輻射安全防護2

電離輻射生物效應(yīng)吉林大學(xué)第二醫(yī)院放療科劉林林什么是電離輻射？電離輻射是一切能引起物質(zhì)電離的輻射總稱，其種類很多，高速帶電粒子有α粒子、β粒子、質(zhì)子，不帶電粒子X射線、γ射線。

電離輻射的來源天然輻射：

人類主要接收來自于自然界的天然輻射。它來源于太陽，宇宙射線和在地殼中存在的發(fā)射性核素。從地下溢出的氡是自然界輻射的另一種重要來源。從太空來的宇宙射線包括能量化的光量子，電子，γ射線和X射線。在地殼中發(fā)現(xiàn)的主要發(fā)射性核素有鈾，釷和釙,及其他發(fā)射性物質(zhì)。它們釋放出α，β或γ射線。

電離輻射的來源人造輻射：

輻射廣泛用于醫(yī)學(xué)，工業(yè)等領(lǐng)域。人造輻射主要用于：醫(yī)用設(shè)備(例如醫(yī)學(xué)及影像設(shè)備)；研究及教學(xué)機構(gòu)；核反應(yīng)堆及其輔助設(shè)施，如鈾礦以及核燃料廠。諸如上述設(shè)施必將產(chǎn)生放射性廢物，其中一些向環(huán)境中泄漏出一定劑量的輻射。放射性材料也廣泛用于人們?nèi)粘５南M，如夜光手表，釉料陶瓷，人造假牙，煙霧探測器等。電離輻射的相對生物效應(yīng)相對生物效應(yīng)（RBE）

定義：X或γ射線引起某種生物效應(yīng)（往往以機體某種損傷表示之）所需要的吸收劑量與所研究的電離輻射引起相同生物效應(yīng)所需吸收劑量的比值（倍數(shù)），即為相對生物效應(yīng)。

應(yīng)當(dāng)指出，RBE值并不是一成不變的，它可因某些因素而變化。一、電離輻射的直接作用

射線的粒子或光子的能量被DNA或具有生物功能的其他分子直接吸收，使生物分子發(fā)生化學(xué)變化，這個效應(yīng)為直接效應(yīng)。電離輻射的這種作用稱為直接作用。

電離輻射對核酸大分子的直接作用，主要引起堿基的破壞或脫落、單鏈或雙鏈斷裂、氫鍵破壞、螺旋結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)交聯(lián)，或核酸之間、核酸與蛋白質(zhì)之間出現(xiàn)交聯(lián)。

電離輻射對蛋白質(zhì)的直接作用可引起蛋白質(zhì)側(cè)鏈發(fā)生變化，氫鍵、二硫鍵斷裂，導(dǎo)致高度卷曲的肽鏈出現(xiàn)不同程度的伸展，空間結(jié)構(gòu)改變。二、電離輻射的間接作用

間接作用：輻射的能量向生物分子傳遞時，通過擴散的離子及自由基起作用，并被生物分子所吸收而產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)稱為間接效應(yīng)或間接作用。自由基定義：帶有一個或多個不配對電子的分子或原子團。(一)間接作用主要是指輻射通過水的原發(fā)射解產(chǎn)物（H·，OH·，ea-q，H2，H2O2）等對生物大分子的作用，引起后者的損傷(二）自由基的損傷機制

1、自由基破壞細胞膜，使膜脂質(zhì)過氧化，引起膜結(jié)構(gòu)的破壞；

2、自由基使細胞蛋白質(zhì)氧化、脫氫，造成蛋白質(zhì)的失活、結(jié)構(gòu)改變、化學(xué)鏈的斷裂，或使蛋白質(zhì)交聯(lián)和聚合，從而影響蛋白質(zhì)的正常功能；

3、自由基使糖鏈的斷裂和失活；

4、自由基引起核酸的損傷，造成細胞死亡輻射量及其單位一、放射性活度放射性活度（radioactivity）簡稱活度，它的SI單位是“S-1”，SI單位專名是貝可[勒爾]（Becquerel），符號為Bq。1Bq＝1次衰變/秒。暫時與SI并用的專用單位名稱是居里，符號為Ci。1Ci＝3.7×1010Bq或1Bq＝1s-1≈2.703×10-11Ci二、照射量照射量（exposuredose）X是dQ除以dm所得的商，其中dQ的值是在質(zhì)量為dm空氣中，由光子釋放的全部電子（負電子和正電子）在空氣中完全被阻止時所產(chǎn)生的離子總電荷的絕對量，即：X＝dQ/dm。單位：庫侖·千克-1（C/kg）。暫時與SI并用的照射量的專用單位名稱是倫琴（Roentgen），符號為R，目前尚無SI單位專名，與SI單位的關(guān)系為1R＝2.58×10-4C·kg-1。三、吸收劑量吸收劑量（absorbeddose）定義為dε除以dm所得的商，其中dε是致電離輻射給予質(zhì)量為dm的受照物質(zhì)的平均能量。即D＝dε/dm。吸收劑量的SI單位是焦耳·千克-1（J·kg-1），SI單位專名是戈[瑞]（gray），符號Gy。暫時與SI并用的專用單位名稱是拉德，符號為rad。1Gy＝1J·kg-1＝100rad，或1rad＝10-2J·kg-1＝10-2Gy。影響電離輻射生物學(xué)作用的

