輻射基本知識精選PPT課件

1、放射性與電離輻射基本知識重要的概念和量重要的概念和量原子結(jié)構(gòu)、核素、同位素、射線與物質(zhì)的相互作用等輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識輻射防護(hù)基礎(chǔ)知識輻射基本物理量、天然本底輻射、電離輻射的生物效應(yīng)等輻射防護(hù)的原則和方法輻射防護(hù)的原則和方法輻射防護(hù)的三原則、內(nèi)外照射的防護(hù)方法yjyuuy1第1頁/共63頁 輻射安全和防護(hù)（輻射環(huán)境管理） 放射衛(wèi)生 放射性同位素 射線裝置 放射源yjyuuy2第2頁/共63頁電子質(zhì)子中子原子的結(jié)構(gòu)yjyuuy3第3頁/共63頁電子質(zhì)子氫原子結(jié)構(gòu)yjyuuy4第4頁/共63頁同位素 同位素的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同 相同元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)yjyuuy5第5頁/共63頁H-1

2、Z=1，N=0H-2Z=1，N=1H-3Z=1，N=2氫氫 氘（氘（d do o） 氚（氚（chuchun n）氫的同位素yjyuuy6第6頁/共63頁其實(shí)我和他們一樣高！ 7yjyuuy第7頁/共63頁放射性穩(wěn)定的核素放射性核素放射性放射性 放射性是指某些核素自發(fā)地放射出各種粒子的現(xiàn)象。通?？捎^察到、粒子或射線，放射正電子、質(zhì)子、中子、中微子等其它粒子則較為少見。yjyuuy8第8頁/共63頁 粒子是一個(gè)粒子是一個(gè)氦核氦核，由，由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成。它是由組成。它是由發(fā)射體以某一發(fā)射體以某一不連續(xù)的能量和特有的半衰期而發(fā)射出來的。不連續(xù)的能量和特有的半衰期而發(fā)射出來的。

3、 它具有下列性質(zhì)：絕大多數(shù)在介質(zhì)中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直線它具有下列性質(zhì)：絕大多數(shù)在介質(zhì)中具有相同的射程（布拉格峰）；沿直線徑跡運(yùn)動(dòng)；徑跡運(yùn)動(dòng)；粒子只是偶爾發(fā)生散射并且散射大多發(fā)生在靠近粒子只是偶爾發(fā)生散射并且散射大多發(fā)生在靠近粒子射程的末端。粒子射程的末端。 粒子射程很短，可以認(rèn)為不存在外照射危害，但其內(nèi)照射危害卻極其嚴(yán)粒子射程很短，可以認(rèn)為不存在外照射危害，但其內(nèi)照射危害卻極其嚴(yán)重。自然界中氡是造成重。自然界中氡是造成內(nèi)照射危險(xiǎn)的最重要的元素。內(nèi)照射危險(xiǎn)的最重要的元素。9yjyuuy第9頁/共63頁 輻射的概念已經(jīng)擴(kuò)大到正電子輻射，輻射的概念已經(jīng)擴(kuò)大到正電子輻射，粒子粒子是是正電

4、子和電子正電子和電子。它們的靜止質(zhì)量相同，電荷相等，。它們的靜止質(zhì)量相同，電荷相等，符號相反。符號相反。 與與粒子不同，粒子不同，粒子展示出一個(gè)連續(xù)能譜。粒子展示出一個(gè)連續(xù)能譜。核素表中查到的是核素表中查到的是能譜的最大值。能譜的最大值。 電子與介質(zhì)相互作用主要是電離、激發(fā)和輻射電子與介質(zhì)相互作用主要是電離、激發(fā)和輻射（軔致輻射產(chǎn)生（軔致輻射產(chǎn)生X X射線）。電子在介質(zhì)中衰減過程基射線）。電子在介質(zhì)中衰減過程基本符合指數(shù)規(guī)律。本符合指數(shù)規(guī)律。 粒子可以構(gòu)成外部傷害，深度和粒子可以構(gòu)成外部傷害，深度和粒子能量粒子能量有關(guān)，高能有關(guān)，高能粒子還要考慮它通過軔致輻射產(chǎn)生的粒子還要考慮它通過軔致輻射產(chǎn)

