辐射生物学效应与防护
辐射生物学效应与防护
辐射生物学效应与防护引言辐射生物学是研究辐射对生物体产生的效应和影响的科学领域。
辐射可以分为离子辐射和非离子辐射，离子辐射包括电离辐射和非电离辐射，例如γ射线、X射线和中子等；非离子辐射包括紫外线、可见光、红外线和微波等。
辐射与生物体的相互作用可以引起DNA损伤、细胞死亡、遗传突变和肿瘤等。
因此，了解辐射生物学效应并采取相应的防护措施对于保护人类健康至关重要。
辐射生物学效应DNA损伤辐射与DNA的直接或间接相互作用可以导致DNA链断裂、碱基损伤和DNA交联等。
DNA双链断裂是最为严重的损伤类型，它会导致遗传物质的改变和功能的丧失。
碱基损伤是较为常见的DNA损伤形式，包括碱基氧化、损伤和交换等。
DNA交联是辐射损伤的另一种形式，它会导致DNA链之间的连接，干扰DNA的正常复制和修复。
细胞死亡辐射可以导致细胞死亡。
主要有两种细胞死亡方式：凋亡和坏死。
凋亡是一种主动性的、规范的细胞死亡过程，它通过各种信号通路来实现。
辐射可以激活凋亡通路，从而诱导细胞凋亡。
坏死是一种被动性的、非规范的细胞死亡过程，它与细胞内环境的严重紊乱有关。
遗传突变辐射可以引起基因突变，进而影响生物体的遗传信息。
基因突变可能导致遗传病、肿瘤等疾病的发生。
辐射对遗传突变的影响是相关剂量依赖的，辐射剂量越高，遗传突变的风险越大。
肿瘤辐射与肿瘤之间存在密切的关联。
高剂量辐射可以引起肿瘤的发生，这是由于辐射对细胞基因的损伤和突变所致。
长期暴露于低剂量辐射可能导致肿瘤的增加，并且存在一定的剂量-效应关系。
辐射防护为了最大程度地减少辐射对人类健康的危害，我们应该采取适当的辐射防护措施。
辐射防护可以分为个人防护和环境防护两个方面。
个人防护个人防护是指个人在接触辐射源时采取的保护措施。
以下是一些常见的个人防护方法：1.使用辐射防护装备，例如防护衣、手套、护目镜等。
2.最大程度地减少接触辐射源的时间。
3.根据实际情况选择适当的辐射剂量限制和辐射防护措施。
电离辐射的生物学效应-医学辐射防护学教学课件-精品文档
染色体型畸变：处于G1期或G0期的细胞受到电离 辐射作用时，因为这时染色体尚未复制，其中单根染色 丝被击断，经S期复制后，在中期分裂细胞见到的是两 条单体在同一部位显示变化，因此导致的是染色体型畸 变。按畸变在体内的转归，可以分为非稳定型畸变和稳 定型畸变两类。前者包括双着丝粒、双着色环、和无着 丝粒断片；后者包括相互易位,倒位和缺失。
电离辐射的生物学效应
电离辐射生物效应分类
早期效应(early effect)
按生物效应出现的时间 迟发效应(late effect) 躯体效应(somatic effect) 按生物效应出现的个体 遗传效应(genetic effect) 随机性效应 (stochastic effects) 确定性效应 (deterministic effect)
计算单位剂量照射引起的危险称为危险系数 (Risk coefficient)。EAR系数为单位剂量增加的例 数，用10-6人· 年-1· Sv-1表示，即每106人· 年· Sv的增 加例数。ERR系数为单位剂量的增加百分比 (%/Sv)。 ICRP-60的辐射致癌危险系数是以原爆人群 癌症死亡的EAR年增加值和ERR值为基础，通过 预测模型，向5个国家进行人群转移后得到的两性 平均值。
经过始动与促进两个阶段，正常细胞出现转 化，逐步发展为癌细胞，此期是朝恶性方向越来 越快的发展，成了独立的和侵入性的发展阶段。 电离辐射致癌的评估方法 绝对危险和相对危险 照射组癌症发生率与对照组或参与人群癌 症发生率之差，称为绝对危险(Absolute risk, AR)，也称为超额绝对危险(excess absolute risk, EAR)。 两组发生率之比，称为相对危险(Relative risk, RR),相对危险的增加数RR-1，称为超额相 对危险(ERR）。
03 第二章 辐射对人体的影响和防护标准
轻度敏感：中枢神经系统；内分泌腺（包括性腺的内分泌细胞）；心脏
不敏感：肌肉组织；软骨和骨组织；结缔组织
二、剂量与效应的关系 1. 随机性效应与确定性效应
根据辐射效应的发生与剂量之间的关系，可以把辐射对人体的危害 分为随机性效应和确定性效应两类。图2.3 给出根据实践资料从安全角 度出发对随机性效应和确定性效应的定性描述。 随机性效应：指效应的发生几率（而非其严重怪度）与剂量大小有 关的那些效应。
例如，每日5～50 mGy 的照射，即使长期累积，也只能导致慢性放射病的发生， 而当剂量率达到每分钟50～100 mGy，则有可能引起急性放射病，其严重程度随剂 量率增大而加重。因此，引起急性放射损伤必须要有一定的剂量率阈值。
（3 ）照射部位和面积
辐射损伤与受照部位及受照面积密切相关。这是因为与各部位对应的器 官对辐射的敏感性不同；另一方面，不同器官受损伤后对整个人体带来的影 响也不尽相同． 当吸收剂量和吸收剂量率相同时，腹部照射的后果最严重，其次为盆腔、 头颈、胸部及四肢。 例如，全身受到γ 射线照射5Gy 时可能发生重度的骨髓型急性放射病；而 若以同样剂量照射人体的某些局部部位，则可能不会出现明显的临床症状。 照射剂量相同，受照面积愈大，产生的效应也愈大。
