第八章内照射及其防护精选文档.ppt
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1、第八章内照射及其防护本讲稿第一页,共九十七页内照射是指放射性物质经呼吸道、消化道、皮肤、粘膜和伤口以及其他各种途径进入机体后,放射性核素发出的核射线由体内对机体进行的照射。一一 内照射概念内照射概念本讲稿第二页,共九十七页二放射性物质进入人体的途径本讲稿第三页,共九十七页1概述n n放放射射性性物物质质进进入入人人体体内内主主要要有有三三种种途途径径:呼呼吸吸吸吸入入、口口腔腔食食入入、创创伤伤皮皮入入,造造成成体体内内污污染染。上上述述几种途径中,以呼吸道入体的毒理学意义最大。几种途径中,以呼吸道入体的毒理学意义最大。n n(一)经消化道进入n n(二)经呼吸道进入n n(三)经伤口和皮肤粘
2、膜进入本讲稿第四页,共九十七页概述 放射性物质进入体内的途径放射性物质进入体内的途径放射性物质进入体内的途径放射性物质进入体内的途径放射性物质血液循环伤口肺口腔空气食物饮水手本讲稿第五页,共九十七页1 概述n n放射性物质进入人体的主要途径(造成内照射的原因):I.I.存存在在于于空空气气中中的的放放射射性性气气溶溶胶胶(直直径径10103 3微微米米至至1 1微微米米的的固固体体或或液液体体颗粒)或放射性气体呼吸进入;颗粒)或放射性气体呼吸进入;II.II.饮用被放射性污染的水,食入被放射性污染的食物;饮用被放射性污染的水,食入被放射性污染的食物;III.III.经皮肤伤口进入;经皮肤伤口进
3、入;IV.IV.某某些些放放射射性性物物质质,例例如如氧氧化化氚氚或或和和碘碘的的化化合合物物甚甚至至可可以以通通过过完完好好的的皮肤进入体内。皮肤进入体内。本讲稿第六页,共九十七页2经消化道进入n n放射性核素可经过污染的手、或饮用被污染的水、食物、药品等,也可通过食物链经消化道进入体内。n n放放射射性性核核素素吸吸收收率率最最高高的的是是碱碱族族元元素素(钠钠、钾钾、铯铯)和和某某些些非非金金属属元元素素(碘碘、碲碲),可可达达9090以以上上;其其次次是是碱碱土土族族元元素素(锶锶、钡钡)为为10104040;镧镧系系和和锕锕系系元元素素的的吸吸收收率率最低,最低,约为约为0.010.
4、010.10.1。本讲稿第七页,共九十七页2经消化道进入n n工作人员有时用口接触被放射性污染的器具、物品,或环境受到放射性污染,通过食物、饮用水等导致居民和工作人员长时间摄入放射性物质。胃肠道对核素的吸收率主要取决于化学性质,碱族和卤族元素极易溶雨水,吸收率较高。本讲稿第八页,共九十七页3经呼吸道进入n n放放射射性性核核素素可可以以气气态态、气气溶溶胶胶或或微微小小粉粉尘尘的的形形式式存存在在于于空空气气中中,气气态态放放射射性性核核素素(氡氡、氙氙、氚氚)易易经经呼呼吸吸道道粘粘膜膜或或透透过过肺肺泡泡被被吸吸收收入入血血。粉粉尘尘或或气气溶溶胶胶态态的的放放射射性性核核素素在在呼呼吸吸
5、道道内内的的吸吸收收决决定定于于粒粒径径大大小小及及化化合合物物性性质质。一一般般粒粒径径愈愈大大,附附着着在在上上呼呼吸吸道道粘粘膜膜上上愈愈多多,进进入入肺肺泡泡内内愈愈少少,吸吸收收率率低低。难难溶溶性性化化合合物物在在肺肺内内溶溶解解度度很很低低,多多被被吞吞噬噬;而而可可溶溶性性化化合合物物则则易易被被肺肺泡泡吸吸收入血。收入血。本讲稿第九页,共九十七页3经呼吸道进入n n粒粒径径大大于于1m1m者者,大大部部分分被被阻阻滞滞在在鼻鼻咽咽部部、气气管管和和支支气气管管内内;粒粒径径在在0.010.011m1m的的落落下下灰灰危危害害最最大大,大大部部分分沉沉积积在在肺肺部部(包包括括
