第十一章電離輻射的生物效應(yīng)與損傷

第十一章電離輻射的生物效應(yīng)與損傷第1頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第十一章電離輻射的生物效應(yīng)與損傷第2頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第一節(jié)輻射量及其測(cè)量國(guó)際權(quán)威組織“國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)”

—（ICRP）“國(guó)際輻射單位和測(cè)量委員會(huì)”(InternationalcommissiononradiologicalunitsandmeasurementsICRU)第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第3頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、電離輻射的常用輻射量及其單位

二、輻射防護(hù)用輻射量和單位

三、電離輻射的測(cè)量方法

第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第4頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、電離輻射的常用輻射量及其單位單位[C·kg-1]，[庫(kù)侖·千克-1]，曾用名稱(chēng)為倫琴（R）

1R=2.58×10-4C·kg-11C·kg-1=3.877×103R定義

X或射線(xiàn)光子在質(zhì)量為dm的空氣中產(chǎn)生出所有次級(jí)電子完全被空氣阻止時(shí)，在空氣中所形成的任何一種符號(hào)離子總電荷量的絕對(duì)值dQ除以dm所得的值

照射量

第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制照射量隨時(shí)間的變化率稱(chēng)照射量率第5頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

比釋動(dòng)能

定義單位與照射量不同,比釋動(dòng)能只適用間接電離輻射,它不僅用于空氣,也適用于其他物質(zhì)

注意

焦耳·千克-1（J·kg-1）,專(zhuān)用名稱(chēng)為戈瑞(Gy)不帶電粒子在質(zhì)量為dm介質(zhì)中釋放出的全部帶電粒子初始動(dòng)能之和除以dm所得的值第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、電離輻射的常用輻射量及其單位比釋動(dòng)能隨時(shí)間的變化率稱(chēng)為比釋動(dòng)能率第6頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一單位戈瑞（Gy），1Gy＝1J·kg-1，曾用單位為拉德 （rad），1Gy＝100rad。

定義單位質(zhì)量物質(zhì)吸收電離輻射的平均能量

吸收劑量吸收劑量隨時(shí)間的變化率稱(chēng)為吸收劑量率第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、電離輻射的常用輻射量及其單位吸收劑量適用于任何類(lèi)型輻射以及任何被輻射物質(zhì)第7頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量之間的關(guān)系

式中e為一個(gè)電子的電量。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、電離輻射的常用輻射量及其單位如果把換算成等效的電荷數(shù)，即可從比釋動(dòng)能算出照射量。如果電離一對(duì)離子的平均消耗能量為，則有第8頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一照射量、比釋動(dòng)能、吸收劑量之間的關(guān)系

上式一般在低原子序數(shù)和X、g射線(xiàn)能量較低時(shí)，均可滿(mǎn)足。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、電離輻射的常用輻射量及其單位比釋動(dòng)能是非帶電粒子傳給全體次級(jí)電子的能量，吸收劑量是物質(zhì)從全體電子吸收的能量，所以在同一物質(zhì)中

與

近似相等，即treded第9頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.當(dāng)量劑量（equivalentdose,H）描述生物效應(yīng)發(fā)生的程度就必須對(duì)吸收劑量D加以修正，這個(gè)修正因子稱(chēng)之為輻射權(quán)重因子WR。當(dāng)量劑量由下式給出：H=WR·D

二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第10頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一吸收劑量應(yīng)取器官或組織的平均吸收劑量DT，則組織與器官的當(dāng)量劑量的計(jì)算公式是：

如果多種輻射作用于某組織與器官，則該組織與器官的總的當(dāng)量劑量為輻射權(quán)重因子WR由國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)（ICRP）認(rèn)定。WR無(wú)量綱，故HT與D的量綱相同，也是J·kg-1，但專(zhuān)用名稱(chēng)為希沃特（Sv）。HT=WRDT

第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位1.當(dāng)量劑量（equivalentdose,H）第11頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.有效劑量（effectivedose，E

