輻射防護(hù)

1、輻射(Radiation)的生物效應(yīng)及放射衛(wèi)生防護(hù),一. 常用輻射量: 照射量，吸收劑量，劑量當(dāng)量二. 輻射的生物效應(yīng): 發(fā)生機(jī)制，分類，影響因素三. 輻射損傷的防護(hù): 基本原則，劑量限值，實(shí)驗(yàn)室防護(hù),常用輻射量,含義、單位、舉例 照射量，吸收劑量，劑量當(dāng)量，有效劑量當(dāng)量,,輻射劑量和放射性量是不同的概念,,,,,,,,,,,,,,,,,,放射性量表征射線源的強(qiáng)弱輻射劑量表征吸收物質(zhì)實(shí)際接受的射線能量強(qiáng)弱,輻射的劑量單位(一

2、),● 照射量 X (Exposure)● 吸收劑量 D (Absorption Dose)● 當(dāng)量劑量 H (Equivalent Dose)● 有效劑量E（Effective Dose Equivalent ）,輻射的劑量單位(二),● 吸收劑量 D (Absorbed dose) 單位質(zhì)量受照物質(zhì)從任何種電離輻射接受的平均能量,,吸收物質(zhì),,,E :接受的能量 (J,焦耳）m :接受物質(zhì)的質(zhì)量 (kg）1

3、 rad = 0.01 Gy,輻射的劑量單位(三),● 當(dāng)量劑量 H (Equivalent dose) 即加權(quán) (weighted) 的吸收劑量，用以消除不同射線種類對(duì)組織效應(yīng)的差別，權(quán)重用WR表示 H = D×WR,H的單位: Sv (Sievert,希沃特) 1 Sv = 1 J·kg -1

4、 1 rem = 0.01Sv,,,輻射的劑量單位(四),● 有效劑量當(dāng)量 E(Effective dose Equivalent ) 有效劑量當(dāng)量是全身受到非均勻照射的情況下，人體各器官或組織所接受的平均劑量當(dāng)量與相應(yīng)的權(quán)重因子的乘積之總和，即E = ? WT?HT （T 代表某器官） T,E的單位: Sv (Sievert,

5、希沃特) 1 Sv = 1 J·kg -1 1 rem = 0.01Sv,輻射的劑量單位(小結(jié)),輻射劑量是指單位重量被照物質(zhì)接受到的射線能量，以吸收劑量 D (Gy)或當(dāng)量劑量 H (Sv) 表示對(duì)醫(yī)學(xué)上常用的核素，當(dāng)量劑量的權(quán)重因子是 1，所以 D 和 H 的絕對(duì)值相同輻射劑量雖和輻射源的放射性量有關(guān)，但不等同，輻射劑量受射線的種類、射程、屏蔽物、及距離等的影響

6、,天然輻射的劑量,,天然輻射源是指地球上早就存在的天然放射性核素和來(lái)自宇宙空間的高能輻射及宇宙射線，由這些天然輻射源所構(gòu)成的輻射水平稱為天然放射性本底。,外照射 內(nèi)照射 總計(jì),宇宙線 (Cosmic ray) 0.317,陸地 ? 源 0.540,氡(Radon)及子體 0.916,釷(Thorium)及子體

7、 0.185,40K 0.170,其它 0.170,合計(jì) 0.857 1.441 2.298,,我國(guó)居民天然輻射平均估計(jì)值(mSv/年）,人工輻射的劑量,● 核爆炸、實(shí)驗(yàn)●

8、 核電生產(chǎn)● 含有放射性核素的生活用品● 醫(yī)療輻射（最主要）,核武器實(shí)驗(yàn),從1945年到1989年共進(jìn)行1799次實(shí)驗(yàn)，總能量相當(dāng)于42000個(gè)美國(guó)在廣島投的原子彈，主要危害是核裂變產(chǎn)物。有意義的有：90Sr,137Cs,239Pu。 到1981年，大氣層核試驗(yàn)造成的集體有效劑量當(dāng)量相當(dāng)于4年天然輻射源所致的全球集體有效劑量當(dāng)量。目前人平均有效劑量為0.005mSv。,核能生產(chǎn),核裂變生產(chǎn)至今的總集體有效劑量負(fù)擔(dān)相當(dāng)于1

