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1、医学辐射防护基础医学辐射防护基础侯桂华侯桂华山东大学医学院实验核医学研究所山东大学医学院实验核医学研究所88382096什么是放射?第一部分第一部分 核物理基础核物理基础 原子的结构原子的结构 一、原子核结构一、原子核结构质子 protons(p+)其电量与电子的电量相等，质量 1.6725 10-24g 中子 neutrons(n)不带电,质量 1.6747 10-24g 质子数和中子数之和为原子核的质量数。原子结构原子结构X X 元素的化学符号元素的化学符号,A-A-原子核的质量数原子核的质量数,=,=质子数中子数质子数中子数Z-Z-质子数质子数 =原子序数原子序数由于元素符号本身已经表示
2、出原子序数，由于元素符号本身已经表示出原子序数，因此左下方标记常常省去。因此左下方标记常常省去。二、原子核的稳定性二、原子核的稳定性 原子核中的质子之间存在着库仑斥力，究竟是原子核中的质子之间存在着库仑斥力，究竟是什麽力使这些核子能组成完整的原子核呢？什麽力使这些核子能组成完整的原子核呢？核力：核力：原子核核子之间一种特殊的引力。原子核核子之间一种特殊的引力。核力是一种近程力，核力是一种近程力，在在 1010-15-15 m m 时，核力远比时，核力远比库仑斥力为小，库仑斥力为小，而在而在 1010-15-15 m m 时，核力比库仑斥时，核力比库仑斥力的增加更为迅速，以至于只有最邻近的核子之
3、力的增加更为迅速，以至于只有最邻近的核子之间核力才占首要地位。间核力才占首要地位。三、核能级三、核能级核核能能级级的的基基态态：原原子子核核由由于于核核子子的的不不断断运运动动而而具具有有一一定定的的能能量量。一一般般状状况况下下，原原子子核核都都处处于于最最低低状态，此时，核稳定，不会发生核结构的改变。状态，此时，核稳定，不会发生核结构的改变。核能级的激发态核能级的激发态：由于质中比不合适，核能级较：由于质中比不合适，核能级较高，处于不稳定状态，要经过核结构的改变，释高，处于不稳定状态，要经过核结构的改变，释放出相应的核子与能量，使核处于基态。放出相应的核子与能量，使核处于基态。四、核外电子
4、结构四、核外电子结构核核外外电电子子沿沿着着“一一定定”的的轨轨道道，围围绕绕原原子子核核运运动动，这这些些电电子子分分布布在在不不同同的的壳壳层层上上，若若干干轨轨道道组组成成一一个个壳壳层层,由由内内向向外外，依依次次为为K K，L L，MM，NN层层，核外电子壳层容纳电子数有限，核外电子壳层容纳电子数有限，2 n2 n2 2 个。个。电子具有一定的能量电子具有一定的能量,距核越远距核越远,位能越高位能越高,在外力的在外力的作用下作用下,内层电子可以跳至外层内层电子可以跳至外层.能级升高能级升高,称为称为激发激发态态。若获能较大，则可以脱离原子核的束缚，离开。若获能较大，则可以脱离原子核的
5、束缚，离开原子成为自由电子，而原子本身成为带正电荷的离原子成为自由电子，而原子本身成为带正电荷的离子，称为子，称为电离电离，外层电子若返回内层，则称为退激，外层电子若返回内层，则称为退激，多余能量以射线方式释放多余能量以射线方式释放。几个概念几个概念核素核素:Nuclide:Nuclide 凡凡原原子子核核内内质质子子数数、中中子子数数和和能能量量状状态态均相同的一类原子。均相同的一类原子。元元素素：凡凡核核内内质质子子数数相相同同的的一一类类原原子子称称为为一种元素。每种元素可以包括若干种核素。一种元素。每种元素可以包括若干种核素。同同位位素素：Isotope Isotope 具具有有相相同
6、同的的质质子子数数的的核核素素，由由于于属属于于同同一一种种元元素素，在在元元素素周周期期表表上上处处于于同同一一位位置置，故故称称为为该该元元素素的的同同位位素素或或彼彼此是同位素。此是同位素。例如：11C,12C,13C,14C均是碳的同位素 同同质质异异能能素素：有有相相同同的的质质子子数数、中中子子数数、但但是是能能量量状状态态不不同同的的一一类类元元素素。是是一一种种特特殊殊的的同位素。例如：同位素。例如：99m99mTcTc是是 9999TcTc的激发态的激发态 Metastable Metastable 亚稳态亚稳态放射性核素和核衰变放射性核素和核衰变1 1稳定核素稳定核素 St