5、生的X X射線的危害，而它的內(nèi)照射危害卻比射線的危害，而它的內(nèi)照射危害卻比粒子小得多。粒子小得多。10yjyuuy第10頁/共63頁 和X射線是波長較短的電磁輻射，統(tǒng)稱光子光子（無質(zhì)量，只有能量）（無質(zhì)量，只有能量）。 和X射線起源不同。由核和基本粒子突變產(chǎn)生的電磁輻射光子稱作射線。 由帶電粒子在原子核庫侖場中、慢化和原子電子能級改變而產(chǎn)生的電磁輻射稱為X射線。前者可稱為軔致輻射X射線，后者稱為特征X射線。 11yjyuuy第11頁/共63頁 中中子子 紙紙張張 鋁鋁板板 鉛鉛板板 水水泥泥 、和中子的穿透能力yjyuuy12第12頁/共63頁yjyuuy13第13頁/共63頁yjyuuy14

6、第14頁/共63頁 放射性活度放射性活度放射性活度 A=dN/dtA=dN/dt 單位時(shí)間核素衰變的次數(shù)。衰變次數(shù)發(fā)射的粒子數(shù)活度單位：居里（活度單位：居里（CiCi）、）、 貝可（貝可（BqBq）1 Ci=3.71 Ci=3.7101010 10 BqBq1Ci=10001Ci=1000mCimCi, 1, 1CiCi=10=10-6-6CiCiMBq, TBq, GBqMBq, TBq, GBq，PBqPBq = 10 = 106 ,6 ,10109, 9, 101012 ,12 ,101015 15 BqBqyjyuuy15第15頁/共63頁衰變放射性衰變 半衰期（工作時(shí)考慮放射性素的半

7、衰期）半衰期T1/2： 在單一的放射性衰變過程中，放射性活度降至其原有值一半時(shí)所需時(shí)間被稱為 半衰期N=N0e-t 1/2N0=N0e-T1/2=ln2/T1/2yjyuuy16第16頁/共63頁 電離輻射 電離是指從一個(gè)原子、分子或其它束縛狀態(tài)釋放一個(gè)或多個(gè)電子的過程，而電離輻射就是指可以引起物質(zhì)電離的輻射。 電離輻射分為直接電離輻射和間接電離輻射。yjyuuy17第17頁/共63頁電離前電離前電離電離后yjyuuy18第18頁/共63頁電離 由粒子和粒子產(chǎn)生的電離（直接電離）體內(nèi)源比體內(nèi)源對人產(chǎn)生的傷害更大 射線（非帶電離子）產(chǎn)生的電離（非直接電離）yjyuuy19第19頁/共63頁 根據(jù)

8、帶電的電離輻射靜止質(zhì)量的差別可分為重帶電粒子（如粒子、質(zhì)子等）和輕帶電粒子（電子和正電子）。 在核技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)所涉及的重帶電粒子能量絕大部分在10keV到10MeV之間，在此能量范圍內(nèi)的重帶電粒子穿透物質(zhì)時(shí)，在氣體內(nèi)最多穿透幾厘米，在液體和固體內(nèi)最多穿透幾十微米的深度后就全部停滯在該物質(zhì)內(nèi)。20yjyuuy第20頁/共63頁帶電離子電離 帶電的電離輻射在穿透物質(zhì)時(shí)主要通過庫侖力發(fā)生帶電的電離輻射在穿透物質(zhì)時(shí)主要通過庫侖力發(fā)生4 4種相互作用：種相互作用：1.與核外電子的非彈性碰撞，即電離和激發(fā)；2.與核外電子的彈性碰撞；3.與原子核的非彈性碰撞，發(fā)射軔致輻射或 者其他類型的輻射；4.與原子核

