《放射物理与防护》教学课件:9第九章:放射物理与防护.ppt
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- 放射物理与防护 放射 物理 防护 教学 课件 第九
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1、第九章第九章 放射线对人体的影响放射线对人体的影响 首都医科大学潞河教学医院放射科首都医科大学潞河教学医院放射科 王珍琦王珍琦日常生活中所遇到的辐射日常生活中所遇到的辐射 辐射来源的分类辐射来源的分类 生活中的辐射来源生活中的辐射来源天然辐射天然辐射人工辐射人工辐射天然辐射是人类的主要辐射来源天然辐射是人类的主要辐射来源 天然本底照射天然本底照射 天然辐射天然辐射 宇宙射线宇宙射线 宇生放射性核素宇生放射性核素人类活动引起的人类活动引起的天然辐射的增加天然辐射的增加 原生放射性核素原生放射性核素 一般场所:一般场所:天然本底为天然本底为 2.4mSv/a,2.4mSv/a,不同航线机舱内宇宙辐
2、射有效剂量不同航线机舱内宇宙辐射有效剂量航线航线(单程)(单程)飞行时间飞行时间 (minmin)航线有效剂量航线有效剂量 (Sv)Sv)千小时有效剂量千小时有效剂量(mSv/1000hmSv/1000h)北京北京 广州广州1801806.86.82.32.3北京北京 上海上海1151154.14.12.22.2北京北京 东京东京2052058.98.92.62.6广州广州 上海上海1201203.83.81.91.9上海上海 成都成都1401404.84.82.12.1上海上海 昆明昆明1851856.56.52.12.1 天然放射性元素天然放射性元素 氡氡自然界自然界唯一唯一的天然的天然放
3、射性放射性稀有气体稀有气体氡的危害:诱发氡的危害:诱发肺癌肺癌良好的良好的通风通风可以降低室内的氡浓度可以降低室内的氡浓度“事实上,在人类身体里就可以事实上,在人类身体里就可以找到天然放射性核素。我们的身找到天然放射性核素。我们的身体平均每分钟要经历几十万次的体平均每分钟要经历几十万次的核衰变。核衰变。”诺贝尔奖获得者诺贝尔奖获得者西博格西博格人与原子人与原子我国人群平均每天食入的放射性及我国人群平均每天食入的放射性及体内放射性物质的含量估计值体内放射性物质的含量估计值放射性核素放射性核素 每天食入量每天食入量(Bq/d)(Bq/d)体内含量体内含量(Bq/70kg)(Bq/70kg)3 3H
4、 H1414C C4040K K210210PbPb226226RaRa232232ThTh 238 238U U 0.592-2.220.592-2.2244.4-66.644.4-66.659.2-88.859.2-88.80.037-0.2590.037-0.2590.0185-0.06660.0185-0.06660.01110.01110.0222 0.0222 9.25-379.25-37858510103 3(2.96-44.4)(2.96-44.4)10103 3 27.827.81.11-1.481.11-1.480.0740.0741.85-3.33 1.85-3.33 人
5、类活动引起的天然辐射的增加人类活动引起的天然辐射的增加 天然本底辐射花岗花岗岩岩大理大理石石 工工 业业最大有效剂量率(最大有效剂量率(SvSva a-1-1)外照射外照射空气弥散途径空气弥散途径水弥散途径水弥散途径初级磷光体生产初级磷光体生产磷酸生产磷酸生产化肥生产化肥生产初级钢铁生产初级钢铁生产煤焦油加工煤焦油加工焦炭生产焦炭生产燃煤电厂燃煤电厂燃气电厂燃气电厂石油和天然气提取石油和天然气提取水泥生产水泥生产陶瓷生产厂陶瓷生产厂矿砂处理矿砂处理钛色素生产钛色素生产1301308 820208 84 44 412120.40.42 21 1)5 50.40.460600.40.42 2200
6、020002 2)0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.40.42 2)0.40.40.40.40.40.40.40.40.40.42 215153 34 43203201 1人工辐射人工辐射 人工辐射人工辐射 医疗照射医疗照射 核爆炸核爆炸 核动力生产核动力生产 医疗照射是最主要的人工辐射来源医疗照射是最主要的人工辐射来源人工辐射人工辐射医疗照射医疗照射(1 1)放射诊断)放射诊断(2 2)放射治疗)放射治疗 (3 3)核医学)核医学 (4 4)介入放射学)介入放射学全世界医用全世界医用X X射线检查的频率、有效剂量射线检查的频率、有效剂量和集体剂量(和
