第四章-輻射防護(hù)

1、第四章 輻射防護(hù) Radiation Protection重重 慶慶 醫(yī)醫(yī) 科科 大大 學(xué)學(xué)李曉愚李曉愚 李少林李少林 放射性標(biāo)志放射性標(biāo)志內(nèi)容提要1. 輻射劑量單位照射量吸收劑量當(dāng)量劑量2. 作用于人體的輻射源天然本底輻射醫(yī)療輻射其他人工輻射內(nèi)容提要3.放射對人體的影響 確定性效應(yīng)與隨機(jī)效應(yīng) 輻射損傷化學(xué)基礎(chǔ)4.輻射防護(hù)的原則與措施 原則 外照射防護(hù)措施 內(nèi)照射防護(hù)內(nèi)容提要5.核醫(yī)學(xué)工作人員和患者受輻射劑量比較 臨床核醫(yī)學(xué)檢查劑量與其他臨床項(xiàng)目比較 臨床核醫(yī)學(xué)檢查劑量與天然本底輻射比較 核醫(yī)學(xué)工作人員輻射劑量分析6. 核醫(yī)學(xué)診斷的醫(yī)療照射指導(dǎo)水平概 述 輻射防護(hù)輻射防護(hù)(radiation

2、protection) (radiation protection) 的的目的就是要把放射線對人的影響減少到最目的就是要把放射線對人的影響減少到最低限度。只有掌握有關(guān)射線對人體影響的低限度。只有掌握有關(guān)射線對人體影響的知識和防護(hù)措施，才能趨利避害，化害為知識和防護(hù)措施，才能趨利避害，化害為利。利。概 述 （1 1）對病人主要是內(nèi)照射）對病人主要是內(nèi)照射（即放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)（即放射性核素進(jìn)入人體內(nèi)產(chǎn)生的照射），對醫(yī)務(wù)人員產(chǎn)生的照射），對醫(yī)務(wù)人員主要是外照射（即放射性核主要是外照射（即放射性核素從人體外發(fā)射的射線對人素從人體外發(fā)射的射線對人體產(chǎn)生的照射），但管理不體產(chǎn)生的照射），但管理不當(dāng)也可

3、產(chǎn)生內(nèi)照射。當(dāng)也可產(chǎn)生內(nèi)照射。 （2 2）由于放射性藥物在體）由于放射性藥物在體內(nèi)的特殊分布，病人全身受內(nèi)的特殊分布，病人全身受照劑量小，個(gè)別器官、組織照劑量小，個(gè)別器官、組織受照劑量高。受照劑量高。核醫(yī)學(xué)輻射的特點(diǎn)核醫(yī)學(xué)輻射的特點(diǎn)第一節(jié) 輻射劑量單位一、照射量（exposure） 表示射線空間分布的輻射劑量，即在離放射源一定距離的物質(zhì)受照射線的多少，以X射線或射線在空氣中全部停留下來所產(chǎn)生的電荷量來表示。 國際單位為庫侖庫侖（千克）（千克）-1-1，簡寫為C（kg）-1。傳統(tǒng)的單位是倫琴倫琴(roentgen, R)。第一節(jié) 輻射劑量單位二、吸收劑量（absorbed dose） 單位質(zhì)量的

4、受照物質(zhì)吸收射線的平均能量。 國際單位是戈瑞戈瑞（gray，Gy） ，1 Gy表示1千克受射線照射物質(zhì)吸收射線能量為1焦耳，簡寫為j (kg)-1。傳統(tǒng)單位是拉德（rad） 1 Gy100rad第一節(jié) 輻射劑量單位三、當(dāng)量劑量（equivalent dose） HTR表示按照輻射權(quán)重因子（weighting factor ，WR ）加權(quán)的吸收劑量，單位為J/kg。HTR = DTR . WR 針對特定組織或器官的量,是衡量射線生物效應(yīng)及危險(xiǎn)度的輻射劑量，國際制單位是希沃特希沃特（sievert，Sv）。 舊制單位是雷姆（rem）， 1 Sv = 100 rem。 第二節(jié) 作用于人體的輻射源一、

5、天然本底輻射（nature background) 在人類生存的環(huán)境中，自然存在的多種射線和放射性物質(zhì)。包括宇宙射線(cosmic radiation)、宇宙射線感生放射性核素(cosmogenic radionuclide)和地球輻射(earth radiation)。第二節(jié) 作用于人體的輻射源 1. 宇宙射線 初級宇宙射線：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間初級宇宙射線：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空間磁場的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質(zhì)子，其次磁場的作用下形成的高能粒子流，其中主要是質(zhì)子，其次是是粒子和重離子等。粒子和重離子等。 次級宇宙射線：初級宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層

