輻射效應(yīng)與輻射防護(hù)概論課件

第九章

輻射效應(yīng)與輻射防護(hù)概論1謝謝你的關(guān)注2019-11-79.1

輻射防護(hù)中的常用物理量9.1.1

與個體相關(guān)的吸收劑量1劑量當(dāng)量相同吸收劑量未必產(chǎn)生同等生物效應(yīng)，因為生物效應(yīng)受到輻射類型和能量、輻射劑量(或劑量率)和照射條件、以及個體差異等因素的影響。在輻射防護(hù)中，為了在同一尺度下描述不同類型和能量的輻射R對人體造成的生物效應(yīng)，在吸收劑量 的基礎(chǔ)上定義了劑量當(dāng)量 ，以表示該生物效應(yīng)的嚴(yán)重程度或發(fā)生幾率，即定義人體組織或器官T中的劑量當(dāng)量為：2019-11-72謝謝你的關(guān)注9.1

輻射防護(hù)中的常用物理量9.1.1

與個體相關(guān)的吸收劑量2有效劑量HT是器官或組織T的劑量當(dāng)量；WT是器官或組織T的組織權(quán)重因子。有效劑量還可表示為各器官或組織的吸收劑量的雙重加權(quán)之和：2019-11-73謝謝你的關(guān)注9.1

輻射防護(hù)中的常用物理量9.1.1

與個體相關(guān)的吸收劑量3待積劑量當(dāng)量與待積有效劑量待積劑量當(dāng)量 表示人體一次性攝入放射性物質(zhì)后，某一器官或組織在50年內(nèi)(對人來說是足夠長的時間)將要受到的累積的劑量當(dāng)量；待積有效劑量 是對人體每個器官或組織的待積劑量當(dāng)量按其危害大小作為權(quán)重因子

進(jìn)行加權(quán)求和的結(jié)果。2019-11-74謝謝你的關(guān)注9.1

輻射防護(hù)中的常用物理量9.1.2

與群體相關(guān)的吸收劑量1集體劑量當(dāng)量是群體中的第i組成員的平均有效劑量；該組的成員數(shù)是群體中的第i組成員的平均有效劑量；2集體有效劑量該組的成員數(shù)2019-11-75謝謝你的關(guān)注9.2

輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析9.2.1

輻射對人體健康的影響各種射線對人類健康造成的危害，來源于電離和激發(fā)作用所引起的組織細(xì)胞中的原子與分子的改變，主要通過對DNA分子的作用使細(xì)胞受到損傷，導(dǎo)致某些特有的效應(yīng)，并引發(fā)各種健康危害。2019-11-76謝謝你的關(guān)注9.2

輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析2019-11-77謝謝你的關(guān)注9.2.2

影響輻射生物學(xué)的作用因素1物理因素物理因素主要是指：輻射類型、輻射能量、吸收劑量(或劑量率)、以及照射方式等。輻射類型：不同類型的輻射對生物機(jī)體可引起不同的生物效應(yīng)，這主要取決于輻射的電離密度和穿透能力。劑量率及分次照射：通常，在吸收劑量相同情況下，劑量率越大，生物效應(yīng)越顯著。同時，生物效應(yīng)還與給予劑量的分次情況有關(guān)。照射部位和面積：輻射損傷與受照部位及受照面積密切相關(guān)。照射的幾何條件：在外照射情況下，人體內(nèi)的劑量分布受到輻射的入射角分布、空間分布以及輻射能的影響，還與人體受照時的姿勢及其在輻射場的取向有關(guān)。9.2

輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析9.2.2

影響輻射生物學(xué)的作用因素2生物因素不同生物種系的輻射敏感性個體的不同發(fā)育階段的輻射敏感性不同細(xì)胞、組織或器官的輻射敏性生物種系人猴大鼠雞龜大腸桿菌病毒LD50(Gy)4.06.07.07.1515.0056.002×104使不同生物死亡50％時所需Χ、γ射線的吸收劑量值LD502Gy的X射線在胚胎發(fā)育階段造成死胎和畸形的發(fā)生率2019-11-78謝謝你的關(guān)注9.2

輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析隨機(jī)性應(yīng)和確定性效應(yīng)的發(fā)生率、嚴(yán)重性與劑量關(guān)系9.2.3

