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1、 电离与非电离辐射 1 主要内容 电磁辐射 Electromagnetic radiation 概述 电离辐射 非电离辐射 接触机会 对机体的影响 影响 因素防护 2 电磁辐射概述 电荷产生电场 电荷流动产生磁场 两者合 成为电磁场 电磁场以波的形式 电场和磁 场的振幅相互垂直 向外传递电磁能量 形 成了电磁辐射 3 电磁辐射概述 电磁辐射的波谱很宽 按照其生物学作用 可以分为电离辐射和非电离辐射 电磁辐射 对生物体作用的强弱 决定于辐射的量子水 平 量子能量越大 生物学作用越强 能够 引起生物组织电离的最小能量为12eV 电子 伏特 相应的电磁波波长小于 1 0 10 7 m 而非电离辐射包
2、括了紫外线 可见光 红 外线 微波和高频电磁场 4 电磁辐射谱 辐射类型 频率范围 Hz 波长范围 m 电离辐射 73 0 1015 1 0 10 7 非电离辐射 紫外辐射 7 5 1014 3 0 10151 0 10 7 4 0 10 7 可见光 4 0 1014 7 5 10144 0 10 7 7 6 10 7 红外辐射 3 0 1011 4 0 10147 6 10 7 1 0 10 3 射频辐射 微波 3 0 108 3 0 10111 0 10 3 1 0 高频电磁场 1 0 5 电离辐射 ionizing radiation 能够直接或间接引起物质电离的射线 称 为电离辐射 高
3、速的带电粒子 如 粒子 粒子 质子 等 能直接引起物质电离 为直接电离粒 子 而X射线 射线和中子等不带电粒子 是通过与物质作用时产生的带电次级粒子而 引起物质电离 属于间接电离粒子 6 电离辐射常用单位 1 放射性活度 radio activity 简称活度 国际SI单位制的单位称贝可勒尔 Becquerel 简称 贝可 符号为Bq 单位是秒 1 S 1 定义为每秒 一次核衰变 即为1Bq 1s 1 旧用放射性活度单 位为居里 Ci 贝可与居里的换算关系如下 1Ci 3 7 1010 Bq 2 照射量 照射量的国际标准单位是库仑 千克 1 C kg 1 照射量的旧有专用单位为伦琴 R 7 电
4、离辐射常用单位 3 吸收剂量 absorbed dose 吸收剂量的 SI 单位为戈瑞 Gy 1戈瑞等于1千克被照 物质吸收1焦耳 J 的辐射能量 即 1Gy 1J kg 1 吸 收剂量适用于任何类型 任何能量的电离辐射 且适用 于任何受照物质 4 剂量当量 剂量当量的SI单位是希 Sievert Sv 1Sv 1J kg 1 原 有专用单位为雷姆 rem 1Sv 100rem或1rem 0 01Sv 剂量当量一般在放射防护中应用 主要是在长期小剂量慢 性照射时的相应剂量限制范围内使用 而不用于急性大 剂量照射 8 电离辐射的来源及接触机会 天然辐射源 宇宙射线 cosmic rays 环境介
5、质中的天 然放射性核素 存在于土壤 矿石 建筑物中 天然放射性核素在自然界分布十分广泛 如 岩石 土壤 大气 水 各种建筑材料以及 动植物组织中都含有一定量的天然放射性核 素 人体受天然放射性核素外照射全世界平 均剂量为0 46mSv a 1 9 电离辐射的来源及接触机会 体内的放射性核素 环境介质中处处有天然放射性核素 人通过呼吸 和饮食使天然放射性核素进入体内 构成对人体的 内照射 平均剂量约为1 52mSv a 1 人体内必 然含有可以测出的放射性物质 主要是3H 14C 40K等 加上大气的Rn 氡 和Th 钍 天然辐射源对公众所致世界平均剂量水平为 2 4mSv a 1 自从有人类以
