航空生理-辐射课件

中国民用航空局民用航空医学中心航空生理学第四章：辐射环境中国民用航空局民用航空医学中心航空生理学第四章：辐射环境中国民用航空局民用航空医学中心辐射？辐辐中国民用航空局民用航空医学中心辐射？辐中国民用航空局民用航空医学中心人体受到照射源有两类，即天然辐射源和人工辐射源。生活在地球上的人类每时每刻都受到天然存在的各种电离辐射的照射，这种照射通常称为天然本底照射。天然本底照射是迄今人类受到电离辐射照射的最主要来源。天然本底辐射宇宙射线，即来自宇宙空间的高能粒子流，其中有质子，粒子、其他重粒子、中子、电子、光子、介子等；宇生核素，它们主要是由宇宙射线与大气中的原子核相互作用产生的；原生核素，即存在于地壳中的天然放射性核素。中国民用航空局民用航空医学中心人体受到照射源有两类，即天然辐中国民用航空局民用航空医学中心在正常本底地区，天然辐射源对成年人造成的平均年有效剂量约为2.4msv高于正常本底地区，这类地区通常称为高本底地区。最有名的高本底地区位于印度的喀拉拉邦和巴西的大西洋沿岸。在我国广东阳江县的部分地区，由于地表土壤中铀、钍、镭的含量较高，因此，地表空气中的吸收剂量率平均也高达0.34Gyh-1。中国民用航空局民用航空医学中心在正常本底地区，天然辐射源对成中国民用航空局民用航空医学中心为什么要讲辐射环境？中国民用航空局民用航空医学中心为什么要讲辐射环境？中国民用航空局民用航空医学中心切尔诺贝利核泄漏事故中国民用航空局民用航空医学中心切尔诺贝利核泄漏事故中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心为什么航空活动中更要重视辐射环境？中国民用航空局民用航空医学中心为什么航空活动中更要重视辐射环中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心太阳辐射 宇宙辐射中国民用航空局民用航空医学中心太阳辐射宇宙辐射中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心什么是辐射？中国民用航空局民用航空医学中心什么是辐射？中国民用航空局民用航空医学中心辐射：通常指波动（电磁波、机械波等）或微观粒子从它们的发射体发出在空间或媒质中向各个方向传播的过程；也可以用作指波动能量或微观粒子本身。发射体波动粒子Radiatev.Radiationn.中国民用航空局民用航空医学中心辐射：通常指波动（电磁波、机械中国民用航空局民用航空医学中心构成：电磁辐射(electromagneticradiation)粒子辐射(corpuscularradiation)能量：电离辐射(ionizingradiation)非电离辐射(nonionizingradiation)中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心什么是电磁辐射？中国民用航空局民用航空医学中心什么是电磁辐射？中国民用航空局民用航空医学中心电磁辐射是谁发现的？最早在1895年11月，德国物理学教授伦琴(Roentgen)(Roentgen)发现一种眼睛看不见但能穿透物质的射线，因不知其名，故称为X射线，随后不久发现X射线会使空气电离而导电。中国民用航空局民用航空医学中心电磁辐射是谁发现的？中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心电磁辐射(electromagneticradiation)：电磁振荡产生的电磁波在空间传播1、电磁辐射的本质是什么？2、电磁辐射是怎样产生的？中国民用航空局民用航空医学中心电磁辐射(electroma中国民用航空局民用航空医学中心3、电磁辐射有哪些特性？波粒二相性辐射的波长愈短、频率愈高，则该辐射的量子能量也愈大 4、电磁辐射的能量怎样计算？E=hv=hc/中国民用航空局民用航空医学中心3、电磁辐射有哪些特性？波粒二中国民用航空局民用航空医学中心什么是粒子辐射？中国民用航空局民用航空医学中心什么是粒子辐射？中国民用航空局民用航空医学中心粒子辐射(corpuscularradiation)：某些核素能自发地放出粒子或射线，或自发分裂，称这种性质为放射性。称这种不稳定的核素为放射性核素。由辐射源放射出的粒子，或大量微观粒子的传播过程。