钍的放射毒理学.ppt

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1、第十一章 钍的放射毒理学 杨占山1Introduce钍(Thorium)地壳表面含量约为9.6ppm，为铀含量的二倍多。稀土矿物中含量为铀的500-600倍。提取钍的主要工业矿物是独居石，其次是磷钇矿和氟碳铈矿。原矿二氧化钍（ThO2）含量为0.020.05，独居石精矿中ThO2含量为58%。2用途用途颇广：大功率电子管的电极材料，磁控管阴极；ThO煤气灯纱罩，白炽灯灯丝以及电真空管的吸气剂；耐高温钨钍合金、不锈钢焊条以及飞机和火箭技术中的镁钍合金等；ThO2用于制造高级耐火坩锅和高达2700的耐火材料；金属钍、ThO2及钍的其它化合物主要用于化学工业的各种合成、脱氧过程的催化剂。3用途192

2、8-1955年美国、欧洲和日本应用二氧化钍胶体造影剂(thorotras，含ThO21922)，后因引起严重的远后效应而被禁用。近年来，在原子能工业中232Th作为次生核燃料而受到各国的重视 4辐射特性辐射特性钍有质量数为213218、220236的23种放射性同位素；含6种天然放射性同位素：232Th、228Th(钍系)、230Th、234Th(铀系)、227Th和23lTh(锕系)；放射毒理学意义较大的是前四种天然放射性同位素。5232Th232Th占钍的天然同位素丰度的100%，比活度为4.1kBqg；半衰期为1.41010年，衰变过程中生成具有不同半衰期的一系列子体，统称为钍系；钍和它

3、的子体，除新钍I和射钍外，经数周后可达到放射平衡，衰变至稳定性208Pb，粒子的能量占总衰变能量的90，而占9，仅占1；6钍的子体钍的子体中，放射毒理学意义较大的是228Th(射钍，符号为RdTh)，228Ra(新钍I，符号为MsThI)，224Ra(钍X，符号为ThX)和220Rn(钍射气)：228Th为辐射源，半衰期1.92年；228Ra为钍的第一个衰变子体，是镭的同位素，辐射源，半衰期5.75年；224Ra也是镭的同位素，为辐射源，半衰期3.64天；220Rn为氡的同位素，是钍系唯一的惰性气体，半衰期55.6秒，辐射源。7化学特性 钍的原子序数为90，属第7周期第副族,是锕系的第2个元素

4、；化学性质与稀土族相似，化学活性不如铀活泼；钍离子在水溶液中通常只以四价状态存在；当溶液的pH3时，钍离子开始水解和聚合，其主要产物分别为Th(OH)22+，Th2(OH)26+；当pH3.5时，则析出胶体Th(OH)4沉淀。易于络合。8化学特性钍的易溶性盐类有硝酸钍Th(NO3)4、硫酸钍Th(SO4)2和氯化钍(ThCl4)；难溶性钍化合物有二氧化钍（ThO2）、草酸钍Th(C2O4)2、氟化钍(ThF4)和氢氧化钍Th(OH)4；易与某些酸(如草酸、碳酸、柠檬酸等)、蛋白质，以及氨基酸等形成复盐或络合物；9钍的生物转运钍的生物转运吸吸 收收难于吸收，因其易于水解和聚合，生成氢氧化钍胶体沉

5、淀。生产条件下，钍进入人体的主要途径是呼吸道，其次是胃肠道 钍化合物经呼吸道吸收的量，与其化合物形式，溶解度及颗粒分散度有密切关系：柠檬酸钍氯化钍二氧化钍；钍化合物经胃肠道吸收甚微，ICRP第30号出版物将所有钍化合物的f1值均设为210-4，将钍的氧化物和氢氧化物定为Y类，其它化合物定为W类。皮肤不吸收，伤口吸收量也很少；10分 布 吸收入血易与体内的碳酸、蛋白质等结合成复合物；由血液内的转移速率比钚快，比镭和锶缓慢；ICRP30号出版物：进入血液的钍有70进入骨骼，4进入肝脏，16均匀分布于全身；2001年陈如松：正常成年人体内钍的含量依次为骨20.48、肺脏13.76、肌肉6.50、肝脏

6、0.59和肾脏0.08。钍造影剂静脉注入人体后，它在体内主要滞留于肝、脾和骨髓的网状内皮细胞组织内；11分 布在骨骼内分布类型与钚相似，主要滞留在骨膜、骨内膜、干骺端骨小梁表面；钍在肝脏内主要位于枯否氏细胞和肝细胞内；脾脏和淋巴结中的钍主要在滤泡部位的吞噬细胞和网状细胞内；肾内钍主要在肾近曲小管上皮细胞、集合管上皮细胞及肾小球部位；滞留在肺内的钍，多在淋巴结内和支气管周围、肺泡和肺泡间隙；12排排 除除 ICRP第30号出版物：进入转移隔室的钍中，有70向骨转移，Tb：8000天；有4向肝转移，Tb：700天；有16均匀分布于其它组织器官，Tb：700天；余下的10直接被排除。钍在转移隔室，T

