第一章 核物理与辐射防护基本知识ppt课件

想一想
解释一下
为什么人造放射性同位 素应用比天然放射性物质应 用广泛呢？
和天然放射性物质相比，人造放射性同位素 的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形 状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多， 因此放射性废料容易处理。
① 农业技术
用放射性同位素制成肥料和农药，利用探测 器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸 收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。
• 据专家估计，完全消除这场浩劫对自然环 境的影响至少需要800年，而持续的核辐射 危险将持续10万年。
年仅8岁的乌克兰小女孩维卡·切尔温斯卡正在饱受癌症的折磨，她正和母亲一起 在基辅的一家医院中进行治疗，照片拍摄于2006年4月18日。
第一节 核素与核衰变
放射性核素：是指原子核能自发产生成分或 能级的变化，变成另一种核素，同时伴有射线 发射的元素。（P3） 天然存在的放射性同位素不过十几种。现在， 用人工方法得到的放射性同位素已达1000多种。
又如，肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的 放射性元素，由此可以诊断肿瘤形成的部位。
射线治疗
由于肿瘤细胞比正常细胞对射线更敏感， 因此可用一定剂量射线集中照射病灶部位来杀 灭和遏制癌细胞的增长，这就是我们通常所说 的“放疗”。
放疗治癌
体内放疗
体外放疗
近距导入放疗
体内放疗是利用病灶部位对某些元素吸收较 多的特点，将放射性同位素注入体内，射线将近 距离杀灭癌细胞而不会过多损伤周边组织，常用 这种放疗的同位素有碘121、碘131等。
体外放 疗通常用钴 60做γ射线源， 在体外对肿 瘤部位集中 照射。
近距导入放疗是将射线同位素通过导管 直接导入肿瘤部位，使它们在十分靠近的位 置保持一定的浓度和时间。
这种方式对全身 的辐射影响最小，例 如：铱192能放出β射 线和低剂量γ辐射， 它常用于乳腺和口腔 肿瘤的近距离导入治 疗。
③ 工业技术
2.电离辐射的生物学效应分类
全身效应
躯体效应
电 效应范围
局部效应
离 辐
遗传效应
射
生
远期效应
物 学 效 应
效应时间
近期效应
Hale Waihona Puke Baidu
慢性效应 急性效应
分
随机效应
类 效应规律
确定效应
确定性效应
指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。 严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重程度愈大； 特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发生。 不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同 属于此效应的有白内障的形成、生育能力降低、造血功能障碍等
福岛第一核电站核泄漏后，东京都从福岛县 南相马市场产的牛肉中验出2300贝壳的辐射 铯，是标准值的5倍，这些牛称为“辐射牛”
人类历史上的十大核事故
• 2004年日本美浜核电站事故（自然爆炸） • 2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故（龙卷风所致） • 1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故（核反应堆温
外照射
定义：放射性物质经吸入、食入或 皮肤(完好的或伤口)进入体内，从
内照射 而造成放射性核素的体内污染
混合照射
指放射性核素沾染于人
体表面(皮肤或粘膜)。
以外照射为主，有伤口，放射性核素体表污染
易形成内照射
照射方式图例
1.电离辐射生物学效应的发生机理
1.电离辐射生物效应发生的机理
生物学效应
原发作用 继发作用
接近光速 光速
弱 较强 最强
最强 较弱 最弱
P7
第二节 核辐射卫生防护基本知识
一、电离辐射生物学效应 核医学工作中接触的放射性核素以γ、 β型为主， 无α型
概念：电离辐射将能量传递给有机体引起的 任何改变，统称为电离辐射生物学效应。
放射性危害人体的方式
外照射是辐射源处于机体 或生物体外部所产生的照 射。
棉 花
② 医疗技术
人体不同组织对不同元素的吸收率不同，可将 用放射性同位素制成的药物注入人体，用探测 器探测示踪原子在人体组织中的放射强度，这 些数据经过电脑分析后，病人体内的情况就转 化影像显现出来，从而可以诊断它们的病变。
好神奇啊！！！
例如，给人注射131I，然后定时用探测器 测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊 断甲状腺的器性质和功能性疾病。
严重程度
25 20 15 10 5 0
1
2
3
4
剂量
（a） （b） （c）
病理情况阈值
5
继发作用
由于生物活性大分子的损伤，继而发生的组织细 胞代谢的变化、功能和结构的破坏等作用。
继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可以被机 体的再生和代偿能力修复，但有时或有的个体在 修复后可在DNA中发生基因突变，这是导致遗传效 应和远期癌变的重要原因。
直接作用 间接作用
原发作用分类
12
10
频率
•
直接作用：射线作用于蛋白质、
8 6
核酸等生物活性大分子，产生 4
电离或激发，或引起化学键断
2 0
裂，造成分子结构和性质的改 0 1 2 3 4 剂量
变，进而导致正常功能和代谢 作用的障碍。
• 间接作用：射线作用于体内水 分子，引起水分子活化，生成 自由基并通过自由基又间接作 用于生物大分子，造成辐射损 伤。
度过高） • 1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故 • 1999年日本东海村铀处理设施事故（操作失误） • 2011年日本福岛第一核电站事故 • 1979年美国三里岛核事故 • 1957年前苏联克什特姆核灾难 • 1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
1986年前苏联切尔诺贝利核灾难
• 辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31 人死亡，之后15年内有6-8万人死亡，13.4 万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆 30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。
放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。
例如，将放射性同位 素注入输油和输气管 中，用探测器可以挖 掘管道破裂和泄漏的 位置，从而避免大规 模的挖掘
辐射式避雷针
放射性物质放射出的射线一共有三种：α 射线、β射线、γ射线。
成分
速度 贯穿能力 电离能力
α射线 氦原子核 1/10光速
β射线 γ射线
高速 电子流 高能量 电磁波
想一想
棉花在结桃、开花的时候需 要较多的磷肥，但是什么时候的 吸收率最高、磷在作物体内能停 留多长时间、磷在作物体内分布 情况如何呢？
我们知道，把磷肥喷在棉花叶子上，磷 肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位 素30P制成肥料，喷洒在棉花叶面上，然后 每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放 射性强度，就能研究棉花对肥料的吸收情况。