带电粒子粒子粒子质子不带电粒子中子原子序数从84起的所有元素都是不稳定的，具有天然放射性。而原子序数小于84的元素主要以稳定的同位素形式存在，只有少量的同位素是不稳定的。中国民用航空局民用航空医学中心粒子辐射(corpuscul中国民用航空局民用航空医学中心紧接着在1896年2月，法国科学家贝克勒尔(Becquerel)发现铀的化合物会发出一种不同于 X射线但也具有穿透能力使照相底片感光的射线称它为铀放射线。他是第一位发现放射线的人。中国民用航空局民用航空医学中心紧接着在1896中国民用航空局民用航空医学中心什么是电离辐射？中国民用航空局民用航空医学中心什么是电离辐射？中国民用航空局民用航空医学中心1、什么是电离？电离：当运动的带电粒子与物质相接触的时候，会与物质中原子的核外电子发生静电作用，使核外电子从带电粒子那里获得能量。当所获得的能量足以冲破原子核的束缚力时，核外电子就脱离原子而成为自由电子，原子成了正离子。这种效应就叫做电离。中国民用航空局民用航空医学中心1、什么是电离？电离：当运动的中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射：能够直接或间接对被作用物质产生电离作用 的辐射 激发(excitation)电离(ionization)+-中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射：能够直接或间接对被作中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射的分类直接电离辐射间接电离辐射中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射的分类直接电离辐射间接中国民用航空局民用航空医学中心带电粒子（粒子，粒子，质子）辐射直接与原子核外的电子产生作用，传递能量给电子，使电子挣脱原子核的束缚而游离。将大部分能量传递给电子，穿透力弱。直接电离辐射中国民用航空局民用航空医学中心直接电离辐射中国民用航空局民用航空医学中心 光子如X射线，射线和中子必须先与物质作用，产生带电粒子后，再由此带电粒子去产生电离作用，不易将能量传给物质，穿透力很强。间接电离辐射：中国民用航空局民用航空医学中心间接电离辐射：中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射与非电离辐射怎样划分？中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射与非电离辐射怎样划分？中国民用航空局民用航空医学中心能量生物效应12eV电离对于电磁辐射中国民用航空局民用航空医学中心能量生物效应12eV电离对于中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心对于粒子辐射12eV电离辐射区非电离辐射区0.5eV热中子1keV慢中子10keV中能中子10MeV快中子高能中子中国民用航空局民用航空医学中心对于粒子辐射12eV电离辐射区中国民用航空局民用航空医学中心粒子的相对危害性粒子的相对危害性粒子质量大、电荷多，在物质中的射程很短。能量最大的粒子在空气中的射程有几厘米，但难以穿透人体外表的角质层。因此，粒子几乎不存在外照射危害问题。粒子一旦进入人体，短射程这一特点就显得不寻常。此时，辐射源被人体活组织所包围，损伤几乎集中在辐射源附近。若粒子沉积在体内某一器官，其能量可被该器官全部吸收，因而受到严重的伤害。因此，粒子的内照射危害值得重视。中国民用航空局民用航空医学中心粒子的相对危害性粒子质量大中国民用航空局民用航空医学中心粒子的相对危害性粒子的相对危害性与粒子相比，粒子在空气中的射程较大。能量较高的粒子能穿透人体皮肤进入浅表组织，因此，粒子是具有较小外照射危害的辐射。粒子在组织中射程较大，在组织的某一小体积内沉积的能量较粒子小，对小体积内组织引起的损伤比粒子要小。中国民用航空局民用航空医学中心粒子的相对危害性与粒子相比中国民用航空局民用航空医学中心射线的相对危害性射线的相对危害性射线在空气和其他物质中的射程较大，也就是说其穿透力较强。即使处于离辐射源远处的组织，也会受到危害。当人体处于射线辐射场中时，会使所有器官和组织受到照射。