電離輻射的生物效應(yīng)及防護(hù)

1、電離輻射的生物效應(yīng)與安全防護(hù)1. 電離輻射基礎(chǔ)知識(shí)2. 電離輻射的生物效應(yīng) 產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理 生物效應(yīng)的分類3.人類受到的電離輻射 天然輻射 人工輻射4.輻射防護(hù)放射性放射性:核素衰變放射出粒子的現(xiàn)象核素衰變放射出粒子的現(xiàn)象,稱為放射性稱為放射性 (radioactivity);放射性同位素放射性同位素:具有衰變活性的同位素具有衰變活性的同位素,稱為放射性稱為放射性 同位素同位素(radio isotope); 放射性同位素衰變而釋放出過(guò)剩能量時(shí)放射性同位素衰變而釋放出過(guò)剩能量時(shí),產(chǎn)生產(chǎn)生的主要衰變產(chǎn)物有的主要衰變產(chǎn)物有粒子、粒子、粒子和粒子和輻射。輻射。X射線：原自電子從較轉(zhuǎn)移到較高的能量狀

2、態(tài)。射線：原自電子從較轉(zhuǎn)移到較高的能量狀態(tài)。電離輻射的能量電離輻射的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程轉(zhuǎn)移過(guò)程2.1 生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理單鏈斷裂： DNA損傷（分子水平）C細(xì)胞水平損傷細(xì)胞死亡細(xì)胞水平損傷細(xì)胞變異（modification)細(xì)胞凋亡(apoptosis)變異細(xì)胞的程序性死亡（programmed death）鏡下表現(xiàn)：胞核濃縮、斷裂 凋亡小體機(jī)理：P53基因 激活自我致死程序是變異細(xì)胞免于患癌的重要機(jī)制細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡(apoptosis)分子水平分子水平細(xì)胞死亡細(xì)胞變異體細(xì)胞生殖細(xì)胞體細(xì)胞生殖細(xì)胞功能障礙不孕腫瘤遺傳效應(yīng)確定性效應(yīng)多細(xì)胞死亡導(dǎo)致隨機(jī)性效應(yīng)單一細(xì)胞變異導(dǎo)

3、致DNA損傷細(xì)胞水平細(xì)胞水平臨床癥狀臨床癥狀效應(yīng)效應(yīng)生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理2.2 電離輻射所致生物效應(yīng)的分類軀體效應(yīng)（somatic effects）定義：發(fā)生在受照者本人身上的效應(yīng)關(guān)于遺傳效應(yīng)4 由生殖細(xì)胞的變異引起4輻射照射引起的遺傳效應(yīng)沒(méi)有特異性輻射照射引起的遺傳效應(yīng)沒(méi)有特異性4迄今沒(méi)有人類資料肯定輻射所致遺傳迄今沒(méi)有人類資料肯定輻射所致遺傳 效應(yīng)的發(fā)生效應(yīng)的發(fā)生電離輻射所致生物效應(yīng)的分類依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的時(shí)期關(guān)于早期效應(yīng)日本核臨界事故（99.09.30）事故發(fā)生時(shí)的位置圖S氏（氏（10Gy）20分鐘后感覺(jué)麻木、分鐘后感覺(jué)麻木、嘔吐、腹瀉嘔吐、腹瀉O氏（氏（17Gy）：）：意識(shí)喪失、嘔吐、

4、意識(shí)喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細(xì)胞數(shù)腹瀉、淋巴細(xì)胞數(shù)關(guān)于晚期效應(yīng)的潛伏期日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時(shí)間的變化日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時(shí)間的變化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的腫瘤2年年輻射致癌的潛伏期終生16-24年10年其他癌癥40年8年2年白血病最大潛伏期中央值最小潛伏期電離輻射所致生物效應(yīng)的分類 確定性效應(yīng)（deterministic effects） 隨機(jī)性效應(yīng)(stochastic effects)4有劑量閾值有劑量閾值4無(wú)劑量閾值無(wú)劑量閾值4效應(yīng)的嚴(yán)重程度效應(yīng)的嚴(yán)重程度 與劑量成正比與劑量成正比4發(fā)生幾率與劑量發(fā)生幾率與劑量 成正比成正比4嚴(yán)重程度與劑量無(wú)關(guān)嚴(yán)重程