7、集体剂量(1991-19961991-1996)检检 查查 每每10001000人口人口检查次数检查次数 每次检查的有每次检查的有效剂量,效剂量,mSvmSv胸部胸部X X射线摄影射线摄影 87 87 0.14 0.14 胸部胸部X X射线透视射线透视 37 37 1.1 1.1 腰椎腰椎 15 15 1.8 1.8 胸椎胸椎 4.1 4.1 1.4 1.4 骨盆和腹部骨盆和腹部 11 11 0.83 0.83 上胃肠道上胃肠道 13 13 3.7 3.7 第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 放射线引起的生物效应是一个非常复杂的放射线引起的生物效应是一个非常复杂的过程。它又可以
8、分为:过程。它又可以分为:直接作用直接作用 间接作用间接作用第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 直接作用直接作用:受到射线照射的重要生物分子,:受到射线照射的重要生物分子,如脱氧核糖核酸(如脱氧核糖核酸(DNADNA)或具有生物功能的)或具有生物功能的其他分子吸收射线的能量,直接被电离、其他分子吸收射线的能量,直接被电离、激发,引起大分子损伤的效应。激发,引起大分子损伤的效应。第一节第一节 放射线的生物学效应放射线的生物学效应 间接作用间接作用:射线能量通过扩散的离子以及:射线能量通过扩散的离子以及射线作用于机体水分子产生的多重自由基射线作用于机体水分子产生的多重自由基与生物分
9、子作用,引起生物分子损伤的效与生物分子作用,引起生物分子损伤的效应。应。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类 国际放射防护委员会(国际放射防护委员会(ICRP)ICRP)确定性效应确定性效应辐射生物效应辐射生物效应 致癌效应致癌效应 随机性效应随机性效应 遗传效应遗传效应一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类(一)确定性效应(一)确定性效应deterministic effectdeterministic effect 射线照射人体全部或局部组织,若能射线照射人体全部或局部组织,若能杀死相当数量的细胞,而这些细胞又不能杀死相当数量的细胞,而这些细胞又不能由活细胞的增殖来补充,从而造成严重
10、的由活细胞的增殖来补充,从而造成严重的功能损伤,则这种照射可引起人类的确定功能损伤,则这种照射可引起人类的确定性效应。性效应。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类(一)(一)确定性效应确定性效应deterministic effectdeterministic effect 确定性效应的确定性效应的阈剂量阈剂量:低于阈剂量则损害轻微;低于阈剂量则损害轻微;高于阈剂量则损害程度明显加重,且剂高于阈剂量则损害程度明显加重,且剂量与损害量与损害 (功能损失)成正比。(功能损失)成正比。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类(一)确定性效应(一)确定性效应deterministic effect
11、deterministic effect 轻度功能损失是可逆的。轻度功能损失是可逆的。例如:唾液、甲状腺等分泌能力的下降;例如:唾液、甲状腺等分泌能力的下降;皮肤早期的红斑,或者皮下水肿等一皮肤早期的红斑,或者皮下水肿等一些程度较轻的损伤。些程度较轻的损伤。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类 不同个体、不同组织和器官对射线照不同个体、不同组织和器官对射线照射的敏感度差异较大。射的敏感度差异较大。不同组织或器官对辐射的敏感性不同不同组织或器官对辐射的敏感性不同高度敏感高度敏感:淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺、胚胎、肠胃上皮、胚胎、肠胃上皮 中度敏感中度敏感:感觉器官、
12、内皮细胞、皮肤上感觉器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝等皮、唾液腺、肾、肝等 轻度敏感轻度敏感:中枢神经系统、内分泌腺、心中枢神经系统、内分泌腺、心脏脏不敏感不敏感:肌肉组织、软骨组织、结缔组织肌肉组织、软骨组织、结缔组织 一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类 在非正常情况下,急性大量辐射照射可以在非正常情况下,急性大量辐射照射可以造成人或生物的死亡。造成人或生物的死亡。35Gy 35Gy 脊髓损伤脊髓损伤 3060d3060d 515Gy 515Gy 胃肠道及肺的损伤胃肠道及肺的损伤 1020d1020d 15Gy 15Gy 神经系统损伤神经系统损伤 15d15d一、一、辐射生物效
