第四章辐射防护

1、放射性标志放射性标志内容提要1. 辐射剂量单位照射量吸收剂量当量剂量2. 作用于人体的辐射源天然本底辐射医疗辐射其他人工辐射内容提要3.放射对人体的影响 确定性效应与随机效应 辐射损伤化学基础辐射防护的原则与措施 原则 外照射防护措施 内照射防护内容提要5.核医学工作人员和患者受辐射剂量比较 临床核医学检查剂量与其他临床项目比较 临床核医学检查剂量与天然本底辐射比较 核医学工作人员辐射剂量分析6. 核医学诊断的医疗照射指导水平概 述 只有掌握有关射线对人体影响的知识只有掌握有关射线对人体影响的知识和防护措施，才能趋利避害，化害为利。和防护措施，才能趋利避害，化害为利。 辐射防护辐射防护(rad

2、iation protection) (radiation protection) 的的目的就是要把放射线对人的影响减少到最目的就是要把放射线对人的影响减少到最低限度。低限度。概 述 （1 1）对病人主要是内照射）对病人主要是内照射（即放射性核素进入人体内（即放射性核素进入人体内产生的照射），对医务人员产生的照射），对医务人员主要是外照射（即放射性核主要是外照射（即放射性核素从人体外发射的射线对人素从人体外发射的射线对人体产生的照射），但管理不体产生的照射），但管理不当也可产生内照射。当也可产生内照射。 （2 2）由于放射性药物在体）由于放射性药物在体内的特殊分布，病人全身受内的特殊分布，病人

3、全身受照剂量小，个别器官、组织照剂量小，个别器官、组织受照剂量高。受照剂量高。核医学辐射的特点核医学辐射的特点第一节 辐射剂量单位一、照射量（exposure） 定义：定义： 光子(,-ray)在单位质量(dm)空气中释放出来的所有正负离子被阻止在空气中时，产生的同一符号的离子的总电荷量。 国际单位为库仑库仑（千克）（千克）-1-1，简写为C（kg）-1。传统的单位是伦琴伦琴(roentgen, R)。 照射量率：单位时间(dt)内的照射量(dX) 2RAX第一节 辐射剂量单位二、吸收剂量（absorbed dose） 单位质量的受照物质吸收射线的平均能量。 国际单位是戈瑞戈瑞（gray，Gy

4、） ，1 Gy表示1千克受射线照射物质吸收射线能量为1焦耳，简写为j (kg)-1。传统单位是拉德（rad） 1 Gy100rad第一节 辐射剂量单位三、当量剂量（equivalent dose） HTR表示此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子（weighting factor ，WR ）乘积，单位为J/kg。HTR = DTR . WR 针对特定组织或器官的量,是衡量射线生物效应及危险度的辐射剂量，国际制单位是希沃特希沃特（sievert，Sv）。 旧制单位是雷姆（rem）， 1 Sv = 100 rem。 辐射权重因子辐射权重因子(Radiation weighting factor,

5、 WR)数值上数值上：依据辐射在低剂量率时诱发随机效 应的相对生物效应值选取的。性质性质：表征射线种类，能量与生物效应关 系。旧名称：辐射品质因子旧名称：辐射品质因子（Q）辐射权重因子辐射权重因子（WR）辐射类型能量范围WR光子电子和介子中子质子（反冲质子除外）粒子，裂变碎片，重核所有能量所有能量能量10keV 10-100keV100keV-2MeV2-20MeV20MeV能量2MeV1151020105520组织权重因子（tissue weighting factor, WT)定义定义： WT代表组织T接受的照射所导致的随机效应的危险系数与全身受到均匀照射时的总危险系数的比值。表征组织或器

6、官的辐射敏感性表征组织或器官的辐射敏感性反应了在全身均匀受照下各该组织或器反应了在全身均匀受照下各该组织或器官对总危害的相对贡献。官对总危害的相对贡献。组织权重因子（ICRP 60）组织或器官组织或器官组织权重因子组织权重因子WT睾丸红骨髓结肠肺胃膀胱乳腺肝食道甲状腺皮肤骨表面其余组织或器官0.200.120.120.120.120.050.050.050.050.050.010.010.05 有效剂量有效剂量（effective dose, HE) 定义：各组织或器官的当量剂量（HT）与相应的组织权重因子（WT）的乘积的总和。第一节 辐射剂量单位意义意义：评价随机效应的危险度，使辐射防 护走

