放射卫生学苏州大学涂彧课件

放射卫生学

第二章辐射防护目的与三原则讲课：涂彧放射卫生学

第二章辐射防护目的与三原则讲课：涂彧1讲述内容复习电离辐射生物学效应辐射防护的目的辐射防护三原则思考题讲述内容复习2思考题概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈剂量、随机性效应、危险、实践正当化、(辐射)实践、辐射干预、ALARA原则、个人剂量限值、吸收剂量、当量剂量、辐射权重因子、组织权重因子、有效剂量、职业照射、医疗照射、公众照射；随机效应、确定性效应概念辐射防护的目的是什么？人工照射分哪三类？什么样的情况下要采取辐射干预？如何理解防护最优化与个人剂量限值？思考题概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈剂量、随机性效3电离辐射利益与代价共存焦点：以最小代价获得最大利益。防护：是降低代价的有效手段电离辐射利益与代价共存4电离辐射标识电离辐射标识5电离辐射警告标识电离辐射警告标识6辐射防护中使用的量吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位J/kg，专用名称Gy。辐射权重因子：与射线种类、能量相关，描述射线的品质(旧称品质因数)。剂量当量：品质因数与某一点上吸收剂量的乘积，单位J/kg，专用名称Sv。当量剂量：辐射权重因子与人体某一组织器官吸收剂量的乘积，单位J/kg，专用名称Sv。辐射防护中使用的量吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位J/7

组织权重因子：表现不同组织器官对发生辐射随机性效应的敏感程度。有效剂量：体内所有组织器官加权后的当量剂量之和，单位J/kg，专用名称Sv。其他量：待积当量剂量待积有效剂量集体当量剂量集体有效剂量剂量负担组织权重因子：表现不同组织器官对发生辐射随机性效应的敏感程8染色体变异2022/12/23涂彧9染色体变异2022/12/17涂彧99细胞结构2022/12/23涂彧10细胞结构2022/12/17涂彧10102022/12/23涂彧112022/12/17涂彧1111辐射细胞DNA损伤反应DNA损伤感应识别细胞存活细胞恶性转化细胞死亡激活存活反应网络细胞反应突变、染色体畸变正确修复错误修复、无修复激活凋亡通路DNA修复细胞周期阻滞不可修复损伤细胞后果电离辐射辐射细胞DNA损伤反应DNA损伤感应识别细胞存活细胞恶性转化12物理阶段高速电子穿过DNA分子需10－18秒，穿过一个哺乳动物细胞需10－14秒左右。一个10μm体积的细胞，每吸收lGy的照射剂量将发生超过105次的电离。X射线被物质吸收，能量的沉积是以分散、不连续的能量包形式，非均匀性地沉积下来的。每个包的能量大到足以打断化学键而最终引起一系列生物学事件。电离辐射与非电离辐射的主要区别在于单个能量包的大小，而不是射线所含的总能量。单次4Gy的X射线的全身照射在许多情况下将是致死的。这一剂量，所代表的能量吸收只相当于67卡。相同的能量以热的形式被吸收，只相当于70kgd的人喝一口热咖啡。如果光子能量超过124eV，就会使生物发生电离。2022/12/23涂彧13物理阶段高速电子穿过DNA分子需10－18秒，穿过一个哺乳动13化学阶段指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。电离和激发导致化学键的断裂和自由基的形成(即破损的分子)。这些自由基是高度活跃的，参与一系列的反应，最终导致电荷回归平衡。自由基反应在射线照射后约1ms内全部完成。化学阶段的重要特点是清除反应之间的竞争，如灭活自由基的巯基化合物，以及导致生物学上重要分子稳定化学变化的固定反应。2022/12/23涂彧14化学阶段指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的14生物阶段包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤作用的酶反应，大量的损伤，如DNA损伤都会被成功地修复，极小部分不能修复的损伤最终将会导致细胞死亡。细胞死亡需要一定时间，实际上小剂量照射以后细胞在死亡之前可以进行几次有丝分裂。2022/12/23涂彧15生物阶段包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤作用的酶反应15辐射对机体的影响变化：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可能无害损伤：改变达到有害程度，人感受不到损害：临床可观察到有害效应，如躯体效应、遗传效应等危害：不仅仅有害于个人，还有害于群体及后代辐射对机体的影响变化：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可16辐照的损伤效应分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应辐照的损伤效应分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生17辐射敏感组织性腺：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性并不高，辐射致生殖细胞肿瘤未见报导。红骨髓：>0.5Sv/a照射，主要诱发白血病。骨：主要骨表面上皮细胞，骨本身对辐射并不敏感。肺：辐射致肺癌主要源于内照射(Rn,Pu)，外照射致肺癌概率与白血病类似。辐射敏感组织性腺：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性并不高，辐18

