放射性危害與防護(hù)

原子彈爆炸放射性危害與防護(hù)山東省疾病預(yù)防控制中心輻射防護(hù)安全所李連波

第一部分：放射性危害

放射性危害途徑放射性危害影響因素電離輻射效應(yīng)類型1.放射性危害途徑外照射：外照射系指體外的X、γ、β等射線對人體的照射內(nèi)照射：當(dāng)α、β等放射性核素經(jīng)食入、吸入、皮膚粘膜或傷口進(jìn)入體內(nèi)引起的照射。

放射生物效應(yīng)概念2.放射性危害影響因素電離輻射的種類照射劑量劑量率照射方式：間歇、持續(xù)；全身、局部照射部位受照個體差異：性別，年齡，敏感性按效應(yīng)發(fā)生在自身或子代身上分為：

軀體效應(yīng)

遺傳效應(yīng)按效應(yīng)出現(xiàn)的時間早晚分：近期效應(yīng)遠(yuǎn)期效應(yīng)按劑量-效應(yīng)關(guān)系分：

確定性效應(yīng)隨機(jī)性效應(yīng)3.電離輻射效應(yīng)類型目前常用的分類方法：(1)確定性效應(yīng)(2)隨機(jī)性效應(yīng)(3)遺傳效應(yīng)（后代中的隨機(jī)性效應(yīng)）(4)胚胎和胎兒效應(yīng)（遺傳、確定效應(yīng)）

電離輻射的生物效應(yīng)(1)確定性效應(yīng)

是指通常情況下存在劑量閾值的一種輻射效應(yīng)，超過閾值時，劑量越高則效應(yīng)的嚴(yán)重程度愈大。一般在輻射導(dǎo)致組織細(xì)胞大量死亡而超過機(jī)體的再生和代償能力時，則出現(xiàn)確定性效應(yīng)。由于這種損害效應(yīng)是當(dāng)受照劑量達(dá)到一定水平后一定發(fā)生，故稱為確定性效應(yīng)。

確定性效應(yīng)特點(diǎn)存在‘劑量閾值’：超過‘閾劑量’值，才會產(chǎn)生效應(yīng)。效應(yīng)嚴(yán)重程度：與接受的劑量有關(guān)，劑量越大越嚴(yán)重。臨床表現(xiàn)：乏力、嘔吐、脫發(fā)、牙齦出血、白細(xì)胞降低、白內(nèi)障、性欲降低、皮膚紅斑、潰瘍、不同類型的放射病，直至死亡。確定性效應(yīng)按機(jī)體受照范圍大小，可分為兩大類：①急性放射?。孩诰植糠派鋼p傷：皮膚損傷多見

某些確定性效應(yīng)是特殊組織所獨(dú)有的:睪丸和卵巢的暫時和永久性不育眼晶體的白內(nèi)障皮膚的良性損傷骨髓內(nèi)血細(xì)胞減少所致造血障礙任何器官都能發(fā)生的炎癥過程器官/組織效應(yīng)閾值吸收劑量（Gy）短期暴露（單次劑量）長期暴露（年劑量，重復(fù)多年）睪丸暫時不育0.150.4永久不育3.5-6.02.0卵巢不孕2.5-6.0>0.2眼晶體可見濁斑0.5-2.0>0.1視力損傷（白內(nèi)障）5.0>0.15骨髓造血損傷0.5>0.4皮膚紅斑（干性脫皮）2.0-濕性脫皮18-表皮和深層皮膚壞死25-皮膚萎縮并發(fā)毛細(xì)管擴(kuò)張10-121.0全身急性放射病（輕度）1-全身和局部照射的劑量閾值

(2)隨機(jī)性效應(yīng)

發(fā)生幾率與受照劑量成正比而嚴(yán)重程度與劑量無關(guān)的效應(yīng)稱為隨機(jī)效應(yīng)。如受照個體的癌癥和遺傳效應(yīng)。如果照射后細(xì)胞DNA的損害和突變沒有使細(xì)胞死亡，也沒有得到正確修復(fù)，而是出現(xiàn)錯誤修復(fù)，這些修復(fù)的細(xì)胞可以保存繼續(xù)增殖的能力，并把錯誤的信息傳給后代的細(xì)胞，演變成伴有特定DNA變化了的異常細(xì)胞克隆，造成細(xì)胞變異。主要表現(xiàn)是癌癥發(fā)病率增加。癌癥發(fā)病率與接受的劑量有關(guān)，接受的劑量越大，癌癥發(fā)病率越高嚴(yán)重程度與接受的劑量無關(guān)。不存在“劑量閾值”。隨機(jī)性效應(yīng)的特點(diǎn)主要表現(xiàn)受照者后代遺傳紊亂

