第三章 放射生物效应与防护

第三章放射生物效应与防护

照射量(exposure)是直接度量x、γ射线对空气电离能力的量，以X表示。定义：x或γ射线在单位质量为dm的空气中与原子核相互作用，释放出来的全部正负电子完全被阻止时，所产生的同一种符号的离子总电荷的绝对值dQ与dm之比。

X=dQ/dmSI单位：库仑·千克-1旧专用单位伦琴，R。§1.常用辐射量及其单位

当量剂量

(doseequivalemt，H)

衡量各种辐射对生物机体危害程度的物理量。定义：吸收剂量与辐射权重因数的乘积，用H表示

H=W·DD：辐射在组织T中所致的平均吸收剂量；W：辐射权重因子。如定光子的W=1，则

α粒子的W=20SI单位是焦耳·千克-1

。专名为希沃特，符号是Sv,剂量当量只限用于放射防护.

吸收剂量

(absorbeddose)

任何被照射物质每单位质量(dm)所吸收的任何电离辐射的平均能量dE，用D表示。

D=dE/dm吸收剂量的SI单位为戈瑞，符号Gy。

1Gy=1J·kg-1旧单位是拉得，符号rad。

1Gy=100rad名称国际制单位SI旧专用单位单位换算放射性活度（A）贝可（Bq）居里（Ci）1Bq=2.703×10-11Ci1Ci=3.7×1010Bq照射量（X）库仑/千克（C·Kg-1）伦琴（R）1C·Kg-1=3.877×103R1R=2.58×10-4C·Kg-1吸收剂量（D）戈瑞（Gy）拉得（rad）1Gy=100rad1rad=0.01Gy当量剂量（H）希沃特（Sv）雷姆（rem）1Sv=100rem1rem=0.01Sv常用辐射量及单位换算

§2.电离辐射的生物效应目的与意义针对其危害，进行正确的辐射防护；根据其规律，指导正确的诊断治疗。一、生物效应发生机制

物理阶段

10-16~10-18s辐射机体电离、激发交出部分或全部能量机体获得能量。物理－化学阶段四个阶段

生物学阶段◆细胞水平的变化（细胞膜通透性增加，染色体畸变等）。◆组织器官功能障碍，机体损伤。◆不同损伤结局不同：生物效应严重机体不可逆损伤死亡生物效应较轻机体细胞代偿、修复、再生康复

化学阶段

线粒体的氧化磷酸化、DNA、DNA蛋白及其他蛋白质的合成代谢受到抑制。组织中DNA含量减少，分解产物增多，蛋白质分解代谢增强，出现负氮平衡。生物大分子物质发生变化。四个阶段两种作用

(一)

原发作用：指机体在电离辐射作用下，能量的吸收、传递、转化以及与此相应的生物大分子和细胞、亚细胞结构的损伤与破坏。原发作用又分为直接作用和间接作用。

（二）继发作用：所谓继发作用是指在原发作用的基础上，进一步引起机体代谢紊乱，功能障碍，形态学上的变化以及临床症状的出现和发展。原发作用1.直接作用(directeffects)：是指电离辐射直接作用于具有生物活性的大分子，如核酸、蛋白质等，使其发生电离、激发或化学键断裂而造成分子结构和性质的改变。2.间接作用(indirecteffects):是指电离辐射作用于体液中的水分子(机体内水占体重的70%)，引起水分子的电离和激发，形成化学性质活泼的不稳定的自由基(如H·，OH·)，再作用于生物大分子，可导致生物大分子的损伤和一系列生理、生化的紊乱。四个阶段，两种作用原发作用继发作用辐射对DNA分子原发作用模式图二、影响生物效应的因素与辐射有关的因素与环境有关的因素与机体有关的因素1.辐射剂量与剂量率

(1).不论内、外照射剂量大,效应大；

(2).总剂量相同，剂量率大、效应大；

(3).剂量过大,可造成不可修复的损伤。

2.辐射的种类

(1).相同能量,射线不同,效应不同；

(2).同种射线，能量不同，效应不同，能量大效应大。

3.照射条件

(1).外照射：γ＞β＞α；

(2).内照射：γ＜β＜α；

(3).剂量相同：全身>局部，均匀>不均匀；

(4).受照部位不同效应不同，如头、胸、腹＞四肢效应。4.照射次数与照射面积

（一）与辐射有关的因素(二)与机体有关的因素1.生物种系

(1).种系不同,效应不同:一般种系演化越高，效应敏感性越大,

如多C＞单C，哺乳>两栖类.2.生物个体

(1).同种系不同个体有差异

(2).同一个体不同阶段有差异：如胚胎＞幼＞成＞老.3.组织与细胞

(1).相同个体,不同组织,效应不同:如淋巴组织>脂肪组织;(2).不同细胞效应不同：如淋巴细胞＞成纤维细胞>网状C;(3).细胞状态:细胞分裂旺盛效应高，如幼稚C＞成熟细胞;(4).亚细胞及分子水平的辐射敏感性:DNA＞mRNA＞rRNA

＞tRNA＞蛋白质。

(三)与环境有关的因素

1.温度：温度增高，效应增大，相反则降低；

2.氧：氧气浓度增大，效应增大；

3.化学物质：某些激素(如雌激素)和化学制剂对辐射有抗放作用;还有一些能起增强作用。

辐射效应后果及分类按效应出现的对象分类躯体效应遗传效应按效应出现时间近期效应远期效应造血组织、消化系统及中枢神经系统等的效应.辐射致癌白内障、不孕、胚胎效应、遗传效应及寿命缩短小剂量兴奋作用按效应发生的机制

随机效应(stochasticeffects)：是指辐射效应的发生几率(而非重严程度)与剂量相关的效应，发生几率随受照剂量的增加而增大，它不存在剂量阈值，如致癌效应和遗传效应。由于遗传与生理的差异，个体对辐射诱发癌症的敏感性是不同的，但总的来说，辐射诱发癌症的概率是很低的。确定性效应(deterministiceffects)：指效应发生的严重程度（非几率）与剂量相关，有剂量阈值，阈值以下不会发生这种效应，阈值以上才可发生这种效应。如不育、白内障、造血机能低下、寿命缩短，放射性皮肤损伤和一些急性放射病等。

常见确定性效应剂量阈值

（一次照射中组织受到的总当量剂量）

组织和器官

确定性效应

总当量剂量（Sv）睾丸暂时不育0.15永久不育3.5—6.0卵巢永久不育2.5—6.0眼睛体可查出的浑浊0.5—2.0白内障5.0骨髓造血机能低下0.5致死性再生不良1.5

一、作用于人体的电离辐射源（一）天然辐射源

1.初级宇宙射线、次级宇宙射线：质子、α粒子、光子等。

2.天然放射性核素：土壤、水中：40K、3H、14C、226Ra等。

3.人体内存在的放射性核素：食入、吸入等方式侵入