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1、第第7章章 放射性卫生安全防护知识放射性卫生安全防护知识7.1电离辐射及其对人体的危害电离辐射及其对人体的危害1.人类所处的辐射环境人类所处的辐射环境 天然照射天然照射 宇宙射线宇宙射线 初级初级(能量能量107 eV),p,和各种核和各种核 次级次级介子、电子、光子、介子、电子、光子、n、p 天然放射性天然放射性 宇生宇生 约约20种,主要有种,主要有3H、14C、7Be、22Na 原生原生 衰变系列衰变系列,铀系铀系(238U)、钍系、钍系(232Tn)、钶系钶系(235U)非衰变系列非衰变系列,40K、87Rb放射性衰变系列放射性衰变系列808590145140135130125ZN钍系
2、(钍系(4n)级联衰变级联衰变 Th23290Ra22888Th22890Ra22488Rn22086Po21684Pb21282Po21284Pb20882Tl20881808590145140135130125ZN铀系(铀系(4n+2)级联衰变级联衰变U23892U23492Th23490Pa23491Tb23090Ra22688Rn22286Po21884Pb21482At21885Bi21484Tl21481Po21484Pb21082Bi21083Tl21081Po21084Pb20682808590145140135130125ZN808590145140135130125ZN放射
3、性衰变系列放射性衰变系列808590145140135130125ZN808590145140135130125ZN锕系(锕系(4n+3)级联衰变级联衰变U23592Pa23191Th23190Th22789Fr22387Th22790Ra22388Rn21986Pb21182Ro21584At21585Tl20781Bi21183Po21184Pb20782镎系(镎系(4n+1)级联衰变级联衰变Np23793Pa23391Ac23589Fr22187At21785U23592Ra22588Th22989Br21383Tl20981Po21384Pb20982Bi209838085901451
4、40135130125ZN表表.正常本底地区天然辐射致人体的年有效当量剂量正常本底地区天然辐射致人体的年有效当量剂量 源源 年有效剂量当量年有效剂量当量(mSv)占总计的占总计的 外照射外照射 内照射内照射 总计总计 分数,分数,%宇宙射线宇宙射线 荷电成分荷电成分 0.28 0.280 14.0 中子成分中子成分 0.02 0.021 1.0 宇生核素宇生核素 0.015 0.015 0.8 原生核素原生核素 40K 0.12 0.18 0.30 15.1 87Rb 0.006 0.006 0.3 238U系系 0.09 0.95 1.044 52.4 232Th系系 0.14 0.19 0
5、.326 16.4 总计总计 0.65 1.34 2.0 100.0 比较:比较:职业放射性工作人员年均当量剂量为职业放射性工作人员年均当量剂量为5mSv。人工照射人工照射 医疗照射医疗照射 源于体外源于体外 射线、体内核素造影成射线、体内核素造影成像检查及放疗所产生的照射,居像检查及放疗所产生的照射,居人工照射的首人工照射的首位。全球由于医疗照射所致的集体有效当量剂位。全球由于医疗照射所致的集体有效当量剂量约为天然本底的量约为天然本底的1/51/5,即年人约,即年人约0.4mSv0.4mSv。放射三废放射三废 核能生产和放射性同位素生产及应核能生产和放射性同位素生产及应用过程的产生的放射性三
