电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件

Company Logo 放射卫生防护放射卫生防护Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应v电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应v发生机制发生机制 原发作用：直接作用、间接作用原发作用：直接作用、间接作用 继发作用继发作用 损伤与修复损伤与修复电离辐射的生物效应Company Logo 生物效应的影响因素生物效应的影响因素v辐射源辐射源 核素的种类（质）核素的种类（质）吸收剂量（量）吸收剂量（量）v照射条件照射条件v机体的辐射敏感性机体的辐射敏感性生物效应的影响因素Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 照射条件照射条件v照射方式：内照射、外照射照射方式：内照射、外照射v照射范围照射范围v照射次数与时间间隔照射次数与时间间隔照射条件Company Logo 辐射敏感性辐射敏感性v相同的照射条件下对同一射线不同机相同的照射条件下对同一射线不同机体和不同组织细胞对反应的差异体和不同组织细胞对反应的差异v不同个体敏感性不同不同个体敏感性不同v不同发育阶段敏感性不同不同发育阶段敏感性不同v不同组织细胞敏感性不同不同组织细胞敏感性不同辐射敏感性相同的照射条件下对同一射线不同机体和不同组织细胞对Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 确定性效应（确定性效应（determinate effectsdeterminate effects）：）：指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显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，一般是在的阈值，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短期内受较大剂量照射时发生的急性损害 随机效应（随机效应（stochastic effectsstochastic effects）：）：辐射效应发生的几率（非严重程度）与剂量相关的效辐射效应发生的几率（非严重程度）与剂量相关的效应，不存在阈值应，不存在阈值放射生物效应分类（ICRP）确定性效应（determinate effects）：放射生Company Logo 随机性效应和确定性效应随机性效应和确定性效应随机性效应随机性效应 确定性效应确定性效应发生原因发生原因细胞发生改变细胞发生改变 足够细胞死亡足够细胞死亡或失去功能或失去功能特点特点生物效应发生生物效应发生概率随着剂量概率随着剂量的增加而增加，的增加而增加，线性无阈线性无阈在一定的阈值在一定的阈值以上，生物效以上，生物效应才会发生，应才会发生，且其严重程度且其严重程度随剂量的增加随剂量的增加而增加而增加临床表现临床表现辐射诱发癌症，辐射诱发癌症，遗传效应遗传效应白内障，不育，白内障，不育，造血机能低下造血机能低下随机性效应和确定性效应发生原因细胞发生改变足够细胞死亡或失去Company Logo 氧氧 效效 应应v氧效应：辐射效应随组织中氧浓度的增加氧效应：辐射效应随组织中氧浓度的增加而增加，用氧增比（而增加，用氧增比（OER）表示）表示vOER：在缺氧条件下产生一定生物效应的：在缺氧条件下产生一定生物效应的剂量与有氧条件下产生同样效应的剂量的剂量与有氧条件下产生同样效应的剂量的比值比值v相对生物效应（相对生物效应（REB）：某种辐射产生生）：某种辐射产生生物效应与物效应与250keV X射线产生的生物效应相射线产生的生物效应相同时所需剂量的比值同时所需剂量的比值氧 效 应氧效应：辐射效应随组织中氧浓度的增加而增加，用氧增Company Logo 传能线密度（传能线密度（LET）vLET：表示带电离子在某一长度径迹上消：表示带电离子在某一长度径迹上消耗的能量与该径迹长度之比。即单位长度耗的能量与该径迹长度之比。