7、able NuclideStable Nuclide 不会自发地发生核内成分或核能级变化不会自发地发生核内成分或核能级变化,或者发或者发生的几率非常小。生的几率非常小。2.2.放射性核素放射性核素 Radioactive NuclideRadioactive Nuclide 核不稳定，容易自发地发生核内成分或能态的核不稳定，容易自发地发生核内成分或能态的改变而转变成另外一种核素，同时释放出一种或改变而转变成另外一种核素，同时释放出一种或一种以上的射线。一种以上的射线。为什么一些核素具有放射性?中子和质子的比例质子数中子数富质子的核富中子的核放射性核衰变放射性核衰变 放放射射性性核核素素自自发发
8、发发生生核核能能态态及及核核内内成成分分改改变变而而转转变变成成另另一一种种核核素素，同同时时释释放放出出一一种种或或一一种种以以上上的的射射线线，这这种种变变化化过过程程称称为为放放射射性性核核衰衰变变简简称称核核衰衰变。变。放射性衰变机制放射性衰变机制 1.1.衰变衰变 射线特点：射线特点：1.单能谱2.质量大，射程短，穿透力弱 3.质量大，速度慢，荷电量多，电离本领大。2.2.-衰变衰变特点特点:质量轻,速度快连续能谱 能量分布从零到最大穿透力强，电离能力弱，可被铝箔和人体所吸收3.3.衰变衰变只有人工放射性核素才可发生衰变。粒子存在时间极短,当被物质阻挡失去动能时,将和物质中的自由电子
9、结合转化成光子.粒粒子子全全部部动动能能损损失失后后,与与周周围围物物质质中中的的自自由由负负电电子子结结合合,转转变变成成两两个个方方向向相相反反,而而能能量量相相等等,均为的均为的 光子，此称为正电子湮没辐射。光子，此称为正电子湮没辐射。4 4电子俘获衰变电子俘获衰变 ECEC Decay Decay 如果核内中子数相对过少如果核内中子数相对过少,而又没有足够能量而又没有足够能量(1.02MeV)(1)(n1)若若其其速速度度大大于于光光在在该该介介质质中中的的相相速速度度，在在粒粒子子经经过过之之处处，将将沿沿一一定定方方向向发发出出接接近近紫紫外外线线波波长长范范围围的的微微弱弱可可见
10、见光，这种辐射为契伦科夫辐射。光，这种辐射为契伦科夫辐射。5湮没辐射湮没辐射AnnihilationRadiation粒粒子子通通过过物物质质时时，其其动动能能完完全全消消失失后后，可可与与物物质质中中的的自自由由电电子子结结合合而而转转化化为为一一对对发发射射方方向向相相反反，能能量量相相同同，均均为为0.511MeV 0.511MeV 的的 光子，这种现象称为湮没辐射。光子，这种现象称为湮没辐射。粒子与生物物质的相互作用粒子与生物物质的相互作用:外部沉积外部沉积辐辐射射没没有有外外照照射射危危害害 在在组组织织中中的的最最大大射射程程 0.1 mm0.1 mm 所有所有粒子都在角质粒子都在
11、角质层被吸收层被吸收粒子与生物物质的相互作用粒子与生物物质的相互作用:内沉积内沉积 主要的危险是食入和吸入主要的危险是食入和吸入辐射体辐射体粒子与活性物质的相互作用 I I I I I 0.0010.010.1110100细胞核细胞核细胞直径细胞直径 100个细胞直径个细胞直径俄歇电子俄歇电子5.3MeValpha0.15MeVbeta1.7MeVbetammbetaalpha二、二、射线与物质的相互作用射线与物质的相互作用1.1.光电效应光电效应 光光子子与与物物质质相相互互作作用用时时，可可将将能能量量全全部部交交给给核核外外电电子子（主主要要为为K K层层电电子子），光光子子本本身身消消
12、失失。核核外外电电子子获获得得光光子子能能量量后后脱脱离离原原子子，形形成成高高能能电子（光电子）。这一过程称为电子（光电子）。这一过程称为光电效应。光电效应。发射出的光电子的原子因电子层出现电子空发射出的光电子的原子因电子层出现电子空位而处于激发态，转为基态时可以发出特征性位而处于激发态，转为基态时可以发出特征性X X射线（标识射线（标识X X线）。线）。特征特征 X X 射线射线射线相互作用射线相互作用:光电效应光电效应入射光子射出的光电子原子核2 2康普顿效应康普顿效应 当光子能量远大于壳层电子的结合能时，光子可以和原子中的一个壳层电子发生弹性碰撞，将部分能量传给电子，使电子以一定角度逸
13、出，其余能量被散射的光子带走，光子能量减少，运动方向改变，该电子称康普顿电子，二次电子，反冲电子。康普顿电子可引起次级电离。康普顿电子是连续能谱，可用它模拟-能谱。射线相互作用射线相互作用:康普顿散射康普顿散射入射光子入射光子低能的散射光子低能的散射光子,散射角散射角射出康普顿反冲电子射出康普顿反冲电子3 3 电子对生成电子对生成 当当 光子的能量光子的能量时，通过物质时，在核及电子库仑电时，通过物质时，在核及电子库仑电场作用下，可以转化成为具有一定能量的一个正电子场作用下，可以转化成为具有一定能量的一个正电子和一个负电子，即电子对。电子对中的正电子在物质和一个负电子，即电子对。电子对中的正电
