辐射生物安全.ppt
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1、辐射生物安全,实验核医学,放射性示踪技术 核素分子探针 体外分析 放射自显影 核素分子影像 70%以上的医学研究,内容,辐射相关的基本概念 辐射的应用与危害 辐射效应 辐射防护常用计量单位 辐射防护原则 实验室放射性核素使用规程 辐射应急与国民安全素养,与辐射相关的基本概念,辐射(radiation)由某些物质或装置发射射线的过程 辐射源(radiation source) 通过发射电离辐射或释放放射性物质而引起辐射照射的一切物质或实体 电离辐射(ionizing radiation) 能在物质中产生离子对的辐射,2019年10月7日星期一,程木华 2011年制作,核 素,原子核由质子和中子(
2、统称核子,Nucleon)组成。 元素指凡质子数相同的原子为一种元素。,A代表原子的质量数,原子结构简便表达:AX,如131I,2019年10月7日星期一,程木华 2011年制作,核 素,核素(Nuclide)指核内质子数、中子数、核能完全相同的一类原子。 同位素指具有相同质子数、但中子数及质量数不同的核素。它们在周期表中同一位置。,2019年10月7日星期一,程木华 2011年制作,核 素,同质异能素指两个核素质子数和中子数都相同,而能量状态不同的核素。 稳定性核素是指原子核稳定的核素,在没有外来因素干扰时,不容易发生核内成分或能级的变化。 放射性核素是原子核不稳定的核素,由于中子与质子比例
3、失衡,容易发生核内成分或能级的变化。,与辐射相关的基本概念,放射性核素与核衰变(radioactive nuclide& decay) 自发地发生核内成分或能态改变而转变为另外一种核素,同时释放出射线的核素为放射性核素,此过程为核衰变. 衰变类型: , ,衰变,放射线的性质,粒子(氦核); 粒子(电子); 射线(光子) X射线(光子) 穿透力:、X射线粒子粒子 电离能力:粒子粒子、X射线,与辐射相关的基本概念,放射性活度(radioactivity, A ) 单位时间内发生衰变的次数: At = A0e-t = A0e-0.693/T t 单位Bq:放射性核素在1秒内发生1次核衰变 旧单位:居
4、里(Ci) 1Ci=3.71010Bq=37GBq 1mCi(毫居里)=3.7107Bq=37MBq 1uCi(微居里)=3.7104Bq=37kBq 1Bq=2.70310-11Ci,与辐射相关的基本概念,半衰期(half-life,T1/2) 放射性核素衰变其原有核素一半所需时间(3H:T1/2=12.35;14C:T1/2=5730a;32P:T1/2=14.28d; 125I:T1/2=60d) dpm&cpm dpm: 核素每分钟衰变数(1uCi=2.22106dpm) cpm: 仪器每分钟计数率 cpm/dpm100%=E(仪器测量效率),与辐射相关的基本概念,比活度(specif
5、ic activity) 单位质量的放射性活度(40Ci/mmol,1.5TBq/mmol) 放射性浓度(radioactive concentration) 单位体积溶液中的放射性活度(1mCi/ml) 放射化学纯度(radiochemical purity) 放射性标记化合物的放射性活度占该样品的总放射性活度的百分比。,辐射危害二十世纪核辐射事件,利特维年科事件 2006年11月1日,43岁的亚历山大利特维年科,因身体不适住进医院。此后他不断呕吐,大量脱发,检查表明,中枢神经、心脏、肾和骨髓都遭到不同程度的伤害,于当月23日晚不治身亡。 检查尿液发现放射性核素钋-210的含量极高。,210
6、Po:1898居里夫妇在处理铀矿时发现一种新元素,为了纪念居里夫人的祖国波兰,他们把这种新元素定名为钋(拉丁文:Polonium)。在元素周期表内的原子序数为84,是银白色的金属。现已知道钋有25个同位素,均有放射性,钋-210是其中的一个核素,也称为镭F(RaF, 、T1/2138d),辐射危害,二十世纪核辐射事件,巴西铯-137丢失事故 1987年9月巴西发生一起放射源铯-137(137Cs, 、T1/230.17a)丢失事故,当局对公众和城市环境采取干预措施。7个地区被隔离,42个家庭被撤离,6家建筑物被拆毁,对58个公共场所去除放射性污染,49人需要治疗,28人有局部辐射损伤,20人住
