核物理及辐射防护基本知识课件.ppt

1、核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识福岛第一核电站核泄漏后，东京都从福岛县福岛第一核电站核泄漏后，东京都从福岛县南相马市场产的牛肉中验出南相马市场产的牛肉中验出2300贝壳的辐射贝壳的辐射铯，是标准值的铯，是标准值的5倍，这些牛称为倍，这些牛称为“辐射牛辐射牛”核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防

2、护基本知识人类历史上的十大核事故人类历史上的十大核事故 2004年日本美浜核电站事故（自然爆炸）2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故（龙卷风所致）1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故（核反应堆温度过高）1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故 1999年日本东海村铀处理设施事故（操作失误）2011年日本福岛第一核电站事故 1979年美国三里岛核事故 1957年前苏联克什特姆核灾难 1986年前苏联切尔诺贝利核灾难核物理及辐射防护基本知识1986年前苏联切尔诺贝利核灾难年前苏联切尔诺贝利核灾难 辐射辐射危害严重，导致事故后前危害严重，导致事故后前3个月内有个月内有31人死亡，之

3、后人死亡，之后15年内有年内有6-8万人死亡，万人万人死亡，万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公公里地区的万多民众被迫疏散。里地区的万多民众被迫疏散。据专家估计，完全消除这场浩劫对自然环据专家估计，完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要境的影响至少需要800年，而持续的核辐射年，而持续的核辐射危险将持续危险将持续10万年。万年。核物理及辐射防护基本知识年仅年仅8岁的乌克兰小女孩维卡岁的乌克兰小女孩维卡切尔温斯卡正在饱受癌症的折磨，她正和母亲一起切尔温斯卡正在饱受癌症的折磨，她正和母亲一起在基辅的一家医院中进行治疗，照片拍摄于在基辅的一家医院中进行治疗，照

4、片拍摄于2006年年4月月18日。日。核物理及辐射防护基本知识l放射性核素：是指原子核能自发产生成分或放射性核素：是指原子核能自发产生成分或能级的变化，变成另一种核素，同时伴有射线能级的变化，变成另一种核素，同时伴有射线发射的元素。（发射的元素。（P P3 3）l天然存在的放射性同位素不过十几种。现在，天然存在的放射性同位素不过十几种。现在，用人工方法得到的放射性同位素已达用人工方法得到的放射性同位素已达1000多种。多种。第一节第一节 核素与核衰变核素与核衰变核物理及辐射防护基本知识想一想想一想 为什么人造放射性同位为什么人造放射性同位素应用比天然放射性物质应素应用比天然放射性物质应用广泛呢

5、？用广泛呢？和天然放射性物质相比，人造放射性同位素和天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多，状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射性废料容易处理。因此放射性废料容易处理。解释一下解释一下核物理及辐射防护基本知识 农业技术农业技术 用放射性同位素制成肥料和农药，利用探测用放射性同位素制成肥料和农药，利用探测器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。收过程、吸收效率以及在做物体体内

6、的分布。想一想想一想 棉花在结桃、开花的时候需棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，但是什么时候的要较多的磷肥，但是什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能停吸收率最高、磷在作物体内能停留多长时间、磷在作物体内分布留多长时间、磷在作物体内分布情况如何呢？情况如何呢？核物理及辐射防护基本知识 我们知道，把磷肥喷在棉花叶子上，磷我们知道，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位素素30P制成肥料，喷洒在棉花叶面上，然后制成肥料，喷洒在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，就能研究

7、棉花对肥料的吸收情况。射性强度，就能研究棉花对肥料的吸收情况。棉花棉花核物理及辐射防护基本知识 医疗技术医疗技术人体不同组织对不同元素的吸收率不同，可将人体不同组织对不同元素的吸收率不同，可将用放射性同位素制成的药物注入人体，用探测用放射性同位素制成的药物注入人体，用探测器探测示踪原子在人体组织中的放射强度，这器探测示踪原子在人体组织中的放射强度，这些数据经过电脑分析后，病人体内的情况就转些数据经过电脑分析后，病人体内的情况就转化影像显现出来，从而可以诊断它们的病变。化影像显现出来，从而可以诊断它们的病变。好神奇啊！好神奇啊！核物理及辐射防护基本知识 例如，给人注射例如，给人注射131I，然后

