作用于人體的電離輻射

關(guān)于作用于人體的電離輻射第1頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.醫(yī)療放射治療裝置第2頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）X射線診斷機(jī)第3頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、 X線產(chǎn)生的機(jī)理

（1）韌致福射

（2）特征X射線第4頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月X射線管的結(jié)構(gòu)第5頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第6頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第7頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第8頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第9頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第10頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第11頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月產(chǎn)生X射線的條件

*電子

燈絲加熱（燈絲電壓）

*電子被加速

高壓

第12頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月作用于人體的電離輻射源作用于人體的電離輻射源天然輻射源人工輻射源地球外宇宙空間地球本身工業(yè)技術(shù)發(fā)展宇宙射線宇生放射性核素地球輻射原生放射性核素氡空中旅行燃煤發(fā)電磷酸產(chǎn)品天然氣建材工業(yè)核爆炸核能生產(chǎn)（反應(yīng)堆事故，加工過(guò)程等）醫(yī)療照射消費(fèi)品的人工輻射第13頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)天然輻射源天然輻射源宇宙，地殼天然本底照射宇宙輻射

陸地輻射

人類活動(dòng)給公眾增加的天然輻射第14頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月宇宙輻射初級(jí)宇宙射線的來(lái)源宇宙射線對(duì)人體產(chǎn)生的有效劑量宇生核素對(duì)人體產(chǎn)生的年有效劑量第15頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

宇生放射性核素

宇宙射線在大氣層，生物圈和巖石圈中通過(guò)不同的核反應(yīng)產(chǎn)生的放射性核素稱為宇生放射核素。第16頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第17頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第18頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

天然輻射源

(

Naturalradiationsource)

第19頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

研究天然輻射源的意義：

1、核工業(yè)、放射性同位素和輻射應(yīng)用的發(fā)展，以及其它技術(shù)的發(fā)展（如磷肥的廣泛應(yīng)用等）均有可能改變本底輻射水平，因此有必要確定天然本底輻射水平，以區(qū)分天然本底輻射和人工污染，及時(shí)發(fā)現(xiàn)污染和采取相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施。第20頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、對(duì)制定輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)有較大參考價(jià)值，一些國(guó)家已經(jīng)采用天然輻射劑量水平為參考線，制定輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。3、人類所受放射性輻射劑量主要來(lái)源于本底輻射，因此研究本底輻射與人群健康之間的關(guān)系，對(duì)揭示輻射對(duì)人類產(chǎn)生傷害作用的本質(zhì)有較大意義。第21頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、宇宙輻射

（一）宇宙輻射的來(lái)源1、初級(jí)宇宙射線銀河宇宙射線能量為108~1020eV太陽(yáng)粒子輻射能量多數(shù)為100eV少數(shù)為109eV

主要成分：核子98%，電子2%。

第22頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、次級(jí)宇宙射線

入射到地球大氣層中的宇宙射線中的高能粒子于大氣層中的原子、分子相互作用產(chǎn)生的。Ｅ<１００ＭeＶ幾個(gè)或多個(gè)粒子

Ｅ>１００ＭeＶ很多粒子Ｅ≥１０3－１０12ＭeＶ通過(guò)宇宙射線的核簇射，在

幾百萬(wàn)分之一秒內(nèi)產(chǎn)生幾百萬(wàn)個(gè)新粒子,其主要成分：質(zhì)子、中子、π介子。第23頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）宇生放射性核素主要成分：

3H、7Be、14C、22Na。第24頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）宇宙射線對(duì)人體產(chǎn)生的有效劑量

1、初級(jí)宇宙射線

不能對(duì)人體形成直接照射。2、次級(jí)宇宙射線

能夠?qū)θ梭w形成照射。第25頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1）照射的劑量水平與海拔高度(Z)有關(guān)：

E(Z)=E1（0）[0.21e-1.649z+0.79e0.4528z]

式中：E1（0）為海平面出的宇宙射線劑量取240μSv;

Z為海拔高度,單位為km。

第26頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）次級(jí)宇宙射線對(duì)人體產(chǎn)生的年有效劑量直接電離成分和光子280μSv中子成分100μSv

總計(jì)：380μSv第27頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、宇生放射性核素對(duì)人體產(chǎn)生的年有效劑量

3H0.01μSv

7Be0.03μSv

14C12μSv

22Na0.15μSv

總計(jì)：12.19μSv第28頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、宇宙輻射對(duì)人體產(chǎn)生的總劑量宇宙射線380μSv宇生放射性核素12.19μSv合計(jì)：392.19

