放射物理与防护.刘杉

1、 放射性发现与应用的的回顾放射性发现与应用的的回顾v18951895年年 伦琴发现伦琴发现X X射线射线v18961896年贝克勒尔发现物质的放射性年贝克勒尔发现物质的放射性v18981898年年 居里夫妇发现发现镭和钋居里夫妇发现发现镭和钋1896年拍摄的手部照片年拍摄的手部照片 放射性 概念常见放射源数量所占比例常见放射源数量所占比例(*2000年数据) 秦山一期核电站秦山一期核电站300MW于于1991年年12月月15日并网发电日并网发电射线种类 直接电离粒子：具有足够大的动能，通过碰撞能引起物质电离的带电粒子，如 电子、射线、质子和粒子 以和射线常见 间接电离粒子：能够释放出直接电离粒

2、子或引起核变化的非带电粒子，如中子、 射线、X射线 以X、射线常见 射线种类 射线：高速运动的氦原子核组成，电离作用大，贯穿本领小 射线：高速运动的电子流，电离作用较小，贯穿本领较大 射线：波长很短电磁波，电离作用小，贯穿本领较大 X射线：高速电子轰击靶物质，产生电磁波量及其单位 活度专用单位居里（Ci）、代表每秒发生3.71010衰变，此外，还有毫居里（mCi）、微居里（Ci） 以毫居里（mCi）最为常见 活度国际单位制单位贝可（Bq），代表每秒种发生1次衰变电离辐射生物效应的类型电离辐射生物效应的类型 根据效应出现的个体根据效应出现的个体 躯体效应、遗传效应躯体效应、遗传效应 根据效应出现

3、的时间根据效应出现的时间 早期效应、远期效应（迟发效应、晚期效应）早期效应、远期效应（迟发效应、晚期效应） 根据效应的性质根据效应的性质 确定性效应、随机性效应确定性效应、随机性效应确定性效应确定性效应(1) 指发生严重程度和机率都随剂量变化而变指发生严重程度和机率都随剂量变化而变化的效应化的效应 存在剂量阈值存在剂量阈值 表现为眼晶体的白内障、皮肤的良性损伤、表现为眼晶体的白内障、皮肤的良性损伤、造血功能障碍、生殖系统的暂时不育和永造血功能障碍、生殖系统的暂时不育和永久不育等久不育等确定性效应确定性效应(2)（阈剂量）（阈剂量） 剂量阈值：只有当机体受到阈值以上的照剂量阈值：只有当机体受到阈

4、值以上的照射射 剂量时，效应才有可能发生；否则，效剂量时，效应才有可能发生；否则，效应就不会出现。应就不会出现。 确定性效应的发生在于有相当数量的细胞确定性效应的发生在于有相当数量的细胞被杀死，而这些细胞又不能由活细胞的增被杀死，而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补偿，由此引起临床上可检查出的相殖来补偿，由此引起临床上可检查出的相应组织或器官的功能损伤。应组织或器官的功能损伤。确定性效应确定性效应(3)（不同组织阈剂量）（不同组织阈剂量） 一次照射一次照射 长期照射长期照射 （Sv） （Sv/年）年）男性暂时不育男性暂时不育 0.15 0.4男性绝育男性绝育 3.5 6.0 2 .0 女性绝育女

5、性绝育 2.5 6.0 0.2眼晶体混浊眼晶体混浊 0.5 2.0 0.1白内障白内障 5.0 0.15骨髓抑制骨髓抑制 0.5 0.4随机性效应随机性效应(1) 发生机率（而非严重程度）与剂量大小有发生机率（而非严重程度）与剂量大小有关的效应关的效应 不存在剂量阈值不存在剂量阈值 表现为遗传效应和致癌效应表现为遗传效应和致癌效应随机性效应随机性效应(2)(不存在阈剂量不存在阈剂量) 效应发生概率随受照剂量增加而增加，而效应发生概率随受照剂量增加而增加，而严重程度与受照剂量无关的效应。严重程度与受照剂量无关的效应。 只要机体受到电离辐射的照射，即使剂量只要机体受到电离辐射的照射，即使剂量很小，