6、废在环境中的累积对用过程的产生的放射性三废在环境中的累积对公众的照射公众的照射.预计当核电力达到人均预计当核电力达到人均1 kW1 kW、居、居民年均剂量当量为民年均剂量当量为6 61010-2-2 mSv mSv。核爆落灰核爆落灰 核爆炸落下灰是环境中广泛存在的核爆炸落下灰是环境中广泛存在的照射源照射源,主要核素为主要核素为137137CsCs、9090Sr,Sr,日前年均剂量日前年均剂量当量不到天然本底当量不到天然本底1%1%。职业照射职业照射 职业照射是指从事放射性工作的专职业照射是指从事放射性工作的专职人员受到的照射。据调查职人员受到的照射。据调查,工作人员总年均剂工作人员总年均剂量为
7、量为5mSv,5mSv,职业照射在全部人群中造成的人均有职业照射在全部人群中造成的人均有效剂量当量是很小的效剂量当量是很小的,核能发达的英国也只达到核能发达的英国也只达到8 8 SvaSva-1-1。表表.人工辐射所致人体的年有效剂量当量人工辐射所致人体的年有效剂量当量辐射源辐射源 剂量剂量/Sva/Sva-1-1 放射诊断放射诊断放射治疗放射治疗医用同位素医用同位素 放射性废物放射性废物 核爆炸落下灰核爆炸落下灰 职业照射职业照射 其他辐射源其他辐射源 220 30 2 2 10 9 12 总剂量总剂量285 年均照射(mSv,%)天然照射 宇宙射线0.301,15.1人工照射 医疗照射 0
8、.252,88天然放射线宇生 0.015,0.75 放射三废 0.002,0.7原生1.676,83.8 核爆落灰 0.01,3.51 小计 2.0 ,100 职业照射 0.009,3.16 相关用品0.012,4.21 小计 0.285,100 2.0 ,87.5 0.285,12.5总计 2.285,100 2.2.电离辐射对人体的危害电离辐射对人体的危害 核技术的开发与利用,无疑给人类带来核技术的开发与利用,无疑给人类带来了巨大的利益,但因辐射会对人体造成损伤,了巨大的利益,但因辐射会对人体造成损伤,也伴随着一定危害。也伴随着一定危害。实践表明,实践表明,只要科学地采取有效的防护只要科学
9、地采取有效的防护措施,辐射危害是能够有效控制的。大多数措施,辐射危害是能够有效控制的。大多数事故的发生,都是由于忽视防护或管理不当事故的发生,都是由于忽视防护或管理不当造成的。对待辐射,忽视安防护和极度恐惧造成的。对待辐射,忽视安防护和极度恐惧都是不科学的。都是不科学的。表表.原子能工业与一般工业及职业病死亡率比较原子能工业与一般工业及职业病死亡率比较 事事 故故 年年 均均 死死 亡亡 率率%职职 业业 病病 年年 均均 死死 亡亡 率率%原原 子子 能能 工工 业业 一一 般般 工工 业业(0.080.68)10-3 0.06 原原 子子 能能 工工 业业 一一 般工般工 业业 0.002
10、0.016 0.011 辐射效应辐射效应 辐射效应按效应发生的过程可分为随机与非辐射效应按效应发生的过程可分为随机与非随机两种随机两种.ICRP ICRP假定随机效应的发生率与剂量存在线假定随机效应的发生率与剂量存在线性无域关系性无域关系,但效应的严重程度与剂量无关但效应的严重程度与剂量无关,因此因此某组织或器官多次受照剂量可以累加以衡量其总某组织或器官多次受照剂量可以累加以衡量其总的危险度。躯体的远期癌变和遗传效应都是随机的危险度。躯体的远期癌变和遗传效应都是随机的。的。非随机效应是一种剂量超过某一阈值才会非随机效应是一种剂量超过某一阈值才会发生的效应,其严重程度与剂量大小有关,如发发生的效
11、应,其严重程度与剂量大小有关,如发生白内障的阈剂量当量为生白内障的阈剂量当量为4Sv4Sv。辐射效应的影响因子辐射效应的影响因子 与射线有关的因子与射线有关的因子 射线种类和照射方式射线种类和照射方式 不同类型射线和照射方式不同类型射线和照射方式 的辐射效应的效价不同,一般称为射线品质的辐射效应的效价不同,一般称为射线品质Q,其是射线传能密度其是射线传能密度(LET)的的函数,的的函数,LET越大,越大,辐射剂量的效价越大。辐射剂量的效价越大。剂量随时间的分配剂量随时间的分配 照总剂量相同时,小剂量率照总剂量相同时,小剂量率分次照射比大剂量率急性照射所造成的辐射损伤分次照射比大剂量率急性照射所