輻射劑量與輻射效應(yīng)的關(guān)系隨機(jī)性效應(yīng)是指輻射效應(yīng)的發(fā)生率(而非嚴(yán)重性)與劑量大小有關(guān)聯(lián)，但目前還很難準(zhǔn)確描述其嚴(yán)重性。確定性效應(yīng)(又稱非隨機(jī)性效應(yīng))是一種有“閾值”的輻射效應(yīng)，但具體閾值大小與具體個體情況有關(guān)。確定性效應(yīng)的劑量閾值2019-11-79謝謝你的關(guān)注9.2

輻射對人體的生物效應(yīng)及其危險度分析2019-11-710謝謝你的關(guān)注9.2.3

輻射劑量與輻射效應(yīng)的關(guān)系急性軀體效應(yīng)：由輻射引起的、顯現(xiàn)在受照者身上的有害效應(yīng)叫軀體效應(yīng)。急性軀體效應(yīng)是受到大劑量照射(或放射性事故)情況下，短時間發(fā)生的軀體效應(yīng)，屬于確定性效應(yīng)。遺傳效應(yīng)和遠(yuǎn)期效應(yīng)：在輻射防護(hù)所遇到的一般劑量范圍內(nèi)，遺傳效應(yīng)是一種隨機(jī)性效應(yīng)，表現(xiàn)為受照者后代的身體缺陷9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)來自天然輻射的成人年有效劑量2019-11-711謝謝你的關(guān)注每天食入及體內(nèi)的放射性物質(zhì)含量估計值9.3.1

天然本底照射天然輻射源按其起因可分為宇宙射線、宇生核素和原生核素三類：宇宙射線是來自宇宙空間的高能粒子流，其中有

質(zhì)子、α粒子、中子、電子、光子、介子、其它重粒子等；

宇生核素主要是由宇宙射線與大氣中的原子核相互作用產(chǎn)生

的放射性核素；原生核素是存在于地殼中的天然放射性核素。9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)各種X射線診斷所致有效劑量(mSv)2019-11-712謝謝你的關(guān)注9.3.2

人工輻射1醫(yī)療照射醫(yī)療照射主要來源于X射線的診斷和檢查，放射治療過程，以及體內(nèi)引入的放射性核素的核醫(yī)學(xué)診斷等。在發(fā)達(dá)國家接受X射線檢查的頻率每年每1000居民約為

300~900人次，發(fā)展中國家約為發(fā)達(dá)國家的10％。在醫(yī)療照射的劑量中，小者每次在的mGy量級，大者可達(dá)mGy以上。9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)9.3.2

人工輻射2核爆炸在大氣中形成的人工放射性物質(zhì)主要來源于核爆炸。核爆炸形成的人工放射性物質(zhì)最初大多進(jìn)入大氣層上部，然后

從大氣層上部緩慢地向大氣層下部轉(zhuǎn)移，最終降落到地面，

稱之為落下灰。當(dāng)落下灰的各種放射性核素存在于地面空氣

時，可通過吸入而引起內(nèi)照射，當(dāng)其沉降于植物或土壤上時，則可通過外照射和食入引起內(nèi)照射。核爆炸對居民照射的主要途徑是食入，其次是外照射。2019-11-713謝謝你的關(guān)注9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)9.3.2

人工輻射3核動力生產(chǎn)由于核燃料循環(huán)的每個環(huán)節(jié)都會向環(huán)境釋放少量放射性物質(zhì)因此，在目前的核燃料循環(huán)中，不包括核廢物處置在內(nèi)的放射性排出物對附近居民造成的集體有效劑量負(fù)擔(dān)為5.7人?Sv，其中98％是在排放后5年內(nèi)給予的；對全球居民造成的集體有效劑量負(fù)擔(dān)為670人?Sv。2019-11-714謝謝你的關(guān)注9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)9.3.2

人工輻射3核動力生產(chǎn)來自不同輻射源的當(dāng)量劑量隨時間的變化趨勢2019-11-715謝謝你的關(guān)注9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)2019-11-716謝謝你的關(guān)注9.3.3

輻射防護(hù)基本目的與基本原則輻射防護(hù)的任務(wù)是：既要保護(hù)從事放射工作者和他們的后代，以及公眾乃至全人類的安全，又要保護(hù)環(huán)境，同時還要允許進(jìn)行可能會產(chǎn)生輻射的必要實踐，以造福于人類。輻射防護(hù)的目的是：防止有害的確定性效應(yīng)并限制隨機(jī)性效應(yīng)，使之達(dá)到被認(rèn)為可接受的水平。輻射防護(hù)基本原則：輻射實踐的正當(dāng)化、防護(hù)與安全的最優(yōu)化、限制個人劑量。9.3

