核與放射知識介紹

1、放射醫(yī)學(xué)的含義放射醫(yī)學(xué)的含義 自1895年倫琴(W C Roentgen)發(fā)現(xiàn)X射線以來，放射醫(yī)學(xué)經(jīng)歷了一百多年的發(fā)展歷程。電離輻射在為人類帶來巨大裨益的同時(shí)，也使生物機(jī)體受到不同程度的健康危害。放射醫(yī)學(xué)是醫(yī)學(xué)中的一門學(xué)科，其主要任務(wù)是研究電離輻射對人體的作用、機(jī)制、損傷與修復(fù)的規(guī)律，放射損傷的診斷、治療和預(yù)防，為放射性工作人員的衛(wèi)生防護(hù)、醫(yī)學(xué)監(jiān)督和保健工作提供理論依據(jù)和措施。放射醫(yī)學(xué)專業(yè)放射醫(yī)學(xué)專業(yè) 學(xué)習(xí)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、放射醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)知識；用放射診斷、核素診斷、影像診斷等各種診斷技術(shù)進(jìn)行疾病診斷，并掌握其基本理論、方法和技能；應(yīng)用射線、深部X射線、放射性核素等各種射線進(jìn)行診斷及放射治療，

2、并掌握其基本理論、方法和技能；放射損傷及放射病的診治技術(shù)；放射防護(hù)的基本理論、方法和技能；醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的初步能力 。放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 1896年，法國物理學(xué)家貝可勒爾在研究物質(zhì)的熒光時(shí)發(fā)現(xiàn)，某些鈾鹽可以放射一種人的眼睛看不見的射線，這種射線能穿過黑紙、玻璃、金屬箔使照像底片感光，而且還觀測到靠近鈾鹽的空氣被“電離”了，驗(yàn)電器可以檢驗(yàn)出來。 1898年，居里夫人和施密特各自觀測到，釷的化合物也能放出類似的射線。居里夫人把這種現(xiàn)象稱為放射性。不久，她又發(fā)現(xiàn)了放射性更強(qiáng)的鐳，鉛可以有效地阻擋射線。 1899年，科學(xué)家將鐳源放入鉛制造的容器中，容器開有一小孔，讓鐳的射線射出，然后在射線

3、的垂直方向施以磁場力，射線在磁場力作用下，分解為3束，科學(xué)家把它們分別命名為、射線。后來證明，偏轉(zhuǎn)角度不大的射線或者說粒子就是氦原子核（帶正電荷）；偏轉(zhuǎn)角度大的那束命名為射線是電子束（帶負(fù)電荷）；中間不偏轉(zhuǎn)的命名為射線，是電磁波，無電荷。放射性同位素放射性同位素 如果兩個(gè)原子質(zhì)子數(shù)目相同，但中子數(shù)目不同，則它們擁有相同的原子序，在周期表是同一位置的元素，兩者就叫同位素。有放射性的同位素稱為“放射性同位素”,沒有放射性并且半衰期大于1050年的則稱為“穩(wěn)定同位素”，并不是所有同位素都具有放射性。 放射性同位素（radioisotope）是不穩(wěn)定的，它會“變”。放射性同位素的原子核很不穩(wěn)定，會不間

4、斷地、自發(fā)地放射出射線，直至變成另一種穩(wěn)定同位素，這就是所謂“核衰變”。放射性同位素在進(jìn)行核衰變的時(shí)候，可放射出射線、射線、射線和電子俘獲等，但是放射性同位素在進(jìn)行核衰變的時(shí)候并不一定能同時(shí)放射出這幾種射線。核衰變的速度不受溫度、壓力、電磁場等外界條件的影響，也不受元素所處 狀態(tài)的影響，只和時(shí)間有關(guān)。放射性同位素衰變的快慢，通常用“半衰期”來表示。半衰期（half-life）即一定數(shù)量放射性同位素原子數(shù)目減少到其初始 值一半時(shí)所需要的時(shí)間。電離輻射電離輻射 電離輻射是指波長短、頻率高、能量高的射線。電離輻射可以從原子、分子或其他束縛狀態(tài)放出（ionize）一個(gè)或幾個(gè)電子的過程。電離輻射是一切能