甲状腺：辐射致癌几率较高，癌症死亡率较低，预防及治疗较为有效。乳腺：育龄妇女乳腺辐射敏感性较高，致癌几率高出白血病数倍。皮肤：辐射致癌率较低，大剂量照射后易于形成肤色、结构变化。眼晶体：晶体浑浊是不可逆变化。甲状腺：辐射致癌几率较高，癌症死亡率较低，预防及治疗较为19两类效应确定性效应：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与剂量有关的一类辐射效应。(历史上：非随机性效应)随机性效应：效应的发生不存在剂量阈值，发生几率与剂量成正比，严重程度与剂量无关的一类辐射效应。两类效应确定性效应：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与20成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的估计值[ICRP，1990]组织和效应在一次单次短时间受到的总剂量，Sv多分次或迁延照射的总剂量，Sv多年中每次多分次照射或迁延的年剂量率，Sva-1睾丸暂时不育0.15NA(1)0.4永久不育3.5-6.0NA2.0卵巢不育2.5-6.06.0＞0.2晶体可检出浑浊0.5-2.05＞0.1白内障5.0＞8＞0.15骨髓造血功能低下0.5NA＞0.4NA（NotApplicable）不适用，因为该阈剂量取决于剂量率而不取决于总剂量。

成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的估计值[IC21器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织确定性效应阈剂值，Gy全身呕吐0.5骨髓死亡1.0皮肤一时性红斑和暂时性脱毛3.0肺肺炎5肺死亡10甲状腺功能紊乱，黏液性水肿和破坏10器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织确定性效应阈剂值，22人类受低LET全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围人类受低LET全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围23

遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及畸形的一类效应，是随机效应的特例。胚胎和胎儿效应：孕期受照胚胎死亡－－动物实验0.1Gy即出现畸形－－器官成型期受照智力障碍－－孕8~15周为高峰，以0.4/Sv比例增高；16~25周，以0.1/Sv比例增高。癌变－－主要白血病，胎儿期受照患儿童致死性肿瘤的危险估计2.8×10-2/Sv。遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及24皮肤确定性效应急性效应红斑－>干性脱屑－>湿性脱屑：基底细胞受损急性溃疡：“热粒子”导致成纤维细胞、血管内皮细胞间期死亡急性上皮坏死：大量能量≤0.2MeV的β粒子导致皮肤基底细胞间期死亡晚发效应：30~40Gy急性照射5年后发生皮肤硬化皮肤萎缩血管损伤皮肤确定性效应急性效应25手部损伤手部损伤26背部损伤背部损伤27腿部损伤腿部损伤28日本原爆β烧伤居民日本原爆β烧伤居民29皮肤随机性效应确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞状细胞癌未确定与辐射关联的肿瘤：黑色素瘤小于10Gy的皮肤照射，癌变的几率几乎不变皮肤随机性效应确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞状细胞癌30辐射实践与辐射相关的，增加了受照剂量的人类活动。实践的照射类型包括：职业照射、医疗照射、公众照射辐射实践与辐射相关的，增加了受照剂量的人类活动。31照射类型职业照射：放射性工作人员在工作时受到的照射，它不包括天然本底照射。医疗照射：为了诊断、治疗或医学实验的目的而受到的照射，受照人员可能是参加体检的正常人、病人、病人的陪护者及医学实验志愿人员，不包括天然本底照射。公众照射：与人工辐射无关人员受到的照射，不包括天然本底照射。照射类型职业照射：放射性工作人员在工作时受到的照射，它不包括32辐射干预减少人类辐射实践过程中受照剂量的一切措施，包括移开辐射源、改变辐射途径或减少受照个人。辐射干预减少人类辐射实践过程中受照剂量的一切措施，包括移开辐33辐射防护目的防止确定性效应的发生，减少随机性效应的诱发。辐射防护目的防止确定性效应的发生，34辐射防护三原则实践的正当性(justificationofradiologicalpractice)