2. 生物因素
影响辐射生物学作用的生物因素是指生物体对辐射的敏感性。 敏感性：指在照射条件完全一致的情况下，细胞、组织、器官或个体 对辐射作用反应的强弱或其迅速程度。 在辐射生物学的研究中，通常以研究对象的死亡率表示。有时，也以 所研究的生物对象在形态、功能或遗传学方面的改变程度来表示。 (1) 不同生物种系的组织受到外照射时出现的某种损伤。放射治疗中可能出现。
四、长期小剂量照射对人体将康的影响
特点：潜伏周期长，效应出现晚，发生概率低。 评估方法：对人数众多的群体进行流行病学调查。 注：小剂量长期照射的影响有的属于随机性效应，也有的属于确定性效应。 受到辐射危险的组织有 1.性腺：其有害效应主要指受照射本人的生育能力受损和其后代身上的遗 传效应。不过随性别年龄而异。更多是考虑遗传效应。伴性、显性遗传病 和某些染色体疾病的发生率与剂量成正比。一般放射性工作人员（18-68 岁），大约1/3的时期内接受的照射才具有遗传意义。 例如：低LET照射性腺，吸收剂量为3Gy时，对20岁的妇女可引起暂时 性闭经，但对40岁的妇女可引起绝经，造成永久性不育。低LET照射，吸 收剂量为0.25Gy，若是高剂量率照射，可使男性精子数目暂时性减少，丧 失生育能力需要2.5Gy。
第二章、放射生物效应与放射防护
3、人工环境本底照射 由于人工电离辐射源对环境的污染或扩大应用所受到的照射。主要包括：放射工作场所向周围环境泄漏的电离辐射和排放的放射性“三废”；核武器试验全球落下灰；带有辐射源或放射性核素的日用消费工业品，如电视和电脑等。 4、事故和灾害性照射 指在发生放射性意外事故和核战争时人员所受到的照射。
(二)外照射防护方法 1、屏蔽防护：在放射源与生物体之间增加屏蔽物质借此吸收或阻挡射线，达到防护的目的，根据放射源的种类不同应采用不同的屏蔽材料。 2、距离防护：增加放射源与生物体之间的距离。增加距离后，放射源与生物体之间的空气部分吸收少量射线，达到防护效果。 3、时间防护：缩短与放射源接触的时间。
(三)内照射防护 1、围封隔离：把开放源控制在有限的空间内，防止它向环境扩散。如应用通风橱、手套箱等以达到防扩散的目的。 2、除污保洁：随时消除环境介质的污染，监测污染水平，控制向周围环境的大量扩散，使环境介质的污染浓度尽可能低于国家规定的限值。 3、个人防护：遵守个人防护准则；合理使用个人防护用品。
(2)事故性污染的去除：指非计划发生污染的除污。如遇少量放射性液体溅洒在手脚、工作台面情况时，应立即用吸水材料将其吸干，再用湿布由外向里反复擦洗（与手术消毒相反）直到污染降低至规定控制水平以下为止。 (3)误服放射性核素的处理：误服包括他人投入及自杀应及早采取措施，防止吸收、采用嗽口、洗胃、催吐等方法，如已吸收或蓄积到相关器官，可用促排药物加速排出。例如误服131I、125I后可采用普通KI促排。
放射医学的放射生物效应
放射医学的放射生物效应放射医学在现代医学领域起着重要的作用，其中一个关键的方面是研究放射生物效应。
放射生物效应是指人体暴露于放射性物质或辐射源后，所引起的生物学效应。
虽然放射生物效应具有双重性，即可能对人体产生有害的负面影响，也可能在医学诊断与治疗中带来积极的正面效果，但我们应该重点关注并深入了解其潜在的危害。
一、放射生物效应的分类放射生物效应可分为急性和慢性两种类型。
1. 急性放射生物效应急性放射生物效应指的是暴露于高剂量辐射源后短时间内引起的生物学效应。
常见的急性放射生物效应包括放射性皮炎、急性放射性病等。
这类效应常见于发生原子弹爆炸、核事故等大剂量辐射暴露的情况下。
2. 慢性放射生物效应慢性放射生物效应指的是长期低剂量辐射源暴露后引起的生物学效应。
慢性放射生物效应的研究较为复杂，其对人体的长期影响性仍需进一步的探索和研究。
慢性放射生物效应可能导致某些疾病的风险增加，如放射性癌症、遗传效应等。
二、放射生物效应的机制放射生物效应的机制十分复杂，多种因素会影响其影响程度和类型。
1. 直接作用辐射能量直接与细胞组织相互作用，引发DNA断裂、损伤和细胞死亡。
这种直接作用主要与辐射剂量和暴露时间有关。
2. 间接作用辐射能量与细胞内水分子产生作用，形成自由基，进而对DNA、脂质和蛋白质等产生损伤。
这种间接作用与细胞内的抗氧化能力有关，意味着维持一个健康的生活方式可以降低相关的风险。
3. 遗传效应放射性物质的辐射还可能导致遗传因素的改变，从而影响后代的健康。
这种遗传效应的研究是放射生物学领域长期的研究课题之一。
三、放射生物效应的防护策略为了减少放射生物效应对人体的危害，必须采取有效的防护策略。
1. 提高人体自身抗辐射能力通过合理的饮食、适量的运动和健康的生活方式来提高人体自身的抗辐射能力，增强体质。
2. 佩戴防护装备在接触放射性物质或从事放射性工作时，佩戴合适的防护装备，如铅制防护服、防护眼镜等。
3. 控制辐射源减少辐射源的使用是一种最有效的防护策略。
电离辐射的生物学效应及放射防护
差异有关。
3．年龄 幼年和老年的辐射敏感性高于壮年。
4．生理状态 机体处于过热、过冷、过劳和饥饿等状态时，对辐射的耐