主要因素

一、與輻射有關(guān)的因素（一）輻射種類

（二）照射劑量

半數(shù)致死劑量：（LD50）orLD50/30

（三）劑量率

(四）分次照射

（五）照射部位

當(dāng)照射劑量和劑量率相同時，腹部照射的全身后果最嚴(yán)重，依次為盆腔、頭頸、胸部及四肢。

（六）照射面積

（七）照射方式

二、與機體有關(guān)的因素

放射敏感性：指當(dāng)一切照射條件完全一致時，機體或其組織、器官對輻射作用的反應(yīng)強弱或速度快慢不同。若反應(yīng)強，速度快，其敏感性就高，反之則低。（一）生物種系的放射敏感性

總的趨勢是：種系演化越高，機體組織結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，則其放射敏感性越高。

（二）個體發(fā)育的放射敏感性

總的來說，放射敏感性隨著個體發(fā)育過程而逐漸降低.?胚胎植入前期:照射母體…胚胎大量死亡，人為妊娠第0~9日，小鼠為0~5日。

器官形成期:受到照射…出現(xiàn)大量畸形。人為第9~42天，小鼠為第5~13天。

器官形成期后:個體的放射敏感性逐漸下降。

應(yīng)當(dāng)強調(diào)指出，胚胎和胎兒期受照射的兒童發(fā)生某些類型的癌癥和白血病的危險度增高。

(三)不同組織和細胞的放射敏感性

Bergonie和Tribondeau定律：

一種組織的放射敏感性與其細胞的分裂活動成正比而與其分化程度成反比的結(jié)論,但卵母細胞和淋巴細胞例外，這２種細胞并不迅速分裂，但兩者都對輻射極為敏感。

(四)亞細胞和分子水平的敏感性

DNA>mRNA>rRNA和rRNA>蛋白質(zhì)

輻射對人體的影響

人體所受的輻射照射分為內(nèi)照射和外照射兩類，進入人體內(nèi)的輻射源對人體產(chǎn)生的照射稱為內(nèi)照射，而處在體外的輻射源對人體產(chǎn)生的照射稱為外照射。不論是內(nèi)照射還是外照射，都有可能對人體健康產(chǎn)生一定的影響。輻射效應(yīng)分類人體受到電離輻射照射后，輻射對人體產(chǎn)生的效應(yīng)可以出現(xiàn)在受照射本人或其后裔身上。出現(xiàn)在受照者本人身上的稱為軀體效應(yīng)；出現(xiàn)在受照射者后裔身上的稱為遺傳效應(yīng)。國家輻射防護委員會26號出版物中，又將這些效應(yīng)分為隨機效應(yīng)和非隨機效應(yīng)（現(xiàn)稱為確定性效應(yīng)）。隨機性效應(yīng)是指發(fā)生幾率（而不是嚴(yán)重程度）與劑量大小無關(guān)的效應(yīng)，對于這種效應(yīng)不存在著劑量的閾值。確定性效應(yīng)是指嚴(yán)重程度隨劑量而變化的效應(yīng)，對于這種效應(yīng)存在著劑量閾值，低于這個閾值，不會發(fā)生有害效應(yīng)。

輻射效應(yīng)分類遺傳效應(yīng)和軀體效應(yīng)中癌的發(fā)生都是隨機性效應(yīng)。為了防護目的，假定了在低水平照射下，隨機性效應(yīng)的發(fā)生率和劑量有著線性無閾的關(guān)系。即發(fā)生率和劑量成正比，也就是說即使很小的劑量，也有可能使人體受到損害，只是發(fā)生的幾率是很微小的。確定性軀體效應(yīng)表現(xiàn)為機體機能的改變，例如形成白內(nèi)障、皮膚的良性損傷、骨髓中細胞的減少、生育能力的減退、血管或結(jié)締組織的損傷等，這些效應(yīng)不會表現(xiàn)在后裔身上，所以不屬于遺傳效應(yīng)。確定性效應(yīng)的嚴(yán)重程度（疾患嚴(yán)重程度）取決于劑量的大小，即只有在機體接受的劑量超過一定閾值時才能發(fā)生。

輻射效應(yīng)分類

關(guān)于早期效應(yīng)日本核臨界事故（99.09.30）O氏（17Gy）：意識喪失、嘔吐、腹瀉、淋巴細胞數(shù)為0S氏（10Gy）20分鐘后感覺麻木、嘔吐、腹瀉輻射致癌的潛伏期終生16-24年10年其他癌癥40年8年2年白血病最大潛伏期中央值最小潛伏期輻射損傷機理

