1、授课教师：韩彦江简介,2004-2010 中科院上海应用物理研究所放射性药物研究中心 博士学位2010-现在 南方医院PET中心专业方向：放射性药物 E-mail地址: Tel：62786230,南方医科大学南方医院,生物效应与放射防护,放射性辐射防护的目的,就是要把放射性对医务人员和病人的影响减少到最低限度。造福人类的同时，可能对人体造成损害。,主要内容,一、电离辐射源 二、辐射生物效应 三、辐射防护,天然本底辐射宇宙射线：宇宙空间的各种高能粒子流，包括质子、粒子及一些重核。环境中的天然放射性核素：地壳中的天然放射性物质。人体内的放射性核素：环境中的放射性核素，通过空气和食物进入人体内。上
2、述本底辐射，人体受到的年累积剂量当量约为1mSva-1。,作用于人体的电离辐射源,天然辐射无时不在，无处不在,到处都有辐射？,根据UNSCEAR 2000年报告： 全球平均辐射剂量 2.8mSv/年 其中：2.4mSv/年 来自天然辐射 0.4 mSv/年 来自医学诊断0.007 mSv/年 来自大气层核试验和 切尔诺贝利事故引起的放射性沉降物0.0002 mSv/年 来自核电站排放,人工辐射源主要包括工农业生产、科学研究和医学上的诊断与治疗所应用的辐射源、核电站及核试验对环境的污染以及日用品夹杂的放射性核素。职业性照射：指放射性工作人员受到的照射。医疗照射：指病患人员因诊断或治疗目的而受到的
3、照射。环境的放射性污染：如放射性三废管理不当，也可增加人群的剂量负担。,电离辐射生物效应,是指电离辐射的能量传递给生物机体后所造成的后果。一方面在医学中可被应用于疾病治疗，另一方面又可导致人体的辐射损伤。 电离辐射生物效应的发生机制：可分为原发作用和继发作用两个方面。,原发作用：指机体在吸收辐射能量的过程中，使核酸、蛋白质等发生电离、激发或化学键断裂等直接原发作用和射线作用机体内水分子产生氧化性很强的自由基（H、OH 、HO ）、H2O2等导致生物大分子损伤的间接原发作用。 继发作用：指由于原发作用的结果，导致细胞的代谢、功能及结构的改变，直至机体整体性代谢紊乱，功能障碍，病理形态变化乃至基因
4、突变等损伤效应。,辐射生物效应的分类,按效应出现的对象，分为躯体效应与遗传效应 。躯体效应指出现在受照射者本身的效应，包括全身效应和局部效应，如辐射导致的骨髓造血障碍、白内障等。遗传效应指出现在受照射者后代的效应，电离辐射可使受照射者生殖细胞的遗传物质受损，引起基因突变和染色体畸变，从而导致先天畸形、流产、死胎和某些遗传性疾病。,按效应出现的时间，分为近期效应和远期效应。近期效应是指受照射后几周内出现的变化，又可分为急性效应和慢性效应。急性效应如短时间内受到大剂量照射所导致的急性放射病、急性皮肤损伤等。慢性效应指机体在较长时间内受到超过剂量限值的电离辐射作用引起的全身慢性损伤，如慢性放射病、慢
5、性皮肤损伤等。远期效应指在受照射后数月至数年才发生的变化，如辐射致白血病、辐射致癌、放射性白内障和辐射遗传效应等。,按效应发生规律，分为随机效应与非随机效应。 随机效应：是指发生几率随照射剂量增加而增大的效应，它不存在剂量阈值，即使剂量很小也有可能发生，只是发生几率小而已，如辐射致癌效应与遗传效应。非随机效应：是指受照射剂量超过一定阈值才发生的效应，其严重程度随剂量增加而增加，如急性放射病、辐射所致生育能力降低和造血障碍等。,影响辐射生物效应的主要因素,与辐射有关的因素辐射的种类和能量：、射线电离能力较强，辐射生物效应较射线大，射线能量越高，生物学效应越显著。辐射剂量与剂量率：辐射剂量与生物效
6、应的关系曲线呈S型，通常以半致死剂量（LD50）作为机体放射敏感性指标。剂量率越大，辐射生物效应越显著。照射条件：照射方式、范围、部位及照射分次次数和时间间隔等。其中内照射时，生物效应以；外照射时，生物效应以,与机体有关的因素物种：演化程度越高，敏感性越强。（和小强比，人更敏感）个体敏感性：不同个体辐射敏感性不同，同一个体在不同的发育阶段，对辐射敏感性也不同，一般胚胎期较胎儿期敏感，幼年较成年敏感。机体的内环境：组织含氧量增加或温度增加，辐射敏感性增高，即所谓的“氧效应”和“温度效应”。某些激素（雌激素）和化学药物（氨基硫醇类）也可改变机体的辐射敏感性（耐受性提高）。,组织和细胞的辐射敏感性：
