03电离辐射对人体的危害及辐射防护标准

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电离辐对人体的危害及 辐射防护标准
主讲: 崔 莹
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电离辐对人体的危害 及辐射防护标准
核能的开发与利用,给人类带来巨大利益的同时,也伴随着一定的危害。 但是只要采取合适的防护措施,辐射的危害是可以减小和防止的。 大量的调查结果表明,原子能工业的事故年平均死亡率及职业病年平均 死亡率远小于一般工业,成为安全记录较好的工业。 原子能工业良好的安全记录,是由于高度重视了安全防护而获得的。
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致死剂量 口腔、咽喉发炎,体温增高,迅速消瘦。第二周出现死亡,死亡率可能达100%
5
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
一些生物效应的剂量阈值
眼睛(X射线照射)
单次照射剂量阈值/Gy
晶体混浊 0.5~2.0; 100%白内障 5
男性性腺(睾丸) 女性性腺(卵巢) 骨髓
精子减少 0.15; 永久不育 3.5~6.0
生物自由基 激发反应
与生物分子反应
化学阶段
秒至数年
生物阶段
代谢 突变
分子变化
代谢

辐射的作用效果
远期损伤
代谢 生物化学变化 亚显微损伤
可见损伤 细胞死亡
辐射的作用效果5
机体死亡
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
辐射效应出现在受照者本人身上的叫躯体效应,如放射病,辐射诱发 癌症等;出现在受照者后代身上的称为遗传效应。 辐射效应分为随机效应和确定性效应(组织反应)。随机效应的发生不存 在剂量的阈值,其发生的几率与受照剂量的大小有关,如遗传效应及某些 躯体效应(即癌症)。确定性效应(随机效应、组织反应)的发生只有当 受照剂量超过某一阈值时才会发生,也就是说效应的发生时存在剂量阈值 的,其效应的严重程度随受照剂量的大小而异。性细胞的损伤引起的生育 能力的损害、眼晶体损伤引起的白内障等,就是确定性效应。
10.00
7.00
10.00
15.00
4.00~5.00 6.00~7.00
10.00
溃疡坏死 1.00 15.00
20.00 15.00
12
6
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
放射性皮肤损伤与一般烧伤的区别
放射皮肤损伤
热烧伤
病因
射线
热辐射
病理改变
细胞破坏,导致营养障碍。蛋白质变性, 瞬时性,皮肤附属器很少受损害,发
在使不同种系的生物死亡50%所需的X、γ射线的吸收剂量值D50
生物种系

