輻射生物物理

1、,輻射生物物理學(xué)基礎(chǔ),電離輻射-(X射線、射線、電子、質(zhì)子、中子等) 非電離輻射-光學(xué)（可見光、紅外光、紫外光等） 所以：輻射生物物理一般指電離輻射的生物物理，又稱放射生物物理 電離輻射：電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱，其種類很多，高速帶電粒子有粒子、粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有種子以及X射線、射線,參考文獻：1. 2.,簡介,輻射生物學(xué)：研究輻射對生物器官和組織的效應(yīng)中所涉及的基本物理、物理化學(xué)過程的規(guī)律及原理，特別是生物效應(yīng)的分子機制和定量關(guān)系,輻射與生物系統(tǒng)作用的原初過程和原初作用,輻射生物效應(yīng)發(fā)展過程,放射劑量,輻射生物效應(yīng)的特點,電離輻射的危害及防護,在農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)中的應(yīng)用,1

2、2.3.1 輻射與生物系統(tǒng)作用的原初過程和原初作用,1）輻射與生物系統(tǒng)作用的原初過程,輻射作用的時間范圍從秒內(nèi)快速帶電粒子或光子穿過一個原子所引起的最初的物理事件，到幾十年后才表現(xiàn)出的癌癥和遺傳性疾病，中間經(jīng)歷了一系列復(fù)雜的物理、化學(xué)、生物化學(xué)和生理學(xué)的變化過程。其中，最初的物理和化學(xué)過程對最終的生物效應(yīng)有深刻的影響。,2）輻射對生物系統(tǒng)的原初作用,輻射對生物系統(tǒng)的原初作用，主要指對各種生物大分子（核酸、蛋白質(zhì)、酶和酯）的直接作用和間接作用。生物分子直接吸收輻射能而被電離和激發(fā)，進而發(fā)生結(jié)構(gòu)的變化，叫做直接作用。輻射能被生物分子周圍的水分子吸收并引起水的分解，產(chǎn)生羥自由基(-OH)、水合電子

3、()和氫原子(H)等反應(yīng)性很高的自由基。它們通過擴散與生物分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)并引起后者結(jié)構(gòu)的改變；這種作用叫做間接作用。直接作用和間接作用的相對比例，取決于輻射能量損失的空間分布和生物系統(tǒng)的化學(xué)成分，也和生物系統(tǒng)的空間結(jié)構(gòu)有關(guān),參考文獻：,物理學(xué)階段,:分子空間分布及物理形狀發(fā)生變異,物理化學(xué)階段,:經(jīng)過一系列復(fù)雜反應(yīng),生成次級物,生物學(xué)階段,:進一步相互反應(yīng), 引起周圍物質(zhì)結(jié)構(gòu)變化.,生物機體效應(yīng)階段,:產(chǎn)生宏觀的生物體效應(yīng).,( ),( ),( ),( 數(shù)秒 若干年 ),12.3.2 輻射生物學(xué)效應(yīng)的發(fā)展階段,12.3.3 放射劑量,照射劑量,吸收劑量,相對生物效應(yīng),(X單位:倫琴.符號:R

4、),(D單位:格雷.符號:Gy),(RBE單位:雷姆 .符號:em),12.3.4 輻射生物學(xué)效應(yīng)的特點,1)不存在閥值劑量： 輻射的生物學(xué)效應(yīng)的劑量曲線，是隨著劑量的增大而逐漸升高，即使在很小劑量作用下，也會出現(xiàn)一些效應(yīng) 2)輻射能量高效率： 生物機體吸收的輻射能量，卻能產(chǎn)生極其嚴重的后果 3)輻射效應(yīng)具有潛伏期： 潛伏期的長短取決于照射劑量和劑量率，還因生物種類而異（劑量率：指單位時間內(nèi)的照射劑量）,12.3.5 在農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)中的應(yīng)用,示蹤原子的利用：,同過對生物對象的特殊標記，可以追蹤生物對象的變異情況，觀測變異過程,核輻射技術(shù)的應(yīng)用：,（）低劑量輻射刺激增產(chǎn),（）打劑量的抑制和殺蟲

5、作用,活化分析:,一定條件照射測量對象后，測定所生成的放射性核素的活度或放出射線的能量，可確定待測元素的含量和種類,比較法求得,活化分析具有下列特點：,）靈敏度高,）測量范圍寬,）不易干擾、污染。,）方法簡便，分析速度快。,參考文獻：課本及老師課件,12.3.6,對生物體的作用原理：,電離輻射對生物體的效應(yīng)是通過電離輻射的能量作用于生物大分子和水，使得后者發(fā)生分子不穩(wěn)定、分子重排、產(chǎn)生自由基并造成損傷。在這其中受影響最大的就是 DNA分子。受損的DNA可以經(jīng)體內(nèi)酶系統(tǒng)修復(fù)，但也可能發(fā)生錯誤修復(fù)，這是電離輻射可能誘發(fā)癌癥的原因之一。 分子電離、自由基產(chǎn)生、化學(xué)鍵斷裂使得亞細胞結(jié)構(gòu)破壞，表現(xiàn)為細胞

6、代謝、結(jié)構(gòu)、功能的改變。相同輻射劑量作用下，不同細胞出現(xiàn)的損傷程度不同。一般來說，淋巴組織、骨髓、小腸上皮和性腺對輻射最為敏感；其次是角膜、晶狀體、內(nèi)皮細胞等；肌肉、骨骼、軟骨和結(jié)締組織對輻射最不敏感。,接觸電離輻射的場合,核工業(yè)系統(tǒng)：放射性物質(zhì)開采、冶煉、核電站、核反應(yīng)堆。 射線發(fā)生器生產(chǎn)和使用：加速器、醫(yī)療X光檢驗。 放射性元素生產(chǎn)和使用：科研實驗。 天然放射性元素伴生：稀土礦。,輻射災(zāi)難,原子彈爆炸,切爾諾貝利核電站爆炸,核事故大事記,1 原子彈轟炸日本 2 切爾諾貝利核災(zāi)難 3 三里島核事故 4 烏拉爾存儲罐核爆炸 5 比基尼事件 6福島核電站核泄露,據(jù)傳，上世紀90年代，一支9人科學(xué)考察小組 進入切爾諾貝利時，曾遭遇一群巨鼠襲擊，只 有一人生還。最后當局集結(jié)大量軍隊、輕重型武 器，將所有能發(fā)現(xiàn)的巨鼠群消滅。,切爾諾貝利核危機輻射后的一些變異野豬,電磁輻射防護的三大方法：,(1)時間防護 時間防護的要點是盡量減少人體與射線的接觸時間（縮短人體受照射的時間）。 (2)距離防護 距離防護的要點是盡量增大人體與射線源的距離 (3)屏蔽防護