受性亦降低。
5．健康状况 身体虚弱和慢性病患者，或合并外伤时对辐射的耐受性亦
降低。
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（三）介质因素
细胞的培养体系中或机体体液中在照前含有辐射防护剂 （radioprotectant），如含SH基的化合物可减轻自由基反 应，促进损伤生物分子修复，能减弱生物效应，反之， 如含有辐射增敏剂（radiosensitizer），能增强自由基化 学反应，阻止损伤分子和细胞修复，能提高辐射效应。 目前，防护剂和增敏剂在临床放射治疗中都有应用，前 者为保护正常组织，后者为提高放疗效果。
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三、公众中个人的剂量限值
公众指非从事放射工作的人员，个人受到的年当量剂量， 不得超过放射工作人员剂量限值的 1/10。全身 ≤ 1 mSv . a-1；晶状体 ≤ 15 mSv . a-1；其他组织或器官 ≤ 50 mSv . a1。
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第六节 放射防护措施
目前科研和医疗等仪器中使用的辐射源有封闭源和开放 源两类。封闭源有各种射线装置、X线机、治疗用加速器 等，对人体的危害主要是外照射。开放源主要是在基础 和核医学中常用的各种放射性核素，对人体的危害主要 是内照射和体表污染，当然也有外照射。在使用开放源 的过程中，还有放射性"三废"处理的问题。
2．遗传效应（genetic effect） 受照射个体生殖细胞 突变，而在子代表现出的效应。
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（五）按效应的发生和照射剂量的关系分
1．确定性效应(determinate effect)：旧称非随机性效应 (no-stochastic effect)。指效应的严重程度（不是发生率） 与照射剂量的大小有关，效应的严重程度取决于细胞群 中受损细胞的数量或百分率。此种效应存在阈剂量。照 射后的白细胞减少、白内障、皮肤红斑、脱毛等均属于 确定性效应。
辐射损伤效应与防护原则
X-线的发现
伦琴（W K RONTGEN ，1845-1923）
伦琴夫人 安娜
世界上第一张人 类活体骨胳照片 ，伦琴夫人手的X 射线照片，摄于 1895年12月22日
居 里 夫 人
Hevesy
电离辐射损伤效应的发现
居里夫人及其女儿死于白血病 χ线球管的制造者格鲁伯的手部发生 了特异性皮炎。
涂夜光表的许多工人因镭积蓄于骨 骼中而死于贫血或骨癌。
1895年德国物理学家伦琴发现了一种具 有很强穿透能力的射线，称其为X射线；
1896年法国学者贝可勒尔发现铀盐可放 射出射线，并能使胶片感光，进一步证实了 电离辐射的存在；
1898年居里夫人证实钍与铀一样具有放 射性，不久又发现了同位素钋和镭。此后， 核辐射技术有了很快的进展。
1924年, G. Hevesy发明放射性示踪技术 电离辐射被发现后，X射线最早被用于医 学诊断和治疗。
射线照射后能量的吸收和传递、分子的激发 和电离，在10-18--10-12秒内完成；自由基产生、 化学建断裂等生化过程，则在1秒之内完成。生 物学阶段出现临床表现多在数小时内甚至数天内 乃至数月内才出现，这与照射剂量有关。
（一）电离辐射损伤的机理
电离辐射
物质分子
电离和激发
生物大分子的损伤
发生细胞代谢、功能和结构的改 变
电离辐射的基本概念
我国的放射防护法规把产生射线的设备分 为两类：放射性同位素和射线装置。
放射性同位素：可根据需要制成放射源， 在任何时间、任何环境下一直放射出射线 。如γ-辐照装置、Co-60治疗机、Ir192探伤机等。
射线装置：只有在通电状态下产生射线。 如X射线机、CT机、加速器等。
电离辐射作用于人体的方式
非电离辐射：只能引起原子或分子的振
辐射剂量学与辐射防护
辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学与辐射防护辐射剂量学和辐射防护是在核能利用的过程中不可或缺的两个学科。
辐射剂量学主要研究辐射的物理和生物剂量效应，辐射防护则是为了防止辐射对人体造成损害而制定的防护措施。
一、辐射剂量学辐射剂量学是研究辐射剂量的分布和效应规律的学科，是核辐射防护的基础。
辐射剂量的单位是戈瑞(Gy)，表示每公斤物质受到的辐射的能量。
辐射剂量的计算需要考虑多种因素，包括放射源的性质、放射性物质的半衰期、辐射能量等。
辐射剂量可以分为内部剂量和外部剂量。
内部剂量来源于人体内部吸入或摄取放射性物质产生的辐射剂量，外部剂量则源于周围环境中的辐射源。
在实际应用中，还需要考虑不同辐射类型和不同生物组织的辐射效应，例如不同能量的X射线对不同组织的影响不同。
辐射效应包括急性效应和慢性效应，急性效应是指在短时间内受到大量辐射产生的生理效应，例如放射性疾病；慢性效应则是长时间接受低剂量辐射产生的生理效应，例如癌症等。
二、辐射防护辐射防护是为了保护人员、设备和环境不受辐射伤害而采取的防护措施。