9、天的天然本底輻射。 目前，核能生產(chǎn)所造成的人平均有效劑量為0.002mSv。,含放射性核素的生活用品,如226Ra.3H,或147Pm等發(fā)光涂料刻度的儀器，鐘表，機(jī)場(chǎng)行李檢查X射線機(jī)，煙霧報(bào)警器等。,醫(yī)療輻射,醫(yī)用診斷X線 放射科 口腔X線檢查 骨科核醫(yī)學(xué) 診斷 治療放射治療 （*在許多發(fā)達(dá)國(guó)家，醫(yī)療輻射已成為人類最大的人工輻射源）,◆ 醫(yī)用診斷X線,醫(yī)用X射線引起人年平均有效劑量0.3mSv;胸部正位片，體表受照劑

10、量平均0.52mSv;腰椎側(cè)位片平均11.1mSv,◆ 核醫(yī)學(xué),項(xiàng) 目 當(dāng)量劑量 (mSv),3H2O 一次口服 1 mCi 0.48,99mTc一次口服 1 mCi 0.17,51Cr-RBC一次注射 1 mCi

11、 7.80,131I 一次口服 1 mCi 400,125I 1mCi 25cm處外照射(有屏蔽) 0.10/天,,天然輻射當(dāng)量劑量 2.3/年,◆ 放射治療,放射治療

12、時(shí)病人受到的局部劑量更大，在一個(gè)療程內(nèi)（通常幾周內(nèi)）所受劑量可高達(dá)診斷時(shí)的幾千倍。,二. 輻射的生物效應(yīng),機(jī)制 Mechanism 分類 Classification 影響因素 Affecting factors,,,,Radiation,,,Biological Effect,輻射生物效應(yīng) (機(jī)制),直接損傷作用 間接損傷作用,,,,Macro-molecul

13、e,,ExcitationIonization,,鍵斷裂,,,,,,,H2O,H2O,H2O,,,,,Macro-molecule,,,FreeRadicals,水自由基的產(chǎn)生自由基 = 帶不配對(duì)電子的分子或原子,,,(羥自由基),(氫自由基),(水合電子),水分子的輻射反應(yīng)與自發(fā)性電離,,自由基引起的化學(xué)反應(yīng),,,5. 二硫鍵斷裂：RSSR ? RS* + RS?,6. 加成反應(yīng)：OH 或 H 加至核酸堿基,主要是氧化作用,其它

14、反應(yīng),自由基和多種疾病有關(guān),Radiation disease Aging Parkinson’s disease Alzheimer’s disease Others為什么不同情況表現(xiàn)不同尚待研究,水自由基的特性(小結(jié)）,射線作用于水分子， 形成帶不配對(duì)電子的基團(tuán)或分子 很快 (< 1s) 將能量傳遞給其它分子, 其它分子變成自由 基又可攻擊別的分子 主要形成異常氧化物，進(jìn)一步引起化學(xué)鍵斷裂

15、自由基本身壽命很短，通常測(cè)脂質(zhì)過(guò)氧化物 (LPO) 及超氧化物歧化酶 (SOD),輻射對(duì)機(jī)體不同水平的損傷作用,⊙ 分子水平（DNA、RNA等）⊙ 染色體水平⊙ 細(xì)胞水平⊙ 組織器官水平,輻射對(duì)生物大分子的損傷作用,DNA,>,mRNA,>,rRNA tRNA,DNA分子中的堿基、核糖和磷酸二酯鍵都可能遭受自由基的攻擊，造成堿基與核糖氧化、鏈斷裂、與蛋白質(zhì)交聯(lián)等多種類型的損傷。,堿基破壞和