如果射線損傷了生殖細(xì)胞，使生殖細(xì)胞發(fā)生變異，則錯誤的信息將向后代傳遞，并表現(xiàn)為受照者后代的遺傳紊亂。遺傳效應(yīng)主要發(fā)生于受照后的第一、第二子代。雖然在放射生物研究中尚未被確認(rèn)，但對動植物研究提示，這種效應(yīng)將會出現(xiàn)。

(3)遺傳效應(yīng)－后代中的隨機(jī)性效應(yīng)

胚胎死亡畸形智力障礙出生后生長發(fā)育障礙兒童期白血病等(4)胚胎和胎兒效應(yīng)

胎兒出生前受照：1-3周內(nèi)受照：不致引起活產(chǎn)兒的確定性效應(yīng)與隨機(jī)效應(yīng)。3周-妊娠終了：確定性效應(yīng)–胎兒畸形，閾值：0.1Gy。

隨機(jī)性效應(yīng)–活產(chǎn)兒癌癥概率增加。8-15周最危險：嚴(yán)重智力發(fā)育遲緩智商降低胎兒受照

有些實驗表明，輻射可以刺激細(xì)胞的繁殖與修復(fù)，增強(qiáng)免疫及改變體內(nèi)激素平衡。這種現(xiàn)象稱為小劑量刺激效應(yīng)。

但由于小劑量統(tǒng)計學(xué)上的困難，這些未成定論，尚未達(dá)到需要在放射防護(hù)中予以考慮的程度。

小劑量刺激效應(yīng)第二部分：放射（輻射）防護(hù)現(xiàn)代放射防護(hù)的理論基礎(chǔ)放射防護(hù)基本原則外照射防護(hù)內(nèi)照射防護(hù)的基本措施一、現(xiàn)代放射防護(hù)的理論基礎(chǔ)防護(hù)目的：防止發(fā)生確定性效應(yīng)，把隨機(jī)性效應(yīng)控制在可以接受的水平?！熬€形無閾”假設(shè)–

隨機(jī)性效應(yīng)沒有劑量閾值，任何小劑量的照射，都會引起癌癥危險度的增加。增加的幅度，可由大劑量引起的危險度，按線性模型外推得到。“ALARA”原則–

要盡量避免一切不必要的照射。接受的輻射劑量，要保持在可以合理做到的最低水平（AsLowAsReasonableAchievable）。完整的放射防護(hù)體系：

實踐的正當(dāng)化 防護(hù)的最優(yōu)化 個人劑量限值

三者同等重要，缺一不可。不能單把個人劑量限值當(dāng)作尺子來用，不考慮實踐的正當(dāng)性和防護(hù)的最優(yōu)化。必須全面貫徹整個放射防護(hù)體系。二、放射防護(hù)基本原則

——輻射實踐的正當(dāng)化是指從事任何與放射性有關(guān)的活動，都要有正當(dāng)理由。

采取任何可能接受輻射劑量的行動，都要經(jīng)過事先論證，進(jìn)行正當(dāng)化分析。要使個人和社會得到的利益大于輻射造成的危害。否則就不能采取這樣的行動。沒有正當(dāng)理由，就不要采取可能接受輻射劑量的行動。

1.實踐的正當(dāng)化2.防護(hù)的最優(yōu)化———輻射防護(hù)的最優(yōu)化是指在具備實踐正當(dāng)化的條件下，對人員的防護(hù)要最優(yōu)化，得到的利益要大于付出的代價。

在進(jìn)行實踐的正當(dāng)性分析之后，確定了要進(jìn)行涉及照射的實踐，此時要進(jìn)行防護(hù)最優(yōu)化分析：考慮經(jīng)濟(jì)和社會因素，要采取有效防護(hù)措施，使受照人數(shù)、接受劑量保持在可以合理做到的最低水平。

