电离辐射放射防护与安全基础

1、电离辐射放射防护与安全基础一、电离辐射与非电离辐射一、电离辐射与非电离辐射二、涉及放射性对健康影响的二、涉及放射性对健康影响的 主要因素主要因素三、放射性对健康的影响三、放射性对健康的影响四、现代放射防护基础四、现代放射防护基础五、辐射防护发展动态五、辐射防护发展动态 人工电离辐射人工电离辐射： 2 000多种人工放射性核素：60Co, 137Cs, 90Sr, 131I,140Ba等 半衰期10年以上100种 天然电离辐射天然电离辐射：宇宙线，宇生核素： 3H, 7Be, 14C, 22Na等 地壳中的放射性核素： 铀系(44.7亿年)；钍系(141亿年)； 锕系(7.04亿年)； 镎系(2

2、.2百万年） 40K（128亿年)，87Rb(475亿年)电离辐射电离辐射- 可引起物质电离的辐射： 、X 射线，宇宙线， 中子、质子、正负电子、重粒子、裂变碎片等。 来源来源年均剂量年均剂量（mSv）范围（范围（mSv）天然辐射 2.41-10，有时会高达10-20医学诊断 0.40.04 - 1.0大气层核试验 0.0051963年最高，为0.15，北半球高于南半球切尔诺贝利核事故 0.0021986年最高为0.04核电站 0.0002核电站数目增加会升高，技术改进会降低。非电离辐射非电离辐射 - 不能引起物质电离的辐射电磁辐射、微波、激光、红外线、紫外线、超声波（B超）等。不能用电离辐射

3、的理论，来解释非电离辐射造成的健康问题。l放射性活度（强度）l射线能量 吸收剂量l射线种类 - 辐射权重因子 当量剂量l组织和器官种类 组织权重因子 有效剂量l放射性衰变：N = Noe-t 随机性半衰期 T1/2：475亿年（87Rb）- 2.810-10s（133Cs）“一尺之棰，日取其半，万世不竭一尺之棰，日取其半，万世不竭” 衰 变 常 数： = 0.693/ T1/2l放射性活度：单位：贝可（Bq），1Bq=1decay/s， 旧单位：居里（Ci），1Ci = 3.71010Bq。 应用举例：钡餐造影、料位计、生物考古（应用举例：钡餐造影、料位计、生物考古（ 1414C C ）- -

4、 1414C C半衰期半衰期573057304040年年 l137Cs 662 kev; 60Co 1332.5 kevl谱仪、谱仪，没有谱仪。lNaI(Tl) 谱仪（多道脉冲幅度分析器）：探测效率：与能量、晶体有关，分 辨 率： 9% - （662 kev）l半导体谱仪：相对探测效率：20%以上 分 辨 率：2.2 kev （1332.5 kev）解谱程序、液氮（电子冷却）NaI(Tl) 测出的能谱Ge-Li测出的能谱l吸收剂量D：表示吸收了多少能量。单 位：焦耳/千克（J/kg） 专 用 名 称：戈瑞（Gy） 旧 单 位： 拉德（rad）：每克物质吸收100 尔格的能量为1拉德。 1 Gy

5、 = 100 radl辐射权重因子辐射权重因子w wR R：受照后人体的损伤程度，与接受的能量有关，还与射线种类有关。因此必须引入一个与射线品质有关的辐射权重因子wR。(电离辐射防护与辐射源安全基本标准 P192）种类种类能量范围能量范围辐射权重因子辐射权重因子wR光子所有能量1电子及介子所有能量1中子 100 kev 2 Mev20 2 Mev 20 Mev10 20 Mev5质子（非反冲质子） 2 Mev5 粒子，裂变碎片，重核 20l当量剂量当量剂量H：考虑了辐射权重因子的吸收剂量称为当量剂量。在组织T中的当量剂量为： HT 组织或器官T的当量剂量，单 位：焦耳/千克 专用名称：希沃特（