5、度與劑量無(wú)關(guān)確定性效應(yīng)與隨機(jī)性效應(yīng) 確定性效應(yīng) 急性放射病定義：人體一次或短時(shí)間內(nèi)分次受到大 劑量照射引起的全身性疾患。外照射：1Gy急性放射病癥狀與劑量的關(guān)系: 劑量(Gy) 癥 狀0.10.51.01.53-57-10染色體變化末梢血中淋巴細(xì)胞減少10%的人惡心，嘔吐死亡閾值LD50/60天(造血器官死亡)LD100/60天(消化器官死亡) 對(duì)造血組織影響細(xì)胞類型 正常值 減少閾值(Gy)白細(xì)胞 3500-1000 0.5紅細(xì)胞 (400-500)104 1.0血小板 20 104 1.0淋巴細(xì)胞 3-4天紅細(xì)胞 120天血小板 8-9天 生殖系統(tǒng)的影響不孕的閾值(Gy): 1次急性照射

6、慢性照射 一時(shí)性不孕 0.15 0.4/年 永久性不孕 3.5-6 2.0/年 1次急性照射 慢性照射 一時(shí)性不孕 0.65 1.5 0.4/年 永久性不孕 2.5-6 0.2/年 皮膚的放射損傷劑量(Gy) 急性損傷 慢性損傷0.5 染色體畸變無(wú)5一時(shí)性脫發(fā)及紅斑紅腫,疼痛,燒灼感伴有功能障礙10一時(shí)性潰瘍,水泡疤痕色素沉著WBC上升全身中毒癥狀萎縮,15永久性潰瘍,合并感染 敗血癥慢性頑固性潰瘍 眼組織的放射損傷眼晶體: 放射敏感性大于結(jié)膜等其他眼組織眼晶體 前面部位的上皮細(xì)胞發(fā)生分裂障礙 混濁 白內(nèi)障(從前向后推移)潛伏期：6個(gè)月-35年，與劑量成反比一次急性照射多次照射混 濁 0.5-

7、2.0 5白內(nèi)障 5.0 8 隨機(jī)性效應(yīng)-輻射致癌癌癥的概念與起源癌癥(cancer):增生失控并侵入周圍組織或向遠(yuǎn)隔部位轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤人類輻射致癌的分析方法流行病學(xué)(epidemiology):對(duì)人群中某種疾病的時(shí)間, 空間分布及其影響因素的研究癌癥危險(xiǎn)癌癥危險(xiǎn):危險(xiǎn)危險(xiǎn)(risk): 某種有害效應(yīng)發(fā)生的概率某種有害效應(yīng)發(fā)生的概率發(fā)病率發(fā)病率(incidence)死亡率死亡率(mortality)人類的放射性癌癥 (radiogenic cancer)輻射致癌危險(xiǎn)系數(shù)危險(xiǎn)系數(shù)(risk coefficient): (危險(xiǎn)度) 單位劑量照射引起的危險(xiǎn)12種癌癥：一般公眾: 510-2 Sv-1

8、職業(yè)照射: 410-2 Sv-1小劑量刺激效應(yīng)（hormesis)定義： 低劑量照射可以刺激某些細(xì)胞功能， 提高機(jī)體自然防御功能的現(xiàn)象。機(jī)制：刺激DNA修復(fù)酶； 免疫學(xué)機(jī)制3 人類受到的輻射天然輻射(natural exposure)： 來(lái)自于天然輻射源的電離輻射氡（radon): 226Ra 222Rn核核素素主主要要衰衰變變類類型型半半衰衰期期222Rn3.824d218Po3.05min214Pb，26.8min214Bi，19.9min214Po164s210Pb，21a人體也是一個(gè)小放射源攝入途徑：食物、飲水、呼吸核素種類： 40K、 14C、87Rb、氡子體 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)成人 40K：