即单位长度产生的离子对数目或能量损失产生的离子对数目或能量损失v低低LET射线：射线：、，OER=2.53.0 高高LET射线：射线：、中子，、中子，OER1v增加氧含量：可增加肿瘤治疗效果增加氧含量：可增加肿瘤治疗效果 减小氧含量：可保护正常组织减小氧含量：可保护正常组织传能线密度（LET）LET：表示带电离子在某一长度径迹上消耗Company Logo 常用辐射量常用辐射量v照射量照射量 X Xv吸收剂量吸收剂量 D Dv当量剂量当量剂量 H Hv有效剂量有效剂量 E E常用辐射量照射量 XCompany Logo 照射量 Exposure dosedose 是是直直接接度度量量X X、射射线线对对空空气气的的电电离离能能力力的的量量，可可间接反映间接反映X X、辐射场的强弱辐射场的强弱 定定义义：光光子子在在单单位位质质量量(dm)dm)的的空空气气中中释释放放出出来来的的全全部部电电子子（正正、负负电电子子）完完全全被被空空气气所所阻阻止止时时，在在空空气气中中产产生生任任一一种种符符号号的的离离子子总总电电荷荷的的绝绝对对值值（dQdQ）与与空空气气质质量量dmdm的的比比值值 X=dQ/dmX=dQ/dm 国际单位：每千克库仑国际单位：每千克库仑 C/kgC/kg 旧单位：伦琴旧单位：伦琴 R R1Ckg1Ckg-1-1=3.87610=3.876103 3RR照射量 Exposure dose是直接度量X、射线对空Company Logo 吸收剂量 Absorbed dose 单单位位质质量量被被照照射射物物质质吸吸收收任任何何电电离离辐辐射射的的平平均均能量。吸收能量。吸收剂量剂量 D=dE/dmD=dE/dm 国际单位国际单位：戈瑞戈瑞 Gy Gy 旧单位：拉德旧单位：拉德 radrad，1Gy=1J.kg-11Gy=1J.kg-1100rad100rad吸收剂量 Absorbed dose单位质量被照射物质吸收Company Logo 当量剂量当量剂量v按辐射后的质加权后的吸收剂量按辐射后的质加权后的吸收剂量vH=WH=WR RD D vW WR R 辐射权重因子：与辐射的质有关的加权辐射权重因子：与辐射的质有关的加权因子因子v国际单位：国际单位：J.kgJ.kg-1-1 专用名称：希沃特（专用名称：希沃特（SvSv）当量剂量按辐射后的质加权后的吸收剂量Company Logo 有效剂量有效剂量v按组织权重因子按组织权重因子W WT T 加权后的当量剂量，又加权后的当量剂量，又称为双加权的吸收剂量称为双加权的吸收剂量vE=WE=WT TH=WH=WT TWWR RD D vW WT T组织权重因子：与组织器官有关的的加权组织权重因子：与组织器官有关的的加权因子因子v国际单位：国际单位：J.kgJ.kg-1-1 专用名称：希沃特专用名称：希沃特（SvSv）有效剂量按组织权重因子WT 加权后的当量剂量，又称为双加权的Company Logo W WT T组织权重因子分组组织权重因子分组0.010.01（骨表面、皮肤）（骨表面、皮肤）0.050.05（膀胱、乳腺、肝、食道、甲状腺、其（膀胱、乳腺、肝、食道、甲状腺、其余器官）余器官）0.120.12（骨髓、结肠、肺、胃）（骨髓、结肠、肺、胃）0.200.20（性腺）（性腺）各个各个W WT T值的总和等于值的总和等于1 1WT组织权重因子分组0.01（骨表面、皮肤）Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 天然本底辐射天然本底辐射v宇宙射线：质子、中子、介子宇宙射线：质子、中子、介子宇宙射线与大气反应产物宇宙射线与大气反应产物3 3H H 7 7Be Be 1414C C 2222Na Na v地球辐射：岩石土壤地球辐射：岩石土壤4040K K 1414C C 铀系铀系 锕系锕系 钍系钍系天然本底辐射宇宙射线：质子、中子、介子Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 放射卫生防护目的v防防止止一一切切有有害害的的确确定定性性效效应应，是是基基于于任任何何照照射射都都将将产产生生一一定定的的危危害害，应应避避免一切不必要的照射的观点免一切不必要的照射的观点v将将随随机机效效应应的的发发生生机机率率降降低低到到被被认认为为可以接受的水平可以接受的水平。