就外照射而言，与、辐射相比，射线具有更大的危害性。由于射线在人体组织中的射程较大，甚至贯穿人体，因而在组织中某一小体积内沉积的能量较小，对人体组织损伤也较小。就内照射而言，射线的危害较、辐射小得多。中国民用航空局民用航空医学中心射线的相对危害性射线在空气中国民用航空局民用航空医学中心中子的相对危害性中子的相对危害性中子不带电，不论在空气中还是其它物质中，它都具有很大的射程，与一样，中子对人体的危害主要是外照射，但其产生的损伤程度要比射线大。中子引起内照射的机会极小，不论天然中子 源，还是人工中子源，进入人体的机会极小。中国民用航空局民用航空医学中心中子的相对危害性中子不带电，不中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心二、宇宙空间及大气层内的辐射来源1、宇宙空间中辐射有哪些来源？哪个辐射是最主要的辐射？2、这些辐射是怎样形成的？主要受到哪些因素的影响？3、这些辐射由什么成分组成？都有哪些特性？中国民用航空局民用航空医学中心二、宇宙空间及大气层内的辐射来中国民用航空局民用航空医学中心自然来源太阳 太阳电磁辐射 太阳宇宙辐射银河系中的宇宙射线地磁捕获辐射带人工来源人工辐射带电子仪器射频辐射中国民用航空局民用航空医学中心自然来源人工来源中国民用航空局民用航空医学中心一 太阳辐射电磁辐射粒子辐射中国民用航空局民用航空医学中心一太阳辐射电磁辐射中国民用航空局民用航空医学中心太阳电磁辐射(solarelectromagneticradiation)地球能量来源光、热、紫外辐射生物学效应太阳电磁辐射大气散射、反射（43%）大气吸收（14%）间接到达地表（20%）直接到达地表（23%）中国民用航空局民用航空医学中心太阳电磁辐射(solare中国民用航空局民用航空医学中心太阳宇宙辐射(solarcosmicradiation)太阳风(solarwind)与太阳耀斑辐射(solarflareradiation)太阳风指的是从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。以前，人们看到彗星的尾巴总是背着太阳，猜想这大概是从太阳“吹”出来的某种物质造成的。1958年，通过人造卫星上的粒子探测器，探测到了太阳上有微粒流发出。美国科学家帕克给它取名为“太阳风”。中国民用航空局民用航空医学中心太阳宇宙辐射(solarc中国民用航空局民用航空医学中心太阳风(solarwind)连续不断的低能量粒子流中国民用航空局民用航空医学中心太阳风(solarwind)中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑是一种最剧烈的太阳活动。一般认为发生在色球层中，所以也叫“色球爆发”。其主要观测特征是，日面上（常在黑子群上空）突然出现迅速发展的亮斑闪耀，其寿命仅在几分钟到几十分钟之间，亮度上升迅速，下降较慢。特别是在太阳活动峰年，耀斑出现频繁且强度变强。太阳耀斑中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑(solarflare)太阳质子事件(solarflareprotonevent)以质子为主+粒子能量大产生次级中子太阳宇宙线(solarcosmicray)中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑(solarflar中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑是怎样产生的？中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑是怎样产生的？中国民用航空局民用航空医学中心随着太阳磁感线的研究，人们认为太阳耀斑的产生与太阳的磁场磁感线的断裂有关。太阳是一个流体性的气体球，赤道与两极的自转速度不同，磁感线发生断裂，断裂处就发生强烈的磁场作用，产生了黑子。强烈的磁场变化激发了太阳巨大的能量变化，因此在黑子上方爆发了太阳耀斑。