12、造成的辐射损伤要小,进行剂量控制时,应在尽可能低的剂量率要小,进行剂量控制时,应在尽可能低的剂量率水平分散进行。水平分散进行。照射部位和面积照射部位和面积 照辐部位不同效应不同,其敏照辐部位不同效应不同,其敏感性由高到低依次为感性由高到低依次为:腹部、盆腔、头部、胸部、腹部、盆腔、头部、胸部、四肢。在相同吸收剂量下,受照面积越大,效应四肢。在相同吸收剂量下,受照面积越大,效应也越大。也越大。与机体有关的因素与机体有关的因素 生物种类生物种类 物种进化程度越高物种进化程度越高,机体越复杂机体越复杂,对对辐射越敏感。辐射越敏感。个体差异个体差异 个体敏感性受年龄、生理和健康状个体敏感性受年龄、生理
13、和健康状况的影响。况的影响。不同器官不同器官 细胞细胞 形态和功能分化越低,有丝分裂活形态和功能分化越低,有丝分裂活动越旺盛,其敏感性越高;动越旺盛,其敏感性越高;组织组织 高度敏感高度敏感:淋巴、胸腺、骨髓、胃淋巴、胸腺、骨髓、胃肠上皮、性腺和胚胎;肠上皮、性腺和胚胎;中度敏感中度敏感:感知器感知器官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、官、内皮细胞、皮肤上皮、唾液腺、肾、肝和肺肝和肺;轻度敏感轻度敏感:中枢神经、内分泌腺、中枢神经、内分泌腺、心脏;心脏;不敏感不敏感:肌肉、软骨及骨、结缔组肌肉、软骨及骨、结缔组织。织。辐射损伤辐射损伤 辐射损伤是指电离辐射引起的人体各辐射损伤是指电离辐射引起的
14、人体各种生物效应的总称,出现在受照者本人身种生物效应的总称,出现在受照者本人身体上的叫躯体效应,出现在受照者后代身体上的叫躯体效应,出现在受照者后代身体上的称为遗传效应。体上的称为遗传效应。躯体效应躯体效应 按发生的早晚,分为急性效应或晚期按发生的早晚,分为急性效应或晚期效应。效应。急性效应急性效应 受照者一次或短期内连续接受受照者一次或短期内连续接受大剂量照射所发生的效应,主要发生于核大剂量照射所发生的效应,主要发生于核事故情况下,核企业正常运行过程一般不事故情况下,核企业正常运行过程一般不会发生这种照射。会发生这种照射。晚期效应晚期效应 指受照数年后出现的病理发应。指受照数年后出现的病理发
15、应。当急性放射病恢复后或长期接受超限值水当急性放射病恢复后或长期接受超限值水平的低剂量照射,可能发生晚期效应,其平的低剂量照射,可能发生晚期效应,其主要有辐射诱发癌变,白血病及辐射致寿主要有辐射诱发癌变,白血病及辐射致寿命缩短和视器官病变。命缩短和视器官病变。遗传效应遗传效应 电离辐射损伤致电离辐射损伤致DNA损伤,若发生在损伤,若发生在体细胞体细胞,可产生癌变;若是生殖细胞可产生癌变;若是生殖细胞DNA损损伤,并把这种损伤的信息传给后代,即可伤,并把这种损伤的信息传给后代,即可能产生遗传疾患。从现有资料看,遗传效能产生遗传疾患。从现有资料看,遗传效应虽然重要,但似不具有压到一切的重要应虽然重
16、要,但似不具有压到一切的重要性。性。6.26.2辐射防护中常用的辐射量辐射防护中常用的辐射量 1.描述辐射效应的物理量描述辐射效应的物理量 旨在对电离辐射作用于受体而产生的辐射旨在对电离辐射作用于受体而产生的辐射效效 应进行度量的物理量。应进行度量的物理量。吸收剂量吸收剂量 单位质量物体吸收的电离辐射能量。单位质量物体吸收的电离辐射能量。定义为,电离辐射授与某定义为,电离辐射授与某一体积元物质的平均能一体积元物质的平均能量除以该体积元的质量量除以该体积元的质量,即即dmEdD SISI单位,单位,Gy(Gy(戈瑞戈瑞)1Jkg1Jkg-1-1(焦耳焦耳/千克千克)专用单位,专用单位,rad(rad(拉德拉德)1010-2-2GyGy 吸收剂量率吸收剂量率 单位时间内的吸收剂量,即单位时间内的吸收剂量,即SISI单位单位,Gys,Gys-1-1(戈戈/秒焦耳秒焦耳/千克千克秒秒)专用单位专用单位,rads,rads 1 1(拉德拉德/秒秒)dmdtEddtdDD2 例题例题 若半致死剂量若半致死剂量为为1.5戈瑞,试计算该剂量戈瑞,试计算该剂量使人体体温升高多少。使人体体温升高多少。解: