电离辐射和非电离辐射.ppt
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1、关于电离辐射与非电离辐射第一张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 一一.基础知识基础知识 1.概念概念 量子能量量子能量12eV的能引起物质电离的辐射称为电离辐射的能引起物质电离的辐射称为电离辐射 2.举例举例 射线,射线,射线,射线,射线,射线,射线,中子,质子等射线,中子,质子等第二张,PPT共八十五页,创作于2022年6月电离辐射及其粒子电离辐射及其粒子粒子粒子分类分类粒子粒子名称名称符符号号电荷电荷e静止质量静止质量u电离电离辐射辐射电离电离辐射源辐射源直接直接电离电离粒子粒子轻带电轻带电粒子粒子电子电子正电子正电子ee+-1+15.4910-4(1/2000)电子射线电子射线射
2、线射线+射线射线电子加速器电子加速器放射性核素放射性核素重带电重带电粒子粒子粒子粒子质子质子p+2+141射线射线质子射线质子射线放射性核素放射性核素加速器加速器间接间接电离电离粒子粒子中性中性粒子粒子中子中子n01中子射线中子射线反应堆反应堆中子源中子源电磁电磁辐射辐射光子光子00射线射线X射线射线放射性核素放射性核素X线机线机第三张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 3.常用电离辐射单位(自学)常用电离辐射单位(自学)放射性活度放射性活度A=dN/dt 1Bq=2.70310-11Ci 表示放射源的强弱,即物体中放射性核素多少表示放射源的强弱,即物体中放射性核素多少 照射量照射量X=
3、dQ/dm C/kg R 表示辐射场强弱,即空间表示辐射场强弱,即空间X射线或射线或射线强弱射线强弱 只能用于只能用于X射线或射线或射线射线 吸收剂量吸收剂量D=dE/dm 1Gy=100rad 表示被照介质吸收辐射能量的大小表示被照介质吸收辐射能量的大小 用于任何物质对任何一种辐射能量的吸收用于任何物质对任何一种辐射能量的吸收第四张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 剂量当量剂量当量H=DQN 1Sv=100rem 衡量不同类型电离辐射的生物效应衡量不同类型电离辐射的生物效应 辐射防护专用辐射防护专用 经辐射品质和照射条件因数加权修正后的吸收剂量经辐射品质和照射条件因数加权修正后的吸收
4、剂量 D:吸收剂量:吸收剂量 Q:品质因数:品质因数 X、射线,电子射线射线,电子射线 1 能量未知的中子、质子射线,静止质量大于能量未知的中子、质子射线,静止质量大于1amu的单电荷粒子的单电荷粒子 10 能量未知的能量未知的粒子、多电荷粒子、电荷数未知的粒子粒子、多电荷粒子、电荷数未知的粒子 20 N:照射条件影响因数,暂定:照射条件影响因数,暂定N=1第五张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 二二.接触机会接触机会 1.核工业系统核工业系统 2.射线发生器的生产使用射线发生器的生产使用 医疗场所的电离辐射医疗场所的电离辐射*3.放射性核素的生产使用放射性核素的生产使用 医疗场所的电
5、离辐射医疗场所的电离辐射*4.天然放射性核素伴生或共生矿生产天然放射性核素伴生或共生矿生产第六张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 三三.电离辐射对人体的作用方式电离辐射对人体的作用方式 1.外照射外照射 辐射源在人体之外辐射源在人体之外 特点特点 脱离或远离辐射源,辐射作用即停止脱离或远离辐射源,辐射作用即停止 远远全身照射全身照射 近近局部照射局部照射 2.内照射内照射 放射性核素经呼吸道、消化道、皮肤和注射途径进入体内,放射性核素经呼吸道、消化道、皮肤和注射途径进入体内,对机体产生持续性作用对机体产生持续性作用 持续作用直至排出体外,或经持续作用直至排出体外,或经10个以上半衰期蜕
6、变,才可忽略不个以上半衰期蜕变,才可忽略不计计第七张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 3.放射性核素体表沾染放射性核素体表沾染 放射性核素沾染皮肤或粘膜放射性核素沾染皮肤或粘膜 局部外照射局部外照射 或吸收成为内照射或吸收成为内照射 4.复合照射复合照射 放射复合烧伤(两种以上放射损伤)放射复合烧伤(两种以上放射损伤)放射复合创伤(放射与非放射创伤)放射复合创伤(放射与非放射创伤)第八张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 四四.辐射的影响因素辐射的影响因素 1.辐射有关因素辐射有关因素 辐射的物理特性辐射的物理特性 穿透力穿透力 、射线、中子、高能射线、中子、高能粒子粒子 强大的
7、贯穿辐射作用,穿透至组织深部或整个人体组织强大的贯穿辐射作用,穿透至组织深部或整个人体组织 多以外照射形式引起急性效应多以外照射形式引起急性效应 电离密度电离密度 、射线穿透力较小,但电离密度大,一旦进入体内,辐射损伤较严重射线穿透力较小,但电离密度大,一旦进入体内,辐射损伤较严重 多以内照射形式引起远期效应多以内照射形式引起远期效应第九张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 剂量与剂量率剂量与剂量率 随机效应的发生概率随剂量增加而增加随机效应的发生概率随剂量增加而增加 确定效应的发生概率在阈值以上也随剂量增加而升高确定效应的发生概率在阈值以上也随剂量增加而升高 剂量率剂量率=单位时间内机
8、体所接受的照射剂量单位时间内机体所接受的照射剂量 剂量率越大,则效应发生率也越大,程度也越严重剂量率越大,则效应发生率也越大,程度也越严重 特别是剂量率介于特别是剂量率介于0.1Gy/h1Gy/min之间时之间时 照射部位照射部位 辐射敏感性辐射敏感性 腹部腹部盆腔盆腔头部头部胸部胸部四肢四肢第十张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 照射面积照射面积 照射面积越大,则生物学效应越严重照射面积越大,则生物学效应越严重 同样的照射量,局部照射作用不明显,但全身接受照射面积同样的照射量,局部照射作用不明显,但全身接受照射面积达达1/3,则可产生明显的辐射效应,则可产生明显的辐射效应 次数次数
9、每次照射后机体存在对损伤的修复作用每次照射后机体存在对损伤的修复作用 同样效应,分次照射所需剂量比单次照射所需剂量高同样效应,分次照射所需剂量比单次照射所需剂量高 或总剂量相同,单次照射的效应比分次照射严重或总剂量相同,单次照射的效应比分次照射严重 辐射品质辐射品质 高高LET辐射辐射(n、)的生物效应的生物效应低低 LET辐射辐射(X、)第十一张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 2.机体因素机体因素 一般来说,辐射易感性与细胞分裂活动成正比,与分化程度成一般来说,辐射易感性与细胞分裂活动成正比,与分化程度成反比反比 淋巴细胞和卵母细胞则例外,对辐射相当敏感淋巴细胞和卵母细胞则例外,对
10、辐射相当敏感 辐射易感性辐射易感性DNA含量含量 辐射易感性与细胞间期染色体体积辐射易感性与细胞间期染色体体积(DNA含量含量)成正比成正比 辐射易感性辐射易感性细胞周期细胞周期 细胞增殖周期不同,辐射易感性也不同,以细胞增殖周期不同,辐射易感性也不同,以DNA合成期易感合成期易感性最高性最高第十二张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 组织易感性组织易感性 淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺和胚胎淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺和胚胎 (高度易感,重点防护)(高度易感,重点防护)神经、肌肉、骨等结缔组织易感性较低神经、肌肉、骨等结缔组织易感性较低 易感性由高至低:易感性由高至低:1.淋巴细胞;淋巴细胞