中国民用航空局民用航空医学中心随着太阳磁感线的研究，人们中国民用航空局民用航空医学中心太阳黑子中国民用航空局民用航空医学中心太阳黑子中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑与太阳活动的关系太阳活动最大年：质子事件100次/年太阳活动最小年：质子事件13次/年太阳耀斑对航空航天活动的影响20km，4000mrem/h15天航天飞行遇到14级太阳质子事件概率：32%，2%，2%，1%中国民用航空局民用航空医学中心太阳耀斑与太阳活动的关系太阳活中国民用航空局民用航空医学中心空间灾害性天气年月日因太阳“骚扰”而引发历史罕见的“空间灾害”事件，造成绕地飞行的人造卫星提前陨落、跟踪识别困难甚至变得六神无主闯入茫茫太空，低纬地区无线通信中断、轮船、飞机导航系统失灵，美国和加拿大北部变压器遭受连锁打击而烧毁、电网瘫痪引起国际社会一片哗然。年月，美国银河号卫星因受太阳风暴袭击而失灵，北美地区寻呼机、对讲机无法使用，金融服务陷入混乱，信用卡交易被迫中断。中国民用航空局民用航空医学中心空间灾害性天气年月中国民用航空局民用航空医学中心二银河系宇宙辐射(galacticcosmicradiation)初级宇宙线的组成和性质质子：85%；粒子：13%；重核、电子与光子：2%特点：能量大1081018eV速度快射向地球的途中受到各种天体磁场的巨大加速作用穿透能力强超过地球上的任何射线来自于银河系的高能粒子流中国民用航空局民用航空医学中心二银河系宇宙辐射(galac中国民用航空局民用航空医学中心次级宇宙线的产生及其成分初级宇宙线电离星裂簇射次级宇宙线软成分穿透力弱 电子、正电子和光子硬成分穿透力强 介子，质子，中子 中国民用航空局民用航空医学中心次级宇宙线的产生及其成分初中国民用航空局民用航空医学中心宇宙空间电离辐射的性质与来源中国民用航空局民用航空医学中心宇宙空间电离辐射的性质与来源中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心影响宇宙线在空间分布的因素高度效应：次级粒子生成，能量消耗中国民用航空局民用航空医学中心影响宇宙线在空间分布的因素中国民用航空局民用航空医学中心纬度效应：地球磁场作用，带电粒子偏转中国民用航空局民用航空医学中心纬度效应：地球磁场作用，带电粒中国民用航空局民用航空医学中心纬度效应：地球磁场作用，带电粒子偏转中国民用航空局民用航空医学中心纬度效应：地球磁场作用，带电粒中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心太阳活动周期的影响：太阳磁场中国民用航空局民用航空医学中心太阳活动周期的影响：太阳磁场中国民用航空局民用航空医学中心三地球辐射带(terrestrialradiationbelt)太空高能粒子被地球磁场捕获而形成50年代末60年代初，美国科学家范艾伦（JamesAlfredVanAllen）根据宇宙探测器探险者1号、3号和4号的观测，证明了带电粒子带的存在。离地球较近的辐射带称为内辐射带，较远的称为外辐射带，也分别称为内、外范艾伦带。辐射带从四面把地球包围了起来，而在两极处留下了空隙，也就是说，地球的南极和北极上空不存在辐射带。近年，美国和俄罗斯的天文学家又发现了第三辐射带。中国民用航空局民用航空医学中心三地球辐射带(terrest中国民用航空局民用航空医学中心50,00012,0003001,200高度(km)较易困难防护200较低106107能量(eV)电子电子质子粒子种类S65N70S35N35分布范围6,0005,000厚度(km)第三辐射带外辐射带内辐射带地球内外辐射带及第三辐射带比较地球辐射带的影响：航空，航天中国民用航空局民用航空医学中心50,00012,000300中国民用航空局民用航空医学中心南大西洋反常区（SouthAtlanticAnomaly）内辐射带在161322km高度，具有能量在30MeV以上的俘获电子，是近地轨道载人航天遇到的主要辐射环境。中国民用航空局民用航空医学中心南大西洋反常区（SouthA中国民用航空局民用航空医学中心VanAllenBeltdiscoveredin1958byJamesVanAllenoftheUniversityofIowa中国民用航空局民用航空医学中心VanAllenBelt中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心四 人工辐射源分类：航空航天器中的核反应堆人工辐射带诱发放射五 微波辐射与短波辐射来源：航空航天活动中所使用的大型电子设备特点：能量较低，非电离辐射防护：长期辐射的防护中国民用航空局民用航空医学中心四人工辐射源分类：航空航天器中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心三、辐射的生物效应辐射生物效应的分类按效应发生规律的性质：随机效应与非随机效应按效应出现的范围：躯体效应与遗传效应u按效应出现的时间：近期效应与远期效应中国民用航空局民用航空医学中心三、辐射的生物效应辐射生物效应中国民用航空局民用航空医学中心随机性效应一个改变了的躯体细胞可能仍保持其繁殖功能，而可能造成一个改变了的躯体细胞的克隆，它们最终导致癌。性腺中一个改变了的生殖细胞具备着传递遗传信息给受害者后代的功能，可能传递了错误的信息，从而引起对某些后代的严重损害。这种可能由一个改变了的细胞引起的躯体或遗传效应称为随机性效应。中国民用航空局民用航空医学中心随机性效应一个改变了的中国民用航空局民用航空医学中心非随机性效应（确定性效应）一个组织或器官中有足够多的细胞被杀死或不能繁殖和发挥正常功能，则将丧失器官的功能。这种效应称为确定性效应 中国民用航空局民用航空医学中心非随机性效应（确定性效应）中国民用航空局民用航空医学中心随机效应非随机效应诱发机制单个细胞受损，主要是突变效应大量细胞机体受损或死亡阈值概念无阈值有阈值与剂量的关系发生率取决于剂量严重程度取决于剂量效应性质用统计学方法在受照人群预测受照者个人可显示出来效应表现严重的遗传疾患、癌变急、慢性放射病类型：中国民用航空局民用航空医学中心类型：中国民用航空局民用航空医学中心二、电离辐射的生物效应机理：直接作用：间接作用：核酸、蛋白质、酶激发、电离或化学键断裂水分子的电离与激发自由基和水化电子生物大分子损伤细胞代谢改变功能及基本结构破坏组织器官损伤个体损伤突变基因远期效应致癌效应或遗传效应中国民用航空局民用航空医学中心二、电离辐射的生物效应机理：直中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射直接同生物大分子(例如DNA、RNA等)发生电离作用，使这些大分子发生电离和激发，导致分子结构改变和生物活性的丧失；而电离和激发的分子是不稳定的，为了形成稳定的分子，分子中的电子结构在分子内或通过与其他分子相互作用而重新排列，在这一过程中可能使分子发生分解，改变结构以致导致生物功能的丧失。直接作用中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射直接同生物大分子中国民用航空局民用航空医学中心由于人体的细胞中含有大量的水分子(大约70)，所以，在大多数情况下，电离辐射同人体中的水分子发生作用，使水分子发生电离或激发，然后经过一定的化学反应形成各种产物。在这些产物中，包括了一些活性很强的自由基和过氧化物。氢自由基(H)、羟自由基(OH)和过氧化氢(H202)都具有高的反应活性，它们作用于生物大分子(例如DNA)，会导致这些分子结构和功能的变化，造成功能障碍和系统的病变。间接作用中国民用航空局民用航空医学中心由于人体的细胞中含有大量中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射对细胞的损伤电离辐射对细胞的直接作用和间接作用的结果都会使组成细胞的分子结构和功能发生变化，而导致由它们构成的细胞发生死亡或丧失正常的活性而发生突变。细胞死亡主要是指细胞丧失了分裂生产子细胞的能力；而细胞突变主要指癌变、基因突变和先天畸变。DNA是遗传基因的载体，它通过复制把遗传信息保存于下一代，DNA分子结构的破坏和代谢功能的障碍都将导致细胞丧失增殖能力以至死亡。中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射对细胞的损伤电离中国民用航空局民用航空医学中心人体活动中，肌肉收缩和神经传导都是在ATP分子(三磷酸腺苷)参与下进行的，ATP分子受损将抑制机体能量代谢过程，抑制蛋白质的合成。另外，如果细胞膜的结构受到破坏，通透性受阻，有害分子排泄不出去，或在细胞内从一个区域转移到另一个区域，会破坏细胞的调节功能，最终可能使细胞中毒死亡。