電離輻射可使水分子電離，形成自由基（H，OH）和過氧化氫等有害物質(zhì)。自由基的化學(xué)性質(zhì)極活潑，過氧化氫為強的氧化劑，它們與細胞中的硫氫基及其它重要化合物發(fā)生反應(yīng)，造成細胞損傷。大量研究還證明，電離輻射還可以直接使細胞中的染色體或其他重要成分斷裂，從而造成非正常細胞的出現(xiàn)。如果損傷的細胞是體細胞，則表現(xiàn)為軀體效應(yīng)；如果損傷的是生殖細胞，則輻射效應(yīng)表現(xiàn)在受照者的后代身上，這就表現(xiàn)為遺傳效應(yīng)急性放射病定義：人體一次或短時間內(nèi)分次受到大劑量照射引起的全身性疾患。外照射：＞1Gy急性放射病

癥狀與劑量的關(guān)系:劑量(Gy)癥狀0.10.51.01.53-57-10染色體變化末梢血中淋巴細胞減少10%的人惡心，嘔吐死亡閾值LD50/60天(造血器官死亡)LD100/60天(消化器官死亡)對造血組織影響細胞類型正常值減少閾值(Gy)白細胞3500-10000.5紅細胞(400-500)×1041.0血小板20×1041.0血細胞壽命淋巴細胞3-4天紅細胞120天血小板8-9天生殖系統(tǒng)的影響不孕的閾值(Gy):1次急性照射慢性照射男性一時性不孕0.150.4/年永久性不孕3.5-62.0/年1次急性照射慢性照射女性一時性不孕0.65–1.50.4/年永久性不孕2.5-60.2/年皮膚的放射損傷劑量(Gy) 急性損傷 慢性損傷0.5 染色體畸變 無5 一時性脫發(fā)及紅斑紅腫,疼痛,燒灼感 伴有功能障礙10 一時性潰瘍,水泡疤痕色素沉著WBC上升全身中毒癥狀 萎縮,15 永久性潰瘍,合并感染敗血癥 慢性頑固性潰瘍眼組織的放射損傷眼晶體:放射敏感性大于結(jié)膜等其他眼組織眼晶體前面部位的上皮細胞發(fā)生分裂障礙混濁白內(nèi)障(從前向后推移)潛伏期：6個月-35年，與劑量成反比 一次急性照射 多次照射混濁 0.5-2.05白內(nèi)障 5.08劑量與效應(yīng)的關(guān)系

一次全身受到大劑量的照射后能引起的癥狀

～25倫無明顯自覺癥狀可不治療，酌情觀察25～50極個別人有輕度惡心，乏力等感覺，血液學(xué)檢查有變化增加營養(yǎng)，要觀察50～100極少數(shù)人有輕度短暫的惡心，乏力，嘔吐，工作精力下降增加營養(yǎng)，注意休息，可自行恢復(fù)健康

100～150部分人員有惡心，嘔吐，食欲減退，頭暈乏力，少數(shù)人一時失去工作能力癥狀明顯者要對癥治療150～200半數(shù)人員有惡心，嘔吐，食欲減退，頭暈乏力，少數(shù)人癥狀較重，有一半人員一時失去工作能力大部分人需要對癥治療，部分人員要住院治療200～400大部分人出現(xiàn)上述癥狀，不少人癥狀較嚴(yán)重，少數(shù)人可能死亡400～600全部人員出現(xiàn)上述癥狀，死亡率約50％均需住院搶救，死亡率取決于治療的積極性800以上一般將100％死亡，盡量搶救，或許對個別人有成效輻射反應(yīng)和輻射損傷

身體或遺傳的效應(yīng)取決于幾種因素,包括總劑量和劑量率(放射劑量/單位時間).隨著總劑量或劑量率的增加,可測到效應(yīng)的可能性也增加.單劑快速照射幾個Gy后很容易觀察到明顯的生物效應(yīng)；但若在數(shù)周或數(shù)月內(nèi)給相同劑量的Gy,則可被機體耐受而且可測到的急性效應(yīng)很小.

放射效應(yīng)還取決于被照射的身體面積,全身1次吸收2Gy不致死；但當(dāng)整體劑量達到4.5Gy時,死亡率約為50%(LD50)；而在很短時間內(nèi)所給整體劑量＞6Gy時,幾乎肯定致死.相反,若長時間內(nèi)給小區(qū)域組織(如癌腫治療)照射數(shù)10Gy,則仍可耐受.在機體內(nèi)的劑量分布也很重要,一般細胞轉(zhuǎn)化越快,對輻射的敏感性越大.淋巴細胞最敏感,其他依次為性腺,增殖的骨髓細胞,腸上皮細胞,表皮,肝細胞,肺泡和膽道上皮細胞,腎上皮細胞,內(nèi)皮細胞(胸膜和腹膜),神經(jīng)細胞,骨細胞和肌肉及結(jié)締組織.放射治療時,敏感區(qū)域(如腸,骨髓)加以防護,而可接受高整體劑量,否則可致死.

