輻射防護(hù)知識

1、輻射防護(hù),電離輻射：α粒子、β粒子、γ光子、中子等與物質(zhì)作用時，都能把能量傳遞給物質(zhì)，引起原子的電離，因此常把它們統(tǒng)稱為電離輻射。電離輻射量及其單位電離輻射生物效應(yīng)防護(hù)法規(guī)防護(hù)原則及措施放射性廢物處理,輻射量及其單位——照射量1,照射量(exposure，X) X或γ射線在質(zhì)量為dm的空氣中，與原子相互作用，釋放的所有次級電子完全被阻止，產(chǎn)生同一種符號離子的總電荷量dQ與dm之比。 X=

2、dQ/dm 單位：S.I制 C/kg(庫倫/千克) 舊單位 R(倫琴) 1R=2.58×104C·kg-1 是 度量X或γ射線對空氣的電離能力，量度輻射場強(qiáng)度； 僅適用于能量10-3kev 的X或γ射線。,輻射量及其單位——照射量2,照射量率(exposure rate，P) 單位時間內(nèi)的照射量，P=dX/dt 單位：C·kg-1

3、·s-1照射量率與活度 P=KrC/R2 Kr 電離常數(shù) C 點(diǎn)源放射性活度 R 距點(diǎn)源的距離,輻射量及其單位——吸收劑量,吸收劑量(absorbed dose, D) 任何受照射物質(zhì)每單位質(zhì)量所吸收的任何電離輻射的平均能量。 單位：Gray(戈瑞，Gy)，舊單位拉德(rad)

4、 1 Gy = 1 J/kg(焦耳/千克) 1 Gy = 100cGy = 100 rad D = f X f:換算銀子(與介質(zhì)性質(zhì)和射線能量有關(guān))，X：照射量。吸收劑量率(D’)：單位時間內(nèi)的吸收劑量，Gy/S,輻射量及其單位——劑量當(dāng)量,劑量當(dāng)量(Equivalent Dose，H) 輻射類型和照射條件不同時，相同吸收劑量引起的生物效應(yīng)不同。

5、 D:吸收劑量, Q:電離輻射品質(zhì)因素, N:其它修正因素N是吸收劑量的空間和時間分布等修正因子，目前ICRP規(guī)定:N=1。單位：Sv(Sievert，希沃特)，舊單位是rem(雷姆) 1 Sv = 100rem劑量當(dāng)量率(H’)：單位時間內(nèi)的劑量當(dāng)量，單位：Sv/s 或Sv/h劑量當(dāng)量僅限于輻射防護(hù)中使用，不適用于高水平輻射事故照射劑量的估算。,電離輻射生物效應(yīng)——機(jī)理,原發(fā)作用

6、：直接作用：射線直接作用于生物分子，引起生物分子的電離和激發(fā)或化學(xué)鍵斷裂，破壞機(jī)體的蛋白質(zhì)、核酸、酶等具有生命功能的物質(zhì)。間接作用：射線作用于水分子，引起水分子的電離，產(chǎn)生許多氧化性很強(qiáng)的自由基(如H’ 、 OH’、HO’等)、過氧化氫(H2O2)等，導(dǎo)致生物大分子造成正常結(jié)構(gòu)的破壞。繼發(fā)作用：由于原發(fā)作用導(dǎo)致細(xì)胞代謝、功能及結(jié)構(gòu)的改變。,電離輻射生物效應(yīng)—自由基,自由基（radicals） 有一個或多個不配對電子

7、而能獨(dú)立存在的原子或分子，具有極高的不穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)性，存在的時間極其短暫。,電離輻射生物效應(yīng)—自由基,自由基對生物大分子的作用,①對核酸分子主要作用于堿基、磷酸二酯鍵、核糖。②通過脂質(zhì)過氧化作用造成體內(nèi)包括細(xì)胞膜、線粒體膜、溶酶體膜、核膜等生物膜的損傷，使生物膜的能量傳遞、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息識別等功能受到影響。,電離輻射生物效應(yīng)——分類1,輻射生物效應(yīng)分類方法很多，如：軀體效應(yīng)——遺傳效應(yīng)早期效應(yīng)——遠(yuǎn)期效應(yīng)短期大劑量效應(yīng)——