中国民用航空局民用航空医学中心人体活动中，肌肉收缩和神中国民用航空局民用航空医学中心短期大剂量外照射引起的辐射损伤 按射线作用的范围，短期大剂量外照射引起的辐射损伤可分成两类：a.全身性辐射损伤 指机体受到的均匀或不均匀照射后出现的急性放射性病。这种病症的出现多数是由于意外的核事故、核战争造成的。另外在放射治疗中也可能由于剂量过大，用源不当等原因造成全身性辐射损伤。b.局部性辐射损伤 指机体某一器官或组织受到外照射时出现的某种损伤。一般放射治疗中可能出现这类损伤。急性放射性病是大剂量急性照射引起的一种全身性疾病，一般在照射后的几小时或几周内出现。辐射损伤的分类中国民用航空局民用航空医学中心短期大剂量外照射引起的辐射损伤中国民用航空局民用航空医学中心造血型：全血细胞减少症、感染和出血(1001000rad/次)脑型：定向障碍、共济失调、谵妄及昏迷(5000rad/次)肠型：严重的呕吐和腹泻，100%死亡(10005000rad/次)中国民用航空局民用航空医学中心造血型：全血细胞减少症、感染和中国民用航空局民用航空医学中心长期小剂量照射引起的生物效应 其特点是潜伏期较长，效应出现较晚、发生几率低。因此，要估计小剂量照射对人体健康的影响，只有对人数众多的群体进行流行病学调查，才能得出有意义的结论。小剂量照射引起的对人体健康的影响有属于随机性效应的，也有属于确定性效应的。受到辐射危险的组织主要有：性腺、红骨髓、骨、肺、甲状腺、乳腺、皮肤和眼晶体。中国民用航空局民用航空医学中心长期小剂量照射引起的生物效应中国民用航空局民用航空医学中心局部损害：皮肤发红、萎缩、毛发脱落全身损害：神经系统机能与器质性改变，内分泌障碍，生殖机能异常，血象改变。中国民用航空局民用航空医学中心局部损害：皮肤发红、萎缩、毛发中国民用航空局民用航空医学中心辐射与重力条件的相互作用：超重致辐射耐力降低；失重增强辐射生物效应 辐射与其他应激因素复合效应辐射与气体条件的相互作用：低氧对抗辐射 辐射与温度条件的相互作用：高温与寒冷加剧辐射病 中国民用航空局民用航空医学中心辐射与重力条件的相互作用：超重中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心非电离辐射的生物效应紫外辐射效应皮肤效应：皮肤老化，干燥、粗糙、松弛、黑色素沉着 红斑290330nm，一四级皮肤癌的危险性增加中国民用航空局民用航空医学中心非电离辐射的生物效应紫外辐中国民用航空局民用航空医学中心眼部效应：角膜炎，结膜炎，白内障灭菌作用：250nm抗佝偻作用：290330nm中国民用航空局民用航空医学中心眼部效应：角膜炎，结膜炎，白内中国民用航空局民用航空医学中心微波与短波辐射效应效应发生机理致热效应非致热效应：辐射电场与组织内分子的电场相互作用组织内分子的动能和势能改变及能量交换 组织分子旋转、振动、扭曲分子间摩擦而转化为热能组织温度升高机体功能发生改变1mW/cm2：非致热效应和致热效应心血管和神经系统的功能紊乱中国民用航空局民用航空医学中心微波与短波辐射效应效应发生中国民用航空局民用航空医学中心对人体健康的影响局部性损害：皮肤：热感、痛感 眼睛：晶状体混浊或白内障 睾丸：对热敏感，导致不育、精子存活少 全身性损害：神经、心血管和血液系统的暂时性功能改变 神经系统：疲劳或兴奋性升高、记忆力减退、睡眠紊乱、情绪淡漠，对光或其他刺激敏感性增加心血管系统：植物神经系统功能改变所致血液动力学失调血管通透性发生变化外周血管张力降低长期效应中国民用航空局民用航空医学中心对人体健康的影响局部性损害：全中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心四、航空活动的辐射防护电离辐射的防护出发点非随机效应是有发生阈限的，应避免发生；而随机效应发生的概率及危害要限制到可以接受的水平。中国民用航空局民用航空医学中心四、航空活动的辐射防护电离辐射中国民用航空局民用航空医学中心u最大容许剂量ICRP,1967工作人员：50mSv/年一般人员：5mSv/年不同辐射剂量当量水平对人体的影响分别是：0.02mSV，相当于X光体检。1000mSV会患辐射病，2500mSV将导致女性不育，3500mSV将导致男性不育，4000mSV将有致命损害。中国民用航空医学研究室对国内19条航线和国际2条航线进行辐射剂量的测定（19921995年），结果表明辐射剂量随飞行高度、飞行时间和地磁纬度的增加而增加。