医学培训-放射卫生课件第一节

2020/9/111放射卫生及其法规标准要求和防护措施中国疾控中心辐射安全所国家卫生健康委核事故医学应急中心WHO辐射与健康合作中心报告人：孙全富2020年9月9日，昆明2020年省级职业健康省级管理人员培训班内容•放射卫生的基础知识•非医疗机构的职业健康管理•放射诊疗的监管第一节、放射卫生基础知识什么是放射卫生、电离辐射射线的类型量及其单位哪里有辐射健康效应防护措施工作领域什么是放射卫生？•放射卫生（radiationhygiene）是传统的五大卫生（环境卫生、食品卫生与营养，职业卫生、学校卫生和放射卫生）之一，它是卫生学的一个重要分支，研究电离辐射对人类健康的影响及其防护措施。•苏联1957年在CentralInstituteforAdvancedMedicalTraining成立了第一个放射卫生sub-department•西方多称为辐射防护（radiationprotection）或保健物理（healthPhysics）2020/9/112电离辐射无处不在，是地球的原生环境之一。来源天然的人工的：核试验、核事故、医疗照射等途径：外照射内照射（吸入、食入）电离辐射及其产生•电离辐射是波长短、能量高的电磁波或微粒（particulate,particle）辐射，它的能量足以在其穿过物质与原子或分子发生碰撞时，能够将原子或分子（原子团）中的电子从其轨道中移出。–电子带负电，其移出导致原子或分子带正电。–失去或获得电子叫做电离。带电荷的原子或分子叫离子。•来源（1）射线装置；或（2）放射性物质伦琴发现X射线，1895年11月8日WilhelmConradRöntgen(/ˈrɛntɡən,-dʒən,ˈrʌnt-/;[2]German:27March1845–10February1923)wasaGerman[1]mechanicalengineerandphysicist,who,on8November1895,producedanddetectedelectromagneticradiationinawavelengthrangeknownasX-raysorRöntgenrays,anachievementthatearnedhimthefirstNobelPrizeinPhysicsin1901FirstmedicalX-raybyWilhelmRöntgenofhiswifeAnnaBerthaLudwig'slefthand光子能量12.4eV或波长100nm(3000THz)就是电离辐射电磁辐射2020/9/113贝克勒尔1896年发现放射性居里夫妇1898年发现了新元素镭和钋Tinyamountofpureradiumchloridefrom8metrictonsofwastepitchblendefromAustria。创造了“radioactive”“放射性”。1903年与贝克勒尔共同获得诺贝尔奖。1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖。她的指导下，开展了第一个肿瘤的同位素治疗放射性核素、放射性物质•核素nuclide：具有一定质子数和中子数的一类原子核所对应的的原子，如铀-235等。化学性质相同，核性质不同。•同位素Isotopes：具有相同质子数，不同中子数同一元素的不同核素互为同位素•元素element：具有相同核电荷数（也即相同质子数）的同一类原子的总称。–原子atom：组成单质和化合物的基本单位，是物质在化学中的最小微粒，由带正电的原子核和围绕原子核运动的电子组成。射线的类型•X线(伦琴射线)–高速运动的电子束撞击真空玻璃管内的金属靶产生的电磁辐射。–频率很高：0.3-30Ehz(1015hz，100万Ghz)。FM的频率是100Mhz或0.1Ghz–特征X线（电子跃迁）•，伽马射线•，阿尔法粒子•，贝塔粒子•中子衰变种类•α衰变：2个质子+2个中子α粒子–质量数A-4，•（镭）Ra-226、（钋）Po-210、（铀）U-235•β-衰变：–K-40、C-14、P-32、S-35,Cs-137、I-131、Co-60–中子变成质子的过程中，产生的。–A不变，Z增加1。•β+衰变–Na-22、F-18–放射出正电子和中微子–质子变成中子的过程中产生的。–A不变，Z-1。•γ射线（伽马（不写作“玛”））发射（GammaRayEmission）–Co-60、Tc-99m、Ir-192–往往伴有其他衰变•轨道电子俘获（ElectronCapture）–放射出中微子•内转换(Internalconversion)：–原子核状态跃迁时，不发射光子，而是把能量交给原子的壳层电子使其发射出来2020/9/115有半衰期（卢瑟福。跨度约55个数量级）•一定量核素的原子核数衰变到原来的一半时所需要的时间，用符号T1/2表示。–Co-605.271a–Cs-13730.167a–Ir-1927.4d–I-12559.40d–I-1318.02d–Tc-99m6.015h–U-2357.038108yr(亿年)–U-2384.5109yr–Th-2321.40501010yr–Pu-2392.4131万年–F-18109.74分钟电离辐射与物质的相关作用是辐射探测、测量、控制及辐射致生物效应的理论基础。射线与物质的相互作用•光子：–光电效应–康普顿散射–电子对生成、光核反应•电子/阿尔法粒子–质子–重粒子：Braggpeak–电子：Brakingradiation•中子–弹性散射elasticscattering–非弹性散射ielasticscattering–核反应与俘获–作用后可以生成多种次级粒子，如质子、α粒子、重反冲核、γ光子等。