6、细细支支气气管管、肺肺胞胞管管、肺肺泡泡、肺肺泡泡囊囊)。部部分分吸吸收入血,部分被吞噬细胞吞噬后滞留在肺内成为放射灶。收入血,部分被吞噬细胞吞噬后滞留在肺内成为放射灶。n n沉积在鼻咽部,气管和支气管的放射性灰尘大部分通过咳沉积在鼻咽部,气管和支气管的放射性灰尘大部分通过咳痰排出体外或吞入胃内,仅少部分吸收入血。痰排出体外或吞入胃内,仅少部分吸收入血。本讲稿第十页,共九十七页4经伤口和皮肤粘膜进入n n当皮肤创伤时,放射性物质通过伤口进入,吸收率较高。伤口和皮肤粘膜沾染放射性核素后,若不及时洗消,放射性核素将通过伤口和皮肤粘膜的渗透、吸收进入体内。本讲稿第十一页,共九十七页三三 内照射的作用
7、特点内照射的作用特点本讲稿第十二页,共九十七页放射性核素一经进入体内,对机体就产生连续性照射,直至放射性核素完全衰变成稳定性核素或全部排出体外,对机体的照射才会停止1)呈持续性照射()呈持续性照射(continuous radiation)本讲稿第十三页,共九十七页大部分的放射性核素在体内呈不均匀分布,按核素或化合物的化学性质被组织和器官选择性地吸收、分布和蓄积,致使蓄积放射性核素的组织或器官受到选择性的照射,产生较大的生物学效应与损伤。2)呈选择性照射()呈选择性照射(selective radiation)本讲稿第十四页,共九十七页2)呈选择性照射)呈选择性照射n n放射性核素进入体内后,
8、以两种方式参与体内的代谢过程:n n一种是参与体内稳定性核素的代谢过程,如放射性钠和碘参与体内稳定性23Na和127I的代谢;n n另一种是参与同族元素的代谢过程,如放射性核素90Sr和137Cs分别参与钙和钾的代谢过程。根据其在组织和器官中的代谢特点,可分为均匀性分布和选择性分布。本讲稿第十五页,共九十七页2)呈选择性照射)呈选择性照射n n(一)均匀性分布(一)均匀性分布n n某某些些放放射射性性核核素素较较均均匀匀地地分分布布于于全全身身各各组组织织、器器官官中中,如如1414C C、2424NaNa、4040K K、3 3H H等。等。n n(二)选择性分布(二)选择性分布n n某些放
9、射性核素选择性地蓄积于某些组织、器官中。例如放某些放射性核素选择性地蓄积于某些组织、器官中。例如放射性碘大部分蓄积于甲状腺,碱土族元素射性碘大部分蓄积于甲状腺,碱土族元素8989SrSr、9090SrSr、4545CaCa等等主要蓄积于骨骼。镧系元素主要蓄积于骨骼。镧系元素140140LaLa、144144CeCe、147147PmPm等主要蓄积于等主要蓄积于肝脏。肝脏。106106RuRu、129129TeTe、106106RhRh等主要蓄积于肾脏中。等主要蓄积于肾脏中。本讲稿第十六页,共九十七页本讲稿第十七页,共九十七页(3)内照射对人体的危害因素n n内内照照射射特特点点是是人人员员即即
10、使使脱脱离离辐辐射射场场与与环环境境,但但已已进进入入体体内内的的放放射射性性物物质质所所发发出出的的辐辐射射仍仍然然会会造造成成对对人人体体的的辐辐射射。内照射内照射对对人体的危害,与很多因素有关,主要有:人体的危害,与很多因素有关,主要有:侵入人体内的放射性核素的辐射类型、能量、半衰期;进进入人体的放射性物入人体的放射性物质质的数量(的数量(摄摄入量,入量,BqBq););核素理化状核素理化状态态,毒性大小;,毒性大小;核素在体内积聚部位和滞留时间等。本讲稿第十八页,共九十七页四、放射性物质进入人体后的排出本讲稿第十九页,共九十七页1概述n n放放射射性性核核素素从从体体内内排排出出的的途