6、来一直受天然辐射源 的照射 称为天然本底照射 它已是人类不可缺少 的一种生存环境 10 电离辐射对机体的影响 电离辐射引起的生物效应是一个非常复杂的 过程 生物机体吸收辐射能量到生物效应发 生 乃至机体损伤或死亡要经历许多性质不 同的变化 有机体分子的变化 细胞功能 代谢和结构的变化 以及完整机体各个组成 部分之间相互关系的变化 从变化时间来看 有些变化瞬间即逝 有些需时较久 甚至 延迟数年 11 电离辐射对机体的影响 电离辐射引起生物学效应的机理十分复杂 通常将辐 射生物效应的发展过程分为原发作用和继发作用两个 方面 原发作用 又分为电离辐射的直接作用和间接作用 直接作用 direct ef
7、fects 是指电离 辐射直接作用于具有生物活性的大分子 如核酸 蛋 白质 包括酶 等 使它们发生电离和激发或化学键 的断裂等变化 从而引起其正常功能和代谢作用的障 碍 如DNA的断裂 酶的活性降低或丧失 膜系分子结 构的破坏等 12 电离辐射对机体的影响 间接作用 indirect effects 间接作用是指辐射粒子作用于水分子 引起 电离 生成具有强氧化作用的自由基和活化 分子 H OH e aq H2O2 HO2等 对 生物大分子的作用 引起生物大分子的损伤 生物体内一般含水量高于70 细胞内 的生物大分子存在于含大量水的环境中 因 此间接作用对生物大分子的损伤作用有重要 意义 13
8、电离辐射生物学效应的特点及影响因素 电离辐射生物效应的特点是机体吸收的能量不 大 生物效应却很大 例如6 0Gy的X射线可 使人或高等动物发生致死效应 但将这些能 量转换为热能 才可使体温升高0 002度 若以热辐射代替电离辐射 需大1 10万倍的 能量才能引起机体死亡 其次是短暂的作用 引起长期效应 射线穿过受照机体只是瞬间 完成 而它引起的生物效应却能持续很长时 间 14 职业病名单中的职业性放射性疾病 1 外照射急性放射病 2 外照射亚急性放射病 3 外照射慢性放射病 4 内照射放射病 5 放射性皮肤疾病 6 放射性肿瘤 7 放射性骨损伤 8 放射性甲状腺疾病 9 放射性性腺疾病 10
9、放射复合伤 11 根据 职业性放射怀疾病诊断标准 总则 可以诊断的 其他放射性损伤 15 电离辐射生物学效应的特点及影响因素 与辐射有关的因素 辐射的物理特性 辐射的电离密度和穿透力 是影响损伤的重要因素 例如 粒子的电 离密度虽较大 但穿透力很弱 其主要危害 是进入人体内的内照射 而外照射的危险性 很小 X射线和 射线的穿透力远较 粒子强 尤其是高能X射线或 射线 可穿透至组织 深部或整个人体组织 具有强大的贯穿辐射 作用 16 电离辐射生物学效应的特点及影响因素 受照剂量和计量率 电离辐射的照射剂量与生 物效应间的普遍规律是 剂量愈大 生物效 应愈强 但并不完全呈直线关系 有指数及 S型两
10、种关系 指数曲线可反映病毒 细菌 某些低等原生物的规律 而S型曲线则符 合于多细胞生物和高等动物的规律 一般情 况下剂量率越大 生物效应越显著 但当剂 量率达到一定的程度时 生物效应与剂量率 之间则失去比例关系 同时 要引起急性放 射损伤必须要有一定的剂量阈值 17 电离辐射生物学效应的特点及影响因素 分次照射 由于机体有代偿修复的能力 当机 体受到同一剂量的照射时 在分次给予的情 况下 其生物效应低于一次给予的效应 照射面积和部位 当其他照射条件相同时 受 照面积越大 效应越显著 同样的照射量 局部照射作用不明显 若全身接受照射面积 达1 3 则可产生明显的辐射效应 机体不 同部位对射线的敏
11、感性不同 当照射剂量和 剂量率相同时 各部位的敏感顺序为腹部 盆腔 头颈 部及四肢 18 电离辐射生物学效应的特点及影响因素 照射方式 不论内照射和外照射 其对机体的 作用规律原则上是一致的 但也有其特征 内照射的生物效应受放射性核素的理化性质 侵入途径 分布 代谢 排出特点以及有 效半衰期等因素影响 外照射受辐射源强度 源与受部位距离及受照时间等 这些因素 直接影响机体受照剂量 19 电离辐射生物学效应的特点及影响因素 与机体有关的因素 生物个体的放射敏感性 同一种系中的不同个 体其放射敏感性不同 总的规律是胚胎期 胎 儿期 幼儿期 青少年期 成人期 超短波 短波 中长波 但在微波波段以厘