5、引起物質(zhì)電離的輻射總稱，其種類很多，高速帶電粒子有粒子、粒子、質(zhì)子，不帶電粒子有中子以及X射線、射線。 射線是一種帶電粒子流，由于帶電，它所到之處很容易引起電離。射線有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)，這種性質(zhì)既可利用。也帶來一定破壞處，對人體內(nèi)組織破壞能力較大。由于其質(zhì)量較大，穿透能力差，在空氣中的射程只有幾厘米，只要一張紙或健康的皮膚就能擋住。 射線也是一種高速帶電粒子，其電離本領(lǐng)比射線小得多，但穿透本領(lǐng)比射線大，但與X、射線比射線的射程短，很容易被鋁箔、有機(jī)玻璃等材料吸收。 X射線和射線的性質(zhì)大致相同，是不帶電波長短的電磁波，因此把他們統(tǒng)稱為光子。兩者的穿透力極強(qiáng)，要特別注意意外照射防護(hù)。射線射線 射線是

6、指具有特定能量的粒子或光子束流。由各種放射性核素發(fā)射出的、具有特定能量的粒子或光子束流。反應(yīng)堆工程中常見的有的射線、射射線、射線和中子射線。各種射線，由于電離密度不同，生物效應(yīng)是不同的，所引起的變異率也有差別。為了獲得較高的有利突變，必須選擇適當(dāng)?shù)纳渚€，但由于射線來源、設(shè)備條件和安全等因素，目前最常用的是射線和x射線。 射線是原子衰變裂解時(shí)放出的射線之一。此種電磁波波長很短，穿透力很強(qiáng)，又?jǐn)y帶高能量，容易造成生物體細(xì)胞內(nèi)的DNA斷裂進(jìn)而引起細(xì)胞突變、造血功能缺失、癌癥等疾病。但是它可以殺死細(xì)胞，因此也可以作殺死癌細(xì)胞，以作醫(yī)療之用。 x射線波長介于紫外線和射線間的電磁輻射，是由x光機(jī)產(chǎn)生的高能

7、電磁波。波長比射線長，射程略近，穿透力不及射線。有危險(xiǎn)，應(yīng)屏蔽。核爆炸核爆炸 核爆炸是指核武器或核裝置在幾微秒的瞬間釋放出大量能量的過程。為了便于和普通炸藥比較，核武器的爆炸威力，即爆炸釋放的能量，用釋放相當(dāng)能量的TNT炸藥的重量表示，稱為TNT當(dāng)量。 核反應(yīng)釋放的能量能使反應(yīng)區(qū)介質(zhì)溫度升高到數(shù)千萬開，壓強(qiáng)增到幾十億大氣壓，成為高溫高壓等離子體。反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的高溫高壓等離子體輻射X射線，同時(shí)向外迅猛膨脹并壓縮彈體，使整個(gè)彈體也變成高溫高壓等離子體并向外迅猛膨脹，發(fā)出光輻射，接著形成沖擊波向遠(yuǎn)處傳播。 核爆炸的特點(diǎn)使得加熱、增壓后的熱空氣團(tuán)是一個(gè)溫度大致均勻的球體，并且溫度、壓強(qiáng)具有突變的鋒面，這

8、個(gè)熱空氣團(tuán)稱為等溫火球?；鹎蛞幻嫦蛲獍l(fā)出光輻射，一面迅速膨脹，同時(shí)溫度、壓強(qiáng)逐漸下降。溫度下降到3000開時(shí)形成以4050千米/秒的速度向四周運(yùn)動(dòng)的沖擊波，其陣面仍然發(fā)光。沖擊波形成后，火球內(nèi)部的溫度分布是表面低，向內(nèi)逐漸升高，火球里面有一個(gè)溫度均勻的高溫核。沖擊波陣面溫度降低到略高于2000開時(shí)，沖擊波脫離火球，并按力學(xué)規(guī)律向外傳播，而后其陣面不再發(fā)光。 蘑菇云：火球熄滅后形成上升的煙云。沖擊波在爆心投影點(diǎn)附近地面的反射和負(fù)相的抽吸作用使得地面掀起巨大塵柱，上升的塵柱和煙云相銜接，形成高大的蘑菇狀煙云。核爆炸的殺傷效應(yīng)核爆炸的殺傷效應(yīng) 核爆炸是通過沖擊波、光輻射、早期核輻射、核電磁脈沖和放射

