1、放射线对人体的危害放射放射物理与防护物理与防护聊城职业技术学院刘亚军聊城职业技术学院刘亚军天然辐射 人工辐射 2、人工辐射、人工辐射 含医用放射性诊断和放射性治疗辐射，核弹爆炸，核动力生产等。医用放射性诊断和放射性治疗辐射和核动力生产辐射剂量较小，不会对人体产生严重危害。日本核电站泄漏的主要放射性物质日本核电站泄漏的主要放射性物质 人们发现辐射生物效应有人们发现辐射生物效应有2个特点：个特点：第一个是机体吸收的能量不大，生物效应却很大第一个是机体吸收的能量不大，生物效应却很大，例如 6.0Gy 的 X 射线可使人或高等动物发生致死效应，若将这些能量转换为热能，才可使体温升高0.002度。若以热
2、辐射代替电离辐射，需大110万倍的能量才能引起机体死亡 ；第二个是短暂的作用引起长期效应，第二个是短暂的作用引起长期效应，射线穿过受照机体只是瞬间完成，而它引起的生物效应却能持续很长时间 辐射引起的生物效应是一个非常复杂的过程，生物机体吸收辐射能量到生物效应发生，乃至机体损伤或死亡要经历许多性质不同的变化，有机体物质分子的变化，细胞功能、代谢和结构的变化，以及完整机体各个组成部分之间相互关系的变化。在人体内，这些变化可能显示出临床症状，如放射性病、白内障或在以后较长时期内出现的癌。从变化时间来看，有些变化瞬间即逝，有些需时较久，甚至延迟数年。分子水平分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞
3、生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应1）躯体效应（）躯体效应（somatic effects)指出现在受照者本身的效应。包括全身效应和局部效应。躯体效应是由于人体普通细胞受到损伤引起的，并且只影响受照人本身。躯体效应根据其显现时间可分为早期效应和晚期效应。远期效应（远期效应（long-term effects)把经历潜伏期较长的躯体效应称为晚期效应，主要指受照6个月以后出现的机体变化。晚期效应的表现主要有各种癌症、白内障、不育症、寿命缩短等。由于晚期效应的潜伏期较长，很容易同其它的因素，如工业污染、
4、化学药物或长期不良的生活习惯所引起的效应相混，故不能确切地判明引起效应的原因。日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的肿瘤2年年 ）随机性效应（）随机性效应（stochastic effects)发生几率与剂量成正比，而严重程度与剂量无关的辐射效应。在辐射防护感兴趣的低剂量范围内，可以假定随机性效应的发生几率与受照剂量之间存在着线性无阈的关系。依据这个假定，就可把一个器官或组织若干次受照剂量简单地相加，用以评价该器官或组织受到的总的辐射影响。随机性效应包括躯体晚期效应中的各种癌症和遗传效应。）确定性效应）确定性
5、效应(deterministic effects)通常情况下存在剂量阈值的一种辐射效应，超过阈值时，剂量愈高则效应的严重程度愈大。辐射造成的眼晶体混浊、放射性白内障、皮肤放射损伤、造血功能障碍、生育能力减退和免疫功能下降等都属于确定性效应。不仅其严重程度，其发生频率也随剂量而变化。是大量细胞杀伤的综合效果确定的。4有剂量阈值有剂量阈值4无剂量阈值无剂量阈值4效应的严重程度效应的严重程度 与剂量成正比与剂量成正比4发生几率与剂量发生几率与剂量 成正比成正比4严重程度与剂量无关严重程度与剂量无关1）射线种类）射线种类 不同射线产生的生物效应不同。高LET（传能线密度）辐射的生物效应大于底LET的辐