）組織權(quán)重因子WT

器官和組織的權(quán)重因子ＷT0.720.080.160.041.000.120.080.040.01總計(jì)紅骨髓、結(jié)腸、肺、胃、乳腺、其余組織性腺膀胱、食道、肝、甲狀腺骨表面、腦、唾腺、皮膚∑WTWT組織或器官第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第12頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

經(jīng)WT修正后的當(dāng)量劑量稱(chēng)為有效劑量，用E表示。如果所受輻射包括了幾種組織與器官，則輻射造成的有效劑量是各組織、器官有效劑量之和，即第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第13頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例11-1某次胸部檢查（胸片）患者各組織器官受到的當(dāng)量劑量為生殖腺0.01，乳腺0.06；紅骨髓0.25，肺0.05，甲狀腺0.08，骨表面0.08，其他組織0.11；胸部檢查（胸透）各組織器官受到的當(dāng)量劑量為生殖腺0.15，乳腺1.30；紅骨髓4.10，肺2.30，甲狀腺0.16，骨表面2.60，其他組織0.85，劑量單位均為mSv，求接受者的有效劑量。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第14頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一解：依公式11-9有：EXP=0.01×0.08+0.06×0.12+0.25×0.12+0.05×0.12+ 0.08×0.04+0.08×0.01+0.11×0.51=0.1041mSvEXT=0.15×0.08+1.30×0.12+4.10×0.12+2.30×0.12+ 0.16×0.04+2.60×0.01+0.85×0.51=1.4019mSv可見(jiàn)，此次胸透患者接受的有效劑量相當(dāng)于14次胸透。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第15頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

ICRR委員會(huì)采用男性和女性參考體模，計(jì)算了器官和組織的當(dāng)量劑量。為了確定有效劑量，應(yīng)先評(píng)價(jià)參考男人和參考女人的器官或組織當(dāng)量劑量，然后通過(guò)平均來(lái)得出參考人的當(dāng)量劑量第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第16頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

放射性核素?cái)z入和外照射女性體模吸收劑量當(dāng)量劑量性別平均當(dāng)

量劑量HT有效劑量EWRWT參考男人參考女人參考人男性體模吸收劑量當(dāng)量劑量性別平均得到有效劑量第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第17頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一按照以下公式分別根據(jù)對(duì)參考男人和對(duì)參考女人的器官和組織T評(píng)估得到的當(dāng)量劑量和，計(jì)算出有效劑量：第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位第18頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.集體當(dāng)量劑量（collectivedoseequivalent）集體有效劑量（collectiveeffectivedose）統(tǒng)稱(chēng)集體劑量

集體當(dāng)量劑量ST是受輻射群體中每個(gè)成員所受當(dāng)量劑量的總和。集體當(dāng)量劑量的單位是人·希沃特第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制二、輻射防護(hù)用輻射量和單位如N個(gè)人所受當(dāng)量劑量相同，則ST為個(gè)人當(dāng)量劑量的N倍。同樣的概念也用于集體有效劑量。即每個(gè)人的平均有效劑量與人數(shù)的乘積為集體有效劑量S，集體有效劑量的單位也是人·希沃特。

第19頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、電離室法測(cè)量照射量

三、電離輻射測(cè)量方法2、量熱計(jì)法測(cè)量吸收劑量

3、熱釋光法測(cè)量吸收劑量

4、膠片劑量測(cè)定法

5、放射性計(jì)數(shù)測(cè)量第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制利用輻射產(chǎn)生的各種物理效應(yīng)，如熱作用、電離作用、熒光作用、光化學(xué)效應(yīng)等，可以對(duì)輻射源進(jìn)行檢測(cè)

第20頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電離室法測(cè)量照射量自由空氣電離室（標(biāo)準(zhǔn)電離室）是根據(jù)照射量定義設(shè)計(jì)的，是對(duì)照射量進(jìn)行直接絕對(duì)測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)儀器。

三、電離輻射測(cè)量方法第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第21頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一量熱計(jì)法測(cè)量吸收劑量

