第四章辐射防护

第四章辐射防护第1页，共48页，2023年，2月20日，星期三放射性标志第2页，共48页，2023年，2月20日，星期三内容提要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第3页，共48页，2023年，2月20日，星期三内容提要放射对人体的影响①确定性效应与随机效应②辐射损伤化学基础辐射防护的原则与措施①原则②外照射防护措施③内照射防护第4页，共48页，2023年，2月20日，星期三内容提要核医学工作人员和患者受辐射剂量比较①临床核医学检查剂量与其他临床项目比较②临床核医学检查剂量与天然本底辐射比较③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第5页，共48页，2023年，2月20日，星期三概述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。辐射防护(radiationprotection)的目的就是要把放射线对人的影响减少到最低限度。Radiationneednotbefeared,butitmustberespected.第6页，共48页，2023年，2月20日，星期三概述（1）对病人主要是内照射（即放射性核素进入人体内产生的照射），对医务人员主要是外照射（即放射性核素从人体外发射的射线对人体产生的照射），但管理不当也可产生内照射。（2）由于放射性药物在体内的特殊分布，病人全身受照剂量小，个别器官、组织受照剂量高。核医学辐射的特点第7页，共48页，2023年，2月20日，星期三第一节辐射剂量单位一、照射量（exposure）定义：

光子(γ,χ-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·（千克）-1，简写为C·（kg）-1。传统的单位是伦琴(roentgen,R)。照射量率：单位时间(dt)内的照射量(dX)

第8页，共48页，2023年，2月20日，星期三第一节辐射剂量单位二、吸收剂量（absorbeddose）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（gray，Gy）

，1Gy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）

1Gy＝100rad第9页，共48页，2023年，2月20日，星期三第一节辐射剂量单位三、当量剂量（equivalentdose）HTR表示此组织或器官的平均吸收剂量与辐射权重因子（weightingfactor，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（sievert，Sv）。旧制单位是雷姆（rem），1Sv=100rem。

第10页，共48页，2023年，2月20日，星期三辐射权重因子

(Radiationweightingfactor,WR)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：表征射线种类，能量与生物效应关系。旧名称：辐射品质因子（Q）第11页，共48页，2023年，2月20日，星期三辐射权重因子（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）Α粒子，裂变碎片，重核所有能量所有能量能量＜10keV10-100keV＞100keV-2MeV＞2-20MeV＞20MeV能量＞2MeV1151020105520第12页，共48页，2023年，2月20日，星期三组织权重因子

（tissueweightingfactor,WT)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。表征组织或器官的辐射敏感性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。第13页，共48页，2023年，2月20日，星期三组织权重因子（ICRP60）组织或器官组织权重因子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第14页，共48页，2023年，2月20日，星期三有效剂量（effectivedose,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：评价随机效应的危险度，使辐射防护走向定量化。第15页，共48页，2023年，2月20日，星期三第二节作用于人体的辐射源一、天然本底辐射（naturebackground)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(cosmicradiation)、宇宙射线感生放射性核素(cosmogenicradionuclide)和地球辐射(earthradiation)。第16页，共48页，2023年，2月20日，星期三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磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次是α粒子和重离子等。次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、л介子等射线第17页，共48页，2023年，2月20日，星期三第二节作用于人体的辐射源宇宙射线的辐射特点能量范围宽，强度随海拔高度、纬度的不同而变化。对人体产生外照射。

初级宇宙射线进入大气层后产生次级宇宙射线的级联反应示意图第18页，共48页，2023年，2月20日，星期三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19页，共48页，2023年，2月20日，星期三第二节作用于人体的辐射源3.地球辐射①系列（series）衰变放射性核素必须经过2代或2代以上的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核素。包括铀系、钍系、锕系等三大系列；是地球辐射的主要来源。共同特点：

A.起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间稳定的形成系列衰变。

B.系列衰变元素的每一条衰变线都会产生222Rn（氡）。

C.最后都形成稳定核素---铅（Pb）

②40K、14C等单独存在的天然放射性核素

第20页，共48页，2023年，2月20日，星期三第21页，共48页，2023年，2月20日，星期三第22页，共48页，2023年，2月20日，星期三第23页，共48页，2023年，2月20日，星期三第二节作用于人体的辐射源4.本底当量时间backgroundequivalentradiationtime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3.6mSv

，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(1-6mSv)。

第24页，共48页，2023年，2月20日，星期三照射成分

年有效剂量(毫希沃特,mSv)

正常本底地区照射量升高的地区宇宙射线0.382.0宇生放射性核素0.010.01地球辐射：外照射0.464.3地球辐射：内照射(氡除外)0.230.6地球辐射：氡及其衰变物的内照射

吸入222Rn1.210吸入220Rn0.070.1食入222Rn0.0050.1总计2.4

第二节作用于人体的辐射源第25页，共48页，2023年，2月20日，星期三第二节作用于人体的辐射源二、医疗辐射目前，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的照射逐年降低。第26页，共48页，2023年，2月20日，星期三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27页，共48页，2023年，2月20日，星期三第28页，共48页，2023年，2月20日，星期三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(InternationalCommissionofRadiationProtection，ICRP)26号出版物按剂量—效应关系把辐射生物效应分为确定性效应和随机效应。

第29页，共48页，2023年，2月20日，星期三第三节放射线对人体的影响1.确定性效应determinateeffect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。第30页，共48页，2023年，2月20日，星期三第三节放射线对人体的影响2.随机效应stochasticeffects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，而对人员的照射应该达到尽可能低的剂量水平。

第31页，共48页，2023年，2月20日，星期三第三节放射线对人体的影响二、辐射损伤的化学基础1.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2.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。第32页，共48页，2023年，2月20日，星期三第三节放射线对人体的影响自由基（radicals）

有一个或多个不配对电子而能独立存在的原子或分子，具有极高的不稳定性和化学反应性，存在的时间极其短暂。第33页，共48页，2023年，2月20日，星期三第三节放射线对人体的影响自由基对生物大分子的作用①对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖。②通过脂质过氧化作用造成体内包括细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜的损伤，使生物膜的能量传递、物质转运、信息识别等功能受到影响。第34页，共48页，2023年，2月20日，星期三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低的水平。

(Aslowasreasonablyachievable,ALARA)第35页，共48页，2023年，2月20日，星期三第四节辐射防护的原则与措施原则实践的正当化放射防护最优化个人剂量限值第36页，共48页，2023年，2月20日，星期三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500mSv——ICRP60号出版物建议的剂量限值

第37页，共48页，2023年，2月20日，星期三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时间(time)防护距离(distance)防护屏蔽(shielding)防护

第38页，共48页，2023年，2月20日，星期三放射防护基本办法时间防护距离防护屏蔽防护第39页，共48页，2023年，2月20日，星期三第四节辐射防护的原则与措施越远越好！第40页，共48页，2023年，2月20日，星期三第四节辐射防护的原则与措施屏蔽第41页，共48页，2023年，2月20日，星期三三种射线的比较

αβγ带电氦核流电子流光子流能谱单能连续能谱单能射程（空气）3~4cm10~20cm无限大电离能力（空气）1万~7万对/cm60~7千对/cm很小穿透力弱中大内照射危害大中小外照射危害无中大第42页，共48页，2023年，2月20日，星期三第43页，共48页，2023年，2月20日，星期三第四节辐射防护的原则与措施三、内照射防护开放性放射源可能通过口、呼吸道、皮肤伤口进入人体。内照射防护的关键是重在预防，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限值以内。第44页，共48页，2023年，2月20日，星期三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