它是在大规模核能利用开始之后逐步发展起来的新的科学技术分支。
辐射防护按照不同场合和目的可以分为以下几种：1.个人防护。
这是为了防止工作人员因受到辐射而导致的短期和长期的生理损害。
个人防护包括穿戴辐射防护服、佩戴防护眼镜、佩戴手套等。
2.环境防护。
环境防护主要针对核能利用过程中产生的辐射污染物的扩散和传播的防止。
环境防护包括采取污染物隔离措施、污染物清除措施和重建生态环境等。
3.建设防护。
建设防护是指在核能利用工程建设过程中，采取一系列技术措施，防止中子、γ射线等放射性粒子对工程建设人员造成辐射伤害，同时防止辐射源的扩散。
4.紧急防护。
在不幸的辐射事故中，紧急防护是保护公众和环境的重要手段。
紧急防护主要分为三个阶段：即事故初期、中期和后期处理。
在辐射防护中，有几个重要的技术手段需要特别提出：1.剂量率监测。
剂量率监测用于测量辐射场的剂量率，发现危险区域，及时采取措施减少辐射剂量。
第二章 电离辐射的生物学效应及放射防护PPT课件
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二、影响辐射生物学效应的因素
（一）与辐射有关的因素
1．辐射类型 高电离密度的电离辐射，电离密度大， 射程小，如、射线，在组织内能量分布密集，内照射时 生物学效应相对较强。而γ（X）射线是低电离密度的电 离辐射，电离密度小，射程大，因此外照射时生物学效 应强。
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二、放射卫生防护的基本原则
为了实现放射防护的目的，ICRP提出放射卫生防护的基 本原则。（International Commission on Radiological Protection，国际辐射防护委员会）
1．放射实践的正当化（justification of radiological practice） 2．放射防护的最优化（optimization of radiological
时内死亡。
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2．缓发效应 在照射后的几年乃至二、三十年内出现， ①小剂量外照射 ②慢性内照射
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四、低剂量辐射的兴奋效应
低剂量辐射对生物体的影响尚有不少争议。但有一点可 以肯定：低剂量辐射既可使人体出现防御和免疫功能增 强等有益的生物学反应，也可以出现染色体畸变、癌变 发生率增加等不利的反应，说明低剂量辐射的效果可能 是由其所引起的不同的生物学反应之间的竞争决定的。
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三、剂量与效应的关系
（一）早期效应和缓发效应 1．早期效应 人体受辐照剂量当量： <1Sv，看不到明显症状 <5Sv，出现以造血系统损伤为主的放射病 >8Sv，出现以消化道损伤为主的胃肠急性放射病，症状
辐射有哪些化学效应及生物学效应
1.辐射有哪些化学效应及生物学效应答：化学效应：1.水分子：水分子对辐射很敏感，当它接受了射线的能量后，水分子首先被激活，然后由激活了的水分子和食品中的其他成分发生反应。
2.蛋白质：射线照射到食品蛋白质分子，很容易使它的二硫键、氢键、盐键、醚键断裂，破坏蛋白质分子的三级、二级结构，改变物理性质。
3.脂肪：辐射对脂类所产生的影响可分为三个方面：理化性质的变化；受辐射感应而发生自动氧化；发生非自动氧化性的辐射分解。
4.碳水化合物：一般来说相当稳定，只有大剂量照射下才引起氧化和分解。
在食品辐射保藏的剂量下，所引起的物质性质变化极小。
5.维生素：水溶性维生素中以VC的辐射敏感性最强，其他水溶性如VB1，VB2，泛酸，VB6，叶酸也较敏感，VB5（烟酸）对辐射很不敏感，较稳定。
脂溶性维生素对辐射均很敏感，尤其是VE,VK更敏感生物学效应：1.微生物微生物接受辐射后细胞内DNA受损，即DNA分子碱基发生分解或氢键断裂等。
由于DNA分子本身受到损伤而致使细胞死亡或细胞内膜受损膜内由蛋白质和脂肪（磷脂），这些分子的断裂，造成细胞膜泄露，酶释放出来，酶功能紊乱，干扰微生物代谢，使新陈代谢中断，从而使微生物死亡；当水分子被激活和电离后，成为游离基，起氧化还原反应作用，这些激活的水分子就与微生物内的生理活性物质相互作用，而使细胞生理机能受到影响。
2.酶没大部分由蛋白质构成，所以与其原理相似3.病毒用γ－射线照射有助于杀死病毒。
4.真菌酵母与霉菌对辐射的敏感性与无芽孢细菌相同。
霉菌会造成新鲜果蔬的大量腐败，用2kGy左右的辐射剂量即可抑制其发展。
酵母可使果汁及水果制品腐败，可用热处理与低剂量辐射结合的办法杀灭。
5.昆虫辐射对昆虫的效应是与其组成细胞的效应密切相关的。
对于昆虫细胞来说，辐射敏感性与它们的生殖活性成正比，与它们的分化程度成反比。
辐射对昆虫总的损伤作用是致死，“击倒”（貌似死亡，随后恢复），寿命缩短，推迟换羽，不育，减少卵的孵化，延迟发育，减少进食量和抑制呼吸。