14、子在物质中不能长期存在，当它逐渐失去动能后，就与一个负中不能长期存在，当它逐渐失去动能后，就与一个负电子结合，转化成一对能量相同，电子结合，转化成一对能量相同，0.511MeV,0.511MeV,方向相方向相反的光子，称为电子对湮没。反的光子，称为电子对湮没。电子对产生电子对产生X X 射线射线 与与 射线的区别射线的区别辐射穿透本领几种辐射的穿透力几种辐射的穿透力lAlpha particles are easy to stop,gamma rays are hard to stop.三种射线的基本能量特征三种射线的基本能量特征 1兆电子伏在空气中射程兆电子伏在空气中射程 阻挡物阻挡物 吸收
15、效果吸收效果 射线射线 厘米厘米 一张普通纸一张普通纸 完全完全射线射线 10米米 有机玻璃板有机玻璃板 产生轫致辐射产生轫致辐射射线射线 千米千米 铅铅 不能被完全吸收不能被完全吸收第二部分第二部分 放射卫生防护基础放射卫生防护基础 核射线在医学上得到了广泛的应用核射线在医学上得到了广泛的应用,核射线的应用核射线的应用已成为医学生物学现代化的重要标志，但核射线所已成为医学生物学现代化的重要标志，但核射线所引起的电离辐射，对人类兼有利弊的双重性。防止引起的电离辐射，对人类兼有利弊的双重性。防止有害的电离辐射的生物效应，一直是医学研究的重有害的电离辐射的生物效应，一直是医学研究的重大课题。随着人
16、们对电离辐射生物效应认识的逐步大课题。随着人们对电离辐射生物效应认识的逐步深化放射卫生防护标准也在不断随之变化和完善。深化放射卫生防护标准也在不断随之变化和完善。一、电离辐射的生物效应一、电离辐射的生物效应能能使使其其所所通通过过的的任任何何介介质质的的原原子子产产生生电电离离的的一一类类辐辐射射,称称为为电电离离辐辐射射。核核射射线线就就是是一一种种常常见见的的电离辐射。电离辐射。电电离离辐辐射射的的生生物物效效应应则则是是指指电电离离辐辐射射能能量量传传递递给给生物机体后所引起的机体的变化和反应。生物机体后所引起的机体的变化和反应。1 1、发生机制：、发生机制：电电离离辐辐射射生生物物效效
17、应应的的发发生生一一般般认认为为需需经经历历若若干干性性质质不不同同而而又又相相互互联联系系的的阶阶段段，即即物物理理阶阶段段、物物理理化化学学阶阶段段、化化学学阶阶段段和和生生物物学学阶阶段段。其其中中前前三三个个阶阶段段又又称称电电离离辐辐射射的的原原发发作作用用过过程程,可可在在极极短短的的时时间间内内完完成成。而而后后一一阶阶段段又又称称电电离离辐辐射射的的继继发发作作用用过过程程。可可延延续续至至数数天天、数数月月、数数年年甚甚至至更更长长的的时间时间。原发生物过程：原发生物过程：物理阶段物理阶段 物理化学阶段物理化学阶段 化学阶段化学阶段 在在此此阶阶段段，射射线线通通过过直直接接
18、作作用用、间间接接作作用用两两种种方方式式将将能能量量传传递递给给生生物物大大分分子子，从从而而造造成成生生物物大分子的损伤。大分子的损伤。单链断裂：单链断裂：DNA损伤（分子水平）损伤（分子水平）双链断裂：双链断裂：双链断裂：双链断裂：错误修复错误修复错误修复错误修复C可以实现无差错可以实现无差错可以实现无差错可以实现无差错 修复修复修复修复继发作用过程：继发作用过程：生物学阶段生物学阶段 在在生生物物大大分分子子损损失失的的基基础础上上，细细胞胞代代谢谢发发生生改改变变，功功能能、结结构构发发生生破破坏坏，从从而而导导致致组织和器官的一系列病理改变。组织和器官的一系列病理改变。细胞死亡细胞
19、死亡间期死亡间期死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡增殖死亡间期死亡间期死亡增殖死亡增殖死亡间期死亡间期死亡间期死亡间期死亡功能障碍功能障碍功能障碍功能障碍结构改变结构改变结构改变结构改变增殖死亡增殖死亡细胞水平损伤细胞水平损伤细胞变异（细胞变异（modification)异常细胞克隆异常细胞克隆细胞转化细胞转化细胞转化细胞转化癌症癌症transformationcancer变异变异变异变异分子水平分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平细胞水平临床症状临床症状效应效应生物效应产生的过程和机理放射生