6、后，次級宇宙射線：初級宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)形成光子、電子、質(zhì)子、中子、與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)形成光子、電子、質(zhì)子、中子、介子等射線介子等射線第二節(jié) 作用于人體的輻射源宇宙射線的輻射特點(diǎn)宇宙射線的輻射特點(diǎn)能量范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度、緯能量范圍寬，強(qiáng)度隨海拔高度、緯度的不同而變化。對人體產(chǎn)生外照度的不同而變化。對人體產(chǎn)生外照射。射。 初級宇宙射線進(jìn)入大氣初級宇宙射線進(jìn)入大氣層后產(chǎn)生次級宇宙射線層后產(chǎn)生次級宇宙射線的級聯(lián)反應(yīng)示意圖的級聯(lián)反應(yīng)示意圖第二節(jié) 作用于人體的輻射源 2. 宇宙射線感生放射性核素 初級宇宙射線從宇宙空間進(jìn)入大氣層后，與空氣分子發(fā)生核反應(yīng)除放出射線外

7、，還產(chǎn)生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素。第二節(jié) 作用于人體的輻射源 3. 地球輻射系列（系列（seriesseries）衰變放射性核素）衰變放射性核素 必須經(jīng)過必須經(jīng)過2 2代或代或2 2代以上代以上的衰變才能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定核素的天然放射性核的衰變才能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定核素的天然放射性核素。素。 包括包括鈾系、釷系、錒系等鈾系、釷系、錒系等三大系列；是地球輻射的主要來源。三大系列；是地球輻射的主要來源。 共同共同特點(diǎn)特點(diǎn)： A.A.起始的母體放射性核素具有與地球年齡相當(dāng)?shù)陌胨テ?，能長時(shí)間起始的母體放射性核素具有與地球年齡相當(dāng)?shù)陌胨テ?，能長時(shí)間穩(wěn)定的形成系列衰變。穩(wěn)定的形成系列衰變。

8、B.B.系列衰變元素的每一條衰變線都會產(chǎn)生系列衰變元素的每一條衰變線都會產(chǎn)生222222RnRn（氡）。（氡）。 C.C.最后都形成穩(wěn)定核素最后都形成穩(wěn)定核素-鉛（鉛（PbPb） 4040K K、1414C C等單獨(dú)存在的天然放射性核素等單獨(dú)存在的天然放射性核素 第二節(jié) 作用于人體的輻射源 4. 本底當(dāng)量時(shí)間 background equivalent radiation time 接受核醫(yī)學(xué)檢查的病人所受的輻射劑量相當(dāng)于在一定時(shí)間（幾月或幾年）內(nèi)受的天然本底輻射的劑量。 例如，一般病人在一次普通的核醫(yī)學(xué)顯像過程中全身接受的平均輻射劑量約為3.6 mSv ，大約相當(dāng)于世界上多數(shù)地區(qū)一年的平均天

9、然本底輻射劑量(1-6 mSv)。 照射成分照射成分 年有效劑量年有效劑量( (毫希沃特毫希沃特,mSv,mSv) ) 正常本底地區(qū)正常本底地區(qū) 照射量升高的地區(qū)照射量升高的地區(qū) 宇宙射線 0.38 2.0 宇生放射性核素 0.01 0.01 地球輻射：外照射 0.46 4.3 地球輻射：內(nèi)照射(氡除外) 0.23 0.6 地球輻射：氡及其衰變物的內(nèi)照射 吸入222Rn 1.2 10 吸入220Rn 0.07 0.1 食入222Rn 0.005 0.1 總計(jì) 2.4 第二節(jié) 作用于人體的輻射源第二節(jié) 作用于人體的輻射源二、醫(yī)療輻射 目前，目前，醫(yī)療照射在公眾受到的人工輻射源照射中居于首位醫(yī)療照

10、射在公眾受到的人工輻射源照射中居于首位。 醫(yī)療照射總的變化趨勢是：一方面受檢人數(shù)逐年增加；另醫(yī)療照射總的變化趨勢是：一方面受檢人數(shù)逐年增加；另一方面由于技術(shù)裝備的不斷改進(jìn)，做同樣項(xiàng)目的檢查受到一方面由于技術(shù)裝備的不斷改進(jìn)，做同樣項(xiàng)目的檢查受到的照射逐年降低。的照射逐年降低。第二節(jié) 作用于人體的輻射源三、其他人工輻射源 1.火力發(fā)電站 火力發(fā)電站釋放的主要放射性核素是釷（Th）和氡（Rn）及其衰變子體。 2.消費(fèi)產(chǎn)品中的人工輻射 第三節(jié) 放射線對人體的影響一、確定性效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng) 國際放射防護(hù)委員會(International Commission of Radiation Protection