8、長期小劑量效應(yīng)隨機(jī)效應(yīng)——非隨機(jī)效應(yīng),電離輻射生物效應(yīng)——分類2,以效應(yīng)發(fā)生規(guī)律和性質(zhì)分為：隨機(jī)效應(yīng)(Stochastic effect)： 效應(yīng)發(fā)生的幾率與照射量有關(guān)，無閾值。如致癌效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。非隨機(jī)效應(yīng)(Non- stochastic effect），或確定性效應(yīng) determinate effect)： 效應(yīng)發(fā)生的幾率與照射量有關(guān)，有閾值。 達(dá)到一定劑量照

9、射后才發(fā)生效應(yīng)，且嚴(yán)重程度與照射量成正相關(guān)，,電離輻射生物效應(yīng)—確定效應(yīng),1. 確定性效應(yīng) determinate effect確定性效應(yīng)是指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應(yīng)。一般是在短期內(nèi)受較大劑量照射時發(fā)生的急性損害。研究對象為個體。如放射性導(dǎo)致的白內(nèi)障形成、生育能力降低、造血功能障礙等。,電離輻射生物效應(yīng)—隨機(jī)效應(yīng),2. 隨機(jī)效應(yīng) stochastic effects隨機(jī)效

10、應(yīng)研究的對象是群體，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的閾值。在放射防護(hù)中不能只滿足于達(dá)到劑量限值，而對人員的照射應(yīng)該達(dá)到盡可能低的劑量水平。,電離輻射生物效應(yīng)——影響因素,影響生物效應(yīng)的主要因素：與輻射有關(guān)因素電離輻射的種類和能量 ，LET大，效應(yīng)明顯。吸收劑量與劑量率， 大，效應(yīng)明顯。照射條件，照射方式：內(nèi)照射α>β>γ，外照射γ>β>α，

11、 照射范圍：大，效應(yīng)明顯。 照射間隔：長，效應(yīng)小。與機(jī)體有關(guān)因素 用輻射敏感性表示對輻射的反應(yīng)強(qiáng)弱物種 ，演化程度個體，年幼、女性、身體健康差，個體不同發(fā)育階段組織和細(xì)胞其它因素,放射衛(wèi)生防護(hù)基本法規(guī)1,ICRP(國際放射防護(hù)委員會)研究輻射生物效應(yīng)，提出不斷修正的建議書和技術(shù)報(bào)告。各國的放射防護(hù)法規(guī)制定的根據(jù)我國《放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)》(

12、GB4792-84),放射衛(wèi)生防護(hù)基本法規(guī)2,輻射生物效應(yīng)分為隨機(jī)效應(yīng)和非隨機(jī)效應(yīng)防護(hù)的出發(fā)點(diǎn)：是保護(hù)個人及其后代、和全人類，允許進(jìn)行有利于人類的必要的伴有輻射照射的活動。防護(hù)的目的是：防止一切有害的非隨即效應(yīng)，限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以接受水平。,放射防護(hù)的原則,放射實(shí)踐正當(dāng)化： 使用任何電離輻射的實(shí)踐，必須經(jīng)過正當(dāng)化判斷，確認(rèn)實(shí)踐所致的電離輻射危害與社會或個人從中所獲利益相比是可以接受的。

13、放射防護(hù)最優(yōu)化： 避免一切不必要的照射，用最小的代價獲得最大的利益，使一切必要的照射保持在可以合理達(dá)到的最低水平。個人劑量限制： 個人受輻射劑量當(dāng)量不應(yīng)超過規(guī)定的限值。,個人劑量限制（當(dāng)量劑量HT）,職業(yè)人員：連續(xù)5年，年平均<20mSv，其中任何1年中不得超過50mSv1年內(nèi)，眼晶體<150mSv，四肢、皮膚和其它單個器官或組織<500mSv應(yīng)急照射，一次

