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電離輻射的生物效應與安全防護,1. 電離輻射基礎知識 2. 電離輻射的生物效應 ? 產生的過程和機理 ?生物效應的分類 3.人類受到的電離輻射 ?天然輻射 ?人工輻射 4.輻射防護,1,放射性:核素衰變放射出粒子的現象,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); 放射性同位素衰變而釋放出過剩能量時,產生的主要衰變產物有α粒子、β粒子和γ輻射。 X射線：原自電子從較轉移到較高的能量狀態(tài)。,,,1. 電離輻射基礎知識,2,電離輻射的能量轉移過程,,,2.1 生物效應產生的過程和機理,2. 電離輻射的生物效應,3,單鏈斷裂：,DNA損傷（分子水平）,雙鏈斷裂： 錯誤修復,,,可以實現無差錯 修復,4,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,增殖死亡,間期死亡,間期死亡,,功能障礙 結構改變,增殖死亡,5,細胞水平損傷,細胞變異（modification),,,,,,,異常細胞 克隆,細胞轉化,癌癥,,,transformation,cancer,變異,6,細胞凋亡(apoptosis),變異細胞的程序性死亡（programmed death） 鏡下表現：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機制,,,7,細胞凋亡(apoptosis),8,,生物效應產生的過程和機理,9,2.2 電離輻射所致生物效應的分類,軀體效應（somatic effects） 定義：發(fā)生在受照者本人身上的效應,依據效應發(fā)生的個體：,遺傳效應（hereditary effects） 定義：發(fā)生在受照者后代身上的效應,10,關于遺傳效應,由生殖細胞的變異引起,輻射照射引起的遺傳效應沒有特異性,迄今沒有人類資料肯定輻射所致遺傳 效應的發(fā)生,11,電離輻射所致生物效應的分類,依據效應發(fā)生的時期,潛伏期（latent period): 從受到照射到臨床上特定效應的發(fā)生所需的時間,早期效應（early effects） 受到照射后數周之內發(fā)生的效應,晚發(fā)效應（Late effects） 受到照射后數月以后發(fā)生的效應,12,關于早期效應,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,13,關于晚期效應的潛伏期,,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,14,輻射致癌的潛伏期,ICRP Publ. 60(1990),15,電離輻射所致生物效應的分類,確定性效應 （deterministic effects）,隨機性效應 (stochastic effects),依據效應-劑量關系分類,有劑量閾值,無劑量閾值,效應的嚴重程度 與劑量成正比,發(fā)生幾率與劑量 成正比,嚴重程度與劑量無關,16,確定性效應與隨機性效應,,,,,,,劑量,劑量,幾率,嚴重程度,閾值,隨機性效應,確定性效應,？,,17,確定性效應,急性放射病 定義：人體一次或短時間內分次受到大 劑量照射引起的全身性疾患。 外照射：＞1Gy,18,急性放射病 癥狀與劑量的關系:,19,對造血組織影響,血細胞壽命,20,生殖系統(tǒng)的影響,男性,女性,21,皮膚的放射損傷,22,眼組織的放射損傷,,,,癥狀與閾值,23,隨機性效應-輻射致癌,癌癥的概念與起源 癌癥(cancer):增生失控并侵入周圍組織或向遠隔部位轉移的惡性腫瘤,致癌因子(carcinogen):能使正常細胞轉變?yōu)閻盒约毎詈蟀l(fā)展為癌癥的因子 化學因素 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,24,人類輻射致癌的分析方法,流行病學(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): 某種有害效應發(fā)生的概率 發(fā)病率(incidence) 死亡率(mortality),25,人類的放射性癌癥 (radiogenic cancer),26,輻射致癌危險系數,危險系數(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-1,27,小劑量刺激效應（hormesis),定義： 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象。 機制：刺激DNA修復酶； 免疫學機制,28,3 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 238U；232Th；235U,29,氡（radon): 226Ra 222Rn,,30,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,31,天然輻射所致的年平均有效劑量(UNSCEAR 2000 report),32,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,33,公眾所受輻射照射比例（1993年）,34,4. 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)測與評價的科學依據,35,我國發(fā)展歷史,60年代：技術管理 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：國務院 發(fā)布時間：1989年10月24日 性質：法律地位最高的專門法規(guī),36,輻射防護法規(guī)體系存在的問題,法規(guī)性質的文件： 《放射性同位素與射線裝置放射防護條例》 《民用核設施安全監(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,37,輻射防護標準,標準：是對重復性事物和概念所做的統(tǒng)一規(guī)定,國家標準（GB）制定： 國務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）國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布,38,現行輻射防護標準,輻射防護的目的： 防止確定性效應的發(fā)生，減少 隨機性效應的發(fā)生率，使之達到可 以接受的水平。,39,輻射防護的基本原則,（1）實踐的正當化 （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 limits）,40,劑量限值,劑量限值為內外照射之和，但不包括天然本底照射和醫(yī)療照射,41,（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,42,（3）屏蔽防護 屏蔽材料選擇的一般原則,43,對開放源的防護,放射性物質進入體內的途徑 經口，消化道的攝入（ingestion） 經呼吸道的吸入（inhalation） 經皮膚，傷口的進入（injection）,44,放射性工作場所控制區(qū)的標志,45,Thank you Have a nice weekend,46,