任何一種物質(zhì)，當(dāng)受到輻射照射時(shí)，其吸收的射線(xiàn)能量都將以熱的形式表現(xiàn)出來(lái)。吸收的能量越大，產(chǎn)生的熱量越高。通過(guò)測(cè)量此熱量，就可以定量給出吸收劑量的大小。這就是熱量計(jì)的制作原理。

三、電離輻射測(cè)量方法第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第22頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一熱釋光法測(cè)量吸收劑量

用輻射照射劑量元件，然后對(duì)熱釋光劑量片重新加熱時(shí)，可使帶電中心束縛的價(jià)電子脫離吸引重新變成自由電子，同時(shí)以光的形式釋放出能量來(lái)。三、電離輻射測(cè)量方法第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第23頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一膠片劑量測(cè)定法

當(dāng)射線(xiàn)穿過(guò)感光膠片時(shí)，膠片中的靈敏物質(zhì)如溴化銀便形成潛影，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理（顯影、定影）后，其光學(xué)密度發(fā)生變化，變化程度與膠片吸收輻射能量的多少有關(guān)，這種關(guān)系在一定的劑量范圍內(nèi)呈線(xiàn)性。三、電離輻射測(cè)量方法第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第24頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一放射性計(jì)數(shù)測(cè)量

用計(jì)數(shù)的形式來(lái)測(cè)量輻射場(chǎng)劑量的大小。在GM計(jì)數(shù)管的陰極和陽(yáng)極之間加上電壓（幾百伏至上千伏），當(dāng)輻射入射到管內(nèi)時(shí)，管內(nèi)氣體將產(chǎn)生電離，一次接一次的電離形成雪崩放電。每產(chǎn)生一次放電在外線(xiàn)路就會(huì)形成一個(gè)脈沖。因此確定了計(jì)數(shù)管的工作電壓，即可由此測(cè)量輻射量的大小。三、電離輻射測(cè)量方法第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第25頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)一、電離輻射損傷的表觀(guān)特性二、確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)三、小劑量電離輻射的生物效應(yīng)四、影響輻射生物效應(yīng)的因素第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第26頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電離輻射將能量傳遞給有機(jī)體引起的任何改變，統(tǒng)稱(chēng)為電離輻射生物學(xué)效應(yīng)(ionizingradiationbiologicaleffect)，人類(lèi)的放射損傷是一種嚴(yán)重的病理性輻射生物效應(yīng)。一、電離輻射損傷的表觀(guān)特性第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第27頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一電離輻射的劑量具有累積性，對(duì)生物體所造成的傷害大小與各次輻射的總和成正比。

電離輻射生物學(xué)效應(yīng)表現(xiàn)強(qiáng)烈又多種多樣。它能促進(jìn)細(xì)胞分裂與生長(zhǎng)；抑制生物體新陳代謝；誘發(fā)遺傳性變異選育新品種；也能破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)用于消滅病菌、害蟲(chóng)；還能用于診斷和治療疾?。坏材軐?dǎo)致腫瘤及輻射病的發(fā)生。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、電離輻射損傷的表觀(guān)特性第28頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．確定性效應(yīng)（deterministiceffect）

當(dāng)輻射作用于生物體的整體或局部組織時(shí)，構(gòu)成該組織的相當(dāng)數(shù)量的細(xì)胞被殺死，從而使該種組織或有該種組織構(gòu)成的器官的功能受到影響并可觀(guān)察到其形態(tài)變化或癥狀，通過(guò)這樣的發(fā)生機(jī)制產(chǎn)生的效應(yīng)稱(chēng)為確定性效應(yīng)。

二、確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)特點(diǎn)：

此生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度與照射劑量的大小成正比，且存在劑量閾值，通常為0.1Gy-0.2Gy。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第29頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2．隨機(jī)性效應(yīng)（stochasticeffect）

