1、第四章第四章 放射性辐射对人体的危害放射性辐射对人体的危害 凡是能放射出各种类型的射线凡是能放射出各种类型的射线,且其放射性比强且其放射性比强度大于度大于0.0020.002Ci/gCi/g的物质（包括一些元素和它们的的物质（包括一些元素和它们的化合物），具有这种能放射射线的物质称为放射性化合物），具有这种能放射射线的物质称为放射性物质物质.輻射的來源輻射的來源v陽光、空氣、土壤、水、食物陽光、空氣、土壤、水、食物v医疗应用医疗应用及放射及放射线治疗线治疗v核武核武器器試爆試爆落尘落尘(0.6%)v彩色彩色电视电视、夜光、夜光手表手表、烟雾侦察器烟雾侦察器(0.5%)0.24rem67.60%
2、30.70%1.70%自然背景醫用輻射核子武器生活用品職業曝露核能應用核电生产产生的人均剂量当量约核电生产产生的人均剂量当量约1uSv,仅占天然照射水平的仅占天然照射水平的0.05%,到到2100年，也仅占年，也仅占1輻射的輻射的分类分类v电离电离輻射輻射能量大的射能量大的射线线，可將，可將细细胞胞的的电子电离电子电离，进而产进而产生一连串生一连串的的化学反应化学反应，造成生物造成生物体体的的破坏破坏如如粒子、粒子、粒子、中子、粒子、中子、X光、光、射線、射線、v非非电离电离輻射輻射不足以造成原子不足以造成原子产生离产生离子子化的化的电磁波电磁波長期照射亦長期照射亦会产生会产生危害，危害，应尽
3、量减少暴露应尽量减少暴露如如紫外线紫外线、红外线红外线、微微波波1、放射性活度（强度）、放射性活度（强度）（1）第一种定义：第一种定义：放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核的次数称为放射性活放射性核素在单位时间内发生衰变的原子核的次数称为放射性活度（即衰变率）（度（即衰变率）（为纪念居里夫妇发现放射性元素镭），为纪念居里夫妇发现放射性元素镭），常用单位是居里（Ci）每秒钟发生3.71010 次（2）第二种定义：第二种定义：单位时间内衰变一个核的放射性强度为单位时间内衰变一个核的放射性强度为1贝克勒尔贝克勒尔(Bq)。国际单位是贝可（Bq）每秒钟发生1次衰变 1 Ci=3.71010 Bq，1
4、 Bq=2.70310-11 Ci1 mCi=3.7107Bq，1 Bq=2.70310-8m Ci1 Ci=3.7104Bq，1 Bq=2.70310-5 Ci4.1 辐射量与单位辐射量与单位2、照射量（1）照射量表示X射线或射线的光子在单位质量空气中释放出的所有正负电子完全被阻止于空气中时，空气中形成一种符号的离子总电荷的绝对值，它的单位是伦琴(R)1 R=2.5810-4 CKg-1 1 CKg-1=3.877103 R（2）照射量率X就是单位时间内的照射量常用 伦/小时，毫伦/小时或微伦/秒表示4.1 辐射量与单位辐射量与单位 电离辐射的生物效应的大小，不仅与照射量有关，而且电离辐射的
5、生物效应的大小，不仅与照射量有关，而且与照射量率有关与照射量率有关3、吸收剂量D（1）吸收剂量定义为单位质量被照物质平均吸收的辐射能量。v过去的专用单位是拉德 rad v国际单位专用名称 戈瑞 Gyv 1 Gy=1Jkg-1=100 rad 1 rad=0.01Gy（2）吸收剂量率：是单位时间内物质吸收剂量 的增量。v表示方式：Gy/h,mGy/min,Gy/s等4.1 辐射量与单位辐射量与单位照射量与吸收剂量是两个不同的物理量，但不同射线在对空气这照射量与吸收剂量是两个不同的物理量，但不同射线在对空气这一物质来说，两个物理量之间有一定的数值关系：一物质来说，两个物理量之间有一定的数值关系：1
6、 C 1 CKgKg-1-1 0.44 Gy 0.44 Gy 测定辐射场中某一点的照射量，可估算出该点的吸收剂量测定辐射场中某一点的照射量，可估算出该点的吸收剂量。4、剂量当量H（1）剂量当量：剂量当量：某一吸收剂量的生物效应是与辐射种类和照射条某一吸收剂量的生物效应是与辐射种类和照射条件有关的，仅知道人体接受的吸收剂量还不能说明人体受到多大件有关的，仅知道人体接受的吸收剂量还不能说明人体受到多大的损害，因此用剂量当量这一概念来修正这些因素。的损害，因此用剂量当量这一概念来修正这些因素。H=DH=DN NQ Q （其中（其中H H剂量当量，剂量当量，Q=Q=品质因子，品质因子，D=D=吸收剂量
