放射性氚的毒理学ppt课件.ppt

第十四章第十四章 氚的放射毒理学的放射毒理学 放射医学与防放射医学与防护学院学院岳岳 凌凌氚（tritium，3H或或T）氢有三种同位素，即有三种同位素，即氕(1H)、氘(2H)、氚(3H)，其中，其中氚是放射性同位素。是放射性同位素。2一、一、辐射和化学特性射和化学特性氚的的辐射特性射特性Tp=12.33a31H 32He+e，粒子平均能量粒子平均能量为为5.7KeV，最大能，最大能量量18.6KeV，较较低，相当于低，相当于14C的的1/8，32P的的1/100。在空气中平均射程在空气中平均射程0.56m3u核素核素氚易易转化化为氚水（水（HTO,T2O）。）。p氧化反氧化反应p同位素交同位素交换反反应u氚单位（位（tritium unit，TU）p当当1018个个氢同位素混合原子中含有一个同位素混合原子中含有一个氚原子原子时，称，称为一一个个氚单位。位。p1个个氚单位水的位水的浓度度为0.12Bq/L。4氚的化学性的化学性质与与氢相似，且相似，且氚属于低毒性核素。属于低毒性核素。同位素同位素质量效量效应u由于由于31H和和11H的的质量数差异，量数差异，氚所参与的化学反所参与的化学反应的反的反应常数与常数与氢不同，从化学不同，从化学键能上看，能上看，C-3H共价共价键比比C-1H共价共价键稳定，因此与定，因此与C-1H有关的生化反有关的生化反应可因可因氚取代了取代了氢而而发生改生改变。5具有放射毒理学意具有放射毒理学意义的的氚化合物化合物氧化物：氧化物：氚氚水水氚氚气：气：HT或或T2难难溶性溶性氚氚化合物：化合物：金属化合物、含金属化合物、含氚发氚发光涂料光涂料可溶性可溶性氚氚的有机化合物：的有机化合物：生物物生物物质质氚标记氚标记化合物：化合物：3H-TdR6二、二、环境中境中氚的来源和循的来源和循环1.环境中境中氚的来源的来源天然天然氚人工人工氚7天然天然氚宇宙射宇宙射线与大气中的氮、氧作用与大气中的氮、氧作用产生（宇生放射性生（宇生放射性核素）核素）太阳系及其它星球太阳系及其它星球8人工人工氚核爆炸核爆炸核反核反应堆堆氚靶（加速器）靶（加速器）氚标记化合物化合物发光涂料光涂料9核爆炸（核爆炸（氢弹试验）u大气大气层核爆核爆产生的生的氚形成形成氚水并随雨雪降到地球表水并随雨雪降到地球表面面u地下核爆地下核爆时，岩石中的，岩石中的锂俘俘获中子可中子可产生大量生大量氚。101112核反核反应堆堆u核燃料的三裂核燃料的三裂变u氘、硼、硼、锂等等轻元素的中子活化元素的中子活化132.氚在在环境中的循境中的循环核素核素氚可可经氧化反氧化反应和同位素交和同位素交换反反应转化化为氚水，并加入到自然水的循水，并加入到自然水的循环。有机有机结合合氚（organically bound tritium，OBT)氚水中的水中的氚能能结合到合到动植物有机分子中去，形成植物有机分子中去，形成氚的化合的化合物。物。14环境中的境中的氚可通可通过物理、化学交物理、化学交换和生物和生物转化等方化等方法在自然界中循法在自然界中循环。氚的的扩散性散性强，渗透性，渗透性强，吸附性，吸附性强防防护困困难。153.氚在在环境中的境中的发生与人生与人类的暴露的暴露氚在空气中的暴露水平在空气中的暴露水平氚在土壤中的暴露水平在土壤中的暴露水平氚在水中的暴露水平在水中的暴露水平氚在食物中的暴露水平在食物中的暴露水平1617三、体内代三、体内代谢 吸收吸收 分布和滞留分布和滞留 排除排除1.吸收吸收氚水水核素核素氚有机有机结合合氚氚标记化合物（如化合物（如DNA前体物前体物质）18氚水水（危害（危害较大）大）u胃胃肠道：道：氚水水，小小肠，肠粘膜毛粘膜毛细血管血管u呼吸道：呼吸道：氚水蒸气水蒸气u皮肤：皮肤：氚水：浸水：浸渍作用和作用和扩散作用散作用 氚水蒸气：水蒸气：扩散作用散作用19核素核素氚u呼吸道：呼吸道：危害危害较小，万分之一小，万分之一u核素核素氚的放射云：的放射云：肺部（主要）、皮肤（可忽略）肺部（主要）、皮肤（可忽略）20有机有机结合合氚u胃胃肠道道u胎胎盘、乳汁、乳汁u呼吸道呼吸道氚标记化合物（如化合物（如DNA前体物前体物质）u食入：食入：胃胃肠道，道，掺入入u静脉注入静脉注入212.