11、，ICRP) 26號出版物按劑量劑量效應(yīng)效應(yīng)關(guān)系把輻射生物效應(yīng)分為確定性效應(yīng)和隨機(jī)效應(yīng)。 第三節(jié) 放射線對人體的影響 1. 確定性效應(yīng) determinate effect 確定性效應(yīng)是指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，確定性效應(yīng)是指輻射損傷的嚴(yán)重程度與所受劑量呈正相關(guān)，有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應(yīng)。一般有明顯的閾值，劑量未超過閾值不會發(fā)生有害效應(yīng)。一般是在短期內(nèi)受較大劑量照射時(shí)發(fā)生的急性損害。研究對象是在短期內(nèi)受較大劑量照射時(shí)發(fā)生的急性損害。研究對象為個(gè)體。為個(gè)體。第三節(jié) 放射線對人體的影響 2. 隨機(jī)效應(yīng) stochastic effects 隨機(jī)效應(yīng)研究的對象是群體

12、，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或隨機(jī)效應(yīng)研究的對象是群體，是輻射效應(yīng)發(fā)生的幾率（或發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的發(fā)病率而非嚴(yán)重程度）與劑量相關(guān)的效應(yīng)，不存在具體的閾值。閾值。 在放射防護(hù)中不能只滿足于達(dá)到劑量限值，而對人員的照在放射防護(hù)中不能只滿足于達(dá)到劑量限值，而對人員的照射應(yīng)該達(dá)到盡可能低的劑量水平。射應(yīng)該達(dá)到盡可能低的劑量水平。 第三節(jié) 放射線對人體的影響二、輻射損傷的化學(xué)基礎(chǔ) 1.1.直接作用：放射線與物質(zhì)的相互作用導(dǎo)致的生物分子的直接作用：放射線與物質(zhì)的相互作用導(dǎo)致的生物分子的電離和激發(fā)電離和激發(fā) 2.2.間接作用：電離和激發(fā)產(chǎn)生的自由基導(dǎo)致的繼發(fā)作用。間接作用：電離和

13、激發(fā)產(chǎn)生的自由基導(dǎo)致的繼發(fā)作用。 主要是水自由基對生物分子的損傷作用。主要是水自由基對生物分子的損傷作用。第三節(jié) 放射線對人體的影響 自由基自由基（radicalsradicals） 有一個(gè)或多個(gè)不有一個(gè)或多個(gè)不配對電子而能獨(dú)立存配對電子而能獨(dú)立存在的原子或分子，具在的原子或分子，具有極高的不穩(wěn)定性和有極高的不穩(wěn)定性和化學(xué)反應(yīng)性，存在的化學(xué)反應(yīng)性，存在的時(shí)間極其短暫。時(shí)間極其短暫。第三節(jié) 放射線對人體的影響 自由基對生物大分子的作用自由基對生物大分子的作用對核酸分子主要作用于堿對核酸分子主要作用于堿基、磷酸二酯鍵、核糖?；?、磷酸二酯鍵、核糖。通過脂質(zhì)過氧化作用造成通過脂質(zhì)過氧化作用造成體內(nèi)包括

14、細(xì)胞膜、線粒體膜、體內(nèi)包括細(xì)胞膜、線粒體膜、溶酶體膜、核膜等生物膜的溶酶體膜、核膜等生物膜的損傷，使生物膜的能量傳遞、損傷，使生物膜的能量傳遞、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息識別等功能物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)、信息識別等功能受到影響。受到影響。第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施一、輻射防護(hù)的目的與原則 目的：防止有害的確定性效應(yīng)防止有害的確定性效應(yīng) 限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率，使之降到可以接受的水平。限制隨機(jī)效應(yīng)的發(fā)生率，使之降到可以接受的水平。 使一切具有正當(dāng)理由的照射保持在可以合理做到的盡可能使一切具有正當(dāng)理由的照射保持在可以合理做到的盡可能低的水平。低的水平。 第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施 原則 實(shí)踐的正當(dāng)化實(shí)踐的正當(dāng)化 放射防護(hù)