7、，吸收剂量，N N修正因子）修正因子）专用名专用名:希沃特（希沃特（Sv)Sv)1 Sv=1 Sv=1Jkg-1 100 rem100 rem（雷姆）（雷姆）1 rem=0.01 Sv1 rem=0.01 Sv 品质因子：是辐射防护领域为了在同一尺度衡量各种辐射引起的品质因子：是辐射防护领域为了在同一尺度衡量各种辐射引起的 有害效应而引入的一个系数，是根据辐射在中的传能有害效应而引入的一个系数，是根据辐射在中的传能 密度的大小确定的密度的大小确定的（2 2）剂量当量率）剂量当量率：单位时间剂量当量称为剂量当量率单位时间剂量当量称为剂量当量率表示：希表示：希/小时，毫希小时，毫希/小时，小时，微
8、希微希/秒秒4.1 辐射量与单位辐射量与单位常見輻射剂量v平均背景輻射：0.36雷姆(rem)/每年v胸部光檢查：0.01-0.025雷姆(rem)v電腦斷層掃描：1.5-2.5雷姆(rem)/片v核子醫學掃描：0.45雷姆(rem)v職業安全劑量：5雷姆(rem)/每年v癌症治療：6000雷姆(rem)/6星期*一般民眾：0.5雷姆(rem)/每年4.2 电离辐射所致的生物效应（放射线的危害）危害机理：危害机理：X、射线及其它带电或不带射线及其它带电或不带 电粒子作用于组成人电粒子作用于组成人体的原子，引起电离或激发，使人体中生物大分子体的原子，引起电离或激发，使人体中生物大分子(如蛋白如蛋
9、白质分子，质分子，DNA分子和酶分子和酶)的结构破坏，进一步影响组织或器的结构破坏，进一步影响组织或器官的正常功能，严重时导致机体死亡。官的正常功能，严重时导致机体死亡。輻射的生物效应v机率效应机率效应诱发疾病严重程度与剂量诱发疾病严重程度与剂量大小无关大小无关诱发诱发疾病的可能性疾病的可能性与暴露与暴露剂量大小成比例增加剂量大小成比例增加无暴露剂量之低限值无暴露剂量之低限值发病潜伏期长发病潜伏期长v致癌、致癌、遗传基因突变遗传基因突变v非非机率效应机率效应诱发疾病严重程度与暴露诱发疾病严重程度与暴露剂量有关剂量有关短短时间时间內內暴露于高辐射剂暴露于高辐射剂量量超过低限剂量超过低限剂量急性急
10、性效应效应v急性輻射急性輻射征候群征候群延迟效应延迟效应v白內障、不孕白內障、不孕电电离离辐辐射射的的生生物物学学效效应应电离辐射电离辐射生物分子激发、电离生物分子激发、电离 水分子激发、电离水分子激发、电离重排重排重排重排 生物分子损伤生物分子损伤 产生自由基产生自由基 生物分子自由基生物分子自由基继发生物分子损伤继发生物分子损伤生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞代谢损伤代谢损伤异常增殖异常增殖 细胞死亡细胞死亡遗传变异遗传变异 个体疾病、死亡个体疾病、死亡物理阶段物理阶段理化阶段理化阶段化学阶段化学阶段生物阶段生物阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段v物理物理效应阶
11、段效应阶段於10-18秒內完成作用作用于原子或分子的电子随着能量的大小，产生两种作用v电离(Ionization)v激发(Excitation)v物理化学效应阶段v化学效应阶段v生物效应阶段v物理效应阶段v物物理化学效应阶段理化学效应阶段于10-10秒內完成作用借助电离或激发，造成分子损伤或产生自由基(Free Radical)v化学效应阶段v生物效应阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段v物理物理效应阶段效应阶段v物物理化学效应阶段理化学效应阶段v化学效应阶段化学效应阶段於於10-6秒內完成作用秒內完成作用因輻射所因輻射所损害损害的分子或的分子或产生产生的自由基，的
12、自由基，以以化学反应化学反应的方式重新的方式重新组合配对组合配对v生物生物效应阶段效应阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段v物理物理效应阶段效应阶段v物物理化学效应阶段理化学效应阶段v化学效应阶段化学效应阶段v生物生物效应阶段效应阶段发生时间长短不一，发生时间长短不一，初期作用初期作用期间期间由由103秒至秒至106秒秒不等，長期作用不等，長期作用时间时间可由可由数数年甚至到年甚至到数数代代修补修补因因化学效应对化学效应对大分子造成的大分子造成的损伤损伤v损伤损伤若不若不严重严重，且，且修补完整则修补完整则可恢可恢复复v损伤严重损伤严重，但，但修补无法完整修补无法完