分布和滞留分布和滞留分布特点分布特点u呈全身性相呈全身性相对均匀性分布均匀性分布22组织结合合氚u通通过同位素交同位素交换或或酶促反促反应，体内，体内氚部分部分掺入到有机分子入到有机分子中形成。中形成。可交可交换的有机的有机结合合氚u凡与有机分子中的氧、氮、硫和磷凡与有机分子中的氧、氮、硫和磷结合的合的氚，容易再交，容易再交换出来，此有机出来，此有机结合合氚称之。称之。牢固的有机牢固的有机结合合氚u凡与有机分子中的碳凡与有机分子中的碳结合的合的氚比比较稳定，其是通定，其是通过酶促反促反应而与碳而与碳结合的，不易再交合的，不易再交换出来，此有机出来，此有机结合合氚称之。称之。23氚在体内的分布在体内的分布u氚水：水：含水量多的含水量多的组织，氚含量相含量相对较多，如肝多，如肝脏、肌、肌肉等肉等u吸入吸入氚气气u摄入体内的有机入体内的有机结合合氚uDNA前体物前体物质24可交换的可交换的有机结合氚有机结合氚体水氚体水氚牢固的牢固的有机结合氚有机结合氚adcb排除排除e 氚水在体内分布的代谢动力学（三氚水在体内分布的代谢动力学（三隔室模型隔室模型）体内体内氚的滞留的滞留动态函数函数uA(t)=A1e-0.693t/T1+A2e-0.693t/T2+A3e-0.693t/T3263.排除排除排除途径排除途径u吸入核素吸入核素氚：呼气呼气u氚水：水：主要主要经尿、呼气、汗，少量尿、呼气、汗，少量经唾液、乳汁、唾液、乳汁、粪便便27u体液体液氚的有效半减期与体水的更新有关。的有效半减期与体水的更新有关。uTe=0.693 42000/3000 10duTe的影响因素：的影响因素：环境温度、境温度、劳动强度、体水含量、度、体水含量、年年龄、饮水量、季水量、季节等等28四、四、氚内照射内照射剂量估算量估算摄入入氚水的内照射水的内照射剂量估算量估算摄入入氚气的内照射气的内照射剂量估算量估算29五、五、损伤效效应损伤效效应u氚水、核素水、核素氚确定性效确定性效应(deterministic effects)随机性效随机性效应(stochastic effects)301.确定性效确定性效应u急性毒性作用急性毒性作用u亚急性毒性作用急性毒性作用u慢性毒性作用慢性毒性作用u对DNA的的损伤作用作用u对细胞的胞的损伤效效应u对生殖生殖细胞的影响胞的影响u致染色体畸致染色体畸变u对子代的影响子代的影响31氚致致转换突突变效效应 31H掺入到分子中成入到分子中成为分子的一个成分，如分子的一个成分，如DNA中，中，因因为31H衰衰变，使，使31H 32He+e，分子成分突然，分子成分突然发生生变化，此化，此过程称程称为氚致致转换突突变；由此引起的；由此引起的一系的效一系的效应，称，称转换突突变效效应。322.随机性效随机性效应u致癌效致癌效应u致致遗传效效应33u致癌效致癌效应p氚水水白血病、几乎所有白血病、几乎所有组织的的肿瘤瘤p3H-TdR：、：、淋巴肉瘤、肝癌、甲状腺癌淋巴肉瘤、肝癌、甲状腺癌34u致致遗传效效应p基因突基因突变显性致死突性致死突变、骨骼、骨骼显性突性突变等等p生殖生殖细胞染色体畸胞染色体畸变生殖生殖细胞胞稳定性染色体畸定性染色体畸变：染色体相互易位染色体相互易位n氚水水遗传效效应的指的指标：精原精原细胞色体染易位胞色体染易位353.剂量效量效应的的评价价u非致癌的非致癌的剂量效量效应u致癌的致癌的剂量效量效应36六、加速排除六、加速排除医医疗措施措施大量大量饮水水利尿利尿剂 37思考思考题1.氚在体内分布的特点在体内分布的特点2.有机有机结合合氚、可交可交换的有机的有机结合合氚、牢固的有机牢固的有机结合合氚3.氚的的损伤效效应38