国际单位：希沃特Sv,J/kg专用单位：雷姆，1rem=0.01SvICRP,1990工作人员：20mSv/年一般人员：?mSv/年u5年平均有效剂量中国民用航空局民用航空医学中心最大容许剂量ICRP,1967中国民用航空局民用航空医学中心u 航空航天活动中的剂量水平 航空活动国内航线：2.853.11mSv/1000h国际航线：12.22mSv/1000h太阳耀斑影响56年：超音速飞机巡航的高度：剂量率可达40mSv/h60年：24km高空：总剂量率为7.6mSv/h中国民用航空局民用航空医学中心航空航天活动中的剂量水平航中国民用航空局民用航空医学中心人体各组织器官产生确定性效应所需的低限剂量并不相同。对于长期辐射暴露者：全身的剂量当量为一年50毫希沃(mSv)眼球水晶体的等效剂量为一年150毫希沃(mSv)其他个别器官或组织的剂量当量为一年500毫希沃(mSv)胎儿自其母亲认定受孕之日起至出生止，其累积剂量不得超过5毫希沃(mSv)中国民用航空局民用航空医学中心人体各组织器官产生确定性效应所中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射防护方法 辐射剂量监测 太阳质子事件的预报和监测系统座舱辐射环境监测系统个人剂量监测系统 物理防护 药物防护 抗氧化剂 天然 合成被动防护主动防护中国民用航空局民用航空医学中心电离辐射防护方法辐射剂量监中国民用航空局民用航空医学中心探测器工作原理 一般而言,包括一個金屬圓柱體,在裡面作為陽極的輻電線.這圓柱體充滿氣體,把探測器曝露在輻射裡,一些氣體電離(正離子和電子)會產生.在電場的作用下,電子會移向電線中心的陽極而正離子則移向圓柱的陰極.然後每粒由輻射所創造的離子會被陽極或陰極接收,探測器可以說在電離室地區工作.在這地區所收集的電荷變為常數,電壓的小變化及電荷是直接測量輻射產生離子的能力.中国民用航空局民用航空医学中心探测器工作原理中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心非电离辐射的防护紫外线辐射暴露容许标准 微波与短波辐射暴露容许标准 美国和西欧：10mW/cm2前苏联：10W/cm2我国：脉冲波安全限值为25W/cm2连续波为50W/cm2考虑眼睛和皮肤的急性与长期损伤考虑致热效应与非致热效应 中国民用航空局民用航空医学中心非电离辐射的防护紫外线辐射暴露中国民用航空局民用航空医学中心防护方法 紫外辐射防护微波与短波辐射防护 避开和减少辐射的作用；使用个人防护装备：防护服和防护眼镜定期检查，健康疗养。2mm厚的玻璃或其他透明材料即可防护中国民用航空局民用航空医学中心防护方法紫外辐射防护微波与短中国民用航空局民用航空医学中心火星飞行1、将遇到的重要的辐射有哪些？2、如何度量电离辐射？3、辐射所产生的生物效应是什么？4、如何防护？太阳耀斑辐射，银河系宇宙辐射，微波辐射照射量、吸收剂量、剂量当量电离辐射，微波辐射剂量水平，最大容许剂量，防护方法中国民用航空局民用航空医学中心火星飞行1、将遇到的重要的辐射中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念二、宇宙空间及大气层内的辐射来源三、辐射的生物效应四、航空活动的辐射防护五、宇宙辐射对民航机组人员的危害及防护措施中国民用航空局民用航空医学中心第四章：辐射环境一、基本概念中国民用航空局民用航空医学中心民航有关规定1990年国际放射防护委员会（ICRP）首次将喷气式客机机组人员列为职业受照人群(飞机驾驶舱内受到宇宙辐射照射剂量不超过每年20mSv标准5年平均剂量)；妇女孕期不超过2mSv；国际民用航空公约附件6，要求飞机安装的辐射强度指示器在上升高度15000米（49000英尺）时，即应起作用；随着现代科技飞速发展，航空器由低空向高空，宇宙辐射就是现代航空航天环境医学中的一个重要的研究课题.我国电离辐射防护和辐射源安全基本标准，亦明确地把飞行人员列入职业照射群体；2002年空勤人员宇宙辐射照射控制标准是我国首次颁发有关空勤人员宇宙辐射标准中国民用航空局民用航空医学中心民航有关规定1990年国际放射中国民用航空局民用航空医学中心空勤人员宇宙辐射照射控制标准从随机效应而言，航空公司必须按“空勤人员宇宙辐射照射控制标准”进行控制预防。