電離輻射的生物效應(yīng)及防護

1、電離輻射的生物效應(yīng)與安全防護,1. 電離輻射基礎(chǔ)知識2. 電離輻射的生物效應(yīng) ? 產(chǎn)生的過程和機理 ?生物效應(yīng)的分類3.人類受到的電離輻射 ?天然輻射 ?人工輻射4.輻射防護,放射性:核素衰變放射出粒子的現(xiàn)象,稱為放射性 (radioactivity);放射性同位素:具有衰變活性的同位素,稱為放射性 同位素(radio isotope

2、); 放射性同位素衰變而釋放出過剩能量時,產(chǎn)生的主要衰變產(chǎn)物有α粒子、β粒子和γ輻射。X射線：原自電子從較轉(zhuǎn)移到較高的能量狀態(tài)。,,,1. 電離輻射基礎(chǔ)知識,電離輻射的能量轉(zhuǎn)移過程,,,2.1 生物效應(yīng)產(chǎn)生的過程和機理,2. 電離輻射的生物效應(yīng),單鏈斷裂：,DNA損傷（分子水平）,雙鏈斷裂： 錯誤修復(fù),,,可以實現(xiàn)無差錯 修復(fù),細胞水平損傷,細胞死亡,間期死亡,增殖死亡,,,增殖死亡,間期死亡,增殖死

3、亡,間期死亡,間期死亡,,功能障礙結(jié)構(gòu)改變,增殖死亡,細胞水平損傷,細胞變異（modification),,,,,,,異常細胞 克隆,細胞轉(zhuǎn)化,癌癥,,,transformation,cancer,變異,細胞凋亡(apoptosis),變異細胞的程序性死亡（programmed death）鏡下表現(xiàn)：胞核濃縮、斷裂 凋亡小體機理：P53基因 激活自我致死程序是變異細胞免于患癌的重要

4、機制,,,細胞凋亡(apoptosis),,生物效應(yīng)產(chǎn)生的過程和機理,2.2 電離輻射所致生物效應(yīng)的分類,軀體效應(yīng)（somatic effects）定義：發(fā)生在受照者本人身上的效應(yīng),依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的個體：,遺傳效應(yīng)（hereditary effects）定義：發(fā)生在受照者后代身上的效應(yīng),關(guān)于遺傳效應(yīng),由生殖細胞的變異引起,輻射照射引起的遺傳效應(yīng)沒有特異性,迄今沒有人類資料肯定輻射所致遺傳 效應(yīng)的發(fā)生,電離輻射所致生物效應(yīng)的分類

5、,依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的時期,潛伏期（latent period): 從受到照射到臨床上特定效應(yīng)的發(fā)生所需的時間,早期效應(yīng)（early effects）受到照射后數(shù)周之內(nèi)發(fā)生的效應(yīng),晚發(fā)效應(yīng)（Late effects）受到照射后數(shù)月以后發(fā)生的效應(yīng),關(guān)于早期效應(yīng),日本核臨界事故（99.09.30）,事故發(fā)生時的位置圖,S氏（10Gy）20分鐘后感覺麻木、嘔吐、腹瀉,O氏（17Gy）：意識喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細胞數(shù),關(guān)于晚期效應(yīng)的潛伏

6、期,,日本原爆受害者腫瘤發(fā)生率隨時間的變化,,0,10年,20年,30年,40年,白血病,白血病之外的腫瘤,2年,輻射致癌的潛伏期,ICRP Publ. 60(1990),電離輻射所致生物效應(yīng)的分類,確定性效應(yīng)（deterministic effects）,隨機性效應(yīng)(stochastic effects),依據(jù)效應(yīng)-劑量關(guān)系分類,有劑量閾值,無劑量閾值,效應(yīng)的嚴重程度 與劑量成正比,發(fā)生幾率與劑量 成正比,嚴重程度與

7、劑量無關(guān),確定性效應(yīng)與隨機性效應(yīng),,,,,,,劑量,劑量,幾率,嚴重程度,閾值,隨機性效應(yīng),確定性效應(yīng),？,,確定性效應(yīng),急性放射病定義：人體一次或短時間內(nèi)分次受到大 劑量照射引起的全身性疾患。外照射：＞1Gy,急性放射病癥狀與劑量的關(guān)系:,對造血組織影響,血細胞壽命,生殖系統(tǒng)的影響,男性,女性,皮膚的放射損傷,眼組織的放射損傷,,,,癥狀與閾值,隨機性效應(yīng)-輻射致癌,癌癥的概念與起源癌癥