7、院,4人死亡。112000个居民去医疗机构要求检查有无受到铯-137污染。应急处理持续了6个月,给巴西社会造成很大经济损失。,二十世纪核辐射事件,切尔诺贝利核电站事故 1986年4月26日,前苏联发生的切尔诺贝利核电站事故, 203人被诊断为放射病,死亡人数达31人,给当时苏联社会造成很大损失,受放射性核素污染地区的居民至今还生活在辐射危害的阴影中,日本福岛第一核电站核事故,2011.3.11日本福岛日因里氏9.0级强震及海啸造成两座核电站的5个机组停转,日本政府为此已宣布 核能紧急事态 ,并于12日首次确认核电站出现泄漏,大批居民被疏散。大量人员受到不同程度的核辐射。,案例分析,二十世纪核辐
8、射事件,1983年墨西哥60Co源丢失 在华雷斯市,一个没有放射源许可证的单位将一枚废弃不用的60Co放射源卖给了废品收购站, 运输途中装内有6010个60Co粒的铅罐破裂,其中700粒不知去向,存留的60Co粒被冶炼厂回炉制成了金属物品,致使在销往墨西哥和美国等数千吨金属铸件、钢筋和铸铁板,几个铸造车间、街道、数以百计的房屋和金属制品受到污染约有数千人受到照射,据不完全统计,从1945年1985年,各国发生的重要核事故50起以上,其中临界事故伤亡60余人(死亡9人),全身外照射伤亡90人以上(死亡18人)。,二十世纪核辐射事件,辐射危害,我国19501987年间29个省市自治区发生大小核事故
9、有558起,不同程度的受照射人员2166人,其中被诊断为急性放射病者31人,亚急性放射性病3人,放射性皮肤烧伤163人,放射反应9人。,典型核或放射突发事件举例,典型核或放射突发事件举例,辐射的用途,医学:临床诊疗、基础研究 工业:探伤、测厚、材料改 性、 结构分析 农业:育种、品种改良、保鲜 地质:找矿 考古:年代分析 能源:反应堆 军事,环境中的辐射,医用辐射 天然本底 核电站 其他(建材、微波),环境中的辐射,环境中的辐射,医用辐射学科分类,医用辐射源分类,20分、10分、2分、109分,辐射危害,居里及其女儿的白血病 早期夜光表表盘制作工人的骨癌。 X光发现者伦琴手上的特异性皮炎 放射
10、性职业病 放射源丢失 核爆后遗症,辐射效应,电离辐射的生物学作用 直接作用(direct effect) 射线粒子或光子 的能量被DNA或具有生物功能的其他分子直接吸收,使生物分子发生化学变化的效应。,辐射效应,间接作用(indirect effect) 当辐射的能量向生物分子传递时,通过扩散的离子及自由基起作用,并被生物分子所吸收而产生的生物学效应称为间接作用。 H2O H,OH,H2,H2O+, H2O2, H3O+ OH-,生物大分子失活 基因突变 染色体断裂,辐射损伤的临床医学,造血系统的损伤: 电离辐射致出血综合征 免疫系统的损伤 免疫抑制 消化系统损伤,辐射生物效应分类,随机性效应
11、(stochastic effect):发生机率(而非其严重程度)与剂量的大小有关的效应。这种效应被认为不存在剂量的阈值,如辐射致癌效应、遗传效应 可能不等于一定; 可能性的大小与剂量大小成正比; 不存在安全剂量,危险总是存在。,辐射生物效应分类,非随机性效应(non-stochastic effect)或确定性效应):发生机率、效应的严重程度随剂量而变化的生物效应。这种效应存在剂量的阈值。如眼晶体的白内障、造血功能障碍、皮肤的良性损伤等 剂量大于阈值时,才会出现非随机性效应; 剂量越大,所产生的临床效应越严重; 对于不同的组织,产生临床效应的阈值不同,辐射生物效应分类,辐射防护常用计量单位,
12、照射量(exposure,SI) 单位:库仑千克-1(Ckg-1)或伦琴R 吸收剂量(adsorbed dose) 单位:戈瑞(Gy,1Gy = 1 Jkg -1) 或拉德(rad), 1Gy=100rad,辐射防护常用计量单位,当量剂量(equivalent dose,HT, R) 吸收剂量与辐射权重因数的乘积 HT, R= DT, R WR 专用名称叫希(沃特)(Sievert,Sv) HT, R 辐射在组织或器官T中所受到的当量剂量 DT, R 辐射在组织或器官中所致的平均吸收剂量 WR 辐射的辐射权重因数,不同类型辐射的权重因数,辐射防护常用计量单位,有效剂量(effective do
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