第一章 核物理与辐射防护基本知识

第一章核物理与辐射防护基本知识医学检验教研室段慧英福岛第一核电站核泄漏后，东京都从福岛县南相马市场产的牛肉中验出2300贝壳的辐射铯，是标准值的5倍，这些牛称为“辐射牛”人类历史上的十大核事故2004年日本美浜核电站事故（自然爆炸）2002年美国戴维斯-贝斯反应堆事故（龙卷风所致）1977年捷克斯洛伐克Bohunice核电站事故（核反应堆温度过高）1993年前苏联托姆斯克-7核燃料回收设施事故1999年日本东海村铀处理设施事故（操作失误）2011年日本福岛第一核电站事故1979年美国三里岛核事故1957年前苏联克什特姆核灾难1986年前苏联切尔诺贝利核灾难1986年前苏联切尔诺贝利核灾难辐射危害严重，导致事故后前3个月内有31人死亡，之后15年内有6-8万人死亡，13.4万人遭受各种程度的辐射疾病折磨，方圆30公里地区的11.5万多民众被迫疏散。据专家估计，完全消除这场浩劫对自然环境的影响至少需要800年，而持续的核辐射危险将持续10万年。年仅8岁的乌克兰小女孩维卡·切尔温斯卡正在饱受癌症的折磨，她正和母亲一起在基辅的一家医院中进行治疗，照片拍摄于2006年4月18日。放射性核素：是指原子核能自发产生成分或能级的变化，变成另一种核素，同时伴有射线发射的元素。（P3）天然存在的放射性同位素不过十几种。现在，用人工方法得到的放射性同位素已达1000多种。第一节核素与核衰变想一想

为什么人造放射性同位素应用比天然放射性物质应用广泛呢？和天然放射性物质相比，人造放射性同位素的放射强度容易控制，还可以制成各种所需的形状。特别是它的半衰期比天然放射性物质短得多，因此放射性废料容易处理。解释一下①农业技术用放射性同位素制成肥料和农药，利用探测器可以了解农作物对肥料和农药的吸收部位、吸收过程、吸收效率以及在做物体体内的分布。想一想

棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，但是什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能停留多长时间、磷在作物体内分布情况如何呢？

我们知道，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收。那么我们可以用放射性同位素30P制成肥料，喷洒在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，就能研究棉花对肥料的吸收情况。棉花②医疗技术人体不同组织对不同元素的吸收率不同，可将用放射性同位素制成的药物注入人体，用探测器探测示踪原子在人体组织中的放射强度，这些数据经过电脑分析后，病人体内的情况就转化影像显现出来，从而可以诊断它们的病变。好神奇啊！！！例如，给人注射131I，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的器性质和功能性疾病。又如，肿瘤细胞比正常细胞能吸收更多的放射性元素，由此可以诊断肿瘤形成的部位。射线治疗由于肿瘤细胞比正常细胞对射线更敏感，因此可用一定剂量射线集中照射病灶部位来杀灭和遏制癌细胞的增长，这就是我们通常所说的“放疗”。放疗治癌体内放疗体外放疗近距导入放疗

体内放疗是利用病灶部位对某些元素吸收较多的特点，将放射性同位素注入体内，射线将近距离杀灭癌细胞而不会过多损伤周边组织，常用这种放疗的同位素有碘121、碘131等。

体外放疗通常用钴60做γ射线源，在体外对肿瘤部位集中照射。

近距导入放疗是将射线同位素通过导管直接导入肿瘤部位，使它们在十分靠近的位置保持一定的浓度和时间。这种方式对全身的辐射影响最小，例如：铱192能放出β射线和低剂量γ辐射，它常用于乳腺和口腔肿瘤的近距离导入治疗。③工业技术放射新性示踪在工业技术中同样有广泛的应用。例如，将放射性同位素注入输油和输气管中，用探测器可以挖掘管道破裂和泄漏的位置，从而避免大规模的挖掘辐射式避雷针成分速度贯穿能力电离能力α射线氦原子核1/10光速弱最强β射线高速电子流接近光速较强较弱γ射线高能量电磁波光速最强最弱放射性物质放射出的射线一共有三种：α射线、β射线、γ射线。P7第二节核辐射卫生防护基本知识一、电离辐射生物学效应核医学工作中接触的放射性核素以γ、β型为主，无α型

概念：电离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变，统称为电离辐射生物学效应。放射性危害人体的方式内照射混合照射放射性核素体表污染外照射指放射性核素沾染于人体表面(皮肤或粘膜)。以外照射为主，有伤口，易形成内照射定义：放射性物质经吸入、食入或皮肤(完好的或伤口)进入体内，从而造成放射性核素的体内污染外照射是辐射源处于机体或生物体外部所产生的照射。照射方式图例1.电离辐射生物学效应的发生机理1.电离辐射生物效应发生的机理继发作用生物学效应原发作用直接作用间接作用原发作用分类直接作用：射线作用于蛋白质、核酸等生物活性大分子，产生电离或激发，或引起化学键断裂，造成分子结构和性质的改变，进而导致正常功能和代谢作用的障碍。间接作用：射线作用于体内水分子，引起水分子活化，生成自由基并通过自由基又间接作用于生物大分子，造成辐射损伤。继发作用由于生物活性大分子的损伤，继而发生的组织细胞代谢的变化、功能和结构的破坏等作用。继发作用所致的细胞和组织器官的损伤可以被机体的再生和代偿能力修复，但有时或有的个体在修复后可在DNA中发生基因突变，这是导致遗传效应和远期癌变的重要原因。2.电离辐射的生物学效应分类电离辐射生物学效应分类效应范围躯体效应全身效应局部效应遗传效应效应时间远期效应近期效应效应规律随机效应确定效应慢性效应急性效应确定性效应指受到较大剂量的照射后肯定要发生的效应。严重程度与剂量大小有关，剂量愈高则效应的严重程度愈大；特点是有剂量阈值，即剂量超过一定数值时才会发生。不同的受照对象，不同的器官组织其剂量阈值不同属于此效应的有白内障的形成、生育能力降低、造血功能障碍等确定性效应剂量效应曲线特征随机性效应指发生的几率与剂量大小有关的效应。特点：效应严重程度与剂量大小无关，没有阈值。属于此效应的有辐射致癌与遗传效应

随机性效应剂量效应曲线特征严重程度剂量1968年8月，美国某医疗单位进行诊断时，为一名病人静脉注射198Au。按要求本应注入7.4MBq，但却错误地注入了7400MBq。估算结果表明，患者不同组织器官受到了大剂量辐射的照射，肝脏和脾脏分别达73Gy，肠6Gy，红骨髓为4.4Gy。临