6、Sv）wR 辐射权重因子DT.R - 组织或器官T接受的来自射线R的吸收剂量（Gy）。 对于、X射线而言，其辐射权重因子为1， 所以 1 Sv = 1 Gy。对其它射线可不一样。 组织权重因子组织权重因子 T T - 引入组织权重因子的目的是为了表明器官或组织T的危险度对全身总危险度的贡献。组织或器官组织或器官组织权重因子组织权重因子 T T性腺0.20红骨髓0.12结肠0.12肺0.12胃0.12膀胱0.05乳腺0.05组织或器官组织或器官组织权重因子组织权重因子 T T肝0.05食道0.05甲状腺0.05皮肤0.01骨表面0.01其余组织或器官0.05 有效剂量有效剂量E - - 考虑到组

7、织权重因子的当量剂量，称为有效剂量。 有效剂量为体内所有组织和器官的加权当量剂量之和。表示为： E - 人体接受的有效剂量，单 位：焦耳/千克（J/kg）， 专用名称：希沃特（Sv），与当量剂量同T - 器官或组织T的组织权重因子， HT 器官或组织的当量剂量。l变化（change）- 可能有害，也可能无害。l损伤（damage）- 表示某种程度的有害变化，如对细胞，但未必对人有害。l损害（harm）- 临床上可观察到的有害效应。l危害（detriment）- 是一个较复杂的概念，要考虑损害的概率、严重程度与持续时间，不易用量表达。确定性效应确定性效应超过阈剂量值时，发生率100%；严重程度与

8、接受的剂量有关；典型症状：乏力、脱发、牙龈出血、白细胞 降低、性欲降低、皮肤红斑、溃疡、不 同类型的放射病，直至死亡。l 1992年11月19日，山西省忻州市一位农民张某在忻州地区环境检测站宿舍工地干活，捡到一个亮晶晶的小东西，便放进了上衣口袋里，几小时后，便出现了恶心、呕吐等症状。十几天后，他便不明不白地死去。没过几天，在他生病期间照顾他的父亲和弟弟也得了同样的“病”而相继去世，妻子也病得不轻。后来经过医务工作者的调查，才找到了真正的病因，那个亮晶晶的小东西是废弃的钴60，其放射性强度高达10居里。 确定性效应-忻州事故22.54 Gy乏力、脱发、牙龈出血、白细胞降低、皮肤红斑、溃疡、放射病

9、经治疗后，病情好转，但头发仍未恢复随机性效应随机性效应l主要表现是癌症发病率增加。l癌症发病率与接受的剂量有关，接受的剂量越大，癌症发病率越高l严重程度与初始剂量无关。l没有最低剂量阈值。集总危害（集总危害（10-2/Sv）受照人群致死癌非致死癌 严重遗传效应合计成年工作者 4.00.80.85.6全体人口5.01.01.37.3胎儿出生前受照胎儿出生前受照l1-3周内受照： 不致引起活产儿的确定性效应与随机效应。l3周-妊娠终了：确定性效应 胎儿畸形， 阈值：0.1Gy。随机性效应 活产儿癌症概率增加。l8-15周最危险：严重智力发育迟缓 0.4/Sv。智商降低 30 IQ/Sv。遗传效应-

10、后代中的随机性效应 受照者后代遗传紊乱 有些实验表明，辐射可以刺激细胞的繁殖与修复，增强免疫及改变体内激素平衡。这种现象称为小剂量刺激效应。但由于小剂量统计学上的困难，这些未成定论，尚未达到需要在放射防护中予以考虑的程度。 l防止确定性效应的发生，把随机效应控制在可以合理接受的水平。l“线形无阈”假设 随机性效应没有剂量阈值，任何小剂量的照射，都会引起癌症危险度的增加。增加的幅度，可由大剂量引起的危险度，按线性模型外推得到。l“ALARA”原则 要尽量避免一切不必要的照射。我们接受的辐射剂量，要保持在可以合理做到的最低水平（As Low As Reasonable Achievable ）。照