6、射。射线为高LET辐射，受照相同的剂量，射线的相对生物效应为X 或 射线的10倍。2）受照剂量）受照剂量 总的规律是剂量愈大，效应愈显著，但并不完全是呈直线关系，至少有指数及S型两种关系。指数曲线可反映病毒、细菌、某些低等原生物的规律；而S型曲线则符合于多细胞生物和高等动物的规律。可见下图。3）受照剂量率）受照剂量率 一般情况下剂量率越大，生物效应越显著，但当剂量率达到一定的程度时，生物效应与剂量率之间则失去比例关系。同时，要引起急性放射损伤必须要有一定的剂量阈值。4）分次照射）分次照射 由于机体有代偿修复的能力，当机体受到同一剂量的照射时，在分次给予的情况下，其生物效应低于一次给予的效应，见
7、表5-5。5）照射的面积和部位）照射的面积和部位 当其他照射条件相同时，受照面积越大，效应越显著。机体不同部位对射线的敏感性也不一样。当照射剂量和剂量率相同时，各部位的敏感顺序大致为：腹部 盆腔 头部 胸部及四肢。6）照射方式）照射方式 可分为内照射和外照射。不论内照射和外照射，其对机体的作用规律原则上是一致的，但也有其特征。内照射的生物效应受放射性核素的理化性质、侵入途径、分布、代谢、排出特点以及有效半衰期等因素影响。外照射受辐射源强度、源与受部位距离及受照时间等，这些因素直接影响机体受照剂量。同时受单向和多向照射影响。总之，生物效应除与吸收剂量有关外，还受上述多种条件的影响，即辐射的传能线
8、密度（LET）越大、剂量率越高、照射面积越大，生物效应越明显，单次均匀照射较多次间隔照射生物效应要强。当辐射的各种照射条件相同时，机体及其不同的组织细胞的放射敏感性不同。1）生物种系的放射敏感性生物种系的放射敏感性 总的趋势是种系演化越高，机体组织结构越复杂，其放射敏感性越高。单细胞生物 多细胞生物 鱼类、两栖类及爬行类、鸟类 胎儿期 幼儿期 青少年期 成人期 mRNA rRNA和 tRNA 蛋白质。1）温度）温度 机体受照时降低温度或处于冰冻状态可使辐射损伤减轻，称为温度效应温度效应。可能由于低温状态自由基扩散受阻；新陈代谢水平降低，影响细胞敏感性；动物体内氧状态改变等原因。2）氧）氧 受照
9、的组织、细胞其辐射效应随周围介质中氧浓度的增加而增加，称氧效应氧效应。氧可以与自由基 R 作用而产生有机的过氧化物自由基 RO2 ，致使生物大分子的化学成分发生变化，并处于不可修复的状态。3）化学物质）化学物质 某些激素和化学制剂的存在，可以降低机体的辐射敏感性，对机体起保护作用，称抗放药物抗放药物；某些化学物质的存在增强电离辐射的生物效应，称为辐射敏感剂辐射敏感剂，可提高乏氧细胞对射线的敏感性。(1)外照射急性放射病外照射急性放射病 在战时、和平时都有可能发生。如核武器实验和核爆炸；核事故；医疗照射；应急照射等情况下都有可能发生。主要由 、X 射线和中子引起。根据受照剂量大小、病理变化和临床
10、特点可分为三型，及骨髓型（bone marrow form）、肠型（intestinal form）和脑型（cerebral form）见表。表 各型外照射急性放射病剂量范围 分型 剂量范围（Gy）骨髓型 110肠 型 1050 脑 型 50 最常见的是骨髓型急性放射病，主要的病理变化是造血组织损伤，表现为造血功能障碍、出造血功能障碍、出血和感染血和感染。临床分为：1）轻度放射病（12Gy）2）中度放射病（24Gy）3）重度放射病（46Gy）4）极重度放射病（610Gy）骨髓型急性放射病骨髓型急性放射病一般有四期，即初期初期、假假愈期愈期、极期极期和恢复期恢复期。一切的治疗必须赶在假愈期前进行
