1、第四章 辐射防护 Radiation Protection 1986年4月26日，乌克兰的切尔诺贝利核电站反应堆发生爆炸，8吨多强辐射物泄漏，约1650万平方千米的土地被辐射。事故释放出的射线剂量是广岛原子弹的400倍以上数千人受到强核辐射，数十万人撤离；27万人患上癌症，其中致死9.3万人；专家称全球共有20亿人受到事故影响。而消除事故后遗症需800年 内容提要1.辐射剂量单位2.作用于人体的辐射源3.放射对人体的影响4.辐射防护的原则与措施5.核医学工作人员和患者受辐射剂量比较放射性标志放射性标志概 述 辐射防护辐射防护(radiation protection)(radiation pr
2、otection)的的目的就是把放射线对人的影响减少到最低目的就是把放射线对人的影响减少到最低限度。只有掌握有关射线对人体影响的知限度。只有掌握有关射线对人体影响的知识和防护措施，才能趋利避害，化害为利识和防护措施，才能趋利避害，化害为利概 述（1 1）对病人主要是内照射）对病人主要是内照射（即放射性核素进入人体内（即放射性核素进入人体内产生的照射），对医务人员产生的照射），对医务人员主要是外照射（即放射性核主要是外照射（即放射性核素从人体外发射的射线对人素从人体外发射的射线对人体产生的照射），但管理不体产生的照射），但管理不当也可产生内照射当也可产生内照射（2 2）由于放射性药物在体）由于放
3、射性药物在体内的特殊分布，病人全身受内的特殊分布，病人全身受照剂量小，个别器官、组织照剂量小，个别器官、组织受照剂量高受照剂量高核医学辐射的特点核医学辐射的特点第一节 辐射剂量单位一、照射量（exposure）表示射线空间分布的辐射剂量，即在离放射源一定距离的物质受照射线的多少，以X射线或射线在空气中全部停留下来所产生的电荷量来表示 国际单位为库仑库仑（千克）（千克）-1-1，简写为C（kg）-1 传统单位是伦琴伦琴(roentgen,R)第一节 辐射剂量单位二、吸收剂量（absorbed dose）单位质量的受照物质吸收射线的平均能量 国际单位是戈瑞戈瑞（gray，Gy），1 Gy表示1千克
4、受射线照射物质吸收射线能量为1焦耳，简写为j(kg)-1 传统单位是拉德（rad）1 Gy100rad第一节 辐射剂量单位三、当量剂量（equivalent dose）HTR表示按照辐射权重因子（weighting factor，WR）加权的吸收剂量，单位为J/kgHTR=DTR .WR 针对特定组织或器官的量,是衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量，国际制单位是希沃特希沃特（sievert，Sv）传统单位是雷姆（rem）1 Sv=100 rem 第二节 作用于人体的辐射源一、天然本底辐射（nature background)在人类生存的环境中，自然存在的多种射线和放射性物质包括宇宙射线(cos
5、mic radiation)、宇宙射线感生放射性核素(cosmogenic radionuclide)和地球辐射(earth radiation)第二节 作用于人体的辐射源 1.宇宙射线 初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次是是粒子和重离子等粒子和重离子等 次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、与空气分子发生核反应形成光子、
6、电子、质子、中子、介子等射线介子等射线第二节 作用于人体的辐射源宇宙射线的辐射特点宇宙射线的辐射特点能量范围宽，强度随海拔高度纬度能量范围宽，强度随海拔高度纬度的不同而变化。对人体产生外照射的不同而变化。对人体产生外照射 初级宇宙射线进入大气初级宇宙射线进入大气层后产生次级宇宙射线层后产生次级宇宙射线的级联反应示意图的级联反应示意图第二节 作用于人体的辐射源 2.宇宙射线感生放射性核素 初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应除放出射线外，还产生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素第二节 作用于人体的辐射源 3.地球辐射系列（系列（seriesseries）衰变
7、放射性核素）衰变放射性核素 需经过需经过2 2代或代或2 2代以上代以上的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核素的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核素 包括包括铀系、钍系、锕系等铀系、钍系、锕系等三大系列；是地球辐射的主要来源三大系列；是地球辐射的主要来源 共同共同特点特点：A.A.起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间稳定的形成系列衰变稳定的形成系列衰变 B.B.系列衰变元素的每一条衰变线都会产生系列衰变元素的每一条衰变线都会产生222222RnRn（氡）（氡）C.C.最后都形成稳定核素最后都形成稳定核素-铅（铅（P