電離輻射能量沉積是一種隨機(jī)性過(guò)程，對(duì)于單個(gè)細(xì)胞的變異而產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)是隨機(jī)性事件。因此稱(chēng)這類(lèi)輻射效應(yīng)為隨機(jī)性效應(yīng)。

特點(diǎn)：此效應(yīng)無(wú)劑量閾值，損傷嚴(yán)重程度與受輻射劑量大小無(wú)關(guān)，效應(yīng)發(fā)生概率與所受劑量大小成正比注意這個(gè)劑量是累積劑量，有日、月、年及終生劑量二、確定性效應(yīng)和隨機(jī)性效應(yīng)第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制隨機(jī)性效應(yīng)分成兩大類(lèi)：致癌效應(yīng)和遺傳效應(yīng)。第30頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1．小劑量一次照射人員受到一次小劑量照射后，機(jī)體在照后60天以?xún)?nèi)主要出現(xiàn)兩方面的變化。早期臨床癥狀：多在受照后當(dāng)天出現(xiàn)，持續(xù)時(shí)間較短，不經(jīng)治療一般數(shù)天后可自行消失。

三、小劑量電離輻射的生物效應(yīng)2．小劑量慢性照射效應(yīng)

人員受到當(dāng)量劑量限值范圍內(nèi)的長(zhǎng)期照射，稱(chēng)之為小劑量慢性照射或低水平照射。由于受照次數(shù)多，疊加時(shí)間長(zhǎng)，因而機(jī)體既有損傷的表現(xiàn)，又有修復(fù)和適應(yīng)的表現(xiàn)。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第31頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3．毒物刺激效應(yīng)

較大劑量的電離輻射已被公認(rèn)具有降低免疫力和誘發(fā)腫瘤的作用，但低劑量電離輻射對(duì)免疫系統(tǒng)卻具有一定的刺激性作用，同時(shí)它對(duì)生物生長(zhǎng)發(fā)育、延長(zhǎng)壽命、提高生育力、防癌和抗感染等方面具有有益的作用，同時(shí)能提高免疫能力，并能使小劑量預(yù)輻射照射后的大劑量輻射產(chǎn)生適應(yīng)性。這種反轉(zhuǎn)效應(yīng)稱(chēng)為Hormersis效應(yīng)。三、小劑量電離輻射的生物效應(yīng)第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第32頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1.與電離輻射有關(guān)的因素

（1）照射劑量相同的情況下，因輻射種類(lèi)不同，機(jī)體產(chǎn)生的生物效應(yīng)也不一樣；（2）吸收劑量愈大生物效應(yīng)愈明顯；（3）劑量率愈大，效應(yīng)愈顯著；（4）當(dāng)總劑量相同時(shí)，分次愈多，各次照射時(shí)間間隔愈長(zhǎng)，生物效應(yīng)愈?。唬?）當(dāng)吸收劑量和劑量率相同時(shí)，機(jī)體受照的部位不同引起的生物效應(yīng)也不同；（6）其他條件相同時(shí)，受照面積愈大損傷愈嚴(yán)重；四、影響輻射生物效應(yīng)的因素第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第33頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2.與機(jī)體有關(guān)的因素

高度敏感組織淋巴組織、胸腺、骨髓腸胃上皮性腺和胚胎組織3.環(huán)境因素

低溫、缺氧情況下，可以減輕輻射的生物效應(yīng)。

不同種類(lèi)的生物對(duì)輻射的敏感性差異很大，

種類(lèi)進(jìn)化程度愈高，組織結(jié)構(gòu)愈復(fù)雜，輻射敏感性愈高不敏感組織肌肉組織

軟骨

骨組織

結(jié)締組織中度敏感組織感覺(jué)器官

內(nèi)皮細(xì)胞

皮膚上皮腎

、肝、肺的上皮細(xì)胞輕度敏感組織中樞神經(jīng)系統(tǒng)