3.個人劑量限值個人劑量限值是指在具備實踐正當(dāng)化和防護(hù)最優(yōu)化的條件下，人員接受的劑量不能超過一定量值。劑量限值職業(yè)人員公眾有效劑量20mSv/a1mSv/a5年平均，任一年50mSv特殊情況，允許5年平均年當(dāng)量劑量眼晶體150mSv15mSv皮膚500mSv50mSv手和足500mSv-個人劑量限值對于年齡為16～18歲接受涉及輻射照射就業(yè)培訓(xùn)的徒工和年齡為16～18歲在學(xué)習(xí)過程中需要使用放射源的學(xué)生，應(yīng)控制其職業(yè)照射使之不超過下述限值：年有效劑量，6mSv；眼晶體的年當(dāng)量劑量，50mSv；四肢（手和足）或皮膚的年當(dāng)量劑量，150mSv。三、外照射防護(hù)

外照射系指來自體外的電離輻射對人體的照射。能夠引起外照射的電離輻射源主要包括：①放射性核素，其中包括

放射性核素、

放射性核素和放射性中子源等。②X射線機(jī)。③粒子加速器。④核裂變反應(yīng)堆。外照射防護(hù)目的在于既保證完滿達(dá)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。另外，外照射防護(hù)有時也為了保護(hù)那些對電離輻射敏感的材料和設(shè)備免遭電離輻射的損壞。

（一）外照射防護(hù)基本措施

時間防護(hù)距離防護(hù)屏蔽防護(hù)1、時間防護(hù)

時間防護(hù)

縮短受照時間。人體受到照射的累積劑量是隨時間延長而增加的，正比于受照時間。因工作需要進(jìn)入電離輻射場操作時，為縮短受照時間，應(yīng)做好充分準(zhǔn)備，操作時務(wù)求熟練、迅速。某些場合下，如搶收設(shè)備和排除事故，工作人員需在強(qiáng)輻射場內(nèi)進(jìn)行工作，應(yīng)采用輪流、替換辦法，嚴(yán)格限制每個人的操作時間，將每人所受的劑量控制在擬定的限值以下。另外除工作需要外，應(yīng)避免在電離輻射場中作不必要的逗留。

距離防護(hù)

增大與源的距離。人體受到照射的劑量率是隨離開源的距離增大而減小的。

輻射強(qiáng)度與源的距離的平方成反比（1/R2）。即：距離增加一倍，輻射強(qiáng)度降低到原來的四分之一。2、距離防護(hù)點(diǎn)源輻射強(qiáng)度的計算一個放射性活度為A0、照射量率常數(shù)為Γ的點(diǎn)狀

源，在距離r(m)處造成的照射量率X即可由下式給出：X=AΓ/r2注意，式中r用“m”作單位，當(dāng)A和?；蛘叨疾捎肧I單位，或者都采用舊的專用單位。因此，當(dāng)周圍介質(zhì)對電離輻射的散射和吸收很小時，人體受到點(diǎn)狀

源照射的劑量率接近與距離的平方成反比，亦就是，距離增大一倍，劑量率則減小到原來的四分之一。

屏蔽防護(hù)

設(shè)置防護(hù)屏障。雖然通過控制時間、距離可以減少人體受照劑量，但是為了達(dá)到電離輻射源預(yù)期的應(yīng)用目的和保證對預(yù)定的照射程序的有效控制和操作，客觀上不允許無限制地縮短受照時間和增大距離。為了達(dá)到有效的防護(hù)目的，尚須設(shè)置屏蔽進(jìn)行防護(hù)。所謂屏蔽防護(hù)，就是在放射源和人員之間放置一種能有效吸收射線的屏蔽材料，從而減弱或消除射線對人體的危害。

3、屏蔽防護(hù)

外照射防護(hù)中，須根據(jù)實際情況，合理應(yīng)用上述三個基本措施。外照射防護(hù)，除了時間、距離、屏蔽三個基本措施外，還應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：做好工作人員的防護(hù)培訓(xùn)進(jìn)行工作環(huán)境和個人劑量的監(jiān)測控制電離輻射源的強(qiáng)度和能量及時屏蔽或移走暫時無用或多余的放射性物質(zhì)等