20、物效应在时间上的显示放射生物效应在时间上的显示时标时标几分之一秒几分之一秒几秒几秒几分几分几小时几小时几天几天几星期几星期几个月几个月几年几年几十年几十年几代几代效应效应能量吸收能量吸收生物分子变化生物分子变化(DNA,膜膜)生物修复生物修复细胞变化信息细胞变化信息细胞死亡细胞死亡器官死亡器官死亡 临床变化临床变化突变发生在突变发生在生殖细胞生殖细胞 体细胞体细胞 白血病和癌白血病和癌 遗传效应遗传效应 2.2.电离辐射电离辐射接触机会接触机会1.1.核核工工业业系系统统 放放射射物物质质的的开开采采、冶冶炼炼和和加加工工，以以及及核核反反应应堆堆的的建立和运转建立和运转2.2.射射线线发发生
21、生器器的的生生产产和和使使用用 加加速速器器、X X射射线线和和射射线线的的医医用用和和工农业生产用辐射源工农业生产用辐射源3.3.天天然然放放射射性性核核素素伴伴生生或或共共生生矿矿生生产产 磷磷肥肥、稀稀土土矿矿、钨钨矿矿等等开采和加工开采和加工医用直线加速器医用直线加速器 核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄3.3.电离辐射的作用方式电离辐射的作用方式 外照射外照射 内照射内照射 external exposure:external exposure:位于人体之外位于人体之外的辐射源的辐射源 (radiation sourc
22、e)(radiation source)对人体造对人体造成的辐射照射。成的辐射照射。特点：脱离或远离辐射源，辐射作用特点：脱离或远离辐射源，辐射作用即停止；当辐射源距离人体有足够远的距即停止；当辐射源距离人体有足够远的距离时，可造成对人体较均匀的全身照射离时，可造成对人体较均匀的全身照射;辐射源靠近人体，则主要造成局部照射辐射源靠近人体，则主要造成局部照射。internal exposure:internal exposure:放射性核素进入人放射性核素进入人体造成的辐射照射。体造成的辐射照射。源器官源器官 (source organ)(source organ)：辐射源沉积的：辐射源沉积的器
23、官。靶器官：受到从源器官发出的辐射照器官。靶器官：受到从源器官发出的辐射照射的器官。射的器官。特点：内照射对机体的辐射作用，一直特点：内照射对机体的辐射作用，一直要持续到放射性核素排出体外，或经要持续到放射性核素排出体外，或经1010个半个半衰期以上的蜕变，才可忽略不计。衰期以上的蜕变，才可忽略不计。体表沾染：内、外照射体表沾染：内、外照射复合照射：放射复合烧伤、放射复合创伤。复合照射：放射复合烧伤、放射复合创伤。指放射性核素沾染于人体表面指放射性核素沾染于人体表面 (皮皮肤或粘膜肤或粘膜)。体表可以是完整的，也可以是有创体表可以是完整的，也可以是有创伤的。沾染的放射性核素对受沾染的局伤的。沾
24、染的放射性核素对受沾染的局部构成外照射源，还可以经过体表吸收部构成外照射源，还可以经过体表吸收进入血液而构成内照射。进入血液而构成内照射。指上述一种以上作用方式作用指上述一种以上作用方式作用于人体，也可以是一种或一种以上于人体，也可以是一种或一种以上上述作用方式与其他类型非放射性上述作用方式与其他类型非放射性损伤复合作用于人体，如放射复合损伤复合作用于人体，如放射复合烧伤烧伤 、放射复合创伤、放射复合创伤 等等。4.4.电离辐射损伤效应电离辐射损伤效应:1)1)依据效应依据效应依据效应依据效应-剂量关系分类剂量关系分类剂量关系分类剂量关系分类随机效应随机效应（stochastic effect
25、）是指正常细胞因电离辐射事件产生的变化所引起是指正常细胞因电离辐射事件产生的变化所引起的生物效应。的生物效应。其发生概率随受照剂量的增加而增大，剂量愈大，其发生概率随受照剂量的增加而增大，剂量愈大，随机效应的发生概率愈高，即使照射量很小，也会随机效应的发生概率愈高，即使照射量很小，也会发生。发生。不存在剂量阈值不存在剂量阈值。致癌效应致癌效应 不适当的照射是诱发肿瘤的因素之一。不适当的照射是诱发肿瘤的因素之一。遗传效应遗传效应 对受照者的后代所产生的随机效应。对受照者的后代所产生的随机效应。受受照照者者生生殖殖细细胞胞的的遗遗传传物物质质受受控控基基因因突突变变，染染色色体体畸畸形形，导导致致