11、;2.原红细胞;原红细胞;3.髓细胞;髓细胞;4.骨髓巨核细胞;骨髓巨核细胞;5.精细精细胞;胞;6.卵细胞;卵细胞;7.空肠与回肠的腺窝细胞;空肠与回肠的腺窝细胞;8.皮肤及器官的上皮皮肤及器官的上皮细胞;细胞;9.眼晶状体的上皮细胞;眼晶状体的上皮细胞;10.软骨细胞;软骨细胞;11.骨母细胞;骨母细胞;12.血管内皮细胞;血管内皮细胞;13.腺上皮细胞;腺上皮细胞;14.肝细胞;肝细胞;15.肾小管上皮细肾小管上皮细胞;胞;16.神经胶质细胞;神经胶质细胞;17.神经细胞;神经细胞;18.肺上皮细胞;肺上皮细胞;19.肌细肌细胞;胞;20.结缔组织细胞;结缔组织细胞;21.骨细胞骨细胞第
12、十三张,PPT共八十五页,创作于2022年6月机体各种细胞对辐射的敏感性(按细胞形态学改变)机体各种细胞对辐射的敏感性(按细胞形态学改变)敏感敏感分类分类细胞细胞分类分类脏器脏器所需照射剂量所需照射剂量细胞死亡细胞死亡后果后果开始损伤开始损伤(个别细胞损伤)(个别细胞损伤)严重损伤严重损伤(大部分细胞损伤)(大部分细胞损伤)高度高度敏感敏感淋巴细胞、滤泡上皮细胞淋巴细胞、滤泡上皮细胞原始红细胞原始红细胞幼稚和原始粒细胞幼稚和原始粒细胞巨核细胞巨核细胞精原细胞和卵细胞精原细胞和卵细胞小肠隐窝细胞小肠隐窝细胞脾脏、淋巴结、甲状腺脾脏、淋巴结、甲状腺骨髓骨髓骨髓骨髓骨髓骨髓睾丸、卵巢睾丸、卵巢小肠小
13、肠255050100501005010050100200400800500500600500600300400800淋巴细胞减少症淋巴细胞减少症贫血贫血颗粒细胞减少症颗粒细胞减少症血小板减少症血小板减少症不孕症不孕症肠炎症状肠炎症状中度中度敏感敏感成纤维细胞、皮脂腺细胞成纤维细胞、皮脂腺细胞毛囊细胞、汗腺细胞毛囊细胞、汗腺细胞晶状体上皮晶状体上皮软骨、成骨细胞软骨、成骨细胞血管内皮细胞血管内皮细胞皮肤、粘膜皮肤、粘膜皮肤皮肤眼眼软骨、骨软骨、骨血管系统血管系统3003003004004006008001200850180070025008001000800100012004000皮肤营养不良、
14、溃疡、干燥皮肤营养不良、溃疡、干燥脱毛、汗形成障碍脱毛、汗形成障碍白内障白内障骨发育及再生停滞骨发育及再生停滞血流障碍血流障碍高度高度稳定稳定腺上皮腺上皮肝细胞、肾小管上皮肝细胞、肾小管上皮肌细胞肌细胞网状细胞、结缔组织细胞网状细胞、结缔组织细胞骨细胞、肺泡上皮骨细胞、肺泡上皮神经胶质细胞、神经细胞神经胶质细胞、神经细胞内、外分泌腺内、外分泌腺肝脏、肾脏肝脏、肾脏骨骼肌、心肌、平滑肌骨骼肌、心肌、平滑肌网状组织系统、身体各处网状组织系统、身体各处骨骼、肺脏骨骼、肺脏中枢及周围神经系统中枢及周围神经系统1000400030006000功能障碍功能障碍营养不良性变形过程营养不良性变形过程组织坏死组
15、织坏死第十四张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 五五.电离辐射效应分类电离辐射效应分类 按剂量按剂量-效应关系分类效应关系分类 ICRP(国际放射防护委员会国际放射防护委员会)随机效应随机效应stochastic effects 指致癌效应、遗传损伤效应等指致癌效应、遗传损伤效应等 该效应的发生概率与剂量大小有关该效应的发生概率与剂量大小有关(放射剂量越大,癌症发生率放射剂量越大,癌症发生率越高越高)损伤程度与剂量无关损伤程度与剂量无关(一旦启动致癌一旦启动致癌/遗传效应,该效应有自身的发遗传效应,该效应有自身的发展规律展规律)不存在损伤效应的剂量阈值不存在损伤效应的剂量阈值(只要有照