空间辐射生物学效应
空间辐射生物学效应空间辐射生物学效应是指在太空环境中，由于辐射的存在，对生物体产生的一系列不良影响。
太空辐射主要包括宇宙射线和太阳粒子事件辐射，对宇航员的健康构成潜在威胁。
本文将从辐射对DNA 的影响、生物体的损伤和防护措施等方面探讨空间辐射生物学效应。
辐射对DNA的影响是空间辐射生物学效应的重要部分。
DNA是生物体遗传信息的载体，但当DNA受到辐射损伤时，会导致基因突变、染色体异常甚至细胞死亡。
辐射通过直接或间接方式与DNA 分子发生相互作用，如电离作用、激发作用和自由基反应等，从而引发DNA链断裂、碱基损伤和碱基对连接断裂等损伤。
这些损伤会导致基因突变，进而影响细胞的正常功能和生物体的遗传稳定性。
空间辐射对生物体的损伤是不可忽视的。
宇航员在太空中长期暴露在高强度辐射环境中，辐射会直接损伤细胞和组织，导致细胞凋亡和组织损伤。
辐射对血液系统、免疫系统、神经系统和生殖系统等重要生理系统的影响尤为明显。
例如，辐射可以破坏造血干细胞，导致造血功能减退；辐射还可以抑制免疫功能，增加感染风险；辐射对神经系统的影响可能导致记忆力下降和认知功能损害；辐射对生殖细胞的损伤可能导致生育能力降低。
针对空间辐射生物学效应，科学家们提出了一系列的防护措施。
首先是屏蔽防护。
通过在航天器壁上增加屏蔽材料，可以减少宇航员暴露在辐射环境中的时间和剂量，降低辐射对生物体的损伤。
其次是防护服。
防护服可以阻挡辐射粒子的入侵，减少辐射对皮肤和身体其他部位的伤害。
再次是防护剂。
科学家们研制出了一些特殊的化合物，可以在宇航员暴露在辐射环境中时，起到减轻辐射对生物体损伤的作用。
此外，定期对宇航员进行健康监测和辐射累积剂量的评估也是防护措施的重要一环。
空间辐射生物学效应是指在太空环境中，由于辐射的存在，对生物体产生的一系列不良影响。
辐射对DNA的影响、生物体的损伤和防护措施是该效应的重要内容。
了解空间辐射生物学效应，对于保护宇航员的健康和提高太空探索的安全性至关重要。
实验核医学(第三章)
第一节 辐射防护常用量及其单位
剂量：某一对象所接受或“吸收”的辐射的一
种度量。指吸收剂量、器官剂量、当量剂量、有效
剂量、待积当量剂量、待积有效剂量等。
剂量率：单位时间内接受的剂量，表示辐射场
的强弱。
一、照射量（X）
定义：X射线或γ射线在单位质量空气中释放出来 的所有电子被完全阻止时，产生的同一符号离子的总 电荷，即：X＝dQ/dm。 直接度量X射线和γ射线对空气的电离能力。 间接反应了辐射场的强弱。 SI：库仑· -1（C· -1） 千克 kg
旧单位：拉德，rad，1Gy＝100rad
吸收剂量率：单位时间内的吸收剂量，Gy/s。 X与D的换算：D＝33.84X
三、剂量当量（H）
国际辐射单位与测量委员会（ICRU）用以定义实 用量──周围剂量当量、定量剂量当量和个人剂量当 量。 H＝D· N Q· D：组织中某点的吸收剂量 Q：辐射品质因数，区别不同类型射线相对危害效应 N：其它修整因数 与吸收剂量区别：D表征单位质量的介质吸收辐 射能量的多少，而H表征吸收上述能量对人体可能带 来危害的大小。限于辐射防护领域应用，不适用于高 于限值水平的事故照射。
2.剂量限制和潜在危险限制：对于个人受到
正常照射以及受到潜在照射危险加以限制。 注意要点： ①“限制”：对个人所受的来自所有有关获准实践的 综合照射的限制，以保证个人不会受到不可接受的健 康危险。 ②剂量限制是对个人所受的正常照射的限制，目的是 保证各项有关获准实践所致的个人总有效剂量和器官 或组织的总当量剂量不超过所规定的相应剂量限值。 ③危险限制是对个人所受的潜在照射的限制，目的是 保证各项有关获准实践所致的个人总潜在危险不超过 危险限值。 ④危险限值应与正常照射剂量限值所相应的健康危险 处于同一数量级水平。
辐射生物学效应基础与医源性辐射防护
在细胞对辐射的反应中， 这些基因非常重要。 益大于承担的风险是值得 的， 但是 ， 每人每次检查 等 ， 大量研究发现 ， 一定剂量辐射诱 导的细胞周 和治疗承担的辐射风险（ 一次 ｃ Ｔ扫描人体平均吸 期 阻滞 是 一 种 细 胞 保 护 机 制 ， 为 了 给 损 伤 的 是 收的辐射剂 量大 约相 当于 ｌ ０次 ｘ光摄 片 的剂
中存在 辐 射诱 导 的基 因组 肿瘤细胞的作用 ， 尤其是在高 Ｌ Ｔ Ｅ 辐射的情况下 ， （ 射细胞 的子代 细胞 ） 照 即使在辐射抗性和乏氧的肿瘤中也能诱导较高的 不稳 定性 现象 ， 以及 照射 细 胞 通 过 与 未 照 射 细胞 凋亡率 ６ ，。当然 ， ］ 细胞 中也 可能存 在一些 其他 通信使未照射 细胞产生与照射细胞一样 的效应 ， 即所谓辐射诱 导的旁效应现象 ， 这些现象 的出现 ｐ３ ５ 非依赖的细胞凋亡途径 ， 如神经酰胺通路诱导
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ： ０４６５ （０１０．０２０ １０－３６２ １）３０ １－ ７
１ 引 言
和修复等关键步骤发生改变所致。上述过程的每
一
