10电离辐射与非电离辐射.

第七章物理性有害因素及其对健康的影响第五节电离辐射及其健康危害一.基础知识1.概念量子能量≥12eV的能引起物质电离的辐射称为电离辐射2.举例Ｘ射线，γ射线，α射线，β射线，中子，质子等电离辐射及其粒子粒子分类粒子名称符号电荷e静止质量u电离辐射电离辐射源直接电离粒子轻带电粒子电子正电子eβe+β+-1+15.49×10-4(~1/2000)电子射线β射线β+射线电子加速器放射性核素重带电粒子α粒子质子αp+2+1~4~1α射线质子射线放射性核素加速器间接电离粒子中性粒子中子n0~1中子射线反应堆中子源电磁辐射光子γ00γ射线X射线放射性核素X线机3.常用电离辐射单位（自学）①放射性活度A=dN/dt1Bq=2.703×10-11Ci表示放射源的强弱，即物体中放射性核素多少②照射量X=dQ/dmC/kgR表示辐射场强弱，即空间X射线或γ射线强弱只能用于X射线或γ射线③吸收剂量D=dE/dm1Gy=100rad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④剂量当量H=DQN1Sv=100rem衡量不同类型电离辐射的生物效应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D：吸收剂量Q：品质因数X、γ射线，电子射线1能量未知的中子、质子射线，静止质量大于1amu的单电荷粒子10能量未知的α粒子、多电荷粒子、电荷数未知的粒子20N：照射条件影响因数，暂定N=1二.接触机会1.核工业系统2.射线发生器的生产使用医疗场所的电离辐射*3.放射性核素的生产使用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三.电离辐射对人体的作用方式1.外照射辐射源在人体之外特点脱离或远离辐射源，辐射作用即停止远—全身照射近—局部照射2.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，对机体产生持续性作用持续作用直至排出体外，或经10个以上半衰期蜕变，才可忽略不计3.放射性核素体表沾染放射性核素沾染皮肤或粘膜局部外照射或吸收成为内照射4.复合照射放射复合烧伤（两种以上放射损伤）放射复合创伤（放射与非放射创伤）四.辐射的影响因素1.辐射有关因素①辐射的物理特性穿透力Ｘ、γ射线、中子、高能β粒子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电离密度α、β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②剂量与剂量率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剂量率=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，程度也越严重特别是剂量率介于0.1Gy/h~1Gy/min之间时③照射部位辐射敏感性腹部盆腔头部胸部四肢④照射面积照射面积越大，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达1/3，则可产生明显的辐射效应⑤次数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或总剂量相同，单次照射的效应比分次照射严重⑥辐射品质高LET辐射(n、α)的生物效应低LET辐射(X、γ)2.机体因素一般来说，辐射易感性与细胞分裂活动成正比，与分化程度成反比淋巴细胞和卵母细胞则例外，对辐射相当敏感辐射易感性—DNA含量辐射易感性与细胞间期染色体体积(DNA含量)成正比辐射易感性—细胞周期细胞增殖周期不同，辐射易感性也不同，以DNA合成期易感性最高组织易感性淋巴组织、胸腺、骨髓、性腺和胚胎（高度易感，重点防护）神经、肌肉、骨等结缔组织易感性较低易感性由高至低：1.淋巴细胞；2.原红细胞；3.髓细胞；4.骨髓巨核细胞；5.精细胞；6.卵细胞；7.空肠与回肠的腺窝细胞；8.皮肤及器官的上皮细胞；9.眼晶状体的上皮细胞；10.