8、(cancer):增生失控并侵入周圍組織或向遠隔部位轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤,致癌因子(carcinogen):能使正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约毎詈蟀l(fā)展為癌癥的因子 化學(xué)因素 物理因素 病毒機體遺傳特性, 激素水平, 環(huán)境因素, 生活因素,人類輻射致癌的分析方法,流行病學(xué)(epidemiology):對人群中某種疾病的時間, 空間分布及其影響因素的研究,癌癥危險:危險(risk): 某種有害效應(yīng)發(fā)生的概率發(fā)病率(i

9、ncidence)死亡率(mortality),人類的放射性癌癥 (radiogenic cancer),輻射致癌危險系數(shù),危險系數(shù)(risk coefficient): (危險度) 單位劑量照射引起的危險12種癌癥：一般公眾: 5×10-2 Sv-1職業(yè)照射: 4×10-2 Sv-1,小劑量刺激效應(yīng)（hormesis),定義：

10、 低劑量照射可以刺激某些細胞功能， 提高機體自然防御功能的現(xiàn)象。機制：刺激DNA修復(fù)酶； 免疫學(xué)機制,3 人類受到的輻射,天然輻射(natural exposure)： 來自于天然輻射源的電離輻射,宇宙射線：存在于地球上的天然放射性核素：,宇生核素(cosmogenic)：3H;14C;7Be; 22Na原生核素(primordial)：三大放射系+鉀40

11、 238U；232Th；235U,氡（radon): 226Ra 222Rn,,人體也是一個小放射源,攝入途徑：食物、飲水、呼吸核素種類： 40K、 14C、87Rb、氡子體 我國標準成人 40K：4.11×105/min 14C: 1.93 ×105/min,天然輻射所致的

12、年平均有效劑量(UNSCEAR 2000 report),人為活動引起天然輻射照射增加,核工業(yè)：鈾礦冶煉航空：宇宙射線照射燃煤：燃煤發(fā)電建材成分的改變： 煤渣、粉煤灰的再利用 天然石采的利用,公眾所受輻射照射比例（1993年）,4. 輻射防護,法規(guī)：是使輻射防護管理工作納入法制管理 軌道的保障標準：是開展輻射防護監(jiān)測與評價的科學(xué)依據(jù),

13、我國發(fā)展歷史,60年代：技術(shù)管理70年代：行政管理80年代：法制管理,《放射性同位素與射線裝置放射防護條例》發(fā)布單位：國務(wù)院發(fā)布時間：1989年10月24日性質(zhì)：法律地位最高的專門法規(guī),輻射防護法規(guī)體系存在的問題,法規(guī)性質(zhì)的文件：《放射性同位素與射線裝置放射防護條例》《民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理條例》《中低水平放射性廢物處置的環(huán)境政策》,問題：目前沒有作為法規(guī)體系的龍頭—法律,輻射防護標準,標準：是對重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)

14、一規(guī)定,國家標準（GB）制定： 國務(wù)院標準化行政主管部門制定編制計劃， 組織草擬，統(tǒng)一審批、標號、發(fā)布,現(xiàn)行國標：《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871-2002）國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布胰腺癌護理：www.yixianaijx.com/a/yixianaihuli/,現(xiàn)行輻射防護標準,輻射防護的目的： 防止確定性效應(yīng)的發(fā)生，減少隨機性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達到可以

15、接受的水平。,輻射防護的基本原則,（1）實踐的正當(dāng)化 （justification of practice）,（2）防護的最優(yōu)化 （optimization of radiation protection） 可合理做到的盡量低的原則(ALARA： as low as reasonably achievable),（3）劑量限值（dose lim

16、its）,劑量限值,劑量限值為內(nèi)外照射之和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射,（1）時間防護 累積劑量與受照時間成正比 措施：充分準備，減少受照時間,（2）距離防護 劑量率與距離的平方成反比 措施：遠距離操作,外照射防護三原則,（3）屏蔽防護 屏蔽材料選擇的一般原則,對開放源的防護,放射性物質(zhì)進入體內(nèi)的途徑經(jīng)口，消化道的攝入（ingest