7、b：0.5天；13排排 除除食入时，90以上的钍在前3天内随粪排除;吸收入血的钍可经肾脏随尿排除;人接受钍造影剂后，体内钍的排除缓慢，生物半排期长达400年之久，主要排除途径为肝胆系统；232 Th衰变子体220Rn经呼吸道排除 14钍的损伤效应 低毒性低活度放射性核素，任何途径吸收率均低，故钍不会引起人急性钍中毒；远期损伤主要是钍及其子体的辐射作用所致；钍造影剂能够引起受检者全身多种病变，包括肝硬化、肝脏肿瘤、白血病、肺癌、胃肉瘤等。注入局部可引起癌瘤、血管周围组织肉瘤、上皮癌等 15确定性效应 硝酸钍和氯化钍不仅具有强烈的刺激作用，而且还能导致蛋白质变性，因此，动物常常死于休克和严重的溶血

8、。钍和钍射气的浓度分别10BqL和4.1102BqL，钍精炼厂693名工人有4名工人患尘肺病，肺部有纤维化改变。钍造影剂主要为血淋巴细胞染色体畸变率明显增高，肝细胞坏死及纤维化为主的病变。16随机性效应 在19281955年期间，许多国家把钍造影剂作为诊断药物，用于肝、脾、血管及气管造影。德国70%为脑动脉造影,30%为上下动脉造影。钍造影剂致癌效应主要为肝脏恶性肿瘤、骨肉瘤、肺癌、白血病等(见表11-6)；平均潜伏期为1520年。17肝恶性肿瘤发生率最高，占63.9；男性显著高于女性；类型：胆管癌、血管网瘤和肝细胞癌；特征：好发部位是肝胆管和肝血管内皮，二者发生率占88以上，而非钍造影剂所致

9、肝脏肿瘤的好发部位是肝细胞，为肝细胞癌，肝血管内皮瘤是钍造影剂诱发的一种特异性肿瘤；潜伏期：1046年，平均为20年；危险度：260300104人Gy 18肺肺 癌癌钍造影剂的232Th产生稀有气体220Rn及其衰变子体导致肺内放射性的增加，故预期可导致肺癌发生率的增加。然而，丹麦、西德接受钍造影剂人群肺癌发生率与对照组人群相比无显著性差异。因此，钍造影剂致肺癌有待进一步随访观察。我国白云鄂博稀土铁矿接尘矿工由于长期（30年以上）吸入高浓度含钍稀土矿尘（4.0-46.8mg/m3）及220Rn短寿命子体可诱发超额肺癌的发生,接尘矿工标化死亡比(6.13)显著高于内对照(1.90)(P0.005

10、)，长期吸烟和采矿现场的外照射的协同作用不能排除 19 骨肉瘤骨肉瘤葡萄牙和西德两组接受钍造影剂人群的骨肉瘤发生数为6例，比预计发生数高得多；迄今为止，尚未肯定大剂量的钍造影剂能诱发骨肉瘤；致人骨肉瘤潜伏期为10年，危险度估计为55120104人Gy；20骨髓增殖性疾病骨髓增殖性疾病 发生率：德国钍造影剂的患者超过5000人,骨髓增殖性疾病37例，钍造影剂组与对照组之比约为10：1；丹麦、葡萄牙和西德的3个接受钍造影剂的人群中，白血病发生率明显增高，达1左右。日本钍造影剂人群的白血病发生率高达6.5。白血病潜伏期为5年。危险度为5060104人Gy 21医学监督医学监督医学检查应包括血像、生化

11、、染色体畸变率分析、眼底和X线检查，在检查中应着重注意肝功能变化；尿钍测定；根据呼出气中的钍射气推算所得的肺滞留量；估算体内232Th滞留量；头发可作为放射性元素钍的指示剂；谱仪测定肺内钍滞留量，可根据射线能谱判定核素种类；22加速排除 EDTA对体内钍的促排具有一定的效果，DTPA的促排效果较佳；单体钍：DTPA在降低组织器官钍滞留量的同时，使尿钍排除量增加20左右；而EDTA促排效果不显著；DTPA对聚合钍的促排效果甚小；23加速排除喹胺酸对钍的促排效果比DTPA好，可肌肉注射或口服；即刻给药的效果最佳；随用药量之增加而增高，应同时补充微量元素；703-26系苯羟基磺酸氨酸类络合剂，促排效果较DTPA为好，尿钍排出量明显高于DTPA组；促排效果随用药剂量的增加而增大，体内滞留量则随用药剂量的增加而降低。24