6、也有可能发生效应，只是发生率很很小，也有可能发生效应，只是发生率很低很低。低很低。 当一个群体受到相同的照射剂时，某个个当一个群体受到相同的照射剂时，某个个体可能发生随机性效应，而别的个体不发体可能发生随机性效应，而别的个体不发生，这种效应出现在谁的身上是随机的，生，这种效应出现在谁的身上是随机的，对受照个体不能预选确定，但对群体出现对受照个体不能预选确定，但对群体出现的概率是可以预测的。的概率是可以预测的。随机性效应随机性效应(3) 如果受照的躯体细胞没有被杀死，而是产如果受照的躯体细胞没有被杀死，而是产生了变异，变异的细胞繁殖就可能导致癌生了变异，变异的细胞繁殖就可能导致癌症，称为致癌效应

7、。症，称为致癌效应。 如果生殖细胞受到损伤产生了变异，则可如果生殖细胞受到损伤产生了变异，则可能向后代传递错误的遗传信息，引起某些能向后代传递错误的遗传信息，引起某些后代出现遗传病疾患，称为遗传效应。后代出现遗传病疾患，称为遗传效应。随机性效应随机性效应(5)日本原子弹爆炸幸存者的流行病学调查日本原子弹爆炸幸存者的流行病学调查1。先天性缺陷、死产和新生儿死亡。先天性缺陷、死产和新生儿死亡2。活产儿童平均寿命调查。活产儿童平均寿命调查3。20岁以前发生恶性肿瘤的调查岁以前发生恶性肿瘤的调查4。染色体异常。染色体异常5。蛋白质突变频率。蛋白质突变频率6。性比例。性比例7。儿童生长发育。儿童生长发育

8、随机性效应随机性效应(4) 辐射致癌机制辐射致癌机制1。细胞突变和染色体畸变。细胞突变和染色体畸变2。病毒活化。病毒活化3。免疫抑制。免疫抑制4。细胞动力学变化与激素调节的改变。细胞动力学变化与激素调节的改变随机性效应随机性效应(6) 职业照射职业照射 生育率、不孕率、活产婴儿性比例生育率、不孕率、活产婴儿性比例 自然流产率、多胎率、新生儿死亡率、自然流产率、多胎率、新生儿死亡率、20种先天畸形和遗传疾病调查总发生率种先天畸形和遗传疾病调查总发生率电离辐射生物效应的机理电离辐射生物效应的机理 原发作用：机体受到射线照射后，吸收了原发作用：机体受到射线照射后，吸收了射线能量，其分子或原子发生电离

9、和激发。射线能量，其分子或原子发生电离和激发。 直接作用直接作用 间接作用间接作用 继发作用：原发损伤的发展，引起一系列继发作用：原发损伤的发展，引起一系列继发改变。继发改变。影响电离辐射生物效应的因素影响电离辐射生物效应的因素-照射剂量照射剂量 人体受不同剂量照射后损伤效应的估计人体受不同剂量照射后损伤效应的估计 剂量（剂量（Gy） 损伤程度损伤程度 0.25 不明显或不易觉察的病变不明显或不易觉察的病变0.250.5 可恢复的功能变化可恢复的功能变化,可能有血液变化可能有血液变化0. 51.0 功能及血液变化功能及血液变化,不伴有临床征象不伴有临床征象1.02.0 轻度骨髓型急性放射病轻度

