第三章-放射生物效应与防护.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,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=W,D,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,.,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=1J,kg,-1,旧单位是拉得，符号,rad,。,1Gy=100 rad,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。,原发作用,1.,直接作用,(direct effects),：,是指电离辐射直接作用于具有生,物活性的大分子，如核酸、蛋白质等，使其发生电离、激发或化,学键断裂而造成分子结构和性质的改变。,2.,间接作用,(indirect effects):,是指电离辐射作用于体液中的水分,子,(,机体内水占体重的,70%),，引起水分子的电离和激发，形成化学性,质活泼的不稳定的自由基,(,如,H,，,OH,),，再作用于生物大分子，可导,致生物大分子的损伤和一系列生理、生化的紊乱。,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,),与机体有关的因素,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,:DNA,mRNA,rRNA,tRNA,蛋白质。,(,三,),与环境有关的因素,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,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,3.5,6.0,卵巢,永久不育,2.5,6.0,眼睛体,可查出的浑浊,0.5,2.0,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,20msv,a,-1,，一年内最多不超过,50msv,。,1 msv,a,-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,核医学室的配置：,“,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。,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）,放射性废物的处理途径,放射危险标志,