够厚的屏蔽物（屏蔽材料），便可降低辐射水平，使人们在工作所受到的剂量降低最高允许剂量以下，确保人身安全，达到防护目的。 屏蔽防护的要点是在射线源与人体之间放置一种能有效吸收射线的屏蔽材料。对于X射线常用的屏蔽材料是铅板和混凝土墙，或者是钡水泥（添加有硫酸钡-也称重晶石粉末的水泥）墙。确定性效应与随机性效应的区别关注核辐射对人的健康影响必须先了解如何区分和看待电离辐射效应。人体受到电离辐射照射，按辐射作用对象区分可有受照者自身出现的躯体效应和出现在其后代的遗传效应之分；而按辐射作用发生反应的时间区分可有早期效应和晚期或远后期效应；如果按辐射作用速率区分则有急性效应和慢性效应。但更科学地根据作用机制区分已被全世界普遍接受，即自1977年起区分为确定性效应（有害组织反应）和随机性效应两大类。确定性效应和随机性效应自然也涵盖了前面三种分类。确定性效应专指有照射剂量的起点阈值而导致发生的效应，故只有大剂量照射才会发生这类有害组织反应，例如原子弹爆炸以及较大核与放射事故引发的放射病、放射性损伤等，至少一次大剂量6000毫戈瑞（m G y）吸收剂量照射可以致死。而人们更关注随机性效应，例如辐射诱发癌症及遗传疾病等，目前此类效应被公认没有发生效应的剂量起点阈值。显然随机就是针对群体而言的概念，应以发生效应的概（几）率表征。所以小剂量照射也非常需要认真防护，但一般不超过1000毫希（m S V)照射是观察不到受照射群体中随机性效应发生概率的变化顺便说明，放射防护标准所用的防护评价量全身有效剂量，其国际制单位用符号SV表示，SV是核科学家Sievert名字的缩写。为纪念这位科学家而用其命名全身有效剂量的单位。1977年翻译为“西弗特”；但自1980年起经业界推敲改为“希沃特”，可以简称为“希”，并在所有相关国家标准中采用三十多年了。虽然翻译可有多种汉字表达，但已经由技术法规国家标准规定的用词必须遵守统一的规范。此次福岛核事故发生后个别专家开始时使用了老旧用词“西弗”，则媒体网络上沿用了不规范化的“西弗”或者“希伏”等。这个现象应当纠正了。以趋利避害为宗旨的放射防护，就是通过防患于未然致力于防范发生事故以严格控制任何确定性效应的出现。现代社会防止核与放射事故引发确定性效应，只要通过全面培植安全文化是能够较好实现的。同时，更需要在各行各业广泛应用核科学与电离辐射技术中，采取有效的技术和管理措施，认真贯彻执行国际和国家的放射防护法规与标准，切实加强放射防护最优化，尽可能避免和减少一切不必要的照射，把职业照射、医疗照射、公众照射所致群体中可能引发的随机性效应发生概率尽量合理降低到可以接受的最低水平。在辐射物理中，关于随机性效应和确定性效应是这样定义的：随机性效应是指效应的发生几率（而非严重程度）与剂量大小有关的那些效应，随机性效应与剂量的关系是线性、无阈的。确定性效应是一种有“阈值”的效应，受到的剂量大于阈值，这种效应就会发生，而且其严重程度与所受剂量大小有关，剂量越大后果越严重。辐射效应按效应发生概率、后果与剂量的关系，可分为随机性效应和确定性效应随机性效应随机效应是指生物效应的发生没有剂量阈值，只要受到照射就有发生的可能，发生的概率与剂量大小有关，而严重程度与剂量大小无关。表1列出了辐射引发随机性效应的概率（源自ICRP Publication No. 103，2007）。表1随机效应标称概率系数随机效应标称概率系数 (10-2/Sv)受照人群癌症遗传疾病合计全部5.50.25.7成年4.10.14.2 确定性效应确定性效应有剂量阈值，即达到或超过某一剂量数值后才会发生，在剂量阈值之下不会发生；确定性效应的严重程度与辐射剂量大小有关。表2列举了一些人体确定性效应及其剂量阈值（源自ICRP Publication No. 103，2007）。表2确定性效应的阈值确定性效应的阈值 (Sv)效应单次吸收 (Sv) 长期吸收 (Sv-year)睾丸不育3.5 - 6.02卵巢不育2.5 - 6.0 0.2眼睛晶状体可见浑浊白内障0.5 - 2.05.0 0.1 0.15骨髓造血功能障碍0.5 0.4图1 剂量-效应关系图表3辐射引起的健康效应概述预期剂量效应后果很低剂量约10mSv（有效剂量）或更小无急性效应，极小的附加癌症危险。甚至在涉及大人群时，可能也不能察觉癌症发生率增加低剂量：接近100mSv（有效剂量）无急性效应，附加癌症危险小于1%如果受照人群大（可能大于10万）可能观察到癌症发生率增加中度剂量接近1000mSv（急性全身剂量）恶心，可能呕吐，中度骨髓阻抑，随后附加癌症危险约10%。如果受照人群大于几百人，可能观察到癌症发生率增加高剂量1000mSv（急性全身剂量）一定恶心，可能发生骨髓综合症；受到4000mSv急性全身照射，不进行医学治疗，死亡危险大。明显的附加癌症危险观察到癌症发生率增加附件：辐射生物学效应的机理1. 