13、应分类辐射生物效应分类(二)随机性效应(二)随机性效应stochastic effectstochastic effect定义:定义:发生概率与剂量成正比而严重程度与发生概率与剂量成正比而严重程度与剂量无关的辐射效应。一般认为,在辐射剂量无关的辐射效应。一般认为,在辐射防护感兴趣的低剂量范围内,这种效应的防护感兴趣的低剂量范围内,这种效应的发生不存在剂量阈值。发生不存在剂量阈值。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类(二)随机性效应特点:(二)随机性效应特点:1.1.损害程度与吸收剂量无关损害程度与吸收剂量无关 2.2.不存在剂量阈值不存在剂量阈值 3.3.发生的几率与吸收剂量有关发生的几率
14、与吸收剂量有关一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类随机性效应的分类:随机性效应的分类:第一类发生在体细胞内,并可能在受照者第一类发生在体细胞内,并可能在受照者体内诱发癌症;体内诱发癌症;第二类发生在生殖细胞内,并可引起受照第二类发生在生殖细胞内,并可引起受照者后裔的遗传疾病。者后裔的遗传疾病。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类致癌效应致癌效应:由辐射引起癌的概率通常随剂量:由辐射引起癌的概率通常随剂量的增加而增大,可能不存在阈剂量,而且的增加而增大,可能不存在阈剂量,而且这种概率大致正比于剂量,癌的严重程度这种概率大致正比于剂量,癌的严重程度不受剂量的影响。不受剂量的影响。遗传效应遗
15、传效应:发生在生殖细胞内并能引起受照:发生在生殖细胞内并能引起受照者后代患遗传性疾病。者后代患遗传性疾病。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类1.1.致癌效应致癌效应:癌症是威胁人类健康的重要疾:癌症是威胁人类健康的重要疾病。病。80%80%以上来自生活与环境(包括职业),以上来自生活与环境(包括职业),其中其中1%1%来自天然本底和人工辐射源的照射。来自天然本底和人工辐射源的照射。从受到辐射照射至临床发现癌症之间存在从受到辐射照射至临床发现癌症之间存在着持续若干年的时间间隔,称之为潜伏期。着持续若干年的时间间隔,称之为潜伏期。潜伏期一般为潜伏期一般为5 51010年或更长,最短约为年或更
16、长,最短约为2 2年。年。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类1.1.致癌效应:致癌效应:不同组织或器官诱发癌症的几率差别很不同组织或器官诱发癌症的几率差别很大,胃、肺、结肠、红骨髓、食管、膀胱大,胃、肺、结肠、红骨髓、食管、膀胱和乳腺等诱发癌症的危险性较高,其死亡和乳腺等诱发癌症的危险性较高,其死亡率也较高。在放射诊断中应尽可能保护这率也较高。在放射诊断中应尽可能保护这些对射线较敏感的组织或器官。些对射线较敏感的组织或器官。一、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类2.2.遗传效应遗传效应:发生在生殖细胞内并能引起受:发生在生殖细胞内并能引起受照者后代患遗传性疾病。照者后代患遗传性疾病。一
17、、一、辐射生物效应分类辐射生物效应分类遗传效应严重程度变化范围比较大。遗传效应严重程度变化范围比较大。一种为导致第一、第二子代遗传疾病的一种为导致第一、第二子代遗传疾病的显性显性突变突变;另一种为导致第二子代以后子代的遗传疾病另一种为导致第二子代以后子代的遗传疾病的的隐形突变隐形突变。还有些是遗传因素与环境因素相互作用导致还有些是遗传因素与环境因素相互作用导致的的多因素疾患多因素疾患。二、胎儿出生前受照效应二、胎儿出生前受照效应 胚胎死亡胚胎死亡 畸形畸形 智力低下智力低下 诱发癌症诱发癌症 胚胎或胎儿受照射后出现的效应胚胎或胎儿受照射后出现的效应确定性效应确定性效应随机性效应随机性效应二、胎
18、儿出生前受照效应二、胎儿出生前受照效应(一)胚胎死亡(一)胚胎死亡 植入前期植入前期(受孕(受孕0909天)较小剂量(如:天)较小剂量(如:0.1Gy0.1Gy)即能诱发胚胎死亡。)即能诱发胚胎死亡。如:拍张胸部平片、腰椎平片、上消化如:拍张胸部平片、腰椎平片、上消化道造影等等检查,都会有可能诱发胚胎死道造影等等检查,都会有可能诱发胚胎死亡。亡。二、胎儿出生前受照效应二、胎儿出生前受照效应(二)畸形(二)畸形 器官形成期器官形成期(受孕(受孕942942天)可能引起正天)可能引起正在发育的器官畸形,胚胎或胎儿在发育的在发育的器官畸形,胚胎或胎儿在发育的各个阶段受照,还会发生没有畸形的生长各个阶
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