另外，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(hù)，還須采取相應(yīng)的其它措施(如通風(fēng))，用以防止內(nèi)照射、有害氣體及其它有害因素對人體的損害。

（二）X、

射線的屏蔽防護(hù)簡介

X或

射線與物質(zhì)相互作用的過程主要有光電效應(yīng)、康普頓散射和電子對效應(yīng)。由于光電效應(yīng)、康普頓散射、電子對效應(yīng)的作用幾率分別與物質(zhì)的原子序數(shù)Z成四次方、一次方和二次方關(guān)系，因此，一般來說，物質(zhì)的原子序數(shù)越高，對X或

射線屏蔽效果越好。

屏蔽材料的屏蔽厚度有多種表示方法，但常用的有鉛當(dāng)量、半衰減厚度(d1/2)（半值層厚度HVT）和十倍衰減厚度(d1/10)（十分之一值層厚度TVT）。

半衰減厚度d1/2，就是將入射的X或

射線減少一半所需要的物質(zhì)層厚度。將入射的X或

射線減小到1/10的物質(zhì)層厚度，即十倍衰減厚度d1/10。鉛當(dāng)量，為了便于比較不同的屏蔽材料對X、γ射線的屏蔽性能，通常用鉛作為比較，把達(dá)到與一定厚度的某屏蔽材料相同屏蔽效果的鉛層厚度，稱為該厚度屏蔽材料的鉛當(dāng)量，單位以mmPb表示。

寬束X射線的近半衰減厚度和十倍衰減厚度X線

源半衰減厚度(cm)10倍衰減厚度(cm)

混

凝

土鉛50千伏0.0050.40.0181.370—1.0—3.6750.015—0.050—1000.0251.60.0845.5125—1.9—6.41500.0292.20.0967.02000.0422.60.148.62500.0862.80.299.03000.173.00.5710.04000.253.00.8210.0

0.5兆伏0.313.61.0311.910.764.62.5215.021.156.13.920.13—6.9—22.641.488.44.927.451.5410.25.133.8101.6911.75.638.6201.6313.75.445.7301.5713.75.245.738—13.7—45.7鉛混

凝

土

1mm鉛當(dāng)量不同材料的厚度磚80～110水

泥80～110混凝土47～60鋇水泥7.5～10鋇

磚14.6鐵5.88材

料

名

稱厚度(mm)鉛橡膠3～4（三）幾種電離輻射的防護(hù)要點(diǎn)

1、α放射源的防護(hù)α射線是帶電的、質(zhì)量較大的粒子(氦原子核），與物質(zhì)能發(fā)生很強(qiáng)的電離作用，在物質(zhì)中的射程很短，如在空氣中幾厘米至十幾厘米（一般常用α源6cm），在鋁中幾十微米。因此對其防護(hù)較容易。一般穿不透皮膚層，故沒有外照射危險。但是當(dāng)α放射源強(qiáng)度較大時，還會伴有一定量的其它射線放出。

一般普通紙即可阻擋α射線。對α放射源的防護(hù)還要注意表面污染、內(nèi)照射和伴生的其他射線。

2、β放射源的防護(hù)β粒子的穿透能力比同樣能量α粒子強(qiáng)約100倍，能量超過70keV的β粒子即可穿透皮膚表層，因此，應(yīng)考慮β源的。β放射性核素衰變時，常伴有γ輻射或其他形式的光子。一般可用有機(jī)玻璃和鋁片進(jìn)行防護(hù)；β粒子穿過周圍物質(zhì)時產(chǎn)生軔致輻射，應(yīng)考慮β外照射的防護(hù)。幾種材料的

粒子射程(cm)E

(MeV)鋁組織或水空氣0.010.000060.00020.130.020.000260.00020.520.030.00560.00181.120.040.00960.00301.940.050.001440.00462.940.060.002000.00634.030.070.002630.00835.290.080.003440.01096.930.090.004070.01298.200.10.005000.015810.10.20.01550.049131.30.30.02810.088956.70.40.04260.13585.70.50.05930.1871190.60.07780.2461573、中子防護(hù)中子放射源幾乎都是發(fā)射快中子。設(shè)計屏蔽層時必須用含氫較多的物質(zhì)(如水，石臘，聚乙烯等)將快中子慢化，然后用