7、人体组织、细胞对辐射的敏感程度可分为高度、中度、低度三大类。 高度敏感的组织和细胞：淋巴组织、胸腺、骨髓组织，淋巴细胞、胸腺细胞、原始红细胞、原始粒细胞、幼稚粒细胞、巨核细胞。 中度敏感的组织和细胞：性腺、胃肠上皮、皮肤、眼组织、生殖细胞、小肠隐窝上皮细胞、成纤维细胞、皮脂腺、汗腺细胞、角膜晶体细胞。 低度敏感的组织和细胞：骨、肌肉、结缔组织、软骨细胞、成骨细胞、结缔组织细胞等。,低剂量辐射的兴奋效应,Wolff等首先报道，在促分裂剂存在下的外周血淋巴细胞体外培养时，预先在含3.7kBq /ml低浓度3H-TdR的培养液中培养过的淋巴细胞，用1.5Gy X射线照射诱发的染色体畸变率较对照组减少
8、70%。 进一步研究还发现其作用机制方面，有免疫兴奋效应、DNA修复的兴奋效应，诱导自由基和活性氧的清除等。 低剂量辐射抑制肿瘤的研究也取得了一些进展。,三、辐射防护,法规体系,法律,条例,部门规章 标准,放射防护的基本原则,放射实践的正当化：要求产生电离辐射的实践给个人或社会带来的利益大于代价，抵偿其所造成的危害。,放射防护最优化：指用最小的代价获得最大的净利益，避免一切不不要的照射，使一切必要照射保持在可以合理达到的最低水平。,个人剂量的限值：同时保证个人的当量剂量不超过规定的限制。ICRP-60建议：放射性工作人员在规定的5年内年平均有效剂量不应超过20mSva-1，任一年内有效剂量不得
9、超过50mSva-1；公众在规定的5年内平均有效剂量不应超过1mSva-1 。,核医学辐射的特点,绝大多数放药是使用开放性放射源 对病人主要是内照射（即放射性核素进入人体内产生的照射） 对医务人员主要是外照射（即放射性核素从人体外放射的射线对人体产生的照射），也可能产生内照射 由于放药在体内的特殊分布，病人全身受照剂量小，个别器官、组织受照剂量高。,电离辐射的防护之一,内照射的防护放射源分为封闭型和开放型放射源，其中前者指放射性核素包在金属或其它物质中，在正常情况下不向环境扩散的电离辐射源。后者则指有可能向四周环境逸散气体、液体或灰尘的放射性物质。内照射指放射性核素通过呼吸、饮食和皮肤接触等方
10、式进入人体内，分布在器官或组织中形成的照射。,内照射是由开放型放射源进入人体造成的，内照射防护的关键是重在预防。内照射防护的原则是尽一切可能防止放射性核素进入体内，尽量减少污染和定期进行污染检查和监测。内照射防护的措施有以下几方面：开放型放射性工作单位、场所按使用的放射性核素的毒性、用量和操作方式进行分类和分级。具体的划分及规定，可参考有关法规及辐射防护专著。,检验核医学内照射的防护措施,阻塞通道：放射性物质有可能通过呼吸道、消化道、伤口、粘膜、皮肤等途径进入体内。阻塞这些通道，阻止放射性物质入体，是内照射卫生防护的根本性措施。室内要通风，要有适于密封操作的通风橱设备，工作人员要戴工作口罩，放
11、射性工作人员要养成良好的卫生习惯，要有液体污物的处理措施等。,药物预防检验核医学工作场所常用开放型125I标记物，为阻止放射性碘进入甲状腺，可采用口服碘剂药物（KI）预防法，让非放射性碘预先封闭甲状腺，可有效阻止放射性碘进入。经常食用富碘食物（海带等）也是良策。,加速排泄当误食放射性物质后应立即催吐，继而洗胃。对于已进入血液的则通过利尿措施加速从肾脏排出。对于金属放射性核素可服用络合剂及泻剂，以促使其尽快脱离机体。伤口沾染放射性物质时，在水冲洗的同时，应挤压伤口促使多流血。,放射性工作场所的要求： 要有液体污物的处理措施，要有安全可靠的放射源和固体废物的储存处所和设备，要有适于密封操作的设备，
12、各类实验台及设备表面均要易于去除污染，通风要适量并且组织合理。 加强个人防护： 进入开放型放射性工作室要合理穿戴个人防护用品。遵守安全操作规程，既要防止放射性物质通过口、鼻、皮肤进入人体，又要防止对环境和他人的污染。,外照射的防护 外照射指电离辐射源处于体外，其射线作用于人体。核医学工作中产生外照射的射线主要有X、射线、中子。外照射的照射量与受照时间成正比，与距离的平方成反比。 经典的外照射防护的三原则是：时间、距离和屏蔽。,电离辐射的防护之二,屏蔽,距离,时间,防护,三、辐射防护,记住 ALARA原则 合理可行尽量低原则（As Low As Reasonably Achievable） 限制
