作用于人體電離輻射

1、關(guān)于作用于人體的電離輻射第1頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四一. 醫(yī)療放射治療裝置第2頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（一） X 射線診斷機(jī)第3頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四1、 X線產(chǎn)生的機(jī)理 （1）韌致福射 （2）特征X射線第4頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四X 射線管的結(jié)構(gòu)第5頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第6頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第7頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第8頁，共98頁，2022年，5月20日，

2、8點31分，星期四第9頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第10頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第11頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四產(chǎn)生X射線的條件*電子 燈絲加熱（燈絲電壓）*電子被加速 高壓第12頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四作用于人體的電離輻射源作用于人體的電離輻射源天然輻射源人工輻射源地球外宇宙空間地球本身工業(yè)技術(shù)發(fā)展宇宙射線宇生放射性核素地球輻射原生放射性核素氡空中旅行 燃煤發(fā)電 磷酸產(chǎn)品 天然氣 建材工業(yè) 核爆炸 核能生產(chǎn)（反應(yīng)堆事故，加工過程等） 醫(yī)療照射消費(fèi)品的人工輻射 第13頁，共

3、98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第一節(jié) 天然輻射源天然輻射源宇宙，地殼天然本底照射宇宙輻射陸地輻射人類活動給公眾增加的天然輻射第14頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四宇宙輻射初級宇宙射線的來源宇宙射線對人體產(chǎn)生的有效劑量宇生核素對人體產(chǎn)生的年有效劑量第15頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 宇生放射性核素 宇宙射線在大氣層，生物圈 和巖石圈中通過不同的核反應(yīng)產(chǎn)生的放射性核素稱為宇生放射核素。第16頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第17頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第18頁，共98頁，

4、2022年，5月20日，8點31分，星期四第一節(jié) 天 然 輻 射 源 ( Natural radiation source)第19頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 研究天然輻射源的意義： 1、核工業(yè)、放射性同位素和輻射應(yīng)用的 發(fā)展， 以及其它技術(shù)的發(fā)展（如磷肥 的廣泛應(yīng)用等）均有可能改變本底輻 射水平，因此有必要確定天然本底輻 射水平，以區(qū)分天然本底輻射和人工 污染，及時發(fā)現(xiàn)污染和采取相應(yīng)的環(huán) 境保護(hù)措施。第20頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、對制定輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)有較大參考價值， 一些國家已經(jīng)采用天然輻射劑量水平為參考線，制定輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。3、

5、人類所受放射性輻射劑量主要來源于本底輻射， 因此研究本底輻射與人群健康之間的關(guān)系， 對揭示輻射對人類產(chǎn)生傷害作用的本質(zhì)有較大意義。第21頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四一、宇宙輻射 （一）宇宙輻射的來源 1、初級宇宙射線 銀河宇宙射線 能量為1081020eV 太陽粒子輻射 能量多數(shù)為100eV 少數(shù)為109 eV 主要成分：核子98%，電子2%。 第22頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 2、次級宇宙射線 入射到地球大氣層中的宇宙射線中的高能 粒子于大氣層中的原子、分子相互作用產(chǎn)生的。e 很多粒子 312e 通過宇宙射線的核簇射，在 幾百萬分之一

6、秒內(nèi)產(chǎn)生幾百萬個新粒子 ,其主要成分：質(zhì)子、中子、 介子。第23頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2）宇生放射性核素主要成分： 3H、7Be、14C、22Na。第24頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（二）宇宙射線對人體產(chǎn)生的有效劑量 1、初級宇宙射線 不能對人體形成直接照射。 2、次級宇宙射線 能夠?qū)θ梭w形成照射。第25頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四1 ）照射的劑量水平與海拔高度(Z)有關(guān)： E(Z)=E1（0）0.21e-1.649z+0.79e0.4528z 式中：E1（0）為海平面出的宇宙射線劑 量取240 Sv;

7、Z為海拔高度,單位為km。 第26頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2）次級宇宙射線對人體產(chǎn)生的年有效劑量直接電離成分和光子 280 Sv中子成分 100 Sv 總計：380 Sv第27頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四3、宇生放射性核素對人體產(chǎn)生的年有效劑量 3H 0.01 Sv 7Be 0.03 Sv 14C 12 Sv 22Na 0.15 Sv 總計：12.19 Sv第28頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 6、宇宙輻射對人體產(chǎn)生的總劑量 宇宙射線 380 Sv 宇生放射性核素 12.19 Sv 合計： 392.19 Sv