病理生理學(xué)足夠高的劑量照射后,可發(fā)生細胞壞死.高的亞致死劑量可通過降低有絲分裂率,減緩DNA合成或使細胞變成息肉狀,而干擾細胞的增殖.連續(xù)進行更新的組織(如腸上皮,骨髓,性腺)經(jīng)輻射后可產(chǎn)生劑量依賴的進行性再生不良,萎縮,最終纖維化.某些受損但仍能進行有絲分裂的細胞,在其死亡前還可經(jīng)1或2個生殖周期,產(chǎn)生異常的后代(如巨大晚幼粒細胞,分葉過度的嗜中性白細胞).＜100mGy劑量的身體和遺傳學(xué)效應(yīng),通常用高劑量研究結(jié)果的線性外推法來估計.

急性輻射綜合征

大腦綜合征由極高整體劑量(＞30Gy)輻射所致,幾乎都是致死的.該綜合征有3個階段：表現(xiàn)為惡心和嘔吐的前驅(qū)期；倦怠和嗜睡,程度上從淡漠到虛脫(可能因腦內(nèi)非細菌性炎癥灶或輻射產(chǎn)生的毒性產(chǎn)物所致)；震顫,抽搐,共濟失調(diào),最后在數(shù)小時至數(shù)天內(nèi)死亡.胃腸道綜合征由整體劑量≥4Gy輻射所致,其特征為惡心,嘔吐和可導(dǎo)致嚴(yán)重脫水,血容量降低和血管虛脫的腹瀉.胃腸道綜合征由組織壞死引起,并且可因進行性胃腸道粘膜萎縮而持續(xù)不愈.也可因腸道壞死而發(fā)生菌血癥.最后腸絨毛脫落,大量血漿流失于腸腔.若補充大量血漿,4~6天后胃腸道上皮細胞可再生；在該期用抗生素可使病人保持存活.但2或3周內(nèi)可發(fā)生造血衰竭而通常致死.造血系統(tǒng)綜合征由整體劑量為2~10Gy的輻射所致,其最初的表現(xiàn)為厭食,冷漠,惡心和嘔吐.這些癥狀可在6~12小時內(nèi)達高峰,在照射后24~36小時完全消退.

外周血中,淋巴細胞減少立即發(fā)生,24~36小時內(nèi)達高峰.嗜中性的細胞減少的發(fā)生較緩慢.3~4周內(nèi)血小板減少明顯.

隨機性效應(yīng)-輻射致癌癌癥的概念與起源癌癥(cancer):增生失控并侵入周圍組織或向遠隔部位轉(zhuǎn)移的惡性腫瘤致癌因子(carcinogen):能使正常細胞轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒约毎詈蟀l(fā)展為癌癥的因子

化學(xué)因素物理因素病毒機體遺傳特性,激素水平,環(huán)境因素,生活因素癌癥的多階段發(fā)生學(xué)說(multi-stage)始動期(initiation):原癌基因的激活;抑癌基因的失活淘汰機制:DNA修復(fù),免疫系統(tǒng)的識別監(jiān)視消除癌癥是否出現(xiàn)和何時出現(xiàn)促進期(promotion):變異細胞癌細胞發(fā)展期(progression):癌細胞的惡性性質(zhì)增加癌癥預(yù)防

若在照射前給某些藥物或化合物(如巰基化合物),可增加動物的存活率.但沒有可用于人類的預(yù)防藥物.減少致死的或嚴(yán)重超劑量暴露的唯一辦法是嚴(yán)格執(zhí)行防護措施和堅持最大允許劑量水平制度.治療

被放射性物質(zhì)污染的皮膚,應(yīng)該立即用大量的水和用含有依地酸(EDTA)的特異性螯合液清洗.小的穿通傷必須嚴(yán)格清洗和清創(chuàng),直至創(chuàng)口無放射性.攝入的放射性物質(zhì)應(yīng)迅速催吐清除,若是剛攝入則可洗胃清除.

急性大腦綜合征是致死性的,故治療是枯息性的,包括處理休克和缺氧,緩解疼痛和焦慮,給鎮(zhèn)靜劑控制抽搐.

對胃腸道綜合征,若照射劑量不大,給止吐藥,鎮(zhèn)靜劑和抗生素已足夠.若能口服進食,則給可刺激性的飲食可獲良好耐受.經(jīng)適當(dāng)途徑補足大量液體,電解質(zhì)和血漿.所給液體的量和種類取決于血化學(xué)分析(特別是電解質(zhì)和蛋白),血壓,脈搏,液體出入量和皮膚的充盈度.

