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1、 原子弹爆炸放射性危害与防护放射性危害与防护山东省疾病预防控制中心山东省疾病预防控制中心辐射防护安全所辐射防护安全所 李连波李连波第一部分：放射性危害第一部分：放射性危害n n放射性危害途径放射性危害途径n n放射性危害影响因素放射性危害影响因素n n电离辐射效应类型电离辐射效应类型1.放射性危害途径n n外照射：外照射：外照射系指体外的X 、 等射线对人体的照射n n内照射：内照射：当、等放射性核素经食 入、吸入、皮肤粘膜或伤口进入体内 引起的照射。 放射生物效应概念放射生物效应概念2.2.放射性危害影响因素放射性危害影响因素n电离辐射的种类n照射剂量n剂量率n照射方式：间歇、持续；全身、局
2、部n照射部位n受照个体差异：性别，年龄，敏感性按效应发生在自身或子代身上分为：躯体效应 遗传效应 按效应出现的时间早晚分：近期效应远期效应 按剂量-效应关系分：确定性效应随机性效应3.电离辐射效应类型电离辐射效应类型目前常用的分类方法：目前常用的分类方法：(1)确定性效应 (2)随机性效应(3)遗传效应（后代中的随机性效应 ） (4)胚胎和胎儿效应（遗传、确定效 应）电离辐射的生物效应电离辐射的生物效应( (1)1)确定性效应确定性效应是指通常情况下存在剂量阈值的一种辐射 效应，超过阈值时，剂量越高则效应的严重 程度愈大。一般在辐射导致组织细胞大量死亡而超过 机体的再生和代偿能力时，则出现确定
3、性效 应。由于这种损害效应是当受照剂量达到一 定水平后肯定发生，故称为确定性效应。确定性效应特点n存在剂量阈值：超过阈剂量值，才会 产生效应。n效应严重程度：与接受的剂量有关，剂 量越大越严重。n临床表现：乏力、呕吐、脱发、牙龈出 血、白细胞降低、白内障、性欲降低、 皮肤红斑、溃疡、不同类型的放射病， 直至死亡。确定性效应按机体受照范围大小，确定性效应按机体受照范围大小， 可分为两大类：可分为两大类：急性放射病： 局部放射损伤：皮肤损伤多见某些确定性效应是特殊组织所独有的某些确定性效应是特殊组织所独有的: :睾丸和卵巢的暂时和永久性不育 眼晶体的白内障 皮肤的良性损伤 骨髓内血细胞减少所致造血
4、障碍 任何器官都能发生的炎症过程器官/组织效应阈值吸收剂量（Gy）短期暴露 （单次剂量）长期暴露 （年剂量，重复多年） 睾丸暂时不育0.150.4 永久不育3.5-6.02.0卵巢不孕2.5-6.00.2眼晶体可见浊斑0.5-2.00.1视力损伤（白内障）5.00.15骨髓造血损伤0.50.4皮肤红斑（干性脱皮）2.0- 湿性脱皮18- 表皮和深层皮肤坏死25-皮肤萎缩并发毛细管扩张10-121.0全身急性放射病（轻度）1-全身和局部照射的剂量阈值(2)随机性效应发生几率与受照剂量成正比而严重程度发生几率与受照剂量成正比而严重程度与剂量无关的效应称为随机效应。与剂量无关的效应称为随机效应。如受
5、照个 体的癌症和遗传效应。如果照射后细胞DNA的 损害和突变没有使细胞死亡，也没有得到正 确修复，而是出现错误修复，这些修复的细 胞可以保存继续增殖的能力，并把错误的信 息传给后代的细胞，演变成伴有特定DNA变化 了的异常细胞克隆，造成细胞变异。n主要表现是癌症发病率增加。n癌症发病率与接受的剂量有关，接受的 剂量越大，癌症发病率越高n严重程度与接受的剂量无关。n不存在“剂量阈值”。随机性效应的特点n n主要表现受照者后代遗传紊乱主要表现受照者后代遗传紊乱如果射线损伤了生殖细胞，使生殖细胞 发生变异，则错误的信息将向后代传递，并 表现为受照者后代的遗传紊乱。遗传效应主要发生于受照后的第一、第