10、骨髓型急性放射病2.04.0 中度骨髓型急性放射病中度骨髓型急性放射病4.06.0 重度骨髓型急性放射病重度骨髓型急性放射病6.010.0 极重度骨髓型急性放射病极重度骨髓型急性放射病10.050.0 胃肠型急性放射病胃肠型急性放射病 50.0 脑型急性放射病脑型急性放射病影响电离辐射生物效应的因素影响电离辐射生物效应的因素-照射方式照射方式 同一剂量的照射，在分次给予的情况下，同一剂量的照射，在分次给予的情况下，其损伤效应低于一次给予的效应，分次越其损伤效应低于一次给予的效应，分次越多，每次间隔时间越长，则损伤效应就越多，每次间隔时间越长，则损伤效应就越小。小。 大鼠一次全身照射大鼠一次全身

11、照射10Gy，则死亡率，则死亡率100%，若若10Gy分分10次给予（每次次给予（每次1Gy），则死亡），则死亡率降至率降至90%，若分，若分20次给予（每次次给予（每次0.5Gy）,则死亡率降至则死亡率降至30%。影响电离辐射生物效应的因素影响电离辐射生物效应的因素-照射部位与面积照射部位与面积 由于机体的不同部位对辐射的敏感性不同，由于机体的不同部位对辐射的敏感性不同，即使在照射剂量和剂量率都相同的条件下，即使在照射剂量和剂量率都相同的条件下，损伤效应也是不同的。全身损伤程度以照损伤效应也是不同的。全身损伤程度以照射腹部最严重，其次是盆腔、头部、胸部射腹部最严重，其次是盆腔、头部、胸部和四

12、肢。和四肢。 当照射的其它条件相同时，受照面积越大，当照射的其它条件相同时，受照面积越大，损伤效应越显著。损伤效应越显著。影响电离辐射生物效应的因素影响电离辐射生物效应的因素-人体组织的放射敏感性人体组织的放射敏感性 高度敏感组织高度敏感组织-淋巴组织、胸腺组织、骨淋巴组织、胸腺组织、骨髓组织、胃肠上皮、性腺、胚胎组织髓组织、胃肠上皮、性腺、胚胎组织 中度敏感组织中度敏感组织-感觉器官（角膜、眼晶感觉器官（角膜、眼晶体）、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾体）、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾肝肺组织的上皮细胞肝肺组织的上皮细胞 轻度敏感组织轻度敏感组织-中枢神经系统、内分泌中枢神经系统、内分泌（除

13、性腺）、（除性腺）、 不敏感组织不敏感组织-肌肉组织、软骨和骨组织肌肉组织、软骨和骨组织放射性放射性 防护防护 内照射内照射 工作服（包括工作帽）、工作鞋、手套、口罩及工作服（包括工作帽）、工作鞋、手套、口罩及特殊防护用品特殊防护用品 工作服一般采用白色棉织品制成工作服一般采用白色棉织品制成 拖鞋、解放鞋或胶鞋均可作为工作专用鞋拖鞋、解放鞋或胶鞋均可作为工作专用鞋 医用乳胶手套和塑料手套都能满足操作放射性物医用乳胶手套和塑料手套都能满足操作放射性物质要求质要求 上述用品尺寸、型号要选择合适，使用、清洗后上述用品尺寸、型号要选择合适，使用、清洗后作污染监测，如超过控制水平，不可再用作污染监测，如

14、超过控制水平，不可再用放射性放射性 防护防护 正确使用防护口罩，是减少工作人员放射正确使用防护口罩，是减少工作人员放射性物质摄入量的重要手段性物质摄入量的重要手段 普通口罩对放射性气溶胶过滤作用不明显普通口罩对放射性气溶胶过滤作用不明显 需使用以超细合成纤维为原料制成的口罩需使用以超细合成纤维为原料制成的口罩，保持脸面与口罩的严密接触，注意防止，保持脸面与口罩的严密接触，注意防止侧漏侧漏放射性放射性 防护防护 内照射内照射 所有使用过的防护用品应放在指定地点，严禁将所有使用过的防护用品应放在指定地点，严禁将个人防护用品穿戴出放射工作场所或移至非放射个人防护用品穿戴出放射工作场所或移至非放射性区