13、靠近辐射源的时间 增加与辐射源之间的距离 在人与辐射源之间安装屏蔽防护,三、辐射防护,时间防护： 在剂量率均匀的情况下，人所受到的剂量与照射时间成正比，照射时间越长，所接受的剂量越大。剂量 剂量率 时间,三、辐射防护,因此，为了减少照射的剂量，就可以缩短照射时间，尽量减少在放射源附近停留的时间。,三、辐射防护,这要求我们在从事放射性工作时，要操作熟练，动作迅速，必要时可进行一些空白操作训练来提高熟练程度，这样在正式操作时可以减少受照时间，如果一个人操作超过剂量限值，就可以数人操作，使每个人所受的剂量减少。,三、辐射防护,距离防护： 对于点状放射源，在空间某处的强度与到源的距离的平方成反比。D
14、A / R2,三、辐射防护,距离增加一倍其照射的强度就减少到1/4，距放射源越远，受照剂量就越小。因此，在做放射性操作时，尽可能离放射源远一点，这就是距离防护。为了实现距离防护，人们借助于机械手或长柄钳等来增加人与放射源之间的距离，或者用自动，半自动化方法进行操作。,三、辐射防护,屏蔽防护：“时间防护”与“距离防护”是既经济又简便易行，但实际工作中往往单靠这两种办法还是不行的。,三、辐射防护,屏蔽防护： 因此必须考虑“屏蔽防护”，就是在人与放射源之间放置屏蔽物，以达到减弱射线强度的目的。,三、辐射防护,对外照射的防护“时间防护”与“距离防护”对不同的射线都一样可用，而“屏蔽防护”对不同的射线考
15、虑是完全不同的。 对于射线由于其射程短，连人的皮肤也穿透不过，一般可以不考虑射线的外照射防护。对中子我们接触很少，所以，我们主要考虑的是X射线、射线和射线的防护问题。,三、辐射防护,经过下述屏蔽物，可以将137Cs 的辐射剂量率降低10% 左右：2.2 cm 铅, 或5.4 cm 钢, 或 16 cm 混凝土。,防护窗,防护门,防护服,三、辐射防护,不同射线屏蔽材料的选择 射线：由于 射线的射程非常短，即使能量比较高的 射线，一张纸也能将它完全挡住，因此， 射线外照射一般不会对人类造成危害；但进入人体组织和器官时，其能量将全部被组织和器官所吸收，所以，要特别重视防止 射线的内照射。,三、辐射防
16、护, 射线： 射线与物质相互作用时，一部分能量会以X射线（轫致辐射）的形式辐射出来，所产生的轫致辐射的强度既与物质的原子序数Z的平方成正比，还与 射线的能量成正比。如：能量为 1 MeV的 射线在铅（Z82）中有3的能量转化为轫致辐射（X射线），而在铝（Z13）中只有0.4%的能量转化为轫致辐射。,三、辐射防护,X射线的屏蔽要比 射线本身的屏蔽困难得多，所以，对 射线的屏蔽，一般要选用原子序数较低得物质，如有机玻璃和铝等，以减少轫致辐射产生的份额；但对活度和能量较高的 源，最好在轻材料屏蔽后面，再添加适当厚度的重物质屏蔽材料，以屏蔽轫致辐射。 （两层防护）,三、辐射防护,X射线和 射线：他们与
17、物质相互作用时，主要的三种形式是光电效应、康普顿散射和电子对产生，光电效应发生几率与物质的原子序数Z的4次方成正比，康普顿散射与Z/A成正比，电子对产生与Z的平方成正比，因此， X射线和 射线的屏蔽，要选择原子序数高的重物质为好，如铅和含铅的玻璃是目前较普遍采用的屏蔽材料。,三、辐射防护,中子：中子与物质相互作用的过程较为复杂，主要有散射和吸收两种；并且发生作用的方式与中子的能量有关。一般将中子分为慢中子（小于5 keV，其中能量为0.25 eV的称为热中子）、中能中子（5100 keV）和快中子（0.1500MeV）三种。,三、辐射防护,在实际工作中，多数遇到的是快中子，快中子与轻物质发生作
18、用时，损失的能量比重物质要多的多，如快中子与氢核碰撞时交给反冲质子的能量可达中子能量的一半。因此，含氢多的物质，如水和石蜡等，是屏蔽中子的最好材料。,放射性废物的处理,放射性工作中产生的废水、废物、废气称为三废。其一般处理方法有三种：放置衰变法：含短半衰期(T1/260d)放射性核素的废水、废物，集中放置10个半衰期以后，可按一般废物处理。稀释排放法：经适当处理的低放气体和液体，符合排放条件后可排入大气或水沟。浓缩贮存法：长半衰期放射性核素宜用浓缩贮存法。废水可用蒸发、沉淀、过滤、离子交换等方法浓缩；废气(气溶胶、粉尘、气体)可用吸附、过滤、洗涤等方法浓缩；固体废物可用焚烧浓缩，但须在专门焚化炉中进行。,谢 谢,