9、的彈性碰撞。yjyuuy21第21頁/共63頁帶電離子電離示意圖激發(fā)電離電子帶電離子X線退激光子yjyuuy22第22頁/共63頁基本量 活度（單位 Bq） 輻射的吸收劑量（單位 Gy） 當(dāng)量劑量（單位 Sv） 有效劑量（單位 Sv）yjyuuy23第23頁/共63頁劑量劑量 劑量是受輻射照射的物質(zhì)所接受或吸收的輻射的一種量度。 吸收劑量，國際單位 Gy（戈瑞）劑量當(dāng)量HTR ,考慮射線因素，國際單位 Sv(西弗) 有效劑量E，考慮組織因子，國際單位 Sv(西弗) 不可以測量，可以根據(jù)人受照的情況，計(jì)算得出yjyuuy24第24頁/共63頁各種射線的輻射權(quán)重因子，WRyjyuuy25第25頁/

10、共63頁組織權(quán)重因子yjyuuy26第26頁/共63頁輻射量和單位一覽表yjyuuy27第27頁/共63頁根據(jù)UNSCEAR 2000年報(bào)告全球平均輻射劑量 2.8mSv/年其中：2.4mSv/年 來自天然輻射 0.4 mSv/年來自醫(yī)學(xué)診斷 0.007 mSv/年來自大氣層核試驗(yàn)和 切爾諾貝利事故引起的放射性沉降物 0.0002 mSv/年 來自核電站排放全球平均輻射劑量yjyuuy28第28頁/共63頁到處都有輻射？天然本底輻射無時(shí)不在，無處不在yjyuuy29第29頁/共63頁 輻射效應(yīng) 確定性效應(yīng)（舊稱非隨機(jī)性效應(yīng)）：指效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量的大小有關(guān)的輻射效應(yīng) 隨機(jī)性效應(yīng)：其發(fā)生的幾率

11、（而非嚴(yán)重程度）與劑量的大小有關(guān)的輻射效應(yīng)。這種效應(yīng)發(fā)生的幾率正比于劑量。 軀體效應(yīng)：輻射所致出現(xiàn)在受照者本人身上的有害效應(yīng)。 遺傳效應(yīng)：輻射所致出現(xiàn)在受照者后代身上的有害效應(yīng)。yjyuuy30第30頁/共63頁輻射效應(yīng)的分類及特點(diǎn)yjyuuy31第31頁/共63頁確定性效應(yīng)的閾劑量yjyuuy32第32頁/共63頁對于高劑量率、大劑量照射引起的急對于高劑量率、大劑量照射引起的急性確定性效應(yīng)，不同照射劑量對人體性確定性效應(yīng)，不同照射劑量對人體損傷的估計(jì)見下表損傷的估計(jì)見下表急性放射性全身照射又未進(jìn)行專門的醫(yī)學(xué)治療的半致死劑量約為急性放射性全身照射又未進(jìn)行專門的醫(yī)學(xué)治療的半致死劑量約為3-5Gy

12、3-5Gyyjyuuy33第33頁/共63頁劑量劑量（GyGy）類類型型程程度度初期癥狀或損傷程度初期癥狀或損傷程度0.250.250.25-0.25-0.50.50.5-10.5-1 不明顯和不易察覺的病變不明顯和不易察覺的病變可恢復(fù)的機(jī)能變化，可能有血液學(xué)的變化可恢復(fù)的機(jī)能變化，可能有血液學(xué)的變化機(jī)能變化，血液變化，但不伴有臨床癥狀機(jī)能變化，血液變化，但不伴有臨床癥狀1-21-22-3.52-3.53.5-5.53.5-5.55.5-105.5-10骨髓骨髓型急型急性放性放射病射病輕度輕度中度中度重度重度極重極重度度乏力，不適，食欲減退乏力，不適，食欲減退頭昏乏力，食欲減退，惡心嘔吐，白細(xì)