對造血系統(tǒng)綜合征并伴有潛在的致死性感染,出血和貧血的病人,處理與不管什么原因所致的骨髓再生不良及全血減少的處理相同.主要的治療是給抗生素和輸新鮮血及血小板.所有皮膚穿刺都必須無菌操作,病人應(yīng)該隔離以防止接觸致病菌

輻射防護的概念輻射防護是研究保護人類(系指全人類、其中的部分或個體成員以及他們的后代)免受或少受輻射危害的應(yīng)用學(xué)科，有時亦指用于保護人類免受或盡量少受輻射危害的要求、措施、手段和方法。輻射包括電離輻射和非電離輻射。在核領(lǐng)域，輻射防護專指電離輻射防護。

1什么是輻射防護的三原則?輻射防護三原則是指實踐的正當(dāng)性、防護水平的最優(yōu)化和個人受照的劑量限值。2什么叫外照射?外照射防護方法有哪三種?體外輻射源對人體的照射稱外照射。外照射的防護方法有受照射時間的控制、增大與輻射源間的距離和采用屏蔽三種方法。3什么叫內(nèi)照射?控制內(nèi)照射的基本原則是什么?進入人體內(nèi)的放射性核素作為輻射源對人體的照射稱內(nèi)照射?？刂苾?nèi)照射的基本原則是防止或減少放射性物質(zhì)進入體內(nèi)，對于放射性核素可能進入體內(nèi)的途徑要予以防范。

輻射防護的基本知識輻射防護的目的

ICRP1：防止或減少軀體損傷，并

且減少居民的遺傳性體質(zhì)

的惡化。

ICRP9：防止急性輻射效應(yīng)并將

晚期效應(yīng)的危險限制到

一個可以接受的水平。ICRP26：防止有害的非隨機效應(yīng)，并限制隨機性效

應(yīng)的發(fā)生率，使之達到被認為可以接受的水平。

另一附加的目的是保證伴有輻射照射的各種實踐

都具有正當(dāng)?shù)睦碛伞?/p>

ICRP60：放射防護的主要目的，是為人類提供一個

適宜的防護標(biāo)準(zhǔn)而不致過分地限制產(chǎn)生輻射照射

的有益實踐。從上面簡單的回憶中可以看出，輻

射防護的主要對象是個人，他們的后代，以

及全人類這一點一直是很明確的。

1.輻射效應(yīng)的生物學(xué)基礎(chǔ)知識細胞

細胞是由膜包圍的能獨立進行繁殖的原生質(zhì)團。細胞是一切生物體進行生命活動的基本結(jié)構(gòu)和功能單位。根據(jù)細胞的功能，可將組成人體的細胞分成兩大類，一類稱作體細胞，一類稱作生殖細胞。前者是構(gòu)成個體本身（軀體）的各種細胞，后者則是專為繁殖后代的細胞。

細胞的結(jié)構(gòu)

細胞包括質(zhì)膜、細胞質(zhì)和細胞核

（或類核）。細胞結(jié)構(gòu)可用以下格式表示：

質(zhì)膜

細胞器

細胞

細胞質(zhì)

細胞質(zhì)溶質(zhì)

細胞骨架

細膜核（或類核）

細胞核：細胞中由膜圍成的主要細胞器是細胞核。核表面是由雙層膜構(gòu)成的核被膜，核內(nèi)含有由脫氧核糖核酸（DNA）和蛋白質(zhì)構(gòu)成的染色體。DNA具有鏈狀結(jié)構(gòu)，在通常狀況下以雙螺旋形式存在，DNA是一切細胞的基本遺傳物質(zhì)，即可遺傳信息的物質(zhì)。DNA中的堿基共有4種，兩種嘧啶（胸腺嘧啶和胞嘧啶）和兩種嘌呤（腺嘌呤和鳥嘌呤）。4種堿基之間的聯(lián)系并非任意，而是嚴(yán)格遵循一定的規(guī)律。

染色體由DNA和蛋白質(zhì)構(gòu)成染色體在細胞分裂的不同時期結(jié)構(gòu)狀態(tài)也各異。人類的46條染色體長短不一，構(gòu)成人類每條染色體的DNA分子的平均長度有數(shù)厘米，總長度約1.7m。

細胞增殖

細胞增殖的方式是細胞分裂（有絲分裂），細胞分裂的兩個主要階段是細胞DNA的復(fù)制和細胞分裂成兩個子細胞，子細胞進一步分裂形成下一代細胞。

DNA復(fù)制和細胞分裂發(fā)生在明顯的且很有規(guī)律的時間間隔內(nèi)，因此可將細胞周期分為四個時期，①G1期（DNA合成前期），這是分裂之后新細胞的第一個生長期，最長的一個時期，為細胞復(fù)制作準(zhǔn)備；②S期（DNA合成期），DNA進行復(fù)制，形成每條染色體的完整拷貝；③G2期（DNA合成后期），較短的間隙期，位于S期后，有絲分裂期之前；④M期（有絲分裂期），隨著細胞的分裂，染色體對等地分配進兩個子細胞。