D50/Gy
4.0

大鼠

6.0
7.0
7.15

大肠杆菌 病毒
15
56
2×104
21
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
(一)生物因素——从被照物体角度考虑生物因素 2. 个体发育不同阶段的辐射敏感性
出生前受2Gy剂量的X射线 腹部局部照射
通常所说的辐射损伤就是指电离辐射所引起的各种生物效应的总细胞中各种分子的比例710无机物质12104000其他有机物700蛋白质44核糖核酸rna脱氧核糖核酸dna比例相对于dna分子数生物分子周围物质激发电离生物分子激发电离电离辐射机体死亡细胞死亡生物化学变化可见损伤亚显微损伤代谢代谢激发反应直接作用间接作用能量吸收分子内能转移原初损伤扩散自由基分子内能转移与生物分子反应生物自由基分子变化突变代谢远期损伤1013物理阶段1010物理化学阶段106化学阶段秒至数年生物阶段辐射的作用过程辐射的作用效果辐射的作用效果第一节电离辐射对人体的损伤作用辐射效应出现在受照者本人身上的叫躯体效应如放射病辐射诱发癌症等
剂量 (戈)
>2 0.5-1.99
男性
调查人数 发生率(%)
740
4.1
789
2.5
女性
调查人数 发生率(%)
1100
9.1
1332
6.8
0-0.49
928
1.1
1806
2.8
2.白血病:造血器官的癌症。白血病的发病率与受照剂量和剂量率有关
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3.辐射致寿命缩短:指由辐射而引起的非特异性寿命缩短
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
0 阈值
剂量D
7
确定性效应的严重程度与剂量的关系
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
辐射对人体健康的有害的生物学效应
随机效应— 效应发生率取决于剂量, 确定效应— 效应的严重程度取决于剂
严重程度与剂量无关,质能通过流行病 量,并存在剂量阈值,能准确判定由辐
学调查才能发现
射引起
躯体效应
非特异性的辐射致癌,即其他物理和化 学物质也能引起相同的效应
二.遗传效应
生殖细胞时具有遗传特性的细胞。每个细胞有一个细胞核,核内有特 定数目的染色体。染色体是生物遗传、变异的物质基础,由蛋白质和 脱氧核糖核酸(DNA)所组成。DNA具有修复损伤和复制自己的能力, 许多决定着遗传特性的基因定位在DNA分子的不同区段上。 电离辐射的作用,可造成DNA分子受损伤(如分子单链、双链的断 裂或错误复制)。如果是生殖细胞中的DNA分子受损伤,并把这种 损伤信息传给后代,后代身上就可能出现某种程度的遗传疾患。
白内障、皮肤的良性损伤、骨髓内血细 胞减少造成造血障碍、性细胞受损致生 育能量减退、血管和结缔组织受损等
遗传效应 各种遗传危害
8
4
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
一.躯体效应
按躯体效应发生的早晚,分为急性效应和晚期效应
(一).辐射的急性效应
这是受照者一次或短时间接受大剂量照射时所发生的效应。在核企业 的正常运行过程中,或工作人员在遵守操作规程的日常工作中,一般 不会发生这种照射,只是在下述情况下才可能发生: (1)超临界事故 (2)违反操作规程或丢失辐射源的严重事故(如遭受大型60Co辐射源的误照) (3)核爆炸时,距投影点(空爆)一定距离内,无屏蔽情况下的照射
下,生物效应的发生率P和吸收剂量D的关系如下: p = aD + bD2
式中,a、b为常数,在低剂量、低剂量率时,线性项aD占主要地位,在
高剂量(1Gy以上),bD2占主要地位。
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
(一)物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素
1. 辐射剂量 根据实际的资料,为了辐射辐射防护的目的,ICRP在第26号出版物中提
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
三.慢性小剂量照射的特点
小剂量:在UNSCEAR(联合国原子辐射效应科学委员会)1993年报告中, 小剂量、低剂量率照射的含义略有变动,该报告将低于0.1mGy/min的剂量 率(对约1h平均,不管总剂量是多大)或小于0.2mGy的剂量(不管剂量率 是多大)看作是低剂量率或小剂量。 慢性小剂量 照射的生物效应主要是远期效应,它也是非特异性的,但潜 伏期更长,发生率更低。常用统计学方法对人数中度的群体进行调查, 或者通过动物试验进行研究。 对于躯体效应,在低剂量、低剂量率照射下,唯一潜在的危险是辐射诱发 癌。恶性肿瘤的发生率随着辐射剂量的增加而增加,但并不全是线性关系
有一定的发展过程
展较快,不伴有明显的分期
分度 是特征,红斑可反复出 现,持续时间长,创伤面炎症反应不强 烈,往往培养出细菌,疼痛严重且持久, 四度可能癌变
无次改变,红斑不反复出现,持续时
间短,穿棉炎症反应明显,坏死上皮
细胞多,脓性细胞邵,疼痛较前者
轻,不会癌变
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
永久性绝育 2.5~6,(卵巢含有100 000个生殖细胞,一旦完 全破坏,就绝育了)
造血机能低下 0.5; 致命性再障 1.5
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
受照后皮肤损伤的程度
射线 软X射线 硬X射线 γ射线 β射线
脱毛 3.00
皮肤损伤程度/Gy 红斑 5.00
水泡 7.50
5.00
7.00
2
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
电离辐射与物质相互作用,从某种意义上讲是一种能量的传 递过程,其结果是电离辐射的能量被物质吸收,造成种种辐 射效应,即受照射的物质的性质发生各种变化,其中有物理 的、化学的,当生物体受照时,还有生物学的变化,这就是 辐射的生物学效应。
电离辐射作用于人体,可能造成器官或组织的损伤,因而表
(二).辐射的晚期效应 辐射的晚期效应是指受照后数年所出现的效应。当受急性照射恢复后 或长期接受超容许水平的低剂量照射(内照射或外照射)时,可能发 生晚期效应。晚期效应主要指辐射诱发的癌症、白血病及寿命缩短等。
1.癌症:某些组织的恶性过度增生,使患病器官失去功能,病因和发病机制尚不明了
广岛、长崎距原子弹爆心投影点2000米内男女甲状腺癌发生率
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
辐射损伤是一个复杂的过程,它与许多因素,如剂量、剂量率、照射
方式、辐射敏感性、集体的生理状态等有关。
(一)物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素
1. 辐射剂量 辐射剂量这里就是指吸收剂量,吸收剂量的大小是受照生物体产生生物
效应大小的决定因素。受照剂量在几Gy以下,且剂量率不是太高的情况
急性效应的类型分三种:一是造血器官(骨髓)损伤型;二是消化系
统(胃肠)损伤型;三是中枢神经(脑)损伤型
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
全身急性照射可能产生的效应
受照剂量
(戈)