13、胞短暫頭昏乏力，食欲減退，惡心嘔吐，白細(xì)胞短暫上升后下降上升后下降多次嘔吐，可有腹瀉，白細(xì)胞明顯下降多次嘔吐，可有腹瀉，白細(xì)胞明顯下降多次嘔吐，腹瀉，休克，白細(xì)胞急劇下降多次嘔吐，腹瀉，休克，白細(xì)胞急劇下降10-5010-50 5050腸型急性腸型急性放射病放射病腦型急性腦型急性放射病放射病頻繁嘔吐，腹瀉嚴(yán)重，腹痛，血紅蛋白升頻繁嘔吐，腹瀉嚴(yán)重，腹痛，血紅蛋白升高高 頻繁嘔吐，腹瀉，休克，共濟(jì)失調(diào)，及張頻繁嘔吐，腹瀉，休克，共濟(jì)失調(diào)，及張力增高，振顫，抽搐，昏睡，定向和判斷力增高，振顫，抽搐，昏睡，定向和判斷力減退力減退yjyuuy34第34頁/共63頁 由于輻射的隨機(jī)性效應(yīng)由于輻射的隨機(jī)性效

14、應(yīng)造成的低水平輻射致癌的造成的低水平輻射致癌的危險(xiǎn)度見下表危險(xiǎn)度見下表輻射危險(xiǎn)度因子R（或稱為隨機(jī)性效應(yīng)的標(biāo)稱概率系數(shù)）：指對由輻射造成的隨機(jī)性效應(yīng)的度量，對于致死癌r=5 10-2Sv-1，非致死癌為r=1 10-2Sv-1，對于嚴(yán)重遺傳效應(yīng)r=1.3 10-2Sv-1。總計(jì)為R=7.3 10-2Sv-1。yjyuuy35第35頁/共63頁部部 位位每萬人每萬人SvSv致癌的致癌的危險(xiǎn)度危險(xiǎn)度部部 位位每萬人每萬人SvSv致癌的致癌的危險(xiǎn)度危險(xiǎn)度致死性致死性癌癥癌癥癌癥癌癥增加數(shù)增加數(shù)致死性致死性癌癥癌癥癌癥癌癥增加數(shù)增加數(shù)骨髓（白骨髓（白血?。┭。?0-5010-5020-6020-60

15、骨骨2-32-35-105-10甲狀腺甲狀腺101020-15020-150食食 道道2-32-35-105-10乳腺（婦乳腺（婦 女）女）505050-20050-200小小 腸腸2-32-35-105-10肺肺20-5020-5025-10025-100膀膀 胱胱2-32-35-105-10腦腦10-1510-1515-2515-25胰胰 腺腺2-32-35-105-10胃胃10-1510-1515-2515-25淋巴組織淋巴組織2-32-35-105-10肝肝10-1510-1515-2515-25皮皮 膚膚1 115-2015-20結(jié)結(jié) 腸腸10-1510-1515-2515-25 唾

16、唾 腺腺10-1510-1515-2515-25總計(jì)總計(jì)( (兩性兩性) )100-250100-250300-400300-400yjyuuy36第36頁/共63頁軀體效應(yīng)軀體效應(yīng)一般由受照的個(gè)人出現(xiàn)效應(yīng)，而一般由受照的個(gè)人出現(xiàn)效應(yīng)，而遺傳效應(yīng)遺傳效應(yīng)則是效應(yīng)出現(xiàn)在后代身上。則是效應(yīng)出現(xiàn)在后代身上。軀體效應(yīng)和遺傳效應(yīng)yjyuuy37第37頁/共63頁遺傳效應(yīng) 遺傳效應(yīng)的發(fā)生概率會(huì)隨所受劑量的增加而增加，因此應(yīng)避免一切不必要的照射。yjyuuy38第38頁/共63頁醫(yī)院應(yīng)保證育齡婦女只能在月經(jīng)開始后醫(yī)院應(yīng)保證育齡婦女只能在月經(jīng)開始后的第一個(gè)的第一個(gè)10天內(nèi)接受胃部或骨盆的天內(nèi)接受胃部或骨盆的X