圖4-1細胞周期細胞分化在個體發(fā)育過程中，后代細胞在形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理功能上發(fā)生差異的過程稱為細胞分化。已分化的細胞稱作分化細胞或功能細胞。在生物體體內(nèi)存在著另一些未分化的體細胞，這類細胞不能執(zhí)行特定功能而專門進行增殖，它一直處于細胞周期的循環(huán)過程中，不斷生成新的細胞，這就是干細胞。

人體的結(jié)構(gòu)及功能組織、器官和系統(tǒng)人體和所有的生物體一樣是由細胞構(gòu)成的，而細胞有多種多樣。許多在來源、構(gòu)造、功能方面相同的細胞和細胞間質(zhì)結(jié)合在一起并發(fā)揮著相同作用，就成為組織。人體有4種組織：即上皮組織、肌肉組織、結(jié)締組織和神經(jīng)組織。多種具有同一功能組織結(jié)合起來構(gòu)成器官。人體有多種器官，人們熟知的有心、肝、脾、肺、腎等。幾個不同的器官組合在一起完成某種特定的功能就構(gòu)成系統(tǒng)。人體的系統(tǒng)有骨骼、肌肉、消化、呼吸、循環(huán)、泌尿、神經(jīng)、內(nèi)分泌和生殖等系統(tǒng)。

輻射引起的DNA損傷與修復(fù)輻射防護所關(guān)心的是包括癌癥及遺傳效應(yīng)在內(nèi)的隨機效應(yīng)和確定性效應(yīng)。輻射誘發(fā)細胞死亡、突變及惡性突變的部位是在細胞核內(nèi)，而DNA是主要靶。DNA損傷與修復(fù)輻射徑跡可將能量直接沉積于DNA（直接效應(yīng)），或使與DNA緊密結(jié)合的其他分子（特別是水）電離，形成能損傷DNA的自由基（間接效應(yīng)）（圖4-2）。圖4-2輻射對DNA的直接作用和間接作用在正常情況下細胞具有很強的修復(fù)能力，可在數(shù)小時內(nèi)使受損傷的DNA分子回復(fù)原狀，以維持細胞正常的生命過程，這就是DNA的損傷修復(fù)。按DNA損傷修復(fù)機理，修復(fù)途徑可分為回復(fù)修復(fù)、切除修復(fù)、重組修復(fù)、錯配修復(fù)和SOS修復(fù)。

基因突變和染色體畸變

通過復(fù)制而遺傳的DNA結(jié)構(gòu)的任何永久性改變都叫突變，突變是一種遺傳狀態(tài)。所有的突變都是由于DNA鏈中堿基發(fā)生了改變。根據(jù)輻射誘發(fā)突變的性質(zhì)和突變涉及范圍，可將突變分為三種類型：點突變、染色體突變和基因組突變。

染色體畸變當(dāng)受到一定劑量的電離輻射作用后，在外周血淋巴細胞和骨髓細胞中早期即可見到染色體的改變，這種變化稱之為染色體畸變。根據(jù)細胞受照射所處的時期以及染色體斷裂后重接的方式染色體結(jié)構(gòu)的改變分為兩類：一為染色單體畸變，二是染色體型畸變。一般認為染色單體畸變對評價輻射效應(yīng)意義不大?？梢愿鶕?jù)照后所產(chǎn)生的畸變頻率，利用事先用健康人血獲得的畸變量與照射劑量關(guān)系的刻度曲線回歸方程估算受照劑量。

FISH穩(wěn)定性畸變，其畸變頻率基本保持不變，與原來受照劑量仍有一定相關(guān)。近年來，穩(wěn)定性染色體畸變分析技術(shù)的發(fā)展，特別是顯帶技術(shù)和熒光原位雜交（FISH）方法可以較為準(zhǔn)確地認別易位畸變，這些技術(shù)為事故劑量估算和職業(yè)受照者的劑量重建提供了有力的支持。

非靶效應(yīng)

基因組不穩(wěn)定性和旁效應(yīng)近年來，報道了許多輻射照射產(chǎn)生的非靶效應(yīng)，這些效應(yīng)包括輻射誘發(fā)的基因組不穩(wěn)定性、旁效應(yīng)，在受照個體血漿中產(chǎn)生的斷裂因子（當(dāng)與未照射細胞培養(yǎng)時它可引起染色體畸變）和雙親受照產(chǎn)生的在后代顯現(xiàn)的可遺傳效應(yīng)，這些效應(yīng)對輻射照射危險評估和對輻射誘發(fā)癌癥的理解提出了新的挑戰(zhàn)。輻射誘發(fā)的基因組不穩(wěn)定性是指在照后某一延遲時間于受照細胞受初始攻擊后的多代后裔細胞中顯現(xiàn)的效應(yīng)?；蚪M不穩(wěn)定性是一個描述基因組變化速率增加（在細胞周期的許多代中）的含義廣泛的術(shù)語。效應(yīng)未在受照細胞中發(fā)生而是發(fā)生在其子代細胞中。