9、4.11105/min 14C: 1.93 105/min天然輻射所致的年平均有效劑量(UNSCEAR 2000 report)年有效劑量(mSv)照射成分普通本底地區(qū)高本底地區(qū)宇宙射線宇生核素地表放射性物質(zhì)：外照射地表放射性物質(zhì)：內(nèi)照射 （氡除外）0.380.010.460.23 2.0 0.01 4.3 0.6氡及其子體引起的內(nèi)照射 Rn-222的吸收 Rn-220的吸收 Rn-222的經(jīng)口攝取 1.2 0.07 0.005 10 0.1 0.1共計(jì)2.4-人為活動(dòng)引起天然輻射照射增加核工業(yè)：鈾礦冶煉航空：宇宙射線照射燃煤：燃煤發(fā)電建材成分的改變： 煤渣、粉煤灰的再利用 天然石采的利用公眾

10、所受輻射照射比例（1993年） 0%76%20%4%天然輻射醫(yī)療照射核爆核電等4. 輻射防護(hù)法規(guī)：是使輻射防護(hù)管理工作納入法制管理 軌道的保障標(biāo)準(zhǔn)：是開(kāi)展輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的科學(xué)依據(jù)法律性質(zhì)的技術(shù)性質(zhì)的法規(guī)條例安 全 準(zhǔn) 則安 全 標(biāo) 準(zhǔn)工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn)我國(guó)發(fā)展歷史60年代：技術(shù)管理70年代：行政管理80年代：法制管理放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例發(fā)布單位：國(guó)務(wù)院發(fā)布單位：國(guó)務(wù)院發(fā)布時(shí)間：發(fā)布時(shí)間：1989年年10月月24日日性質(zhì)：法律地位最高的專門法規(guī)性質(zhì)：法律地位最高的專門法規(guī)輻射防護(hù)法規(guī)體系存在的問(wèn)題法規(guī)性質(zhì)的文件：放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例民

11、用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例中低水平放射性廢物處置的環(huán)境政策問(wèn)題：目前沒(méi)有作為法規(guī)體系的龍頭問(wèn)題：目前沒(méi)有作為法規(guī)體系的龍頭法律法律沒(méi)有法律沒(méi)有法律法規(guī)較少法規(guī)較少法規(guī)體系法規(guī)體系沒(méi)有基礎(chǔ)沒(méi)有基礎(chǔ)部門職責(zé)不清部門職責(zé)不清技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難執(zhí)行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)難執(zhí)行 輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)：是對(duì)重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）制定：）制定： 國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門制定編制計(jì)劃，國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門制定編制計(jì)劃， 組織草擬，統(tǒng)一審批、標(biāo)號(hào)、發(fā)布組織草擬，統(tǒng)一審批、標(biāo)號(hào)、發(fā)布 現(xiàn)行國(guó)標(biāo)：現(xiàn)行國(guó)標(biāo)：電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)（GB 18871-2002）國(guó)家質(zhì)

12、量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局）國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布發(fā)布胰腺癌護(hù)理：胰腺癌護(hù)理： 現(xiàn)行輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)輻射防護(hù)的目的：輻射防護(hù)的目的： 防止確定性效應(yīng)的發(fā)生，減少防止確定性效應(yīng)的發(fā)生，減少隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受的水平。以接受的水平。輻射防護(hù)的基本原則（1）實(shí)踐的正當(dāng)化 （justification of practice）（2）防護(hù)的最優(yōu)化）防護(hù)的最優(yōu)化 （optimization of radiation protection） 可合理做到的盡量低的原則可合理做到的盡量低的原則(ALARA： as low as reasonably achievable)

13、（3）劑量限值（）劑量限值（dose limits）劑量限值受照群體照射條件劑量限值全身20mSv(5 年平均，但其中任何一年50 mSv)眼晶體150 mSv其他單個(gè)器官或組織500 mSv孕婦2 mSv/余下妊娠期間內(nèi)照射1/20ALI放 射工 作人 員有計(jì)劃的特殊照射一次 100 mSv全身1mSv（特殊情況下，5 年均值為1 mSv）眼晶體15 mSv一般公眾皮膚50 mSv劑量限值為內(nèi)外照射之和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射劑量限值為內(nèi)外照射之和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射（1）時(shí)間防護(hù) 累積劑量與受照時(shí)間成正比 措施：充分準(zhǔn)備，減少受照時(shí)間外照射防護(hù)三原則（3）屏蔽防護(hù) 屏蔽材料選擇的一般原則射線類型作