第一章核物理與輻射防護(hù)基本知識

第一章核物理與輻射防護(hù)基本知識醫(yī)學(xué)檢驗教研室段慧英福島第一核電站核泄漏后，東京都從福島縣南相馬市場產(chǎn)的牛肉中驗出2300貝殼的輻射銫，是標(biāo)準(zhǔn)值的5倍，這些牛稱為“輻射?！比祟悮v史上的十大核事故2004年日本美浜核電站事故（自然爆炸）2002年美國戴維斯-貝斯反應(yīng)堆事故（龍卷風(fēng)所致）1977年捷克斯洛伐克Bohunice核電站事故（核反應(yīng)堆溫度過高）1993年前蘇聯(lián)托姆斯克-7核燃料回收設(shè)施事故1999年日本東海村鈾處理設(shè)施事故（操作失誤）2011年日本福島第一核電站事故1979年美國三里島核事故1957年前蘇聯(lián)克什特姆核災(zāi)難1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核災(zāi)難1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利核災(zāi)難輻射危害嚴(yán)重，導(dǎo)致事故后前3個月內(nèi)有31人死亡，之后15年內(nèi)有6-8萬人死亡，13.4萬人遭受各種程度的輻射疾病折磨，方圓30公里地區(qū)的11.5萬多民眾被迫疏散。據(jù)專家估計，完全消除這場浩劫對自然環(huán)境的影響至少需要800年，而持續(xù)的核輻射危險將持續(xù)10萬年。年僅8歲的烏克蘭小女孩維卡·切爾溫斯卡正在飽受癌癥的折磨，她正和母親一起在基輔的一家醫(yī)院中進(jìn)行治療，照片拍攝于2006年4月18日。放射性核素：是指原子核能自發(fā)產(chǎn)生成分或能級的變化，變成另一種核素，同時伴有射線發(fā)射的元素。（P3）天然存在的放射性同位素不過十幾種?，F(xiàn)在，用人工方法得到的放射性同位素已達(dá)1000多種。第一節(jié)核素與核衰變想一想

為什么人造放射性同位素應(yīng)用比天然放射性物質(zhì)應(yīng)用廣泛呢？和天然放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素的放射強(qiáng)度容易控制，還可以制成各種所需的形狀。特別是它的半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，因此放射性廢料容易處理。解釋一下①農(nóng)業(yè)技術(shù)用放射性同位素制成肥料和農(nóng)藥，利用探測器可以了解農(nóng)作物對肥料和農(nóng)藥的吸收部位、吸收過程、吸收效率以及在做物體體內(nèi)的分布。想一想

棉花在結(jié)桃、開花的時候需要較多的磷肥，但是什么時候的吸收率最高、磷在作物體內(nèi)能停留多長時間、磷在作物體內(nèi)分布情況如何呢？

我們知道，把磷肥噴在棉花葉子上，磷肥也能被吸收。那么我們可以用放射性同位素30P制成肥料，噴灑在棉花葉面上，然后每隔一定時間用探測器測量棉株各部位的放射性強(qiáng)度，就能研究棉花對肥料的吸收情況。棉花②醫(yī)療技術(shù)人體不同組織對不同元素的吸收率不同，可將用放射性同位素制成的藥物注入人體，用探測器探測示蹤原子在人體組織中的放射強(qiáng)度，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過電腦分析后，病人體內(nèi)的情況就轉(zhuǎn)化影像顯現(xiàn)出來，從而可以診斷它們的病變。好神奇?。。?！例如，給人注射131I，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的器性質(zhì)和功能性疾病。又如，腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞能吸收更多的放射性元素，由此可以診斷腫瘤形成的部位。射線治療由于腫瘤細(xì)胞比正常細(xì)胞對射線更敏感，因此可用一定劑量射線集中照射病灶部位來殺滅和遏制癌細(xì)胞的增長，這就是我們通常所說的“放療”。放療治癌體內(nèi)放療體外放療近距導(dǎo)入放療

體內(nèi)放療是利用病灶部位對某些元素吸收較多的特點(diǎn)，將放射性同位素注入體內(nèi)，射線將近距離殺滅癌細(xì)胞而不會過多損傷周邊組織，常用這種放療的同位素有碘121、碘131等。

體外放療通常用鈷60做γ射線源，在體外對腫瘤部位集中照射。

近距導(dǎo)入放療是將射線同位素通過導(dǎo)管直接導(dǎo)入腫瘤部位，使它們在十分靠近的位置保持一定的濃度和時間。這種方式對全身的輻射影響最小，例如：銥192能放出β射線和低劑量γ輻射，它常用于乳腺和口腔腫瘤的近距離導(dǎo)入治療。③工業(yè)技術(shù)放射新性示蹤在工業(yè)技術(shù)中同樣有廣泛的應(yīng)用。例如，將放射性同位素注入輸油和輸氣管中，用探測器可以挖掘管道破裂和泄漏的位置，從而避免大規(guī)模的挖掘輻射式避雷針成分速度貫穿能力電離能力α射線氦原子核1/10光速弱最強(qiáng)β射線高速電子流接近光速較強(qiáng)較弱γ射線高能量電磁波光速最強(qiáng)最弱放射性物質(zhì)放射出的射線一共有三種：α射線、β射線、γ射線。P7第二節(jié)核輻射衛(wèi)生防護(hù)基本知識一、電離輻射生物學(xué)效應(yīng)核醫(yī)學(xué)工作中接觸的放射性核素以γ、β型為主，無α型