11、途径径、速速度度和和排排出出率率与与放放射射性性核核素素的理化性质和代谢特点有关。的理化性质和代谢特点有关。n n经经呼呼吸吸进进入入肺肺部部的的放放射射性性核核素素一一部部分分转转移移到到体体液液中中,一一部部分分被被呼呼出出体体外外,一一部部分分到到消消化化道道。各各部部分分所所占占的的比比例例以以及及从从肺肺部部廓廓清清的的速速率率与与气气溶溶胶胶的的颗颗粒粒大大小小,与与放放射射性性物物质质的的化化学学性性质质,与与涉及个体的生理特征有关。涉及个体的生理特征有关。本讲稿第二十页,共九十七页1概述n n食食入入的的放放射射性性物物质质一一部部分分被被消消化化道道吸吸收收而而转转移移到到体
12、体液液中中,一一部部分分随随粪粪便便排排出出体体外外,被被吸吸收收的的比比例例也也与与放放射射性性物物质质的的化化学学性性质质和个体的生理特征有关。和个体的生理特征有关。n n从从皮皮肤肤伤伤口口进进入入的的放放射射性性物物质质经经皮皮下下组组织织直直接接进进入入体体液液。在在体体液液中中的的放放射射性性核核素素仍仍有有一一部部分分可可能能通通过过皮皮肤肤、肾肾、肝肝、肠肠、肺肺随随同同汗汗、尿尿、粪粪便便排排出出体体外外,其其余余将将沉沉积积在在与它相亲和的器官组织中。与它相亲和的器官组织中。本讲稿第二十一页,共九十七页2排出途径n n进进入入体体内内的的放放射射性性物物质质可可通通过过胃胃
13、肠肠道道、呼呼吸吸道道、泌泌尿尿道道以以及及汗汗腺腺、唾液腺和乳腺等途径从体内排出。唾液腺和乳腺等途径从体内排出。n n1 1胃胃肠肠道道经经口口摄摄入入或或吸吸入入后后转转移移到到胃胃肠肠道道的的难难溶溶性性或或微微溶溶性性放放射射性性核核素素,在在最最初初的的2 23 3天天内内,主主要要由由粪粪便便排排出出体体外外。如如144144CeCe、239239PuPu、210210PoPo(钋)由粪便可排除(钋)由粪便可排除9090以上。以上。本讲稿第二十二页,共九十七页2排出途径n n2 2呼呼吸吸道道气气态态放放射射性性核核素素(如如氡氡、氚氚),以以及及挥挥发发性性放放射射性性核核素素,
14、主主要要经经呼呼吸吸道道排排出出,而而且且排排出出率率高高,速速度度快快。如如氡氡和和氚氚进进入入体体内内后后,在在最最初初0.20.22 2小小时时内内大大部部分分经经呼呼吸吸道道排排出。停留在呼吸道上段的放射性核素,可随痰咳出。出。停留在呼吸道上段的放射性核素,可随痰咳出。n n3 3泌尿道经各种途径进入体内吸收入血的可溶性放射性核素,主泌尿道经各种途径进入体内吸收入血的可溶性放射性核素,主要经肾随尿排出。如要经肾随尿排出。如131131I I、3 3H H等进入体内后第等进入体内后第1 1天尿中排出量占尿天尿中排出量占尿总排出量的总排出量的5050左右,左右,3 3天内占尿总排出量的天内
15、占尿总排出量的9090左右。左右。本讲稿第二十三页,共九十七页3排出速度n n具具体体沉沉积积情情况况与与核核素素种种类类及及其其化化合合物物的的形形态态有有关关,如如氚氚的的化化合合物物将将分分布布在在整整个个人人体体,整整个个人人体体受受到到相相同同的的照照射射,而而131131I I的化合物将浓集于甲状腺,的化合物将浓集于甲状腺,239239PuPu浓集于肺和骨。浓集于肺和骨。n n沉积有放射性核素的器官叫源器官。源器官中放射性核素产生的辐射将对它本身及邻近的其它器官形成照射,受到照射的器官叫做靶器官,源器官本身也是靶器官,而且是最主要的靶器官。本讲稿第二十四页,共九十七页3排出速度n