步骤和环节都有多种基 因和信号参与和调节 ， 放射性核素与医用射线装置在Ｉ床诊断 、 临 治 ５基 以及与细 疗中的广泛应用 ， 导致 医源性辐 射人 群增多。对 最常见的是肿瘤抑制基 因和 ｐ３ 因， 如原癌基 因 Ｍ ｅ Ｒｓ ｙ和 ａ 于必要的放射性检查和治疗 ， 人们从 中获得的利 胞生长调控有关 的基 因，
上， 尽可能优化各种放射诊疗方案 ， 减少不必要 的照射 。本文介 绍近年来辐 射生物效应 基础研究 、 辐射 危害 的流行
病学调查 、 医源性照射等方面 的研究进展 ， 供医源性 辐射 防护领域 的研究 和应用借鉴 。
辐射的生物学效应
辐射的生物学效应辐射是指电磁波或粒子在空间中传播的过程。
辐射可以分为自然辐射和人为辐射两类。
自然辐射来自地球和宇宙空间中的放射性物质，包括地壳中的放射性元素和宇宙射线。
人为辐射主要来自核能厂、医疗设备、工业过程和矿业活动等。
辐射对生物体有一定的生物学效应，这是由于辐射能量的吸收和离子化作用导致的。
辐射对生物体的生物学效应可以分为短期效应和长期效应两类。
短期效应是指在辐射暴露后短时间内出现的生理和生化变化，如辐射烧伤、恶心呕吐、血液系统损伤等。
长期效应是指在辐射暴露后较长时间内出现的慢性疾病，如白血病、癌症、遗传突变等。
辐射对生物体的主要作用机制是通过与生物体组织中的分子相互作用而产生的。
辐射的能量可以导致电离，即从原子或分子中移去电子，形成离子。
离子的产生会导致化学反应的改变，从而影响生物体内的生化过程和细胞功能。
此外，辐射还可以直接破坏DNA的结构，导致遗传物质的变异和突变。
辐射对生物体的影响与辐射剂量和辐射类型有关。
辐射剂量是衡量辐射能量吸收量的指标，单位为格雷(Gy)。
辐射剂量越高，对生物体的影响越大。
不同类型的辐射对生物体的影响也不同。
比如，阿尔法射线在空气中传播距离较短，对生物体的伤害主要局限于皮肤表面。
而伽马射线能够穿透物质，对生物体内部组织造成较大伤害。
辐射对生物体的影响还与生物体自身的特性有关。
不同种类的生物体对辐射的敏感性也不同。
比如，辐射对细菌和真核生物的影响较大，而对一些耐辐射的生物体如放射线线虫和放射线细菌的影响较小。
为了保护生物体免受辐射的伤害，人们采取了一系列的防护措施。
对于工作在辐射环境下的人员，应根据辐射剂量限值和防护标准进行个人剂量监测和防护。
同时，应加强辐射监测和事故应急救援体系的建设，及时发现和应对辐射事故。
此外，还应加强公众的辐射知识教育，提高公众对辐射的认识和防护意识。
辐射对生物体具有一定的生物学效应，包括短期效应和长期效应。
辐射的生物学效应与辐射剂量、辐射类型和生物体自身的特性有关。
辐射防护导论
辐射防护导论
辐射防护导论是一门关于辐射防护的基础课程，主要介绍辐射的基本概念、辐射源、辐射与生物效应、辐射防护原则和方法等内容。
辐射是指能量以电磁波或粒子形式传播的过程。
辐射源包括自然辐射源和人工辐射源，自然辐射源如太阳辐射、地下辐射等，人工辐射源如医疗设备、核电站等。
辐射与生物效应是研究辐射对生物体产生的影响，包括急性效应和慢性效应。
急性效应指辐射高剂量照射导致的立即或近期产生的严重伤害，如放射病；慢性效应指辐射低剂量长期照射导致的慢性病变，如癌症。
辐射防护原则包括时、距、遮、护原则，即时间限制、距离保持、屏蔽遮挡和个人防护装备使用。
辐射防护方法主要包括辐射监测与控制、工作场所管理、个人剂量监测与限制等。
通过学习辐射防护导论，可以了解到辐射的基本知识，了解辐射对人体的影响和防护原则，学会使用辐射防护设备和控制方法，提高对辐射的防护意识和能力。
辐射生物学效应
辐射生物学效应辐射是一种既普遍又复杂的现象，它存在于人类生活的各个方面，包括医学诊断与治疗、核能发电与核武器等。
然而，辐射对生物体的影响一直是一个备受关注的话题。
辐射生物学效应指的是辐射对生物体的影响，无论是人类还是其他生物，在接触辐射后都会产生一系列的效应，这些效应可以是立即发生的，也可以是在长期暴露后出现的。
了解辐射生物学效应对于制定辐射保护方针以及提高辐射工作者和公众的安全意识至关重要。
辐射生物学效应通常可以分为两种类型：短期效应和长期效应。
短期效应是指辐射暴露后立即发生的效应。
最常见的短期效应是急性辐射综合征。
当人体暴露于极高剂量的辐射时，会出现恶心、呕吐、头痛、放射性灼伤等症状。
这些症状是由于辐射破坏细胞和组织，导致正常的生理过程受到干扰所致。
此外，短期效应还包括辐射性白内障、皮肤损伤等。
这些效应在暴露后很快出现，并且与辐射剂量密切相关。
长期效应是指辐射暴露后较长时间内才能观察到的效应。
最为常见的长期效应是癌症。
研究表明，辐射可以导致细胞的遗传物质DNA受到损伤，这种损伤可能会导致细胞突变并发展成癌症。
放射性物质如镭、铀、钚等被认为是致癌物质，并且长期暴露于这些物质中会增加罹患癌症的风险。
除了癌症，长期效应还包括遗传损伤和生殖受损。
辐射对遗传物质的损伤可能会导致畸形儿的出生或遗传基因的突变。
此外，辐射还可能对生殖系统造成损害，例如导致不育或生育能力降低。
这些效应需要经过一定时间的观察和研究才能确凿地证明。
虽然辐射生物学效应的机制非常复杂且不完全清楚，但科学家们已经确定了一些重要的原理。