環(huán)境輻射水平及輻射防護(hù)基本原則與標(biāo)準(zhǔn)9.3.4

輻射防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)簡述1劑量限值職業(yè)照射：按5年平均，規(guī)定年有效劑量的限值為20mSv

。徒工與學(xué)生：對于接受涉及輻射的就業(yè)培訓(xùn)，其徒工和學(xué)生的年齡為16歲～18歲，在學(xué)習(xí)過程中，如果他們需要使用放射源，應(yīng)控制其職業(yè)照射不超過下述限值：年有效劑量為

6mSv；眼晶體劑量當(dāng)量為50mSv?a-1；四肢(手和腳)或皮膚的劑量當(dāng)量為150mSv?a-1

。2019-11-717謝謝你的關(guān)注9.4

外照射劑量計算與防護(hù)9.4.1點源的外照射劑量計算1

X、γ射線點源的外照射劑量計算如果將一個X、γ射線的點狀輻射源(簡稱點源)置于均勻的空氣介質(zhì)中，則該點源將形成向外發(fā)散的球狀輻射場，在其距離處所產(chǎn)生的X、γ射線的照射量率為：對于非單能的X、γ點源，其照射量率常數(shù)可以按其能量根據(jù)下列公式來計算：2019-11-718謝謝你的關(guān)注9.4

外照射劑量計算與防護(hù)9.4.2

中子的外照射劑量計算1采用劑量當(dāng)量指數(shù)因子法計算中子劑量如果中子為一點源，將其置于不考慮吸收的空氣介質(zhì)中，則該點源中心向外發(fā)散到半徑為r的球面任意點(小區(qū)域)的中子注量率單能中子和常見中子源形成的輻射場的劑量當(dāng)量或2019-11-719謝謝你的關(guān)注9.4

外照射劑量計算與防護(hù)2019-11-720謝謝你的關(guān)注9.4.3

外照射的防護(hù)控制受照時間：累積劑量和受照時間有關(guān)，受照時間越長，所受累積劑量越大。為了限制個人所受劑量，在正式操作前應(yīng)進(jìn)行模擬操作和訓(xùn)練，以盡量縮短受照時間。增大與輻射源距離：增大與輻射源距離可以降低受照劑量。增加屏蔽裝置：在實際工作中，必須采用屏蔽防護(hù)。屏蔽防護(hù)就是根據(jù)輻射通過物質(zhì)時減弱的原理，在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物，把外照射劑量減小到容許水平以下。屏蔽裝置的設(shè)計與屏蔽方式、屏蔽材料和屏蔽厚度等因素都有密切關(guān)系。9.5

內(nèi)照射劑量估算與防護(hù)9.5.1

內(nèi)照射劑量估算中的基本物理量與估算公式1輻照量劑量當(dāng)量有效半衰期有效能量2019-11-721謝謝你的關(guān)注9.5

內(nèi)照射劑量估算與防護(hù)9.5.1

內(nèi)照射劑量估算中的基本物理量與估算公式5比有效能量6其他常用術(shù)語參考人體內(nèi)污染途徑攝入量吸收量沉積量2019-11-722謝謝你的關(guān)注9.5

內(nèi)照射劑量估算與防護(hù)2019-11-723謝謝你的關(guān)注9.5.2

內(nèi)照射防護(hù)的一般原則和基本措施防止放射性物質(zhì)經(jīng)呼吸道進(jìn)入人體內(nèi)空氣凈化、稀釋、密閉包容、個人防護(hù)防止放射性物質(zhì)經(jīng)口進(jìn)入人體內(nèi)建立內(nèi)照射監(jiān)測體系9.6

輻射劑量測量原則9.6.1

采用電離法實現(xiàn)吸收劑量的標(biāo)準(zhǔn)測量自由空氣電離室的結(jié)構(gòu)示意圖2019-11-724謝謝你的關(guān)注球形石墨空腔電離室的結(jié)構(gòu)示意圖9.6

輻射劑量測量原則2019-11-725謝謝你的關(guān)注9.6.2

通過校準(zhǔn)劑量測量儀器實現(xiàn)吸收劑量測量1標(biāo)準(zhǔn)儀器法將待校準(zhǔn)(或刻度)儀器與標(biāo)準(zhǔn)儀器置于相同的輻射場(通常是均勻輻射場)中，并使兩者的探測器的有效中心在輻射場的相同位置(或者同一劑量區(qū))，此時得到的兩臺儀器讀數(shù)具有相同