8、定时用探测器，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器性质和功能性疾病。断甲状腺的器性质和功能性疾病。又如，肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的又如，肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的放射性元素，由此可以诊断肿瘤形成的部位。放射性元素，由此可以诊断肿瘤形成的部位。核物理及辐射防护基本知识射线治疗射线治疗 由于肿瘤细胞比正常细胞对射线更敏感，由于肿瘤细胞比正常细胞对射线更敏感，因此可用一定剂量射线集中照射病灶部位来杀因此可用一定剂量射线集中照射病灶部位来杀灭和遏制癌细胞的增长，这就是我们通常所说灭和遏制癌细胞的增长，这就是我们通常所说的的

9、“放疗放疗”。放疗治癌放疗治癌体内放疗体内放疗体外放疗体外放疗近距导入放疗近距导入放疗核物理及辐射防护基本知识 体内放疗是利用病灶部位对某些元素吸收较体内放疗是利用病灶部位对某些元素吸收较多的特点，将放射性同位素注入体内，射线将近多的特点，将放射性同位素注入体内，射线将近距离杀灭癌细胞而不会过多损伤周边组织，常用距离杀灭癌细胞而不会过多损伤周边组织，常用这种放疗的同位素有碘这种放疗的同位素有碘121、碘、碘131等。等。体外放体外放疗通常用钴疗通常用钴60做做射线源，射线源，在体外对肿在体外对肿瘤部位集中瘤部位集中照射。照射。核物理及辐射防护基本知识 近距导入放疗是将射线同位素通过导管近距导入

10、放疗是将射线同位素通过导管直接导入肿瘤部位，使它们在十分靠近的位直接导入肿瘤部位，使它们在十分靠近的位置保持一定的浓度和时间。置保持一定的浓度和时间。这种方式对全身这种方式对全身的辐射影响最小，例的辐射影响最小，例如：铱如：铱192能放出能放出射射线和低剂量线和低剂量辐射，辐射，它常用于乳腺和口腔它常用于乳腺和口腔肿瘤的近距离导入治肿瘤的近距离导入治疗。疗。核物理及辐射防护基本知识 工业技术工业技术放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。例如，将放射性同位例如，将放射性同位素注入输油和输气管素注入输油和输气管中，用探测器可以挖中，用探测器可以挖掘管道

11、破裂和泄漏的掘管道破裂和泄漏的位置，从而避免大规位置，从而避免大规模的挖掘模的挖掘核物理及辐射防护基本知识辐射式避雷针辐射式避雷针核物理及辐射防护基本知识成分速度贯穿能力电离能力射线 氦原子核1/10光速弱最强射线高速电子流接近光速较强较弱射线高能量电磁波光速最强最弱 放射性物质放射出的射线一共有三种：放射性物质放射出的射线一共有三种：射线、射线、射线、射线、射线。射线。核物理及辐射防护基本知识P7核物理及辐射防护基本知识第二节第二节 核辐射卫生防护基本知识核辐射卫生防护基本知识一、电离辐射生物学效应 核医学工作中接触的放射性核素以、型为主，无型 概念：电离辐射将能量传递给有机体引起的概念：电

12、离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变，统称为电离辐射生物学效应。任何改变，统称为电离辐射生物学效应。核物理及辐射防护基本知识放射性危害人体的方式放射性危害人体的方式 内照射内照射混合照射混合照射放射性核素体表污染放射性核素体表污染外照射外照射指放射性核素沾染于人指放射性核素沾染于人体表面体表面(皮肤或粘膜皮肤或粘膜)。以外照射为主，有伤口，以外照射为主，有伤口，易形成内照射易形成内照射定义：放射性物质经吸入、食入或定义：放射性物质经吸入、食入或皮肤皮肤(完好的或伤口完好的或伤口)进入体内，从进入体内，从而造成放射性核素的体内污染而造成放射性核素的体内污染外照射是辐射源处于机体外照射是辐射源处