11、射分为三类：职业照射（P1）医疗照射公众照射 （包括正常照射和潜在照射）完整的放射防护体系：实践的正当性 （P5） 剂量限制和潜在照射危险限制防护与安全的最优化 剂量约束和潜在照射危险约束（P192）医疗照射指导水平 几者同等重要，缺一不可。不能单把个人剂量限值当作尺子来用，不考虑实践的正当性和防护的最优化。必须全面贯彻整个放射防护体系。 对于一项实践，只有在考虑了社会、经济和其它有关因素之后，其对受照个人或社会所带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害，该实践才是正当的。对于不具有正当的实践及该实践中的源，不应予以批准。 涉及医疗照射的实践的正当性判断应遵循基本标准第7章所规定的详细要求。 除

12、了被判定为正当的涉及医疗照射的实践外，在下列实践中，通过添加放射性物质或通过活化从而使有关日用商品或产品中的放射性活l度增加都是不正当的： A、涉及食品、饮料、化妆品或其它任何供人食入、吸入、经皮肤摄入或皮肤服敷帖的商品或产品的实践； B、涉及辐射或放射性物质在日用商品或产品中无意义的应用的实践。 l应对个人受到的正常照射加以限制，以保证除基本标准6.2.2规定的特殊情况外，由来自各项获准实践的综合照射所致的个人总有效剂量和有关器官或组织的总当量剂量不超过附录B中规定的相应剂量限值。不应将剂量限值应用于获准实践中的医疗照射。l 应对个人所受到的潜在照射危险加以限制，使来自各项获准实践的所有潜在

13、照射所致的个人危险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。剂量限值用于职业人员公众有效剂量20 mSv/a1 mSv/a5年平均，任一年50 mSv特殊情况，允许5年平均年当量剂量 眼晶体150 mSv15 mSv 皮肤500 mSv50 mSv 手和足500 mSv-l对于来自一项实践中的任一特定源的照射。应使防护与安全最优化，使得在考虑了经济和社会因素之后，个人受照剂量的大小、受照射的人数以及受照射的可能性均保持在可合理达到的尽量低水平；这种最优化应以该源所致个人剂量和潜在照射危险分别低于剂量约束和潜在照射危险约束为前提条件。l防护与安全最优化的过程，可以从直观的定性分析一直

14、到使用辅助决策技术的定量分析，但均应以某种适当的方法将一切有关因素加以考虑，以实现下列目标： A、相对于主导情况确定出最优化的防护与安全措施，确定这些措施时应考虑可供利用的防护与安全选择以及照射的性质、大小和可能性； B、根据最优化的结果制定相应的准则，据以采取预防事故和减轻事故后果的措施，从而限制照射的大小及受照的可能性。l除了医疗照射之外，对于一项实践中的任一特大的源，其剂量约束和潜在照射危险约束应不大于审管部门对这类源规定或认可的值，并不大于可能导致超过剂量限值和潜在照射危险限值的值；l对任何可能向环境释放放射性物质的源，剂量约束还应确保对该源历年释放的累积效应加以限制，使得在考虑了所有

15、其它有关实践和源可能造成的释放累积和照射之后，任何公众成员在任何一年里所受到的有效剂量均不超过相应的剂量限值。 l应制定供执业医师使用的医疗照射指导水平。这类指导水平应： A、根据基本标准第7章的详细要求并参照附录G制定； B、对于中等身材的受检者，是一种合理的剂量指征； C、为当前良好医术可以现实的 医疗实践提供指导； D、在可靠的临床判断表明需要时，可以灵活应用，即允许实施更高的照射； E、随着工艺与技术的改进而加以修订。.距离防护：尽量远离放射源 - 机械手、机 器人。时间防护：尽量缩短从事放射性工作的时 间 - 限定工作时间、轮流作业。屏蔽防护：人与放射源之间设置防护屏障 - 铅室、铅围裙、铅玻璃。l防止放射性物质经呼吸道吸入：通风橱、手套箱、口罩、面具、气衣、湿式作业。l防止放射性物质经食道进入：加强对水、食品的监测禁止在工作区或污染区进食、吸烟。防止手污染。l防止放射性物质经体表进入：避免皮肤与