8、bPb）4040K K、1414C C等单独存在的天然放射性核素等单独存在的天然放射性核素 第二节 作用于人体的辐射源 4.本底当量时间 background equivalent radiation time 接受核医学检查的病人所受的辐射剂量相当于在一定时间（几月或几年）内受的天然本底辐射的剂量 例如，一般病人在一次普通的核医学显像过程中全身接受的平均辐射剂量约为3.6 mSv，大约相当于世界上多数地区一年的平均天然本底辐射剂量(1-6 mSv)照射成分照射成分 年有效剂量年有效剂量(毫希沃特毫希沃特,mSv,mSv)正常本底地区正常本底地区 照射量升高的地区照射量升高的地区 宇宙射线 0
9、.38 2.0 宇生放射性核素 0.01 0.01 地球辐射：外照射 0.46 4.3 地球辐射：内照射(氡除外)0.23 0.6 地球辐射：氡及其衰变物的内照射 吸入222Rn 1.2 10 吸入220Rn 0.07 0.1 食入222Rn 0.005 0.1 总计 2.4 第二节 作用于人体的辐射源第二节 作用于人体的辐射源二、医疗辐射 目前，目前，医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位 医疗照射的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一医疗照射的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的方面
10、由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的照射逐年降低照射逐年降低第二节 作用于人体的辐射源三、其他人工辐射源 1.火力发电站 火力发电站释放的主要放射性核素是钍（Th）和氡（Rn）及其衰变子体 2.消费产品中的人工辐射 第三节 放射线对人体的影响一、确定性效应和随机效应 国际放射防护委员会(International Commission of Radiation Protection，ICRP)26号出版物按剂量剂量效应效应关系把辐射生物效应分为确定性效应和随机效应 第三节 放射线对人体的影响 1.确定性效应 determinate effect 是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相
11、关，有明显的是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般是在短期阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象为个体内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象为个体第三节 放射线对人体的影响 2.随机效应 stochastic effects 研究对象是群体，是辐射效应发生的几率（或发病率而非研究对象是群体，是辐射效应发生的几率（或发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的阈值严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的阈值 在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照在放射防护中不能只满足
12、于达到剂量限值，而对人员的照射应该达到尽可能低的剂量水平射应该达到尽可能低的剂量水平 第三节 放射线对人体的影响二、辐射损伤的化学基础 1.1.直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的电离和激发电离和激发 2.2.间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用 主要是水自由基对生物分子的损伤作用主要是水自由基对生物分子的损伤作用第三节 放射线对人体的影响 自由基自由基（radicalsradicals）有一个或多个不有一个或多个不配对电子而能独立存配对电子而能独立存在的原子或分子，具在的原子或
13、分子，具有极高的不稳定性和有极高的不稳定性和化学反应性，存在的化学反应性，存在的时间极其短暂时间极其短暂第三节 放射线对人体的影响 自由基对生物大分子的作用自由基对生物大分子的作用对核酸分子主要作用于碱对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖基、磷酸二酯键、核糖通过脂质过氧化作用造成通过脂质过氧化作用造成体内包括细胞膜、线粒体膜、体内包括细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜的溶酶体膜、核膜等生物膜的损伤，使生物膜的能量传递、损伤，使生物膜的能量传递、物质转运、信息识别等功能物质转运、信息识别等功能受到影响受到影响辐射损伤的发生过程器官和组织敏感性分类辐射敏感类别器官或组织细胞成分高敏感度