辐射生物学效应的分子机理辐射能量沉积于生物体，引起机体生物活性分子的电离和激发，导致机体的核酸、蛋白质和酶类等分子结构的改变和生物活性的丧失，引起系列辐射损伤。其中最为严重的损伤为携带遗传物质的DNA发生的损伤。研究表明，哺乳动物细胞在受到低线性能量转移（1inear energy transfer，LET）辐射后，每Gy剂量产生大约1 000个左右的单链断裂（single strand break，SSB）和40个左右的双链断裂（double strand break，DSB）。单链断裂通常是可以被细胞自身的修复机制所修复的（DNA是由互补的双链构成，当一条链断裂后，细胞能够以剩下那条完好的链作为模板，修补断裂点），而双链断裂非常难以修补，或被错误修补，这样会导致细胞的变异（诱发癌症）、或细胞不能分裂并走向死亡。人体细胞分为体细胞和生殖细胞两种，如果是体细胞出现大量的死亡，则会影响到正常组织的功能行使，出现不同程度的功能障碍或丧失；如果是生殖细胞死亡的话，则会引起永久不育。这些由于大量细胞死亡引起的功能障碍的现象为确定性效应。当细胞发生突变的情况下，体细胞可能发展为癌细胞，从而导致癌症的产生；如果变异发生在生殖细胞中，那么子代将会出现遗传缺陷。这种由于细胞突变而产生的效应属于随机性效应。2. 机体的放射损伤（确定性效应） 急性放射病外照射引起的急性放射病是由穿透力较强的射线，如X射线、射线和中子流由体外大剂量照射机体所致。根据受照剂量、剂量率、身体部位和照射后时间，对于人体照射引起的急性放射病可分为脑型、胃肠型和骨髓型三种类型。脑型：由极高整体剂量(50Gy)辐射所致，几乎都是致死的。该综合征有3个阶段：表现为恶心和呕吐的前驱期；倦怠和嗜睡，程度上从淡漠到虚脱（可能因脑内非细菌性炎症灶或辐射产生的毒性产物所致）；震颤，抽搐，共济失调，最后在数小时至数天内死亡。 胃肠型：由整体剂量（10Gy）辐射所致，其特征为恶心、呕吐和可导致严重脱水，血容量降低和血管虚脱的腹泻。胃肠道综合征由组织坏死引起，并且可因进行性胃肠道粘膜萎缩而持续不愈，也可因肠道坏死而发生菌血症，最后肠绒毛脱落，大量血浆流失于肠腔。若补充大量血浆，46天后胃肠道上皮细胞可再生。在该期用抗生素可使病人保持存活，但2或3周内可发生造血衰竭而通常致死。骨髓型：辐射损伤由整体剂量为（110Gy）的辐射所致，主要损伤骨髓等造血系统，在造血抑制和破坏的基础上，发生以全血细胞减少为主的造血障碍综合症。主要临床表现为出血、感染。 中期迟发效应长期或反复的内置或外源性低剂量率照射，可使女性闭经和性欲降低，男女两性的生育能力降低，贫血，白细胞减少，血小板减少和白内障。更高剂量或更局限的照射可引起脱发，皮肤萎缩和溃疡，角化病和毛细血管扩张，最终可发生鳞状细胞癌。摄入放射性亲骨核素(如镭盐)数年后可发生骨癌。对癌肿的广泛放射治疗，有时可供被照射器官严重损伤。若肾脏被照射则降低肾小球滤过率和肾小管功能。极高剂量照射，经6个月至1年潜伏期后可引起急性临床症状（如蛋白尿，不同程度的肾功能不全，贫血，低血压）。若在5周内肾脏累积照射剂量20Gy，约37%的病人可发生放射性纤维化和少尿性肾衰竭。其余病人可在一个长时期内出现各种异常变化。肌肉的大量累积剂量可引起伴有肌萎缩和钙化的疼痛性肌病，极少数人随之可发生恶性变（如肉瘤）。肺癌放射治疗后可产生严重的放射性肺炎和其后发生的肺纤维化，若在不太长的治疗期间内累积剂量超过30Gy则可能致死。纵隔部位的广泛放射治疗可引起放射性心包炎和心肌炎。一段脊柱的累积剂量超过50Gy时，可产生灾难性的骨髓病。但若剂量率限止在2Gy/d内，可减少这种危险性。若剂量率为8Gy/d，则当累积剂量到达16Gy（2天治疗后）时，就可发生骨髓病。广泛照射腹部淋巴结（如精原细胞瘤，淋巴瘤或卵巢癌）后，可发生肠的慢性溃疡，纤维化和穿孔。 晚期身体和遗传效应对体细胞的照射可引起癌(如白血病；甲状腺，皮肤或骨癌)和白内障，在动物模型中可见非特异性的寿命缩短。用X线治疗增殖体和扁桃体增生后2030年可发生甲状腺癌。外照射的生物学效应似乎比放射性碘的生物学效应大。对生殖细胞的照射累及基因，突变增加。生殖可使突变持续，进而使下一代的遗传缺陷增多。对某些个体的观察表明10-2/Gy可产生能测到的长期遗传或身体的生物学效应。3. 影响辐射效应的因素影响辐射效应的因素主要包括两个方面： 与辐射有关的因素除与不同类型的射线有关外，最直接的影响因素是辐射的剂量、剂量率。一般来说，剂量、剂量率越大，效应越严重。当照射的其它条件相同时，受照射面积越大，生物效应越明显。 与机体有关的因素个体的辐射敏感性与年龄、性别、生理和健康状况等因素有关。此外，人体各种组织的放射敏感性也不相同，如淋巴组织、胸腺、骨髓住址、胃肠上皮、性腺、胚胎组织最为敏感，因而人体在接受中等剂量（1Gy以上）照射后，可能在几小时后就出现恶心、呕吐，也可能引起白血球减少、血小板下降等疾病。