26、流流产产，死死胎胎，畸畸形形及及某某些些遗遗传传病病，可可表表现现为后几个子代的隐性突变。为后几个子代的隐性突变。非随机效应非随机效应 也称确定性效应也称确定性效应指生物效应产生的严重程度随剂量变化而变化的效指生物效应产生的严重程度随剂量变化而变化的效应。应。有剂量阈值有剂量阈值，在剂量阈值下在剂量阈值下，不会引起非随机效应，不会引起非随机效应，超过阈值，则效应的严重程度随剂量增大而增加。超过阈值，则效应的严重程度随剂量增大而增加。如不育、白内障、造血机能低下等均属确定性效应如不育、白内障、造血机能低下等均属确定性效应 电离辐射所致生物效应的分类电离辐射所致生物效应的分类 随机性效应随机性效应
27、(stochastic effects)(stochastic effects)依据效应依据效应-剂量关系分类剂量关系分类4有剂量阈值有剂量阈值4效应的严重程度效应的严重程度与剂量成正比与剂量成正比4发生几率与剂量发生几率与剂量成正比成正比4严重程度与剂量无关严重程度与剂量无关4无剂量阈值无剂量阈值确定性效应确定性效应（deterministic deterministic effects)effects)确定性效应与随机性效应确定性效应与随机性效应剂量剂量剂量剂量几几率率严严重重程程度度阈值阈值随机性效应随机性效应随机性效应随机性效应确定性效应确定性效应确定性效应确定性效应躯体效应躯体效应（
28、somatic effects）定义：发生在受照者本人身上的效应定义：发生在受照者本人身上的效应2)依据效应发生的个体：依据效应发生的个体：遗传效应（遗传效应（hereditaryeffects）定义：发生在受照者后代身上的效应定义：发生在受照者后代身上的效应关于遗传效应关于遗传效应4由生殖细胞的变异引起由生殖细胞的变异引起4辐射照射引起的遗传效应没有特异性辐射照射引起的遗传效应没有特异性4迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传迄今没有人类资料肯定辐射所致遗传效应的发生效应的发生3)依据效应发生的时期依据效应发生的时期潜伏期（潜伏期（latentperiod):从受到照射到临床上特定效应的发生所需的
29、时间从受到照射到临床上特定效应的发生所需的时间早期效应（早期效应（earlyeffects）受到照射后数周之内发生的效应受到照射后数周之内发生的效应晚发效应（晚发效应（Lateeffects）受到照射后数月以后发生的效应受到照射后数月以后发生的效应关于早期效应关于早期效应日本核临界事故（）日本核临界事故（）事故发生时的位置图事故发生时的位置图S氏（氏（10Gy）20分钟后感觉麻木、分钟后感觉麻木、呕吐、腹泻呕吐、腹泻O氏（氏（17Gy）：）：意识丧失、呕吐、意识丧失、呕吐、腹泻、淋巴细胞数腹泻、淋巴细胞数关于晚期效应的潜伏期关于晚期效应的潜伏期日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化日本原爆受害者
30、肿瘤发生率随时间的变化010年年20年年30年年40年年白血病白血病之外的肿瘤2年年辐射致癌的潜伏期辐射致癌的潜伏期终生终生16-24年年10年年其他癌症其他癌症40年年8年年2年年白血病白血病最大潜伏期最大潜伏期中央值中央值最小潜伏期最小潜伏期ICRP Publ.60(1990)4)按效应发生的个体分类：按效应发生的个体分类：躯体效应和遗传效应。躯体效应和遗传效应。躯体效应躯体效应 A A 急急性性效效应应 如如急急性性放放射射病病，多多发发生生在在核核事事故故核核战战争中，短时间、一次多次、大剂量引起的全身性疾病争中，短时间、一次多次、大剂量引起的全身性疾病 造造血血型型当当照照射射剂剂量
31、量5Gy10Gy10Gy时时，胃胃肠肠上上皮皮组组织织严严重受损，生物屏障遭受破坏。重受损，生物屏障遭受破坏。脑脑型型高高剂剂量量数数10Gy10Gy时时，脑脑损损伤伤严严重重，照照后后一一天天死于惊厥，休克。死于惊厥，休克。急性放射综合症急性放射综合症(ARS)是电离辐射最明显确定性效应是电离辐射最明显确定性效应是电离辐射最明显确定性效应是电离辐射最明显确定性效应,具有高集体性特征，具有高集体性特征，具有高集体性特征，具有高集体性特征，在受到照射几小时到几个星期的各个阶段出现联合在受到照射几小时到几个星期的各个阶段出现联合在受到照射几小时到几个星期的各个阶段出现联合在受到照射几小时到几个星期