15、使用性区使用 离开工作场所时，应仔细洗手，并作污染监测离开工作场所时，应仔细洗手，并作污染监测 在高放工作场所操作人员，工作完毕应进行沐浴在高放工作场所操作人员，工作完毕应进行沐浴 放射工作场所内严禁进食、饮水、吸烟和存放食放射工作场所内严禁进食、饮水、吸烟和存放食物物放射性放射性 防护防护放射性放射性 防护防护 外照射外照射 0.5mm铅当量的橡胶制成的防护衣、防护帽、防铅当量的橡胶制成的防护衣、防护帽、防护颈套、防护巾、防护围裙等护颈套、防护巾、防护围裙等 0.25mm铅当量的橡胶制成的铅橡胶手套等铅当量的橡胶制成的铅橡胶手套等医用诊断医用诊断X线机房防护设施的要求线机房防护设施的要求 位

16、置：底层位置：底层 面积：单管头面积：单管头200mA24m2，双管头，双管头36m2 墙：初级防护墙墙：初级防护墙2mmPb，次级防护墙，次级防护墙1mmPb 门窗：合理设置、与所在墙相同防护厚度门窗：合理设置、与所在墙相同防护厚度 布局：合理、无杂物布局：合理、无杂物 通风：良好通风：良好 电离辐射标志、工作指示灯：醒目电离辐射标志、工作指示灯：醒目 辅助防护用品：齐全辅助防护用品：齐全医用医用X线诊断防护安全操作要求线诊断防护安全操作要求 工作者业务熟练、具有射线防护知识工作者业务熟练、具有射线防护知识 正确使用设备和辅助防护用品正确使用设备和辅助防护用品 优先考虑摄影，透视尽量使用电视

17、透视优先考虑摄影，透视尽量使用电视透视 普通荧光屏透视做好暗适应，采用普通荧光屏透视做好暗适应，采用“高千高千伏、低电流、厚滤过、小照射野伏、低电流、厚滤过、小照射野” 摄影时，合适选择附加滤过板、调节照射摄影时，合适选择附加滤过板、调节照射野、合理选择增感屏与胶片组合、对受检野、合理选择增感屏与胶片组合、对受检者辐射敏感器官者辐射敏感器官(性腺、眼晶体、乳腺、甲性腺、眼晶体、乳腺、甲状腺状腺)适当屏蔽保护适当屏蔽保护 候诊安全、少用移动或携带式候诊安全、少用移动或携带式X线做透视线做透视 妇女儿童特殊保护妇女儿童特殊保护小结医疗照射是指应用电离辐射实施医学诊断及治疗的医学实践活动，包医疗照射

18、是指应用电离辐射实施医学诊断及治疗的医学实践活动，包括应用括应用X线进行医学影像学检查、应用各种电离辐射时行的肿瘤放射线进行医学影像学检查、应用各种电离辐射时行的肿瘤放射治疗及应用放射性核素进行的医学影像检查及治疗。医疗照射辐射防治疗及应用放射性核素进行的医学影像检查及治疗。医疗照射辐射防护的基本原则是辐射实践的正当化、辐射防护的最优化以及严格的个护的基本原则是辐射实践的正当化、辐射防护的最优化以及严格的个人剂量限制。辐射实践的正当化要求从业者必须在不同的医学检查与人剂量限制。辐射实践的正当化要求从业者必须在不同的医学检查与治疗技术之间进行合理的权衡，正确理解不同放射检查、治疗技术的治疗技术之间进行合理的权衡，正确理解不同放射检查、治疗技术的临床适应症，在辐射所引起的损害与带来的利益间权衡利弊。辐射防临床适应症，在辐射所引起的损害与带来的利益间权衡利弊。辐射防护的最优化及个人剂量限制则要求按照辐射产生的随机性效应及确定护的最优化及个人剂量限制则要求按照辐射产生的随机性效应及确定性效应分类，保障辐射防护所提供的职业人员与被检者个人防护在保性效应分类，保障辐射防