首先，辐射的效应是剂量依赖的，也就是说，剂量越高，效应越严重。
这就是为什么放射性污染地区的居民更容易患癌症的原因之一。
其次，辐射的效应是累积的，长期的、低剂量的暴露可能会引起与高剂量短暂暴露相似的效应。
最后，不同类型的辐射对生物体的影响也不同。
例如，伽玛射线可以穿透人体，因此对内脏器官产生更严重的影响；而阿尔法射线难以穿透皮肤，因此对皮肤产生更直接的影响。
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2．慢性放射病 在较长时间、多次受到超过容许剂量的照射所致。
因不遵守防护规则，受放射治疗不当而发生，也可由急性放射病转变而成。
（1）局部性损害 主要指微波对皮肤、眼和睾丸的损害。微波首先作用于人体表面，使皮肤温度升高，产生热感和痛感。功率密度为10～60mW/cm2、频率为3000～10000MHz的微波辐射，仅数秒钟的暴露即可使皮肤温度升高0.025～0.06℃，足以引起皮肤热感和痛感，已超过微波辐射的容许标准，应引起注意。眼晶状体是对微波比较敏感的部位。长期从事雷达工作或其他接触微波辐射的工作人员，也可能有早期晶状体混浊的症状。哺乳类动物的睾丸对温度增高特别敏感，阴囊温度即使仅增高几度亦可使 曲精细管上皮细胞受到损害。据报道，5 mW/cm2场强的微波辐射就可能损伤睾丸。睾丸受到微波的损伤后，继而可引起性欲减退、暂时性不育、精子存活数暂时性减少和精子活动能力降低。脱离接触后数月，可得到明显恢复。此外，微波与短波辐射还可以造成听觉功能障碍。
三．非电离辐射的生物医学效应
非电离辐射能量较低，它们作用于人体也会产生不同程度的损伤作用。航空航天活动中，较重要的非电离辐射是紫外光、短波辐射与微波辐射，前者来源于太阳辐射，后者主要来源于飞行器的通讯与遥测设备。
（一）紫外辐射效应
紫外线被物体吸收后可以产生光化学反应，其生物效应主要是由于其光化学反应所致。紫外辐射在人体组织中的贯穿能力很低，外照射引起的生物效应局限于皮肤与眼睛。
事例引出微波与短波辐射对人体的效应
1．效应发生的机理 微波与短波辐射作用于生物机体时，由于其电场与组织分子原有的电场之间的相互作用，可使组织分子的动能和势能改变并进行能量交换。由此引起各种生物学效应。
（1）致热效应 机体组织吸收辐射能量后，可使组织温度升高，继而引起机体的功能改变。它是由于微波与短波辐射可激励细胞液及细胞外液中的电解质、极化的蛋白质和水的分子，使它们发生旋转、振动、扭曲等运动，并使分子间摩擦而转化为热能。因为生物机体的含水组织能强烈地吸收辐射能量，所以含水多的组织，如肌肉、皮肤、脏等，受致热效应的影响也更加明显。
基本教材或主要参考书
《航空航天生理学》 余志斌主编，第四军医大学，2008
教学目的与要求：
目的：1．掌握电离辐射与非电离辐射的生物学效应，了解作用机制
2．掌握电离辐射与非电离辐射的防护
重点：辐射生物学效应 航空航天活动中辐射防护方法
大体容与时间安排，教学方法：
方法：理论讲解、教学幻灯、板书
时间安排
第一节课：第三节 辐射的生物效应
（2）非致热效应 机体被暴露于不致引起体温升高的辐射强度下，亦可出现某些功能改变，特别是诱发心血管和神经系统的功能紊乱。关于引起非致热效应的机理曾提出过各种假说，如场致力效应、光化学效应、电磁共振效应等，但尚处于理论设想阶段。由于引起致热效应所需的辐射功率通常较非致热效应为高，故不排除在有致热效应的同时，也有非致热效应的存在。
2．眼部效应过量的紫外照射可导致眼角膜结膜炎，但很少引起持久性的视觉损伤。角膜炎的发生通常在受照射后6～12小时，潜伏期长短与照射的严重程度呈反比。结膜炎的发生较角膜炎缓慢，可在眼睑周围的面部皮肤伴随出现红斑。动物实验表明，大剂量的紫外照射亦可导致动物发生白障。红外线也有此效应，可使眼晶状体浑浊，引起白障。
2．辐射与温度条件的相互作用 寒冷与高温均可导致辐射病加剧，降低机体对辐射的耐力。如动物在高温或低温环境中受到半数致死剂量的辐射时，其存活率降低、寿命缩短。但机体已适应寒冷环境后再受到辐射时，机体对辐射的耐力有轻度提高。
3．辐射与重力条件的相互作用短时超重对辐射耐力的影响效果不确定，与个体有关；但长时间的超重则导致辐射耐力降低。失重可增强辐射的生物效应。振动对辐射效应的影响与振动作用的方式、时间及振动的频率有关。
3．灭菌作用细菌受紫外照射后，由于体蛋白质分子受到光化学作用的破坏而死亡。紫外杀菌效率最高的波长约在250nm左右。
4．抗佝偻作用紫外线的抗佝偻作用是由于紫外线可以使皮肤中的7-去氢胆固醇分子转化为维生素D3，后者可促进骨骼的钙化。抗佝偻作用的最有效紫外线波长围约为290～330nm。
（二）微波与短波辐射效应
《航空航天生理学》教案首页
第13次课 授课时间2009-03-16教案完成时间：2009-03-04
课程名称
航空航天生理学
年 级
2005年级
专业、层次
空军临床医学专业、5年制本科
教员
马进
专业技术职 务
教授
授课方式（大、小班）
大班
学 时
2
授课题目（章、节）
第六章 辐射环境与防护
第三节 辐射的生物效应 第四节 航空航天活动的辐射防护