11、，否则预后不良。肠型肠型 一般病程10天左右，短则3-4天死亡，目前还无法救治。脑型脑型 临床主要表现为以中枢神经系统障碍为主的综合症，病程更短。（2）外照射慢性放射病）外照射慢性放射病 指放射性工作人员在较长时间内连续或间断受到超剂量当量限制的外照射，达到一定累积剂量后引起的以造血组织损伤为主并有其它系统改变的全身性疾病。（3）内照射放射病）内照射放射病 比较少见，临床见到的多为放射性核素内污染，即指体内放射性核素超过其自然存在量。内污染可见于从事开放型放射性工作的职业人员；医源性的内污染；放射事故和停留在核爆炸落下灰区域的人员等。可通过呼吸道、消化道、正常皮肤、粘膜和伤口进入，其吸收、分布
12、、代谢和排出，对机体的损伤，均受放射性核素理化性质的影响。（4）放射性皮肤损伤）放射性皮肤损伤 当皮肤长期超剂量的职业照射；局部受到医源性照射，见于放疗或皮肤敷贴等治疗不当；放射性核素沾染表皮等情况时，可发生放射性皮肤损伤。1）急性放射性皮肤损伤）急性放射性皮肤损伤 包括急性放射性皮炎急性放射性皮炎和放射性皮肤粘膜溃疡放射性皮肤粘膜溃疡等。是指局部一次或短时间（数日）内受到多次大剂量照射所引起的皮肤损伤，参考剂量为5Gy。临床表现可分为三度，即度、度、度。病程发展也分为初期、假愈期、极期和恢复期。2）慢性放射性皮肤损伤）慢性放射性皮肤损伤 包括慢性放射性皮炎、慢性放射性皮肤、包括慢性放射性皮炎
13、、慢性放射性皮肤、粘膜溃疡粘膜溃疡。是指局部皮肤长期受到超剂量当量限制的照射，年累积剂量大于15 Sv，受照数年后出现慢性皮肤及其附件改变。或由急性迁延而来。也分为三度。3）放射性皮肤癌）放射性皮肤癌 继发于放射性皮肤损伤，常发生于受照射严重的部位。从慢性放射性皮炎发展成放射性皮肤癌，平均约10年。X线诱发皮肤癌的适宜剂量为3050Gy。(5)放射性白内障放射性白内障 电离辐射引起晶体混浊的潜伏期长短相差很大，最短9个月，最长12年，平均24年。年龄愈小，潜伏期愈短，剂量愈大，潜伏期愈短。X线或 射线所致白内障的最低剂量，一次照射为2Gy，三周到三个月多次照射的累积剂量4Gy，三个月以上多次照
14、射的累积剂量喂 5.5Gy，若照射总剂量超过11.5Gy，则不论照射的次数和经过的时间长短，都会产生白内障。上述5种放射损伤的诊断，均有国家标准。（1）电离辐射致癌效应）电离辐射致癌效应 通过动物实验和人群流行病学研究，已证明辐射是一种致癌因子。它有诱发几乎所有种系哺乳动物的所有组织肿瘤的能力。辐射致癌主要是通过原癌基因的激活和（或）抑癌基因的失活，导致癌的始动与发展。辐射在肿瘤形成过程，可作为始动因子，也可作为促进因子和发展因子，因此，辐射可视为全致癌因子。另辐射抑制机体内的免疫系统功能，也使癌细胞得以生长。（2）辐射致眼晶体混浊或白内障）辐射致眼晶体混浊或白内障 眼晶体对辐射较为敏感。在放射防护标准中，把眼晶体列为第一类敏感器官和组织。（3）辐射致寿命缩短）辐射致寿命缩短 动物实验证明辐射可致寿命缩短，辐射致寿命缩短且与受照剂量呈直线关系。辐射能否引起人的寿命缩短，迄今尚无资料说明。放射线在医学上的应用1、医学诊断 如透视、医学摄影、CR、DR、医学造影、数字减影、CT等。2、医学治疗 如放疗、X刀、刀等。透视透视CT胃十二指肠钡餐造影胃十二指肠钡餐造影 放疗放疗X刀刀刀刀