0-0.25 无可检出的临床症状。可能无迟发效应
0.5
血相有轻度暂时性变化(淋巴细胞和白细胞减少),无其他可查出的临床症状。
出如下假设:在小剂量、低剂量率的情况下,剂量与随机效应的发生率
之间存在着线性无阈的关系,且效应的严重程度与剂量无关。
根据这个假设,即可把一个器官或组织受到的若干次剂量简单地相加在一
起,用以度量它所受到的危险。对随机效应我们主要关心低剂量、低剂量
率的情况,则
p = aD
对确定性效应,它的发生是有剂量阈值的,一定条件下的受照剂量必须大
6
3
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
随机效应的发生不存在剂量的阈值,其发生的几率与受照剂量的大小 有关;确定性效应的发生只有当受照剂量超过某一阈值时才会发生, 也就是说效应的发生时存在剂量阈值的,其效应的严重程度随受照剂 量的大小而异。
效应发生率P 效应严重程度
0
剂量D
随机效应的发生率与剂量的关系
但可能有迟发效应,对个体不会发生严重的效应
1
可产生恶心、疲劳。受照剂量达1.25戈以上时,有20-25%的人可能发生呕吐,
血相有显著变化,可能致轻度急性放射病
2
受照后24小时内出现恶心及呕吐。经约一周潜伏期后,毛发脱落、厌食、全身虚
弱及其他症状如喉炎、腹泻等。如果既往身体健康或无并发感染者,短期内可望
恢复
4
受照后几小时内发生恶心、呕吐。潜伏期约一周。二周内毛发脱落、厌食、全身
半致死剂量 虚弱体温增高。第三周出现紫斑、口腔及咽部感染。的四周,出现苍白、鼻血、 腹泻,迅速消瘦。50%受照个体可能死亡。存活者6个月内可逐渐恢复
≥6
受照者1-2小时内出现恶心、呕吐、腹泻。潜伏期短,的一周末出现腹泻、呕吐、
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
(一)生物因素——从被照物体角度考虑生物因素
在受照条件严格一致的情况下,机体不同的器官、组织或全身某一效 应的时间快慢及严重程度不同,某效应出现快而又相对严重的可称之 为对辐射的敏感性高,反之对辐射的敏感度低
1. 不同生物种系的辐射敏感性
核糖核酸(RNA)
4.4
蛋白质
700
其他有机物
4000
脂类
7000
无机物质 水
7×104
1.2×107
4
2
辐射的作用过程
电离辐射
10-13秒
直接作用
物理阶段
生物分子 激发、电离
10-10秒
物理化学阶段 原初损伤
能量吸收 分子内能转移
间接作用 生物分子周围物质激发、电离
扩散自由基
10-6秒
分子内能转移
第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
(一)物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 3. 辐射剂量率 由于生物体对辐射损伤有着一定的恢复作用,故受照总剂量相同时,小 剂量的分散照射比一次大剂量率的急性照射所造成的辐射损伤要小得多。 例如,若一生(50年)全身均匀照射的累积剂量为2Gy的X射线照射,并 不会发生急性的辐射损伤。如果一次受到剂量为2Gy同样X射线的急性照 射,则可能产生严重的躯体效应,在临床上表现为急性放射性病。因此 急性剂量控制时,应在尽可能低的剂量率水平下分散进行。剂量率越高 则生物效应越大,照射时间间隔越大则生物效应越小。
现出各种生物效应。通常所说的辐射损伤就是指电离辐射所引
起的各种生物效应的总称。
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
电离辐射作用于人体,可能造成器官或组织的损伤,因而表现出各种生
物效应。通常所说的辐射损伤就是指电离辐射所引起的各种生物效应的总
称。
细胞中各种分子的比例


脱氧核糖核酸(DNA)
比例(相对于DNA分子数) 1
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于阈剂量,效应才会发生,而且其严重程度和一定条件下的受照剂量有关
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第一节 电离辐射对人体的损伤作用
四.影响辐射损伤的因素
(一)物理因素——从入射电离辐射的角度考虑物理因素 2. 辐射品质 所谓辐射品质,指的是电离辐射授予物质的能量在微观空间分布上的那 些特征,不同种类和不同能量的射线授予物质的能量在微观空间分布上 是不相同的,因而有不同的生物效应。 某一点的辐射品质由品质因数Q来表征,它是辐射防护领域中为了以同一尺 度衡量各种辐射在某点处具有相同吸收剂量时,产生不同程度的有害生物 效应而引进的一个系数。品质因数Q的大小由入射粒子在单位长度路程上沉 积的能量来决定,在单位长度上沉积的能量越大则品质因数Q越大。 19
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