μSv第29頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、陸地輻射

1、原生放射性核素定義：半衰期與地球年齡相似的許多天然放射性核素廣泛地存在于地球物質(zhì)中，這些放射性核素稱為原生放射性核素。第30頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、原生放射性核素的構(gòu)成：

鈾系238U

具有衰變系的放射性核素釷系232Th

錒系235U不具有衰變系的放射性核素40Ｋ自發(fā)裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物（幾率低，很少）第31頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、原生放射性核素形成的照射機(jī)理和方式：Ⅰ直接的照射γ、β外照射；Ⅱ吸入照射α、β內(nèi)照射。Ⅲ食入照射第32頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（一）原生放射性核素產(chǎn)生的外照射

1、環(huán)境中輻射來(lái)源：

原生放射性核素存在于構(gòu)成地球的地殼之中，由于Ｕ、Ｔh、Ｋ等放射性核素易于生成氧化物，它們易于和硅的氧化物共存在一起，所以ＳiＯ2多的地方原生放射性核素也多。另外由于土壤是由巖石風(fēng)化形成的，土壤中的劑量是由形成土壤的巖石種類決定。

第33頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、巖石的劑量貢獻(xiàn)：

火成巖中：花崗巖、閃綠巖、玄武巖和橄欖巖；沉積巖中：石灰?guī)r、碳酸巖、砂巖和頁(yè)巖；花崗巖頁(yè)巖碳酸巖。第34頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、室外輻射

室外外照射主要是由厚度約為30cm的表層土壤中的40Ｋ、232Ｔh和238Ｕ所提供表。

第35頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、室內(nèi)輻射來(lái)自建筑材料的外照射建筑材料的屏蔽作用

第36頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、土壤中原生放射性核素不同活度濃度產(chǎn)生的外照射劑量率

第37頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

6、室內(nèi)、外陸地γ輻射產(chǎn)生的空氣吸收劑量率室內(nèi)：84nGy﹒h-1

波動(dòng)范圍20—200

nGy／h

室外：59nGy﹒h-1波動(dòng)范圍18－93nGy／h

第38頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7、室內(nèi)、外陸地γ輻射產(chǎn)生的外照射平均年有效劑量室內(nèi)：84nGy﹒h-1×8760h﹒a×0.8×0.7Sv/Gy

=

410μSv室外：59nGy﹒h-1×8760h﹒a×0.2×0.7Sv/Gy

=70μSv

合計(jì)：410μSv+

70μSv

=480μSv第39頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

(二）原生放射性核素產(chǎn)生的內(nèi)照射

天然本底的內(nèi)照射就是人體內(nèi)受到長(zhǎng)壽命天然放射性核素的照射。對(duì)人體內(nèi)照射影響較大的原生放射性核素有40Ｋ以及238Ｕ和232Ｔh兩個(gè)系列的一些核素。放射性核素進(jìn)入人體的主要途徑是：食入、其次是吸入。

第40頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、對(duì)人體內(nèi)照射影響較大的原生放射性核素

1）鉀-40

４０Ｋ是經(jīng)由食入途徑進(jìn)入人體造成內(nèi)照射劑量的最主要的天輻射源。在天然鉀中，40Ｋ自然豐度為1.17*10-4，比活度雖然很低但它作為機(jī)體中大量存在的生物元素的同位素，半衰期又較長(zhǎng)（Ｔ1／2＝1.26*109年），成為人類內(nèi)照射的主要輻射源。40Ｋ是β、γ輻射，其中β衰變占89.33％。第41頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

40Ｋ對(duì)人體內(nèi)照射的年吸收劑量：紅骨髓最高，為270μＧy；肺、性腺、骨襯細(xì)胞和全身其他組織為140-180μGY。第42頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）鈾-238系（分為五個(gè)子系）

234Ｔh、234Ｐa

238Ｕ──────────234Ｕ；

230Ｔh；

226Ｒa；

218Ｐo、214Ｐb、214Ｂi

222Ｒa──────────214Ｐo

210Ｂi

210Ｐb──────────210Ｐo第43頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月正常飲食地區(qū)人體內(nèi)：

組織中238Ｕ比活度為1-10mBq／kg；腎臟為10-80mBq/kg；骨中為100-200mBq／kg。假定人體放射性70％分布在骨，30％分布在軟組織，腎中的水平為其它軟組織的10倍，則骨中平均濃度為150mBg／kg；腎中平均濃度為50mBg／kg；它軟組織為5mBq／kg。第44頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）釷-232系（分為三個(gè)子系）