9、性污染等效應(yīng)對人體和物體起殺傷和破壞作用的。前四者都只在爆炸后幾十秒鐘的短時(shí)間內(nèi)起作用，后者能持續(xù)幾十天甚至更長時(shí)間。沖擊波可以摧毀地面構(gòu)筑物和傷害人畜。光輻射主要是可見光和紅外線，能燒傷人的眼睛和皮膚，并使物體燃燒，引起火災(zāi)。核爆炸早期裂變產(chǎn)物發(fā)射出貫穿能力很強(qiáng)的中子流和射線，可以貫穿并破壞人體和建筑物。裂變產(chǎn)物、未燒掉的核燃料和被中子活化的元素，都會由氣化狀態(tài)冷凝為塵粒，沉降到地面，造成地面和空氣的放射性沾染，所發(fā)出的和射線稱為核爆炸的剩余輻射，也能對人體造成傷害。核爆炸發(fā)出的射線在空氣分子上產(chǎn)生康普頓散射，散射出的非對稱電子流在大氣中激起向遠(yuǎn)方傳播的電磁脈沖，可在大范圍內(nèi)對戰(zhàn)略武器系統(tǒng)的

10、控制和運(yùn)行以及全球無線電通訊構(gòu)成干擾和威脅。 核爆炸的殺傷和破壞程度同爆炸當(dāng)量和爆炸高度有關(guān)。百萬噸以上大當(dāng)量的空中爆炸，起殺傷和破壞作用的主要是光輻射和沖擊波，光輻射的殺傷和破壞范圍尤其大，對于城市還會造成大面積的火災(zāi)。萬噸以下的小當(dāng)量空中爆炸，則以早期核輻射的殺傷范圍為最大，沖擊波次之，光輻射最小。自然界的射線照射自然界的射線照射 自然界本身就存在著放射性。人類并不是從發(fā)現(xiàn)放射線和廣泛應(yīng)用原子能之后才受到輻射照射的，而是一直生活在天然電離輻射的環(huán)境中。地殼里含在大量的放射性物質(zhì)，水、土壤、農(nóng)作物也都含有放射性物質(zhì)。有的放射性物質(zhì)以氣體形式出現(xiàn)，所以空氣里也就含有放射性氣體及放射性塵埃。宇宙

11、每時(shí)每刻都在向地球發(fā)射宇宙射線。人類就是在這樣一個(gè)環(huán)境中生活。同樣，人體內(nèi)也就含有相應(yīng)的放射性物質(zhì)。這種自然界中原來就存在的射線照射，我們就稱之為天然本底。各地天然本底的大小，因地質(zhì)、海拔高度等不同而有所不同。 在日常生活中，我們遇到輻射照射的機(jī)會很多。例如，到醫(yī)院進(jìn)行X光透視、腸胃造影；食入或注入放射性藥物進(jìn)行放射性診斷；進(jìn)行放射性治療；乘飛機(jī)等。輻射安全常識輻射安全常識 核輻射分為非電離輻射和電離輻射兩大類。非電離輻射又稱電磁輻射，如無線電波、紅外輻射、可見光、微波、紫外線等。電離輻射通常又稱放射性輻射，如、X射線等。 放射性輻射對人體造成損害需要一定的劑量，小劑量的輻射一般不會造成人體損

12、害。我們生長在自然界，每天都會接觸少量輻射（天然本底），國際輻射防護(hù)委員會提出正常人（全身）允許一年接觸有效劑量限制量為1000微西弗，在特殊情況下，只要5年內(nèi)平均不超過1000微西弗，單獨(dú)1年中可以有較高的有效劑量，而職業(yè)工作人員每年最大允許劑量是50000微(50mSv)。如一般的胸部、口腔、四肢的X射線診斷，接受的有效劑量每次約10微西弗。所以對小劑量的醫(yī)學(xué)輻射（放射科、核醫(yī)學(xué)）檢查，不會對人體造成損傷。日常生活中的輻射情況日常生活中的輻射情況日常生活中受到輻射照射的情況列于下表：我國陸地天然本底 550微西弗/年我國某些高本地地區(qū) 3700微西弗/年宇宙射線（地面） 260微西弗/年磚

13、房 400微西弗/年食物 200微西弗/年土壤、空氣 500微西弗/年乘飛機(jī) 10微西弗/小時(shí)胸部透視 20微西弗/次X線拍片 10微西弗/次血管造影 12微西弗/次核電站周圍 10微西弗/年吸煙20支/天 1000微西弗/年電離輻射的危害電離輻射的危害 在接觸電離輻射的工作中，如防護(hù)措施不當(dāng)，違反操作規(guī)程，人體受照射的劑量超過一定限度，則能發(fā)生有害作用。在電輻射作用下，機(jī)體的反應(yīng)程度取決于電離輻射的種類、劑量、照射條件及機(jī)體的敏感性。 電離輻射可引起放射病，它是機(jī)體的全身性反應(yīng)，幾乎所有器官、系統(tǒng)均發(fā)生病理改變，但其中以神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官和消化系統(tǒng)的改變最為明顯。電離輻射對機(jī)體的損傷可分為急