防护的最优化(optimizationofradiologicalprotection)

个人剂量限值(第三章内容)(individualdoselimit)

辐射防护三原则实践的正当性35实践的正当性辐射照射的实践对受照个人或社会带来的利益足以弥补其可能引起的辐射危害(包括健康危害和非健康危害)。利益>危害

正当性的时间局限性与区域局限性。实践的正当性辐射照射的实践对受照个人或社会带来的利益足以弥补36各种辐射实践2022/12/23涂彧37各种辐射实践2022/12/17涂彧3737辐射防护最优化在考虑了经济和社会因素之后，辐射实践过程中，保证做到将辐照保持在可合理达到的尽量低的水平。以最小的代价获得最大的利益防护最优化的时间局限性与区域局限性。

辐射防护最优化在考虑了经济和社会因素之后，辐射实践过程中，保38可合理达到的尽量低的原则(ALARA)用辐射防护最优化方法，使在一项已判定为正当并已准予进行的实践中，个人剂量的大小、受照人数、以及不一定受到但可能遭受到的照射，全部保持在可合理作到的尽量低水平的原则。可合理达到的尽量低的原则(ALARA)用辐射防护最优化方法39防护最优化示意图防护最优化示意图40最优化计划的实施1.设立辐射防护组织2.建立单位及个人的防护档案3.工作人员岗前和在职的防护培训最优化计划的实施1.设立辐射防护组织41剂量限值的实质对于职业照射，它是一种源相关的个人剂量值，用于限制最优化过程考虑各种选择的范围。对于公众照射，它是公众成员从任何受控源的计划运行中接受的年剂量的上界。对于医疗照射，剂量约束值应被视为指导水平。剂量限值的实质对于职业照射，它是一种源相关的个人剂量值，用于42放射卫生学

第二章辐射防护目的与三原则讲课：涂彧放射卫生学

第二章辐射防护目的与三原则讲课：涂彧43讲述内容复习电离辐射生物学效应辐射防护的目的辐射防护三原则思考题讲述内容复习44思考题概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈剂量、随机性效应、危险、实践正当化、(辐射)实践、辐射干预、ALARA原则、个人剂量限值、吸收剂量、当量剂量、辐射权重因子、组织权重因子、有效剂量、职业照射、医疗照射、公众照射；随机效应、确定性效应概念辐射防护的目的是什么？人工照射分哪三类？什么样的情况下要采取辐射干预？如何理解防护最优化与个人剂量限值？思考题概念：辐射危害、电离辐射、确定性效应、阈剂量、随机性效45电离辐射利益与代价共存焦点：以最小代价获得最大利益。防护：是降低代价的有效手段电离辐射利益与代价共存46电离辐射标识电离辐射标识47电离辐射警告标识电离辐射警告标识48辐射防护中使用的量吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位J/kg，专用名称Gy。辐射权重因子：与射线种类、能量相关，描述射线的品质(旧称品质因数)。剂量当量：品质因数与某一点上吸收剂量的乘积，单位J/kg，专用名称Sv。当量剂量：辐射权重因子与人体某一组织器官吸收剂量的乘积，单位J/kg，专用名称Sv。辐射防护中使用的量吸收剂量：单位质量内沉积的辐射能，单位J/49