13、于机体或生物体外部所产生的照或生物体外部所产生的照射。射。核物理及辐射防护基本知识照射方式图例照射方式图例核物理及辐射防护基本知识1.电离辐射生物学效应的发生机理电离辐射生物学效应的发生机理核物理及辐射防护基本知识1.电离辐射生物效应发生的机理电离辐射生物效应发生的机理继发作用继发作用生物学效应生物学效应原发作用原发作用直接作用直接作用间接作用间接作用核物理及辐射防护基本知识原发作用分类原发作用分类 直接作用直接作用：射线作用于蛋白质、射线作用于蛋白质、核酸等生物活性大分子，产生核酸等生物活性大分子，产生电离或激发，或引起化学键断电离或激发，或引起化学键断裂，造成分子结构和性质的改裂，造成分子

14、结构和性质的改变，进而导致正常功能和代谢变，进而导致正常功能和代谢作用的障碍。作用的障碍。间接作用：射线作用于体内水间接作用：射线作用于体内水分子，引起水分子活化，生成分子，引起水分子活化，生成自由基并通过自由基又间接作自由基并通过自由基又间接作用于生物大分子，造成辐射损用于生物大分子，造成辐射损伤。伤。核物理及辐射防护基本知识继发作用继发作用l 由于生物活性大分子的损伤，继而发生的组织细由于生物活性大分子的损伤，继而发生的组织细胞代谢的变化、功能和结构的破坏等作用。胞代谢的变化、功能和结构的破坏等作用。l 继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可以被机继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可以被机体

15、的再生和代偿能力修复，但有时或有的个体在体的再生和代偿能力修复，但有时或有的个体在修复后可在修复后可在DNADNA中发生基因突变，这是导致遗传效中发生基因突变，这是导致遗传效应和远期癌变的重要原因。应和远期癌变的重要原因。核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识2.电离辐射的生物学效应分类电离辐射的生物学效应分类电电离离辐辐射射生生物物学学效效应应分分类类效应范围效应范围躯体效应躯体效应全身效应全身效应局部效应局部效应遗传效应遗传效应效应时间效应时间远期效应远期效应近

16、期效应近期效应效应规律效应规律随机效应随机效应确定效应确定效应慢性效应慢性效应急性效应急性效应核物理及辐射防护基本知识确定性效应确定性效应 l 指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。l 严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重程度愈大；严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重程度愈大；l 特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发生。特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发生。l 不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同l 属于此效应的有白内障的形成、生育能力降低、造血功能障碍等属于此效应的

17、有白内障的形成、生育能力降低、造血功能障碍等核物理及辐射防护基本知识确定性效应剂量效应曲线特征确定性效应剂量效应曲线特征核物理及辐射防护基本知识随机性效应随机性效应 指发生的几率与剂量大小有关的效应。指发生的几率与剂量大小有关的效应。特点：效应严重程度与剂量大小无关，没特点：效应严重程度与剂量大小无关，没有阈值。有阈值。属于此效应的有辐射致癌与遗传效应属于此效应的有辐射致癌与遗传效应 核物理及辐射防护基本知识随机性效应剂量效应曲线特征随机性效应剂量效应曲线特征严重程度剂量核物理及辐射防护基本知识 1968年年8月，美国某医疗单位进行诊断时，月，美国某医疗单位进行诊断时，为一名病人静脉注射为一名