14、可以接受50mSv全身照射，但以后所受照射應(yīng)適當(dāng)減少，以使該次照射前后10年平均有效劑量≤20mSv公眾成員：全身年有效劑量≤1mSv，特殊情況最大年有效劑量可達(dá)5mSv，但連續(xù)5年≤1mSv1年內(nèi)，眼晶體≤ 15mSv，皮膚≤ 50mSv,作用于人體的輻射源—天然本底,一、天然本底輻射（nature background)在人類生存的環(huán)境中，自然存在的多種射線和放射性物質(zhì)。包括宇宙射線(cosmic radiation)、宇宙

15、射線感生放射性核素(cosmogenic radionuclide)和地球輻射(earth radiation)。,作用于人體的輻射源—宇宙射線,1. 宇宙射線初級宇宙射線：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間磁場的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質(zhì)子，其次是α粒子和重離子等。次級宇宙射線：初級宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)形成光子、電子、質(zhì)子、中子、л介子等射線,作用于人體的輻射源—宇宙射線,宇宙射線的

16、輻射特點(diǎn),能量范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度、緯度的不同而變化。對人體產(chǎn)生外照射。,初級宇宙射線進(jìn)入大氣層后產(chǎn)生次級宇宙射線的級聯(lián)反應(yīng)示意圖,作用于人體的輻射源—感生放射性核素,2. 宇宙射線感生放射性核素初級宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)除放出射線外，還產(chǎn)生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素。,作用于人體的輻射源-地球輻射,3. 地球輻射①系列（series）衰變放射性核素 必須經(jīng)過2

17、代或2代以上的衰變才能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定核素的天然放射性核素。 包括鈾系、釷系、錒系等三大系列；是地球輻射的主要來源。 共同特點(diǎn)： A.起始的母體放射性核素具有與地球年齡相當(dāng)?shù)陌胨テ?，能長時間穩(wěn)定的形成系列衰變。 B.系列衰變元素的每一條衰變線都會產(chǎn)生222Rn（氡）。 C.最后都形成穩(wěn)定核素---鉛（Pb） ②40K、14C等單獨(dú)存在的天然放射性核素,,,,,,,作用于人體的輻射源-本底

18、當(dāng)量時間,4. 本底當(dāng)量時間background equivalent radiation time接受核醫(yī)學(xué)檢查的病人所受的輻射劑量相當(dāng)于在一定時間（幾月或幾年）內(nèi)受的天然本底輻射的劑量。例如，一般病人在一次普通的核醫(yī)學(xué)顯像過程中全身接受的平均輻射劑量約為3.6 mSv ，大約相當(dāng)于世界上多數(shù)地區(qū)一年的平均天然本底輻射劑量(1-6 mSv)。,,,作用于人體的輻射源,作用于人體的輻射源-醫(yī)療輻射,二、醫(yī)療輻射目前，醫(yī)療照射

19、在公眾受到的人工輻射源照射中居于首位。 醫(yī)療照射總的變化趨勢是：一方面受檢人數(shù)逐年增加；另一方面由于技術(shù)裝備的不斷改進(jìn)，做同樣項(xiàng)目的檢查受到的照射逐年降低。,作用于人體的輻射源-其它,三、其他人工輻射源1.火力發(fā)電站 火力發(fā)電站釋放的主要放射性核素是釷（Th）和氡（Rn）及其衰變子體。2.消費(fèi)產(chǎn)品中的人工輻射 核電站核武器,,放射性防護(hù)認(rèn)識的誤區(qū),恐懼：怕接觸放射性、怕接觸病人、身體的任何不適與放射性工作相聯(lián)系、放射性影

20、響所有東西。無所謂：不嚴(yán)格按防護(hù)要求穿戴防護(hù)用具、隔離衣帽、在工作區(qū)進(jìn)食東西。,工作人員的健康保障,法律法規(guī)：職業(yè)病防治法（國家）、放射性藥品管理辦法（國務(wù)院）、放射性同位素與射線裝置放射防護(hù)條例（國務(wù)院）放射診療管理規(guī)定（衛(wèi)生部）劑量限值劑量監(jiān)測科室有規(guī)章制度健康體檢及休假制度,天然本底輻射,宇宙射線：能力范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度增加而增加。對人體產(chǎn)生外照射。地球輻射：鈾系、錒系、釷系放射性元素。對人體產(chǎn)生外照射和內(nèi)照射。