铅是屏蔽X射线的良好材料Ix/I0=e-ux100keVX射线，0.25mm铅或16mm的混泥土，可以衰减一半钴-60,62mm混泥土或12mm铅可以衰减一半。2020/9/116带电粒子穿越物质时能量的损失机制•重带电粒子（不含电子）与物质的相互作用–主要通过电离与激发损失能量。但低速时，通过核碰撞，几乎不损失能量。–通过电磁力作用于轨道电子授予其能量，使其电离或激发。一次碰撞的能量转移很小，粒子几乎不偏转。径迹呈直线。–偶尔会与原子核发生弹性散射，发生明显偏转。如Ruthford实验（粒子轰击金箔）。•电子（含正电子）与物质的相互作用–主要通过电离与激发损失能量。–单次碰撞可以损失大部分能量，发生明显的偏转。径迹不是直的。–轫致辐射（bremsstrahlung，brakingradiation,刹车辐射）：高速运动的电子在原子核的电场中掠过时，由于电子和原子核的库仑场间的相互作用，电子突然减速，同时将一部分能量转化为电磁辐射，以X射线的形式放出。–低能时，以与轨道电子的弹性碰撞为主。JETurner,2007,P110重粒子Breag峰与肿瘤治疗=80&size=b9999_10000&sec=1598594668307&di=4330a14a7b02d08b1ebdffab6a60f3ec&imgtype=0&src=http%3A%2F%2F5b0988e595225.cdn.sohucs.com%2Fimages%2F20180822%2Fd8938fe455e0439a9b74023ba32c4b24.png辐射的穿透能力、组织中的射程辐射类型来源组织中的射程阿尔法210Po，5.3MeV射程0.037mm贝塔14C，0.154MeV，最大能量最大射程0.29mm（一般短一些）贝塔32P，17.1MeV,最大能量最大射程8mm（一般短一些）伽玛125I，0.035MeV平均碰撞距离33mm伽玛60Co，1.33MeV平均碰撞距离164mm2020/9/117量与单位（1）：活度•每单位时间发生衰变的原子个数–贝可（勒尔）（Bq），1Bq=1s-1–贝可太小了，常用其倍数，K，M，G•旧单位，Ci,居里–1居里=1gRa-226的活度=1010Bq–1Bq=2.703x10-11Ci=27pCi量与单位（2）：剂量•吸收剂量：–J/kg=Gy，戈瑞•考虑到不同辐射的电离能力和生物效应不同，对组织或器官中的不同辐射的吸收剂量进行加权求和，得到当量剂量：–Sv，希（沃特）•考虑到不同组织对发生随机效应的敏感性不同，对不同组织器官的当量剂量进行加权求和，得到有效剂量：–Sv，希（沃特）戈瑞(Gy)，英国物理学家，在放射生物学方面做出了贡献左侧，LouisHaroldGray，1905-1965LouisHaroldGray(10November1905–9July1965)wasanEnglishphysicistwhoworkedmainlyontheeffectsofradiationonbiologicalsystems,isoneoftheearliestcontributorsofthefieldofradiobiology.1933-HospitalphysicistatMountVernonHospital,London1936-DevelopedtheBragg–Grayequation,thebasisforthecavityionizationmethodofmeasuringgamma-rayenergyabsorptionbymaterials1937-BuiltanearlyneutrongeneratoratMountVernonHospital1938-Studiedbiologicaleffectsofneutronsusingthegenerator1940-DevelopedconceptofRBE(RelativeBiologicalEffectiveness)ofdosesofneutrons1952-Initiatedresearchintocellsinhypoxictumorsandhyperbaricoxygen1953-EstablishedtheGrayLaboratoryatMountVernonHospital1953-1960-UnderGray'sdirection,JackW.Boagdevelopedpulseradiolysis1962-EdHart,ofArgonneNationalLaboratory,andJackBoagdiscoveredthehydratedelectronusingpulseradiolysisattheGrayLaboratory-Thisdiscoveryinitiatedanewdirectionofresearchthatisstillveryactivetodayandisvitalforunderstandingtheeffectsofradiationonbiologicaltissue,forinstanceincancertreatment.Sv（希，希弗，希沃特），瑞典医学物理学家RolfMaximilianSievert(Swedish:[ˈrɔlfmaksɪˈmiːlɪanˈsiːvɛʈ];6May1896–3October1966)wasaSwedishmedicalphysicistwhosemajorcontributionwasinthestudyofthebiologicaleffectsofionizingradiation.Heplayedapioneeringroleinthemeasurementofdosesofradiationespeciallyinit