13、整，则发生突变则发生突变v损伤严重损伤严重，且，且无法修补无法修补，則造成，則造成细胞细胞死亡死亡电离辐射的生物学效应的四个阶段电离辐射的生物学效应的四个阶段4.3 4.3 辐射效应的影响因素辐射效应的影响因素（1 1）辐射类型）辐射类型；剂量和时间；被照部位。；剂量和时间；被照部位。外照射：外照射：;内照射：内照射：（腹（腹 盆盆 头颈头颈 胸胸 四肢）四肢）（2 2）机体：种属、个体差异、组织器官机体：种属、个体差异、组织器官。(胚胎发育过程对辐射更敏感）胚胎发育过程对辐射更敏感）（幼儿、成年、老年）（幼儿、成年、老年）一价二价三四价五六七选择性影响全身骨肝肾核素3H137Cs226Ra1
14、40La（镧）144Ce（铈）238U106Ru（钌）甲状腺125I 131I皮肤毛发睾丸35S晶体32P体内分布：体内分布：高度敏感组织高度敏感组织淋巴组织、胸腺、骨髓、胃肠上皮、淋巴组织、胸腺、骨髓、胃肠上皮、性腺、胚胎组织。性腺、胚胎组织。中度中度感官、皮肤、唾液腺、肾、肝、肺。感官、皮肤、唾液腺、肾、肝、肺。低度低度中枢神经系统、内分泌腺。中枢神经系统、内分泌腺。不敏感不敏感肌肉、软骨肌肉、软骨/骨、结缔组织。骨、结缔组织。（3 3）组织敏感程度）组织敏感程度4.4 輻射輻射损伤损伤的的种类与防护原则种类与防护原则v体外暴露体外暴露全身曝露全身曝露局部曝露局部曝露v放射性污染放射性污染
15、体外体外污染污染体内体内污染污染v特殊情況特殊情況综合综合型型合并外伤合并外伤v輻射輻射防护防护基本基本原则原则时间时间屏蔽屏蔽距离距离射源射源体外体外曝露曝露v全身曝露全身曝露 5000 rad：产生神经系产生神经系统及循环系统衰竭统及循环系统衰竭，立即，立即死亡死亡v局部曝露局部曝露射源射源离身体很近离身体很近，常，常合合并全身暴露或污染并全身暴露或污染曝露曝露剂量剂量以以身体身体接近射接近射源部位最高源部位最高(四肢四肢)临床症状类似热伤害临床症状类似热伤害(皮皮肤红肿肤红肿、水、水肿肿、起水泡、起水泡、组织坏死组织坏死)傷口脆弱、不易傷口脆弱、不易愈合愈合放射性污染放射性污染v体外体外
16、污染污染放射性污染物放射性污染物附着附着在在皮皮肤肤或衣服上或衣服上主要是局部主要是局部与与全身曝全身曝露露若穿入若穿入表层组织表层组织或或伤伤口口污染，同時有污染，同時有体内体内污染污染v体内体内污染污染吸入、吃入、注射或吸入、吃入、注射或体表体表吸收吸收可可散布散布全身，有些集全身，有些集中在特定器官，例如中在特定器官，例如碘易碘易聚集于甲状腺聚集于甲状腺4.5 辐射防护标准辐射防护标准1，国际剂量限值的变迁国际剂量限值的变迁居里夫人（居里夫人（1867186719341934）发现镭和）发现镭和PoPo钋钋国际放射防护委员会（国际放射防护委员会（ICRPICRP）1936 0.2R/19
17、36 0.2R/日日 耐受剂量耐受剂量1950 0.05R/1950 0.05R/日日 最大允许剂量最大允许剂量1958 5rem/1958 5rem/年年 最大允许计量最大允许计量1977 50mSv/1977 50mSv/年年 有效剂量当量有效剂量当量1990 20mSv/1990 20mSv/年年 5 5年平均有效剂量年平均有效剂量2，我国剂量限值的变迁我国剂量限值的变迁1960 0.31960 0.3伦伦/周周 最大容许剂量最大容许剂量 1515伦伦/年年1974 51974 5雷姆雷姆/年年 最大容许剂量当最大容许剂量当量量1985 501985 50毫希毫希/年年 剂量限值剂量限值
18、2004 202004 20毫希毫希/年年 个人剂量限值个人剂量限值核素治疗的应用核素治疗的应用v1，131I治疗甲状腺疾病：治疗甲状腺疾病：射线。射线。v2，131IMIBG治疗恶性嗜铬细胞瘤和交感治疗恶性嗜铬细胞瘤和交感 神经母细胞瘤：神经母细胞瘤：射线。射线。v3，放射免疫治疗，放射免疫治疗v4，粒子敷贴治疗：粒子敷贴治疗：32P,90Sr-90Yv5,放射性胶体腔内治疗放射性胶体腔内治疗v6，32P治疗真性红细胞增多症和原发性血小治疗真性红细胞增多症和原发性血小板增多症板增多症 放射性污染与防治放射性污染与防治试题试题分析核能的特点及人类利用核能的两种途径分析核能的特点及人类利用核能的两种途径比较比较、射线与物质相互作用的差异及特点射线与物质相互作用的差异及特点1.射线与物质相互作用的三种效应，其作用对象和次级粒射线与物质相互作用的三种效应，其作用对象和次级粒子各是哪些子各是哪些2.详细叙述电离辐射的生物学效应。详细叙述电离辐射的生物学效应。3.详细叙述核电站的主要组成，及各组成部分的特点详细叙述核电站的主要组成，及各组成部分的特点4.综合叙述核电站运行过程主要放射性污染物的来源，及相综合叙述核电站运行过程主要放射性污染物的来源，及相应的治理和处置措施应的治理和处置措施