14、性放射損傷和慢性放射性損傷。短時(shí)間內(nèi)接受一定劑量的照射，可引起機(jī)體的急性損傷，平時(shí)見于核事故和放射治療病人。而較長時(shí)間內(nèi)分散接受一定劑量的照射，可引起慢性放射性損傷，如皮膚損傷、造血障礙，白細(xì)胞減少、生育力受損等。另外，輻射還可以致癌和引起胎兒的死亡和畸形。輻射防護(hù)三大原則輻射防護(hù)三大原則 一、時(shí)間防護(hù)：不論何種照射，人體受照累計(jì)劑量的大小與受照時(shí)間成正比,接觸射線時(shí)間越長，放射危害越嚴(yán)重，盡量縮短從事放射性工作時(shí)間，可以達(dá)到減少受照劑量的目的。 二、距離防護(hù)：某處的輻射劑量率與距放射源距離的平方成反比，與放射源的距離越大，該處的劑量率越小，所以在工作中要盡量遠(yuǎn)離放射源,來達(dá)到防護(hù)目的。 三、

15、屏蔽防護(hù)：就是在人與放射源之間設(shè)置一道防護(hù)屏障。因?yàn)樯渚€穿過原子序數(shù)大的物質(zhì)，會被吸收很多，這樣達(dá)到人身體部分的輻射劑量就減弱了。常用的屏蔽材料有鉛、鋼筋水泥、鉛玻璃等。核能發(fā)電核能發(fā)電 核能發(fā)電是指利用核反應(yīng)堆中核裂變所釋放出的熱能進(jìn)行發(fā)電的方式。它與火力發(fā)電極其相似。只是以核反應(yīng)堆及蒸汽發(fā)生器來代替火力發(fā)電的鍋爐，以核裂變能代替礦物燃料的化學(xué)能。除沸水堆外，其他類型的動(dòng)力堆都是一回路的冷卻劑通過堆心加熱，在蒸汽發(fā)生器中將熱量傳給二回路或三回路的水，然后形成蒸汽推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。沸水堆則是一回路的冷卻劑通過堆心加熱變成70個(gè)大氣壓左右的過飽和蒸汽，經(jīng)汽水分離并干燥后直接推動(dòng)汽輪發(fā)電機(jī)。核能發(fā)電

16、利用鈾燃料進(jìn)行核分裂連鎖反應(yīng)所產(chǎn)生的熱，將水加熱成高溫高壓，利用產(chǎn)生的水蒸氣推動(dòng)蒸汽輪機(jī)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)。核反應(yīng)所放出的熱量較燃燒化石燃料所放出的能量要高很多（相差約百萬倍），比較起來所以需要的燃料體積比火力電廠少相當(dāng)多。核能發(fā)電所使用的的鈾235純度只約占3%4%，其余皆為無法產(chǎn)生核分裂的鈾238。過程：核能水和水蒸氣的內(nèi)能發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的機(jī)械能電能。核泄漏核泄漏 核泄漏一般的情況對人員的影響表現(xiàn)在核輻射,也叫做放射性物質(zhì),放射性物質(zhì)以波或微粒形式發(fā)射出的一種能量就叫核輻射。核爆炸和核事故都有核輻射。宇宙、自然界能產(chǎn)生放射性的物質(zhì)不少，但危害都不太大，只有核爆炸或核電站事故泄漏的放射性物質(zhì)才能大范圍

17、地對人員造成傷亡。 放射性物質(zhì)可通過呼吸吸入，也可經(jīng)皮膚傷口及消化道吸收進(jìn)入體內(nèi)，引起內(nèi)輻射。y輻射可穿透一定距離被機(jī)體吸收，使人員受到外照射傷害。內(nèi)外照射形成放射病的癥狀有：疲勞、頭昏、失眠、皮膚發(fā)紅、潰瘍、出血、脫發(fā)、白血病、嘔吐、腹瀉等。有時(shí)還會增加癌癥、畸變、遺傳性病變發(fā)生率，影響幾代人的健康。一般講，身體接受的輻射能量越多，其放射病癥狀越嚴(yán)重，致癌、致畸風(fēng)險(xiǎn)越大。放射治療放射治療 放射治療，指用射線消除病灶.放射治療作為治療惡性腫瘤的一個(gè)重要手段，對于許多癌癥可以產(chǎn)生較好效果。 放療是物理療法。從19世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)X線和鐳以來，用放射性治療惡性腫瘤已有極顯著的發(fā)展。目前臨床常用的放射治療可分為體外和體內(nèi)