32、的各个阶段出现联合症状症状症状症状 -前驱期前驱期前驱期前驱期 -隐藏期隐藏期隐藏期隐藏期 -发病期发病期发病期发病期 -恢复期恢复期恢复期恢复期 (或死亡或死亡或死亡或死亡)图中度急性放射病临床经过图42不同程度骨髓型放射病白细胞变化曲线症状的范围和严重程度症状的范围和严重程度症状的范围和严重程度症状的范围和严重程度决定于决定于决定于决定于:-接受的总剂量接受的总剂量接受的总剂量接受的总剂量-剂量如何快速传输剂量如何快速传输剂量如何快速传输剂量如何快速传输 (剂量率剂量率剂量率剂量率)-剂量在身体上如何分布剂量在身体上如何分布剂量在身体上如何分布剂量在身体上如何分布 (全身全身全身全身 vs
33、 vs vs vs 部分受照部分受照部分受照部分受照)B B 慢性放射病慢性放射病 机体在较长时间内受到超过剂量机体在较长时间内受到超过剂量限制的电离辐射作用引起的全身慢性损伤。限制的电离辐射作用引起的全身慢性损伤。主要表现：神经紊乱症候群，性功能低下，造主要表现：神经紊乱症候群，性功能低下，造血功能下降，出血倾向。血功能下降，出血倾向。C.C.局部效应局部效应 皮皮肤肤急急性性放放射射损损伤伤，慢慢性性损损伤伤，晶晶体体混混浊浊形形成白内障。成白内障。胚胎效应胚胎效应 损损伤伤的的表表现现取取决决于于受受照照时时胚胚胎胎所所处处的的发发展展阶阶段段。植植入入前前受受精精卵卵受受照照可可致致胚
34、胚胎胎死死亡亡，器器官官形形成成期期受受照照可可引引起起畸畸形形发发育育障障碍碍。一一般般认认为为，妊妊娠娠早早期胎儿对射线的敏感度最高。期胎儿对射线的敏感度最高。5)5)按效应表现情况分类按效应表现情况分类：大剂量照射的急性效应、大剂量照射的急性效应、较大剂量照射的亚急性效应和低剂量长期照射的较大剂量照射的亚急性效应和低剂量长期照射的慢性效应、受照射后的远期效应。慢性效应、受照射后的远期效应。6.6.医学应用的事故医学应用的事故:诊断诊断X X射线事故，例如介入放射学的病人过量过量照射线事故，例如介入放射学的病人过量过量照射引起的皮肤确定性效应射引起的皮肤确定性效应英国规定放射治疗整个疗程中
35、患者接受的辐射剂量超英国规定放射治疗整个疗程中患者接受的辐射剂量超过处方剂量的过处方剂量的10%,10%,或任意分割照射超过处方剂量的或任意分割照射超过处方剂量的20%,20%,必须通告该照射事件必须通告该照射事件;美国将放射治疗事故分为美国将放射治疗事故分为A A、B B两类，两类，A A类为超过处方类为超过处方总剂量总剂量25%25%的事件，的事件，B B类超过处方总剂量类超过处方总剂量5%5%25%25%和绝大多数照射不足的情形和绝大多数照射不足的情形。但当剂量低于处方总剂量但当剂量低于处方总剂量25%25%时，如果没有及时发时，如果没有及时发现，由于已处在疾病晚期，无法采取补救措施，也
36、现，由于已处在疾病晚期，无法采取补救措施，也划为划为A A类。类。核医学事故发生较多，但公开报道的比较少核医学事故发生较多，但公开报道的比较少。放射事故的主要类型放射事故的主要类型:涉及群组涉及群组A.A.工作期间的事故工作期间的事故 工人工人放射性照相术放射性照相术辐照器辐照器 (密封源或加速器密封源或加速器)B.B.由于放射源失控导致的事故由于放射源失控导致的事故 公众照射公众照射放射治疗放射治疗孤儿放射源孤儿放射源C.C.医学应用中的事故医学应用中的事故 病人病人放射性药物失去管理放射性药物失去管理放射治疗剂量计算错误放射治疗剂量计算错误世界范围内涉及人的放射事故经历：世界范围内涉及人的
37、放射事故经历：1944-19991944-1999事故数事故数涉及人数涉及人数明显照射明显照射总死亡数总死亡数 4171335503003127数据来源:放射应急救援中心/培训放射事故注册,ORISE-EHSD-REAC/TS,OakRidge,20006.6.电离辐射对机体损伤效应的影响因素电离辐射对机体损伤效应的影响因素（1 1）电离辐射因素）电离辐射因素辐射量大小辐射量大小剂量率剂量率分次和单次照射分次和单次照射照射方式照射方式受照部位和面积受照部位和面积（2 2）机体因素：）机体因素：辐射敏感性与细胞间期染色体的体积成正比；辐射敏感性与细胞间期染色体的体积成正比；不同种类细胞的敏感性不
38、同；不同种类细胞的敏感性不同；敏感性由高至低可依次排列为敏感性由高至低可依次排列为:淋巴细胞淋巴细胞;原红细胞原红细胞;髓细胞髓细胞;骨髓巨核细胞骨髓巨核细胞;精细胞精细胞;卵细胞卵细胞;空肠与回肠的腺窝细胞空肠与回肠的腺窝细胞;皮肤及器官的上皮细胞皮肤及器官的上皮细胞;眼晶状体眼晶状体的上皮细胞的上皮细胞;软骨细胞软骨细胞;骨母细胞骨母细胞;血管内皮细胞血管内皮细胞;腺上皮细胞腺上皮细胞;肝细胞肝细胞;肾小管上皮细胞肾小管上皮细胞;神经胶质细胞；神经细胞神经胶质细胞；神经细胞;肺上皮肺上皮细胞细胞;肌细胞；结缔组织细胞肌细胞；结缔组织细胞;骨细胞。骨细胞。宇宙射线：宇宙射线：存在于地球上的天