21、(如238U：半衰期4.47×109年，經(jīng)8次?衰變，6次?衰變后成為穩(wěn)定性核素鉛。)一年的平均天然本底輻射劑量（2.4-7mSv）核醫(yī)學(xué)檢查一次病人平均輻射劑量 3.6mSv職業(yè)人員劑量劑量限值 20mSv,131碘的放射特性,物理半衰期: 8.04 天?射線能量： 650 Kev?射線 能量： 364 Kev全身顯像用量：2-5 mCi治 療 用 量: 80-250 mCi放射性衰減一半所需鉛

22、厚度：0.24 cm放射性衰減1千倍所需鉛厚度:2.4 cm,,我接受的劑量150mCi,正常情況病患僅在離開時才近距離接觸,每次5分鐘, 每年200例20 uSv/h*5min/60min-h*200=333 uSv =0.333mSv特殊情況病患臨時近距離接觸, 每次5分鐘, 每年200例170 uSv/h*5min/60min-h*200=2832uSv =2.832mSv< 20mSv/y, 100 mSv/

23、5y,99m锝的放射特性,物理半衰期: 6.04 小時? 射線 能量：140 Kev用 量： 10－30 mCi放射性衰減一半所需鉛厚度：0.03cm放射性衰減1千倍所需鉛厚度:0.3cm,18氟的放射特性,物理半衰期: 110 分鐘? 射線 能量：511 Kev用量：7－10 mCi放射性衰減一半所需鉛厚度：0.41 cm放射性衰減1千倍所需鉛厚度:4.5 cm,日常生活與輻射,,對單個病

24、人：0.1~10 mSv全身骨顯像：3.5 mSv心肌灌注：3.1 mSv腎臟顯像：1.6 mSvX 線胸片：0.01 mSvX線鋇餐：4.6 mSv頭部XCT：1.8 mSv胸部XCT：8.3 mSv腹部XCT：7.2 mSv,放射防護(hù)措施1,外照射防護(hù)：X=A t/r2時間防護(hù)：“冷”試驗(yàn)，熟悉工作性質(zhì)及流程。嚴(yán)格遵守規(guī)章制度。距離防護(hù)：輻射劑量與距離的平方成反比。屏蔽防護(hù)：γ射線的防護(hù)主要靠高密度物質(zhì)（鉛、

25、鎢合金、水泥墻等）,放射防護(hù)措施2,內(nèi)照射防護(hù)：避免放射性通過口、呼吸道、皮膚傷口進(jìn)入人體。操作在托盤內(nèi)進(jìn)行、吸水紙穿戴個人物品：手套、口罩、隔離衣通風(fēng)：通風(fēng)廚、窗戶去污：普通肥皂＋清水（131碘）、EDTA二納（ 32P）阻塞通道藥物預(yù)防加速排除 在指定區(qū)域操作，避免工作場所和環(huán)境污染；定期進(jìn)行污染檢查和監(jiān)測。,放射性廢物處理,貯存衰變、稀釋排放、焚燒濃縮包括：空針、空瓶、廢液、廢氣、廢源廢液：衰變池廢氣：通

26、風(fēng)廚長半衰期：由廠家回收短半衰期：放置8－10個半衰期后按一般醫(yī)療垃圾處理。廢源：由環(huán)保部門收集處理。,核醫(yī)學(xué)工作場所分區(qū),控制區(qū)監(jiān)督區(qū)非限制區(qū),合理布局的原則,分區(qū)原則：控制區(qū)、監(jiān)督區(qū)、清潔區(qū)污染區(qū)各工作室安排依操作用量水平排列高放射性工作室應(yīng)在當(dāng)?shù)仫L(fēng)向的下風(fēng)側(cè)污水管道的水流去向應(yīng)由低放到高放,設(shè)計(jì)布局基本要求,分區(qū)：功能分區(qū)、放射性分區(qū)明確雙通道：避免與已給藥病人混入同一通道風(fēng)向：避免將高放射性區(qū)域置于上風(fēng)向病