12、米波的危害最大 脉冲波的作用大于连续波 40 射频辐射对机体的影响 高频电磁辐射对人体健康的影响 植物神经功能紊乱 头痛 无力 嗜睡 记忆力 下降 多汗 脱发 心动过缓 血压下降 女性可 有月经紊乱 微波对人体健康影响 对人体的影响是慢性 长期 功能性影响 微波对眼睛的影响 眼睛的晶体含有较多的蛋白 质和水分 无血管 能吸收较多的微波能量 当眼 睛表层组织还没有出现影响的时候 晶体已经出现 水肿 较强的微波会使晶体浑浊以至形成白内障 41 射频辐射对机体的影响 关于VDT对生殖的影响 目前还未在动物实验中得 到明确结论 全国范围的流行病调查未得到阳性结 果 移动电话在使用中释放的是豪米波 在待
13、机状态也 释放出极微量的射频能量 目前虽然不能说移动电 话就是绝对安全的 但是也没有研究可以提供移动 电话对人体健康造成不良影响的证据 42 影响射频辐射作用的因素 频率 射频设备的频率高 场强高 功率 设备功率不同 辐射场强不同 波的性质 脉冲波大于连续波 暴露时间 辐射场源间距 辐射部位 眼睛 睾丸为较敏感部位 屏蔽情况 有无二次辐射 43 射频辐射的防护 高频电磁场的防护 场源屏蔽 金属类物将场源包围 反射或吸 收电磁波 减低作业场所电磁场的强度 距离防护 电磁场辐射源产生的场能与距 离平方成反比 尽量远离辐射源 尽可能远离非专业人员的作业点和休息场 所 44 射频辐射的防护 微波的防护
14、 屏蔽及吸收装置 工作地点在辐射强度最小的部位 避免在 辐射流的正前方 微波防护服 防护帽 防护眼镜等 健康监护 1 2年体检 重点是眼睛 心 血管及生殖系统功能 45 卫生标准 工业企业设计卫生标准 GBZ2 2 2007 规 定工作地点高频电磁辐射 30MHz 300MHz 辐射强度卫生限值不应超过表2的规定 工作地点微波 300MHz 300GHz 辐射 强度不应超过表3规定的限值 短时间接触 时卫生限值不得大于5mw cm2 46 卫生标准 表 2 高频辐射强度卫生限值 波型 日接触时 间 h 功率密度 mw cm2 v m 连续波 8 0 05 14 4 0 10 19 脉冲波 8
15、0 025 10 4 0 05 14 47 卫生标准 表3 工作地点微波辐射强度卫生限值 波型平均功率密度 uw cm2 日总计量 uw cm2 连续波 50 400 脉冲波 固定辐射 25 200 脉冲波 非固定辐 射 500 40000 48 红外辐射 infrared radiation 也称为红外线 分 为长波红外线 远红外 中波红外线和短 波红外线 近红外 其波长和作用见表4 接触机会 太阳光 生产中的炼钢 锻造 吹玻璃等作 业 若无适当防护 可造成职业危害 卖饼家窥炉 目皆早昏 是古代接触红外危 害致眼危害的描述 49 表 4 红外辐射波长及作用 波段 波长 作用 长波红外线3 m
16、 1mm被皮肤吸收 产生热感 可使皮肤产生红斑 中波红外线1400nm 3 m 被角膜及皮肤吸收 可 致眼的慢性损伤 短波红外线760 1400 nm 可被组织吸收引起灼伤 引起角膜损伤 50 紫外辐射 波长范围在100 400nm的电磁波称为紫外 辐射 ultraviolet radiation 接触机会 物体温度达到12000C以上时 辐 射光谱中可以出现紫外线 摄影 登山 紫 外灯消毒工作等 电光性眼炎是特异性危害 也称雪盲或日光 性眼炎 是常见的辐射性眼病 51 依据其生物学作用主要分为三个区段 紫外A UVA 315 400nm 紫外 B UVB 280 315nm 紫外C UVC 100 280nm 职业紫外辐射有两大来源 一是人工光源 如各种场合照明用的日光灯 医院及餐饮 场合中的紫外杀菌灯 收银台上的验钞灯和电焊弧光等等 二是天然光源 其中太阳辐射是紫外线最大的天然来源 52 较常见且职业暴露人群是从事电焊作业的工人 凡物体温度达到1200 以上时光谱中出现紫外 温度升高 波长变短 强 度增大 电气焊可达3000 以上 电焊作业接触紫外辐射的特点 接触时间长 一个焊工在