8、第29頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四二、陸地輻射 1、原生放射性核素定義： 半衰期與地球年齡相似的許多天然放射性核素廣泛地存在于地球物質(zhì)中，這些放射性核素稱為原生放射性核素。第30頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、原生放射性核素的構(gòu)成： 鈾系 238U 具有衰變系的放射性核素 釷系 232Th 錒系 235U 不具有衰變系的放射性核素 40 自發(fā)裂變產(chǎn)生的裂變產(chǎn)物（幾率低，很少）第31頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四3、原生放射性核素形成的照射機(jī)理和方式： 直接的照射 、外照射； 吸入照射 、內(nèi)照射。 食入照射 第32

9、頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（一）原生放射性核素產(chǎn)生的外照射 1、環(huán)境中輻射來源： 原生放射性核素存在于構(gòu)成地球的地殼之 中，由于、h、等放射性核素易于生成氧 化物，它們易于和硅的氧化物共存在一起，所 以i2多的地方原生放射性核素也多。另外 由于土壤是由巖石風(fēng)化形成的，土壤中的劑量 是由形成土壤 的巖石種類決定。 第33頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、 巖石的劑量貢獻(xiàn)： 火成巖中：花崗巖、閃綠巖、 玄武巖和橄欖巖； 沉積巖中：石灰?guī)r、碳酸巖、 砂巖和頁巖； 花崗巖 頁巖 碳酸巖。第34頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期

10、四3、室外輻射 室外外照射主要是由厚度約為30cm的表層土壤中的40、232h和238所提供表。 第35頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 4、室內(nèi)輻射 來自建筑材料的外照射 建筑材料的屏蔽作用 第36頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四5、土壤中原生放射性核素不同活 度濃度產(chǎn)生的外照射劑量率 第37頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 6、室內(nèi)、外陸地 輻射產(chǎn)生的空氣吸 收劑量率 室內(nèi)： 84 nGyh-1 波動范圍 20200 nGy h 室外：59 nGyh-1 波動范圍 18 93nGy h 第38頁，共98頁，2022年，

11、5月20日，8點31分，星期四7、室內(nèi)、外陸地 輻射產(chǎn)生的外照射 平均年有效劑量 室內(nèi) ：84 nGyh-18760ha0.80.7Sv/Gy = 410 Sv 室外 ：59 nGyh-18760ha0.20.7Sv/Gy =70 Sv 合計： 410 Sv + 70 Sv = 480 Sv 第39頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 (二）原生放射性核素產(chǎn)生的內(nèi)照射 天然本底的內(nèi)照射就是人體內(nèi)受到長壽命天然放射性核素的照射。 對人體內(nèi)照射影響較大的原生放射性核素有40以及238和232h兩個系列的一些核素。 放射性核素進(jìn)入人體的主要途徑是：食入、其次是吸入。 第40頁，共

12、98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四1、對人體內(nèi)照射影響較大的原生放射性核素 1）鉀-40 是經(jīng)由食入途徑進(jìn)入人體造成內(nèi)照射劑量的最主要的天輻射源。 在天然鉀中，40自然豐度為1.17*10-4，比活度雖然很低但它作為機(jī)體中大量存在的生物元素的同位素，半衰期又較長（121.26*109年），成為人類內(nèi)照射的主要輻射源。40是、輻射，其中衰變占89.33。第41頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 40對人體內(nèi)照射的年吸收劑量： 紅骨髓最高，為270y； 肺、性腺、骨襯細(xì)胞和全身其他組織為140-180GY。第42頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分

13、，星期四2）鈾-238系（分為五個子系） 234h、 234a 238 234； 230h； 226a； 218o、 214b、 214i 222a 214o 210i 210b 210o第43頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 正常飲食地區(qū)人體內(nèi)： 組織中238比活度為1- 10mBq kg； 腎臟為10-80 mBq/kg； 骨中為100-200mBqkg。 假定人體放射性70分布在骨，30 分布在軟組織，腎中的水平為其它軟組織的10倍，則 骨中平均濃度為150mBgkg； 腎中平均濃度為50mBgkg； 它軟組織為5mBqkg。第44頁，共98頁，2022年，5月2

14、0日，8點31分，星期四3）釷-232系（分為三個子系） 232h； 228c 228h 228a 224a 216o 212b 212i 212o 220n 208b第45頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 釷經(jīng)由胃腸道吸收率很低，因而h 由食入進(jìn)入體內(nèi)的貢獻(xiàn)可以忽略。而主要是通過吸入攝入。 232h經(jīng)由吸入途徑年攝入量為0.01q。 釷是親骨性核素，在骨骼內(nèi)長時間存留，在骨表面、淋巴結(jié)中比活度最高，其次是骨、肺、腎、肝和脾。由于骨的質(zhì)量比淋巴結(jié)大得多，體內(nèi)釷在骨骼中。 骨內(nèi)釷232 的典型活度為140mq。第46頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四