软骨细胞；11.骨母细胞；12.血管内皮细胞；13.腺上皮细胞；14.肝细胞；15.肾小管上皮细胞；16.神经胶质细胞；17.神经细胞；18.肺上皮细胞；19.肌细胞；20.结缔组织细胞；21.骨细胞机体各种细胞对辐射的敏感性（按细胞形态学改变）敏感分类细胞分类脏器所需照射剂量细胞死亡后果开始损伤（个别细胞损伤）严重损伤（大部分细胞损伤）高度敏感淋巴细胞、滤泡上皮细胞原始红细胞幼稚和原始粒细胞巨核细胞精原细胞和卵细胞小肠隐窝细胞脾脏、淋巴结、甲状腺骨髓骨髓骨髓睾丸、卵巢小肠25~5050~10050~10050~10050100~200400~800500500~600500~600300~400800淋巴细胞减少症贫血颗粒细胞减少症血小板减少症不孕症肠炎症状中度敏感成纤维细胞、皮脂腺细胞毛囊细胞、汗腺细胞晶状体上皮软骨、成骨细胞血管内皮细胞皮肤、粘膜皮肤眼软骨、骨血管系统300300300~400400~600800~1200850~1800700~2500800~1000800~10001200~4000皮肤营养不良、溃疡、干燥脱毛、汗形成障碍白内障骨发育及再生停滞血流障碍高度稳定腺上皮肝细胞、肾小管上皮肌细胞网状细胞、结缔组织细胞骨细胞、肺泡上皮神经胶质细胞、神经细胞内、外分泌腺肝脏、肾脏骨骼肌、心肌、平滑肌网状组织系统、身体各处骨骼、肺脏中枢及周围神经系统1000~40003000~6000功能障碍营养不良性变形过程组织坏死五.电离辐射效应分类⑴按剂量-效应关系分类ICRP(国际放射防护委员会)①随机效应stochasticeffects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(放射剂量越大，癌症发生率越高)损伤程度与剂量无关(一旦启动致癌/遗传效应，该效应有自身的发展规律)不存在损伤效应的剂量阈值(只要有照射，即使剂量再低，仍会致癌)②确定效应deterministiceffects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，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⑵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）遗传效应胚胎效应⑶按效应出现的时间规律分类近期效应（急性效应、慢性效应）远期效应电离辐射损伤效应分类按效应出现空间特点分类按效应出现的时间和规律分类近期效应远期效应确定效应随机效应靶器官急性效应慢性效应躯体效应整体效应全身急性放射病慢性放射病（辐射致癌）局部效应生殖腺红骨髓眼晶体皮肤骨、甲状腺肺、乳腺其它器官生育能力受损造血机能障碍急性皮肤损伤炎症生育能力受损造血机能障碍白内障慢性皮肤损伤坏死、萎缩等白血病皮肤癌骨、甲状腺癌肺、乳癌其它癌症遗传效应生殖细胞遗传疾病(子代身上)胚胎效应胚胎、胎儿死产、畸形、发育障碍白血病和其它癌症六.电离辐射对机体的作用1.辐射作用的物理过程带电粒子α、β、p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止线能量转移(LET,LinearEnergyTransfer)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低LET辐射(LET≤3.5KeV/m)—β、e射线高LET辐射(LET3.5KeV/m)—α、p射线非带电粒子Ｘ、γ、n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低LET辐射—Ｘ、γ与组织作用，主要产生次级电子高LET辐射—n与组织作用，主要产生反冲质子2.辐射生物效应的机理①直接作用辐射粒子一部分打到生物大分子(DNA、RNA、蛋白质等)上，直接使其受到损伤(电离、激发或化学键断裂)②间接作用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(H•、OH•、H2O2、H2O+等)，继而作用于生物大分子，引起损伤③损伤结局严重损伤—细胞死亡修复损伤、再生、代偿—细胞存活异常修复(基因突变、染色体畸变等)发生在体细胞—癌症发生在生殖细胞—遗传损伤效应④应对(适应)作用—刺激效应繁殖与修复功能免疫增强效应体内激素平衡改变等七.