16、射,即使剂量再低,仍会只要有照射,即使剂量再低,仍会致癌致癌)第十五张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 确定效应确定效应deterministic effects 指急慢性放射病、放射性白内障、放射性皮肤损伤、放射性生育障指急慢性放射病、放射性白内障、放射性皮肤损伤、放射性生育障碍等,当辐射剂量超过一定阈值时,损伤效应发生概率将急剧增高,碍等,当辐射剂量超过一定阈值时,损伤效应发生概率将急剧增高,且损伤的严重程度也随剂量加大而加重且损伤的严重程度也随剂量加大而加重 有损伤阈值,阈值以下相对安全有损伤阈值,阈值以下相对安全 这种区分有利于辐射防护标准的制定和采取不同的防护策略这种区分有利
17、于辐射防护标准的制定和采取不同的防护策略第十六张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 按效应发生的不同个体(空间特点)分类按效应发生的不同个体(空间特点)分类 躯体效应(整体效应、局部效应)躯体效应(整体效应、局部效应)遗传效应遗传效应 胚胎效应胚胎效应 按效应出现的时间规律分类按效应出现的时间规律分类 近期效应(急性效应、慢性效应)近期效应(急性效应、慢性效应)远期效应远期效应第十七张,PPT共八十五页,创作于2022年6月电离辐射损伤效应分类电离辐射损伤效应分类按效应出现按效应出现空间特点空间特点分类分类按效应出现的按效应出现的时间和规律时间和规律分类分类 近期效应近期效应 远期效应远
18、期效应确定效应确定效应随机效应随机效应靶器官靶器官急性效应急性效应慢性效应慢性效应躯躯体体效效应应整体效应整体效应全身全身急性放射病急性放射病慢性放射病慢性放射病(辐射致癌)(辐射致癌)局部局部效应效应生殖腺生殖腺红骨髓红骨髓眼晶体眼晶体皮肤皮肤骨、甲状腺骨、甲状腺肺、乳腺肺、乳腺其它器官其它器官生育能力受损生育能力受损造血机能障碍造血机能障碍急性皮肤损伤急性皮肤损伤炎症炎症生育能力受损生育能力受损造血机能障碍造血机能障碍白内障白内障慢性皮肤损伤慢性皮肤损伤坏死、萎缩等坏死、萎缩等白血病白血病皮肤癌皮肤癌骨、甲状腺癌骨、甲状腺癌肺、乳癌肺、乳癌其它癌症其它癌症遗传效应遗传效应生殖细胞生殖细胞遗
19、传疾病遗传疾病(子代身上子代身上)胚胎效应胚胎效应胚胎、胎儿胚胎、胎儿死产、畸形、发育障碍死产、畸形、发育障碍 白血病和其它癌症白血病和其它癌症第十八张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 六六.电离辐射对机体的作用电离辐射对机体的作用 1.辐射作用的物理过程辐射作用的物理过程 带电粒子带电粒子 、p等穿入机体时,不断使其路径周围的原子发生电离和激等穿入机体时,不断使其路径周围的原子发生电离和激发,产生许多离子对,本身逐渐损失能量,直到耗尽多余的能量为发,产生许多离子对,本身逐渐损失能量,直到耗尽多余的能量为止止 线能量转移线能量转移(LET,Linear Energy Transfer)
20、带电粒子在其路径单位长度上所消耗于电离和激发的能量。粒子带电粒子在其路径单位长度上所消耗于电离和激发的能量。粒子LET值越大,对生物大分子的破坏作用越大值越大,对生物大分子的破坏作用越大 低低LET辐射辐射(LET3.5KeV/m)、e射线射线 高高LET辐射辐射(LET 3.5KeV/m)、p射线射线第十九张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 非带电粒子非带电粒子 、n 等虽不能直接使物质发生电离,但在穿透组织时,可等虽不能直接使物质发生电离,但在穿透组织时,可与物质的电子或原子核相碰,一次将能量全部或部分地传递与物质的电子或原子核相碰,一次将能量全部或部分地传递给被碰撞粒子,生成次级