14、淋巴组织淋巴细胞 胸腺胸腺细胞骨髓原始、幼稚及造血干细胞 中敏感度性腺睾丸、卵巢的生殖细胞 胃肠上皮小肠隐窝上皮细胞 皮肤成纤维细胞、毛囊细胞、汗腺细胞 眼眼晶体细胞 低敏感度骨干软骨细胞、成骨细胞 肌肉肌细胞 结缔组织结缔组织细胞 第四节 辐射防护的原则与措施一、辐射防护的目的与原则 目的：防止有害的确定性效应防止有害的确定性效应 限制随机效应的发生，使之降到可接受的水平限制随机效应的发生，使之降到可接受的水平 使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能低的水平可能低的水平 第四节 辐射防护的原则与措施 原则 实践的正当化实践的正当化 放
15、射防护最优化放射防护最优化 个人剂量限值个人剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施职业照射公众有效剂量20mSv/a在规定的5年内平均，任何一年内不超过50mSv。1mSv/a眼晶体150mSv15mSv皮肤500mSv50mSv手和足500mSvICRP60ICRP60号出版物建议的剂量限值号出版物建议的剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施二、外照射防护措施经典的外照射防护三原则经典的外照射防护三原则 时间时间(time)(time)防护防护 距离距离(distance)(distance)防护防护 屏蔽屏蔽(shielding)(shielding)防护防护 放射防护基本办法时间防护 距
16、离防护 屏蔽防护第四节 辐射防护的原则与措施第四节 辐射防护的原则与措施 屏蔽第四节 辐射防护的原则与措施三、内照射防护 开放性放射源可能通过开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤伤口口、呼吸道、皮肤伤口进入人体进入人体 内照射防护的关键是重在内照射防护的关键是重在预防预防，尽一切可能防止放射性核，尽一切可能防止放射性核素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的限值以内限值以内 第四节 辐射防护的原则与措施 内照射防护的总原则是放射性物质围封、隔离防内照射防护的总原则是放射性物质围封、隔离防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护，止扩散
17、，除污保洁，防止污染，讲究个人防护，做好放射废物处理做好放射废物处理 放射性废物处理原则放射性废物处理原则 放置衰变：放置衰变：浓缩储存：浓缩储存：稀释排放：稀释排放：第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较一、核医学检查与其它临床检查项目比较一、核医学检查与其它临床检查项目比较 统计表明统计表明:CT:CT扫描、胸部透视、腹部透视、腰椎摄扫描、胸部透视、腹部透视、腰椎摄影、头颅摄影等影、头颅摄影等X X线检查的辐射当量剂量远远大于线检查的辐射当量剂量远远大于相应部位或相当部位的核医学显像和功能测定相应部位或相当部位的核医学显像和功能测定 第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较二、核医学
18、检查受照剂量与天然本底辐射比较二、核医学检查受照剂量与天然本底辐射比较 国内调查提示：脑、骨、心脏显像给药剂量较大，国内调查提示：脑、骨、心脏显像给药剂量较大，所受的有效当量剂量约相当于一年所受平均天然所受的有效当量剂量约相当于一年所受平均天然本底辐射剂量的本底辐射剂量的1.51.52.02.0倍。其他核医学检查项倍。其他核医学检查项目一次患者接受的辐射剂量约相当于一年平均天目一次患者接受的辐射剂量约相当于一年平均天然本底辐射剂量然本底辐射剂量第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较三、核医学工作人员所受的辐射剂量分析三、核医学工作人员所受的辐射剂量分析 不同工种放射工作人员外照射当量剂量水
19、平年人均剂量不同工种放射工作人员外照射当量剂量水平年人均剂量0.402.38mSv，核医学工作人员是，核医学工作人员是0.65 2.38 mSv,平均平均1.33 mSv 无论是不同工种放射工作人员还是核医学工作人员个人年无论是不同工种放射工作人员还是核医学工作人员个人年均当量剂量均明显低于国家职业照射年剂量限值的均当量剂量均明显低于国家职业照射年剂量限值的1/101/10。不同工种放射工作人员的个人剂量以介入手术操作人员最不同工种放射工作人员的个人剂量以介入手术操作人员最高，核医学工作人员与高，核医学工作人员与X X线诊断，放射治疗等工种人员持线诊断，放射治疗等工种人员持平或略低。核医学科与其它放射诊断科室人员年均当量剂平或略低。核医学科与其它放射诊断科室人员年均当量剂量无差异量无差异