中国民用航空局民用航空医学中心空勤人员宇宙辐射照射控制标准从中国民用航空局民用航空医学中心中国民航宇宙辐射研究中国民用航空医学研究室（现民航医学中心）早在1992-1995年，对国内19条航线和国际上2条航线进行宇宙辐射剂量的测定，证明宇宙辐射剂量随飞行高度、飞行时间和地磁纬度而增加赤道上空最弱，两极上空最强.国内航线为2.853.11mSv/1000h，国际航线最高剂量达12.22mSv/1000h。飞机驾驶舱内受到宇宙辐射照射剂量均不超过1990年ICRP规定的每年20mSv标准，从确定性效应而言，这个标准对飞行是安全的（但从随机效应而言，航空公司必须按“空勤人员宇宙辐射照射控制标准”进行控制预防）.中国民用航空局民用航空医学中心中国民航宇宙辐射研究中国民用航中国民用航空局民用航空医学中心影响航线飞行宇宙辐射剂量的因素飞行高度v随高度呈指数增长纬度v极地宇宙辐射强度大飞行时间中国民用航空局民用航空医学中心影响航线飞行宇宙辐射剂量的因素中国民用航空局民用航空医学中心民航机组人员所受宇宙辐射的特点职业照射是受照射最多的人群之一，超过放射工作者及核电站人员均匀照射，但不是高本低照射与放射工作者及核电站人员，至今无具体防护措施中国民用航空局民用航空医学中心民航机组人员所受宇宙辐射的特点中国民用航空局民用航空医学中心原 则：实践的正当性防护的最优化个人剂量限值中国民用航空局民用航空医学中心原则：实践的正当性中国民用航空局民用航空医学中心实践的正当性实践的正当性 在施行伴有辐射照射的任何实践之前要经过充分论证，权衡利弊。只有在考虑了社会、经济和其它有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的危害时，才能认为该项辐射实践是正当的。中国民用航空局民用航空医学中心实践的正当性在施行伴有辐射中国民用航空局民用航空医学中心防护与安全的最优化防护与安全的最优化在实施某项辐射实践的过程中，可能有几个方案可供选择，在对这几个方案进行选择时，应当运用最优化程序，也就是在考虑了经济的和社会的因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽可能低的水平。在考虑辐射防护时，并不是要求剂量当量越低越好，而是在考虑到社会和经济因素的条件下使照射水平降低到可以合理达到的程度。中国民用航空局民用航空医学中心防护与安全的最优化在实施中国民用航空局民用航空医学中心个人剂量限制个人剂量限制对于给定的某项辐射实践，不论代价与利益的分析结果如何，必须用剂量当量限值对个人所受照射加以限制 中国民用航空局民用航空医学中心个人剂量限制对于给定的某项辐射中国民用航空局民用航空医学中心民航防护与保健防护：“少接受”v降低飞行高度v减少飞行时间v高与低剂量航线交替飞行保健v体检v疗养或休假v补贴v日常保健中国民用航空局民用航空医学中心民航防护与保健防护：“少接受”中国民用航空局民用航空医学中心关于极地飞行十几年以前只有国航的和东方的能够参与国际长航线数据采集，不够全面年东航引进了，后来又有国航和南航的，再加上后来的和，飞行高度和航段时间都有非常大的提高（一般最高也就飞英尺航线高度，经常飞英尺）中国民用航空局民用航空医学中心关于极地飞行十中国民用航空局民用航空医学中心极地飞行除了航段长，高度高之外，还受特殊的磁场环境和臭氧层空洞影响如飞极地航线会经常看到绚丽的极光极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁力线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。另外臭氧层空洞也放进了大量宇宙射线（如伽玛射线）这些都是十几年以前没有研究过的，但肯定现在比那时要严重的多中国民用航空局民用航空医学中心极地飞行除了航段长，中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心中国民用航空局民用航空医学中心极地飞行自我防护措施保证充足的睡眠时间，加强体育锻炼 多服绿茶、牛奶等 空中食品配备高营养、高蛋白的食物，如黑米、黑芝麻等 多补充各种维生素 中国民用航空局民用航空医学中心极地飞行自我防护措施保证充足的