15、最優(yōu)化放射防護(hù)最優(yōu)化 個(gè)人劑量限值個(gè)人劑量限值 第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施職業(yè)照射公眾有效劑量20mSv/a在規(guī)定的5年內(nèi)平均，任何一年內(nèi)不超過50mSv。1mSv/a眼晶體150mSv15mSv皮膚500mSv50mSv手和足500mSvICRP60ICRP60號出版物建議的劑量限值號出版物建議的劑量限值 第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施二、外照射防護(hù)措施經(jīng)典的外照射防護(hù)三原則經(jīng)典的外照射防護(hù)三原則 時(shí)間時(shí)間(time)(time)防護(hù)防護(hù) 距離距離(distance)(distance)防護(hù)防護(hù) 屏蔽屏蔽(shielding)(shielding)防護(hù)防護(hù) 放射防護(hù)基本辦法時(shí)間防護(hù) 距離防護(hù)

16、 屏蔽防護(hù)第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施 屏蔽第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施三、內(nèi)照射防護(hù) 開放性放射源可能通過開放性放射源可能通過口、呼吸道、皮膚傷口口、呼吸道、皮膚傷口進(jìn)入人體。進(jìn)入人體。 內(nèi)照射防護(hù)的關(guān)鍵是重在內(nèi)照射防護(hù)的關(guān)鍵是重在預(yù)防預(yù)防，盡一切可能防止放射性核，盡一切可能防止放射性核素進(jìn)入體內(nèi)，把放射性核素的年攝入量控制在國家規(guī)定的素進(jìn)入體內(nèi)，把放射性核素的年攝入量控制在國家規(guī)定的限值以內(nèi)。限值以內(nèi)。 第四節(jié) 輻射防護(hù)的原則與措施 內(nèi)照射防護(hù)的總的原則是放射性物質(zhì)圍封、隔離內(nèi)照射防護(hù)的總的原則是放射性物質(zhì)圍封、隔離防止擴(kuò)散，除污保潔，防止污染，講究個(gè)人防護(hù)，防

17、止擴(kuò)散，除污保潔，防止污染，講究個(gè)人防護(hù)，做好放射廢物處理。做好放射廢物處理。 放射性廢物處理原則放射性廢物處理原則 放置衰變：放置衰變： 濃縮儲存：濃縮儲存： 稀釋排放：稀釋排放：第五節(jié) 核醫(yī)學(xué)工作人員和患者受輻射劑量比較一、核醫(yī)學(xué)檢查與其它臨床檢查項(xiàng)目比較一、核醫(yī)學(xué)檢查與其它臨床檢查項(xiàng)目比較 統(tǒng)計(jì)表明，統(tǒng)計(jì)表明，CTCT掃描，胸部透視，腹部透視，腰椎攝影，頭掃描，胸部透視，腹部透視，腰椎攝影，頭顱攝影等顱攝影等X X線檢查的輻射當(dāng)量劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相應(yīng)部位或相線檢查的輻射當(dāng)量劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于相應(yīng)部位或相當(dāng)部位的核醫(yī)學(xué)顯像和功能測定。當(dāng)部位的核醫(yī)學(xué)顯像和功能測定。 第五節(jié) 核醫(yī)學(xué)工作人員和患者受輻射

18、劑量比較二、核醫(yī)學(xué)檢查受照劑量與天然本底輻射比較二、核醫(yī)學(xué)檢查受照劑量與天然本底輻射比較 國內(nèi)調(diào)查的結(jié)果提示，腦、骨、心臟顯像給藥劑國內(nèi)調(diào)查的結(jié)果提示，腦、骨、心臟顯像給藥劑量較大，所受的有效當(dāng)量劑量約相當(dāng)于一年所受量較大，所受的有效當(dāng)量劑量約相當(dāng)于一年所受平均天然本底輻射劑量的平均天然本底輻射劑量的1.51.52.02.0倍。其他核醫(yī)倍。其他核醫(yī)學(xué)檢查項(xiàng)目一次患者接受的輻射劑量約相當(dāng)于一學(xué)檢查項(xiàng)目一次患者接受的輻射劑量約相當(dāng)于一年平均天然本底輻射劑量。年平均天然本底輻射劑量。第五節(jié) 核醫(yī)學(xué)工作人員和患者受輻射劑量比較三、核醫(yī)學(xué)工作人員所受的輻射劑量分析三、核醫(yī)學(xué)工作人員所受的輻射劑量分析 不同工種放射工作人員外照射當(dāng)量劑量水平年人均劑量不同工種放射工作人員外照射當(dāng)量劑量水平年人均劑量0.402.38mSv，核醫(yī)學(xué)工作人員是，核醫(yī)學(xué)工作人員是0.65 2.