39、然放射性核素：存在于地球上的天然放射性核素：7.人类受到的辐射照射和水平人类受到的辐射照射和水平天然辐射天然辐射(natural exposure)：-来自于天然辐射源的电离辐射来自于天然辐射源的电离辐射 宇生核素宇生核素宇生核素宇生核素(cosmogenic)(cosmogenic)(cosmogenic)(cosmogenic)：3 3 3 3H;H;H;H;14141414C;C;C;C;7 7 7 7Be;Be;Be;Be;22222222NaNaNaNa 原生核素原生核素原生核素原生核素(primordial)(primordial)(primordial)(primordial)：
40、三大放射系（铀、钍、锕）：三大放射系（铀、钍、锕）：三大放射系（铀、钍、锕）：三大放射系（铀、钍、锕）+钾钾钾钾40404040 238238238238U U U U；232232232232ThThThTh；235235235235U U U U 核工业：铀矿冶炼核工业：铀矿冶炼航空：宇宙射线照射航空：宇宙射线照射燃煤：燃煤发电燃煤：燃煤发电建材成分的改变：煤渣、粉煤灰的再利用建材成分的改变：煤渣、粉煤灰的再利用 天然石材的利用天然石材的利用人为活动引起天然辐射照射增加人为活动引起天然辐射照射增加医疗照射医疗照射-最大的人工电离辐射照射来源最大的人工电离辐射照射来源照射照射职业照射职业照射
41、医疗照射医疗照射公众照射公众照射放射工作人员放射工作人员人为活动导致人为活动导致天然照射天然照射持续性照射持续性照射-无不无不间断活动间断活动,剂量率剂量率恒定恒定患者、受检者患者、受检者、帮助者、志愿、帮助者、志愿者受到的照射者受到的照射医疗照射存在的突出问题医疗照射存在的突出问题1 1、滥用或不合理使用放射诊疗技术现象严重、滥用或不合理使用放射诊疗技术现象严重 按照国际发表的相关资料推算，我国每年亿人次按照国际发表的相关资料推算，我国每年亿人次X X射线检查中，估计约有射线检查中，估计约有50005000万人次为不必要检查。万人次为不必要检查。每次每次CTCT检查的剂量约为每次检查的剂量约
42、为每次X X射线拍片检查的射线拍片检查的100-100-400400倍，我国每年约有倍，我国每年约有12501250万人次接受万人次接受CT CT 检查，其中检查，其中有相当部分为不必要检查。有相当部分为不必要检查。碘碘-125-125放射性粒子植入治疗技术目前已扩展到全放射性粒子植入治疗技术目前已扩展到全国国2424个省市的个省市的200200多家医院应用粒子植入技术，存在着多家医院应用粒子植入技术，存在着严重的滥用现象。严重的滥用现象。2 2、介入放射学防护措施不到位，防护意识不强防护、介入放射学防护措施不到位，防护意识不强防护状况令人堪忧状况令人堪忧 介入放射学是在介入放射学是在X X射
43、线透视影像指导下进行，由射线透视影像指导下进行，由于设备性能不完善，操作疏忽或程序复杂，医生和患于设备性能不完善，操作疏忽或程序复杂，医生和患者受到高剂量率及长时间照射，临床上观察到患者皮者受到高剂量率及长时间照射，临床上观察到患者皮肤烧伤及医生的眼晶体混浊等放射损伤。由于医务人肤烧伤及医生的眼晶体混浊等放射损伤。由于医务人员缺乏放射防护和放射生物学基本知识，对医务人员员缺乏放射防护和放射生物学基本知识，对医务人员和患者都存在着重大安全隐患。和患者都存在着重大安全隐患。3 3、医院缺乏合格的医学物理人员，放射治疗定位和、医院缺乏合格的医学物理人员，放射治疗定位和剂量的准确性亟待提高剂量的准确性
44、亟待提高 全国约全国约800800家医院开展放射治疗，其中约家医院开展放射治疗，其中约230230家家医院开展医院开展X X、射线立体定向（俗称射线立体定向（俗称X X、刀）治疗，刀）治疗，但大部分医院没有配备合格的医学物理人员，容易但大部分医院没有配备合格的医学物理人员，容易造成剂量不准，定位有误，甚至导致严重医疗照射造成剂量不准，定位有误，甚至导致严重医疗照射事故。有约事故。有约2%2%的剂量误差超过的剂量误差超过20%20%，少数医院甚至高，少数医院甚至高达达5050，以每年治疗，以每年治疗5050万患者计算，有可能使数千万患者计算，有可能使数千人遭受事故性照射。人遭受事故性照射。二、常