16、n源器官中沉积的放射性核素的量会由于自发的核衰变源器官中沉积的放射性核素的量会由于自发的核衰变和生理代谢过程而减少。其中衰变减少按指数规律,和生理代谢过程而减少。其中衰变减少按指数规律,用衰变常数用衰变常数 或半衰期或半衰期T T描述其衰变的快慢。对大多数描述其衰变的快慢。对大多数核素来说,因生理代谢过程而减少的规律也近似遵循核素来说,因生理代谢过程而减少的规律也近似遵循指数规律,可以用生物半排期指数规律,可以用生物半排期T Tb b和生物衰变常数和生物衰变常数 b b来来描述其减少情况,这意味着进入体内的放射性物质总描述其减少情况,这意味着进入体内的放射性物质总的减少规律:的减少规律:本讲稿
17、第二十五页,共九十七页3排出速度n n其中其中q q0 0是起始时刻(是起始时刻(t t0 0)体内器官中放射性核素的量,)体内器官中放射性核素的量,q(t)q(t)是经过是经过t t时间后的时间后的量,量,e e是等效衰变常数,应有是等效衰变常数,应有 e ep p+b bn n“有效半减期有效半减期”(effectivehalf-lifeeffectivehalf-life,T Te e)n n表示沉积在体内的放射性核素自体内排出的速度。它是指体内放射性核表示沉积在体内的放射性核素自体内排出的速度。它是指体内放射性核素沉积量经放射性衰变和生物排出使放射性活度减少一半所需要的时间。素沉积量经
18、放射性衰变和生物排出使放射性活度减少一半所需要的时间。n n某放射性核素的有效半减期取决于该核素的物理半衰期(某放射性核素的有效半减期取决于该核素的物理半衰期(physicalphysicalhalf-lifehalf-life,T Tp p)和生物半排期()和生物半排期(biologicalhalf-lifebiologicalhalf-life,T Tb b)。)。本讲稿第二十六页,共九十七页3排出速度n n其相互关系以下式表示:其相互关系以下式表示:n n或或n n物理半衰期(物理半衰期(T Tp p):):指该放射性核素自身衰变一半所需要的时间。指该放射性核素自身衰变一半所需要的时间。
19、n n生物半排期(生物半排期(TbTb):):指该放射性核素通过生物代谢排泄一半所指该放射性核素通过生物代谢排泄一半所需要的时间。需要的时间。本讲稿第二十七页,共九十七页3排出速度n n它表示由于放射性衰变和生物排出的综合作用使体内放射性它表示由于放射性衰变和生物排出的综合作用使体内放射性核素减少一半所需的时间。核素减少一半所需的时间。n n显然对于放射性半衰期特别长的核素,有效半衰期就等于显然对于放射性半衰期特别长的核素,有效半衰期就等于它的生物半排期;而对于半衰期特别短的核素,有效半衰它的生物半排期;而对于半衰期特别短的核素,有效半衰期应近似等于放射性半衰期。期应近似等于放射性半衰期。本讲
20、稿第二十八页,共九十七页4内照射的剂量当量的计算n n内照射的剂量当量原则上是可以计算的,但必须知道从不同途内照射的剂量当量原则上是可以计算的,但必须知道从不同途径摄入人体的放射性核素沉积在各源器官中的相对份额,也径摄入人体的放射性核素沉积在各源器官中的相对份额,也须知道在源器官中每一次放射性衰变将对可能受到照射的靶须知道在源器官中每一次放射性衰变将对可能受到照射的靶器官造成多大剂量当量,还须知道放射性素在人体内的有效器官造成多大剂量当量,还须知道放射性素在人体内的有效半减期等。半减期等。本讲稿第二十九页,共九十七页4内照射的剂量当量的计算n n以上这些数值与放射性物质的化学性质、物理性质以以