21、带电粒子。次级带电粒子再使其周给被碰撞粒子,生成次级带电粒子。次级带电粒子再使其周围原子电离与激发围原子电离与激发 低低LET辐射辐射、与组织作用,主要产生次级电子与组织作用,主要产生次级电子 高高LET辐射辐射n与组织作用,主要产生反冲质子与组织作用,主要产生反冲质子第二十张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 2.辐射生物效应的机理辐射生物效应的机理 直接作用直接作用 辐射粒子一部分打到生物大分子辐射粒子一部分打到生物大分子(DNA、RNA、蛋白质等、蛋白质等)上,上,直接使其受到损伤直接使其受到损伤(电离、激发或化学键断裂电离、激发或化学键断裂)间接作用间接作用 辐射粒子的另一部分先
22、引起水分子电离,生成各种自由基和活辐射粒子的另一部分先引起水分子电离,生成各种自由基和活性分子性分子(H、OH、H2O2、H2O+等等),继而作用于生物大分子,继而作用于生物大分子,引起损伤引起损伤第二十一张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 损伤结局损伤结局 严重损伤严重损伤细胞死亡细胞死亡 修复损伤、再生、代偿修复损伤、再生、代偿细胞存活细胞存活 异常修复异常修复(基因突变、染色体畸变等基因突变、染色体畸变等)发生在体细胞发生在体细胞癌症癌症 发生在生殖细胞发生在生殖细胞遗传损伤效应遗传损伤效应 应对应对(适应适应)作用作用刺激效应刺激效应 繁殖与修复功能繁殖与修复功能 免疫增强效应
23、免疫增强效应 体内激素平衡改变等体内激素平衡改变等第二十二张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 七七.电离辐射对机体的损伤效应电离辐射对机体的损伤效应 (一一)放射病放射病 1.概念概念 一定剂量的电离辐射作用于人体所引起的全身性或局部性一定剂量的电离辐射作用于人体所引起的全身性或局部性放射损伤放射损伤第二十三张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 2.外照射急性放射病外照射急性放射病 概念概念 一次或短时间一次或短时间(数日数日)内受到多次全身照射,吸收剂量达到内受到多次全身照射,吸收剂量达到1Gy以上以上 多见于事故性照射和核爆炸多见于事故性照射和核爆炸 病程病程 初期、假愈期、
24、极期和恢复期初期、假愈期、极期和恢复期 有明显的时相性有明显的时相性第二十四张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 临床表现及类型临床表现及类型 骨髓型骨髓型(110Gy)最为多见最为多见 主要引起骨髓造血系统损伤主要引起骨髓造血系统损伤 表现为白细胞数减少、感染性出血。口咽部感染灶最为明显表现为白细胞数减少、感染性出血。口咽部感染灶最为明显 胃肠型胃肠型(1050Gy)表现为频繁呕吐、腹泻,水样便或血水便,并常发生肠麻痹、表现为频繁呕吐、腹泻,水样便或血水便,并常发生肠麻痹、肠套叠、肠梗阻等肠套叠、肠梗阻等 脑型脑型(50Gy)受照后病人短时间出现精神萎靡,很快转为意识障碍、共济失调、受
25、照后病人短时间出现精神萎靡,很快转为意识障碍、共济失调、抽搐、躁动和休克抽搐、躁动和休克第二十五张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 诊断诊断 GBZ104-2002外照射急性放射病诊断标准外照射急性放射病诊断标准 治疗原则治疗原则 消毒隔离消毒隔离 抗感染抗感染 抗出血抗出血 全身支持治疗全身支持治疗 第二十六张,PPT共八十五页,创作于2022年6月 3.外照射亚急性放射病外照射亚急性放射病 概念概念 较长时间较长时间(数周到数月数周到数月)内连续或间断较大剂量外照射,累积剂内连续或间断较大剂量外照射,累积剂量量1Gy 临床表现临床表现造血功能障碍造血功能障碍 造血组织破坏、萎缩、再
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