17、射射線診斷，這樣在理論上可保證她們沒有線診斷，這樣在理論上可保證她們沒有在懷孕的情況下受照在懷孕的情況下受照10天規(guī)則天規(guī)則10天規(guī)則yjyuuy39第39頁/共63頁急性劑量早期效應(yīng)0100 mSv沒有明顯效應(yīng)250 mSv血液形狀非常微小的變化精子數(shù)暫時(shí)減少1000 mSv惡心、嘔吐女性暫時(shí)性不育2000 mSv流鼻血、傳染病、發(fā)燒3000 mSv腹瀉；暫時(shí)性脫毛；可能永久性不育5000 mSv接受該劑量水平的人的死亡率達(dá)50% 急性照射全身劑量的短期軀體效應(yīng)軀體效應(yīng)可分為短期軀體效應(yīng)和長期軀體效應(yīng)yjyuuy40第40頁/共63頁長期軀體效應(yīng) 輻射照射的長期效應(yīng)是大瀑布式的，并且使得患癌

18、癥的概率有所增加。 只有劑量超出0.2Sv時(shí)，才能在統(tǒng)計(jì)上出現(xiàn)明顯增高的癌癥發(fā)病率。這意味對高劑量和高劑量率才能說輻射同效應(yīng)相關(guān)，但對輻射防護(hù)而言，無法確定低劑量照射同效應(yīng)之間的直接關(guān)系。yjyuuy41第41頁/共63頁治療原因全面的休息保護(hù)血液成分嚴(yán)格的無菌環(huán)境、抗生素減少接觸細(xì)菌的機(jī)會(huì)提高身體的免疫力輸血補(bǔ)充血液成分輸液輔助或代替正常的消化過程對輻射傷害的治療yjyuuy42第42頁/共63頁隨機(jī)性效應(yīng)和確定性效應(yīng)效應(yīng)類別隨 機(jī) 性 效應(yīng)確 定 性 效應(yīng)軀 體效應(yīng)早期效應(yīng) 晚期效應(yīng)遺傳效應(yīng) yjyuuy43第43頁/共63頁劑量限制體系和風(fēng)險(xiǎn)概念 輻射防護(hù)目標(biāo) 輻射風(fēng)險(xiǎn)yjyuuy44第

19、44頁/共63頁輻射防護(hù)的目標(biāo)輻射防護(hù)的主要目標(biāo)是在進(jìn)行必需和有益的輻射實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，保護(hù)人員及其后代、保護(hù)全人類。yjyuuy45第45頁/共63頁輻射防護(hù)三原則 輻射實(shí)踐的正當(dāng)性 防護(hù)的最優(yōu)化（ALARA） 個(gè)人劑量限制yjyuuy46第46頁/共63頁對各方面因素進(jìn)行分析判斷，決定該項(xiàng)輻射實(shí)踐是否正當(dāng)，在論證實(shí)踐的正當(dāng)性后才能實(shí)施該項(xiàng)輻射實(shí)踐。實(shí)踐的正當(dāng)性yjyuuy47第47頁/共63頁在考慮了經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的因素后，所有輻射劑量應(yīng)保持在合理可達(dá)到的盡可能低的水平As Low As Reasonable Achievable （ALARA）防護(hù)的最優(yōu)化yjyuuy48第48頁/共63頁通過明確規(guī)定劑量限值，使公眾和職業(yè)照射人員從輻射實(shí)踐中接受的照射不能超過規(guī)定的劑量限值。個(gè)人劑量限制yjyuuy49第49頁/共63頁應(yīng)用范圍劑 量 限 值職業(yè)工作者公 眾年有效劑量連續(xù)五年不超過100mSv，50m Sv年有效劑量不超過1 m Sv。若按終生劑量平均的有效劑量不超過1 m Sv，則在某些年年份允許以每年5 m Sv 作為劑量限值眼晶體150 m Sv50 m Sv其他單個(gè)器官或組織500 m Sv50 m SvGB188712002輻射與防護(hù)放射源安