內(nèi)分泌腺

心臟人類(lèi)對(duì)輻射四、影響輻射生物效應(yīng)的因素第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第34頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制一、輻射與自由基二、直接作用與間接作用三、原初過(guò)程和時(shí)間進(jìn)程四、靶學(xué)說(shuō)和生物靶的調(diào)節(jié)作用第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第35頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一、輻射與自由基自由基（freeradical）

自由基是帶有一個(gè)或多個(gè)不配對(duì)電子的原子、分子、離子或原子團(tuán)，具有極強(qiáng)的活性。

為了使自由基顯示出未配對(duì)電子特征，一般在原有原子、分子、離子或基團(tuán)符號(hào)的一側(cè)或上方記一個(gè)圓點(diǎn)“·”以顯示帶有未配對(duì)電子，但不表示未配對(duì)電子的數(shù)量。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第36頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

當(dāng)輻射能量被生物體活性分子（如脫氧核糖核酸）所吸收時(shí)，射線(xiàn)有可能直接與細(xì)胞中的關(guān)鍵部位（俗稱(chēng)靶）作用，靶分子的原子本身被電離或激發(fā)，引起這些生物大分子損傷，這就是直接作用。

對(duì)應(yīng)物理量傳能線(xiàn)密度（linearenergytransfer，LET）定義：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度徑跡上釋放輻射能的多少，其單位為

J·m-1或keV·m-1。LET與粒子種類(lèi)及能量大小有

關(guān)。一般規(guī)律是LET越大，直接作用概率越高

二、直接作用與間接作用1.直接作用（directaction）第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第37頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

生物分子處在射線(xiàn)的徑跡外沒(méi)有直接受到射線(xiàn)的作用，而是通過(guò)生物分子周?chē)慕橘|(zhì)發(fā)生輻射反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的自由基與生物分子作用，引起生物分子損傷。這種作用為間接作用（indirectaction）。

間接作用在引起生物大分子損傷中具有重要意義2.間接作用（indirectaction）二、直接作用與間接作用第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第38頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1）帶電粒子與DNA分子的直接作用；2）通過(guò)自由基與DNA分子的間接作用，即緊鄰

DNA處的“環(huán)境”分子（水分子）電離形成的自由基向DNA擴(kuò)散，并將其能量轉(zhuǎn)移給DNA，從而使該分子產(chǎn)生化學(xué)變化。

二、直接作用與間接作用第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第39頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

在輻照情況下，水受輻射分解后可產(chǎn)生離子和自由基。這些自由基具有過(guò)剩的能量而不穩(wěn)定，極易反應(yīng)將能量轉(zhuǎn)移給其他分子，使其損傷。二、直接作用與間接作用第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制第40頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一三、原初過(guò)程和時(shí)間進(jìn)程近年由于高分辨和快速記錄等技術(shù)的發(fā)展，對(duì)原初物理事件的觀(guān)察時(shí)間現(xiàn)已能縮短到10-24s，從原初物理事件到可能在照射后數(shù)十年（109s）后出現(xiàn)的癌癥和遺傳性死亡，時(shí)間跨越33個(gè)數(shù)量級(jí)。輻射作用原初過(guò)程物理、物理化學(xué)和化學(xué)三個(gè)階段。第一節(jié)輻射量及其測(cè)量第二節(jié)電離輻射的生物學(xué)效應(yīng)第三節(jié)電離輻射的損傷機(jī)制輻射作用時(shí)間階段劃分（不同學(xué)者意見(jiàn)不同），代表性三個(gè)階段，如下表所示。第41頁(yè)，共44頁(yè)，2023年，2月20日，星期一表11-2電離輻射作用時(shí)間表細(xì)胞分裂受抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)及胃腸道損傷出現(xiàn)造血障礙性死亡晚期腎損傷、肺纖維樣變性癌癥和遺傳變化數(shù)小時(shí)數(shù)天約1個(gè)月數(shù)月數(shù)年至數(shù)十年生物學(xué)階段e-水合前與高濃度的活性溶質(zhì)反應(yīng)e-aq、OH·、H·及其他基團(tuán)與活性溶質(zhì)