15、4）鐳-a 鐳是鈾、釷的衰變產(chǎn)物，同位素有25種之多，但作為天然源對人體產(chǎn)生有意義的照射的鐳同位素有： 226a、228a、224a。 鐳比釷更容易向植物和動物轉(zhuǎn)移，因而人體中的鐳主要是由于食入攝入，在正常地區(qū) 226a和228a的食入攝入量大約是Bqa。第47頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、吸入鈾、釷系原生核素產(chǎn)生的內(nèi)照射年待積有效劑量第48頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四3、食入鈾、釷系原生放射性核素產(chǎn)生的內(nèi)照射第49頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第50頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第5

16、1頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 4、食入鉀-40產(chǎn)生的內(nèi)照射劑量 天然鉀中活度濃度 劑量轉(zhuǎn)換系數(shù) 40K 2.6 108Bq/kg 3 Sv.a-1/(Bq.kg 1) 鉀在人體內(nèi)的濃度只受體內(nèi)環(huán)境的控制通常是恒定的，基本不受外界環(huán)境影響。 40K在人體組織產(chǎn)生的年有效劑量 兒童 165 Sv 成人 185 Sv 平均值： 170 Sv 第52頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四5、攝入陸地原生核素產(chǎn)生的加權(quán)年 平均待積有效劑量 40K以外的原生核素 140 Sv 40K 170 Sv 合計 310 Sv 第53頁，共98頁，2022年，5月20

17、日，8點31分，星期四實踐活動，輻射事件人工輻射源作用于人體的電離輻射源第54頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（三）、氡及其子體的內(nèi)照射 1、人類對氡子體危害的認(rèn)識 第55頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、射氣 238 U 226 Ra 222 Rn 232 Th 224 Ra 220 Rn 235 U 223 Ra 219 Rn第56頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四3、氡的特點： 無色無味溶于水，在水中的溶解度隨溫度變。 a0.1057+0.405exp(-0.0502t) 式中：t為溫度，單位為度。第57頁，共98頁

18、，2022年，5月20日，8點31分，星期四4、氡的半衰期及衛(wèi)生學(xué)意義 222 Rn 半衰期3.82d 有衛(wèi)生學(xué)意義 220 Rn 半衰期55.6s 有衛(wèi)生學(xué)意義 219 Rn 半衰期3.05s 無衛(wèi)生學(xué)意義第58頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 5、氡的子體 222Rn 218Po 214Pb 214Bi 214Po 3.82d 3.05min 26.8min 19.9min 164 s 210Pb 210Bi 210Po 206Pb 22d 5d 140d 220Rn 216Po 212Pb 212Bi 212Po 55.6s 0.15s 10.6h 60.6h 0

19、.22s 208Pb 第59頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 6、短壽命子體定義： 半衰期短于氡-222的氡子體稱為短壽命子體。第60頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四7、氡及其子體的致癌作用機(jī)理 一般認(rèn)為： 肺支氣管上皮細(xì)胞癌變始于基底細(xì)胞核。 基底細(xì)胞在柱狀細(xì)胞和杯狀細(xì)胞的根部下呈梭形，其中央是基底細(xì)胞核。當(dāng)支氣管上皮細(xì)胞厚度連同纖毛厚度和被覆蓋的黏液厚度等于 粒子射程時，基底細(xì)胞核可受到 粒子的電離輻射作用從而引起癌變。 第61頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四8、對人體作用的氡的主要來源、劑量水平及影響因素 1）來源

20、室外: 土壤、巖石 室內(nèi)：土壤、水、建筑材料 2）劑量水平 室外：10Bq/m3 室內(nèi)：40 Bq/m3第62頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四3）影響因素 室外：巖石土壤析出率、溫度、 濕度、風(fēng) 室內(nèi)：建材、樓層、通風(fēng)第63頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四9、氡及其子體測量用單位和專用量 1） 測量空氣中222Rn或220Rn的濃度時使用 的單位為放射性活度濃度，Bq/m3; 2） 測量空氣中222Rn子體或220Rn子體的濃 度時使用的單位為 潛能濃度（PAEC) 工作水平（WL） 平衡當(dāng)量氡濃度(EEC)第64頁，共98頁，2022年，5月2

21、0日，8點31分，星期四10、氡對人體產(chǎn)生的年平均有效劑量 1) 影響氡對人體產(chǎn)生的年平均有效劑量因素 放射性氣溶膠粒子顆粒度分布； 未結(jié)合態(tài)子體 潛能在子體 潛能總和中所占 的份額fp; 呼吸速率； 支氣管上皮細(xì)胞表面黏液向咽喉方向的廓清速率和靶細(xì)胞的厚度； 氡及其子體的濃度。第65頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 2）產(chǎn)生的年平均有效劑量 （1）空氣中 222Rn及其子體 220Rn及其子體 支氣管 室內(nèi): 1.0 mSV 0.084 mSV 室外：0.095 mSV 0.007 mSV 血 液 室內(nèi)：0.048 mSV 0.008 mSV 室外: 0.003 mS