232Ｔh；

228Ａc228Ｔh

228Ｒa────────224Ｒa

216Ｐo212Ｐb212Ｂi212Ｐo

220Ｒn────────208Ｐb第45頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

釷經(jīng)由胃腸道吸收率很低，因而２３２Ｔh由食入進(jìn)入體內(nèi)的貢獻(xiàn)可以忽略。而主要是通過(guò)吸入攝入。232Ｔh經(jīng)由吸入途徑年攝入量為0.01Ｂq。釷是親骨性核素，在骨骼內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間存留，在骨表面、淋巴結(jié)中比活度最高，其次是骨、肺、腎、肝和脾。由于骨的質(zhì)量比淋巴結(jié)大得多，體內(nèi)釷７０％在骨骼中。骨內(nèi)釷232的典型活度為140mＢq。第46頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4）鐳-Ｒa

鐳是鈾、釷的衰變產(chǎn)物，同位素有25種之多，但作為天然源對(duì)人體產(chǎn)生有意義的照射的鐳同位素有：

226Ｒa、228Ｒa、224Ｒa。

鐳比釷更容易向植物和動(dòng)物轉(zhuǎn)移，因而人體中的鐳主要是由于食入攝入，在正常地區(qū)226Ｒa和228Ｒa的食入攝入量大約是１５Bq／a。第47頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、吸入鈾、釷系原生核素產(chǎn)生的內(nèi)照射年待積有效劑量第48頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、食入鈾、釷系原生放射性核素產(chǎn)生的內(nèi)照射第49頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第50頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第51頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、食入鉀-40產(chǎn)生的內(nèi)照射劑量

天然鉀中活度濃度劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)

40K2.6×108Bq/kg3μSv.a-1/(Bq.kg–1)鉀在人體內(nèi)的濃度只受體內(nèi)環(huán)境的控制通常是恒定的，基本不受外界環(huán)境影響。

40K在人體組織產(chǎn)生的年有效劑量?jī)和?65μSv成人185μSv

平均值：170μSv

第52頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5、攝入陸地原生核素產(chǎn)生的加權(quán)年平均待積有效劑量

40K以外的原生核素140μSv

40K170μSv合計(jì)310μSv

第53頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月實(shí)踐活動(dòng)，輻射事件人工輻射源作用于人體的電離輻射源第54頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（三）、氡及其子體的內(nèi)照射

1、人類對(duì)氡子體危害的認(rèn)識(shí)

第55頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、射氣

238Uα

226Raα

222Rn

232Thα

224Raα

220Rn

235Uα

223Raα

219Rn第56頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、氡的特點(diǎn)：無(wú)色無(wú)味溶于水，在水中的溶解度隨溫度變。a＝0.1057+0.405exp(-0.0502t)

式中：t為溫度，單位為度。第57頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4、氡的半衰期及衛(wèi)生學(xué)意義

222Rn半衰期3.82d有衛(wèi)生學(xué)意義

220Rn半衰期55.6s有衛(wèi)生學(xué)意義

219Rn半衰期3.05s無(wú)衛(wèi)生學(xué)意義第58頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

5、氡的子體

222Rn

α

218Po

α214Pb214Bi214Po

3.82d3.05min26.8min19.9min

164μs

α210Pb210Bi210Poα206Pb

22d5d140d

220Rn

α

216Po

α212Pb212Biα212Po55.6s0.15s10.6h60.6h0.22s

α

208Pb

第59頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月6、短壽命子體定義：半衰期短于氡-222的氡子體稱為短壽命子體。第60頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7、氡及其子體的致癌作用機(jī)理

一般認(rèn)為：

肺支氣管上皮細(xì)胞癌變始于基底細(xì)胞核。基底細(xì)胞在柱狀細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的根部下呈梭形，其中央是基底細(xì)胞核。當(dāng)支氣管上皮細(xì)胞厚度連同纖毛厚度和被覆蓋的黏液厚度等于α粒子射程時(shí)，基底細(xì)胞核可受到α粒子的電離輻射作用從而引起癌變。第61頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月8、對(duì)人體作用的氡的主要來(lái)源、劑量水平及影響因素