21、上这些数值与放射性物质的化学性质、物理性质以及个体的生理特征等许多因素有关。所以精确的计算及个体的生理特征等许多因素有关。所以精确的计算有困难,只能根据实验确定的参数,作出近似估算。有困难,只能根据实验确定的参数,作出近似估算。不过对辐射防护来说,这种粗略的估算仍是有意义的。不过对辐射防护来说,这种粗略的估算仍是有意义的。有关估算方法可参阅有关文献。有关估算方法可参阅有关文献。本讲稿第三十页,共九十七页4内照射的剂量当量的计算n n内照射产生的生物效应与人体器官或组织所接受的剂量有关,估算内照射剂量通常有如下三种方法:n n(1 1)通过全身计数器直接推算体内污染;通过全身计数器直接推算体内污
22、染;n n(2 2)通过对排泄物的监测推算体内污染;通过对排泄物的监测推算体内污染;n n(3 3)通过环境介质监测推算体内污染。通过环境介质监测推算体内污染。本讲稿第三十一页,共九十七页4内照射的剂量当量的计算n n当监测结果表明,工作人员已经摄入了过量的放射性物质,当监测结果表明,工作人员已经摄入了过量的放射性物质,或被涉及到可能摄入了过量的放射性物质时,应根据监测或被涉及到可能摄入了过量的放射性物质时,应根据监测的结果,估算所涉及到的那些核素在体内的积存量和内照的结果,估算所涉及到的那些核素在体内的积存量和内照射剂量。根据内照射剂量的大小,调整和控制今后的受照射剂量。根据内照射剂量的大小
23、,调整和控制今后的受照剂量,从而保证工作人员的受照剂量在为他们所规定的剂剂量,从而保证工作人员的受照剂量在为他们所规定的剂量当量限值以下。量当量限值以下。本讲稿第三十二页,共九十七页五、内照射防护的一般措施五、内照射防护的一般措施本讲稿第三十三页,共九十七页随着原子能科学技术的发展及和平利用的普及,使用和操作开放源的种类和数量、应用范围都在迅速增加,涉及的人员越来越多,不但有工作人员,而且放射性废弃物污染环境会影响到公众。1 概述概述本讲稿第三十四页,共九十七页2 内照射防护的基本原则和方法n n内照射防护的基本原则是采取各种措施,隔断放射性物质进入人体的各种途径,使摄入量减少到容许水平以下至
24、尽可能低的水平。n n内照射防护的基本方法概括的说就是隔离与稀释两种方法。本讲稿第三十五页,共九十七页2 内照射防护的基本原则和方法n n隔离,就是把操作人员与放射性物质隔离开。n n例例如如为为防防止止放放射射性性物物质质进进入入空空气气而而被被吸吸入入人人体体,蒸蒸发发放放射射性性液液体体或或操操作作放放射射性性粉粉尘尘时时,必必须须在在通通风风柜柜或或手手套套箱箱内内进进行行。为为防防食食入入放放射射性性物物质质,严严禁禁在在工工作作场场所吸烟和所吸烟和饮饮食等。食等。本讲稿第三十六页,共九十七页2 内照射防护的基本原则和方法n n稀稀释释,就就是是把把空空气气或或水水中中的的放放射射性
25、性物物质质的的浓浓度度降降低低到到容容许许水平以下。水平以下。n n例如通例如通风风、废废水用水稀水用水稀释释、废废气高烟囱排放到大气等。气高烟囱排放到大气等。n n常用防护手段主要是佩戴个人呼吸保护器具,使工作常用防护手段主要是佩戴个人呼吸保护器具,使工作人员和放射源隔离。通风、过滤、降低空气中放射性。人员和放射源隔离。通风、过滤、降低空气中放射性。本讲稿第三十七页,共九十七页n n放射性物质没有密封的包壳,有可能向环境扩散,这种物质称为开放型或非密闭型放射性物质。在开放型放射操作中,“包容、隔离”和“净化、稀释”往往联合使用。3 内照射防护的一般措施内照射防护的一般措施本讲稿第三十八页,共
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