16、脫落,核糖的破壞,DNA鏈斷裂,輻射對(duì)染色體的損傷作用,按畸變?cè)隗w內(nèi)的轉(zhuǎn)歸，可以分為非穩(wěn)定性畸變（Cu)和穩(wěn)定性畸變（Cs)兩類，前者包括雙著絲粒（dic),無(wú)著絲粒環(huán)（r)，無(wú)著絲粒斷片（ace)，后者包括相互易位（t),倒位（inv)和缺失（del),輻射對(duì)細(xì)胞的損傷作用,作用靶點(diǎn)：細(xì)胞膜蛋白質(zhì)氧化，破壞蛋白結(jié)構(gòu)糖鏈斷裂失活脂質(zhì)過(guò)氧化，破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)DNA作用結(jié)果：凋亡（apoptosis)增殖死亡,輻射對(duì)組織器官的

17、損傷作用,,血液系統(tǒng) 消化系統(tǒng) 神經(jīng)系統(tǒng),影響輻射損傷的重要因素,輻射源種類：電離密度大, 穿透性弱，局部損傷作用大 ? > ? > ? 電離密度小, 穿透性強(qiáng)，深部損傷作用大

18、 ? > ? > ?,照射條件： 一次照射 > 分次照射 (劑量率大，損傷嚴(yán)重) 介質(zhì)中的氧濃度,,輻射損傷的氧效應(yīng),生物種類：,機(jī)體不同組織對(duì)輻射的敏感性,高度敏感 中度敏感 輕度敏感 低度敏感,生殖細(xì)胞胃腸道上皮細(xì)胞成纖維細(xì)胞內(nèi)皮細(xì)胞皮脂腺汗腺細(xì)胞角膜晶體腎肺

19、肝細(xì)胞,神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)分泌腺細(xì)胞心肌細(xì)胞,軟骨細(xì)胞成骨細(xì)胞肌細(xì)胞結(jié)締組織細(xì)胞,淋巴組織胸腺組織骨髓幼稚紅細(xì)胞骨髓幼稚粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞,電離輻射生物效應(yīng)的分類,隨機(jī)效應(yīng) (Stochastic Effect) 腫瘤 遺傳效應(yīng) 確定性效應(yīng) (Deterministic Effect) 不育 眼晶體渾濁或白內(nèi)障 造血功能障礙,電離輻射生物效應(yīng)的分類,隨機(jī)效應(yīng)

20、 確定性效應(yīng),閾值,有,發(fā)生率的量效關(guān)系,隨劑量加大而增加,閾值以上近100%, 發(fā)生率與劑量無(wú)關(guān),,無(wú)關(guān),劑量越大越嚴(yán)重,嚴(yán)重程度的量效關(guān)系,無(wú),,,輻射的隨機(jī)效應(yīng)(一) 致癌效應(yīng),輻射是很多致癌因子之一射線直接作用或水自由基 ? 體細(xì)胞 (1) 基因突變 (2) 染色體畸變,斷裂缺失錯(cuò)接,輻射的隨機(jī)效應(yīng)(一) 致癌效應(yīng)(續(xù)）,無(wú)閾值，致癌概率與吸收劑量呈正比根據(jù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及

21、廣島結(jié)果，是線性模型理論上只要有輻射就可有基因突變和染色體畸變，故無(wú)閾值但致癌因素很多，故劑量小到 20mGy/年, 效應(yīng)就很小，難于從統(tǒng)計(jì)學(xué)上看出,,未照射 發(fā)病率為 0.22% 1 Gy 發(fā)病率為 0.22% + 0.18% = 0.4% 兩組差異顯著未照射 發(fā)病率為 0.22% 0.01 Gy 為 0.22% + 0.0018% = 0.2218% 兩組差異不顯著,輻射的隨機(jī)效應(yīng)(二)遺

22、傳效應(yīng),射線直接作用或水自由基 ? 生殖細(xì)胞 (1) 基因突變 (2) 染色體畸變遺傳效應(yīng)的結(jié)果：子代的顯性或隱性遺傳變異 (1) 死胎 (2) 各種畸形，嚴(yán)重程度變化很大也是無(wú)閾值，與劑量呈線性關(guān)系射線是很多致遺傳效應(yīng)的因素之一，劑量小到一定程度即無(wú)統(tǒng)計(jì)意義,,確定性效應(yīng)及其劑量閾值,閾值,組織和效應(yīng),單次照射(Sv),多次照射(Sv/年),睪丸

