第十一章电离辐射的生物效应与损伤.

1第十一章电离辐射的生物效应与损伤辐射第十一章电离辐射的生物效应与损伤电离辐射非电离辐射直接电离辐射间接电离辐射声波等可见光红外线紫外线α粒子β粒子离子质子X射线γ射线中子第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制2第十一章电离辐射的生物效应与损伤第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制第十一章电离辐射的生物效应与损伤3第十一章电离辐射的生物效应与损伤第一节辐射量及其测量国际权威组织“国际放射防护委员会”—（ICRP）“国际辐射单位和测量委员会”(InternationalcommissiononradiologicalunitsandmeasurementsICRU)第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制4第十一章电离辐射的生物效应与损伤一、电离辐射的常用辐射量及其单位二、辐射防护用辐射量和单位三、电离辐射的测量方法第一节辐射量及其测量第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制5第十一章电离辐射的生物效应与损伤一、电离辐射的常用辐射量及其单位单位[C·kg-1]，[库仑·千克-1]，曾用名称为伦琴（R）1R=2.58×10-4C·kg-11C·kg-1=3.877×103R定义X或射线光子在质量为dm的空气中产生出所有次级电子完全被空气阻止时，在空气中所形成的任何一种符号离子总电荷量的绝对值dQ除以dm所得的值照射量mQXdd第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制照射量随时间的变化率称照射量率6第十一章电离辐射的生物效应与损伤比释动能定义单位与照射量不同,比释动能只适用间接电离辐射,它不仅用于空气,也适用于其他物质注意焦耳·千克-1（J·kg-1）,专用名称为戈瑞(Gy)不带电粒子在质量为dm介质中释放出的全部带电粒子初始动能之和除以dm所得的值mKtrdd第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制一、电离辐射的常用辐射量及其单位比释动能随时间的变化率称为比释动能率7第十一章电离辐射的生物效应与损伤单位戈瑞（Gy），1Gy＝1J·kg-1，曾用单位为拉德（rad），1Gy＝100rad。定义单位质量物质吸收电离辐射的平均能量吸收剂量mDdd吸收剂量随时间的变化率称为吸收剂量率第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制一、电离辐射的常用辐射量及其单位吸收剂量适用于任何类型辐射以及任何被辐射物质8第十一章电离辐射的生物效应与损伤照射量、比释动能、吸收剂量之间的关系KWmWXatraedde式中e为一个电子的电量。第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制一、电离辐射的常用辐射量及其单位如果把换算成等效的电荷数，即可从比释动能算出照射量。如果电离一对离子的平均消耗能量为，则有trdaW9第十一章电离辐射的生物效应与损伤照射量、比释动能、吸收剂量之间的关系mDmKtrdddd上式一般在低原子序数和X、g射线能量较低时，均可满足。第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制一、电离辐射的常用辐射量及其单位比释动能是非带电粒子传给全体次级电子的能量，吸收剂量是物质从全体电子吸收的能量，所以在同一物质中与近似相等，即trdd10第十一章电离辐射的生物效应与损伤1.当量剂量（equivalentdose,H）描述生物效应发生的程度就必须对吸收剂量D加以修正，这个修正因子称之为辐射权重因子WR。当量剂量由下式给出：H=WR·D二、辐射防护用辐射量和单位第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制11第十一章电离辐射的生物效应与损伤吸收剂量应取器官或组织的平均吸收剂量DT，则组织与器官的当量剂量的计算公式是：如果多种辐射作用于某组织与器官，则该组织与器官的总的当量剂量为辐射权重因子WR由国际辐射防护委员会（ICRP）认定。WR无量纲，故HT与D的量纲相同，也是J·kg-1，但专用名称为希沃特（Sv）。HT=WRDTTRRRTDWH第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位1.当量剂量（equivalentdose,H）12第十一章电离辐射的生物效应与损伤1.有效剂量（effectivedose，E）组织权重因子WT器官和组织的权重因子ＷT0.720.080.160.041.000.120.080.040.01总计红骨髓、结肠、肺、胃、乳腺、其余组织性腺膀胱、食道、肝、甲状腺骨表面、脑、唾腺、皮肤∑WTWT组织或器官第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位13第十一章电离辐射的生物效应与损伤经WT修正后的当量剂量称为有效剂量，用E表示。如果所受辐射包括了几种组织与器官，则辐射造成的有效剂量是各组织、器官有效剂量之和，即TTTTTHWEE第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位14第十一章电离辐射的生物效应与损伤例11-1某次胸部检查（胸片）患者各组织器官受到的当量剂量为生殖腺0.01，乳腺0.06；红骨髓0.25，肺0.05，甲状腺0.08，骨表面0.08，其他组织0.11；胸部检查（胸透）各组织器官受到的当量剂量为生殖腺0.15，乳腺1.30；红骨髓4.10，肺2.30，甲状腺0.16，骨表面2.60，其他组织0.85，剂量单位均为mSv，求接受者的有效剂量。