组织权重因子：表现不同组织器官对发生辐射随机性效应的敏感程度。有效剂量：体内所有组织器官加权后的当量剂量之和，单位J/kg，专用名称Sv。其他量：待积当量剂量待积有效剂量集体当量剂量集体有效剂量剂量负担组织权重因子：表现不同组织器官对发生辐射随机性效应的敏感程50染色体变异2022/12/23涂彧51染色体变异2022/12/17涂彧951细胞结构2022/12/23涂彧52细胞结构2022/12/17涂彧10522022/12/23涂彧532022/12/17涂彧1153辐射细胞DNA损伤反应DNA损伤感应识别细胞存活细胞恶性转化细胞死亡激活存活反应网络细胞反应突变、染色体畸变正确修复错误修复、无修复激活凋亡通路DNA修复细胞周期阻滞不可修复损伤细胞后果电离辐射辐射细胞DNA损伤反应DNA损伤感应识别细胞存活细胞恶性转化54物理阶段高速电子穿过DNA分子需10－18秒，穿过一个哺乳动物细胞需10－14秒左右。一个10μm体积的细胞，每吸收lGy的照射剂量将发生超过105次的电离。X射线被物质吸收，能量的沉积是以分散、不连续的能量包形式，非均匀性地沉积下来的。每个包的能量大到足以打断化学键而最终引起一系列生物学事件。电离辐射与非电离辐射的主要区别在于单个能量包的大小，而不是射线所含的总能量。单次4Gy的X射线的全身照射在许多情况下将是致死的。这一剂量，所代表的能量吸收只相当于67卡。相同的能量以热的形式被吸收，只相当于70kgd的人喝一口热咖啡。如果光子能量超过124eV，就会使生物发生电离。2022/12/23涂彧55物理阶段高速电子穿过DNA分子需10－18秒，穿过一个哺乳动55化学阶段指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的时期。电离和激发导致化学键的断裂和自由基的形成(即破损的分子)。这些自由基是高度活跃的，参与一系列的反应，最终导致电荷回归平衡。自由基反应在射线照射后约1ms内全部完成。化学阶段的重要特点是清除反应之间的竞争，如灭活自由基的巯基化合物，以及导致生物学上重要分子稳定化学变化的固定反应。2022/12/23涂彧56化学阶段指受损伤的原子和分子与其他细胞成分发生快速化学反应的56生物阶段包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤作用的酶反应，大量的损伤，如DNA损伤都会被成功地修复，极小部分不能修复的损伤最终将会导致细胞死亡。细胞死亡需要一定时间，实际上小剂量照射以后细胞在死亡之前可以进行几次有丝分裂。2022/12/23涂彧57生物阶段包括所有的继发过程。开始是与残存化学损伤作用的酶反应57辐射对机体的影响变化：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可能无害损伤：改变达到有害程度，人感受不到损害：临床可观察到有害效应，如躯体效应、遗传效应等危害：不仅仅有害于个人，还有害于群体及后代辐射对机体的影响变化：机体对辐射产生的轻微改变，可能有害，可58辐照的损伤效应分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生殖细胞功能障碍不孕肿瘤遗传效应确定性效应多细胞死亡导致随机性效应单一细胞变异导致DNA损伤细胞水平临床症状效应辐照的损伤效应分子水平细胞死亡细胞变异体细胞生殖细胞体细胞生59辐射敏感组织性腺：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性并不高，辐射致生殖细胞肿瘤未见报导。红骨髓：>0.5Sv/a照射，主要诱发白血病。骨：主要骨表面上皮细胞，骨本身对辐射并不敏感。肺：辐射致肺癌主要源于内照射(Rn,Pu)，外照射致肺癌概率与白血病类似。辐射敏感组织性腺：主要遗传影响，性腺自身辐射敏感性并不高，辐60