电离辐射对机体的损伤效应(一)放射病1.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放射损伤2.外照射急性放射病⑴概念一次或短时间(数日)内受到多次全身照射，吸收剂量达到1Gy以上多见于事故性照射和核爆炸⑵病程初期、假愈期、极期和恢复期有明显的时相性⑶临床表现及类型①骨髓型(1~10Gy)最为多见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②胃肠型(10~50Gy)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③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、抽搐、躁动和休克⑷诊断《GBZ104-2002外照射急性放射病诊断标准》⑸治疗原则消毒隔离抗感染抗出血全身支持治疗3.外照射亚急性放射病⑴概念较长时间(数周到数月)内连续或间断较大剂量外照射，累积剂量1Gy⑵临床表现—造血功能障碍造血组织破坏、萎缩、再生障碍骨髓细胞异常增生骨髓纤维化⑶诊断《GBZ99-2002外照射亚急性放射病诊断标准》⑷治疗原则保护和促进造血功能恢复，改善全身状况，预防感染和出血等并发症4.外照射慢性放射病⑴概念放射工作人员在较长时间内连续或间断受到超剂量当量限值(0.05Sv)的外照射，累积剂量当量达到1.5Sv以上所引起的以造血组织损伤为主，并伴有其它系统改变的全身性疾病⑵临床表现神经衰弱综合征造血系统改变消化功能障碍生育功能损伤等外周血：WBC先↑后↓WBC进行性下降—辐射损伤最早变化之一PLT↓RBC↓淋巴细胞染色体畸变特点：①断片为主②双着丝点加环不伴断片③染色体畸变率和畸变细胞率相等④稳定性畸变(臂间倒位、易位)增加⑤畸变率与剂量的关系不明显外周血淋巴细胞染色体畸变率是辐射效应的灵敏指标骨髓象：①增生活跃②增生低下③粒细胞系统成熟障碍骨髓造血系统的增生程度是外照射慢性放射病诊断的主要依据⑶诊断《GBZ105-2002外照射慢性放射病诊断标准》原则：①接触超剂量当量限值射线职业史②有接触射线的剂量记录③症状和体征④阳性实验室检查结果⑤结合既往体检情况，排除其它疾病等⑷治疗原则脱离恢复造血功能随访5.内照射放射病⑴大量放射性核素进入体内而引起的全身性疾病⑵吸收临床—放射性核素内污染，超过其自然存量其它—经口（饮食）经呼吸道（气态、气溶胶）经皮（气态、可溶性破损）⑶特点①持续作用新旧反应同时并存或损伤与修复同时并存无典型分期表现②损伤明显骨骼、网状内皮系统、肝、肾、甲状腺等损伤铀引起的损伤以化学毒性为主强化学毒性+弱放射性③可造成远期效应⑷诊断《GBZ96-2002内照射放射病诊断标准》职业史、临床表现实验室检查1）核素沉积器官功能检查2）体内放射性核素测定①现场污染水平②呼出气、排出物(痰、尿、粪)、血液等放射性定性和定量测定③体外全身放射性测量等⑸治疗一般治疗减少吸收加速排出络合剂（喷替酸钙钠、喹胺酸等）靶器官损伤对症治疗6.放射性复合伤⑴概念核武器爆炸、核事故时，人体同时或相继发生以放射损伤为主的复合烧伤、冲击伤等⑵分类放烧冲复合伤放烧复合伤放冲复合伤烧冲复合伤⑶放烧冲复合伤特点①死亡率高，活存时间短②病程短，症状出现早③休克多见④感染难以控制⑤造血组织破坏严重⑥烧伤和创伤愈合困难等⑷诊断《GBZ102-2002放冲复合伤诊断标准》《GBZ103-2002放烧复合伤诊断标准》个体受照剂量现场放射性污染水平监测伤后一天CK↑、AST↑、BUN↑、CPCO2↓⑸治疗急救（止血、包扎、骨折固定和防休克、防窒息等）减少吸收（纱布或棉花填塞伤口后包扎）转移尽早手术(极期前)、少用全身麻醉、延长固定治疗时间抗放措施一般措施(抗感染、抗出血、保护和改善造血功能等)7.放射性皮肤损伤⑴分类急性急性放射性皮炎、急性放射性皮肤、粘膜溃疡等慢性慢性放射性皮炎、慢性