A、电离辐射B、电离辐射的生物学效应C、电离辐射的防护E、医.

日常生活可接触的消费品放射源如：夜光表 ，烟雾警报器，机场X线检查机，电视和计算 机荧屏等，这些放射源对人类的照射剂量是很 小的。
根据《UNSCEAR》 1993 报告，若以天然照 射人均年剂量率均匀分布在365天，几种人工照 射相当天然照射的天数见表5—3。医疗照射全 世界人均年有效剂量是0.6mSv ，医疗照射剂量 水平相当于天然辐射源本底照射的25% ，是人 工辐射源附加照射中最高者，它是核动力所致 照射剂量的90倍，是职业照射剂量的270倍。
原子
A + X 射线
• 电子对效应
能量≥1.02 MeV 的γ射线 与原子核作用可能产生一对 正-负电子。
能量转化成 质量
M = E /C2
M ＋ γ → M + e+ + e- → γ1 + γ2
1.02 MeV
me
me
0.511MeV 0.511MeV
基本条件： γ射线能量 Eγ 1.02 MeV 为什麽？
五 中子与物质的作用
中子不带电不能直接使原子电离 但中子容易进入原子核内 同原子核发生作用引起核反应
1）与 H 原子核的弹性碰撞 传递能量 质子跑出来 中子被慢化 n+H→n + p
第一步 打出质子（载能） 第二步 质子引起物质电离
慢化剂:轻水(1H2O) 重水(2D2O)
n
n
p
电离
H
n
2） 中子核反应 例如( n,p)反应
者 意 义
1戈瑞 = 1焦耳/千克 1 Gy = 1 J/kg
和
区
别
有机体
放射源 活度(A) 1贝克=1次核衰变/秒
剂量当量(H) 有效剂量（E） 1希沃特 = 1 焦耳/千克
4. 电离辐射的探测
根据射线与物质相互作用的原理， 在以下情况可探测到射线的存在： （1）利用射线能电离物质,收集所 产生的电离电流或电荷制造的探测 器； （2）利用光电倍增管收集带电粒 子激发原子所产生的荧光制造的探 测器；
生物效应产生的过程和机理
电离辐射的能量转移过程
DNA损伤（分子水平）
单链断裂：
可以实现无差错
C
修复
双链断裂： 错误修复
细胞水平损伤
细胞死亡
间期死亡
增殖死亡
增殖死亡 间期死间亡期死亡
增殖死间亡期死亡
增殖死亡
功能障碍 结构改变
细胞水平损伤
细胞变异（modification)
变异
细胞转化
癌症
2）核工业、核动力对环境的污染
主要是排放放射性“三废”和由事故释 放出的放射性核素所造成的局部污染。据联 合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR ）报1956—1990年由核工业产生的累积集体 剂量也仅为世界居民一年内所受天然辐射产 生的集体剂量的1/10 。虽然给人类造成的附 加剂量负担很小，但必须防止较大放射事故 的发生。
（ ﹤ 10-11 米，keV，MeV），来自原子核γ衰变, 不带电， 静止质量 0 。
能量 E = hν） 动量 p = hν / c
• 能够同物质原子发生作用，但不能直接使原子 电离；有动量和能量交换,能够产生载能次级 带电粒子，可以对物质发生电离作用。
2 γ射线对物质的电离作用 两步过程
γ射线
确定性效应
随机性效应
（deterministic effects） (stochastic effects)
有剂量阈值
无剂量阈值
效应的严重程度 与剂量成正比
发生几率与剂量 成正比
严重程度与剂量无关
确定性效应与随机性效应
随机性效应
几 率
确定性效应
严 重 程 度
剂量
阈值 剂量
4. 放射损伤
从1945年到1989年，全世界共进行了 1799 次核武器实验，美国921次，前苏联624次， 二者实验占总数的89% 。其中大气层实验 483次，爆炸的总能量相当于42000个美国在
广岛投的原子弹。核试验造成大量放射性落 下灰对局部和全球沉降。约有30多种元素， 200多种放射性核素，其中一些长半衰期的 放射性核素如 90Sr 、137Cs、 131I、 239Pu、 241Am等，可蓄积于体内，产生不良效应。 自1980年停止了大气层核试验，放射性落下 灰沉降量逐渐减少了。
４）湮没辐射（annihilation radiation ) 当+ 粒子与物质作用，能量耗尽时和 物质中的自由电子（e -）结合，正负电 荷抵消，两个电子的静止质量转化为两 个方向相反，能量各为0.511Mev 的 光子而自身消失的过程成为湮没辐射或 光化辐射。
1 γ射线是什麽？ • γ射线是波长很短能量高的电磁辐射
在生物物质中产生离子对的 辐射。
1. 电离辐射的种类
(1) 带电粒子 , 粒子，质子，反冲核等 , 粒子是放射性核素在核衰变时放