2.隨機性效應(yīng)——致癌效應(yīng)習(xí)慣上把所有惡性腫瘤統(tǒng)稱為癌，在輻射致癌危險評估中，把所有惡性腫瘤分為兩類：白血病和實體癌，后者是指除白血病外的其他全部惡性腫瘤。

輻射效應(yīng)隨機性效應(yīng)致癌效應(yīng)，線性無閾，發(fā)生率與劑量成正比。確定性效應(yīng)05年建議書稱之為組織反應(yīng)，有閾值。癌癥發(fā)生的多階段理論

聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會（UNSCEAR）1993、2000年報告分別將腫瘤的發(fā)生概括為3階段和4階段模型。

癌癥發(fā)生的三階段模型

UNSCEAR1993年報告將癌癥發(fā)生概括為三個階段：始動、促進和發(fā)展。

UNSCEAR癌癥發(fā)生的4階段模型

2000年報告將輻射致癌過程大致分為4個階段；腫瘤形成的始動、腫瘤形成的促進、腫瘤轉(zhuǎn)化和腫瘤形成的進展。見圖4—3圖4-3多階段腫瘤生成的簡單概括圖正常靶細胞染色體DNA損傷DNA正確修復(fù)失敗

特異的腫瘤始動突變出現(xiàn)

正癌前促進生長轉(zhuǎn)化為明顯的惡性表型

惡性進展和腫瘤擴散

輻射致癌的劑量響應(yīng)關(guān)系

UNSCEAR1993年報告在審議有關(guān)突變、哺乳動物中染色體畸變、細胞轉(zhuǎn)化及輻射誘發(fā)癌癥資料的基礎(chǔ)上，對低LET提出了三種無閾模型，即線性、線性平方純平方模型。見圖4—4。

3.隨機性效應(yīng)——遺傳效應(yīng)

輻射遺傳效應(yīng)是通過輻射對生殖細胞遺傳物質(zhì)的損害使受照者后代發(fā)生的遺傳性異常，它是一種表現(xiàn)于受照者后代的隨機性效應(yīng)。輻射遺傳效應(yīng)的人類觀察資料

原爆幸存者遺傳效應(yīng)研究

輻射遺傳效應(yīng)流行病學(xué)調(diào)查項目對原爆幸存者受照射后懷孕所生子女進行了登記隨訪。調(diào)查項目有：不幸妊娠結(jié)果活產(chǎn)兒F1生育年齡前死亡、腫瘤發(fā)生率、某些類型染色體異常頻率、影響蛋白某些特征的突變頻率、性比例和兒童身體發(fā)育等七項。上述7個數(shù)據(jù)組的差異分析指出，盡管預(yù)期趨勢上有差別，沒有顯示出親代受照對兒童的這些指標(biāo)有統(tǒng)計學(xué)顯著的影響。

輻射遺傳效應(yīng)危險系數(shù)

全體人群遺傳效應(yīng)的總概率1.0×10-2Sv-1。對于一個工作人員人群來說，有生育能力人員的份額為（30―18）/（65―18）=12/47≈0.25，工作人員的人均概率約為0.6×10-2Sv-1。遺傳效應(yīng)所致全體人群和工作人員的危害系數(shù)分別為1.33×10-2Sv-1和0.8×10-2Sv-1。

4.確定性效應(yīng)（05年建議書草案稱這為組織反應(yīng)）

確定性效應(yīng)的概念

在較大劑量照射全部組織或局部組織情況下，大量的細胞被殺死，而這些細胞又不能由活細胞的增殖來補償，由此引起的細胞丟失可在組織或器官中產(chǎn)生臨床上可檢查出的嚴(yán)重功能損傷，所觀察到的效應(yīng)的嚴(yán)重程度與劑量有關(guān)，因而存在劑量閾值。這種照射引起的效應(yīng)即為確定性效應(yīng)。

全身照射后的死亡

對健康的成年人群來說急性照射后的LD50/60估計為3~5Gy，這種情況下，死因是骨髓干細胞丟失造成的骨髓功能喪失。當(dāng)劑量越過大約5Gy時，則會產(chǎn)生其他效應(yīng)，包括嚴(yán)重胃腸道損傷，在更大劑量情況下，則發(fā)生神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)的效應(yīng)，幾天之后個體死于休克。表4—4給出了在短時間內(nèi)（如幾分鐘）受到大劑量、低LET照射后死亡時間。