23、 暫時(shí)不育 永久不育,0.15 3.5-6.0,0.4 2.0,卵巢 不育,,2.5-6.0,> 0.2,晶體 渾濁 白內(nèi)障,0.5-2.0 5.0,>0.1 >0.15,骨髓 造血機(jī)能?,0.5,>0.4,三. 輻射損傷的防護(hù),基本原則 劑量限值 實(shí)驗(yàn)室防護(hù)要點(diǎn),兩種錯(cuò)誤觀點(diǎn):,◇ 馬虎大意、漠不關(guān)心◇ 談虎色變、盲目增加防

24、護(hù)成本,ㄨ,ㄨ,正確觀點(diǎn)：Morgan:“Radiation need not be feared, but it must be respected”,電離輻射警示標(biāo)志,實(shí)踐中防護(hù)體系的原則,防護(hù)的目的 1. 防止確定性效應(yīng) 2. 限制隨機(jī)效應(yīng)，達(dá)到可接受的水平 (何為可接受的水平？意見(jiàn)不一致),基本原則 1. 實(shí)踐的正當(dāng)化 (Justification)

25、 2. 防護(hù)的最優(yōu)化 (Optimization) 3. 個(gè)人劑量的限制 (Dose Limit) 以上三者相互聯(lián)系，為一整體,個(gè)人劑量的限制(Dose Limit, ICRP 1990),不允許接受的下限,年劑量限值,職業(yè) 公眾,全身照射,20 mSv(50)*,1 mSv(5)#,眼晶體,150 mSv,15 mSv,其他單個(gè)器官或組織,500 mSv,50 mSv,* 1年為 50，

26、5年平均 20；# 1年最高 5，長(zhǎng)期平均 1,輻射防護(hù)要點(diǎn)（一）,* 核醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)計(jì) 合理安排，分區(qū)布局** 放射性核素的安全操作 外照射遵循防護(hù)三原則，內(nèi)照射采取封鎖隔離擴(kuò)散和除污保潔措施外，加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)尤為重要。** 放射防護(hù)監(jiān)測(cè) 監(jiān)測(cè)包括常規(guī)監(jiān)測(cè)、任務(wù)相關(guān)監(jiān)測(cè)和特殊監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)范圍包括工作場(chǎng)所監(jiān)測(cè)和個(gè)人監(jiān)測(cè)，前者包括外照射水平，空氣污染和表面污染的監(jiān)測(cè)，個(gè)人監(jiān)測(cè)包括針對(duì)外照射、內(nèi)照射和皮膚污染的監(jiān)測(cè)。*,輻射

27、防護(hù)要點(diǎn)（二）,* 放射工作人員的健康管理 定期檢查* 放射性污染的清除 水、表面活性劑、酸堿試劑、絡(luò)合劑、溶劑和氧化劑等** 放射性廢物的處理 短 ，放置法；長(zhǎng)，焚燒法或埋存法；廢液，稀釋放置濃集** 放射事故的處理 首先立即辨明并切斷事故來(lái)源，封閉現(xiàn)場(chǎng)，迅速報(bào)告主管部門(mén)，組織有關(guān)人員采取應(yīng)急情況下的干預(yù)措施,實(shí)驗(yàn)室防護(hù)的總要求,硬件：實(shí)驗(yàn)室分三級(jí) ，經(jīng)主管部門(mén) (衛(wèi)生及公安) 批準(zhǔn),,,,,,,,“等效”的

28、含義,與核素毒性有關(guān) (實(shí)際劑量×毒性系數(shù) = 等效劑量),,,,,,,,操作方式的修正系數(shù),(等效劑量×修正系數(shù) = 實(shí)際允許的操作劑量),丙級(jí)實(shí)驗(yàn)室舉例,3H 簡(jiǎn)單濕式操作允許日操作劑量： 等效允許劑量 = 標(biāo)準(zhǔn)允許劑量 ?修正系數(shù) 10 = 5mCi 實(shí)際允許劑量 ? 毒性系數(shù) 0.01 = 等效允許劑量 5mCi 實(shí)際允許劑量