6、二子代。虽然在放射生物研究中尚未被确认 ，但对动植物研究提示，这种效应将会出现 。(3)(3)遗传效应后代中的随机性效应遗传效应后代中的随机性效应n 胚胎死亡n 畸 形n 智力障碍n 出生后生长发育障碍n 儿童期白血病等(4)(4)胚胎和胎儿效应胚胎和胎儿效应 胎儿出生前受照：n1-3周内受照： 不致引起活产儿的确定性效应与随机效应。n3周-妊娠终了：确定性效应 胎儿畸形，阈值： 0.1Gy。随机性效应 活产儿癌症概率增加。n8-15周最危险：严重智力发育迟缓 智商降低 胎儿受照胎儿受照 有些实验表明，辐射可以刺激细胞 的繁殖与修复，增强免疫及改变体内 激素平衡。这种现象称为小剂量刺激 效应。
7、但由于小剂量统计学上的困难， 这些未成定论，尚未达到需要在放射 防护中予以考虑的程度。 小剂量刺激效应第二部分：放射（辐射）防护第二部分：放射（辐射）防护n n现代放射防护的理论基础现代放射防护的理论基础n n放射防护基本原则放射防护基本原则n n外照射防护外照射防护n n内照射防护的基本措施内照射防护的基本措施一、现代放射防护的理论基础一、现代放射防护的理论基础n防护目的：防止发生确定性效应，把随机性效应控制 在可以接受的水平。n“线形无阈”假设 随机性效应没有剂量阈值，任 何小剂量的照射，都会引起癌症危险度的增加。增加 的幅度，可由大剂量引起的危险度，按线性模型外推 得到。n“ALARA”
8、原则 要尽量避免一切不必要的照射。 接受的辐射剂量，要保持在可以合理做到的最低水平 （As Low As Reasonable Achievable ）。n完整的放射防护体系： 实践的正当化 防护的最优化 个人剂量限值三者同等重要，缺一不可。不能单把个人 剂量限值当作尺子来用，不考虑实践的正当 性和防护的最优化。必须全面贯彻整个放射 防护体系。二、放射防护基本原则二、放射防护基本原则辐射实践的正当化是指从事任何与放 射性有关的活动，都要有正当理由。采取任何可能接受辐射剂量的行动，都 要经过事先论证，进行正当化分析。要使个 人和社会得到的利益大于辐射造成的危害。 否则就不能采取这样的行动。没有正
9、当理由，就不要采取可能接受辐 射剂量的行动。 1. 实践的正当化2. 2. 防护的最优化防护的最优化 辐射防护的最优化是指在具备实践 正当化的条件下，对人员的防护要最优化， 得到的利益要大于付出的代价。在进行实践的正当性分析之后，确定 了要进行涉及照射的实践，此时要进行防护 最优化分析：考虑经济和社会因素，要采取 有效防护措施，使受照人数、接受剂量保持 在可以合理做到的最低水平。3. 3. 个人剂量限值个人剂量限值个人剂量限值是指在具备实践正 当化和防护最优化的条件下，人员接 受的剂量不能超过一定量值。剂量限值职业人员公众有效剂量20 mSv/a1 mSv/a5年平均， 任一年50 mSv特殊
10、情况， 允许5年平均年当量剂量眼晶体150 mSv15 mSv皮肤500 mSv50 mSv手和足500 mSv-个人剂量限值对于年龄为1618岁接受涉及辐射照 射就业培训的徒工和年龄为1618岁在学习 过程中需要使用放射源的学生，应控制其职 业照射使之不超过下述限值： 年有效剂量，6mSv； 眼晶体的年当量剂量，50mSv； 四肢（手和足）或皮肤的年当量剂量， 150mSv。三、外照射防护三、外照射防护n 外照射系指来自体外的电离辐射对人体 的照射。n 能够引起外照射的电离辐射源主要包括 ：放射性核素，其中包括放射性核素、 放射性核素和放射性中子源等。X射线 机。粒子加速器。核裂变反应堆。n
11、外照射防护目的在于既保证完满达到 电离辐射源的应用目的，又使得人员 受到的辐射照射保持在可以合理做到 的最低水平。另外，外照射防护有时 也为了保护那些对电离辐射敏感的材 料和设备免遭电离辐射的损坏。 （一）外照射防护基本措施（一）外照射防护基本措施n n时间防护时间防护n n距离防护距离防护n n屏蔽防护屏蔽防护1 1、时间防护、时间防护n时间防护 缩短受照时间。人体受到照射的 累积剂量是随时间延长而增加的，正比于受照 时间。因工作需要进入电离辐射场操作时，为 缩短受照时间，应做好充分准备，操作时务求 熟练、迅速。某些场合下，如抢收设备和排除 事故，工作人员需在强辐射场内进行工作，应 采用轮流