7、向定量化。TTTEHWH第二节 作用于人体的辐射源一、天然本底辐射（nature background) 在人类生存的环境中，自然存在的多种射线和放射性物质。包括宇宙射线(cosmic radiation)、宇宙射线感生放射性核素(cosmogenic radionuclide)和地球辐射(earth radiation)。第二节 作用于人体的辐射源 1. 宇宙射线 初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次是是粒子和重离子等。粒子和重离

8、子等。 次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、介子等射线介子等射线第二节 作用于人体的辐射源宇宙射线的辐射特点宇宙射线的辐射特点能量范围宽，强度随海拔高度、纬能量范围宽，强度随海拔高度、纬度的不同而变化。对人体产生外照度的不同而变化。对人体产生外照射。射。 初级宇宙射线进入大气初级宇宙射线进入大气层后产生次级宇宙射线层后产生次级宇宙射线的级联反应示意图的级联反应示意图第二节 作用于人体的辐射源 2. 宇宙射线感生放射性核素 初级宇宙射线从

9、宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应除放出射线外，还产生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素。第二节 作用于人体的辐射源 3. 地球辐射系列（系列（seriesseries）衰变放射性核素）衰变放射性核素 必须经过必须经过2 2代或代或2 2代以上代以上的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核素。素。 包括包括铀系、钍系、锕系等铀系、钍系、锕系等三大系列；是地球辐射的主要来源。三大系列；是地球辐射的主要来源。 共同共同特点特点： A.A.起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰

10、期，能长时间稳定的形成系列衰变。稳定的形成系列衰变。 B.B.系列衰变元素的每一条衰变线都会产生系列衰变元素的每一条衰变线都会产生222222RnRn（氡）。（氡）。 C.C.最后都形成稳定核素最后都形成稳定核素-铅（铅（PbPb） 4040K K、1414C C等单独存在的天然放射性核素等单独存在的天然放射性核素 第二节 作用于人体的辐射源 4. 本底当量时间 background equivalent radiation time 接受核医学检查的病人所受的辐射剂量相当于在一定时间（几月或几年）内受的天然本底辐射的剂量。 例如，一般病人在一次普通的核医学显像过程中全身接受的平均辐射剂量约为

11、3.6 mSv ，大约相当于世界上多数地区一年的平均天然本底辐射剂量(1-6 mSv)。 照射成分照射成分 年有效剂量年有效剂量( (毫希沃特毫希沃特, ,mSvmSv) ) 正常本底地区正常本底地区 照射量升高的地区照射量升高的地区 宇宙射线 0.38 2.0 宇生放射性核素 0.01 0.01 地球辐射：外照射 0.46 4.3 地球辐射：内照射(氡除外) 0.23 0.6 地球辐射：氡及其衰变物的内照射 吸入222Rn 1.2 10 吸入220Rn 0.07 0.1 食入222Rn 0.005 0.1 总计 2.4 第二节 作用于人体的辐射源第二节 作用于人体的辐射源二、医疗辐射 目前，

12、目前，医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位。 医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到一方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的照射逐年降低。的照射逐年降低。第二节 作用于人体的辐射源三、其他人工辐射源 1.火力发电站 火力发电站释放的主要放射性核素是钍（Th）和氡（Rn）及其衰变子体。 2.消费产品中的人工辐射 第三节 放射线对人体的影响一、确定性效应和随机效应 国际放射防护委员会(International Commis

13、sion of Radiation Protection，ICRP) 26号出版物按剂量剂量效应效应关系把辐射生物效应分为确定性效应和随机效应。 第三节 放射线对人体的影响 1. 确定性效应 determinate effect 确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象为个体。为个体。第三节 放射线对人体的影响 2. 随机效应 sto

14、chastic effects 随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的阈值。阈值。 在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照射应该达到尽可能低的剂量水平。射应该达到尽可能低的剂量水平。 第三节 放射线对人体的影响二、辐射损伤的化学基础 1.1.直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的直接作用：放射线与物质的相互作用导致的生物分子的电离和激发电离和激发 2.2.间接作用