放射卫生防护目的防止一切有害的确定性效应，是基于任何照射都将Company Logo 放射防护的基本原则v实践正当化实践正当化(justification)justification)v放射防护最优化放射防护最优化v个人剂量的限值个人剂量的限值三项基本原则三位一体，不可割裂三项基本原则三位一体，不可割裂放射防护的基本原则实践正当化(justification)Company Logo 放射卫生防护基本标准v国家以法规形式颁布的标准国家标国家以法规形式颁布的标准国家标准准v国际放射防护委员会（国际放射防护委员会（ICRPICRP）及国际及国际原子能委员会原子能委员会(IAEA)IAEA)发布有关发布有关放射防放射防护标准护标准，为各国制定标准的主要依据，为各国制定标准的主要依据放射卫生防护基本标准国家以法规形式颁布的标准国家标准Company Logo ICRPICRP机构机构 ICRPICRP于于19281928年成立，是一个在放射防年成立，是一个在放射防护领域具有权威性的非官方学术团体，护领域具有权威性的非官方学术团体，其报告和出版物是国际公认的辐射防其报告和出版物是国际公认的辐射防护标准的重要文献，已成为各国政府护标准的重要文献，已成为各国政府制定法规、标准的重要依据制定法规、标准的重要依据ICRP机构 ICRP于1928年成立，是一个在放射防护领Company Logo ICRPICRP出版物出版物v该组织不断更新研究报告，提出新的建议，该组织不断更新研究报告，提出新的建议，在放射防护领域已发布了许多出版物，特在放射防护领域已发布了许多出版物，特别是别是19591959年（年（1 1号）、号）、19641964年（年（6 6号）、号）、19661966年（年（9 9号）；号）；19771977年（年（2626号）和号）和19911991年年（6060号），分别提出了三个不同历史时期号），分别提出了三个不同历史时期的基本建议的基本建议v三三阶阶段段：最最大大容容许许剂剂量量体体系系、剂剂量量限限制制体体系系（防防护护三三原原则则），辐辐射射防防护护体体系系（也也采采用了防护三原则）用了防护三原则）ICRP出版物该组织不断更新研究报告，提出新的建议，在放射防Company Logo 国家标准国家标准v我我国国政政府府于于19841984年年也也颁颁布布了了中中华华人人民民共共和和国国放放射射防防护护基基本本标标准准(GB-4792-84)GB-4792-84)及及一一系系列列规规定定，作作为为法法规规性性国国家家标标准准执执行行.这这个个标标准准是是参参照照ICRPICRP第第2626号号出版物制定的出版物制定的 v20022002年年，国国家家颁颁布布电电离离辐辐射射防防护护与与辐辐射射源源安安全全基基本本标标准准，GB18871GB1887120022002，取取代代8484年年旧旧标标准准。新标准与新标准与ICRP60ICRP60号出版物制定的国际标准相同。号出版物制定的国际标准相同。国家标准我国政府于1984年也颁布了中华人民共和国放射防护基Company Logo 剂量限值剂量限值v其目的在于考虑了经济和社会因素之后，其目的在于考虑了经济和社会因素之后，使剂量达到可以合理做到的尽可能低的水使剂量达到可以合理做到的尽可能低的水平平v个人剂量限值不包括天然本底和医疗照射个人剂量限值不包括天然本底和医疗照射v不能视为一个目标，也不是安全与危险的不能视为一个目标，也不是安全与危险的分界线分界线v不能作为达到满意防护的标准，只能理解不能作为达到满意防护的标准，只能理解为以最优化原则控制照射的一种约束条件为以最优化原则控制照射的一种约束条件v应理解为个人剂量限值是不可接受的剂量应理解为个人剂量限值是不可接受的剂量范围的下限，而不应理解为可允许接受的范围的下限，而不应理解为可允许接受的剂量上限剂量上限剂量限值其目的在于考虑了经济和社会因素之后，使剂量达到可以合Company Logo 电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应发生机制原发作用课件Company Logo 放射卫生防护要求放射卫生防护要求v防止射线的外照射防止射线的外照射v避免放射性核素造成的内照射和引起避免放射性核素造成的内照射和引起周围环境的污染周围环境的污染放射卫生防护要求防止射线的外照射Company Logo 外照射的防护措施v时间、距离、屏蔽防护三原则时间、距离、屏蔽防护三原则v受受照照剂剂量量与与放放射射活活度度、受受照照时时间间成成正正比比，与照射距离的平方成反比与照射距离的平方成反比v时间防护：尽量减少与射线接触时间时间防护：尽量减少与射线接触时间v距距离离防防护护：尽尽可可能能增增加加与与放放射射源源距距离离，距距离增加倍，剂量下降至离增加倍，剂量下降至1/41/4v屏屏蔽蔽防防护护：根根据据不不同同射射线线选选择择不不同同屏屏蔽蔽物物质质v减减低低活活度度：满满足足工工作作前前提提下下尽尽可可能能减减少少用用量量外照射的防护措施时间、距离、屏蔽防护三原则Company Logo 