《内照射及其防护》ppt课件

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1、第八章 内照射及其防护,内照射是指放射性物质经呼吸道、消化道、皮肤、粘膜和伤口以及其他各种途径进入机体后，放射性核素发出的核射线由体内对机体进行的照射。,一 内照射概念,二 放射性物质进入人体的途径,1 概述,放射性物质进入人体内主要有三种途径：呼吸吸入、口腔食入、创伤皮入，造成体内污染。上述几种途径中，以呼吸道入体的毒理学意义最大。 （一）经消化道进入 （二）经呼吸道进入 （三）经伤口和皮肤粘膜进入,概述,放射性物质进入体内的途径,1 概述,放射性物质进入人体的主要途径（造成内照射的原因）： 存在于空气中的放射性气溶胶（直径103微米至1微米的固体或液体颗粒）或放射性气体呼吸进入； 饮用被放

2、射性污染的水，食入被放射性污染的食物； 经皮肤伤口进入； 某些放射性物质，例如氧化氚或和碘的化合物甚至可以通过完好的皮肤进入体内。,2 经消化道进入,放射性核素可经过污染的手、或饮用被污染的水、食物、药品等，也可通过食物链经消化道进入体内。 放射性核素吸收率最高的是碱族元素（钠、钾、铯）和某些非金属元素（碘、碲），可达90以上；其次是碱土族元素（锶、钡）为1040；镧系和锕系元素的吸收率最低，约为0.010.1。,2 经消化道进入,工作人员有时用口接触被放射性污染的器具、物品，或环境受到放射性污染，通过食物、饮用水等导致居民和工作人员长时间摄入放射性物质。胃肠道对核素的吸收率主要取决于化学性质

3、，碱族和卤族元素极易溶雨水，吸收率较高。,3 经呼吸道进入,放射性核素可以气态、气溶胶或微小粉尘的形式存在于空气中，气态放射性核素（氡、氙、氚）易经呼吸道粘膜或透过肺泡被吸收入血。粉尘或气溶胶态的放射性核素在呼吸道内的吸收决定于粒径大小及化合物性质。一般粒径愈大，附着在上呼吸道粘膜上愈多，进入肺泡内愈少，吸收率低。难溶性化合物在肺内溶解度很低，多被吞噬；而可溶性化合物则易被肺泡吸收入血。,3 经呼吸道进入,粒径大于1m者，大部分被阻滞在鼻咽部、气管和支气管内；粒径在0.011m的落下灰危害最大，大部分沉积在肺部（包括细支气管、肺胞管、肺泡、肺泡囊）。部分吸收入血，部分被吞噬细胞吞噬后滞留在肺内

4、成为放射灶。 沉积在鼻咽部，气管和支气管的放射性灰尘大部分通过咳痰排出体外或吞入胃内，仅少部分吸收入血。,4 经伤口和皮肤粘膜进入,当皮肤创伤时，放射性物质通过伤口进入，吸收率较高。伤口和皮肤粘膜沾染放射性核素后，若不及时洗消，放射性核素将通过伤口和皮肤粘膜的渗透、吸收进入体内。,三 内照射的作用特点,放射性核素一经进入体内，对机体就产生连续性照射，直至放射性核素完全衰变成稳定性核素或全部排出体外，对机体的照射才会停止,1）呈持续性照射（continuous radiation ）,大部分的放射性核素在体内呈不均匀分布，按核素或化合物的化学性质被组织和器官选择性地吸收、分布和蓄积，致使蓄积放射

5、性核素的组织或器官受到选择性的照射，产生较大的生物学效应与损伤。,2）呈选择性照射（selective radiation ),2）呈选择性照射,放射性核素进入体内后，以两种方式参与体内的代谢过程： 一种是参与体内稳定性核素的代谢过程，如放射性钠和碘参与体内稳定性23Na和127I的代谢； 另一种是参与同族元素的代谢过程，如放射性核素90Sr和137Cs分别参与钙和钾的代谢过程。根据其在组织和器官中的代谢特点，可分为均匀性分布和选择性分布。,2）呈选择性照射,（一）均匀性分布 某些放射性核素较均匀地分布于全身各组织、器官中，如14C、24Na、40K、3H等。 （二）选择性分布 某些放射性核素