22、V 0.002 mSV 合 計： 1.146 mSV 0.101 mSV第66頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（2）水中222Rn及其子體 吸入：0.025 mSV 食入：0.002 mSV 第67頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 綜上所述 222Rn、 220Rn及其子體產(chǎn)生的年平均有效劑量為： 222Rn: 1.147 + 0.002 = 1.15mSV 220Rn: 0.1mSV合計: 1.15 + 0.1 = 1.25mSV第68頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四人類受天然輻射源照射的全世界年平均有效劑量（mSV)第

23、69頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四三、人類活動給公眾增加的 天然輻射照射 某些工業(yè)活動 農(nóng)用肥料 乘飛機(jī) 燃煤發(fā)電站引起的照射 吸煙 第70頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 第二 節(jié) 人 工 輻 射 源第71頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 人工輻射源的構(gòu)成 公眾照射 實在照射 醫(yī)療照射 潛在照射 職業(yè)照射第72頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 一、實在照射 （一）人工輻射源對公眾產(chǎn)生的劑量 大氣層核武器試驗落下灰產(chǎn)生的劑量 核能發(fā)電對公眾產(chǎn)生的劑量 同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用對公眾產(chǎn)生的劑量 醫(yī)療照射中

24、X射線診斷對公眾產(chǎn)生的劑量 核事故對公眾產(chǎn)生的劑量 第73頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 1、核電站1) 采礦和水冶對公眾產(chǎn)生的劑量2）濃縮鈾和核燃料元件生產(chǎn)對公眾產(chǎn)生的劑量3）發(fā)電核反應(yīng)堆對公眾產(chǎn)生的劑量4）乏燃料后處理廠對公眾產(chǎn)生的劑量第74頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、核事故 1）核電站 2）醫(yī)療事故 3）丟源第75頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 3、公眾受人工照射水平第76頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四第77頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四（二）人工輻射源

25、對職業(yè)人員產(chǎn)生的 劑量第78頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四二、潛在照射 1、潛在照射（Potential exposure) 預(yù)期不一定受到但可能遭受到的照射，它可能有源的事故或由具有偶然性質(zhì)的事件或?qū)嵺`序列（包括設(shè)備故障和誤操作）引起。第79頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四2、存在潛在照射的領(lǐng)域 核能發(fā)電 同位素的生產(chǎn)和應(yīng)用 醫(yī)療照射 核輻照 核廢物收貯第80頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 潛能： 222Rn或（220Rn）的某一子體衰變成212Po或210Po過程中所發(fā)射出的粒子能量的總和。單位為： MeV 或 J

26、。 潛能濃度(PAEC): 單位體積空氣中氡的短壽命子體混合物發(fā)射出的全部潛能之和。單位為：MeV/m3或J/m3。第81頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四工作水平（WL): 出于輻射防護(hù)的目的定義潛能濃度的專用量為工作水平。 1WL=1.3 108MeV/m3=2.0810-5J/m3 對工作水平進(jìn)行時間積分可以得到工作水平小 時（WLh）或工作水平月（WLM）。 工作水平小時單位為 MeVh/m3 或 Jh/m3 1個工作水平月等于170個工作水平小時，即： 1 WLM = 170 WLh。第82頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四平衡當(dāng)量氡濃度：

27、 與空氣中非放射性平衡狀態(tài)氡子體混合物的潛能總和相當(dāng)?shù)碾奔捌渥芋w處于放射性平衡狀態(tài)時的氡濃度Ccq,單位為Bq/m3。 Ccq = FCm 式中： F 為平衡因子 Cm為空氣中非放射性平衡狀態(tài)氡 濃度第83頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四氣溶膠： 固態(tài)相或液態(tài)相與氣相之間形成的“溶膠”體系稱為氣溶膠。放射性氣溶膠： 含放射性物質(zhì)的固態(tài)相或液態(tài)相的粒子與氣相之間形成的“溶膠”體系稱為放射性氣溶膠。第84頁，共98頁，2022年，5月20日，8點31分，星期四 未結(jié)合態(tài)氡子體： 剛生成的RaA原子是一個能量大約為100keV的反沖核在它和器物表面或空氣中固有的凝聚核結(jié)合之前能自由存在一段時間。在這段時間里RaA以單原子形式存在于空氣中，被稱為未結(jié)合態(tài)氡子體。 未結(jié)合