射线的屏蔽防护v质质量量大大，电电离离本本领领强强，易易被被屏屏蔽蔽物物质质吸吸收收，在在物物质质中中射射程程短短，穿穿透透力力弱弱，一一旦旦进进入体内将会造成明显的局部效应入体内将会造成明显的局部效应v5 5MeVMeV的的射线在空气中的射程为射线在空气中的射程为3.53.5cmcm 在纸中射程在纸中射程 0.004 0.004cmcm 生物组织生物组织 0.00043 0.00043cmcm 皮肤角质层皮肤角质层 0.007 0.007cmcm射线的屏蔽防护质量大，电离本领强，易被屏蔽物质吸收，在物Company Logo 射线的屏蔽防护v主要通过电离或激发损失能量主要通过电离或激发损失能量v能能量量较较高高时时，通通过过原原子子序序数数较较高高的的物物质质时，轫致辐射产生机率增大时，轫致辐射产生机率增大v射射线线在在穿穿透透一一定定厚厚度度的的物物质质时时，能能量量逐逐渐渐耗耗尽尽，最最终终将将被被物物质质吸吸收收，这这就就是是粒子的最大射程粒子的最大射程v用用低低Z Z物物质质防防护护（很很高高Z Z物物质质7373，高高Z26Z26，低低Z26Z26），），如塑料、有机玻璃等如塑料、有机玻璃等射线的屏蔽防护主要通过电离或激发损失能量Company Logo 射线的屏蔽防护v穿穿透透力力强强，与与物物质质相相互互作作用用时时其其强强度度随随屏蔽材料厚度减弱并服从指数衰减规律：屏蔽材料厚度减弱并服从指数衰减规律：I=IoBe-ux I=IoBe-ux vI I穿穿透透后后强强度度;IoIo穿穿透透前前强强度度;B B累累积积因因子子;uu射射线线的的减减弱弱系系数数(cm-1 cm-1);x);x屏屏蔽蔽物物厚厚度度;-;-uxux厚厚度度为为x x的的物物质质对对射射线线的的减减弱弱系系数数;累累积积因因子子B B的的大大小小与与源源形形状状、光光子子能能量量、吸收物质厚度、性质的不同而改变吸收物质厚度、性质的不同而改变射线的屏蔽防护穿透力强，与物质相互作用时其强度随屏蔽材料厚Company Logo 屏蔽或X射线常用的材料v高高Z Z高密度的金属材料：铅、铁、钨高密度的金属材料：铅、铁、钨v通用的建筑材料：混凝土、砖、土通用的建筑材料：混凝土、砖、土屏蔽或X射线常用的材料高Z高密度的金属材料：铅、铁、钨Company Logo 内照射防护内照射防护重点是防止吸入或食入内照射防护重点是防止吸入或食入预防性措施预防性措施开放性放射工作场所的选址与设计开放性放射工作场所的选址与设计工工作作场场所所的的合合理理布布局局：三三区区制制（清清洁洁区区、中中间间区区、活活性性区区），活活性性区区又又分分为高、中、低活性区为高、中、低活性区安全操作技术安全操作技术:准备充分、操作熟练、注意防护、避免准备充分、操作熟练、注意防护、避免污染污染内照射防护内照射防护重点是防止吸入或食入Company Logo v原则：去污及时、防止扩散、合理选用去原则：去污及时、防止扩散、合理选用去污技术和去污剂、去污时也要注意放射防污技术和去污剂、去污时也要注意放射防护护v三废处理三废处理:废废水水：废废水水贮贮存存系系统统贮贮存存衰衰变变，低低活活度度稀稀释排放释排放 废物：放置衰变废物：放置衰变 废气：低活度可大气稀释废气：低活度可大气稀释去污技术 原则：去污及时、防止扩散、合理选用去污技术和去污剂、去污时Company Logo 核医学检查的受照剂量v大多数大多数X线受检者所受辐射剂量均高于相应的线受检者所受辐射剂量均高于相应的核医学检查核医学检查 如：脑显像为如：脑显像为8.3mSv,而头部而头部CT为为 177.53mSv,脑显像仅为脑显像仅为CT的的4.7%v一次核医学显像的平均剂量约为一次核医学显像的平均剂量约为3.6mSv，只，只相当于人均天然本底辐射剂量（相当于人均天然本底辐射剂量（3.7mSv）v不同性质的放射性工作人员年受照剂量为不同性质的放射性工作人员年受照剂量为0.402.38mSv间。核医学工作人员为间。核医学工作人员为0.652.38mSv,平均平均1.33mSv。核医学检查的受照剂量大多数X线受检者所受辐射剂量均高于相应的Company Logo 思思 考考 题题v辐射生物效应的影响因素辐射生物效应的影响因素v常用辐射量的概念和单位常用辐射量的概念和单位v随机性效应和确定性效应的区别随机性效应和确定性效应的区别v氧效应氧效应 相对生物效应相对生物效应 传能线密度的含义传能线密度的含义v放射防护的目的和原则放射防护的目的和原则v剂量限值的含义剂量限值的含义vICRP新规定的剂量限值新规定的剂量限值v外照射防护措施外照射防护措施思 考 题辐射生物效应的影响因素