電離輻射的生物效應(yīng)及防護(hù)

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

2、); 放射性同位素衰變而釋放出過(guò)剩能量時(shí),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(xiàn)：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(shí),電離輻射的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程,,,2.1 生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)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(cuò)誤修復(fù),,,可以實(shí)現(xiàn)無(wú)差錯(cuò) 修復(fù),細(xì)胞水平損傷,細(xì)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(xì)胞水平損傷,細(xì)胞變異（modification),,,,,,,異常細(xì)胞 克隆,細(xì)胞轉(zhuǎn)化,癌癥,,,transformation,cancer,變異,細(xì)胞凋亡(apoptosis),變異細(xì)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(jī)理：P53基因 激活自我致死程序是變異細(xì)胞免于患癌的重要

4、機(jī)制,,,細(xì)胞凋亡(apoptosis),,生物效應(yīng)產(chǎn)生的過(guò)程和機(jī)理,2.2 電離輻射所致生物效應(yīng)的分類(lèi),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(gè)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(xì)胞的變異引起,輻射照射引起的遺傳效應(yīng)沒(méi)有特異性,迄今沒(méi)有人類(lèi)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(lèi)

5、,依據(jù)效應(yīng)發(fā)生的時(shí)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(shí)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(shí)的位置圖,S氏（10Gy）20分鐘后感覺(jué)麻木、嘔吐、腹瀉,O氏（17Gy）：意識(shí)喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細(xì)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(shí)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(lèi),確定性效應(yīng)（deterministic effects）,隨機(jī)性效應(yīng)(stochastic effects),依據(jù)效應(yīng)-劑量關(guān)系分類(lèi),有劑量閾值,無(wú)劑量閾值,效應(yīng)的嚴(yán)重程度 與劑量成正比,發(fā)生幾率與劑量 成正比,嚴(yán)重程度與

7、劑量無(wú)關(guān),確定性效應(yīng)與隨機(jī)性效應(yīng),,,,,,,劑量,劑量,幾率,嚴(yán)重程度,閾值,隨機(jī)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(shí)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(duì)造血組織影響,血細(xì)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(jī)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?chē)M織或向遠(yuǎn)隔部位轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤,致癌因子(carcinogen):能使正常細(xì)胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约?xì)胞最后發(fā)展為癌癥的因子 化學(xué)因素 物理因素 病毒機(jī)體遺傳特性, 激素水平, 環(huán)境因素, 生活因素,人類(lèi)輻射致癌的分析方法,流行病學(xué)(epidemiology):對(duì)人群中某種疾病的時(shí)間, 空間分布及其影響因素的研究,癌癥危險(xiǎn):危險(xiǎn)(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(lèi)的放射性癌癥 (radiogenic cancer),輻射致癌危險(xiǎn)系數(shù),危險(xiǎn)系數(shù)(risk coefficient): (危險(xiǎn)度) 單位劑量照射引起的危險(xiǎn)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(xì)胞功能， 提高機(jī)體自然防御功能的現(xiàn)象。機(jī)制：刺激DNA修復(fù)酶； 免疫學(xué)機(jī)制,3 人類(lèi)受到的輻射,天然輻射(natural exposure)： 來(lái)自于天然輻射源的電離輻射,宇宙射線(xiàn)：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(gè)小放射源,攝入途徑：食物、飲水、呼吸核素種類(lèi)： 40K、 14C、87Rb、氡子體 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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(dòng)引起天然輻射照射增加,核工業(yè)：鈾礦冶煉航空：宇宙射線(xiàn)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(hù),法規(guī)：是使輻射防護(hù)管理工作納入法制管理 軌道的保障標(biāo)準(zhǔn)：是開(kāi)展輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)的科學(xué)依據(jù),

13、我國(guó)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(xiàn)裝置放射防護(hù)條例》發(fā)布單位：國(guó)務(wù)院發(fā)布時(shí)間：1989年10月24日性質(zhì)：法律地位最高的專(zhuān)門(mén)法規(guī),輻射防護(hù)法規(guī)體系存在的問(wèn)題,法規(guī)性質(zhì)的文件：《放射性同位素與射線(xiàn)裝置放射防護(hù)條例》《民用核設(shè)施安全監(jiān)督管理?xiàng)l例》《中低水平放射性廢物處置的環(huán)境政策》,問(wèn)題：目前沒(méi)有作為法規(guī)體系的龍頭—法律,輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)：是對(duì)重復(fù)性事物和概念所做的統(tǒng)

14、一規(guī)定,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（GB）制定： 國(guó)務(wù)院標(biāo)準(zhǔn)化行政主管部門(mén)制定編制計(jì)劃， 組織草擬，統(tǒng)一審批、標(biāo)號(hào)、發(fā)布,現(xiàn)行國(guó)標(biāo)：《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18871-2002）國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布胰腺癌護(hù)理：www.yixianaijx.com/a/yixianaihuli/,現(xiàn)行輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn),輻射防護(hù)的目的： 防止確定性效應(yīng)的發(fā)生，減少隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率，使之達(dá)到可以

15、接受的水平。,輻射防護(hù)的基本原則,（1）實(shí)踐的正當(dāng)化 （justification of practice）,（2）防護(hù)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(shí)間防護(hù) 累積劑量與受照時(shí)間成正比 措施：充分準(zhǔn)備，減少受照時(shí)間,（2）距離防護(hù) 劑量率與距離的平方成反比 措施：遠(yuǎn)距離操作,外照射防護(hù)三原則,（3）屏蔽防護(hù) 屏蔽材料選擇的一般原則,對(duì)開(kāi)放源的防護(hù),放射性物質(zhì)進(jìn)入體內(nèi)的途徑經(jīng)口，消化道的攝入（ingest