6、选择性地蓄积于某些组织、器官中。例如放射性碘大部分蓄积于甲状腺，碱土族元素89Sr、90Sr、45Ca等主要蓄积于骨骼。镧系元素140La、144Ce、147Pm等主要蓄积于肝脏。106Ru、129Te、106Rh等主要蓄积于肾脏中。,（3）内照射对人体的危害因素,内照射特点是人员即使脱离辐射场与环境，但已进入体内的放射性物质所发出的辐射仍然会造成对人体的辐射。内照射对人体的危害，与很多因素有关，主要有： 侵入人体内的放射性核素的辐射类型、能量、半衰期； 进入人体的放射性物质的数量（摄入量，Bq）； 核素理化状态，毒性大小； 核素在体内积聚部位和滞留时间等。,四、放射性物质进入人体后的排出,1

7、 概述,放射性核素从体内排出的途径、速度和排出率与放射性核素的理化性质和代谢特点有关。 经呼吸进入肺部的放射性核素一部分转移到体液中，一部分被呼出体外，一部分到消化道。各部分所占的比例以及从肺部廓清的速率与气溶胶的颗粒大小，与放射性物质的化学性质，与涉及个体的生理特征有关。,1 概述,食入的放射性物质一部分被消化道吸收而转移到体液中，一部分随粪便排出体外，被吸收的比例也与放射性物质的化学性质和个体的生理特征有关。 从皮肤伤口进入的放射性物质经皮下组织直接进入体液。在体液中的放射性核素仍有一部分可能通过皮肤、肾、肝、肠、肺随同汗、尿、粪便排出体外，其余将沉积在与它相亲和的器官组织中。,2 排出途

8、径,进入体内的放射性物质可通过胃肠道、呼吸道、泌尿道以及汗腺、唾液腺和乳腺等途径从体内排出。 1胃肠道 经口摄入或吸入后转移到胃肠道的难溶性或微溶性放射性核素，在最初的23天内，主要由粪便排出体外。如144Ce、239Pu、210Po（钋）由粪便可排除90以上。,2 排出途径,2呼吸道 气态放射性核素（如氡、氚），以及挥发性放射性核素，主要经呼吸道排出，而且排出率高，速度快。如氡和氚进入体内后，在最初0.22小时内大部分经呼吸道排出。停留在呼吸道上段的放射性核素，可随痰咳出。 3泌尿道 经各种途径进入体内吸收入血的可溶性放射性核素，主要经肾随尿排出。如131I、3H等进入体内后第1天尿中排出量

9、占尿总排出量的50左右，3天内占尿总排出量的90左右。,3 排出速度,具体沉积情况与核素种类及其化合物的形态有关，如氚的化合物将分布在整个人体，整个人体受到相同的照射，而131I的化合物将浓集于甲状腺，239Pu浓集于肺和骨。 沉积有放射性核素的器官叫源器官。源器官中放射性核素产生的辐射将对它本身及邻近的其它器官形成照射，受到照射的器官叫做靶器官，源器官本身也是靶器官，而且是最主要的靶器官。,3 排出速度,源器官中沉积的放射性核素的量会由于自发的核衰变和生理代谢过程而减少。其中衰变减少按指数规律，用衰变常数或半衰期T描述其衰变的快慢。对大多数核素来说，因生理代谢过程而减少的规律也近似遵循指数规

10、律，可以用生物半排期Tb和生物衰变常数b来描述其减少情况，这意味着进入体内的放射性物质总的减少规律：,3 排出速度,其中q0是起始时刻（t0）体内器官中放射性核素的量，q(t)是经过t时间后的量，e是等效衰变常数，应有e p+b “有效半减期”（effective half-life，Te） 表示沉积在体内的放射性核素自体内排出的速度。它是指体内放射性核素沉积量经放射性衰变和生物排出使放射性活度减少一半所需要的时间。 某放射性核素的有效半减期取决于该核素的物理半衰期（physical half-life，Tp）和生物半排期（biological half-life，Tb）。,3 排出速度,其相

11、互关系以下式表示： 或 物理半衰期（Tp）：指该放射性核素自身衰变一半所需要的时间。 生物半排期（Tb）：指该放射性核素通过生物代谢排泄一半所需要的时间。,3 排出速度,它表示由于放射性衰变和生物排出的综合作用使体内放射性核素减少一半所需的时间。 显然对于放射性半衰期特别长的核素，有效半衰期就等于它的生物半排期；而对于半衰期特别短的核素，有效半衰期应近似等于放射性半衰期。,4 内照射的剂量当量的计算,内照射的剂量当量原则上是可以计算的，但必须知道从不同途径摄入人体的放射性核素沉积在各源器官中的相对份额，也须知道在源器官中每一次放射性衰变将对可能受到照射的靶器官造成多大剂量当量，还须知道放射性素