12、、替换办法，严格限制每个人的操作 时间，将每人所受的剂量控制在拟定的限值以 下。另外除工作需要外，应避免在电离辐射场 中作不必要的逗留。 n 距离防护距离防护 增大与源的距离。增大与源的距离。人体受到照 射的剂量率是随离开源的距离增大而减小的。辐射强度与源的距离的平方成反比（辐射强度与源的距离的平方成反比（1/1/R R2 2）。即：距离增加一倍，辐射强度降低到原来的四即：距离增加一倍，辐射强度降低到原来的四 分之一。分之一。2 2、距离防护、距离防护点源辐射强度的计算点源辐射强度的计算n一个放射性活度为A0、照射量率常数为的点状源 ，在距离r(m)处造成的照射量率X即可由下式给出：X = A
13、/ r2 注意，式中r用“m”作单位，当A和或者都采 用SI单位，或者都采用旧的专用单位。因此，当周围介质对电离辐射的散射和吸收很小 时，人体受到点状源照射的剂量率接近与距离的平 方成反比，亦就是，距离增大一倍，剂量率则减小到 原来的四分之一。 屏蔽防护屏蔽防护设置防护屏障。设置防护屏障。虽然通过控制时间、 距离可以减少人体受照剂量，但是为了达到电离辐射 源预期的应用目的和保证对预定的照射程序的有效控 制和操作，客观上不允许无限制地缩短受照时间和增 大距离。为了达到有效的防护目的，尚须设置屏蔽进 行防护。所谓屏蔽防护，就是在放射源和人员之间放 置一种能有效吸收射线的屏蔽材料，从而减弱或消除射线
14、对人体的危害。 3 3、屏蔽防护、屏蔽防护 外照射防护中，须根据实际情况，合理应外照射防护中，须根据实际情况，合理应 用上述三个基本措施。外照射防护，除了时间用上述三个基本措施。外照射防护，除了时间 、距离、屏蔽三个基本措施外，还应做到以下、距离、屏蔽三个基本措施外，还应做到以下 几点：几点：n n做好工作人员的防护培训做好工作人员的防护培训n n进行工作环境和个人剂量的监测进行工作环境和个人剂量的监测n n控制电离辐射源的强度和能量控制电离辐射源的强度和能量n n及时屏蔽或移走暂时无用或多余的放射性物质及时屏蔽或移走暂时无用或多余的放射性物质 等等 n 另外，任何电离辐射与空气相互作用，会产
15、生某些有害的气体，例如臭氧、氮氧化物。同时，受 到高能带电粒子束、中子束或高能光子束照射的物 质(包括空气和灰尘)还可能被诱发感生放射性。因 此，在应用外部电离辐射源的时候，除了注意外照 射的辐射防护，还须采取相应的其它措施(如通风) ，用以防止内照射、有害气体及其它有害因素对人 体的损害。（二）二）X X、 射线的屏蔽防护简介射线的屏蔽防护简介nX或射线与物质相互作用的过程主要有光电 效应、康普顿散射和电子对效应。由于光电 效应、康普顿散射、电子对效应的作用几率 分别与物质的原子序数Z成四次方、一次方和 二次方关系，因此，一般来说，物质的原子 序数越高，对X或射线屏蔽效果越好。 n 屏蔽材料
16、的屏蔽厚度有多种表示方法，但常用的有铅当量、半衰减厚度(d1/2)（半值 层厚度HVT）和十倍衰减厚度(d1/10)（十分之 一值层厚度TVT）。 n 半衰减厚度d1/2，就是将入射的X或射线减少一半所需要的物质层厚度。n 将入射的X或射线减小到1/10的物质层厚度，即十倍衰减厚度d1/10。n n铅当量铅当量，为了便于比较不同的屏蔽材 料对X、射线的屏蔽性能，通常用铅 作为比较，把达到与一定厚度的某屏 蔽材料相同屏蔽效果的铅层厚度，称 为该厚度屏蔽材料的铅当量，单位以 mmPb表示。宽束宽束X X射线的近半衰减厚度和十倍衰减厚度射线的近半衰减厚度和十倍衰减厚度X 线 源半衰减厚度(cm)10倍衰减厚度(cm)混 凝 土铅50千伏0.0050.40.0181.370 1.03.6750.0150.0501