出的高能粒子， 粒子是由两个质子和 两个中子组成的一个氦原子核，带两个 正电荷，它的电离本领大，因质量重， 运动速度慢，穿透力弱。 粒子质量同 电子，可带正电和负电，其运动速度较 快，穿透力较 粒子大。
带电粒子通过物质时，壳层电子 获得的能量不足以使壳层电子脱离轨 道，则从能量较低的轨道跃迁到能量 较高的轨道，即原子由基态转入高能 态，这种过程称为激发。
2）散射（scattering ) 带电粒 子通过物质时，因受物质原子核 库仑电场作用而改变其本身的运 动方向，称为散射。
３）韧致辐射（bremsstrahlung ) 高速带电粒子通过原子核附近时， 受到原子核库仑电场的作用而急 剧减速，一部分能量以光子的形 式辐射出来，这种辐射称为韧致 辐射。
急性放射病 定义：人体一次或短时间内分次受到大
剂量照射引起的全身性疾患。 外照射：＞1Gy
急性放射病 症状与剂量的关系:
剂量(Gy)
0.1 0.5 1.0 1.5 3-5 7-10
症
状
染色体变化 末梢血中淋巴细胞减少 10%的人恶心，呕吐 死亡阈值 LD50/60天(造血器官死亡) LD100/60天(消化器官死亡)
3）医疗照射和日常生活中接触的放源
医疗照射 是指接受治疗或诊断时患者或
被检查者所受的照射。医学中所应用的辐射 种类越来越多有：医用诊断X线 ，牙科X线， 核医学，放射治疗，介入放射，CT扫描，皮 科敷贴等等，几乎医学各科都离不开辐射的 诊治。医疗照射给人类造成的剂量负担人均 年有效剂量为0.4—1.0mSv，约为天然辐射的 1/4。随着人类生活水平和医疗水平的提高， 其应用频率呈增长趋势。
天然放射性核素在自然界分布 十分广泛，如岩石、土壤、大 气、水、各种建材以及动植物 组织中都含有一定数量。人体 受天然放射性核素外照射全世 界平均剂量为0.46mSv ·a-1。
3）人体内的天然放射性核素
环境介质中处处有天然放射性核素， 人通过呼吸和饮食使天然放射性核素进 入体内，构成对人体的内照射，平均剂 量约为1.52mSv ·a-1。
第1步 初级作用
三种作用效应
光电效应 康普顿效应 电子对效应
产生次级电子
第2步 次级作用
电离效应
次级电子使 物质原子电离
光电效应
自由电子 原子
受激原子
作用机制 光子同(整个)原子作用把自己的全部能量传递给原子,
壳层中某一电子获得动能克服原子束缚跑出来,成为
自由电子，光子本身消失了。
γ + A A* + e- （光电子）
（3）利用中子与物质弹性碰撞 所产生的次级粒子来探测中子存 在的中子探测器； （4）利用射线对物质的感光作用 测量射线存在的放射自显影术。
常用的探测器多利用第一、 二种原理制成。
B. 电离辐射的生物学效应
1. 作用于人体的电离辐射源 2. 电离辐射生物学效应的机理 3 电离辐射生物学效应的分类 4 放射损伤
第3章 电离辐射与人体健康
A、电离辐射 B、电离辐射的生物学效应 C、电离辐射的防护 E、医疗照射 F、氡
A. 电离辐射
1. 电离辐射的种类 2. 电离辐射与物质的相互作用 3. 电离辐射常用的计量单位 4. 电离辐射的探测
（电离）辐射 （ ionizing ）
radiation 在辐射防护领域，指能
沒有顯著的效應
非機率效應 (急性效應)
0~0.5 Sv
0.5~1 Sv
5~50%的患者在 3小時內嘔吐， 有倦怠和失去胃 口的現象，中度 的血液變化；可 在數週內復原。
公众所受辐射照射比例（1993年）
0% 4% 20%
76%
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（3）环境放射性物质进入机体的途径
1）进入途径 通过消化道食入，呼 吸道吸入和皮肤、粘摸、伤口等侵入。
2）食物链转移 环境中的放射性核 素，通过食物和水进入体内的全部行径 过程称为食物链。各种放射性核素在环 境中转移的过程有浓集现象，不过受许 多因素的影响。
天然辐射源对公众所致剂量水平世界 平均为2.4mSv ·a-1，其中氡及其子体吸 入所致内照射剂量为1.27mSv ·a-1 。
自从有人类以来一直受天然
辐射源的照射，称为天然本底照 射，它已是人类不可缺少的一种 生存环境。有实验证明，生物如 果在完全没有天然辐射源照射的 条件下，是无法生存的。
（2）人工辐射源 1）核武器实验对全球的环境污染
n + 14N → 14C + p 第一步 核反应产生质子 第二步 质子对物质产生
电离作用
n
1 14N
p 电离
14C
2
• 人体有大量 H 和 N 原子 中子对人体电离效应严重，可导致严重伤害
3. 电离辐射常用的量及其单位