18、病人静脉注射198Au。按要求本应。按要求本应注入，但却错误地注入了注入，但却错误地注入了7400MBq。估。估算结果表明，患者不同组织器官受到了大算结果表明，患者不同组织器官受到了大剂量辐射的照射，肝脏和脾脏分别达剂量辐射的照射，肝脏和脾脏分别达73 Gy，肠，肠6Gy，红骨髓为。临床表现为肝、，红骨髓为。临床表现为肝、脾缩小，持续性血小板减少，间歇性血尿脾缩小，持续性血小板减少，间歇性血尿及结膜下出血等。入院后及结膜下出血等。入院后68d突然出现头突然出现头晕，剧烈头疼，感觉迟钝等。后来晕，剧烈头疼，感觉迟钝等。后来 症状症状不断加重，意识未能恢复，导致死亡。不断加重，意识未能恢复，导致死

19、亡。核物理及辐射防护基本知识 有一患者因突眼性甲状腺肿，用555MBq I-131治疗，一般商用源活度为1 073MBq，医生未核对计算，造成患者甲状腺超剂量照射达91。核物理及辐射防护基本知识3.辐射效应的影响因素辐射效应的影响因素核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识照射方式和射线种类照射方式和射线种类 l 和和 射线：其穿透力强，造成皮肤和深部组织或器官的损伤。射线：其穿透力强，造成皮肤和深部组织或器官的损伤。绝大多数放射事故导致的放射损伤是绝大多数放射事故导致的放射损伤是 射线照射引起的。射线照射引起的。l 射线、射线、射线因其穿透力较弱，是内照射中主要应当考虑的射射线因其穿

20、透力较弱，是内照射中主要应当考虑的射线种类。线种类。l 照射方式：照射方式：内照射：内照射：和和 外照射：外照射：和和 核物理及辐射防护基本知识照射剂量和剂量率照射剂量和剂量率 照射剂量或剂量率越大，生物效应越显著。在一定的剂量范围内，照射剂量与生物效应呈线形关系。NoImageNoImage核物理及辐射防护基本知识辐射效应的影响因素辐射效应的影响因素核物理及辐射防护基本知识核物理及辐射防护基本知识 时间防护时间防护 缩短受照时间。缩短受照时间。因工作需要进入电离辐射场操作时，为缩短受因工作需要进入电离辐射场操作时，为缩短受照时间，应做好充分准备，操作时务求熟练、照时间，应做好充分准备，操作时

21、务求熟练、迅速。迅速。某些场合下，如抢修设备和排除事故，工作人某些场合下，如抢修设备和排除事故，工作人员需在强辐射场内进行工作，应采用轮流、替员需在强辐射场内进行工作，应采用轮流、替换办法，严格限制每个人的操作时间换办法，严格限制每个人的操作时间 另外除工作需要外，应避免在电离辐射场中作另外除工作需要外，应避免在电离辐射场中作不必要的逗留。不必要的逗留。核物理及辐射防护基本知识 距离防护距离防护 增大与源的距离。增大与源的距离。人体受到照射的剂量率是随离开源的距离增大而减小的。核物理及辐射防护基本知识 屏蔽防护屏蔽防护设置防护屏障。设置防护屏障。就是在放射源和人员之间放置一种能有效吸收射线的屏

22、蔽材料，从而减弱或消除射线对人体的危害。核物理及辐射防护基本知识五、内照射防护的基本措施l阻塞通道：内照射防护的根本措施阻塞通道：内照射防护的根本措施 防止经呼吸道进入：手套箱内操作、戴工作口罩防止经呼吸道进入：手套箱内操作、戴工作口罩 防止经消化道进入：养成良好的卫生习惯，如勤洗手、剪防止经消化道进入：养成良好的卫生习惯，如勤洗手、剪指甲，不在实验室内吸烟、进食等指甲，不在实验室内吸烟、进食等 防止经皮肤进入：戴手套防止经皮肤进入：戴手套l药物预防药物预防 口服口服KIKI可有效阻止放射性碘进入。可有效阻止放射性碘进入。核物理及辐射防护基本知识加速排除加速排除 催吐、洗胃催吐、洗胃 利尿利尿 流水冲洗伤口，边冲洗边挤压流水冲洗伤口，边冲洗边挤压五、内照射防护的基本措施