12、在人体内的有效半减期等。,4 内照射的剂量当量的计算,以上这些数值与放射性物质的化学性质、物理性质以及个体的生理特征等许多因素有关。所以精确的计算有困难，只能根据实验确定的参数，作出近似估算。不过对辐射防护来说，这种粗略的估算仍是有意义的。有关估算方法可参阅有关文献。,4 内照射的剂量当量的计算,内照射产生的生物效应与人体器官或组织所接受的剂量有关，估算内照射剂量通常有如下三种方法： （1） 通过全身计数器直接推算体内污染； （2） 通过对排泄物的监测推算体内污染； （3） 通过环境介质监测推算体内污染。,4 内照射的剂量当量的计算,当监测结果表明，工作人员已经摄入了过量的放射性物质，或被涉及

13、到可能摄入了过量的放射性物质时，应根据监测的结果，估算所涉及到的那些核素在体内的积存量和内照射剂量。根据内照射剂量的大小，调整和控制今后的受照剂量，从而保证工作人员的受照剂量在为他们所规定的剂量当量限值以下。,五、内照射防护的一般措施,随着原子能科学技术的发展及和平利用的普及，使用和操作开放源的种类和数量、应用范围都在迅速增加，涉及的人员越来越多，不但有工作人员，而且放射性废弃物污染环境会影响到公众。,1 概述,2 内照射防护的基本原则和方法,内照射防护的基本原则是采取各种措施，隔断放射性物质进入人体的各种途径，使摄入量减少到容许水平以下至尽可能低的水平。 内照射防护的基本方法概括的说就是隔离

14、与稀释两种方法。,2 内照射防护的基本原则和方法,隔离，就是把操作人员与放射性物质隔离开。 例如为防止放射性物质进入空气而被吸入人体，蒸发放射性液体或操作放射性粉尘时，必须在通风柜或手套箱内进行。为防食入放射性物质，严禁在工作场所吸烟和饮食等。,2 内照射防护的基本原则和方法,稀释，就是把空气或水中的放射性物质的浓度降低到容许水平以下。 例如通风、废水用水稀释、废气高烟囱排放到大气等。 常用防护手段主要是佩戴个人呼吸保护器具，使工作人员和放射源隔离。通风、过滤、降低空气中放射性。,放射性物质没有密封的包壳，有可能向环境扩散，这种物质称为开放型或非密闭型放射性物质。在开放型放射操作中，“包容、隔

15、离”和“净化、稀释”往往联合使用。,3 内照射防护的一般措施,a 防吸入的主要措施： 1）尽量防止和减少空气污染。因为空气污染是造成放射性物质（放射性气体或气溶胶）经呼吸道进入人体内的主要途径。 2）对已污染的空气，采取空气净化、空气稀释、密闭容器和使用个人防护用品等。,3 内照射防护的一般措施,3 内照射防护的一般措施,b 防食入的主要措施。主要防止手和衣物污染食物和水源污染，为此： 1）禁止在放射工作场所吃、喝和吸烟； 2）为防止手污染，操作放射性物质时，必须戴手套；手污染时要认真洗手，指甲常剪； 3）为保持食堂和宿舍卫生，不许穿着放射性工作场所的工作服进入食堂和宿舍； 4）警惕食用水源的

16、污染。,3 内照射防护的一般措施,c 防止皮入的措施： 1）手或皮肤有小创伤，要妥善包扎好并带上手套，才能操作低水平的放射性物质； 2）不准用有机溶剂洗手，避免增加皮肤渗透性。,内照射防护是比较复杂的，有关国际组织和国家都很重视。为保护工作人员，预防内照射的发生，保护环境防止放射性污染，达到内照射防护目的，必须采取综合措施。应从工作场所的选址、设计、建造、室内配置、设施、个人防护、放射源的安全包装、运输、安全操作规程和废弃物处理等等各个环节进行。,3 内照射防护的一般措施,六、内照射损伤临床特点,放射性核素经多种途径进入人体后，沉积于体内某些组织器官和系统引起的放射损伤称为内照射放射损伤（radiation injuries from internal exposure）。 放射性核素进入体内后，各有其不同的分布和代谢特点；而且其射线在体内持续地照射，直到放射性核素完全衰变成稳定核素，或完全排出体外时才终止。因此，内照射损伤有其与外照射放射病不同的特点。,（一）选择性损伤,大多数放射性核素在体内选择