概念：電離輻射將能量傳遞給有機(jī)體引起的任何改變，統(tǒng)稱為電離輻射生物學(xué)效應(yīng)。放射性危害人體的方式內(nèi)照射混合照射放射性核素體表污染外照射指放射性核素沾染于人體表面(皮膚或粘膜)。以外照射為主，有傷口，易形成內(nèi)照射定義：放射性物質(zhì)經(jīng)吸入、食入或皮膚(完好的或傷口)進(jìn)入體內(nèi)，從而造成放射性核素的體內(nèi)污染外照射是輻射源處于機(jī)體或生物體外部所產(chǎn)生的照射。照射方式圖例1.電離輻射生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理1.電離輻射生物效應(yīng)發(fā)生的機(jī)理繼發(fā)作用生物學(xué)效應(yīng)原發(fā)作用直接作用間接作用原發(fā)作用分類直接作用：射線作用于蛋白質(zhì)、核酸等生物活性大分子，產(chǎn)生電離或激發(fā)，或引起化學(xué)鍵斷裂，造成分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的改變，進(jìn)而導(dǎo)致正常功能和代謝作用的障礙。間接作用：射線作用于體內(nèi)水分子，引起水分子活化，生成自由基并通過自由基又間接作用于生物大分子，造成輻射損傷。繼發(fā)作用由于生物活性大分子的損傷，繼而發(fā)生的組織細(xì)胞代謝的變化、功能和結(jié)構(gòu)的破壞等作用。繼發(fā)作用所致的細(xì)胞和組織器官的損傷可以被機(jī)體的再生和代償能力修復(fù)，但有時或有的個體在修復(fù)后可在DNA中發(fā)生基因突變，這是導(dǎo)致遺傳效應(yīng)和遠(yuǎn)期癌變的重要原因。2.電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)分類電離輻射生物學(xué)效應(yīng)分類效應(yīng)范圍軀體效應(yīng)全身效應(yīng)局部效應(yīng)遺傳效應(yīng)效應(yīng)時間遠(yuǎn)期效應(yīng)近期效應(yīng)效應(yīng)規(guī)律隨機(jī)效應(yīng)確定效應(yīng)慢性效應(yīng)急性效應(yīng)確定性效應(yīng)指受到較大劑量的照射后肯定要發(fā)生的效應(yīng)。嚴(yán)重程度與劑量大小有關(guān)，劑量愈高則效應(yīng)的嚴(yán)重程度愈大；特點(diǎn)是有劑量閾值，即劑量超過一定數(shù)值時才會發(fā)生。不同的受照對象，不同的器官組織其劑量閾值不同屬于此效應(yīng)的有白內(nèi)障的形成、生育能力降低、造血功能障礙等確定性效應(yīng)劑量效應(yīng)曲線特征隨機(jī)性效應(yīng)指發(fā)生的幾率與劑量大小有關(guān)的效應(yīng)。特點(diǎn)：效應(yīng)嚴(yán)重程度與劑量大小無關(guān)，沒有閾值。屬于此效應(yīng)的有輻射致癌與遺傳效應(yīng)

隨機(jī)性效應(yīng)劑量效應(yīng)曲線特征嚴(yán)重程度劑量1968年8月，美國某醫(yī)療單位進(jìn)行診斷時，為一名病人靜脈注射198Au。按要求本應(yīng)注入7.4MBq，但卻錯誤地注入了7400MBq。估算結(jié)果表明，患者不同組織器官受到了大劑量輻射的照射，肝臟和脾臟分別達(dá)73Gy，腸6Gy，紅骨髓為4.4Gy。臨床表現(xiàn)為肝、脾縮小，持續(xù)性血小板減少，間歇性血尿及結(jié)膜下出血等。入院后68d突然出現(xiàn)頭暈，劇烈頭疼，感覺遲鈍等。后來癥狀不斷加重，意識未能恢復(fù)，導(dǎo)致死亡。有一患者因突眼性甲狀腺腫，用555MBqI-131治療，一般商用源活度為1073MBq，醫(yī)生未核對計算，造成患者甲狀腺超劑量照射達(dá)91％。3.輻射效應(yīng)的影響因素照射方式和射線種類和射線：其穿透力強(qiáng)，造成皮膚和深部組織或器官的損傷。絕大多數(shù)放射事故導(dǎo)致的放射損傷是射線照射引起的。射線、射線因其穿透力較弱，是內(nèi)照射中主要應(yīng)當(dāng)考慮的射線種類。照射方式：內(nèi)照射：>>和外照射：和>>照射劑量和劑量率照射劑量或劑量率越大，生物效應(yīng)越顯著。在一定的劑量范圍內(nèi)，照射劑量與生物效應(yīng)呈線形關(guān)系。輻射效應(yīng)的影響因素四、外照射防護(hù)基本措施

用量防護(hù)時間防護(hù)屏蔽防護(hù)距離防護(hù)

時間防護(hù)縮短受照時間。因工作需要進(jìn)入電離輻射場操作時，為縮短受照時間，應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，操作時務(wù)求熟練、迅速。某些場合下，如搶修設(shè)備和排除事故，工作人員需在強(qiáng)輻射場內(nèi)進(jìn)行工作，應(yīng)采用輪流、替換辦法，嚴(yán)格限制每個人的操作時間另外除工作需要外，應(yīng)避免在電離輻射場中作不必要的逗留。時間防護(hù)

距離防護(hù)增大與源的距離。人體受到照射的劑量率是隨離開源的距離增大而減小的。

輻射強(qiáng)度與源的距離的平方成反比（1/R2）。即：距離增加一倍，輻射強(qiáng)度降低到原來的四分之一。距離防護(hù)

屏蔽防護(hù)設(shè)置防護(hù)屏障。就是在放射源和人員之間放置一種能有效吸收射線的屏蔽材料，從而減弱或消除射線對人體