第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位15第十一章电离辐射的生物效应与损伤解：依公式11-9有：EXP=0.01×0.08+0.06×0.12+0.25×0.12+0.05×0.12+0.08×0.04+0.08×0.01+0.11×0.51=0.1041mSvEXT=0.15×0.08+1.30×0.12+4.10×0.12+2.30×0.12+0.16×0.04+2.60×0.01+0.85×0.51=1.4019mSv可见，此次胸透患者接受的有效剂量相当于14次胸透。第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位16第十一章电离辐射的生物效应与损伤ICRR委员会采用男性和女性参考体模，计算了器官和组织的当量剂量。为了确定有效剂量，应先评价参考男人和参考女人的器官或组织当量剂量，然后通过平均来得出参考人的当量剂量第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位17第十一章电离辐射的生物效应与损伤放射性核素摄入和外照射女性体模吸收剂量当量剂量性别平均当量剂量HT有效剂量EWRWT参考男人参考女人参考人男性体模吸收剂量当量剂量性别平均得到有效剂量第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位18第十一章电离辐射的生物效应与损伤按照以下公式分别根据对参考男人和对参考女人的器官和组织T评估得到的当量剂量和，计算出有效剂量：TFTMTT]2[HHWE第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位19第十一章电离辐射的生物效应与损伤3.集体当量剂量（collectivedoseequivalent）集体有效剂量（collectiveeffectivedose）统称集体剂量集体当量剂量ST是受辐射群体中每个成员所受当量剂量的总和。集体当量剂量的单位是人·希沃特第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制二、辐射防护用辐射量和单位如N个人所受当量剂量相同，则ST为个人当量剂量的N倍。同样的概念也用于集体有效剂量。即每个人的平均有效剂量与人数的乘积为集体有效剂量S，集体有效剂量的单位也是人·希沃特。20第十一章电离辐射的生物效应与损伤1、电离室法测量照射量三、电离辐射测量方法2、量热计法测量吸收剂量3、热释光法测量吸收剂量4、胶片剂量测定法5、放射性计数测量第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制利用辐射产生的各种物理效应，如热作用、电离作用、荧光作用、光化学效应等，可以对辐射源进行检测21第十一章电离辐射的生物效应与损伤电离室法测量照射量自由空气电离室（标准电离室）是根据照射量定义设计的，是对照射量进行直接绝对测量的标准仪器。三、电离辐射测量方法第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制22第十一章电离辐射的生物效应与损伤量热计法测量吸收剂量任何一种物质，当受到辐射照射时，其吸收的射线能量都将以热的形式表现出来。吸收的能量越大，产生的热量越高。通过测量此热量，就可以定量给出吸收剂量的大小。这就是热量计的制作原理。三、电离辐射测量方法第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制23第十一章电离辐射的生物效应与损伤热释光法测量吸收剂量用辐射照射剂量元件，然后对热释光剂量片重新加热时，可使带电中心束缚的价电子脱离吸引重新变成自由电子，同时以光的形式释放出能量来。三、电离辐射测量方法第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制24第十一章电离辐射的生物效应与损伤胶片剂量测定法当射线穿过感光胶片时，胶片中的灵敏物质如溴化银便形成潜影，经过化学处理（显影、定影）后，其光学密度发生变化，变化程度与胶片吸收辐射能量的多少有关，这种关系在一定的剂量范围内呈线性。三、电离辐射测量方法第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制25第十一章电离辐射的生物效应与损伤放射性计数测量用计数的形式来测量辐射场剂量的大小。在GM计数管的阴极和阳极之间加上电压（几百伏至上千伏），当辐射入射到管内时，管内气体将产生电离，一次接一次的电离形成雪崩放电。每产生一次放电在外线路就会形成一个脉冲。因此确定了计数管的工作电压，即可由此测量辐射量的大小。三、电离辐射测量方法第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制26第十一章电离辐射的生物效应与损伤第二节电离辐射的生物学效应一、电离辐射损伤的表观特性二、确定性效应和随机性效应三、小剂量电离辐射的生物效应四、影响辐射生物效应的因素第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制27第十一章电离辐射的生物效应与损伤电离辐射将能量传递给有机体引起的任何改变，统称为电离辐射生物学效应(ionizingradiationbiologicaleffect)，人类的放射损伤是一种严重的病理性辐射生物效应。一、电离辐射损伤的表观特性第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制28第十一章电离辐射的生物效应与损伤电离辐射的剂量具有累积性，对生物体所造成的伤害大小与各次辐射的总和成正比。电离辐射生物学效应表现强烈又多种多样。它能促进细胞分裂与生长；抑制生物体新陈代谢；诱发遗传性变异选育新品种；也能破坏细胞结构用于消灭病菌、害虫；还能用于诊断和治疗疾病；但也能导致肿瘤及辐射病的发生。第一节辐射量及其测量第二节电离辐射的生物学效应第三节电离辐射的损伤机制一、电离辐射损伤的表观特性29第十一章电离辐射的生物效应与损伤1．确定性效应（deterministiceffect）当辐射作用于生物体的整体或局部组织时，构成该组织的相当数量的细胞被杀死，从而使该种组织或有该种组织构成的器官的功能受到影响并可观察到其形态变化或症状，通过这样的发生机制产生的效应称为确定性效应。二、确定性效应和随机性效应特点：此生物效应的严重程度与