15、：电离和激发产生的自由基导致的继发作用。间接作用：电离和激发产生的自由基导致的继发作用。 主要是水自由基对生物分子的损伤作用。主要是水自由基对生物分子的损伤作用。第三节 放射线对人体的影响 自由基自由基（radicalsradicals） 有一个或多个不有一个或多个不配对电子而能独立存配对电子而能独立存在的原子或分子，具在的原子或分子，具有极高的不稳定性和有极高的不稳定性和化学反应性，存在的化学反应性，存在的时间极其短暂。时间极其短暂。第三节 放射线对人体的影响 自由基对生物大分子的作用自由基对生物大分子的作用对核酸分子主要作用于碱对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖。基、磷酸二酯键、核

16、糖。通过脂质过氧化作用造成通过脂质过氧化作用造成体内包括细胞膜、线粒体膜、体内包括细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜的溶酶体膜、核膜等生物膜的损伤，使生物膜的能量传递、损伤，使生物膜的能量传递、物质转运、信息识别等功能物质转运、信息识别等功能受到影响。受到影响。第四节 辐射防护的原则与措施一、辐射防护的目的与原则 目的：防止有害的确定性效应防止有害的确定性效应 限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平。限制随机效应的发生率，使之降到可以接受的水平。 使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能使一切具有正当理由的照射保持在可以合理做到的尽可能低的水平。低的水平。 (As low

17、 as reasonably achievable, ALARA)第四节 辐射防护的原则与措施 原则 实践的正当化实践的正当化 放射防护最优化放射防护最优化 个人剂量限值个人剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施职业照射公众有效剂量20mSv/a在规定的5年内平均，任何一年内不超过50mSv。1mSv/a眼晶体150mSv15mSv皮肤500mSv50mSv手和足500mSvICRP60ICRP60号出版物建议的剂量限值号出版物建议的剂量限值 第四节 辐射防护的原则与措施二、外照射防护措施经典的外照射防护三原则经典的外照射防护三原则 时间时间(time)(time)防护防护 距离距离(dist

18、ance)(distance)防护防护 屏蔽屏蔽(shielding)(shielding)防护防护 放射防护基本办法时间防护 距离防护 屏蔽防护第四节 辐射防护的原则与措施第四节 辐射防护的原则与措施 屏蔽 带电带电 氦核流氦核流 电子流电子流 光子流光子流能谱能谱 单能单能 连续能谱连续能谱 单能单能射程射程 （空气）（空气） 34cm 1020cm 无限大无限大电离能力（空气）电离能力（空气） 1万万7万对万对/cm 607千对千对/cm 很小很小穿透力穿透力 弱弱 中中 大大内照射危害内照射危害 大大 中中 小小外照射危害外照射危害 无无 中中 大大第四节 辐射防护的原则与措施三、内照

19、射防护 开放性放射源可能通过开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤伤口口、呼吸道、皮肤伤口进入人体。进入人体。 内照射防护的关键是重在内照射防护的关键是重在预防预防，尽一切可能防止放射性核，尽一切可能防止放射性核素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的素进入体内，把放射性核素的年摄入量控制在国家规定的限值以内。限值以内。 第四节 辐射防护的原则与措施 内照射防护的总的原则是放射性物质围封、隔离内照射防护的总的原则是放射性物质围封、隔离防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护，防止扩散，除污保洁，防止污染，讲究个人防护，做好放射废物处理。做好放射废物处理。 放射性废物处理原则放射性废物处理原则 放置衰变：放置衰变： 浓缩储存：浓缩储存： 稀释排放：稀释排放：第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较一、核医学检查与其它临床检查项目比较一、核医学检查与其它临床检查项目比较 统计表明，统计表明，CTCT扫描，胸部透视，腹部透视，腰椎摄影，头扫描，胸部透视，腹部透视，腰椎摄影，头颅摄影等颅摄影等X X线检查的辐射当量剂量远远大于相应部位或相线检查的辐射当量剂量远远大于相应部位或相当部位的核医学显像和功能测定。当部位的核医学显像和功能测定。 第五节 核医学工作人员和患者受辐射剂量比较二、核医学检