1．皮肤效应红斑是最常见的紫外照射的皮肤效应。皮肤在受到紫外线照射后1～8小时会发生红斑，红斑效应出现的快慢与程度的轻重与照射量的大小、被照者的敏感程度有关。根据紫外照射后红斑反应的严重程度可分为四级：
一级红斑：刚刚能观察到的红斑，24小时后皮肤可完全复原，其对应的照射剂量称作最小红斑剂量。二级红斑：与中等的晒斑类似，3～4小时后减退。但留下色素沉着。三级红斑：伴有水肿和触痛的严重红斑反应，红斑持续数日，色素沉着明显，有鳞片状脱皮。四级红斑：水肿较三级更严重，有水疱形成。
一般认为，功率大于1mW/cm2即可引起致热与非致热的复合效应，功率低于1mW/cm2只引起非致热效应。
2．对人体健康的影响
对人体的影响取决于辐射与人体间相互作用的情况。若被完全透射或反射，则对受辐射机体无影响，只有当辐射通过组织并被吸收时，才能对机体产生影响。
微波与短波辐射穿透组织的深度与波长及频率有关，频率越高、波长越短，穿透的深度也越浅。
它的表现有局部与全身性损害：①局部损害最为常见，可有皮肤发红、萎缩、毛发脱落甚至溃烂导致恶性肿瘤；部分患者还可出现视力减退、视物模糊、眼睑干燥等现象，少数亦可有晶体混浊即白障等疾患。②全身损害主要表现为神经系统机能与器质性的改变，如反射机能减退、感觉障碍及神经衰弱等症状；由于分泌障碍，可出现性欲减退、阳萎、精子生成异常、肾上腺皮质和甲状腺功能减低等表现；血象的改变可出现骨髓性与淋巴性白血病，血小板减少性紫癫与再生障碍性贫血，并具有明显的出血倾向，易出现继发性感染，还可能出现消化系统与呼吸系统的病变。
（三）按效应发生规律的性质
分为随机效应（stochastic effects）与非随机效应（non-stochasticeffects）。随机效应是指效应的发生几率与受照射的剂量大小相关，而效应的严重程度与剂量大小无关的一类辐射效应，一般认为它不存在剂量的阈值，但接受的剂量愈低，发生该效应的几率也愈小，如辐射遗传效应与辐射致癌效应。非随机效应是指效应的严重程度与剂量大小相关的效应，它存在剂量阈限，受照射量在阈值剂量以下时，效应不会出现。如辐射致白障、辐射致不孕症和皮肤放射损伤。
间接作用是指辐射作用于体液中的水分子，引起水分子的电离与激发，形成化学性质非常活泼的一系列产物，如自由基和水化电子，然后再通过这些产物间接作用造成生物分子损伤。自由基及水化电子具有很强的氧化还原能力。
通过上述两种作用机理，可以使生物大分子发生多种改变，如分子构型发生变化或某一基团被破坏等。在离体条件下照射生物大分子，如酶和脱氧核糖核酸（DNA）等，通过直接作用或间接作用，都可以产生有机自由基。对酶分子来说，可能导致分子构型变化，或破坏某一氨基酸的残基，或使疏基氧化，或使酶的活性中心破坏；对DNA分子来说，可能引起单链或双链断裂、交联，或破坏某种硷基。由于DNA分子在细胞辐射损伤中的重要性，所以有人把DNA看作是电离辐射对细胞作用的“靶”物质。DNA的分子损伤和代障碍可以导致细胞分裂延迟、染色体变化和结构的破坏。
一．辐射生物效应的分类
（一）按效应出现的围
分为躯体效应（somatic effects）与遗传效应（genetic effects）。
躯体效应指出现在受照者本身的效应，遗传效应指影响受照者后代的效应。
（二）按效应出现的时间
分为近期效应(short-term effects）与远期效应（long-term effects）。近期效应又分为急性效应（acute effects）与慢性效应（chronic effects）。急性效应如急性放射病与急性皮肤放射损伤，慢性效应如慢性放射病与慢性皮肤放射损伤。远期效应一般发生在受照射后几年到几十年之间，如辐射所致肿瘤、白障，以及辐射遗传效应等。
以微波为例，20 000～30 000MHz的毫米波均为皮肤表层吸收， 1000～3000MHz的厘米波可透入组织约1cm被吸收；1000MHz以下的分米波人体。根搪辐射的强度、频率和作用部位，可将微波与短波辐射对人体的损害分为局部损害和全身性损害。
能产生红斑效应的紫外线波长围约在290～330nm之间，长波紫外线产生的红斑更严重些，这可能是由于长波紫外线在表皮中的贯穿较深。皮肤着色、晒黑或角质层加厚，可使最小红斑剂量至少增加一个数量级。
长期受紫外线照射会加速皮肤老化，使皮肤干燥、粗糙、松弛和出现黑色素沉着。长期暴露于波长小于320nm的紫外辐射会增加发生皮肤癌的危险。扁平细胞癌是最常见的光致皮肤癌类型，大部分发生在手部和后颈部等局部受照部位。
3．远期影响 主要表现为致癌作用和对遗传的影响。
①电离辐射暴露所引起的肿瘤约占5％。电离辐射引起的肿瘤有皮肤癌、骨肉瘤、肺癌、白血病、甲状腺癌和恶性淋巴瘤等。
②电离辐射对遗传的影响，主要是指对受照者生育力与后代的影响，如男性的阳萎、精子变性，女性闭经、妊娠中断和胎儿畸形等。
（三）辐射与其他应激因素的复合效应
在航空航天活动中，人体受到的是多种因素的复合作用，因此，在研究电离辐射的生物效应时，应该考虑到其他因素的相互影响，综合衡量其生物学效应。复合因素在作用效果上可有显著差异，而且不同因素采取不同的组合，其作用效果也不一致，可有增强、协同和拮抗等效果。