45、用辐射量二、常用辐射量 专用于电离辐射的物理量叫辐射量。专用于电离辐射的物理量叫辐射量。当量剂量当量剂量 衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量被称衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量被称为当量剂量，单位是希沃特（为当量剂量，单位是希沃特（SvSv）。）。A persons biological risk(that is,the A persons biological risk(that is,the risk that a person will suffer health risk that a person will suffer health effects from an exposur
46、e to radiation)is effects from an exposure to radiation)is measured using the conventional unit rem measured using the conventional unit rem or the SI unit Sv.or the SI unit Sv.吸收剂量吸收剂量 表示单位质量受照物质吸收射线的平均能量的表示单位质量受照物质吸收射线的平均能量的辐射剂量被定义为吸收剂量，单位是戈瑞（辐射剂量被定义为吸收剂量，单位是戈瑞（GyGy）。）。When a person is exposed to
47、radiation,When a person is exposed to radiation,energy is deposited in the tissues of the energy is deposited in the tissues of the body.The amount of energy deposited per body.The amount of energy deposited per unit of weight of human tissue is called unit of weight of human tissue is called the ab
48、sorbed dose.Absorbed dose is the absorbed dose.Absorbed dose is measured using the conventional rad or the measured using the conventional rad or the SI Gy.One Gy is equal to 100 rad.SI Gy.One Gy is equal to 100 rad.Sv=GySv=GyQ QQ Q是品质因素，是品质因素，射线、射线、射线、射线、射线、正电子的射线、正电子的Q=1Q=1，中子，中子Q=10Q=10，射线射线Q=20Q
49、=20The international unit(SI)of dose is the Gray,One Gray is equal to 100 rads.照射量照射量 是表示射线空间分布的辐射剂量，即离是表示射线空间分布的辐射剂量，即离放射源一定距离的物体受照射线的多少，放射源一定距离的物体受照射线的多少，单位是库仑单位是库仑（千克）（千克）-1-1，C C(kg)-1(kg)-1。旧旧单位是伦琴单位是伦琴(R)三、三、放射卫生防护放射卫生防护天然辐射所致的年平均有效剂量天然辐射所致的年平均有效剂量(UNSCEAR 2000(UNSCEAR 2000 report)report)辐射防护的
50、基本原则辐射防护的基本原则（1 1）实践的正当化）实践的正当化 （justification of practicejustification of practice）（2 2）防护的最优化）防护的最优化 （optimization of radiation protectionoptimization of radiation protection）可合理做到的尽量低的原则可合理做到的尽量低的原则 (ALARA(ALARA：as low as reasonably achievable)as low as reasonably achievable)（3 3）剂量限值（）剂量限值（dose