表4—4人類受低LET全身均勻急性照射誘發(fā)綜合癥和死亡的特定輻射的劑量范圍全身吸收劑量（Gy）

造成死亡的主要效應(yīng)

照后死亡時間（d）

3—5骨髓損傷（LD50/60）

30—605—15胃腸道及肺損傷

10—20＞15神經(jīng)系統(tǒng)損傷

1—5輻射防護

1外照射防護1.1外照射概念外照射系指來自體外的電離輻射對人體的照射。外照射防護的主要目的在于既保證完滿達到電離輻射源的應(yīng)用目的，又使得人員受到的輻射照射保持在可以合理做到的最低水平。其次，外照射防護有時也為了保護那些對電離輻射敏感的材料和設(shè)備免受電離輻射的損壞。

1.2重要性1.2.1外照射廣泛地應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、衛(wèi)生、科研等各領(lǐng)域。1.2.2從業(yè)人員多，出現(xiàn)人體放射損傷的幾率較高，損傷程度可能較嚴(yán)重。1.2.3有些外照射場合，如大型γ輻射加工及加速器應(yīng)用場所，劑量率非常高。如人員受到誤照，損傷會非常嚴(yán)重，甚至受照幾分鐘即可致人于死地。1.2.4若發(fā)生事故，政治、經(jīng)濟及社會影響均比較大。

1.3基本方法1.3.1控制源強對使用放射性核素的場合，應(yīng)根據(jù)工作需要選擇具有適宜活度的放射源。對射線裝置，要保證射線質(zhì),減少無用輻射成份。如醫(yī)用診斷χ線，應(yīng)盡量采用高電壓、低電流的方式。

1.3.2距離防護在可能的情況下，盡量增加人體與放射源之間的距離以降低人體接受劑量。實驗證明，對較高能量的χ、γ射線點源,離點源距離d處的照射量率反比于d的平方。即：距離增大一倍，照射量率降低到原來的1/4。

1.3.3時間防護操作或接觸放射源和放射線時間越長，接受劑量越大，所以應(yīng)盡量減少接觸放射線的時間以減少人體接受劑量。為縮短受照時間，在進行有關(guān)操作之前，應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，操作時務(wù)求熟練、迅速。

1.3.4屏蔽防護在實際工作中，由于條件所限，往往單靠縮短接觸時間和增大距離并不能達到安全操作的目的。

因此上述兩種方法都不適用，而必須采用屏蔽防護。屏蔽防護就是根據(jù)輻射通過物質(zhì)時被減弱的原理，在人與輻射源之間加一層足夠厚的屏蔽物（減弱材料），把外照射劑量減少到控制標(biāo)準(zhǔn)以下，以保護人體安全。屏蔽所用材料根據(jù)射線不同的性質(zhì)、類型、輸出量大小等決定。

外照射防護，除了上述基本措施外，還應(yīng)做好工作人員的防護培訓(xùn)，進行工作環(huán)境和個人劑量的監(jiān)測，及時屏蔽或移走暫時無用或多余的放射性物質(zhì)等。

此外，任何電離輻射與空氣相互作用，會產(chǎn)生某些有害的氣體，例如臭氧、氮氧化物。同時，受到高能帶電粒子束、中子束或高能光子束照射的物質(zhì)（包括空氣和灰塵）還可能被誘發(fā)感生放射性。因此，在應(yīng)用外部電離輻射源的時候，除了注意外照射的輻射防護，還須采取相應(yīng)的其它措施（如通風(fēng)），用以防止內(nèi)照射、有害氣體及其他有害因素對人體的損害。

2內(nèi)照射防護2.1內(nèi)照射概念當(dāng)放射性核素經(jīng)由食入、吸入、皮膚粘膜或傷口進入人體內(nèi)時，可引起內(nèi)照射的危害。內(nèi)照射不同于外照射的顯著特點是，即使停止接觸放射性物質(zhì)以后，已經(jīng)進入人體內(nèi)的放射性核素仍將產(chǎn)生照射，而同一數(shù)量的放射性物質(zhì)進入體內(nèi)后引起的危害大于其在體外作為外照射源時所造成的危害。因此，內(nèi)照射防護的基本原則是采取各種措施，盡可能地隔斷放射性物質(zhì)進入體內(nèi)的各種途徑、減少放射性核素進入人體的一切機會，在“可以合理做到”的限度內(nèi)，使攝入量減少到盡可能低的水平。2.2基本措施2.2.1圍封隔離包括在開放源的周圍設(shè)立一系列的屏障，以限制可能被污染的體積和表面，防止由于人員或物體的移動而將污染帶到相鄰房間等措施。工作場所要合理布局、三區(qū)分明、避免交叉污染。2.2.2凈化通風(fēng)嚴(yán)格安全操作規(guī)定，防止或減少污染的發(fā)生，對受到污染的表面及時去污，對污染空氣的凈化，并合理組織通風(fēng)。2.2.3密閉包容把可能成