29、 = 500mCi 如是一般濕式操作，修正系數(shù)是 1， 實(shí)際允許劑量 = 50mCi 如是 125I一般濕式操作, 毒性系數(shù)為 1， 實(shí)際允許劑量 = 0.5mCi,實(shí)驗(yàn)室防護(hù)的總要求,軟件：達(dá)到以下三點(diǎn)要求 (1) 外照射減低到符合要求的水平 (2) 避免放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)引起內(nèi)照射 (3) 避免引起環(huán)境污染幻燈片 6

30、 *,外照射防護(hù)的三要點(diǎn),縮短照射時(shí)間 (吸收劑量與時(shí)間呈正比)增大距離 ( 吸收劑量與距離平方呈反比)設(shè)置屏障 ( ? 與 ? 不同),,,外照射防護(hù)的三要點(diǎn) (續(xù)),? 射線的屏蔽：減弱倍數(shù),內(nèi)照射防護(hù)要點(diǎn),防止個(gè)人攝入或吸入 (1) 放射性氣體或氣溶膠的操作在通風(fēng)櫥或手套箱中進(jìn)行 (2) 不在實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)食、飲水、吸煙 (3) 注意個(gè)人衛(wèi)生 (

31、正確使用手套、工作服、口罩等)減少實(shí)驗(yàn)室的放射性污染 (1) 正確使用手套 (2) 有濺出可能的操作在鋪吸水紙的瓷盤(pán)中進(jìn)行 (3) 嚴(yán)格區(qū)分放射性和非放射性物件，放射性容器貼標(biāo)簽 (4) 濕式清掃 (5) 污染的清除及報(bào)告登記制度*,放射防護(hù)監(jiān)測(cè),外照射個(gè)人劑量的監(jiān)測(cè) (1) 電離室個(gè)人劑量計(jì) (2) 膠片劑量計(jì) (3) 熱釋光劑量計(jì)體內(nèi)放射性核素的監(jiān)

32、測(cè) (1) 全身計(jì)數(shù)器直接測(cè)量 (2) 分析排泄物和其他樣品 (3) 環(huán)境介質(zhì)中放射性活度的監(jiān)測(cè)生物劑量劑 (1) 染色體畸變分析 (2) 淋巴細(xì)胞微核 (3) FISH,*,*,皮膚表面去污,不能采用對(duì)皮膚有刺激的去污劑；污染不高，用普通肥皂清洗，污染較高時(shí)，可用EDTA肥皂、飽和高錳酸鉀等專用去污劑去污；清洗時(shí)應(yīng)使用軟刷和溫水，反復(fù)去污不超過(guò)2-3次,物體表面去污,干

33、的放射性物質(zhì)可用濕抹布收集；液體用干的，易吸水的濾紙木屑或抹布收集；牢固固著的污染用專門(mén)的去污劑；從污染輕處往內(nèi)清洗*,防止環(huán)境污染 (一),防止以任何方式將放射性物質(zhì)帶出實(shí)驗(yàn)室廢物的最終處理方法： 稀釋 (水溶液、氣體) 后作一般廢水或廢氣排放 衰變后作一般廢物處理 濃縮后收集殘?jiān)M(jìn)一步處理 液體或固體燃燒，收集放射性殘?jiān)?/p>

34、埋 直接深埋,防止環(huán)境污染 (二),實(shí)驗(yàn)室廢物分類收集及初步處理,防止環(huán)境污染 (三),< 1×104 Bq/L (600dpm/10ml) 的閃爍液，或 < 1×105 Bq/L (6000dpm/10ml) 的僅含 3H 和 14C的閃爍液，不作放射性廢液處理< 7.4 ×104 Bq (2?Ci)/kg 的固體廢物不作放射性廢物處理,

35、我國(guó)四代電離輻射防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn),Ⅰ 與《放射性工作衛(wèi)生防護(hù)暫行規(guī)定》配套的《電 離輻射的最大容許量標(biāo)準(zhǔn)》 1960年Ⅱ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《 放射防護(hù)規(guī)定》 1974年