甲状腺：辐射致癌几率较高，癌症死亡率较低，预防及治疗较为有效。乳腺：育龄妇女乳腺辐射敏感性较高，致癌几率高出白血病数倍。皮肤：辐射致癌率较低，大剂量照射后易于形成肤色、结构变化。眼晶体：晶体浑浊是不可逆变化。甲状腺：辐射致癌几率较高，癌症死亡率较低，预防及治疗较为61两类效应确定性效应：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与剂量有关的一类辐射效应。(历史上：非随机性效应)随机性效应：效应的发生不存在剂量阈值，发生几率与剂量成正比，严重程度与剂量无关的一类辐射效应。两类效应确定性效应：效应的发生存在剂量阈值，效应的严重程度与62成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的估计值[ICRP，1990]组织和效应在一次单次短时间受到的总剂量，Sv多分次或迁延照射的总剂量，Sv多年中每次多分次照射或迁延的年剂量率，Sva-1睾丸暂时不育0.15NA(1)0.4永久不育3.5-6.0NA2.0卵巢不育2.5-6.06.0＞0.2晶体可检出浑浊0.5-2.05＞0.1白内障5.0＞8＞0.15骨髓造血功能低下0.5NA＞0.4NA（NotApplicable）不适用，因为该阈剂量取决于剂量率而不取决于总剂量。

成人睾丸、卵巢、眼晶体和骨髓的确定性效应阈剂量的估计值[IC63器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织确定性效应阈剂值，Gy全身呕吐0.5骨髓死亡1.0皮肤一时性红斑和暂时性脱毛3.0肺肺炎5肺死亡10甲状腺功能紊乱，黏液性水肿和破坏10器官或组织避免确定性效应的阈剂量器官或组织确定性效应阈剂值，64人类受低LET全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围人类受低LET全身均匀急性照射诱发综合症和死亡的剂量范围65

遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及畸形的一类效应，是随机效应的特例。胚胎和胎儿效应：孕期受照胚胎死亡－－动物实验0.1Gy即出现畸形－－器官成型期受照智力障碍－－孕8~15周为高峰，以0.4/Sv比例增高；16~25周，以0.1/Sv比例增高。癌变－－主要白血病，胎儿期受照患儿童致死性肿瘤的危险估计2.8×10-2/Sv。遗传效应：生殖细胞非致死辐射损伤遗传至下一代，致其变异及66皮肤确定性效应急性效应红斑－>干性脱屑－>湿性脱屑：基底细胞受损急性溃疡：“热粒子”导致成纤维细胞、血管内皮细胞间期死亡急性上皮坏死：大量能量≤0.2MeV的β粒子导致皮肤基底细胞间期死亡晚发效应：30~40Gy急性照射5年后发生皮肤硬化皮肤萎缩血管损伤皮肤确定性效应急性效应67手部损伤手部损伤68背部损伤背部损伤69腿部损伤腿部损伤70日本原爆β烧伤居民日本原爆β烧伤居民71皮肤随机性效应确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞状细胞癌未确定与辐射关联的肿瘤：黑色素瘤小于10Gy的皮肤照射，癌变的几率几乎不变皮肤随机性效应确定与辐射关联的肿瘤：基底细胞癌、鳞状细胞癌72辐射实践与辐射相关的，增加了受照剂量的人类活动。实践的照射类型包括：职业照射、医疗照射、公众照射辐射实践与辐射相关的，增加了受照剂量的人类活动。73照射类型职业照射：放射性工作人员在工作时受到的照射，它不包括天然本底照射。医疗照射：为了诊断、治疗或医学实验的目的而受到的照射，受照人员可能是参加体检的正常人、病人、病人的陪护者及医学实验志愿人员，不包括天然本底照射。公众照射：与人工辐射无关人员受到的照射，不包括天然本底照射。照射类型职业照射：放射性工作人员在工作时受到的照射，它不包括74辐射干预减少人类辐射