1）來(lái)源室外:土壤、巖石室內(nèi)：土壤、水、建筑材料

2）劑量水平室外：10Bq/m3

室內(nèi)：40Bq/m3第62頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3）影響因素室外：巖石土壤析出率、溫度、濕度、風(fēng)室內(nèi)：建材、樓層、通風(fēng)第63頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月9、氡及其子體測(cè)量用單位和專用量

1）測(cè)量空氣中222Rn或220Rn的濃度時(shí)使用的單位為放射性活度濃度，Bq/m3;

2）測(cè)量空氣中222Rn子體或220Rn子體的濃度時(shí)使用的單位為

α潛能濃度（PAEC)

工作水平（WL）

平衡當(dāng)量氡濃度(EEC)第64頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月10、氡對(duì)人體產(chǎn)生的年平均有效劑量

1)影響氡對(duì)人體產(chǎn)生的年平均有效劑量因素

放射性氣溶膠粒子顆粒度分布；

未結(jié)合態(tài)子體α

潛能在子體α

潛能總和中所占的份額fp;呼吸速率；支氣管上皮細(xì)胞表面黏液向咽喉方向的廓清速率和靶細(xì)胞的厚度；氡及其子體的濃度。第65頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2）產(chǎn)生的年平均有效劑量（1）空氣中

222Rn及其子體220Rn及其子體支氣管室內(nèi):1.0mSV0.084mSV室外：0.095mSV0.007mSV

血液室內(nèi)：0.048mSV0.008mSV

室外:0.003mSV0.002mSV

合計(jì)：1.146mSV0.101mSV第66頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）水中222Rn及其子體吸入：0.025mSV食入：0.002mSV

第67頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

綜上所述222Rn、220Rn及其子體產(chǎn)生的年平均有效劑量為：

222Rn:1.147+0.002=1.15mSV

220Rn:0.1mSV合計(jì):1.15+0.1=1.25mSV第68頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月人類受天然輻射源照射的全世界年平均有效劑量（mSV)第69頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、人類活動(dòng)給公眾增加的

天然輻射照射某些工業(yè)活動(dòng)農(nóng)用肥料乘飛機(jī)燃煤發(fā)電站引起的照射吸煙

第70頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

第二節(jié)人工輻射源第71頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

人工輻射源的構(gòu)成公眾照射實(shí)在照射醫(yī)療照射潛在照射職業(yè)照射第72頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

一、實(shí)在照射（一）人工輻射源對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量大氣層核武器試驗(yàn)落下灰產(chǎn)生的劑量核能發(fā)電對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量醫(yī)療照射中X射線診斷對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量核事故對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量第73頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、核電站1)采礦和水冶對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量2）濃縮鈾和核燃料元件生產(chǎn)對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量3）發(fā)電核反應(yīng)堆對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量4）乏燃料后處理廠對(duì)公眾產(chǎn)生的劑量第74頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、核事故1）核電站2）醫(yī)療事故3）丟源第75頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、公眾受人工照射水平第76頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第77頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（二）人工輻射源對(duì)職業(yè)人員產(chǎn)生的

劑量第78頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、潛在照射1、潛在照射（Potentialexposure)預(yù)期不一定受到但可能遭受到的照射，它可能有源的事故或由具有偶然性質(zhì)的事件或?qū)嵺`序列（包括設(shè)備故障和誤操作）引起。第79頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、存在潛在照射的領(lǐng)域核能發(fā)電同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用醫(yī)療照射核輻照核廢物收貯第80頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

α潛能：

222Rn或（220Rn）的某一子體衰變成212Po或210Po過(guò)程中所發(fā)射出的α粒子能量的總和。單位為：MeV或J。

α潛能濃度(PAEC):單位體積空氣中氡的短壽命子體混合物發(fā)射出的全部潛能之和。單位為：MeV/m3或J/m3。第81頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月工作水平（WL):出于輻射防護(hù)的目的定義α潛能濃度的專用量為工作水平。1WL=1.3×

108MeV/m3=2.08×10-5J/m3

對(duì)工作水平進(jìn)行時(shí)間積分可以得到工作水平小時(shí)（WLh）或工作水平月（WLM）。

工作水平小時(shí)單位為MeV·h/m3或J·h/m31個(gè)工作水平月等于170個(gè)工作水平小時(shí)，即：1WLM=170WLh。第82頁(yè)，課件共98頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月平衡當(dāng)量氡濃度：與空氣中非放射性平衡狀態(tài)氡子體混合物的α潛能總和相當(dāng)?shù)碾奔捌渥芋w處于放射性平衡狀態(tài)時(shí)的氡濃度Ccq,